指夹式脉搏血氧仪方案板开发设计

　　指夹式脉搏血氧仪作为无创生命体征监测设备，广泛应用于家庭自测、户外运动、基层医疗等场景，能够快速获取血氧饱和度、脉率等关键生理指标，为人体呼吸循环状态评估提供参考依据，一套成熟的PCBA方案板是血氧仪产品实现量产落地的核心基础。

 

　　一、方案开发概述

　　血氧仪是以还原血红蛋白（Hb）、氧合血红蛋白（HbO2）在红光和近红外光区域的吸收光谱特性为理论依据，运用Lambert Beer定律建立数据处理经验公式。该仪器是采用光电血氧检测技术结合容积脉搏描记技术，用两束不同波长的光通过透视夹指式传感器照射人体指尖而由光敏元件获取测量信号，所获取信息经电子电路和微处理器处理后由显示屏显示所测结果。

 

　　二、核心功能设计

　　该方案板实现血氧饱和度（SpO₂）、脉率（PR）测量以及脉搏波形实时显示三大基础核心功能，屏幕界面同时展示SpO₂百分比、PR脉率数值、PI灌注指数以及动态脉搏波形，直观反馈指尖末梢血流灌注状态，PI灌注指数可以辅助用户判断测量信号质量，灌注指数数值过低时代表指尖血流较差，测量结果参考性会下降。

 

　　以下是相关技术规格：

　　工作电压：2节7号（AAA）碱性电池；

　　静态电流：<110μA；

　　血氧饱和度(SPO2)分辨率：1%；

　　血氧饱和度(SPO2)准确度:70%~100%的范围，±2%；

　　脉率（PR）分辨率：1bpm；

　　脉率(PR)准确度:30BPM~250BPM范围，准确度偏差≤±2BPM或2%（二者取最大的）；

　　显示方向：四面切换功能，可按键选择显示方向；

　　工作待机电流：< 30mA；

　　续航时间：>20H。

 

　　三、PCB设计要点

　　PCB硬件布局分为正反两面，一面主要布局显示屏幕、按键、蜂鸣器等交互器件，另一面放置主控MCU、LED光源驱动、传感器接口、电源管理等元器件。PCB布局开发过程中需要特别注意模拟信号与数字信号分区，光电传感器传回的PPG原始信号属于毫伏级微弱信号，极易受到数字电路噪声干扰，布线时模拟信号走线需要远离时钟、开关电源等噪声源，降低信号噪声，避免出现数值跳变、波形失真的问题。

 

　　四、特点

　　血氧仪的PCB结构也可根据客户要求定制，产品的形状可以自己设计和改变，商家可以创造更多不同的形状来满足市场需求。该家用血氧仪方案采用了西城微科推出的MCU单片机作为主控芯片，加上外围辅助执行电路，通过单片机程序开发设计而成，血氧仪有如下功能：

　　产品使用简单方便；

　　产品体积小、重量轻，携带方便；

　　产品功耗低。