ZHCUBM1 December   2023

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 光电二极管、TIA 和 ADC
      2. 2.2.2 LED 驱动
      3. 2.2.3 电源
      4. 2.2.4 显示、方向和通信功能
      5. 2.2.5 软件
        1. 2.2.5.1 时序结构
        2. 2.2.5.2 过采样和数字滤波可扩大动态范围
        3. 2.2.5.3 计算生命体征
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 MSPM0L1306
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
    2. 3.2 软件要求
      1. 3.2.1 TI GUI
      2. 3.2.2 CCS 项目
      3. 3.2.3 模拟工程师计算器
    3. 3.3 测试设置
    4. 3.4 测试结果
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标

1 系统说明

脉搏血氧仪是一种用于监测血氧饱和度和脉搏率的医疗仪器。该仪器测量的血氧水平和心率可用于监测用户的健康状况，还可帮助医生快速诊断病因和病情。因此，该仪器广泛用于医院和家庭。

脉搏血氧仪是一种无创设备，用于监测脉搏率和血液的外围血氧饱和度 (% SpO2)。

在脉搏血氧仪中，血液氧合程度 (SpO2) 是通过测量身体组织衰减的光强度来计算的。SpO2 定义为氧合血红蛋白 (HbO2) 水平与总血红蛋白（氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白 (Hb)）水平的比率，具体详见方程式 1。

方程式 1. S p O 2 = H b O 2 H b O 2 + H b

一般而言，HbO2 和 Hb 对不同波长的光具有不同的反应。Hb 吸收的红光比红外 (IR) 光多，而 HbO2 吸收更多红外光。如图 1-1 所示，当通过手指交替驱动红色和红外发光二极管 (LED) 时，穿过手指而未被吸收的光（使用光电二极管作为检测元件）与血液中的 Hb 和 HbO2 浓度相关。

GUID-20231204-SS0I-QNH3-TXWR-1N2HTSSDXTQV-low.svg图 1-1 脉搏血氧仪的方框图

这里使用了两种不同波长的光；每种光交替点亮并进行测量。通过使用两种不同波长，可以降低测量的数学复杂性。

方程式 2. R = log ⁡ ( I α c ) λ 1 log ⁡ ( I α c ) λ 2           S p O 2   α     R

其中

  • λ1 和 λ2 表示使用的两种不同波长的光

测量结果包含直流和交流分量。假定直流分量是身体组织、静脉和毛细血管中血液以及动脉中非脉动（无周期性变化）血液吸收和散射光所导致的。交流分量是动脉中脉动（具有周期性变化）血液吸收光所导致的。

实际上，SpO2 和 R 之间的关系并非方程式 2 所示的线性关系。因此，请使用查找表来获得正确读数。

R 以及 SpO2 的可靠性取决于在信号输入上实现良好动态范围的能力。动态范围 (DR) 通过使用方程式 3 来根据有效位数 (ENOB) 计算得出。

方程式 3. DR=20×log10⁡(2ENOB)