朱子孚，文斌，吴柔，袁思念，李若薇，叶继伦，3，张旭，3

1.深圳大学医学部生物医学工程学院，广东深圳518000；2.深圳市生物医学工程重点实验室，广东深圳518000；3.广东省生物医学信号检测与超声成像重点实验室，广东深圳518000

前言

氧气是人体进行新陈代谢的关键物质，是维持人体生命活动的3大要素之一，氧气的供给能够使机体器官发挥各自功能［1］。脉搏血氧饱和度是通过光电方法实时测量和反映血液中动脉血氧含量的关键指标，表示人体呼吸系统以及心血管系统的健康状态信息，在人类相关的疾病预防与诊断中起着重要作用。因此，在针对脉搏氧饱和度测量中，不断提高测量性能是一件很有重要临床应用价值的研究［2-3］。特别在人体血流灌注指数偏低、脉搏非常微弱时，能否得到波形良好的脉搏波信号，成为精确计算血氧饱和度的前提［4-5］。

1 脉搏氧检测原理和方案设计

1.1 脉搏氧检测原理

当一定波长的光束照射到手指表面时，光束将通过透射或反射方式传送到光电二级管，在此过程中由于受到组织和血液的吸收衰减作用，光电二级管检测到的光强度将减弱，其中组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的，而动脉的血液容积在心脏作用下呈搏动性变化［6-8］，如图1a 所示。血红蛋白具有光吸收特性，但氧合血红蛋白与还原血红蛋白吸收光线的波长是不同的，利用分光光度计比色原理，可以测得随着动脉搏动血液中氧合血红蛋白对不同波长光线的吸收光量，如图1b 所示，从而得到两种血红蛋白含量，计算出血氧饱和度［6-7］。……