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連續血壓測量之硬體設計與實現

為了解決SD卡 PTT的問題，作者吳毓晨 這樣論述：

本論文研擬以非侵入、舒適穿戴、簡易操作的形式，設計一個可長時間連續量測之動態血壓測量系統。此非侵入連續血壓量測的方式，是透過量測胸前心電圖(ECG)訊號與光體積變化描記圖(PPG)訊號，利用ECG與PPG這兩種生理訊號間的相對時間差資訊，估測脈波到達時間(PAT)參數，同時並整合心率(HR)訊號，進行本論文所設計之血壓的估算。主要內容注重在感測心電圖與光體積描記圖裝置的硬體電路設計與實現。本論文之血壓估算所需的生理參數中，在系統前端之感測器擷取心電圖的訊號方面，主要以偵測心電圖中的R波位置為重要特徵點，此部分的類比訊號處理之電路設計，是以雙電極電路設計的方式，量測心電圖第二導程訊號。藉由心電

圖之兩電極後端電路設計，透過儀表放大、低通濾波、反向放大以及軌對軌之電路實現，可以獲得完整低雜訊的心電圖波形。另外在感測擷取光體積變化描記圖的訊號方面，是以LED近紅外光為發射光源，配合使用兩個分別位於發射光源兩端的光感測器，接收由心臟收縮時所產生的PPG訊號中的波鋒位置為主要特徵點，使用兩個PPG光感測器的目的是為了增強感測訊號，並利用光學矽膠同時填充在光源與光感測器上，使PPG波峰特徵訊號更為明顯。在擷取人體光體積變化描記圖之電路設計，透過低通濾波、高通濾波以及反向放大之電路設計，以獲得完整低雜訊的光體積變化描記圖波形。本論文所完成的整體系統設計中，在類比放大感測訊號電路之後端，均將心電圖

與光體積變化描記圖訊號透過微控制器以2kHz的取樣頻率，將類比訊號轉成數位訊號，使用2kHz取樣頻率的目的是在減少進行血壓估算時，脈波到達時間參數的計算誤差。本系統會將數位感測資料儲存在Micro SD卡，並藉由使用者介面，進行特徵訊號點標註與血壓值估算。本論文針對ECG與PPG之感測裝置硬體電路設計，完成計算血壓所需之生理參數擷取電路之訊號驗證，並討論光體積變化描記圖中，光學矽膠對於訊號增強的優化效果。最後再以模擬血壓估測之結果，進行整體感測系統之確效驗證。