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光电式脉搏传感器的原理
1 引言
人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张,使血流压力以波的形式从主动脉
根部开场沿着整个动脉系统传播,这种波称为脉搏波。脉搏波所呈现出的形态、强度、速
率和节律等方面的综合信息,很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特
征。
传 统的脉搏测量采用脉诊方式,中医脉象诊断技术就是脉搏测量在中医上卓有成效的应用,
但是受人为的影响因素较大,测量精度不高。无创测量 〔noninvasive
measurements〕又称非侵入式测量或间接测量,其重要特征是测量的探测局部不侵入机
体,不造成机体创伤,通常在体外,尤其是在体表间接测量人体 的生理和生化参数[1]。
生物医学传感器是获取生物信息并将其转换成易于测量和处理信号的一个关键器件。光电
式脉搏传感器是根据光电容 积法制成的脉搏传感器,通过对手指末端透光度的监测,间接
检测出脉搏信号,光电式脉搏传感器具有构造简单、无损伤、可重复好等优点。本文讨论
的就是基于光 电式脉搏传感器的设计和具体实现。
2 光电式脉搏传感器的原理和构造
2.1 光电式脉搏传感器的原理
根据郎伯-比尔〔lamber-beer〕定律,物质在一定波长处的吸光度和他的浓度成正比,
当恒定波长的光照射到人体组织上时,通过人体组织吸收、反射衰减后测量到的光强在一
定程度上反映了被照射部位组织的构造特征。
脉搏主要由人体动脉舒张和收缩产生的,在人体指尖,组织中的动脉成分含量高,而且指
尖厚度相对其他人体组织而言比拟薄,透过手指后检测到的光强相对较大,因此光电式脉
搏传感器的测量部位通常在人体指尖。
手 指组织可以分成皮肤、肌肉、骨骼等非血液组织和血液组织,其中非血液组织的光吸收
量是恒定的,而在血液中,静脉血的搏动相对于动脉血是十分微弱的,可以忽 略,因此可
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