脈搏血氧儀(yi) 是一種用於(yu) 監視病人血氧飽和度的非浸入式儀(yi) 器，它正受益於(yu) 從(cong) 昂貴的分立元件解決(jue) 方案轉向更高集成度的設計。但是，集成意味著需要就采用哪種處理架構做出艱難抉擇。

　　脈搏血氧儀(yi) 依賴於(yu) 脈搏強度或脈動流來進行測量，因此被監視的區域內(nei) 必須具有良好的血流，而任何阻滯都可能造成測量誤差。脈搏血氧儀(yi) 還能連帶計算出脈搏頻率，因此大多數脈搏血氧儀(yi) 都具有這項功能。典型脈搏血氧儀(yi) 的測量範圍介於(yu) 70%-100%的飽和度之間，低於(yu) 70%時讀數便不可靠。

　　脈搏血氧儀(yi) 的工作原理基於(yu) 動脈搏動期間光吸收量的變化。分別位於(yu) 可見紅光光譜（660納米）和紅外光譜（940納米）的兩(liang) 個(ge) 光源交替照射被測試區（一般為(wei) 指尖或耳垂）。在這些脈動期間所吸收的光量與(yu) 血液中的氧含量有關(guan) 。微處理器計算所吸收的這兩(liang) 種光譜的比率，並將結果與(yu) 存在存儲(chu) 器裏的飽和度數值表進行比較，從(cong) 而得出血氧飽和度。

　　脈搏血氧儀(yi) 的典型組件包括：一個(ge) 微處理器、存儲(chu) 器（EPROM與(yu) RAM）、兩(liang) 個(ge) 控製LED的數模轉換器、對光電二極管接收的信號進行濾波與(yu) 放大的器件、將接收信號數字化以提供給微處理器的模數轉換器。LED與(yu) 光電二極管放置在與(yu) 患者指尖或耳垂接觸的小型探針中。脈搏血氧儀(yi) 還包括顯示器與(yu) 繪圖儀(yi) ，它們(men) 一般為(wei) 分立元件。

　　數家製造商已可提供帶有A/D 和D/A轉換器、微控製器內(nei) 核、存儲(chu) 器及其它外圍功能的集成模擬微控製器。僅(jin) 有濾波、信號調節和放大等功能需要使用外部組件。如果所選MCU的功能足夠強大，則可在數字域完成信號調節，從(cong) 而近一步簡化係統。

　　然而，集成解決(jue) 方案的選擇頗具挑戰性，因為(wei) 這些模擬微控製器的種類非常多，如8位、16位及32位的CISC和RISC架構，同時還有多種A/D、D/A及其它外圍選項。

　　對於(yu) MCU，設計者應首先考慮8位內(nei) 核，如傳(chuan) 統的8051。這些內(nei) 核聞名遐爾且易於(yu) 理解和使用。此外，還有大量代碼和經過驗證的工具可供使用。

　　盡管16位和32位MCU內(nei) 核在數據采集係統中並不流行，但正逐漸被人們(men) 所接受。使用這些寬總線MCU比使用8位MCU更容易處理寬字節數據，所以它們(men) 對12位、16位及24位A/D數據的計算更容易、更快。憑借它們(men) 更快的操作速度，這些寬總線MCU在執行複雜算法方麵比8位MCU具有更高效率。工具提供商已開始為(wei) 這些16/32位集成解決(jue) 方案提供工具包和支持。

　　對一個(ge) 簡單的脈搏血氧儀(yi) 來說，8位MCU內(nei) 核完全夠用，但如果要求有複雜的濾波、數學計算或數據處理等更多功能，那麽(me) 16/32位器件可能是更好的選擇。理想解決(jue) 方案將是：一個(ge) 帶有內(nei) 部程序閃存與(yu) RAM（用於(yu) 存儲(chu) 操作程序、飽和度查找表和捕獲的數據）的16/32位MCU、兩(liang) 個(ge) 用於(yu) 驅動光源的D/A轉換器、一個(ge) 至少12位分辨率用以量化光電二極管所接收數據的多通道A/D轉換器（它還可用於(yu) 監視電池壽命等其它參數）。如果再有一些板上的可配置膠合邏輯則更好。