基于J2ME的脉搏波测量系统设计原理

　　在我国传统医学中，脉诊在中医诊断中占有重要地位，脉诊就是从脉搏信号中感知人体的病理信息。随着现代科技的发展，特别是信号检测处理技术及计算机技术等信息技术的发展，人们对脉搏信号的检测分析进行了很多有意义的研究。脉搏波可看成主要是由心脏的收缩与舒张以及血液在沿血管的流动过程中所遇到的各种阻力相互作用而形成的，其中包含了丰富的人体内各器官的生理和病理信息，具有干扰强、频率低、采集困难等特点。准确地检测脉搏信号对于预防心血管系统疾病的发生以及对诊治过程给予科学合理的指导、提高人们身心健康水平、提高人民生活质量均具有重要的科学和社会意义。

　　传统检测血氧脉搏信号普遍采用大型医疗设备，这类设备一般由传感器有创采集信号，有线传输显示在仪器面板上，受测者感觉痛苦并且仪器成本昂贵且携带不方便，无法做到随时随地进行监测。该系统采用无创光电容积脉搏波描记法配合J2ME开发检测程序，不仅成本低廉、便于携带，而且还开发了数据库存储功能，将血氧脉搏信号通过蓝牙技术无线传输，手机端接收并记录每次检测的脉搏数据便于用户对比判断自身一段时间内的健康状况，同时在手机端实时显示数据。其通用性和实用性以及便携性都有很大的提高。

　　1 系统基本原理

　　光电容积脉搏波描记法(Photo Plethyamo Graphy,PPG)是借光电手段在活体组织中检测血液容积变化的一种无创检测方法。当一定波长的光束照射到指端皮肤表面时，光束将通过透射或反射方式传送到光电接收器。在此过程中由于受到指端皮肤肌肉和血液的吸收衰减作用检测器检测到的光强度将减弱。其中皮肤肌肉组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的，面皮肤内的血液容积在心脏作用下星搏动性变化，当心脏收缩时外周血容量最多，光吸收量也最大，检测到的光强度量小，而在心脏舒张时正好相反，检测到的光强度量大，使光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化。在恒定波长的光源的照射下，通过检测透过手指的光强将可以间接测量判人体的脉搏信号。

　　2 系统硬件设计

　　系统由指端采集器和具有蓝牙传输数据功能的手机构成。指端采集器由Silcon Labs公司的C8051F330作为主控芯片，采集端使用940 nm红外发射管和光敏电阻，传输模块采用广州汇承信息科技有限公司生产的HC-05蓝牙串口通讯模块，显示与存储设备为含有蓝牙模块的手机。

　　整体设计结构图如图1所示。

图1 整体设计结构

　　2.1 采集与放大电路设计