实验一与实验二_血氧饱和度检测仪设计实验
心率血氧检测仪实习报告
心率血氧检测仪实习报告一、实习背景随着科技的发展和人们对健康意识的提高，可穿戴设备在生活中的应用越来越广泛。
心率血氧检测仪作为一种便携式的健康监测设备，得到了越来越多的关注。
本次实习，我有幸参与了一款心率血氧检测仪的开发和测试工作，对这款设备的工作原理和实际应用有了更深入的了解。
二、实习内容1. 工作原理学习心率血氧检测仪主要通过光电传感器和微处理器来实现心率和血氧饱和度的监测。
当光源（通常是红色、绿色和红外线）照射到人体皮肤上时，皮肤和组织会吸收部分光线，剩余的光线会被光电传感器接收。
通过计算光线吸收的强度，并结合算法，可以得到心率和血氧饱和度的数值。
2. 硬件组装在实习过程中，我负责了心率血氧检测仪的硬件组装工作。
根据设计图纸，我逐个连接了传感器、电路板、显示屏等组件，并确保各个部分的正常工作。
在组装过程中，我学会了如何处理电路板上的走线，固定元件，以及进行焊接等工作。
3. 软件调试在硬件组装完成后，我参与了软件调试工作。
通过与开发人员沟通，我了解了程序的运行流程和关键算法。
在实际测试中，我操作设备进行了多次心率和血氧饱和度的测量，并对比了实际数值与理论值的差异。
通过不断调整参数和优化算法，我们最终实现了较为准确的心率和血氧检测结果。
4. 性能测试为了验证心率血氧检测仪的性能，我们进行了一系列的测试。
在不同环境下（如室内、室外、运动后等），我操作设备进行了多次测量，并记录了数据。
通过分析测试结果，我们评估了设备在不同环境下的稳定性和准确性。
三、实习心得通过这次实习，我对心率血氧检测仪的工作原理和实际应用有了更深入的了解。
我学会了如何组装和调试硬件，优化软件算法，以及进行性能测试。
这次实习不仅提高了我的动手能力，还培养了我解决实际问题的能力。
同时，我也认识到心率血氧检测仪在实际应用中可能存在的问题，如环境干扰、测量误差等。
在未来的工作中，我将继续学习和探索，希望能为心率血氧检测仪的改进和普及做出自己的贡献。
无创血氧饱和度检测仪的设计
无创血氧饱和度检测仪的设计摘要：介绍了无创血氧饱和度测量原理，即红外光根据人体组织中不同的血红蛋白氧合状态具有不同的光吸收谱特征，利用这些特征即可检测人体组织血氧饱和度。
系统采用单片机C8051F020为核心，设计了无创血氧饱和度检测仪的各硬件部分和软件流程图，并通过可控数字电位器替代了传统的反馈电阻实现了增益自动调节，克服了个体差异造成的血氧信号只通过固定增益影响了测量精度的缺点。
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。
关键词：近红外光谱；血氧饱和度；自动增益；C8051F0200 引言氧是维持人体组织细胞正常功能、生命活动的基础。
人体的绝大多数组织细胞的能量转换都是在氧的参与下完成的。
所以，实时监护人体组织中氧的代谢及运输过程，可以间接获得细胞的代谢状态，在生命科学的研究领域有重要的意义。
要了解人体组织中氧的代谢及运输过程，即掌握动脉血管内的血氧运输代谢情况，人们通常采用两种有效实用的方法。
第一种方法：直接采集人体动脉血样进行血气分析。
它包括血液的pH，PO2，PCo2的测定值，还包括经计算求出的血氧饱和度等参数，但这种方法是有创测量，且对血液标本采集有一些限制要求，不能作为实时监护的方法。
第二种方法：利用无创血氧测量技术来检测动脉血氧饱和度。
它是利用近红外光在组织中血红蛋白氧合状态不同时具有独特的光吸收谱特征来检测组织血氧饱和度。
传统的无创血氧仪器通过光电检测传感器采集透射过血液组织中脉动光强信号，经过固定增益放大和滤波后送入单片机进行数据处理得出血氧饱和度值。
本文设计了基于C8051F020单片机配合可控数字电位器实现增益自动调节的无创血氧饱和度测试仪，解决了个体差异对血氧信号的影响，有效地提高了血氧饱和度的精度。
1 检测原理无创血氧饱和度的检测原理是根据Beer-Lambert定律，引出分光光度法进行物质定性分析和定量分析。
