随着医疗光电产品的升级, 人们对便携式医疗设备和全天候监测医学传感器的需求日益增大。得益于有机电致发光二极管(OLED)的柔性、可拉伸、轻薄、均匀辐照和贴合皮肤表面等优点, 其正成为可穿戴式生物医学设备的新型光源。本文详细介绍了OLED在光动力疗法、光电容积脉搏监测、光吸收式血氧监测、光遗传学和光生物调制等领域的应用进展, 充分展示了OLED在医疗光电产品中的应用潜力。为了满足临床应用对光源的需求, 提高OLED发光功率及延长其寿命是未来的重要发展方向。

视网膜血氧测量技术可以为医学诊断提供可靠的视网膜血氧新陈代谢信息，这些信息可以反映出全身微循环状态。基于光谱法的非侵入性的视网膜血氧饱和度测量是生命科学研究的新热点，国外已开展了大量的研究工作，国内的相关研究还处于起步阶段。为更好地促进视网膜血氧测量在生命科学领域中的研究和应用，对现有的研究成果进行了梳理和回顾。首先介绍了视网膜血氧测量的基本原理，概述了当前已有的视网膜血氧测量技术并讨论了各自的优缺点；然后对现有研究成果和应用情况进行总结，并对视网膜血氧测量存在的若干问题进行讨论；最后对其在生命科学中的研究和发展进行了预测和展望。

针对可穿戴设备中光电容积脉搏波检测呼吸速率准确性不高和实时性不够的问题，提出了一种基于时频谱的自适应信号分解算法。该算法采用瞬时中心频率估计方法获得脉搏波时频谱和瞬时心率估计值，对脉搏信号进行相干解调提取呼吸信号成分，进而利用呼吸信号成分检测呼吸速率。实验结果表明，与传统连续小波变换方法相比，本文提出的自适应信号分解算法的呼吸速率计算时间提高了84.68%。通过中位数误差及四分位距误差的方差分析，表明该算法比连续小波分解算法和自回归模型算法具有更好的计算精度，中位数误差均值分别提高了96.001%和97.978%，四分位距误差均值分别提高了75.014%和52.732%。

为了测量视网膜血氧饱和度，本文设计一种以商业眼底相机为平台的双波长视网膜血氧测量系统。该系统将商业眼底相机输出的视网膜像进行二次成像，同时采集含氧血红蛋白和还原血红蛋白的等吸收波段和非等吸收波段图像。对获取的双波长图像进行图像配准、血管分割、光密度比计算等一系列运算，最终完成视网膜血管血氧饱和度的测量。对健康人眼进行重复性测量，动脉和静脉的血氧饱和度平均值分别是 92.85%和 56.75%，标准差的平均值分别为 2.41%和 3.63%，表明系统的准确性和重复性较好。本系统在获取视网膜结构图像的同时获得视网膜血管功能信息，可以为生命科学相关研究、眼底相关疾病的诊断提供有力工具。