动态环境下抗干扰穿戴式血氧监测仪的设计与实现

本文主要探讨了在动态环境中研发的一种新型抗干扰穿戴式血氧饱和度监测仪的设计与实现。该研究专注于解决运动条件下人体血氧饱和度测量的准确性问题，针对传统光电容积脉搏波（PPG）信号中由于运动引起的干扰，提出了一种创新的血氧干扰分离自适应对消算法。 文章的核心技术包括以下几个方面： 1. **数字模拟转换器（D/A转换器）的应用**：设计中采用了D/A转换器来控制两个不同颜色的LED光源，它们交替发光，这种交替模式有助于提高测量的精确性，减少背景噪声。 2. **光学到频率转换器（Optical-to-Frequency converter）**：血氧监测仪利用此传感器收集从人体反射回来的光强信号，将这些光强度信号转换成频率信号，这一步骤对于信号处理至关重要，因为它将光的物理特性转化为易于处理的电信号。 3. **单片机（Microcontroller Unit, MCU）的数据采集与处理**：接收到的频率信号直接输入到单片机，进行数据采集和初步处理，然后进一步进行算法分析。 4. **运动干扰消除算法**：这是本文的关键创新点，设计了一种自适应算法，能够有效地识别并消除运动过程中混入的伪随机噪声，确保血氧饱和度计算结果的准确性。这种方法对于在体育锻炼、行走或日常活动等动态环境中持续监测血氧饱和度尤其重要。 5. **小型化与可穿戴性**：为了提高设备的便携性和舒适性，设计团队着重于设备的小型化设计，使得监测仪能够轻松地穿戴在用户的皮肤上，不影响日常活动。 6. **无线传输**：监测数据通过无线方式发送，方便用户实时查看血氧饱和度信息，同时也降低了对线缆连接的需求，增加了使用的灵活性。 这篇论文的研究成果为在动态环境中进行高精度血氧饱和度监测提供了新的解决方案，具有实际应用价值，尤其是在医疗健康领域，如运动员训练监控、老年人健康监测等方面。其技术方法和创新思路对于提升血氧监测设备的性能和用户体验具有重要意义。