无创血氧饱和度检测仪的设计

2．4 自动增益电路
信号经过滤波以后，进入自动增益环节。自动增益电路由同向比例放大电路构成，其电路如图5所示，与固定增益放大不同的是：在运放的反向端和输入端跨接的不是普通电阻，而是通过总线控制的数字电位器X9241，每片X9241内置四个电位器，每个电位器由64个电阻串联而成，通过数字接口控制电阻触点的开关实现滑动端的滑动，从而改变了反馈电阻的阻值，实现了反馈电阻64级可调。该环节克服了个体差异造成的血氧信号只通过固定放大倍数后影响了测量精度的缺点，实现了了增益自动调节的目的。

3 系统软件设计
血氧检测模块软件包括A／D采样和数据滤波、自动增益调节、血氧饱和度计算，其流程图如图6所示。定时器每隔10 ms产生一次中断控制发光二极管分时发光，然后对光信号进行A／D采样和数据处理，只要能测量出光电信号的交直流成份之比，就能计算出血氧饱和度。

4 实验结果
为了检验所设计的无创血氧饱和度有效性，用该仪器与国际著名的BCI脉搏血氧监护仪对20名实验人群进行了血氧饱和度的对比检测，图7给出线性拟合曲线。这一对比实验结果表明：血氧值在94％～99％的范围内，相关系数为0．989 5，说明两者测试结果基本相同，本检测仪器能够准确反映血氧饱和度结果。

5 结论
血氧饱和度是一项非常重要的生命体征指标，在临床监护和抢救危重病人时具有重要参考作用。本文研制的血氧饱和度测量系统是基于C8051F020芯片，有效利用血红蛋白对红光与红外光的吸收特性，并通过自动增益控制解决了个体差异对测量信号的影响，实现了对人体无创、实时监测功能。该系统结构稳定、功耗小、成本低，为临床测量提供连续有效的监测信息，适用于临床测量与研究，具有广阔的应用前景。