基于扩散理论的脉搏血氧测量系统的研究
本文选题:血氧饱和度 + TMS320F2812 ; 参考:《天津大学》2012年硕士论文
【摘要】:血氧饱和度值在临床手术监护、新生儿、早产儿状态监测、人体生理状态反应指标等方面扮演着重要角色。血氧仪作为连续、无创、方便的检测血氧状态的仪器被大量应用于医院临床和日常生活。由于目前市场上的血氧饱和度仪器在系统设计、原理算法和信号提取上存在一定的缺陷导致其测量范围、测量精度等方面还存在许多问题。因此我们尝试改进血氧仪,包括:以扩散方程模型替代传统的朗伯-比尔定律从而扩大其测量范围,提高测量精度。围绕该课题目标,本论文搭建了以数字信号处理器(DSP)TMS320F2812为核心处理设备的血氧检测系统,在血氧饱和度计算中采用扩散方程模型,具体工作包括以下五个方面: (1)进行了整体系统设计与优化,完成了血氧饱和度测量仪的设计。以DSP为核心处理单元进行信号处理,提高了有效信号的检出精度和系统的稳定性。 (2)以扩散方程作为血氧饱和度计算模型,推导具体公式,并与朗伯-比尔定律比较。根据具体公式画出定标曲线,并利用多项式拟合定标曲线,相应的拟合多项式作为血氧饱和度计算公式。 (3)软件设计方面,采用C语言在CCS界面下对DSP进行控制:延时、中断、A/D转换,并根据脉搏波信号特点检出特征值,剔除运动伪差,计算血氧饱和度值。 (4)硬件设计方面,设计了电压转换、低通滤波、环境光滤除等电路。保证了测量系统的简化、轻便,测量信号的准确等。 (5)进行在体测量实验和仿体测量实验,实验验证基于扩散方程模型的血氧仪测量结果与实际情况相符,且测量范围更广。
[Abstract]:The value of oxygen saturation plays an important role in clinical operation monitoring, state monitoring of newborns and premature infants, physiological state response index of human body and so on. As a continuous, non-invasive and convenient instrument for measuring the state of blood oxygen, it is widely used in clinic and daily life. There are still many problems in the measurement range and precision due to the defects in the system design, principle, algorithm and signal extraction of the oxygen saturation instrument in the market at present. Therefore, we try to improve the oximeter, including replacing the traditional Lamber-Beer 's law with the diffusion equation model, so as to expand the measurement range and improve the measurement accuracy. In this paper, a blood oxygen detection system based on digital signal processor DSP TMS320F2812 is built. The diffusion equation model is used in the calculation of blood oxygen saturation. The specific work includes the following five aspects: 1) the whole system is designed and optimized, and the instrument of oxygen saturation is designed. Using DSP as the core processing unit, the detection accuracy and the stability of the system are improved. (2) the diffusion equation is used as the calculation model of oxygen saturation, and the specific formula is deduced and compared with Lambert-Beer 's law. The calibration curve is drawn according to the specific formula and the calibration curve is fitted by polynomial. The corresponding fitting polynomial is used as the calculation formula of blood oxygen saturation. 3) in software design, C language is used to control DSP under CCS interface: delay, interrupt A / D conversion, and detect characteristic value according to the characteristic of pulse wave signal, eliminate motion pseudo-error, calculate blood oxygen saturation value. Hardware design, voltage conversion, low-pass filtering, environmental light filtering circuit. It ensures the simplification, portability and accuracy of the measurement system. 5) the in vivo and imitative measurement experiments are carried out. The results of the oximeter based on diffusion equation model are in agreement with the actual situation, and the measurement range is wider.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R318.0
【参考文献】
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,本文编号:1894337
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