基于近红外连续波的无创组织体血氧检验系统.doc

血氧检测

摘 要

众所周知，人体各项生命活动离不开氧参加。人体吸入氧绝大多数随血液循环被输送到全身各处组织细胞。只要对血液中氧含量做到精确检测,就可以理解身体各个组织器官与否缺氧，临床上普通通过测量血氧饱和度来判断人体血液中含氧量。血氧饱和度是指血液中血红蛋白实际结合氧气氧含量占血液中血红蛋白所能结合氧气最大量氧容量比例。人体血氧饱和度值作为一种非常重要生理指标,己经被用到了实时监护、临床医学等各个方面。
由于近红外光谱技术具备无创伤、敏捷度高、响应速度快等特点，在医学诊断和治疗领域有着广泛应用。近红外光谱技术具备无创伤、敏捷度高、响应速度快等特点，因而，在医学诊断和治疗领域有着广泛应用。本文一方面分析了血氧检测研究背景及意义，用近红外持续波作为组织检测系统设计方案，并应用时间辨别办法估算组织体差分途径因子，并依照修正朗伯-比尔定律计算出组织血氧饱和度方案和由光子漫射方程理论推导出基于空间辨别组织血氧饱和度测量方案。

核心词 朗伯-比尔定律 血氧饱和度值 红外持续波 无创检测

一 绪论 1
1.1 人体血氧检测背景和意义 1
1.2 人体组织血氧检测发展 2
1.3 近红外无创组织体血氧检测测量办法研究 3
1.3.1 持续波血氧测量技术 3
1.3.2 基于时间辨别血氧测量技术 4
1.3.3 基于频率辨别血氧测量技术 5
二 近红外持续波无创血氧检测 5
2.1 持续波无创血氧检测系统理论基本 5
2.2 基于差分途径持续波测量办法 7
2.3 基于差分途径系数持续波无创血氧测量办法 7
三 检测系统研究 8
3.1 系统总体设计方案 8
3.2 硬件系统设备选取和搭建 9
3.2.1 光源系统选取 9
3.2.2 光电探测器选取 10
3.2.3单光子计数器选取 11
3.2.4 光路转换系统选取 12
3.3.1 AD 采集模块 14
3.3.2 时序控制程序 14
3.3.2 LCD 显示程序控制程序 14
四 总结 16
道谢 17
参照文献 18
附 录 19

