本文關(guān)鍵詞：基于ARM的血氧飽和度測(cè)量?jī)x研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

廈門(mén)大學(xué)

碩士學(xué)位論文

基于ARM的血氧飽和度測(cè)量?jī)x研制

姓名：張曉軍

申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士

專業(yè)：電路與系統(tǒng)

指導(dǎo)教師：王博亮

20070401

摘要

摘要

人體組織細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝所需要的氧是通過(guò)血液傳輸獲取的。血紅蛋白是組織中氧的主要載體，它由氧合血紅蛋白（ｎｂ０２）和還原血紅蛋白（Ｈｂ）組成。血氧飽和度（Ｓｐ０２）是氧合血紅蛋白在整個(gè)血紅蛋白所占的百分比，是血液攜氧能力的重要指標(biāo)。近年來(lái)被廣泛關(guān)注的測(cè)量技術(shù)是近紅外光譜法，它是利用血液中血紅蛋白等吸收譜在不同波長(zhǎng)下差異來(lái)測(cè)定血氧飽和度。

隨著微處理器運(yùn)算能力的增加，ＡＲＭ微處理器以其優(yōu)越的性能必將成為家庭應(yīng)用脈搏血氧飽和度測(cè)量?jī)x采用的主要平臺(tái)。本論文立足于家庭醫(yī)療監(jiān)護(hù)，進(jìn)行了基于ＷｉｎＣＥ５．０嵌入式操作系統(tǒng)的脈搏血氧飽和度測(cè)量?jī)x研制，采用三星Ｓ３Ｃ２４１０核心芯片并且基于ＷｉｎＣＥ５．０的操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。論文詳細(xì)闡述了脈搏血氧飽和度測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理，并具體分析了硬件功能電路，完成了ＷｉｎＣＥ５．０操作系統(tǒng)的底層驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)出了基于ＡＲＭ平臺(tái)的脈搏血氧飽和度測(cè)量系統(tǒng)，完成了實(shí)現(xiàn)脈搏血氧飽和度測(cè)量的基本功能，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量到人體的脈搏波形，并計(jì)算出血氧飽和度，同時(shí)對(duì)脈搏波處理算法作了一定的討論和分析，部分算法已經(jīng)移植到系統(tǒng)中。利用了高性能的ＡＲＭ處理器作為系統(tǒng)的控制核心，不但能夠?qū)崟r(shí)的測(cè)量到脈搏信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，而且集成了豐富的外設(shè)接口，有利于整個(gè)系統(tǒng)的集成。進(jìn)一步提高血氧飽和度的測(cè)量精度、系統(tǒng)的集成化和小型化是今后工作的發(fā)展趨勢(shì)。

隨著醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，家庭醫(yī)療儀器具有廣闊的市場(chǎng)空間，脈搏血氧飽和度測(cè)量?jī)x由于其使用簡(jiǎn)單快速實(shí)時(shí)的測(cè)量方式，非常適合普通家庭的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：血氧飽和度ＡＲＭ￥３Ｃ２４１０ＷｉｎｄｏｗＣＥ５．０驅(qū)動(dòng)移植

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｔｉｓｓｕｅｃｅｌｌｓｏｂｔａｉｎ

ｐｒｉｍａｒｙｖｅｈｉｃｌｅｆｏｒｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ

ｏｘｙｇｅｎｏｘｙｇｅｎｗｈｉｃｈｉｓｃａｒｒｉｅｄｂｙｂｌｏｏｄｔｏｐｒｏｃｅｓｓｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ．Ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎ（Ｈｂ），ａｎｏｘｙｇｅｎｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｐｒｏｔｅｉｎ，ｉｓｔｈｅｉｎｔｈｅｂｌｏｏｄ．ＩｔｃａｒｒｉｅｓｔｈｅａｎｄｅｘｃｈａｎｇｅｓｔｈｉｓｆｏｒｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｏｘｙｇｅｎｒｅｌｅａｓｅｄｂｙｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｆｒｏｍｔｈｅｃｅｌＩｓ．Ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎｆｏｒｍｓａｎｕｎｓｔａｂｌｅ，ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｂｏｎｄｗｉｔｈｏｘｙｇｅｎ．Ｉｔ

ｆｏｒｍａｎｄｉｓｄｅｏｘｙ—ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎｉｎ

ｓａｔｕｒａｔｉｏｎｒｅｆｅｒｓ

ｉｓａｉｓｏｘｙ—ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎｉｎｉｔｓｏｘｙｇｅｎ—ｌｏａｄｅｄｔｈｅｏｘｙｇｅｎ—ｕｎｌｏａｄｅｄｆｏｒｍ．Ｏｘｙｇｅｎｏｘｙ—ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎｔｏａ１１ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎ，ｉｔｔｈｅｌｕｎｇｓａｒｅ

ａｔｏｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｓｕｒｅｏｆｅｖａｌｕａｔｉｎｇｈｏｗｗｅｌｌｐｒｏｖｉｄｉｎｇｏｘｙｇｅｎｔｏｔｈｅｂｌｏｏｄ．Ｎｅａｒ—ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＮＩＲＳ）ｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆ

ｇｒｅａｔａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｈｅｓｅｙｅａｒｓｆｏｒｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｔｉｓｓｕｅｓｏｘｙｇｅｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒ，

