血氧饱和度作为供氧状态的一个重要指标，是医护人员对疾病进行预防、诊治的重要依据之一。目前血氧仪的技术发展趋向于微型化，即采集、处理与显示于一体，这种产品尽管在体积方面有了很大的优势，但是其数据采集与处理过程必然要受到体积大小上的制约，从而导致在一些程度上影响仪器的精确度。尽管很多公司推出高精度、高稳定性产品，但是其昂贵的价格又让很多普通用户望而生畏。
针对当前脉搏血氧仪功耗大、稳定性差、成本与仪器精度不可兼得等缺陷，深圳市麦瑞康（Mericonn）科技有限公司总经理蒋传媛设计了一种性价比高、低功耗、可进行无线传输的光电脉搏血氧仪设计方案。该血氧仪系统采用指夹式光电血氧探头对血氧信号进行采集，以STM32芯片为控制核心，对采集到的信号进行分析、处理与结果显示，可实现与上位机之间进行无线数据发送、报警功能，方便了医护人员监护的同时给患者提供了更广阔的活动空间，实现了对血氧饱和度便携、实时、连续的检测。最终设计通过使用麦瑞康（Mericonn）科技生产的Index2型血氧模拟仪进行多次测试，结果表明当血氧饱和度处于60%-80%时精度为2%，80%-99%时精度为1%，脉率检测误差为±1bpm，达到了医疗仪器的标准要求，具有较好的使用价值和广阔的应用前景。
整个系统包括三个部分，即光电传感器部分、模拟信号处理部分、系统核心部分（数字信号处理）。首先，光电血氧探头完成对信号采集的功能并将采集到的信号传输至模拟信号处理电路；其次，模拟信号处理单元对接收到的信号进行I/V转换、采样、放大、滤波、电平抬升，并将处理后的四路信号 （红光交流信号、红光直流信号、红外交流信号、红外直流信号）传输至系统核心处理单元STM32芯片；最后，STM32芯片将四路信号进行A/D转换，并实现对数据进行存储、分析、显示、报警判断、无线传输等功能。
为实现无线传输功能，蒋传媛采用CC1101低功耗无线传输芯片，其发射功率可调，工作于 433MHz频段免许可证使用，拥有着高抗干扰能力和低误码率，1200bps传输距离最大可达 200m，为患者在医院内提供了足够的活动空间。
由于光电二极管输出的信号为电流信号，需要变换为电压信号才能被后续电路处理。光电二极管工作在反向偏置状态，其结电阻较大，输出电流较小。所以选用了输入阻抗较高的运算放大器TL062芯片。电流-电压变换电路输出的是两种光分时复用的信号，要将两种光的信号分离，就要在该部分电路中实现。该部分电路由两片LF398组成的两套采样保持电路，由 STM32提供控制信号进行控制。该控制信号与LED驱动脉冲同步，当相应的LED点亮时，该控制信号控制其中一个采样保持器进行采样。其余时间，采样保持器都处于保持状态。
在结合当前主流脉搏血氧仪特点的同时，蒋传媛又加入了自己的设计理念。在系统硬件方面她采用了高精度、抗干扰能力强的光电血氧探头，主体设计上采用的是可拆分式思想，即产品既可以单独佩戴使用，又可以嵌入监护仪作为血氧模块进行使用，同时还可以将采集数据或者报警信号以无线传输方式发送至上位机 （工作站），以便医护人员能够及时地掌握患者情况，因此，蒋传媛设计中的光电脉搏血氧仪可同时作为家用型和医用型使用：一方面仪器本身带有SD卡存储功能，方便医务人员对患者的历史记录进行查阅；另一方面，仪器的无线数据传输功能方便了医护人员监护的同时，也给患者提供了更广阔的活动空间。
蒋传媛设计基于无线传输的光电脉搏血氧仪系统结构简单、成本低、操作方便、用途广泛。多次测试的结果表明，血氧饱和度测量范围可从60%-100%进行精确测量，误差一般小于1%，脉率检测误差小于1%，其精度达到了国内先进水平，使得该血氧仪具有较好的广阔的市场。（作者：陈小南）
（来源：News快报）