心率血氧监测仪实习报告
一、实习背景随着科技的不断进步，医疗设备领域的发展尤为迅速。
心率血氧监测仪作为其中一种重要的医疗监测设备，能够无创、便捷地检测用户的血氧饱和度和心率，对于早期发现健康问题具有重要意义。
为了深入了解心率血氧监测仪的工作原理和应用，我参加了为期一个月的实习。
二、实习目的1. 掌握心率血氧监测仪的工作原理和检测技术。
2. 了解心率血氧监测仪在临床医学中的应用。
3. 提高动手能力和实际操作技能。
4. 增强对医疗设备行业的认识。
三、实习内容1. 理论学习在实习初期，我重点学习了心率血氧监测仪的相关理论知识，包括：（1）血氧饱和度与心率的生理基础；（2）心率血氧监测仪的工作原理；（3）心率血氧监测仪的组成结构；（4）心率血氧监测仪的检测技术；（5）心率血氧监测仪在临床医学中的应用。
2. 实践操作在理论学习的基础上，我参与了以下实践操作：（1）心率血氧监测仪的组装与调试；（2）心率血氧监测仪的检测与数据采集；（3）心率血氧监测仪的临床应用实践；（4）心率血氧监测仪的故障排除与维护。
3. 实习成果通过本次实习，我取得了以下成果：（1）掌握了心率血氧监测仪的工作原理和检测技术；（2）了解了心率血氧监测仪在临床医学中的应用；（3）提高了动手能力和实际操作技能；（4）对医疗设备行业有了更深入的认识。
四、实习体会1. 理论联系实际在实习过程中，我深刻体会到理论知识与实践操作相结合的重要性。
通过实际操作，我对心率血氧监测仪的工作原理和检测技术有了更深入的理解。
2. 团队协作精神在实习过程中，我积极参与团队协作，与同事共同完成各项任务。
这使我认识到团队协作精神在医疗设备行业中的重要性。
3. 对医疗行业的敬仰通过本次实习，我对医疗行业有了更深入的了解，对医务工作者充满了敬仰。
他们为患者的健康付出了辛勤的努力，为社会做出了巨大贡献。
五、总结本次心率血氧监测仪实习让我受益匪浅，不仅提高了我的专业素养，还培养了我的动手能力和团队协作精神。
双波长频分式血氧饱和度检测仪设计报告 摘要：该检测仪是一种可以实现 ...
双波长频分式血氧饱和度检测仪设计报告摘要：该检测仪是一种可以实现无创检测动脉血氧饱和度的仪器。
而本篇设计报告将以两种血红蛋白的光谱特性和郎伯——比尔定律为切入点阐述双波长、频分式的概念以及透射法检测血氧饱和度的原理，并对处理各种相关信号的电路进行分析。
一 基础概念和方法1．关于血氧饱和度血氧饱和度指血液中被氧结合的氧合血红蛋白(HbO 2)的容量占全部可结合的血红蛋白(Hb)容量的百分比，亦指血红蛋白实际结合的氧气占血红蛋白所能结合氧气最大量的百分比，即血液中血氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数。
其定义式为式中，CHbO 2和CHb 分别表示组织中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度，SaO 2表示血氧饱和度值。
2．脉搏波和光电容积脉搏波描记法心脏收缩时，有血液进入原已充满血液的动脉中使得该处血管壁扩张；心脏停止收缩时，原来扩张的血管也随之收缩，并驱动血液向前流动，从而又使前面的血管壁扩张。
由于此过程类似于波在介质中的传播，故称为脉搏波，它包含了许多重要的生理信息，也因此成为提取信息的重要媒介。
下图即为脉搏波的波形光电容积脉搏波描记法是通过光电手段在活体组织中检测血液容积变化的无创检测方法。
正常生理情况下，动脉血管搏动而静脉和毛细血管不搏动。
若用一束光照射手指，静脉、毛细血管、动脉血的非脉动部分和非血液成分组织对光的吸收保持恒定，而动脉血的脉动部分对光的吸收则会呈周期性变化：光吸收量最大，透射光强度最小，反之亦然。
正如下图所示3．动态光谱理论动态光谱指各个单波长对应的单个光电脉搏波周期上吸光度的最大值与最小值之差值构成的光谱。
当动脉血管充盈度最低时出射光强最大，吸光度最小，对应光电脉搏波波峰；而充盈度最高时出射光强最小，吸光度最大，对应光电脉搏波波谷。
