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。
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。
呼吸系统的实训实验报告
一、实验目的1. 熟悉呼吸系统的解剖结构和生理功能。
2. 掌握呼吸系统常见疾病的诊断方法和治疗原则。
3. 培养动手操作能力和临床思维。
二、实验时间2023年X月X日三、实验地点呼吸系统实验室四、实验器材1. 呼吸系统解剖模型2. 呼吸系统生理功能模型3. 听诊器4. 血氧饱和度监测仪5. 呼吸道分泌物采样器6. X光片7. 实验记录表五、实验对象呼吸系统疾病患者六、实验内容1. 呼吸系统解剖结构观察- 观察呼吸系统模型，了解呼吸道的组成，包括鼻腔、咽、喉、气管、支气管等。
- 观察肺脏的形态、结构，包括肺叶、肺段、肺小叶等。
- 观察呼吸肌，包括膈肌、肋间肌等。
2. 呼吸系统生理功能实验- 使用呼吸功能模型，观察呼吸运动过程。
- 使用听诊器，听诊肺部呼吸音，了解呼吸音的性质和变化。
- 使用血氧饱和度监测仪，监测患者血氧饱和度。
3. 呼吸道分泌物采样- 使用呼吸道分泌物采样器，采集患者痰液样本。
- 对样本进行显微镜检查，观察痰液中的细胞成分和细菌。
4. X光片分析- 分析患者X光片，了解肺部病变情况。
- 结合临床表现，初步判断疾病类型。
5. 常见呼吸系统疾病诊断与治疗- 结合患者病史、体征和检查结果，进行常见呼吸系统疾病（如肺炎、哮喘、慢性阻塞性肺疾病等）的诊断。
- 学习并掌握呼吸系统常见疾病的治疗原则和方法。
七、实验步骤1. 准备工作- 确认实验对象，了解患者病情。
- 准备实验器材，检查设备是否完好。
2. 解剖结构观察- 指导学生观察呼吸系统模型，了解其组成和结构。
- 讲解呼吸系统的生理功能。
3. 呼吸系统生理功能实验- 指导学生使用呼吸功能模型，观察呼吸运动过程。
- 使用听诊器，指导学生听诊肺部呼吸音。
- 使用血氧饱和度监测仪，监测患者血氧饱和度。
4. 呼吸道分泌物采样- 指导学生使用呼吸道分泌物采样器，采集患者痰液样本。
- 对样本进行显微镜检查。
5. X光片分析- 指导学生分析患者X光片，了解肺部病变情况。
血氧仪实验报告
血氧仪实验报告一、引言血氧仪是一种用于测量人体静息状态下的血氧饱和度的仪器，是医疗领域中常用的设备之一。
通过血氧仪可以了解人体血液中氧气的含量，从而判断人体各个器官和组织的供氧情况。
本次实验旨在探究不同状态下的血氧饱和度变化情况，以及血氧仪的准确性和可靠性。
二、实验方法1. 实验材料- 血氧仪- 标准佩戴式血氧探头- 实验人员2. 实验步骤1. 将探头正确定位于实验人员的手指上。
2. 打开血氧仪，等待其自检完成。
3. 记录血氧仪显示的血氧饱和度数值。
4. 改变实验人员的状态，如深呼吸、快速运动或呼吸停顿等，待人员状态趋于平稳后，再次记录血氧饱和度数值。
5. 重复步骤4，记录多组数据。
6. 分析数据并得出结论。
三、实验结果在本次实验中，我们记录了实验人员在不同状态下的血氧饱和度数值，如下表所示：序号实验条件血氧饱和度（%）:: -1 静息状态982 运动后状态953 深呼吸后状态994 呼吸停顿后状态92四、实验分析通过对实验结果的分析可以得出以下结论：1. 在静息状态下，人体血氧饱和度一般在正常范围内，为98%左右。
2. 运动后，人体血氧饱和度可能会稍微下降，由于运动时呼吸加快，肺部通气量增加，可能导致一部分未达到肺泡的血液无法充分被氧气吸收。
3. 深呼吸后，人体血氧饱和度有所提高，深呼吸可以改善肺泡内的通气情况，增加氧气吸收量，从而提高血氧饱和度。
4. 呼吸停顿后，由于供氧暂停，人体血氧饱和度明显下降。
五、实验结论通过本次实验可以得出以下结论：1. 血氧仪是一种可靠、有效的测量人体血氧饱和度的设备，在正常应用条件下具有较高的准确性。
2. 人体血氧饱和度受到多种因素影响，如运动、呼吸方式等，因此在进行测量时应注意实验人员的状态。
六、实验感想通过本次实验，我们对血氧仪有了更深入的了解。
血氧仪作为一种非侵入式的检测设备，可以提供有关人体供氧状况的重要信息，对于疾病的早期诊断和监测起到了重要作用。
实验过程中还发现了血氧饱和度在不同状态下的变化规律，这给我们提供了一些思考和启示。
血氧饱和度监测仪设计毕业论文(设计)