一 绪论
1.1 人体血氧检测背景和意义
氧是生命活动基本。正常状况下,进入血液中氧大概有溶解在血浆中,这一某些被称作,它代表动脉血浆中氧分压。别的约氧则与血浆中血红蛋白分子结合,形成氧合血红蛋白,没有与氧结合血红蛋白分子被称为还原血红蛋白。以形式存在氧被称作,代表动脉血液中血红蛋白氧饱和度。图为和在血浆中所占比例。血液中氧以这两种方式运载到全身各处组织毛细血管。在毛细血管中,氧合血红蛋白释放氧,以维持组织细胞新陈代谢,从而变为还原血红蛋白。最后血液经静脉系统回流到心脏,开始下一轮循环。
着社会进步和人民生活水平提高,全社会对于疾病初期检查发现越
来越注重,开发以便精确稳定生理指标检测仪器成为一件非常迫切事情,这对于实现全民普适化医疗保障目的也具备重要推动作用。人体各项生命活动
离不开氧参加。人体充分吸入氧,使足够氧溶入动脉血液中,对维持生命是至关重要。医学上以为,人体组织缺氧是导致许多疾病根源,严重甚至直接危及生命。人体吸入氧绝大多数随血液循环被输送到全身各处组织细胞。只要对血液中氧含量做到精确检测,就可以理解身体各个组织器官与否缺氧,受检者与否存在呼吸障碍等疾病。临床上普通通过测量血氧饱和度来判断人体血液中含氧量。血氧饱和度是指血液中血红蛋白实际结合氧气氧含量占血液中血红蛋白所能结合氧气最大量氧容量比例。人体血氧饱和度值作为一种非常重要生理指标,己经被用到了实时监护、临床医学等各个方面。基于近红外光谱技术无创人体血氧检测系统不会让受检者产生创伤,同步具备较高精确性,非常合用于实时持续检测,在实际生活中得到了广泛推广与应用。
动脉血血氧饱和度是反映血液循环系统以及呼吸循环系统重要参数。及时检测动脉中氧含量与否充分,是判断人体呼吸系统、循环系统与否浮现障碍或者周边环境与否缺氧重要指标。实验证明,通过对血氧饱和度测量分析,可有助于防止、鉴别疾病,并对评价治疗效果也有一定指引意义。实时检测人体组织中氧代谢及运送过程对生命科学研究有着重大意义。由于脉搏血氧检测系统可以迅速精确地无创测定动脉血液中氧饱和度与脉率,并且价格日趋便宜,因而正被广泛使用在肺科、手术室、急救室、危重病人监护病房等各种科室及救护车和救护直升机等场合。相对于其她某些检测办法，近红外组织检测技术可检测人体局部组织光学参数并由此诊断组织健康状况或病变状况，并已成为人体无创测量新发展方向。
1.2 人体组织血氧检测发展
当前发展较为成熟技术有：血气分析法、极谱电极测量法，核磁共振法，磷光光谱法等等。这几种办法各有特点，但还不能完全满足科学研究与临床诊断对实时、无创性、便携性及低成本规定，这使它们应用受到很大限制。
血氧饱和度检测普通分为：有创测量办法和无创测量办法。
常规办法是血气分析办法。它是一种有创血氧测量办法，临床上重要取动脉血测量其中氧分压来计算血氧饱和度，其能精确地反映机体呼吸和人体血氧饱和度，并已成为危重病人监测重要办法之一。但其缺陷也很明显，由于血氧饱和度有创检测办法不但费时、易对患者导致痛苦甚至感染，并且不能提供持续、实时血氧饱和度数据，在病人处在危险状况时，不易使病人得到及时有效地急救。因而采用无创性迅速精确检测办法来监测血氧饱和度，便具备广泛而实际意义。
脉搏氧饱和度（SpO2）检测是一种近红外无创检测办法。它是运用人体脉搏动可以引起测试部位血液流量变化，从而导致光吸取量变化原理来进行血氧检测。脉搏氧饱和度检测是指端动脉血氧饱和度，其重要反映是静脉血管和毛细血管中血氧饱和度，因而，脉搏氧饱和度检测不能精确反映局部组织氧合状况。虽然这种测试办法简朴易行，并且解决了无创和实时检测问题，但测量原理依赖于指端动脉波动，因而测量只是末端动脉血管血氧饱和度与组织氧有着主线区别，特别是在低血压等状况下，无法精确测量。并且其应用Beer-Lambert定律只合用于均匀介质吸取，如果待测介质具有浑浊质点时，将产生强散射效应。人体组织构造是复杂，手指尖不但具有动静脉血，尚有皮肤、指甲等其他参量，同样也会导致测量不精确。因而，脉搏氧饱和度检测办法并不令人满意。
1.3 近红外无创组织体血氧检测测量办法研究
近红外无创血氧检测测量办法种类诸多，分类方式也各种各样。咱们普通
依照系统所采用光源种类进行划分。当前，近红外光谱测量办法重要分为
三类：基于持续波测量办法、基于时间辨别测量办法和基于频域辨别测量
办法。
1.3.1 持续波血氧测量技术
普通所说持续波系统，涉及初期近红外光谱仪等。持续波测量法具备测量系统简朴、数据获取时间相对较短等长处，但是其在单一光源和探测器距离下无法区别吸取系数和散射系数所导致影响，因此绝大多数持续波血氧检测系统都应用多波长多距离办法来消除由组织散射衰减和差分途径系数DPF带来误差。
普遍采用高强度近红外持续波光源（例如：半导体激光器 LD 或发光二极管 LED），仅仅通过测量通过人体组织透射或散射后光强化来计算人体组织光学参数。探测器普通采用光电倍增管 PMT、光电二极管或雪崩二极管 APD等。持续波血氧测量办法需要对光源强绝对值进行测量，但在实际测量过程中，是很难校正实际入射到组织体内光强，且通过组织体吸取和散射作用后光很薄弱，因此，国外研制诸多基于持续波血氧测量系统采用了多光源和多探测器方式。系统探测器普通选用光电倍增管，由于其增益较大且敏捷度较高，可以提高系统精确性和测量精度。其原理示意图如图 2-1 所示。

