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用于家庭医疗保健的简单脉搏血氧仪
2020年05月27日    阅读量:388    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

如果您正从呼吸系统疾病中恢复过来,则可能是用脉搏血氧仪检查了您的氧气水平。脉搏血氧饱和度是对氧饱和度(SpO 2)的无创测量。氧饱和度定义为基于血红蛋白Hb和脱氧血红蛋白HbO 2的溶解在血液中的氧气量中国机械网okmao.com


典型的脉搏血氧仪是一种可以夹在手指上的设备。家用血氧仪通常由电池供电,并且设备齐全,并带有内置LCD上显示的氧气水平以及心律。这就是我们伊利诺伊州Veridian Healthcare拆除的那种产品。在我们开始工作之前,先对脉搏血氧仪的工作原理进行一些整理。


脉搏血氧仪使用两种不同的光波长660 nm(红光)和940 nm(红外光)来测量HbO 2和Hb 吸收光谱的差异。Hb吸收660 nm的光,HbO 2吸收940 nm的光。


弹簧拆下 


顶部,卸下弹簧可查看位于手指任一侧的LED和光检测器。中部,卸下焊盘可更好地查看LED和检测器。在底部,Veridian脉冲牛由位于设备下半部分的两个AAA电池供电。


传感器中的光电探测器可测量来自LED的未吸收光。该信号通常使用反相运算放大器进行反相,结果是代表手指已吸收的光的信号。它分为直流和交流分量。直流分量代表组织,静脉血和非搏动性动脉血的光吸收。交流成分代表搏动性动脉血。


脉搏血氧仪从加氧的动脉血的脉动量中分析两个波长的光吸收,并使用以下公式计算吸收率:


SpO 2通常取自存储在用经验公式计算的内存中的表中。比率1表示85%的SpO 2,比率0.4表示100%的SpO 2,比率3.4表示0%的SpO 2。


计算SpO 2的另一种方法是采用交流分量并使用



SpO 2是RX100的值。I ac =λ1(660 nm)或λ2(940 nm)处的光强度,其中仅存在ac电平。


光电探测器产生的输出是代表光吸收的电流。该电流通常会转换为电压,以进行滤波然后进行测量。


大多数文献中所描述的典型脉搏血氧仪电路并不多。它通过MCU运行,该MCU进行计算并生成PWM信号来驱动LED。这就是Veridian在其脉搏血氧仪中所做的。该设备的核心是带有12位多通道ADC 的Silicon Labs C8051F007混合信号SoC MCU。它的特点是


PCB背面


固定LCD的PCB背面包含MCU和两个用于信号调节的运算放大器IC。


挡板已卸下


顶部是屏幕面板的脉冲牛,底部是向上翻转的LCD,底部是安装在PCB下方的众多分立元件。


可编程增益前置放大器,两个12位DAC,两个电压比较器,一个电压基准以及一个具有32 KB闪存的8051兼容MCU内核。还有四个通用16位定时器和四个字节宽的通用数字端口I / O。该芯片具有2304字节的RAM,执行速度高达25 MIPS。


PCB上唯一的其他芯片是圣邦微电子的三个CMOS运算放大器设备,可能用于过滤光检测器信号。


对于简单的脉搏血氧仪来说也差不多,它也可以测量心率。


标签:机械应用技术中心设备与仪器配件与设备 配件与装备
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