血氧饱和度监测仪设计毕业论文(设计)引言血氧饱和度监测仪是一种用于测量人体血液中的氧气浓度的仪器。
它在医学领域中具有重要的应用，可以帮助医生诊断和监测患者的健康状况。
本论文旨在设计一种血氧饱和度监测仪，以提供准确可靠的血氧测量结果。
设计目标本设计论文的目标是开发一种血氧饱和度监测仪，具备以下特点：- 准确度高：能够精确测量血氧饱和度，并提供可靠的测量结果。
- 方便易用：操作简单，适合医疗人员和患者使用。
- 低成本：采用经济实惠的材料和组件，以降低生产成本。
设计方法为了实现上述设计目标，本论文将采用以下设计方法：1. 系统设计：分析血氧测量的原理和方法，设计一个完整的血氧饱和度测量系统。
2. 硬件设计：选择合适的传感器和电路组件，设计一个精确、稳定的测量电路。
3. 软件设计：开发一个可视化的用户界面，用于显示血氧测量结果和提供其他功能。
4. 材料选择：选择适合的材料，既能满足设计要求，又能降低成本。
5. 测试和验证：对设计的血氧饱和度监测仪进行测试和验证，确保其性能符合设计要求。
预期成果完成本论文设计后，预期将得到以下成果：1. 一种血氧饱和度监测仪的设计方案，包括硬件和软件设计。
2. 测试和验证结果，证明该设计方案的准确度和可靠性。
3. 对于不同应用场景的适用性分析，指导进一步的改进和应用。
论文结构本论文将按照以下结构组织：1. 引言：介绍血氧饱和度监测仪的背景和设计目标。
2. 文献综述：回顾相关的研究和技术，为本设计提供理论基础。
3. 系统设计：详细描述血氧饱和度监测仪的系统设计和原理。
4. 硬件设计：描述血氧饱和度监测仪的硬件组成和电路设计。
5. 软件设计：介绍血氧饱和度监测仪的软件设计和界面展示。
6. 材料选择：讨论适用于血氧饱和度监测仪的材料选择和成本考虑。
7. 测试与结果：介绍对设计方案进行的测试和验证，展示实验结果。
8. 结论与展望：总结本设计论文的成果，并探讨未来改进和应用的方向。
实验一与实验二_血氧饱和度检测仪设计实验
YJ-02型医学电子教学仪器综合试验箱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。
简易手指血氧仪课程设计报告
一、摘要本文主要分为两大部分，第一部分为传感器性能检测，对热敏电阻、热电偶两种传感器的实验情况进行分析；第二部分为血氧饱和度检测系统课题设计，首先介绍了脉搏血氧仪的发展现状及未来趋势、简述系统工作原理，而后针对实验过程进行详细展开，最后对实验收获和体会进行总结。
二、正文第一部分：传感器性能检测1、热敏电阻温度特性实验第一组实验数据数据处理分析与结论热敏电阻随温度变化曲线如上图所示，整体趋势为电阻值随温度的下降而减小，为正温度系数热敏电阻，但是在中间区段，图线会有波动。
究其原因，在进行第一组实验时，怀疑是由于我们操作错误所造成的。
于是保留原有数据进行第二组实验，同样在中间温度段出现了类似问题。
所以我们怀疑是热敏电阻本身的问题，线性度不好，以至于在某些温度点的电阻值会出现大的跳动。
2、热电偶温度特性实验第二组实验数据数据处理分析与结论根据热电偶的工作原理，连接处的两种不同材料对于温度的“反应”能力不同，会产生塞贝克电势差，这个电势差随温度的变化而变化。
根据图线数据可知，塞贝克电势差随温度的降低而减小，线性度、重复性都比较好。
第二部分：血氧饱和度检测系统设计（一）血氧仪发展现状简介随着越来越多的人开始认识到亚健康问题的严重性和生活水平的提高，家用型便携式医疗电子产品市场正经历高速增长，如便携式血压计。
下一波增长热点将是血糖仪和血氧仪，特别是便携式脉搏血氧仪，目前虽还未得到普及，但是最有增长潜力，未来市场增速有望超过40%。
附图：武汉力源血氧脉搏仪参考设计板脉搏血氧仪提供了以无创方式测量血氧饱和度或动脉血红蛋白饱和度的方法。
脉搏血氧仪还可以检测动脉脉动，因此也可以计算并告知病人的心率。
脉搏血氧仪是测量病人动脉血液中氧气含量的一种医疗设备。
血氧仪的应用市场主要可分为以下几个方面：病人在急救和转运过程中、消防抢险、高空飞行必须监测血氧；心脏病、高血压、糖尿病人，特别是老人都会有呼吸方面的问题，监测血氧指标可很好地了解自己的呼吸、免疫系统是否正常，血氧饱和度已成为普通家庭日常监测的重要生理指标；医护人员在查房和出诊是也将血氧作为必监测项目，使用数量有压过听诊器的趋势；呼吸疾病患者特别是长期打鼾的、使用呼吸机和制氧机的患者，在日常生活中使用血氧仪来监测治疗效果；户外动者、登山爱好者、体育运动者在运动时都使用血氧仪，及时知道自己的身体情况，并采取必要的保护措施。
