人體血液循環量測系統之研製｜國立中央大學博碩士論文系統

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研究生：	柳福源 Fu-Yuan Liu
論文名稱：	人體血液循環量測系統之研製
指導教授：	徐國鎧 Kuo-Kai Shyu
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	資訊電機學院 - 電機工程學系 Department of Electrical Engineering
畢業學年度：	93
語文別：	中文
論文頁數：	72
中文關鍵詞：	血氧飽和濃度、不帶氧血紅素、帶氧血紅素、CPLD
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隨著邁向老人化的台灣社會，慢性疾病不僅造成國人身心健康的威脅，對於醫療資源的也造成相當的支出。尤其目前的醫學檢測，大都是在醫療院所完成，不但增加病患的來回奔波，也浪費不少社會資源，因此，如何發展居家照護系統，提供更好的醫療品質、降低社會成本及增加便利性，至為重要。本論文中之血液量測系統，可隨時監測病患身體狀態是否正常，進而提升居家醫療看護品質。
本系統利用紅光和紅外線作為感測光源，感測人體動脈中帶氧血紅素和不帶氧血紅素的變化。藉由比爾藍伯特定律(Beer-Lambert law)探討入射光源與透射光源的變化，進而推導出血氧飽和濃度關係式。
此系統以非侵入性方式量測，具有不增加病患痛苦、避免血液傳染性疾病等優點。以CPLD控制IC做為系統控制核心，並搭配個人電腦顯示量測結果。
受測者可量測到血氧飽和濃度、心跳速率。另外，紅光和紅外線量測到的血壓關聯性波形、心收縮期、心舒張期，可提供醫生診斷病因的參考依據。未來可搭配醫療系統網路，達到遠端診療的功效，亦可節省病患看診的時間，對於提高國民競爭力有相當的助益。

目 錄
中文摘要	I
英文摘要	II
目錄	III
圖目錄	VI
表目錄	IX
第一章 緒論	01
1前言	01
2 研究目的與動機	02
3論文架構	03
第二章 研究背景與原理	04
1 血壓的形成及基本概念	04
2 血氧飽和濃度	08
2.1 作用原理	08
2.2 血氧飽和濃度定義	10
2.3 比爾藍伯特定律	10
2.4 血氧飽和數學推導	12
第三章 量測系統設計與實現	16
1 前言	16
2硬體電路	16
2.1 手指量測	17
2.2 發射電路	19
2.3 光檢測電路	20
2.4 類比切換開關	21
2.5 濾波電路	22
2.6 A/D轉換電路	25
2.7 RS232-電路	26
2.8 電壓轉換電路	27
2.9 CPLD 控制IC	28
2.10 可程式邏輯晶片之概述	30
3 CPLD數位電路設計	32
3.1 電路設計流程	32
3.2 階層式模組化設計	34
3.3 控制IC內部電路設計	35
3.3.1 除頻電路	36
3.3.2 發射控制電路	37
3.3.3 A/D轉換控制電路	38
3.3.4 防彈跳電路	40
3.3.5 多工器電路	40
3.3.6 RS-232接收電路	41
3.3.7 RS-232發送電路	43
4 軟體設計	44
4.1 介面視窗	44
4.2 系統軟體流程規畫	45
第四章 實驗結果	47
1 前言	47
2 A/D轉換電路和視窗介面測試	47
3 接收電路實驗結果	49
3.1 光檢測電路波形	49
3.2 低通電路波形	50
4 血氧飽和濃度參數	50
5 量測結果	56
6 討論	67
6.1 誤差分析	67
6.2 心動週期分析	68
第五章 結論與未來展望	69
1 結論	69
2 未來展望	69
參考文獻	70
作者簡歷	72

                                

參考文獻
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