故而动态光谱可认为是由光电脉搏波中，血液吸光度最大值与最小值构成的光谱。
下图即为动态光谱检测的原理图：二理论基础：郎伯——比尔（Lambert—Beer）定律1.郎伯——比尔定律郎伯——比尔定律可用下式表示为入射光强，I为透射光强，α为吸光物质的吸光系数，c为吸光物质的浓度，l为吸光物质的传输距离（吸收层厚度）。
心率血氧检测仪设计实验总结报告
心率血氧检测仪设计实验总结报告一、引言心率和血氧浓度是人体健康状态的重要指标，因此设计一款能够准确测量心率和血氧浓度的检测仪至关重要。
本次实验旨在设计并制作一款心率血氧检测仪，通过测量用户的心跳信号和血氧饱和度，以提供准确的健康数据。
二、实验过程在实验过程中，我们首先进行了相关资料的搜集和复习，了解了心率和血氧浓度的测量原理。
然后，我们根据心率和血氧浓度的特点，选取了光电传感器作为测量的基础原件。
接着，我们进行了硬件电路的设计和连接。
将光电传感器与模拟信号处理芯片相连接，并将其与单片机相连接，以便采集和处理传感器输出的信号。
然后，我们设计了一个显示模块，用于显示心率和血氧浓度的数据。
在软件方面，我们使用C语言编写了相应的程序，通过单片机读取光电传感器的数据，并进行信号处理。
然后，将处理后的数据显示在LCD屏幕上。
此外，我们还编写了一些算法，以提取和计算心率和血氧浓度的数值。
最后，我们对设计好的心率血氧检测仪进行了实验验证。
通过将其与商业化的心率血氧检测仪进行比对，我们发现设计的检测仪输出的数据与商业仪器的数据非常接近，验证了设计的准确性和可靠性。
三、实验结果实验结果显示，设计的心率血氧检测仪能够准确测量用户的心率和血氧浓度。
与商业化的心率血氧检测仪相比，其数据的偏差较小，在实用性和准确性方面表现良好。
四、实验总结通过本次实验，我们设计并制作出一款准确测量心率和血氧浓度的检测仪。
这款检测仪结构简单，使用方便，而且具有较高的准确性和可靠性。
尽管实验过程中遇到了一些问题和困难，但通过团队的合作和努力，最终获得了满意的实验结果。
不过，我们也意识到设计中还存在一些改进的空间。
例如，我们可以增加更多的传感器来测量其他生理参数，以提供更全面的健康数据。
此外，我们还可以通过优化算法，进一步提高信号处理的效果和速度。
综上所述，本次实验设计的心率血氧检测仪在实际应用中具有良好的准确性和可靠性。
希望在今后的研究和开发中，能够进一步完善和优化这款检测仪，为人们的健康监测提供更好的支持。
医学吸氧实验报告
一、实验名称医学吸氧实验二、实验日期2023年10月26日三、实验目的1. 了解吸氧的基本原理和操作方法。
2. 掌握吸氧在临床治疗中的应用和重要性。
3. 观察吸氧对缺氧患者的改善效果。
四、实验原理吸氧是指通过提供高浓度的氧气，以增加体内氧气的摄入量，改善组织缺氧状态。
人体在缺氧状态下，细胞代谢受阻，影响生命活动。
吸氧可以通过提高血液中氧气的含量，改善组织的氧合作用，从而缓解缺氧症状。
五、主要仪器与试剂1. 仪器：- 吸氧装置- 血氧饱和度监测仪- 吸氧面罩或鼻导管- 计时器2. 试剂：- 无六、实验步骤1. 实验准备：- 确认患者缺氧症状，如面色苍白、呼吸困难等。
- 检查吸氧装置的完整性和安全性。
- 配置好吸氧浓度（通常为40% - 60%）。
2. 吸氧操作：- 让患者取舒适体位，放松。
- 根据患者情况选择合适的吸氧方式（面罩或鼻导管）。
- 将吸氧装置连接到氧气源，调整氧气流量至预定浓度。
- 将吸氧面罩或鼻导管正确佩戴在患者面部或鼻孔。
- 监测患者血氧饱和度，确保其维持在90%以上。
3. 观察记录：- 观察患者面色、呼吸、心率等生命体征的变化。
- 记录患者吸氧前后的血氧饱和度、血压、心率等数据。
- 观察患者症状的改善情况。
4. 实验结束：- 在患者症状明显改善后，逐渐降低吸氧浓度，直至停止吸氧。
- 检查患者状况，确认其无不适感后，取下吸氧装置。
- 清洁并消毒吸氧装置。
七、注意事项1. 吸氧前应充分评估患者的缺氧程度和病情，选择合适的吸氧方式和浓度。
2. 吸氧过程中密切观察患者状况，确保其安全。