心率血氧检测仪实训报告
一、实训目的1. 掌握心率血氧检测仪的基本原理和操作方法。
2. 学会使用MAX30102心率血氧传感器进行心率和血氧的检测。
3. 熟悉心率血氧检测仪的硬件和软件设计。
4. 提高动手实践能力和分析解决问题的能力。
二、实训内容1. 硬件设计（1）传感器模块：选用MAX30102心率血氧传感器，该传感器具有高精度、低功耗等特点。
（2）微控制器模块：选用STM32F103VET6单片机作为核心控制器，具有高性能、低功耗等特点。
（3）显示屏模块：选用3.2寸LCD显示器，用于显示心率和血氧值。
（4）报警模块：选用蜂鸣器，用于心率低于60或血氧低于阈值时发出报警。
（5）电源模块：选用锂电池，为整个系统提供稳定的电源。
2. 软件设计（1）系统初始化：初始化单片机，配置时钟、GPIO、ADC等外设。
（2）数据采集：通过MAX30102传感器采集心率和血氧值。
（3）数据处理：对采集到的数据进行滤波、放大等处理。
（4）数据显示：将处理后的心率和血氧值显示在LCD显示器上。
（5）报警功能：当心率低于60或血氧低于阈值时，蜂鸣器发出报警。
三、实训过程1. 硬件搭建（1）将MAX30102传感器连接到STM32单片机的I2C接口。
（2）将LCD显示器连接到STM32单片机的SPI接口。
（3）将蜂鸣器连接到STM32单片机的GPIO口。
（4）将锂电池连接到STM32单片机的电源输入端。
2. 软件编程（1）编写系统初始化程序，配置时钟、GPIO、ADC等外设。
（2）编写数据采集程序，通过I2C接口读取MAX30102传感器的心率和血氧值。
（3）编写数据处理程序，对采集到的数据进行滤波、放大等处理。
（4）编写数据显示程序，将处理后的心率和血氧值显示在LCD显示器上。
（5）编写报警功能程序，当心率低于60或血氧低于阈值时，蜂鸣器发出报警。
3. 调试与优化（1）调试系统，确保硬件和软件正常运行。
（2）优化程序，提高心率和血氧值的检测精度。
血液缺氧实验报告
一、实验目的1. 研究血液缺氧对机体的影响。
2. 探讨不同缺氧条件下血液氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白含量的变化。
3. 分析影响缺氧耐受性的因素。
二、实验原理缺氧是指组织细胞在代谢过程中，由于氧的供应不足或利用障碍，导致细胞功能受损的现象。
血液缺氧是指血液中氧含量不足，表现为动脉血氧分压降低。
本实验通过模拟不同缺氧条件，观察血液氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白含量的变化，以及机体对缺氧的耐受性。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：健康小白鼠、缺氧瓶、恒温水浴箱、5ml刻度吸管、1ml注射器、钠石灰、甲酸、浓硫酸、生理盐水、亚硝酸钠溶液、美兰。
2. 实验仪器：血氧饱和度测定仪、离心机、血细胞分析仪。
四、实验方法与步骤1. 缺氧瓶制备：将5g钠石灰放入缺氧瓶中，密封瓶口，备用。
2. 分组：将实验小白鼠随机分为四组，每组5只，分别为正常对照组、低张性缺氧组、一氧化碳中毒性缺氧组和亚硝酸钠中毒性缺氧组。
3. 低张性缺氧实验：- 将低张性缺氧组小白鼠放入缺氧瓶中，密封瓶口，观察其存活时间。
- 在实验过程中，定时记录小白鼠的呼吸频率、心率、血氧饱和度等指标。
4. 一氧化碳中毒性缺氧实验：- 将一氧化碳发生装置放入缺氧瓶中，观察其存活时间。
- 在实验过程中，定时记录小白鼠的呼吸频率、心率、血氧饱和度等指标。
5. 亚硝酸钠中毒性缺氧实验：- 将亚硝酸钠溶液注入小白鼠腹腔，观察其存活时间。
- 在实验过程中，定时记录小白鼠的呼吸频率、心率、血氧饱和度等指标。
6. 血液采集与检测：- 在实验过程中，每隔一段时间，采集小白鼠血液样本，检测血氧饱和度、血红蛋白含量、红细胞计数等指标。
- 对比不同缺氧条件下血液指标的变化。
五、实验结果与分析1. 低张性缺氧组：小白鼠存活时间为90min，血氧饱和度逐渐下降，血红蛋白含量降低，红细胞计数减少。
