0 引言
血氧饱和度可以反映病人的呼吸功能,并在一定程度上反映动脉血氧的变化,故在临床监护和家庭监护中都具有重要意义。用常规多参数监护仪监护血氧饱和度时,通常用一个血氧指夹夹在手指端或者脚趾端来采集光电脉搏波信号,并通过一条线缆将信号传到监护设备进行处理和计算。由于线缆的影响,病人往往不便翻身,而且线缆容易脱落,造成测量结果错误,严重危害病人的及时抢救。单模块的血氧饱和度测量设备虽然便于携带,但由于其功耗较高,采用电池供电限制了监护的持续时间:一般此类设备只能将监护信息存储在设备内部,而无法把监护信息及时发送出去,耽误病人的抢救时间。为此,本文提出了一种基于射频芯片nRF905和超低功耗单片机MSP430F149的血氧饱和度指夹的设计方法,旨在实现没有线缆,超长时间监护和及时发送监护信息等监护功能。
1 无创血氧饱和度测量原理
血氧饱和度(SpO2)是血液中被氧结合的氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的血红蛋白(Hb)容量的百分比,即血液中血氧的浓度,它是呼吸循环的重要生理参数。而功能性氧饱和度(SaO2)为HbO2浓度与HbO2+Hb浓度之比。因此,监护中常用SaO2来估计SpO2的水平。SaO2的理论计算公式如下:
其测量方法一般以朗博一比尔定理为基础,利用血液中不同成分的吸光率的不同,采用红光和红外光分别照射组织,并通过测量透射光的强度来计算血氧饱和度的值。其公式如下:
式中,△I'max为红外光的交流分量的最大值,I'max为红外光的直流分量的最大值,△Imax为红光交流分量的最大值,Imax为红光直流分量的最大值。本系统采用的是660 nm的红光和940 nm的红外光。
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