通過對脈搏血氧測量原理的研究，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)只要測量出兩種波長的透射光在一個完整的脈搏波中光強度的變化量就可以計算出血氧飽和度。現(xiàn)代的光電和微電子技術(shù)為這種測量原理的實現(xiàn)提供了可能。根據(jù)脈搏血氧測量原理可以設(shè)計出各種各樣的血氧測量計.
血氧測量計的基本結(jié)構(gòu)包括兩部分：血氧傳感器器和血氧電路。從理論上來看，血氧傳感器的由簡單的兩部分組成：光發(fā)射和光接受部分組成。但是在臨床上使用的血氧傳感器除了包括這兩個核心的器件外，還包括相應(yīng)的機械部件、信號傳輸電纜、探頭識別接口等。這些因素直接影響探頭的可靠性、舒適性。探頭能否在實際臨床上被可靠的穩(wěn)定的使用很大程度上取決于這些外圍的部件。因此，在工程設(shè)計是，除了對傳感器工作原理的分析外，對傳感器其他部件的分析，尋求一個合適的解決方案是一項技術(shù)能否實現(xiàn)產(chǎn)品化的關(guān)鍵。
信號處理電路對來自傳感器的信號進(jìn)行處理，信號經(jīng)過放大、濾波，得到一定幅度的信號。這個信號送入到A/D轉(zhuǎn)化電路，實現(xiàn)模擬到數(shù)字量的轉(zhuǎn)化，被數(shù)字化之后的信號經(jīng)過單片機按照血氧算法計算后得到血氧飽和度。
在血氧測量原理我們提到，用兩種特定的波長就可以實現(xiàn)脈搏血氧飽和度的測量。這兩種光的波長是660nm和940nm。通過對人體生理波形的分析可以知道，人體的脈搏次數(shù)在30~250次/分鐘，對應(yīng)的頻率是0.5~4.1HZ，。采樣定理指出：對于一個具有有限頻譜的連續(xù)信號進(jìn)行采樣，當(dāng)采樣頻率大于信號頻率的兩倍是，有采樣后得到的輸出函數(shù)能無失真的恢復(fù)到原來的信號。在實際上，我們?nèi)〔蓸宇l率為120HZ，可以保證信號的無失真。即使是120HZ，對單片機控制電路來講，頻率也是比較低的，因此對與紅光和紅外光的采樣采用分時采樣的方法，即對紅光和紅外光的采樣在不同時刻，但是這兩個信號的采樣時刻非常的接近。此外，考慮到減少傳感器電纜線的芯線數(shù)量，降低成本和增強電纜的可靠性，因此在設(shè)計紅光和紅外光的連接方式式采用的紅光和紅外光反向并聯(lián)的方式。
傳感器采用發(fā)光二極管LED作為光源,以光電二極管作為光檢測器件。在前面的討論中我們提到采用660nm和940nm波長的LED時可以減少測量誤差。因此最終確定選用660nm和940nm波長的LED作為光源。
光源采用脈沖驅(qū)動。采用脈沖驅(qū)動的好處是兩路光源可以交替發(fā)亮，檢測電路可以采用對兩路光響應(yīng)電平一致的光敏元件接收。
