四路反射式光电容积脉搏波信号检测系统实现

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随着电子科技的发展,嵌入式系统的应用已经渗透到各个行业,如网络通信、消费电子、工业控制等,特别是在数字医疗方面得到了广泛的应用。将嵌入式技术与生物医学信号处理技术结合起来,是今后数字医疗仪器发展的必然趋势。心率、血压、血氧饱和度和血红蛋白等生理信号的无创便捷检测,在手术、输血、献血、营养普查等方面具有重要的意义。传统的检测方法检测步骤复杂(血压测量),或者需要进行破皮取血(血红蛋白浓度检测),不仅对受测者造成了生理及心理上的负担,且无法连续、实时地检测血红蛋白浓度的变化情况。脉博波信号包含了人体丰富的生理信号信息,包括心率和血氧,光电容积脉搏波(photoplethysmographic,PPG)信号信号的提取使生理信号检测的无创便捷成为现实,因此利用光电容积脉搏波信号提取心率和血氧得到了广泛的应用。对于利用光电容积脉搏波对血红蛋白浓度的检测仍然处于研究阶段,本文旨在研究基于光电容积脉博波描记法的无创脉博波检测技术及其实现四路光电容积脉搏信号的采集系统。主要工作和成果包括:对心率、血氧饱和度、血红蛋白浓度等生理信号检测的理论和技术发展做了深入研究,无创检测的智能医疗有着广阔的市场前景,介绍了基于光电容积脉搏波无创检测技术的光学与生理学得相关基础知识,针对实验平台使用到的核心器件,对其原理进行了详细说明。基于以上理论基础,建立四路PPG信号采集系统平台,主要包括:基于ARM Cortex-M3处理器为核心的开发环境,并对相关外围电路进行分析;传感器探头的设计与制作;模拟前端信号采集和处理模块设计和实现、采集数据的存储和传输模块的实现。利用该系统平台完成了21例临床数据的采集,为后续PPG信号处理和生理信息的提取提供的真实可靠的数据。本文实现的四路PPG信号的检测系统得到了预期的功能,并具有较高的稳定性和可靠性,论文的研究取得了预期的成果。
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