【推荐下载】用于测量脉率和血氧的集成光学传感器
心率血压血氧一体传感器毕业设计
心率血压血氧一体传感器毕业设计
本毕业设计旨在设计并制作一种能够同时监测心率、血压和血氧的一体化传感器。
该传感器将采用非侵入式的测量方法，使其使用更加方便和舒适。
传感器主要由三个部分组成：心率传感器、血压传感器和血氧传感器。
心率传感器将使用光电测量法来监测心率，血压传感器将使用光电振荡法来监测血压，血氧传感器将使用脉搏氧饱和度测量法来监测血氧。
传感器将配备LCD显示屏，可直观地显示心率、血压和血氧等数据。
同时，传感器将与手机APP相连，用户可通过APP随时查看自己的身体数据，定期进行健康监测和健身运动计划。
在本设计中，我们将使用微处理器控制系统来对传感器进行控制和数据处理，从而实现高效和准确的数据采集和分析。
同时，我们还将对传感器进行实验室测试和人体测试，以确保其稳定性和准确性。
该一体化传感器具有体积小巧、可穿戴、非侵入式、低功耗、高精度等特点，可广泛应用于家庭保健、健身运动、医疗诊断等领域，为用户提供及时、准确的身体数据，帮助用户更好地管理自己的健康。
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PulseSensor史上最全脉搏心率传感器方案
PulseSensor史上最全脉搏心率传感器方案【导读】PulseSensor是一款用于脉搏心率测量的光电反射式模拟传感器，支持ardunio开发开源硬件！用来测试心跳速率和脉搏波形的传感器，适用于学生、艺术家、运动员、开发者、游戏或者运动终端开发人员，可以开发出和心率有关的互动产品。
方案简介：PulseSensor是一款用于脉搏心率测量的光电反射式模拟传感器。
将其佩戴于手指、耳垂等处，通过导线连接可将采集到的模拟信号传输给Arduino等单片机用来转换为数字信号，再通过arduino等单片机简单计算后就可以得到心率数值，此外还可将脉搏波形通过串口上传到电脑显示波形。
PulseSensor是一款开源硬件，目前国外官网上已有其对应的开源arduino程序和上位机Processing程序，其适用于心率方面的科学研究和教学演示，也非常适合用于二次开发。
方案原理：传统的脉搏测量方法主要有三种：一是从心电信号中提取；二是从测量血压时压力传感器测到的波动来计算脉率；三是光电容积法。
前两种方法提取信号都会限制病人的活动，如果长时间使用会增加病人生理和心理上的不舒适感。
而光电容积法脉搏测量作为监护测量中最普遍的方法之一，其具有方法简单、佩戴方便、可靠性高等特点。
光电容积法的基本原理是利用人体组织在血管搏动时造成透光率不同来进行脉搏测量的。
其使用的传感器由光源和光电变换器两部分组成，通过绑带或夹子固定在病人的手指或耳垂上。
光源一般采用对动脉血中氧和血红蛋白有选择性的一定波长（500nm~700nm）的发光二极管。
当光束透过人体外周血管，由于动脉搏动充血容积变化导致这束光的透光率发生改变，此时由光电变换器接收经人体组织反射的光线，转变为电信号并将其放大和输出。
由于脉搏是随心脏的搏动而周期性变化的信号，动脉血管容积也周期性变化，因此光电变换器的电信号变化周期就是脉搏率。
根据相关文献和实验结果，560nm波长左右的波可以反映皮肤浅部微动脉信息，适合用来提取脉搏信号。
血氧探头产品技术要求科瑞康
2. 性能指标
2.1 外观与结构
外形应端正，表面应光亮整洁，不得有毛刺、破损、锋棱和变形。
夹子操作应灵活可靠，指套应柔软有弹性。
2.2 性能要求
2.2.1 脉搏血氧饱和度参数
在70％～100％范围内，测量误差为±2％。
注：“％”为脉搏血氧饱和度百分比。
2.2.2 脉率参数
在30bpm～250bpm范围内，误差：±2bpm或±2％，两者取最大。
注：性能参数的实现需与配套设备一起使用。
2.3 安全要求
应符合标准GB 9706.1-2007《医用电气设备第1部分：安全通用要求》和YY 0784-2010《医用电气设备医用脉搏血氧仪设备基本安全和主要性能专用要求》的要求。
安全特征见附录A。
2.4 电磁兼容要求