ｔｈｅｎｅａｒ—ｉｎｆｒａｒｅｄｒｅｇｉｏｎ．ＴｈｅＯｘｙ—ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎａｎｄｄｅｏｘｙ—ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎｉｎ

ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｌｉｅｓｕｐｏｎｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｉｎｐｈｏｔｏｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎ

ｏｃｃｕｒｉｎｔｈｅｔｉｓｓｕｅ

ｃｏｎｔｅｎｔ．ａｓｃｈａｎｇｅｓｉｎｔｈｅｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｏｘｙｇｅｎ

Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｉｃｒｏ—ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ＡＲＭｃｏｒｅｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｗｉｌｌｂｅｔｈｅｍａｉｎｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｈｏｍｅｌｙｕｓｅｄ

ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ

ｆｏｃｕｓｅｓｏｎａｎｐｕｌｓｅｏｘｙｇｅｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎｏｎｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄＡＲＭ９２０ＴｃｏｒｅｗｈｉｃｈＦａｍｉｌｙＨｅａｌｔｈＣａｒｅｉＳｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．ＳＡＭＳＵＮＧ’Ｓ￥３Ｃ２４１０Ｘ

ａｓ１６／３２一ｂｉｔｉｔ’ＳＯＳ．ＡＩ瑚ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｉＳｕｓｅｄ

Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｇｉｖｅｓ

ｃａｎａｉｔ’Ｓｃｏｒｅ，ａｎｄＷｉｎｄｏｗｓＣＥ５．０ａａｓｓｏｌｉｄｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｔｏｗａｒｄｓｒｅａｄｙ—ｔｏ—ｕｓｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｔｈａｔｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ，ｉｎｒｅａｌ－ｔｉｍｅ，ｍｅａｓｕｒｅｐｕｌｓｅｗａｖｅｆｏｒｍａｎｄｂｌｏｏｄ

ｏｆｏｘｙｇｅｎｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｘｐｏｕｎｄｓｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ

ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ’Ｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｆｕｌｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｄｕａｌ－ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｍｅｔｈｏｄ，ａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｉｒｃｕｉｔｉｎｄｅｔａｉｌｓ。ｄｅｖｅｌｏｐｓｔｈｅｄｒｉｖｅｒｓａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｅｄｓｏｆｔｗａｒｅｂａｓｅｄ

ｂｌｏｏｄ—ｏｘｙｇｅｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎｏｎＷｉｎＣＥ５．０ｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｉＳａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄｆｉｎａｌｌｙ，ｍｅａｓｕｒｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ

ａｔｔａｉｎｓｔｈｅｂａｓｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｐｕｌｓｅｂｌｏｏｄ—ｏｘｙｇｅｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅ．Ｉｔｃａｎｐｌｏｔｔｈｅｐｕｌｓｅｗａｖｅａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｂｌｏｏｄ—ｏｘｙｇｅｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎａｔｒｅａｌ

ｗａｖｅｔｉｍｅ．ＴｈｅａｒｉｔｈｍｅｔｉｃｏｆｐｕｌｓｅｉＳｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｅｔｈｅｓｉｓ

ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ．Ｓｏｍｅａｒｉｔｈｍｅｔｉｃｈａｓｂｅｅｎａｌｒｅａｄｙｐｏｒｔｉｎｇｉｎｔｏｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ａｐｐｌｙｉｎｇｈｉｇｈ—ｐｏｗｅｒｅｄＡＲＭｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ

ｐｕｌｓｅｓｉｇｎａｌ

ａｃａｎａｓｓｙｓｔｅｍｃｏｒｅ，ｎｏｔｏｎｌｙｔｈｅｂｅｍｅａｓｕｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄａｔｒｅａｌｔｉｍｅ，ｂｕｔａｌＳＯａｂｕｎｄａｎｔｃａｎｉｎｔｅｒｆａｃｅｓｆｏｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔｂｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｔｏｔｈｅｗｈｏｌｅｍｅａｓｕｒｅｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔｉｓｔｒｅｎｄｔｈａｔｔｈｅｂｌｏｏｄｏｘｙｇｅｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｈａｓｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎａｎｄｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎ．

Ａｓｍｅｄｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｓ，ＦａｍｉｌｙＨｅａｌｔｈＣａｒｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｈａｖｅ

ｍｅａｓｕｒｅａｗｉｄｅｍａｒｋｅｔ．ｐｕｌｓｅｂｌｏｏｄ—ｏｘｙｇｅｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎ

ｏｆｔｈｅｗｉｄｅ－ｕｓｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｗｉｌｌｂｅｏｎｅｉｎｆａｍｉ１ｉｅｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔ’Ｓｆａｓｔ，

ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ，ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＯｘｙｇｅｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎＡＲＭ￥３Ｃ２４１０ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ５．０

廈門(mén)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明

茲呈交的學(xué)位論文，，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫(xiě)作中參考的其他個(gè)人或集體的研究成果，均在文中以明確方式標(biāo)明。本人依法享有和承擔(dān)由此論文產(chǎn)生的權(quán)利和責(zé)任。

聲明人（簽孫荔斟矽７年婦萬(wàn)日

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本學(xué)位論文屬于

１、保密（），在年解密后適用本授權(quán)書(shū)。

２、不保密（ｙ）

（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)括號(hào)內(nèi)打“４”）

作者簽名：導(dǎo)師簽名：

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