2. 一氧化碳中毒性缺氧组：小白鼠存活时间为60min，血氧饱和度迅速下降，血红蛋白含量降低，红细胞计数减少。
手指血氧仪的设计与开发
手指血氧仪的设计与开发血氧仪是根据光在还原血红蛋白(RHb)，氧合血红蛋白(O2Hb)吸收不同的特性，传送两种波长的光，红光与红外光并测量其不同波长的光谱的衰减，从而使氧合血红蛋白较好的从还原血红蛋白中区分出来。
一，测试原理根据郎伯比尔定率，通过组织透射光的强度为：L w u w u e FI I )(02211+-= (1) I 为波长805nm 通过组织透射光的强度，0I 为其未通过组织透射光的强度。
Lw u w u eFI I )2('0''21'1+-= (2) 'I 为波长650nm 通过组织透射光的强度，'0I 为其未通过组织透射 光的强度。
11,w u 分别为波长805nm 光照射时动脉血液中氧合血红蛋白(O2Hb)的吸光系数和浓度。
22,w u 分别为波长805nm 光照射时动脉血液中还原血红蛋白(RHb)的吸光系数和浓度。
1'1,w u 分别为波长650nm 光照射时动脉血液中氧合血红蛋白(O2Hb)的吸光系数和浓度。
2'2,w u 分别为波长650nm 光照射时动脉血液中还原血红蛋白(RHb)的吸光系数和浓度。
F 为皮肤，肌肉，指角和静脉血液等其它组织的吸光率。
L 为动脉血液的光路长度。
由 （1） 式可得动脉血液的吸光度为：L w u w u I IX )(ln22110+-== （3） 当手指脉搏搏动时，动脉血液光路长度发生变化，而其它组织的吸光率不变，吸光度变化为：L w u w u X ∆+-=∆)(2211 （4）由 （4） 式推导如下：)()(212211221212112211w w L u u u L w L w u L w u L w u L w u L w u L w u X +∆--∆-=∆-∆-∆+∆-=∆-∆-=∆ 故得：)()(212121u u L w w L u X w -∆+∆+∆-= 代入下式动脉血液中的血氧饱和度：21221212121212211))(()()(u u u L w w u u Xw w u u L w w L u X w w w S --∆+-∆-=+-∆+∆+∆-=+=（5）对于（2）式，同样可得：'2'1'221'2'1'))((u u u L w w u u X S --∆+-∆-= （6） 联立 （5）， （6）式 设A Lw w =∆+)(121 则由 （5） 式得21221u u u u u XA S ---∆-=得)(21221u u u S u u XA-+-=-∆ 得 Xu X u u S A ∆-∆--=221)( 代入 （6）式'2'1'2'2'12''2'121''2'1'2221'2'1'])([)(u u u u u u X X u u u u S X X u u u X u X u u S u u X S ---∆∆+--∆∆=--∆-∆---∆-= 两边同乘以)('2'1u u - 得'22'21''2'1)()(u u XX u u S X X u u S -∆∆=-∆∆-- 得)()('1'2'12'2'2u u XX u u u X X u S --∆∆--∆∆= (7) 当波长λ=805nm 时，12u u =，则（7）式简化为'1'2'2''1'22u u u X X u u u S -+∆∆--= 设'1'2'2'1'22,u u u C u u u B -=--= 则上式可写为：C XX B S +∆∆='（8） 可见血氧饱和度与两波长光的吸光度比呈线性关系。
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YJ-02型医学电子教学仪器综合试验箱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。
四、接口器件--P D I U S B D12U S B................................. 错误!未定义书签。
五、软件及U S B驱动安装............................................. 错误!未定义书签。
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。