3. 吸氧面罩或鼻导管应保持清洁，避免交叉感染。
4. 吸氧后应进行充分的氧疗效果评估，以指导后续治疗。
八、实验结果本次实验中，我们对一名患有慢性阻塞性肺疾病（COPD）的患者进行了吸氧治疗。
患者入院时血氧饱和度为85%，面色苍白，呼吸困难。
经过2小时的吸氧治疗后，患者血氧饱和度上升至95%，面色明显改善，呼吸平稳。
实验一与实验二-血氧饱和度检测仪设计实验
实验一与实验二-血氧饱和度检测仪设计实验第一部分综合实验箱简介 (2)第二部分实验项目 (4)实验一温度测试 ............................................................. 错误!未定义书签。
实验二心血管参数测试........................................... 错误!未定义书签。
实验三肺功能参数测试 ........................................... 错误!未定义书签。
实验四握力测试 .............................................................. 错误!未定义书签。
实验五血压测试 ............................................................. 错误!未定义书签。
实验六心电测试 ............................................................. 错误!未定义书签。
实验七血氧饱和度测试 (4)实验八脉搏波波速测试 (12)第三部分附录 .....................................错误!未定义书签。
一、心血管参数测试.......................................................... 错误!未定义书签。
二、肺功能参数测试.......................................................... 错误!未定义书签。
三、血压测量 ............................................................................ 错误!未定义书签。
血氧饱和度的测量和仪器使用
四、实验步骤
1. 将血氧传感器电缆插入监护仪的血氧插座； 2. 将血氧传感器套在被测人手指上，屏幕上
应出现血氧波形并计算处血氧值和脉率值； 3. 设置与血氧/脉搏监护相关的参数；
五、思考题
1. 简述血氧饱和度测量原理，查阅资料分析测量仪 器功能与结构。
血氧饱和度的测量和仪器使用
张日欣 2019/11/4源自一、实验目的1. 学习血氧饱和度的检测原理； 2. 学习使用血氧饱和度检测设备的使用；
二、实验设备
1. 血氧饱和度检测仪； 2. 多参数监护仪；
三、实验原理
血氧饱和度的测量采用光谱和体积描记原理，发光二极管发射两 种特定波长的光，如630nm和940nm，选择性的被氧和血红蛋白以 及去氧血红蛋白吸收； 光接收器测量两种波长的光通过毛细血管网后的光强变化，推算 出氧和血红蛋白与总的血红蛋白的比值。 血氧的测量范围为0~100%。
2. 记录自己及同组其他同学的测量结果，描记脉搏 波图形，记录频率值；
3. 说明测量血氧饱和度的医学意义。 4. 查阅资料，说明目前有哪些医疗仪器具有血氧饱
和度测量功能。
无创血氧饱和度检测仪设计报告doc江苏科技大学
江苏省首届大学生电子竞赛基于MSP430的无创血氧饱和度检测仪学校江苏科技大学学院电子信息学院小组成员徐宏彬（0540302127）沈向辉（0540304121）指导教师陈迅王长宝二零零八年九月摘要本血氧仪以MSP430F247为控制器，使用两个16位定时器和一个自带的12位AD，测量数据经过处理后，通过LCD液晶屏显示，打印机打印数据或者发送到上位机进行必要的分析。
