一种抗干扰穿戴式血氧饱和度监测仪的研制* (2012年)

为实现动态环境下人体血氧饱和度的实时监测，研制了一种穿戴式血氧监测仪。采用D/A数模转换控制LED双光源交替发光，以光频转换接收头作为传感器，将光强信号转换为频率信号，直接送入单片机采集；根据反射式原理计算得到结果，通过无线方式发送数据。针对动态环境下获取的光电容积脉搏波中掺杂的运动干扰，提出了血氧干扰分离自适应对消算法，以消除运动干扰对计算结果的影响。设计实现了设备的小型化，提高了其可穿戴性，具有抗运动干扰的能力，能准确的获取血氧信息，适合在日常动态环境下的实时监测。 ### 一种抗干扰穿戴式血氧饱和度监测仪的研制 #### 概述 随着现代医学技术的发展，人们对健康监测的需求日益增长，特别是在日常生活、社区医疗及家庭保健等场景下，能够实现实时且准确地监测血氧饱和度的技术显得尤为重要。本文介绍了一种专门针对动态环境下人体血氧饱和度实时监测需求而设计的穿戴式血氧监测仪。 #### 技术背景 血氧饱和度是衡量人体血液含氧量的重要指标，它对于评估人体的循环系统和呼吸系统的健康状况至关重要。传统的血氧检测方法主要是基于透射式的原理，即光线穿过人体组织（如手指）后被另一侧的传感器接收。然而，这种方法在实际应用中存在一定的局限性，尤其是在患者移动的情况下，容易受到运动干扰的影响，从而降低测量的准确性。 #### 设计理念 为了解决上述问题，研究团队设计了一种新型的穿戴式血氧监测仪。该设备采用了反射式的血氧检测方法，并结合了数字模拟转换器（D/A）、光频转换接收头、单片机等先进技术，同时具备无线数据传输功能，能够在用户进行日常活动时准确地监测血氧饱和度。 #### 关键技术 1. **双光源交替发光技术**：利用D/A转换器控制红光和近红外光LED交替发光，这种技术可以提高测量的精确度和可靠性。 2. **光频转换技术**：通过光频转换接收头将接收到的光信号转换为频率信号，进而简化了后续的数据处理过程。 3. **血氧干扰分离自适应对消算法**：为了解决动态环境下获取的光电容积脉搏波中掺杂的运动干扰问题，研究人员开发了一种算法来消除这些干扰，确保测量结果的准确性。 4. **小型化和低功耗设计**：为了提高设备的便携性和舒适度，该设备采用了小型化的设计思路，并通过优化电路布局等方式降低了功耗。 5. **无线数据传输**：通过集成无线模块，监测数据可以实时传输到用户的手机或其他终端设备上，方便用户随时查看自己的健康状况。 #### 实际应用场景 - **术后恢复期监测**：在手术后的恢复阶段，实时监测患者的血氧饱和度可以帮助医生及时发现异常情况，采取必要的干预措施。 - **社区医疗服务**：社区医疗服务中心可以利用这类设备为居民提供更加便捷的健康监测服务。 - **家庭保健**：对于慢性疾病患者或老年人群，家庭成员可以通过该设备随时掌握他们的健康状况，提高生活质量。 - **战场急救**：在战场上，快速准确地获取士兵的血氧饱和度信息有助于及时识别出可能存在的生命危险，为急救提供宝贵的时间。 #### 结论 这种新型的穿戴式血氧饱和度监测仪不仅能够实现在动态环境下的实时监测，而且具备抗运动干扰的能力，大大提高了监测的准确性和便利性。随着技术的不断进步和完善，这类设备将在未来的健康管理领域发挥越来越重要的作用。