血氧饱和度(Oxygen Saturation)监测反应组织灌注情况,能够帮助了解病人血液携带氧的能力,在各种医护场合得到广泛应用。大型医院集中诊治的传统医疗保健体制已经在向社区医疗和家庭保健医疗转变,需要开发低成本,低功耗的便携式的医疗设备以改进患者的医疗保健条件。传统有创的血氧检测虽然结果准确,但是却给患者带来痛苦,且不能连续监测。国内目前常规监护中采用的无创式血氧饱和度测量存在进口成本高,功耗大,抗干扰差,检测范围小等问题。本文首先阐述了无创血氧测量的原理和方法,分析了传统的基于模拟探头的分立元件设计方案,改进的基于模拟探头的单芯片解决方案,以及现今广泛采用的基于数字式探头的设计方案,并根据血氧信号的特点对比和总结了各种设计方案的优劣,设计出了一种低成本低功耗数字脉搏血氧仪。设计采用了基于光-频率转换器的高分辨数字探头提高精度和检测范围,移植了直流跟踪滤波器去基线漂移提高抗干扰能力,移植了上升沿和下降沿检测脉率算法提高检测准确率。本设计在人体小幅运动及手指轻度抖动时,仍能得到稳定的脉搏波形和脉率,通过使用Fluke Index2型血氧模拟仪在不同条件下进行重复实验,发现血氧饱和度为35%~100%时精度为1%、弱灌注量小于等于0.2%时精度达到4%;脉率检测的误差小于1。表明此设计在高精度,大范围,重复性和抗抖动方面均有所改善,适合于家庭,社区等医用监护场合使用。