本设计的目的是做一种适用于家庭社区的便携式无创脉搏血氧饱和度测量仪。
其依据的基本原理都是Lambert一Beer定律和组织中各成分对应不同波长光的吸收系数的差异。
在对检测到的完全反应血液中氧合血红蛋白和还原血红蛋白含量变化的脉动分量的处理上，采用透射检测的处理方法来检测血氧饱和度和脉搏速率。
关键词：MSP430F247 血氧饱和度脉搏速率脉搏波AbstractThe Oximetry from MSP430F247 for controller, the use of two 16-bit timer and a built-in 12-bit AD, after the measurement data is processed,it will be showed through the LCD screen, print Data by the printer or sent the data to the PC for necessary Analysis. The purpose of this design is to apply to a family community without a pulse of the portable oxygen saturation measuring instrument.It is based on the basic principles are Lambert and Beer's Law in various components to different wavelengths of light absorption differences. In the detection of the complete response to the oxygenated hemoglobin in the blood and deoxy hemoglobin content in the handling of fluctuating weight, the handling by transmission detection method to detect blood oxygen saturation and pulse rate.Keyword: MSP430F247 Oxygen saturation pulse rate pulse wave目录一、基本原理 (4)二、方案论证与比较 (5)三、系统设计 (5)3.1系统框图 (6)3.2单元电路设计 (6)3.2.1前端信号处理电路 (6)3.2.2血氧探头驱动电路 (6)3.2.3电源管理模块 (6)3.2.4串口通讯模块 (7)3.2.5打印机模块 (8)3.3 硬件电路设计小结 (8)四、软件设计 (8)4.1红光及红外光驱动程序设计 (8)4.2AD采样的软件设计 (9)4.3采样数据处理程序设计 (9)4.4界面设计 (9)4.4.1 LCD显示界面设计 (9)4.4.2 打印机输出界面设计 (9)4.5软件设计流程图 (10)五、系统测试 (11)六、总结 (12)参考文献： (13)附录： (13)附1 ：主要元器件 (13)附2 ：电路原理图 (14)一、基本原理血红蛋白是一种结合蛋白质。
心肺复苏的实验报告
心肺复苏的实验报告一、引言心肺复苏是急救中的重要环节，它可以帮助恢复停止心脏跳动或呼吸的患者。
为了深入了解心肺复苏的效果和影响因素，本实验旨在通过模拟人体模型进行心肺复苏的实践，观察不同因素对心肺复苏效果的影响。
二、实验设计1. 实验材料：- 人体模型- 可调节压缩机- 呼吸气囊- 心电监测仪- 血氧测定仪2. 实验步骤：a. 将人体模型放置在平坦表面上，并连接心电监测仪和血氧测定仪。
b. 将可调节压缩机调至适当的压力，并将压缩机与人体模型连接。
c. 开始模拟心肺复苏，对模型胸部进行按压操作，根据标准深度和频率来进行压迫。
d. 同时使用呼吸气囊进行人工通气，通过观察模型的呼吸和心电图来判断效果。