应符合标准YY 0505-2012《医用电气设备第1-2部分：安全通用要求并列标准：电磁兼容要求和试验》的要求。
按照标准GB 4824-2013《工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法》的分组分类，探头属于1组B类设备。
2.5 环境试验要求
2.5.1 气候环境试验应符合GB/T 14710-2009《医用电器环境要求及试验方法》
中气候环境试验Ⅱ组的规定。
2.5.2 机械环境试验应符合GB/T 14710-2009中机械环境试验Ⅱ组的规定。
2.5.3 运输试验与电源电压适应性应符合GB/T 14710-2009中第4、5章的规定。
表2 环境试验要求
以下部分空白。
脉搏血氧饱和度传感器技术要求深圳市美的连医疗
2.性能指标2.1外观与结构2.1.1产品外观应颜色均匀、表面光滑、无破损、划伤、变形等缺陷；插头、电缆和探头无明显机械压痕，金属部分无锈迹；2.1.2产品接触件应紧固无松动；2.1.3插头、电缆、探头之间的连接应牢固、可靠。
2.2使用性能2.2.1SpO2测试范围与测试精度a）SpO2测试范围：应在70%~100%范围内；b）SpO2测试精度：在90%~100%时，允许公差为±2%；在70%~89%时，允许公差为±3%。
2.2.2脉搏（Pulse）速率测试范围与测试精度a）脉搏测试范围：应在30bpm~245bpm内；b）脉搏速率测试精度：±3 bpm。
2.2.3探头的机械性能2.2.3.1张开角度a）成人指夹式，如S0010B-S、S0026B-S：＞30°；b）成人耳夹式，如S0010G-S、S0026G-S：＞5°；c）成人指套式，如S0010D-S、S0026D-S：不适用；d）儿童指夹式：S0010C-S、S0026C-S：＞30°；e）儿童指套式：S0010E-S、S0026E-S：不适用；f）新生儿包裹式，如S0026F-S：不适用。
2.2.3.2张力a）成人指夹式，如S0010B-S、S0026B-S：0.2kg~1kg；b）成人耳夹式，如S0010G-S、S0026G-S：0.2kg~1kg；c）成人指套式，如S0010D-S、S0026D-S：0.2kg~1kg；d）儿童指夹式：S0010C-S、S0026C-S：0.2kg~1kg；e）儿童指套式：S0010E-S、S0026E-S：0.2kg~1kg；f）新生儿包裹式，如S0026F-S：0.5kg~2.5kg。
2.3电气性能2.3.1导通性能产品应无短路、断路和接触不良现象，导通电阻见表2。
表2 导通电阻2.3.2绝缘性能产品的芯与芯、芯与屏蔽及护套之间绝缘电阻应＞100MΩ，测试电压为100V DC。
Maxim MAX30102可穿戴血氧和心率生物传感器解决方案
●● Real-Time Monitoring ●● Flexible PCB Design ●● Flexible PCB Design ●● On-Board Accelerometer ●● Proven PCB Layout ●● Fully Assembled and Tested ●● Windows® 7-, and Windows 8/8.1-CompatibleSoftware
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Maxim MAX30102可穿戴血氧和心率生物传感器解决方案
Maxim公司的MAX30102是高灵敏度血氧和心率生物传感器,包括内部 的LED,光电检测器,光学元件,以及环境光抑制的低噪音电子学.单个1.8V电源,内 部LED电源5.0V,通信通过标准的I2C接口进行,工作温度-40℃ 到 +85℃,微 细5.6mm x 3.3mm x 1.55mm 14引脚封装,主要用在可穿戴设备以及健美辅助设 备.本文介绍了MAX30102主要优势和特性,系统框图和功能框图,典型应用电路以及 评估板MAX30102 EVK主要特性,子板和主板电路图,材料清单和PCB设计图.
