基于RF的无线近红外肌氧检测系统研制与验证

本文主要探讨了华中科技大学研究生周娟在生物医学工程领域针对基于射频(RF)技术的近红外无线肌氧检测系统的研发工作。硕士论文的主题围绕体育运动中人体肌肉血氧含量的实时监测，这是一个关键的生理指标，能够反映运动员在运动状态下的健康状况。 论文首先阐述了背景，指出传统的近红外光谱术(NIRS)技术因其连续、无损和实时的特点，被用于研究人体肌肉血氧含量的变化。作者将这一技术与短距离无线通信技术相结合，目标是设计一个能够提供运动者更大活动范围、高度便携的系统，以便远程监控运动员的肌氧状态。通过RF技术，系统能够在30米以上的范围内无线传输数据，显著提升了系统的实用性。 论文详细描述了系统的设计过程，包括硬件和软件部分。硬件部分涉及的关键组件有三波长光源驱动，用于提供不同波长的光信号；光电探测器，用于捕捉反射回来的光信号；放大滤波电路，确保信号质量；数据采集单元，实时收集信号；模数转换器(AD转换)，将模拟信号转化为数字信号；以及无线通信模块，负责数据的无线传输；此外，还有PC机串口通讯接口和用户端接收软件的开发，实现了与计算机的数据交互。 时间分辨率达到了400毫秒，这表明系统具有较高的动态响应能力。为了验证系统的性能和有效性，论文展示了系统的性能测试结果，包括长时间稳定性测试和暗噪声测试，这些测试旨在确保系统的安全性和可靠性。在体前臂阻断实验中，通过模拟离体实验，系统的监测数据与实际生理变化趋势相符，证明了其对肌肉血氧变化的准确反映。 最后，论文通过在体负荷递增实验进一步验证了系统的有效性。实验结果显示，随着身体负荷的增加，人体的血氧状态确实有所变化，这证实了无线近红外肌氧检测系统在运动生理监测中的应用潜力。整篇论文的研究成果对于提升运动员训练监控的精确性和便捷性具有重要意义，同时也为相关领域的研究和技术开发提供了新的思路和实践案例。 关键词：近红外光谱术、肌氧、射频、无线通信。