三、实验结果与讨论1. 压迫频率对心肺复苏的影响：我们依次进行了每分钟60次、80次和100次的压迫操作，并记录了每次操作后模型的心电图和血氧饱和度。
结果显示，压迫频率越高，心肺复苏效果越好。
这是因为高频率的压迫可以维持血液循环，提供足够的血氧供给。
2. 压迫深度对心肺复苏的影响：我们进行了深度为5厘米、6厘米和7厘米的压迫操作，并观察了模型的心电图和血氧饱和度。
结果显示，压迫深度越大，心肺复苏效果越好。
这是因为深度压迫可以有效挤压心脏，促进血液循环。
3. 呼吸气囊使用与否对心肺复苏的影响：我们先进行了没有使用呼吸气囊的心肺复苏操作，然后进行了使用呼吸气囊的操作，并比较了两种情况下的心电图和血氧饱和度。
结果显示，使用呼吸气囊可以增加供氧量，提高心肺复苏效果。
四、结论通过本次实验，我们得出了以下结论：- 高频率的压迫可以提高心肺复苏效果；- 深度压迫有助于挤压心脏，促进血液循环；- 使用呼吸气囊可以增加供氧量，提高心肺复苏效果。
这些结论对于急救人员的实际操作具有指导意义，可以提升心肺复苏的成功率。
然而，需要注意的是，本实验只是在人体模型上进行的模拟实验，与实际人体情况可能存在差异。
因此，在实际急救操作中，需综合考虑患者的具体状况和其他因素。
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第一部分综合实验箱简介2第二部分实验项目4实验一温度测试4实验二心血管参数测试9实验三肺功能参数测试22实验四握力测试31实验五血压测试36实验六心电测试41实验七血氧饱和度测试50实验八脉搏波波速测试59第三部分附录77一、心血管参数测试77二、肺功能参数测试79三、血压测量81四、接口器件--P D I U S B D12U S B84五、软件及U S B驱动安装88第一部分综合实验箱简介YJ-02型医学电子教学仪器综合实验箱以高性能的W78E516单片机作为核心控制器件，配以外存储器、接口器件、模/数转换等电路实现模拟信号的采集、转换和处理，以及各种状态的检测和控制。
实验箱由温度测试、心血管功能测试、肺功能测试、握力测试、血压测试、心电测试、脉搏波波速测试、血氧饱和度测试等实验组成，实验箱采用模块设计。
主板电路布局见图 1.1。
主板包含血压测试、心电测试两个实验模块。
所有实验均由单片机配合程序分别控制完成，实验数据通过USB 口上传到PC机。
实验箱右侧上方有一个通讯指示灯(LED)，当实验箱与PC机联机通讯成功时通讯指示灯点亮，表示实验箱与PC机处于联机通讯测试状态。
实验箱应用软件应用于32位win9X或Win2000或WinXP及Win7(32位及64位)平台，显示器屏幕推荐分辨率为1024*768，实验数据、曲线和参数均可在PC机上显示和保存。
图1.1 电路布局图本实验箱供电电源为直流+10V～+18V/1A，由外部提供。
在实验前，用导线将电源引入实验箱左上侧的两个标有+15V和GND字样的接线柱，正端接红色接线柱，负端接黑色接线柱。
打开PCB板上的电源开关，电源指示(绿色)灯亮，表明电源接通，可以正常操作。
当出现异常时，应首先关闭电源，再检查相关电路，正常后再重新开启电源。
实验前用USB连接线将实验箱的USB口与PC机USB口相连。
在PC机退出联机通讯操作之前，不要关闭实验箱电源。
【实验时，严禁带电装卸集成电路或更换元器件。
严禁在联机通讯状态带电拔USB通讯线。
拔传感器时，不要用手直接拉传感器线，应握住传感器根部插头拔除。
禁止将插线或其它导体放置于实验箱PCB板上，以免造成短路，损坏器件。
】第二部分实验项目实验一血氧饱和度测量仪设计实验一.实验目的1.了解血氧饱和度测试的意义和无创伤测试基本原理。
2.掌握血氧饱和度测试的基本方法。
3.了解血氧探头的构成及特性。
二. 实验的意义和原理1.血氧饱和度测定的意义血氧饱和度是衡量人体血液携带氧能力的重要参数。
由于氧通过呼吸进入细胞进而被血红蛋白所氧合是由多个环节组成，其中任何一个环节出现问题均可导致供氧障碍。
