现代社会,血氧检测技术日益成为控制、传感、医疗领域的研究热点之一。针对现在市场上销售的脉搏血氧仪在弱灌注情况下对血氧测量结果会出现较大误差的问题,而且传统的最值法和阈值比较法对弱灌注情况下的信号特征点进行准确检测已经显得有些困难了。为了更好避免信号发生畸变以及保持信号完整性并且实现能够在弱灌注情况下也能准确检测出信号特征点,本文针对以上问题,主要研究工作包括:1.介绍了基于Lambert-Beer定律和近红外光谱理论为基础的无创血氧检测原理和方法,并且根据理论推导出计算血氧饱和度公式,采用了以STM32F103VET6为核心处理器芯片与血氧信号采集模拟前端AFE4490相结合的硬件电路设计方式,降低了电路设计复杂度,设计硬件电路时相比传统电路而言,对血氧信号输入采用差分传输设计且增加屏蔽保护,能够有效避免电磁干扰,提高了信号稳定性。2.根据采集得到的原始脉搏波信号,针对滤波过程中可能出现的信号数据丢失和发生畸变的问题,本文提出了小波变换与FFT相结合的方式对波形进行预处理,然后对信号进行重构,采用db2、sym8、coif3三种小波基对信号进行小波去噪,正常灌注情况下,信噪比由26.521390提高到29.501140,均方根误差0.025152降低到0.018415,弱灌注情况下,信噪比由6.845247提高到7.331652,均方根误差0.023766降低到0.022472,一定程度上去除了原始信号波形中的工频干扰、基线漂移等噪声,得到了良好的效果。3.对经过预处理之后得到的脉搏波数据进行峰值特征点检测,由于最值法和传统阈值比较法在弱灌注情况下信号干扰比较严重时峰值特征点检测准确度方面存在的不足,本文提出了一种即使在少许噪声干扰的情况下也能快速准确检测出波峰、波谷值的峰值检测算法,相对于传统的最值法、阈值比较法进行峰值检测来说,算法方面有了进一步的改进,有效避免了伪波峰被误认为有效波峰的问题。4.通过设计的测量系统在血氧模拟仪Fluke Index 2L上采集了大量的各种血氧状态的红光、红外光脉搏波信号数据,构建了血氧测量数据集。根据采集的不同数据进行预处理、特征点检测,分别得出血氧脉搏波信号红光和红外光交流值和直流值,实验确定了不同血氧状态下的R值,在血氧测量公式系数确定上,采用了最小二乘法,最终得出血氧饱和度定标曲线,根据定标曲线得出血氧饱和度值。5.对所设计的系统进行性能验证,通过实验验证了系统的可靠性、稳定性、准确性,符合设计要求。