氧濃度演算法

❶ 基於呼吸，血氧信號的演算法分析有哪些

通過對脈搏血氧測量原理的研究，人們已經發現只要測量出兩種波長的透射光在一個完整的脈搏波中光強度的變化量就可以計算氧飽和度。現代的光電和微電子技術為這種測量原理的實現提供了可能。根據脈搏血氧測量原理可以設計出各種各樣的血氧測量計.

血氧測量計的基本結構包括兩部分：血氧感測器器和血氧電路。從理論上來看，血氧感測器的由簡單的兩部分組成：光發射和光接受部分組成。但是在臨床上使用的血氧感測器除了包括這兩個核心的器件外，還包括相應的機械部件、信號傳輸電纜、探頭識別介面等。這些因素直接影響探頭的可靠性、舒適性。探頭能否在實際臨床上被可靠的穩定的使用很大程度上取決於這些外圍的部件。因此，在工程設計是，除了對感測器工作原理的分析外，對感測器其他部件的分析，尋求一個合適的解決方案是一項技術能否實現產品化的關鍵。

信號處理電路對來自感測器的信號進行處理，信號經過放大、濾波，得到一定幅度的信號。這個信號送入到A/D轉化電路，實現模擬到數字量的轉化，被數字化之後的信號經過單片機按照血氧演算法計算後得到血氧飽和度。

在血氧測量原理我們提到，用兩種特定的波長就可以實現脈搏血氧飽和度的測量。這兩種光的波長是660nm和940nm。通過對人體生理波形的分析可以知道，人體的脈搏次數在30~250次/分鍾，對應的頻率是0.5~4.1HZ，。采樣定理指出：對於一個具有有限頻譜的連續信號進行采樣，當采樣頻率大於信號頻率的兩倍是，有采樣後得到的輸出函數能無失真的恢復到原來的信號。在實際上，我們取采樣頻率為120HZ，可以保證信號的無失真。即使是120HZ，對單片機控制電路來講，頻率也是比較低的，因此對與紅光和紅外光的采樣採用分時采樣的方法，即對紅光和紅外光的采樣在不同時刻，但是這兩個信號的采樣時刻非常的接近。此外，考慮到減少感測器電纜線的芯線數量，降低成本和增強電纜的可靠性，因此在設計紅光和紅外光的連接方式式採用的紅光和紅外光反向並聯的方式。

感測器採用發光二極體LED作為光源,以光電二極體作為光檢測器件。在前面的討論中我們提到採用660nm和940nm波長的LED時可以減少測量誤差。因此最終確定選用660nm和940nm波長的LED作為光源。

光源採用脈沖驅動。採用脈沖驅動的好處是兩路光源可以交替發亮，檢測電路可以採用對兩路光響應電平一致的光敏元件接收。