图2-1 近红外持续波血氧测量办法
1.3.2 基于时间辨别血氧测量技术
近红外时间辨别研究理论和实验表白，从组织体出射时间扩展曲线(Temporal Profile)，具备几甚至十几GHz带宽，因而普通以为时间域测量可以比频域办法提供更多信息，但相应地规定期间辨别测量系统必要要具备相称小时间辨别率。随着科学理论和科学技术不断发展，时间有关单光子计数办法（Time-correlated Single-photon Counting，简称TCSPC）被应用到了对薄弱光信号进行高时间辨别率测量。时间有关单光子计数测量办法具备信噪比
高、敏捷度最高、线性度好、时间辨别率高长处。当前，时间有关单光子计数
办法系统价格越来越减少、设备体积也越来越小型化，其在临床近红外无创在体
检测技术中应用前景越来越辽阔。

图2-2 近红外基于时间辨别血氧测量办法
采用基于时间有关单光子计数血氧测量系统普通都采用透射测量办法。脉冲光入射人体组织，并用时间有关单光子计数器对出射光进行探测，由时间有关单光子计数系统测得时间扩展曲线。在测量人体组织血氧饱和度时，忽视组织中散射系数变化，并假设组织中血液血红蛋白重要以氧合血红蛋白（HbO2）和还原血红蛋白（Hb）形式存在，而肌肉组织中其她发色团对吸取系数变化贡献很小，对于半无限平面来说组织对光散射变化是很小。因而，可以在计算时把这一某些看作是恒定不变。由于吸光系数随波长变化特性，运用各种波长光源测量多波长下吸取系数值，从而获得组织光学参数。以 Beer-Lambert 定律为基本，计算出氧合血红蛋白和还原血红蛋白浓度以及组织体瞬时血氧饱和度值。
1.3.3 基于频率辨别血氧测量技术
在光电检测系统中，惯用特性参数有非相干光光通量幅度、频率、相位和脉冲时间，众多可调制参量增长了光载波信号解决灵活性和多样性。
在频域扩散光测量系统中，要对光源（普通是激光管或者发光二极管）进行射频强度调制，使得振幅被几十到几百兆赫兹正弦波调制光持续地照射到组织体上。
可见出射光将保持同样调制频率不变，但其幅度却由于组织体吸取和散射而衰减，并且由于不同光子从光源到探测器间经历途径不同，光强波相位会延迟。因而，组织吸取和散射系数等光学参数信息可以通过测量出射光相对于入射光直流偏置强度衰减、交流幅度衰减和相位延迟所得到。

图2-3 近红外基于频率辨别血氧测量办法
由于此类系统中高频信号相位和调制深度测量都比较困难，并需要提高对弱信号探测敏捷度，因而，频域外差法和零差法等技术被广泛地应用于频域系统当中。频域系统最重要长处是其较短数据读取时间（和持续波测量系统数据读取时间大体相似）。然而，由于组织体光学系数变化所可以引起相位角变化是很小，用相位作可测量量需要仪器测量精度普通会较高。
二 近红外持续波无创血氧检测
2.1 持续波无创血氧检测系统理论基本
近红外无创血氧检测系统就是以光与生物组织互相作用组织光学为理论基本，以光电子学先进技术为前提，最后满足临床诊断需求。 当光照射入生物组织体内时，光与生物组织体之间会产生互相作用。近红外无创血氧检测办法就是运用光与生物组织体之间互相作用为理论基本。前面已经提到了生物组织体对光传播存在吸取作用和散射作用。
在生物组织中，光吸取可用吸取系数来表达，它代表在组织体内单位程长上一种光子被吸取概率。吸取系数代表在组织体内单位程长上一种光子被吸取概率。吸取系数越大，代表组织体对该波长吸取也越大。吸取系数随波长变化而明显变化，它受人体血容量、组织中氧化状态以及其她色素含量影响很大。生物组织体内对光有吸取作用重要是组织体内发色团。近红外 600～900nm波长“光谱窗”范畴，发色团中吸取最强物质是还原血红蛋白和氧合血红蛋白，除此以外尚有肌红蛋白、细胞色素等，而血红蛋白（即氧合血红蛋白和还原氧血红蛋白浓度之和）是组织中氧重要载体，即组织中氧基本上是以组织内毛细血管中氧合血红蛋白形式存在。随着人体有氧代谢状况变化，氧合血红蛋白在血红蛋白中含量比例（即血氧饱和度（Oxygen saturation，S02 ））也会随之相应变化。研究表白，在近红外 600～900nm波长“光谱窗”范畴，水和细胞色素对光吸取与血红蛋白吸取相比可忽视不计，而其她某些发色团。因而，可以以为人体组织中只存在氧合血红蛋白和还原氧血红蛋白两种吸取体。并且氧合血红蛋白和还原血红蛋白对光吸取又依赖于波长，它们有各自不同吸取谱线，因此咱们可以从各种波长吸取谱来拟定每一种成分绝对含量或相对含量，最后实现对组织血氧饱和度无创检测。

