為減少組織對測量精度的影響，選擇光波波長時，要求氧合血紅蛋白HbO2 和還原血紅蛋白Hb 對該波長的吸光系數(shù)要大于非血液組織對它的吸光系數(shù)，但不要太大使透過部分難于檢測。根據(jù)入射光波長和吸收系數(shù)之間的關系，最終選取了650nm 和940nn 這兩個波長。
本裝置采用兩路發(fā)光管交替發(fā)光采集脈搏波信號，使用硅光電池接受信號。再經(jīng)放大濾波處理傳輸給STM32。

1． 1． 5 肺活量模塊:

人體呼出的氣流通過截流裝置形成差壓，接入MPX5010DP 產生電壓信號，將電壓信號進行放大( 10 倍左右) 和0． 014Hz ～8Hz 的帶通濾波處理，即可獲得與瞬時流量相對應的電壓，送到STM32 進行采樣后，再在程序里對流速進行積分即可獲得肺活量值。

1． 1． 6 血壓模塊:

我們采用測振法測量血壓。利用STM32 控制電機打氣，再控制泄氣閥將袖袋內的氣體逐漸放掉，用壓力傳感器檢出袖帶內的壓力和微弱的脈搏振蕩信號，再經(jīng)放大電路放大，送入A/D 轉換器，經(jīng)過STM32 處理得到收縮壓和舒張壓。

其中壓力傳感器選擇GXP5050。MPX5050GP 是Motorala 公司生產的一款采用離子注入工藝生產的壓力傳感器，其壓敏電阻元件是利用離子注入工藝光刻在單個硅膜片上，同時采用計算機控制的激光修正技術和溫度補償技術，使得MPX5050GP 壓力傳感器精度極高，具有廣泛的應用范圍。MPX5050GP 的輸出直接一路接A/D 采樣獲得血壓值，另一路經(jīng)RC 網(wǎng)絡及放大得到心臟收縮信號送另一路A/D。心臟收縮信號隨著袖帶壓力的減小先減小再增大，如( 圖3 所示) 。我們設定一個閾值( 定標得到) ，在閾值處測量當時袖帶內壓力即為血壓。

1． 1． 7 心電模塊:

心電模塊的具體設計步驟如( 圖4 所示) 。對由電極采集到的心電信號，先通過前置放大，將微弱的心電信號高保真放大，再通過低通濾波、高通濾波及50Hz 陷波濾除干擾，最后進行A/D 轉換［4］。

理論上，人體任意兩點之間都存在心電引起的電位差，兩個電極即可實現(xiàn)心電測量。但是，在采集心電信號過程中，必須設法消除或降低來自交流市電共模電壓的干擾，工程上常用“右腳驅動”的方法來消除，因此這里我們使用3 個電極來提取心電信號，即左右手和右腳。

前置放大電路采用差分方式輸入，形成差模信號。為了提高精度，使用高精度儀表放大器AD620 作為心電的前置放大器的運放。前置放大電路由輸入跟隨、儀用放大器、右腿浮地驅動等3 部分組成。

濾波電路中，低通濾波器采用歸一化設計的BUTTERWORTH 四階低通濾波，截止頻率fH 為100Hz。高通電路中由于噪聲主要集中于0． 03Hz ～2Hz，為了盡可能在不影響心電信號的情況下盡量多的濾除干擾，選擇截止頻率fL為0． 036Hz。50Hz 陷波電路中采用“雙T 帶阻濾波”電路來濾除工頻干擾。

經(jīng)過陷波器后的心電信號是雙極性，由于系統(tǒng)中的A/D 芯片只能量化單極性信號，所以必須使用電平提升電路把雙極性信號轉化為單極性信號。

1． 2 軟件設計:

STM32 的包括處理用戶按鍵數(shù)據(jù)輸入，定時外部中斷控制超聲測量身高，A/D 采樣體溫、體重、肺活量、心電等信號?？刂齐姍C打氣，泄氣閥放氣并測量血壓值。將測得的信號顯示在液晶屏上。其流程圖如( 圖5 所示) 。

2． 結果

STM32 顯示界面如( 圖6 所示) 。其中準水銀體溫計和體檢裝置實驗對比，所有體有誤差≤0． 1℃; 體重測量的誤差≤2 公斤; 標準水銀血壓計和體檢裝置實驗對比，所有收縮壓和舒張壓數(shù)據(jù)誤差小于7%; 卷尺測量結果和體檢裝置實驗對比，所有誤差≤1cm; 均能夠滿足監(jiān)護要求。

3． 結束語

經(jīng)實驗測量結果顯示，該設計方案成本低，功能完善，操作簡單，人機界面友好，非常人性化。隨著人們對健康的關注度越來越高，國家對醫(yī)療事業(yè)越來越重視，該便攜式體檢箱將有很廣的應用前景。本文的創(chuàng)新點在于集成了多項測量人體生理數(shù)據(jù)功能于一體，應用液晶彩屏顯示，并將結果保存，非常人性化。

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