信號處理

　　所有變量存儲完畢后，進入處理流程。圖3給出了算法流程。

　　首先，利用線性小信號模型（與電子設備IV曲線中所用的類似）求出指數比爾–朗伯定律近似值，進而計算組織厚度，如公式（1）所示。滲到皮膚中的光線成指數級衰減，而耳垂皮膚厚度也有微小變化，一般在2mm至4mm左右。我們用線性公式來體現這一模型，其中‘y’是光滲透深度，‘x’是光學功率，‘A’、 ‘b’、‘C’、‘D’和‘E’為吸收常數。

　　圖3.非侵入式血氧儀算法流程

　　然后，利用紅光計算血氧飽和度，以確定血液量。皮膚厚度和血液量這兩個變量共同確定耳垂中的血液是否達到所需值。非侵入式測量儀對嬰兒來說并不可靠，因為耳垂皮膚厚度太?。ā?mm）。同樣，任何可抑制血液向耳垂流動的身體狀況都會導致讀數錯誤。血液中的氧含量通過脈搏血氧定量法計算，如公式（2）所示，而血液測量則簡單地通過吸收引起的谷底瞬間電壓縮減（trough voltage spike reduction）來實現。使用截止頻率為5Hz的高通濾波器將兩個變量的交流成分從原始信號中過濾掉，直流分量則通過低通濾波器來計算。公式（2）中的未擴展O2水平從0擴展至100，用以確定氧飽和度百分比。

　　最后，計算葡萄糖水平。近紅外區域有3種不同波長，每個波長包含20個樣本，因此得到一個3x20矩陣。根據公式（1），針對不同波長應用單個寄存器一階濾波器能減少噪聲，并可將三種波長調整為相同水平，以便實行相同處理。用C代碼構建PSoC有限脈沖響應（FIR）濾波器。對經過濾波的樣本進行插值計算，以利用線性回歸法形成線性最優擬合線。該線的中心值代表有偏差的葡萄糖值。隨后映射到55至355mg/dL的范圍內。隨后對結果實行針對組織厚度和氧含量的線性補償。組織厚度增大1mm需要將葡萄糖水平增大10倍。此信號處理需要幾毫秒的計算時間，以確保高精確度。

　　血糖水平：

　　低血糖=0-70mg/dL

　　正常血糖=70-135mg/dL

　　高血糖=135-450mg/dL

　　血液氧含量：

　　低氧飽和度=0-90%

　　正常氧飽和度=90-99%

　　一氧化碳中毒=100%

　　在該配置中使用近紅外光譜的最低檢測極限為55mg/dL。低于該值則無法精確測量葡萄糖值。通過增大LED的功率輸出可加以改善。最高限值設為355，但高于該值也很容易測量。