图2-1 生物组织中在近红外光谱范畴Hb02和Hb吸光系数
2.2 基于差分途径持续波测量办法
在实际状况中，大多数生物组织中同步存在吸取和强散射，这些介质被称为混沌介质（turbid medium）。在假设粒子同步具备均一吸取和散射效应时，总衰减系数可由下式表达：
μt = μa + μs (2-1)
即总衰减系数为吸取系数和散射系数之和，它表征光在组织中衰减概率指数。
1/μt称为平均自由程，它表达光子在吸取和散射发生之前所走过一段距离。由于组织体是强散射介质，因此从组织体出射光可以被分为三类，弹道光、蛇形光和漫射光。
重要简介第三类光，它是经多次散射才从组织体出射光，被称为扩散或漫散光（Diffuse Light）。由于生物组织体是高散射体，扩散光光子占从组织体出传播途径长度，也极大地增长光子被吸取也许性，因而原 Beer-Lambert 定理对人体组织不再合用了。为了体现散射影响，应当对原 Beer-Lambert
定理进行如下修正：
OD = Ln I0/I = ∑α*CL*DPF+G (2-2)
上式称为修正朗伯·比尔定理（Modified Beer-Lambert Law，简称 MBLL），其中，零 表达入射到组织表面平均光强； 壹表达探测器在组织表面探测到平均光强；G 是与几何位置和 μs有关强散射衰减，它与μa 无关；DPF 是差分途径系数（Differential Pathlength Factor）；由修正Beer-Lambert 定理可知，组织体对入射光吸取与发色团浓度成线性关系，其斜率为光子在组织体内平均飞行途径和发色体在入射光波长下消光系数乘积。当前，组织体血氧浓度测量最大障碍是光子平均飞行途径（或差分途径系数）拟定。
2.3 基于差分途径系数持续波无创血氧测量办法
在近红外这一波段，人体组织重要吸取物质有HbO2、Hb和H2O 。并且在波长 600～900nm区域， HbO2和Hb吸取系数远远不不大于H2O 吸取系数，因而可以以为人体组织中只存在 HbO2和Hb 两种吸取体。

图2-2 生双光源消除散射衰减实验原理图

通过朗伯·比尔定理计算HbO2和Hb绝对浓度，通过血氧饱和度计算公式，求出组织血氧饱和度：
（2-3）
三 检测系统研究
3.1 系统总体设计方案
近红外无创血氧检测系统具备对人体无创伤，测量成果精确且体积轻小等特
点。因而，系统硬件选取与设计应特别注意解决如下几种核心方面：
①　 对组织无创检测：要选取对人体无伤害光电设备。本系统中重要指对光源合理选取，一定要保证入射到人体组织光强不会对组织导致伤害。
②　 系统工作稳定性好：尽量解决诸多因素影响，如选取光源、光转换电路和探测器有较高稳定性。
③　 系统采样速度快：重要是选取数据采样频率较高探测器，这有助于提高系统测量精度与成果精确度。
④　 信号解决能力强：对从探测器采集到光强信号，进行初步滤波解决。，系统软件应当具备较强数据解决和系统控制能力。
⑤　 系统控制灵活和界面美观、和谐：以便灵活地设立通讯参数、设立界面颜色、界面和谐且以便操作等等。可以同步观测各种分机信号变化趋势，也可得到某一曲线图和数据列表。

