血液内各成分与人体健康有着紧密联系,是医生病情诊断的主要依据,及时检测血液成分的含量十分重要。由于血液成分的有创检测无法实时监测,因此血液成分的近红外光无创检测技术在国内外得到了重视和发展。但一些影响因素限制了其精度提升与便携式发展。本文以探测距离、发光二极管(Light Emitting Diode,LED)半宽度以及设备与测量点之间的压力这几个关键的影响因素作为切入点,从理论分析着手,首先对光传输模型进行了改进,将皮肤内波浪式边界和LED光源的发光特性考虑其中,使得模型更贴近现实情况,在此基础上计算了690nm、744nm、807nm和830nm波长处的差分路径长度因子(Differential Pathlength Factor,DPF),并将之与用仪器测量得到的经验结果进行对比,验证了模型的准确性。其次对“生物组织光学窗口”内的1000nm、900nm、800nm及625nm四个波长的最佳探测距离进行研究,通过引入路径长度和漫反射强度对散射系数的敏感度与信噪比作为最佳探测距离的评判依据,分析得到上述四个波长的最佳探测范围为0.2cm～0.3cm。同时考虑了LED的半宽度对测量结果的影响,初步得出的结论是:在LED波长偏移范围内,对应的真皮层吸收系数呈线性变化的情况可以消除LED半宽度的部分影响。最后针对压力因素对反射式光电容积脉搏波(Photoplethysmography,PPG)信号的影响,利用ABAQUS有限元仿真软件进行了压力作用下的皮肤模型构建,并得出外部压力与皮肤各层形变的关系式。进行蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真实验分析了不同压力作用下反射光强的变化趋势,发现反射光强随压力的变化趋势跟探测距离和波长有关。利用实验室的探测距离为0.25cm的反射式PPG信号采集设备进行压力实验,实测结果验证了仿真的部分结论,并进一步分析了传感器施加在指端的压力变化对PPG信号的交直流幅值以及信号质量的影响,得出了7例受试者的最适压力范围为0.4N～1.2N。