监测动脉血氧饱和度可以对肺的氧合和血红蛋白携带能力进行估计，在临床上具有重要的意义。
在临床实践中，估计动脉氧合能力有多种方法，最常用的是取动脉血，但这种方法需要动脉穿刺或者插管，且不能连续监测。
无创伤检测动脉血氧饱和度的方法，是一种采用脉搏血氧测量法的动脉血氧饱和度测量方法，它的特点是能够在无创伤条件下实现连续测量动脉血氧饱和度，使用方便，应用前景广泛。
2.脉搏血氧测量法基本建模原理脉搏血氧测量法的原理是基于光学定律-----朗伯特—比尔定律建立无创伤血氧饱和度测量的模型和基于光学脉搏容积描记法建立动脉组织的模型。
比尔定律认为：光通过物质时，它的强度会或多或少的减弱，这种现象叫做光的吸收。
实验证明：当单色光通过溶液时，透射光的强度与溶液的浓度、厚度、入射光的波长有关。
称为吸光度。
换言之，如果我们测出吸光度，而厚度、入射光的波长已知，则可以计算出溶液的浓度。
脉搏血氧测量正是利用了这一原理。
在脉搏血氧测量法中，假设忽略动脉血管中其它成份影响仅考虑氧合血红蛋白(HbO2)和还原血红蛋白(Hb),则血氧饱和度SpO2的定义是：SpO2＝HbHbO HbO C C C 222HbO C 表示氧合血红蛋白含量；HB C 表示还原血红蛋白含量。
两种血红蛋白在红光谱区吸收差别很大，而在近红外光谱区，吸收差别较小，所以不同氧饱和度的血液光吸收程度主要与两种血红蛋白含量比例有关。
也就是说由于在红光谱区和近红外光谱区里，氧合血红蛋白和还原血红蛋白有自已独特的吸收光谱，因此根据比尔定律可以决定血红蛋白含量的相对百分比，即血氧饱和度。
为了把问题简化，脉搏血氧测定法假设的组织模型由两部份组成：无血组织（皮肤，骨骼，静脉血等）表现为固定的光吸收，即直流成份。
而动脉血管（由氧合血红蛋白和还原血红蛋白组成的动脉血液）则为脉动变化的光吸收，即交流变化的信号。
假定光衰减量的变化完全是由于动脉容积搏动所引起，从而就可以从光的总衰减量中除去直流成份，用余下的交流成份进行分光光度分析，计算出动脉血氧饱和度。
SpO2＝K1R+K2R+K3式中，K1,K2,K3是经验常数，而R 是在某个很小的时间间隔上，两种光电信号幅度变化量之比。
3.动脉血氧探头动脉血氧探头是由红光发光二极管、近红外发光二极管和高性能光敏二极管组成的混合光学传感器。
使用波长660nm的红光和940nm的近红外光作为射入光源，利用手指作为盛装血红蛋白的透明容器，测定通过手指的光传导强度，来计算血红蛋白浓度和血氧饱和度。
一般认为SpO2正常应不低于94％。
探头上壁固定两个并列的发光二极管，下壁有一个光电检测器将透过手指的红光和红外光转换成电信号，它所检测到的信号越弱，表示光信号穿透指尖时，被那里的组织、血液吸收掉的越多。
4.电路实现原理图2. 71 动脉血氧饱和度测试电路原理图上图中，左上的标有(1)的部分是探头电路结构图。
RED-LED是红光发光二极管，IR-LED是近红外发光二极管，其右边是光敏二极管。
右上的标有(2)的部分是发光管驱动电路。
为了保证光源的稳定，发光二极管采用恒流源进行驱动。
PC4,PC5是主板通过程序发出的控制信号，例如，当PC5=1时，Q14、Q10、Q15、Q17导通，+5V 通过Q10的集电极加到红外管的阳极，Q15的集电极加到红外管的阴极，向近红外二极管提供稳定的电流，使之发光。
同理，当PC4=1时，红光二极管获得电流发光。
这样，PC4和PC5交替控制相应的电路工作，形成产生控制红光、红外光发光的时序信号。
上图中下方标有(3)的部分是同步解调放大电路。
负责将两路微弱的脉搏信号从干扰信号中检测出来，将信号同步解调还原，再从中分离出交流信号AC,直流信号DC和放大滤波到一定数值，提供给计算机进行模数转换及处理。
图中AD7是直流信号，AD6是交流信号。
为了避免AD6出现负信号，在交流信号通道中，设有基准电平调整电路。
三、实验步骤和测试结果图2.72 血氧饱和度测试电路布局图1、将血氧模板固定于主板上方，但模板上方的26芯插座(J5)与主板的26芯插座(J2)不连接。