图3-1 系统硬件构造框图
此外，本系统要实现对人体组织无创血氧检测，除了测量精确之外，应尽量做到小型化，因而，在选取硬件设备时也应考虑这些因素。本系统硬件构造框图如图 3-1 所示。
3.2 硬件系统设备选取和搭建
3.2.1 光源系统选取
ANSI 方案中危害根据输出光线功率或用于系统自身激光（发射）能
量可分为四类。若激光器是整个系统一种某些且系统所发射光线不是由激光
器直接射出而是经调节后光线，则按照调节后光线分类。分类方案基本上是
用于阐明激光或激光系统对操作人员损伤，分类级别越高危害性越大。
在近红外区域内，激光器波长选取也是一种很重要问题。在近红外
“光谱窗”区域，水对光吸取很小，但在波长不不大于 900 nm区域，水对光吸取随波长增长迅速增大，其峰值为 980nm下 0.05mm-1。在近红外其她区域和红外区，水成为生物组织体中占主导地位吸光物质，因而其他发色团对光吸取信息事实上是沉没在了水吸取谱内。作为生物医学光学检测，为了更好地获得其他生色团对光吸取信息，一方面采用入射光波长应当尽量避开水吸取峰，另一方面，要采用敏捷检测技术和办法从水吸取背景内提取出所需要发色团吸取信息。
表3-1 激光器重要技术参数表

3.2.2 光电探测器选取
近红外无创血氧检测系统探测器某些重要功能是对从组织体中出射薄弱光强进行测量。可选用作光电探测器元件有诸多，譬如：PIN光电二极管、硅光电二极管、雪崩光电二极管（APD）、电荷耦合器件（CCD）以及光电倍增管（PMT）等等。探测器某些优劣直接影响到系统测量精度、响应速度以及整个系统辨别率等因素，其性能好坏将决定整个测量系统性能高低好坏。因此合理地选取器件参数、恰当施加偏置、理解器件导通特性以及线性范畴对于能否选取好器件，设计出高性能探测系统至关重要。
在 300nm 到 900nm光谱响应区域内，光电倍增管 H7155-21 有较好时间响应（普通比半导体光电器件快诸多）、较高量子效率、大范畴线性度。当负载阻抗为 时，光电倍增管 H7155-21迅速上升时间可达1ns。光电倍增管
H7155-21暗电流要小诸多。
下表是系统使用光电倍增管重要技术参数：

表3-2 激光电倍增管技术参数表

3.2.3单光子计数器选取
光子计数技术就是检测弱光信号一种新技术。这一技术是通过辨别单个光子在检测器（普通是光电倍增管）中激发出来光电子脉冲，把光信号从热噪声中以数字化方式提取出来。弱光信号是时间上比较分散光子流，因而由检测器输出将是自然离散化电信号。针对这一特点，采用脉冲放大，脉冲甄别和数字计数等技术，可以大大提高弱光探测敏捷度，这是其她探测办法所无法比拟。
单光子计数器模块 C8855（如图 3-3 所示）重要部件涉及宽带信号放大器（Broad Band Signal Amplifier）、脉冲高度甄别器（Impulse Altitude Discriminator）和光子脉冲计数器三个某些。

图3-2 单光子计数器模块 C8855内部构造图
3.2.4 光路转换系统选取
在系统原理中已经提到了，假设血液中仅仅存在 HbO2和Hb两种对光产生衰减物质，故为了求解组织氧饱和度计算公式，必要测量两个波长光强值（其中一种作为参照量）。两次测量背景散射引起衰减 G，G 是与几何位置和μs
有关强散射衰减，它与μa无关。要消除公式中G，为此咱们可以通过增长检
测器或者光源数目来实现。例如：当光源与两个探测器距离足够大（不不大于
20mm），使得两个探测间距离相对于光源与探测器间距很小（3mm 左右），咱们可以以为散射衰减 G 是近似相等。
最后通过对几种办法比较和综合考虑，咱们选取使用机械式光开关进行
光路转换。虽然价格相对于前一种办法稍显昂贵，但在光强插入损耗、光路
转换时间以及稳定性上都能较好满足咱们规定.
3.3 软件系统设计
这里采用 IAR FOR STM8 编译环境，编写了单片机程序。该程序实现单片
机对模仿电路控制、信号采集、LCD 显示屏驱动以及与计算机之间串口通信。

在程序开始时候，一方面对系统时钟进行初始化， STM8 单片机内部有高速振荡器，频率可达 16M，在该初始化过程中，一方面选取时钟源为内部时钟，然后在拟定分频系数，由于咱们需要高速数据运算，因而选取是不分频，虽然用内部高速时钟 16M。时钟初始化之后，需要对单片机外设进行初始化，涉及 IO初始化，AD 初始化，定期器初始化，串口初始化，LCD 显示屏初始化。

