一、项目概述
1.1 导言
血氧饱和度(SaO2)是衡量人体血液带着氧才能的生理参数，在临床确诊中有着十分重要的含义。血氧饱和度的丈量办法可分为有创丈量和无创丈量两种。有创丈量办法是先进行人体采血，再利用血气剖析仪进行电化学剖析，测出血氧分压PO2，核算SaO2。该办法比较费事，且不能进行接连的监测。无创丈量首要选用双光束透射式办法，由不同波长的红光和红外光经过生物安排的吸光度相对改变值之比核算SaO2。
因为生物安排是一种强散射、弱吸收、各向异性的杂乱光学体系 ，不完全契合经典的Beer—Lambert吸收规律，因此导致了红光和红外光吸光度相对改变丈量值之比(R／IR 值)与动脉血氧饱和度(SaO2 )之间的联系只能选用近似的办法树立数学模型。一起，无创脉息血氧计内部发生的光源的非抱负性引起的差错也使得丈量精度遍及低于有创丈量的精度。本规划针对上述问题进行了深化的研讨，提出了一种新式无创便携式脉动血氧计的规划方案，可以证明，本规划所研发的脉动血氧计可以进步血氧饱和度的丈量精度。
1.2 项目布景/选题动机
满足的氧供应是生命的根底，动脉血氧饱和度是反映血氧的重要参数，其测定在临床医疗中有着十分重要的含义。虽然选用范斯勒克法对血样进行精确的丈量是有用的，但该法不能接连监测，测定进程繁琐，给医护人员带来了极大的不方便，给患者带来苦楚。脉息血氧仪Pulse oximeter具有无创伤、接连、快速、精确监测动脉血氧饱和度SaO2的功用，已得到医学界的供认并进入了临床使用，特别适于危重患者手术监护。脉息血氧仪可广泛使用于手术室、康复室、急救病房以及体育锻炼和睡觉等方面的研讨。AVR32系列微操控器具有低功耗与高模仿功用等长处。在单芯片便携式医疗仪器上使用具有很大的优势。可以将产品的外围器材数量减到最小。本规划中还可以经过操控LED灯的敞开时刻与作业频率进一步减小功耗，使整个体系完成超低功耗，对环境友好。
二、需求剖析
2.1 功用要求
经过外接一个光学探头收集血氧饱和度与心率等参数并经过LCD显现。光学探头包含两个LED，一个是可见红光LED，一个是红外光LED，探头可以放置在手指尖或是耳垂等部位。当两种LED光线经过身体后，MCU经过检测这两种光强度的改变来核算人体内的血氧含量。当人体内的血氧浓度与心率低于某个设定值时，血氧仪即可宣布某种报警信号提示用户。体系架构如图1所示：
图1 体系架构
2.2 功用要求
●丈量方法：双波长丈量；
●数值显现：大屏幕LED或LCD显现，SaO2、脉息数值清晰可见，不受环境光线约束，适用于各种急救场所；
●脉息显现：三色剖析体系，LED方便地显现脉息质量；
●丈量规模：血氧饱和度：0—100% 心率：18—300搏/分钟；
●丈量精度：血氧饱和度：±1S.D 心率：±3%；
●可衔接成人、儿童、新生儿的探头；
●能贮存材料，快速活络的SaO2数值，适宜于睡觉剖析以及能经过USB等通讯方与PC机通讯
●可显现其时时刻、温度等信息；
●可电池供电：六节AA电池，可接连作业24小时以上 。
三、方案规划
3.1 体系功用完成原理
经过外接一个光学探头收集血氧饱和度与心率等参数并经过LCD显现。光学探头包含两个LED，一个是可见红光LED，一个是红外光LED，探头可以放置在手指尖或是耳垂等部位。当两种LED光线经过身体后，MCU经过检测这两种光强度的改变来核算人体内的血氧含量，并将成果在LCD上显现。
体系硬件结构框图
3.2 硬件渠道选用及资源配置
硬件渠道选用：EVK1100
资源配置：光照、温度等传感器：用来记载其时环境参数，然后对仪器进行补偿；
4×20蓝色LCD：显现血氧饱和度、脉息等参数；
JTAG衔接器：下载程序；
Nexus、USART、USB 2.0接口，TWI接口、SPI：与外设（AD、DA等）和主机通讯；
SD和MMC读卡器：与外部存储器通讯，记载丈量数据，供离线剖析；
其他：用来扩展功用。
3.3体系软件架构
3.4 体系软件流程
程序运转流程图
3.4 体系估计完成成果
可以丈量出人体的动脉血氧饱和度和脉息，将丈量成果及环境参数值在LCD上显现，对输入的参数进行比较，超越规模报警；而且丈量的成果和环境参数等信息存储到SD卡或其他非易失性大容量存储器中（U盘等）；能经过USB或以太网口（串口）与PC机通讯。