MAX30102主要优势和特性:
Heart-Rate Monitor and Pulse Oximeter Sensor in LED Reflective Solution Tiny 5.6mm x 3.3mm x 1.55mm 14-Pin Optical Module Integrated Cover Glass for Optimal, Robust Performance
无创血糖仪市场报告 第 版
无创血糖仪市场报告1.背景目前的血糖测量方法主要为生化血糖测量法和微创血糖检测法。
生化血糖检测法和微创血糖检测法的技术已较成熟，也是目前血糖测量的主要方法，但此两种测量方法都需要取血检测，由于抽血或手指扎针取血会造成疼痛，而且有感染的危险，这就限制了测定血糖的频率，使糖尿病患者无法获得满意的血糖监测，因此迫切需要采取无创式血糖测量技术来克服有创式采血的缺点。
2.主要的无创血糖检测技术2.1.近红外光谱技术当用红外线照射人体时，与血糖无关的人体组织，如皮肤、骨骼、肌肉、水等将吸收大部分红外线、余少量代表血糖特征的反射或吸收红外线，称为血糖特征频谱信号，可用来提取血糖值。
最新由格罗夫仪器（Grove Instruments）开发的运用此技术的血糖仪可在20s之内对患者的血糖值进行实时检测。
首款推出的试验性产品没有额外的附件且可由电池驱动，测量部位则是在指尖或者耳垂。
针对此仪器的一项拥有4000组数据的实验研究显示该设备的测量准确性符合ISO15197标准。
同时在运用此技术开发无创血糖仪的公司有DIRAmed, C8 MediSensors 和 InLight Solutions。
2.2.测试人体的射频阻抗，提取血糖值波长较红外线更长的电磁波对人体辐射时，像血糖这种非离子可溶性物质，将吸收一定的电磁波，提取其吸收特征值，理论上可以得到血糖值。
但是，体液中还有其他非离子可溶物质，它们也吸收电磁波。
因此，如何将血糖的吸收特征值分离及提取，是这种方法的关键。
2.3.偏振式：其原理是光学活性物质致使偏振光的偏振面发生旋转，产生的角度与偏振光在其中传播的光程、波长、温度以及溶液的浓度有关。
当一束线偏振光入射到含有葡萄糖的溶液时，其透射光也是线偏振光，而且偏振方向与原入射光的偏振方向有一个夹角，这就是葡萄糖的旋光特性。
利用这个特性可以制成血糖检测仪器。
这种方法一般是通过测量眼球房水中的葡萄糖浓度来反推出血糖浓度。
多参数监护仪(全介绍)
多参数监护仪原理目录第一部分、多参数监护仪发展回顾、现状及展望..................................5--71、监护仪的发展阶段2、未来的监护仪3、信息系统4、网络协议5、经典监护仪特征6、便携机与分体机的区别第二部分、监护仪技术............................................................................8--91、监护仪的测量范围2、监护仪监测的生理参数3、监护仪的测量方法及分类4、人体生理参数的特点5、监护仪的分类6、监护仪的发展趋势7、普通监护仪的结构图第三部分、心电监护基础知识............................................................10--181、心电图—ECG的历史2、心脏的基本解剖特点3、心脏的基本生理特征4、心电图---ECG定义第四部分、心电（ECG）的测量...........................................................19--211、心电信号2、心电监护设备的标准要求3、心电设备的结构4、心电电极的连接和关系5、心电功能板的结构6、呼吸波的测量（阻抗法）第五部分、血压监护基础知识............................................................22--271、血压定义2、无创血压3、血压的单位4、正常血压范围5、血压的生理变异6、影响血压因素7、无创血压测量技术8、NBP无创血压临床应用9、测量无创压时的注意事项10、高血压概念11、血压的波动12、动态血压13、有创血压测量(IBP) 临床应用14、心排量定义第六部分、血氧监护基础知识............................................................28--381、血氧的定义2、血氧饱和度（SO2）3、血氧监护的临床应用4、脉搏血氧饱和度（SpO2）5、什么是缺氧？6、血氧饱和度与血氧监护7、脉搏血氧饱和度测量仪的发展8、脉搏血氧饱和度测量光学理论基础9、监测的部位10、探头类型11、血氧正常值12、传统血氧技术13、脉率14、HP(Philips) 只采用频域算法（FST）15、影响血氧饱和度的因素16、常见血氧仪系统的结构17、血氧仪的发展方向第七部分、体温监护基础知识...........................................................39—401、体温监测目的2、体温的分类3、监测原理4、典型值5、体温监测的应用6、影响体温的一些外界因素7、体温监测的种类8、温差9、体温温度监测部位和优缺点10、正常体温值11、影响体温的一般因素第八部分、呼吸监护基础知识........................................................... 