图3.3 程序流程图
IO 初始化重要是对 2 个按键初始化，把该 IO 口设立为输入模式，并启动外部中断。运用外部中断来检测按键与否按下，这样可以很有效节约 CPU 资源。AD 初始化重要是拟定 AD 采用时间，AD 采用精度，以及所选用通道口。定期器初始化重要是配备定期器时基单元、比较单元。串口初始化时拟定串口通信方式、波特率等参数。LCD 显示屏初始化重要是初始化与 LCD显示屏关于 IO 口，以及 LCD 显示屏底层驱动等。
实现该模块功能初始化程序见附录。
3.3.1 AD 采集模块
在 AD 采集程序中，重要是运用 STM8 强大定期功能，配备一种基本周期性定期器，定期周期为 1ms。在该周期内， AD 采集设立为持续采集，即 1ms采集一种数据， 10ms 为一种整个采集周期，建立一种队列，把这 10ms 采集数据放到这个队列中，然后进行滑动平均滤波，使得采集数据更精确。 把得到数据放到一种大小为 320 个字节数组中，然后对这个数组进行低通滤波。
实现该模块功能初始化程序见附录。
3.3.2 时序控制程序
时序控制程序重要实现了运用 STM8 单片机产生四路时序控制信号,分别为占空比为 50%、频率为 2KHZ、振幅为 3.3v 方波信号,占空比为 50%、频率为1 KHZ 方波控制信号用以控制芯片 CD4053 中 A 通道选通,用以芯片CD4051端口选通两路控制信号。其中前两路方波信号使得红光和红外光分别以 25%占空比、1 KHZ 频率发光。由于在芯片输入端有三路信号,因而通过上述单片机产生后两路方波信号控制芯片 CD4051 选取三路输入信号中一路信号导通。该某些程序通过设定定期器中断和单片机四个 IO 高低电平得以实现。模数转换程序实现了运用单片机内部 A/D 对芯片 CD4051 选通信号进行采集。
实现该模块功能初始化程序见附录。
3.3.2 LCD 显示程序控制程序
LCD 显示程序是运用模仿 SPI 来实现单片机和 LCD 显示屏数据互。SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使 MCU 与各种外围设备以串行方式进行通信以互换信息。外围设立 FLASHRAM、网络控制器、LCD 显示驱动器、A/D 转换器和 MCU 等。 SPI总线系统可直接与各个厂家生产各种原则外围器件直接接口，该接口普通使用4 条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线 MISO、主机输出/从机输入数据线 MOSI 和低电平有效从机选取线 SS(有 SPI 接口芯片带有中断信号线 INT 或 INT、有 SPI 接口芯片没有主机输出/从机输入数据线 MOSI)。

四 总结
由于考研搁置，不得不将本来两个星期课程设计时间压缩，时间压缩我学习东西却没有压缩，单片机对于大四咱们并不陌生，有前期51单片机理论基本，以及单片机动手课程实践，再加上上学期单片机课程设计进一步强化咱们动手能力，比起第一次接触它要容易多。
在将近一种星期课程设计时间里，我学会了诸多东西，从查找有关资料建立项目流程图，再到确立方案画图总结，这其中每一步都需要认真、严谨，虽然整体框架已经设计好了，但是某一处浮现了错误均有也许导致整个电路设计错误，从而不能将原先设计变成一种事实，虽然我设计这个项目最后并不是非常完美，但是很大一某些都是通过自己学习和构思完毕，其中也有和小构成员一块谈论成果，完毕这个毕业设计之后，我深刻结识到理论与实践辨证关系，虽然对课本上基本知识有了初步掌握，可是却不能随心所欲使用所学，为我所有，课程设计将理论与实践更贴切了，也让我逻辑思维得到了提高，使我结识到解决任何事情都必要仔细分析，严格推理。此外，在画电路图时候，我用到了Altium Designer，它是一种国际通用做电路图办法，应用非常广泛，是必要掌握一门课程，本次毕业设计使我对它应用有了更纯熟掌握和运用，并用Proteus仿真来设计电路。
通过这次课程设计，对我专业学习都进了一步。也从中理解到自己知识欠缺，大学课堂是丰富多彩，同步也是单一而又进一步，咱们不但要学习专业基本、专业技能，更要学习如何去学习和更高效学习，只有好学、会学、严于学才干学到真正知识，咱们即将毕业，无论是就业还是考研，咱们将面临更多挑战，肩负更多压力。这次课程设计无疑也更咱们一种警示，只有更好掌握基本知识才干将所有知识都能串起来，也只有将所有知识串起来了才会精而广，才干做到真正经世致用。

