基于PPG信號的無創(chuàng)血氧飽和度測量終端的設(shè)計

曹昌盛，徐 銘，伍守豪（.深圳大學 信息工程學院，廣東 深圳58060；.深圳清華大學研究院 數(shù)字電視系統(tǒng)重點實驗室，廣東深圳58057）

基于PPG信號的無創(chuàng)血氧飽和度測量終端的設(shè)計

曹昌盛1，2，徐 銘1，伍守豪2
（1.深圳大學 信息工程學院，廣東 深圳518060；2.深圳清華大學研究院 數(shù)字電視系統(tǒng)重點實驗室，廣東深圳518057）

針對家庭和社區(qū)醫(yī)院對便攜式監(jiān)護儀的需求，本文采用TI公司的MSP430F6659和AFE4490芯片方案，設(shè)計了基于PPG（光電容積脈搏波描記法）信號的無創(chuàng)血氧飽和度測量終端。首先通過分析無創(chuàng)血氧飽和度的測量原理，進行了測量終端的硬件和軟件設(shè)計，然后采用血氧模擬儀標定曲線，最后實現(xiàn)了血氧飽和度的連續(xù)測量和PPG信號的實時顯示。對比測試表明本文設(shè)計的測量終端與國外領(lǐng)先設(shè)備的測量結(jié)果的相關(guān)性達到97%以上，具有較高的準確性。

無創(chuàng)血氧測量；PPG；Lambert-Beer定律；AFE4490

氧是維持人體正常生理活動的關(guān)鍵元素，通常人體的氧是通過呼吸進入血液循環(huán)系統(tǒng)，提供給人體各個器官進行新陳代謝。如果供氧量不足，則會嚴重影響人體健康甚至危及生命，因此測量血氧的含量即血氧飽和度（SpO2）來衡量人體的氧供應(yīng)情有著重要的意義。

測量血氧飽和度有種方法：一種是有創(chuàng)測量，通過采集人體的血氧，將血氧放入化學分析儀器分析氧的含量，這種方法測量周期長，且不能連續(xù)測量。第二種方法是無創(chuàng)測量，利用血紅蛋白對近紅外區(qū)光譜的特殊吸收性質(zhì)來測量血氧飽和度[1-2]。目前有創(chuàng)測量在臨床上已逐漸被無創(chuàng)測量所取代，但是臨床上的無創(chuàng)血氧測量設(shè)備很難在家庭和社區(qū)使用。……