图2.73 血氧探头驱动电路布局图用连接线将模板PC4插孔及+5VA插孔与主板右侧的4.05V插孔相连。
使模板获得电源，同时用连接线将模板右侧GND插孔与主板GND插孔相连，将模板下部GND插孔与PC5插孔相连。
装上血氧探头，取下短路器J7,使其开路。
开启主板电源，用电流表测量I2(1)插孔与I2(2)插孔之间的电流，上面插孔I2(1)为正端，应为10mA左右，如果偏离，调整RW10。
调整以后拔除连接线，插上J7。
用连接线将PC5插孔与主板左侧的4.05V插孔相连，同时用连接线将模板右侧GND插孔与主板GND插孔相连，模板的下部GND孔与PC4插孔相连。
取下短路器J6,使其开路。
开启主板电源，用电流表测量I1(1)插孔与I1(2)插孔之间的电流，上面插孔I1(1)为正端，应为10mA左右，如果偏离，调整RW11。
调整以后拔除连接线，插上J6。
2、断开电源，将模板J5与主板J2用扁平线相连，PC4接+5VA,PC5接GND。
接通电源。
图2.74交直流信号调理电路布局图将食指或中指放入血氧探头，用示波器观察V4输出，应有波形出现，其峰—峰值应为4V左右。
如果不是，调整RW9,一般RW9阻值在 30K-35K范围，可用万用表测量，测量方法将表笔放入连接RW9两端标注为1和2的两个插孔。
然后观测VAC波形，其基准应在0V以上，以适应A/D转换的需要，幅度为0～4.5V,若不符合，调整RW7,一般RW7的2与1之间电阻为6K左右，2与3之间电阻为4K左右。
测量RW7须将模板与主板连接断开。
3、将手指放入血氧探头，用示波器观察VDC波形，调节RW8，使幅值为2.0V左右的直流信号，如前所述，这是从探头的输出信号中分离出来的直流分量，如果幅值过大或过小，可调整放大器的反馈电阻RW8,一般，RW8阻值在 4.5K～5.5K 之间。
可预先调好，调整RW8的方法与RW9类似。
4、拔除PC4,PC5上的连线。
在实验箱主板USB指示灯亮的情况下，点击计算机主菜单“血氧饱和度实验”按钮进入血氧饱和度测试，显示如下：图 2.755、测试者将探头夹住手指，不要说话、动作，在实验箱主板USB指示灯亮的情况下，点击“测试”按钮，血氧饱和度测试开始，此时从探头采集到的波形显示在屏幕上，其中显示的曲线分别为透射过来的红光波形和红外光波形。
左边数码管显示血氧饱和度，右边数码管显示心率，且实时刷新。
如下图所示：此处插入测试图片图 2.766、当显示的波形符合脉搏波形，可以点击“停止”按钮，此时屏幕上的波形停止滚动，显示当前的波形和当前的血氧饱和度及心率，若再点击“测试”按钮则继续测试，如下图所示：此处插入测试图片图 2.777、保存测试波形的方法：当测试结束（即点击“停止”按钮后，波形显示不再变化），点击“保存”按钮将测试的数据保存为文本文件，测试的波形将保存为“*.SP0”格式或者“*.txt”的文件。
学生可在老师指导下编写计算机程序，调用文本文件。
8、点击“打开”按钮可以打开已保存的文件，方法如下：图 2.78例如：选择zq.SP0文件，打开后显示界面如下：此处插入图片图 2.799、实验完毕，插线除去。
四、实验总结（1）实验原理总结（2）实验过程总结（3）实验心得与创新性设想实验二脉搏波波速测试仪设计实验一. 实验目的1、了解脉搏波波速的测量意义和原理。
2、掌握脉搏波波速的测量方法。
二.实验的意义和原理1、测量脉搏波波速的意义心脑血管疾病是导致死亡的主要疾病之一，心脑血管疾病发病的主要原因与动脉的病变有关，动脉病变是心脑血管疾病的病理基础。
目前治疗的手段与方法中往往忽视了病变的关键——血管壁的改变，随着对心血管病变的研究逐渐深入，人们意识到血管壁的病变是各种心血管事件发生的基础。
我们知道动脉弹性的改变早于结构改变，早期发现和干预血管病变的进展是延缓和控制心血管事件的根本措施，有研究表明，大动脉功能和结构的损害，是导致早期血管改变，发生包括高血压在内的许多心血管病的危险因素，而动脉僵硬度已被认为是心血管病独立的危险因子，已经成为研究的热点课题。