道谢
　 在本次课程设计中，我很感谢我同窗们，由于考研任务在前，动手比其她同窗要晚些，但是每当有疑问时候，她们都可以耐心解说协助，竭力为对方解答，耐心解答指引，因此才让我课程设计显得顺利了某些。特别要感谢李俊与小组长韩振帅同窗协助。尚有感谢教师带咱们专业课程设计，我想严谨作风和严格管理可以让咱们班课程设计进行很顺利。通过这次课程设计，我充分感受到了集体温暖，谢谢人们！
参照文献

[1] 王峰，李炜，林方等，用近红外光谱技术实现生物组织含氧量无损检测，
清华大学学报，1999，39（7）：16~19
[2] 腾轶超，丁海曙，田丰华等，用近红外光谱检测人体组织氧含量，清华大学学报，，44（6）：847~851
[3] 洪燕，蔡映云，张志凤，血气分析临床思维，中华人民共和国呼吸与危重监护杂志，，5（5）：325~327
[4] 谌雅琴，生物组织化学成分无创分光检测基本传感理论研究：[博士学位论文]，天津；天津大学，
[5] 苏畅，丁海曙，白净，生物组织光谱技术，国外医学生物医学工程分册，1995，18（6）：316~323
[6] 徐国栋，肌氧含量近红外无损监测及其在运动实践中应用：[博士学位论文]，武汉；华中科技大学，
[7] Brain.W.Pogue ， Michael.S.Patterson ， Frequeccy-domain optical absorption spectroscopy of finite tissue volumes using diffusion theory，Physics in Medicine and Biology1994，39:1157~1180
[8] Gary Strangman，David A.Boas，Jeffrey P.Sutton，Non-Invasive Neuro imaging Using Near-Infrared Light，BIOL PSYCHIATRY，：52：679~693
[9] 丁海曙，王峰，林方，苏畅，在多层构造生物组织中近红外光子迁移
研究，光谱学与光谱分析，，21（2）：155~159
[10] 黄岚，田丰华，丁曙等，用近红外光谱对组织氧测量办法研究，红外与毫米波学报，，22（5）：
379~383
[11] Boas D A，Gaudette T，Strangman G，The accuracy of near-infaredspectroscopy
and imaging during focal changes incerebral hemodynamics，
Neuroimage，，13(1)：76~90
附 录
附录一：
程序：
一、初始化程序：
CLK_HSIPrescalerConfig(CLK_PRESCALER_HSIDIV1)； // 启动内部高速时钟 16M
GPIO_Init(GPIOA ，GPIO_PIN_3，GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST);
GPIO_Init(GPIOD ，GPIO_PIN_4，GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_SLOW);
GPIO_WriteLow(GPIOA ，GPIO_PIN_3);
Key_Exti_Init();
ADC_INIT();
LCD_Init();
TIM2_INIT();
Uart1_Init();
Lcd_Clear(PURPLE);
LCD_MainInit();
enable_interrupt();
二、AD 采集模块程序
AD_yuanshi[i]=(u8)(120-ADC1_GetBufferValue(0x02)/10);
AD_sum+=AD_yuanshi[i];
i++;
if(i==20)
{ i=0;
AD_array_old[j]= AD_array[j];
AD_array[j]=AD_sum/20;
AD_sum=0;
j++;
}
if(j==320)
{ j=0;
max=0;min=65535;
for(k=0;k<320;k++)
{
if(AD_array[k]>max) max=AD_array[k];
if(AD_array[k]<min) min=AD_array[k]；
}
AD_K=102.0/(max-min);
for(k=0;k<320;k++)
{
AD_array[k]=(AD_array[k]-min)*AD_K;
}
for(k=2;k<318;k++)
{
AD_array[k]=(AD_array[k-2]+AD_array[k-1]+AD_array[k]+AD_array[k+1]+
AD_array[k+2])/5;
}
AD_Flag=1;
}

附录二：其她硬件电路

1. STM8 最小系统：
2.电源电路

3.USB 转串口电路