光电脉搏传感器开题报告

研究内容
1、光信号变化与心率的对应关系的探究 2、光电检测电路的设计 3、去噪电路的设计 4、光电脉搏传感器的外形及机械结构设计 5、单片机控制的设计 6、测量结果显示模块的设计
实施方案
先利用图书馆和网络资源，查询有关光 电脉搏传感器的资料，选择合适的光电元 件和光电检测电路，进行电路设计、外形 及机械结构设计和单片机软件设计，画出 protel电路图和CAD图，完成报告书。
三天
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光电脉搏传感器的原理
+ 根据郎伯－比尔（lamber－ beer）定律，物质在一定波长 处的吸光度和它的浓度成正比， 当恒定波长的光照射到人体组 织上时，通过人体组织吸收、 反射衰减后测量到的光强在一 定程度上反映了被照射部位组 织的结构特征。
+ 脉搏主要由人体动脉舒张和收 缩产生的，在人体指尖，组织 中的动脉成分含量高，而且指 尖厚度相对其他人体组织而言 比较薄，透过手指后检测到的 光强相对较大，因此光电式脉 搏传感器的测量部位通常在人 体指尖。
光电脉搏传感器开题报告
光电脉搏传感器在该领域的国内
外现状
+ 光电脉搏传感器在国内外的应用已近相当 广泛，如华科电子技术研究所的HKG-07系 列红外脉搏传感器；HK2000系列集成化脉 搏传感器；HKX-08系列心率传感器等等在 科研、医疗设备、教学设备等方面被广泛 使用。
光电脉搏传感器在该领域的国内
研究目的及意义
由于传统的脉搏测量所采用的脉诊方式，例如 中医脉象诊断技术，测量精度不高所以为了实现高 精度测量生物医学工程领域更多地采用了光电脉搏 传感器。光电脉搏传感器通过对手指末端透光度的 监测，间接检测出脉搏信号。光电脉搏传感器具有 结构简单、无损伤、可重复性好等优点。无创伤监 护技术将是未来医学工程发展的重要方向,而人体 脉搏信号中包含丰富的生理信息,也逐渐引起了临 床医生的很大兴趣,光电容积法（ppg）是当今测量 脉搏信号的一种有效途径,也可以通过这种方法测 量血氧饱和度,氧分压、心搏出量等生理信号,为临 床诊断提供了强有力的技术支持。
拟解决的关键问题
1、如何检测光信号的微弱变化 2、如何去噪，提高测量精确度 3、如何避免其他干扰光源的影响 4、单片机的算法编程 5、外形工艺设计
阶段进度及计划
+ 准备及查阅资料
四天
+ 方案设计及论证（总体方案） 两天
+ 机械结构及电路设计（画CAD图和PROTEL图
）
五天
+ 整理报告及准备答辩
外现状
+
+ HKG-07B红外脉搏传感
器利用红外线检测由于
心脏跳动而引起的手指
尖内微血管容积发生的
变化，经过信号放大、
调理、整形输出完整的
脉搏波电压信号，该产
品主要应用于无创心血
管功能检测、妊高征检
测、中医脉象诊断等。
HKG-07系列红外脉搏传感器技术 参数
参数
最小值
典型值
最大值
பைடு நூலகம்
单位
工作电压
5
6
V
光电脉搏传感器的原理
+ 脉搏信号主要由动脉血的充盈引起， 而血液中还原血红蛋白（hb）和氧 化血红蛋白（hbo2）含量变化将造 成透光率的变化，当氧化血红蛋白 和还原血红蛋白对光的吸收量相等 时，透射光的强度将主要由动脉血 管的收缩和舒张引起的，此时能够 比较准确地反映出脉搏信号。图5 为血红蛋白的光吸收曲线，从图中 可以看出，血液中hbo2和hb对于不 同波长光的吸收系数的差异明显， 而且2条曲线好几个不同的交点， 考虑到在805nm波长处，血红蛋白 的光吸收率比较低，那么透射过手 指的光强较大，有利于光敏器件的 接收，因此发射光源的波长选择为 805nm。
工作电流
5
mA
工作环境温度
-40
85
oC
储存环境温度
-40
125
oC
频率范围
0.5
16
Hz
输出脉冲幅度
Vcc-1
V
光电脉搏传感器在该领域的国内
外现状
+ Wii Vitality Sensor的外形 类似于医院为危重病人 准备的指夹式心率血氧 监控仪，功能也相当类 似。任天堂表示，当玩 家将其与Wii Remote链 接后，它能够感应玩家 的“脉搏及一系列身体内 部生理指标信号”，将这 些信息提供给主机进行 处理后提供相应反馈。