41--421、呼吸基本定义---RESP2、呼吸过程3、呼吸测量方法4、呼吸测量原理（阻抗法）5、呼吸运动正常值6、临床常用的呼吸监测指标7、呼气末二氧化碳(EtCO2)第九部分、监护仪应用基础................................................................43--441、概论2、主控制板3、输出设备4、输入设备5、综合部分6、软件应用第十部分、监护仪原理...................................................................................45--68.一、概述二、监护仪功能原理三、监护参数校检四、监护仪的维修五、监护仪的安装六、监护仪的基本操作七、监护仪的清洁与维护一、多参数监护仪发展回顾、现状及展望1、监护仪的发展阶段▪智能化之前的监护仪；▪以单片机为核心的监护仪▪以PC或嵌入式系统为核心的监护仪▪以网络为核心的监护仪▪未来：以病人为核心的监护仪1.1、最早的监护仪▪简单模拟和数字电路▪无智能报警▪辅助人工监测病人▪简单的显示（数码管甚至灯泡）1.2、以单片机为核心的监护仪▪开始智能化，有软件▪自动报警，有人机界面▪数码管、单色LCD▪有数据、波形显示▪汇编代码▪多单片机结构▪功耗约200W1.3、以PC或者嵌入式系统为核心▪工控主板或嵌入式专用主板▪有操作系统，使用C编程▪可以连网：RS232\485▪多参数，便携式，模块化▪功耗大幅降低，典型值<50W1.4、以网络为核心▪可以联入到医院HIS（医院信息系统）▪构成CIS(临床信息系统)▪传感器数字化，仪器软件化▪无线、有线灵活联网▪以病人信息处理为中心2、未来的监护仪▪构成广域网- 全球甚至更广▪以病人为核心，信息方便获得▪随时随地监护，无影响测量▪更智能，更方便▪更轻巧，更环保▪可植入▪无创的传感方法3、信息系统3.1、医院信息系统(Hospital Information System,HIS）▪利用计算机软硬件技术、网络通讯技术等现代化手段，对医院及其所属各部门对人流、物流、财流进行综合管理。
max86176 规格书
max86176 规格书健康传感器平台3.0 (HSP 3.0)，将开发时间缩短至少6个月。
该款可直接佩戴的腕戴式参考设计型号为MAX86176#，用于监测血氧(SpO2)、心电图(ECG)、心率、体温和运动。
其算法提供心率(HR)、心率变异(HRV)、呼吸率(RR)、血氧饱和度(SpO2)、体温、睡眠质量和压力水平等临床级信息。
该参考设计使可穿戴产品设计师能够立即开始数据收集，与从零开始设计这些设备相比，至少节省6个月的时间。
HSP 3.0采用腕戴式设计，也适用于其他干电极形式的设备，例如胸贴和智能戒指。
与其业界领先的上一代产品相比，HSP 3.0在集成ECG方案中增加了光学SpO2测量和干电极测量能力。
可以使终端方案监测心脏和呼吸问题，用于管理慢性阻塞性肺疾病(COPD)、传染病(例如COVID-19)、睡眠窒息症和动脉纤颤(AFib)等疾病。
与其上一代产品相比，这款参考设计体积缩小了40%，采用升级版微控制器、电源、安全管理和检测IC。
参考设计包括完整的光学和电极设计，结合所提供的算法，可以满足临床级测量要求。
主要优势最高功率密度：功率密度提高85%；可提供高达700mA总电流，而PCB面积只有17mm2，支持较高电流负载，为下一代设计提升计算能力和传感器资源最小尺寸：集成4路电源而只需单个电感，将电源管理方案尺寸减小70%高效率：3.7 VIN、1.8 VOUT时效率高达90%超小型电子产品的可穿戴性要求越来越强、集成度要求越来越高，工程师们在系统中增添新功能的难度越来越高。
任何能够减小尺寸且提高输出功率的电源设计将有助于设计者为下一代应用增添强大的计算能力。
MAX32670：超低功耗微控制器，专用于Maxim Integrated领先的脉搏率、SpO2、HRV、呼吸率、睡眠质量监测和压力监测算法支持。
微控制器可配置为传感器集中器(支持硬件和算法)或算法集中器(支持多种算法)。
MAX32670无缝支持客户所需的传感器功能，包括管理MAX86176 PPG和ECG传感器AFE，并外部提供原始或计算得到的数据。
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用于测量脉率和血氧的集成光学传感器
这款集成传感器包含绿光、红光、红外LED各一颗以及一根光电二极管，设计用于对血液所吸收的光进行光学测量。
它直接接触皮肤，发出的光穿透到组织内。
欧司朗光学半导体推出新款SFH7050传感器，助您轻松监控自己的健康状态。
现在，再也不用穿戴胸带，动动手腕或手指即可方便地测量脉率。
这款传感器具有可操控性，因此在手指上进行的脉搏测量结果中，同时包含血氧饱和度的相关信息。
在此之前，检测血氧含量时，通常需要采集血样并借助移动设备。
SFH7050只需要消耗极少的电量，占用空间也非常小，适合集成到健身臂带、智能手表或智能手机中。
这款集成传感器包含绿光、红光、红外LED各一颗以及一根光电二极管，设计用于对血液所吸收的光进行光学测量。
它直接接触皮肤，发出的光穿透到组织内。
检测器则记录反射回来的光量。
信号电平的变化，相当于流经所照射动脉的血液量变化。
因此，信号的周期可指示出脉率。
这三颗LED单独可控，分别用于测量不同的身体部位，其中绿光用于手腕，红光或红外则用于手指。
如果红光和红外光交替在手指上进行测量，反射回来的两种不同光信号可用于计算血氧饱和度。
对于心肺疾病患者、运动员和从事高海拔作业的人士而言，这个功能非常有用。
目前，这样的健康臂带和智能手机已经公开发售只需将手指放在屏幕上，即可测量出血氧饱和度。
薄膜芯片是关键
用于检测血氧含量和脉率的各种光学测量方法，已经在医疗领域创立多年。
迄今缺乏的，是耗电量足够低、能够装入穿戴设备中的光源。
这是因为LED的发射光谱必须非常窄，传感器才能实现所需信号质量。
但直到采用薄膜技术之后，才得以生产。