基于Microchip dsPIC?數字信號控制器的脈搏血氧儀設計

本應用筆記討論了采用Microchip模擬設備和dsPIC?數字信號控制器（DSC）的脈搏血氧儀設計。脈搏血氧儀是一種非侵入性醫(yī)療設備，可監(jiān)測患者血液中的氧飽和度和心率。

功能框圖

操作理論

脈搏血氧儀基于氧化血紅蛋白（HbO2）和脫氧血紅蛋白（Hb）的紅光（波長為600-750 nm）和紅外光（波長為850-1000 nm）的吸收特性來監(jiān)測人體血液的氧飽和度（SpO2） 。脈搏血氧儀通過手指交替閃爍紅光和紅外光到光電二極管。HbO2吸收更多的紅外光，并允許更多的紅光通過。另一方面，Hb吸收更多的紅光，并允許更多的紅外光通過。

光電二極管從每個LED接收未吸收的光。該信號使用反相運算放大器反相，因此結果如圖2所示，代表了手指已吸收的光。

示波器捕獲的實時紅色和紅外（IR）脈動信號

測量紅色和紅外信號的脈沖幅度（Vpp），并將其轉換為Vrms，以生成如公式1所示的比率值?？梢允褂帽嚷手岛陀山涷灲M成的查找表來確定SpO2。公式。脈沖率是根據模數轉換器（ADC）的采樣數和采樣率來計算的。

查找表是系統(tǒng)的重要組成部分。查找表特定于特定的血氧儀設計，通?；谛是€，該校準曲線是根據健康受試者在不同SpO2水平下的多次測量得出的。圖3顯示了樣品校準曲線。

樣品校準曲線

電路說明

本示例中使用的SpO2探頭是現成的兼容Nellcor?的手指夾式探頭，它集成了一個紅色LED和一個IR LED以及一個光電二極管。LED由LED驅動器電路控制。信號調節(jié)電路檢測到通過手指的紅光和IR光，然后將其饋送到微控制器的12位ADC模塊，在其中可以計算％SpO2。

編輯：hfy