CN102512180B - 血氧测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种血氧测量仪，其包括血氧数据采集单元、运动数据检测单元和控制处理单元，所述控制处理单元包括模式选择模块，其中所述血氧数据采集单元用于根据所述控制单元的指示进行血氧数据采集，并将采集到的血氧数据发送至所述控制处理单元；所述运动数据检测单元用于采集运动数据，并将所检测到的运动数据发送至所述模式选择模块和控制处理单元；所述模式选择模块用于基于所述运动数据检测单元所检测到的运动数据选择相应的血氧数据处理模式，并将选择结果发送至控制处理单元；所述控制处理单元用于基于所选择的血氧数据处理模式以及所述血氧数据采集单元所采集的血氧数据而得到血氧值。本发明提供的血氧测量仪无论静止还是运动状态都有较高的准确度。

Description

血氧测量仪

技术领域

本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种血氧测量仪。

背景技术

随着生活水平的提高，人们越来越关注自己以及家人的身体健康，而血液含氧量是表征人体健康状况的一项重要指标，能够随时获知自身的血氧含量值对于人们的日常保健具有重要的意义。为此，技术人员开发出一种适用于普通家庭成员使用的血氧测量仪，其通过检测手指或耳垂等人体末梢部位对不同波长的红光和红外光的吸光度变化率之比来推算出末梢组织的动脉血氧饱和度。

然而，这种血氧仪通常只在人们处于在静止状态时才具有较高的测量准确度和精确度，当人们处于运动状态时，会因使用者的抖动或摆动等而使得测量准确度降低。这是因为：一方面，测量部位的抖动或摆动会改变光在传导过程中的路径而影响测量结果的准确度；另一方面，运动会影响静脉血管容积和静脉含氧量，从而影响动脉信号提取。

由于血氧仪在家庭、野外或者战场监护中有比较广泛的实用前景，而在野外或战场监护中会有许多需要在运动状态下测量血氧的情形，因此人们希望可以提供一种不论使用者处于静止状态还是运动状态都能获得高准确度测量结果的血氧仪。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种血氧测量仪，其具有与使用者状态相对应的多种数据处理模式，并且当使用者处于运动状态时可根据运动数据对测量结果进行修改，使得在运动状态下也具有较高的测量准确度。

为此，本发明提供了一种血氧测量仪，其包括血氧数据采集单元、运动数据检测单元和控制处理单元，所述控制处理单元包括模式选择模块，其中所述血氧数据采集单元用于根据所述控制单元的指示进行血氧数据采集，并将采集到的血氧数据发送至所述控制处理单元；所述运动数据检测单元用于采集运动数据，并将所检测到的运动数据发送至所述模式选择模块和控制处理单元；所述模式选择模块用于基于所述运动数据检测单元所检测到的运动数据选择相应的血氧数据处理模式，并将选择结果发送至控制处理单元；所述控制处理单元用于基于所选择的血氧数据处理模式以及所述血氧数据采集单元所采集的血氧数据而得到血氧值。

其中，所述血氧数据处理模式包括静止状态数据处理模式和运动状态数据处理模式。

其中，在所述静止状态数据处理模式中，所述控制处理单元基于所采集的血氧数据得到血氧值；在所述运动状态数据处理模式中，所述控制处理单元基于所采集的血氧数据和所检测到的运动数据而得到血氧值。

其中，在所述运动状态数据处理模式中，所述控制处理单元基于所检测到的运动数据进行修正。

其中，所述修正包括基于所检测到的当前运动状态数据对所采集的血氧数据或基于所采集的血氧数据得到的血氧值进行修正。

其中，所述修正包括基于与所检测到的当前运动状态数据相对应的历史运动状态血氧值对基于所采集的血氧数据得到的血氧值进行修正。

其中，所述修正包括基于所检测到的当前运动状态数据结合与所检测到的当前运动状态数据相对应的历史运动状态血氧值进行的修正。

其中，所述模式选择模块还为使用者提供血氧测量模式和运动信息获取模式选择，并将选择结果发送至所述控制处理单元。

其中，所述模式选择模块经过设定时间后自动进入默认选择模式。

其中，所述控制处理单元基于“进入运动信息获取模式”的选择结果以及所述运动数据检测单元检测的运动数据而得到运动信息。

其中，所述运动信息包括使用者运动路程信息和运动耗能信息。

其中，所述模式选择模块被设定为自动选择模式和/或人工选择模式。

其中，所述控制处理单元还包括自动校正模块，其用于基于存储于血氧测量仪内的相关数据对血氧测量结果进行自动校正。

其中，所述运动数据检测单元包括压电式加速度传感器、电容式加速度传感器或热感应式加速度传感器。

本发明提供的血氧测量仪具有如下有益效果：

本发明提供的血氧测量仪具有与使用者状态相对应的多种数据处理模式，使得其无论使用者处于静止状态还是处于运动状态都具有较高的测量准确度。

在一种优选实施方式中，本发明提供的血氧测量仪包括模式选择模块，其可根据运动数据检测单元所检测的运动数据，判断使用者是否处于运动状态，并根据判断结果选择相应的数据处理模式。如处于运动状态，则选择运动状态数据处理模式，在血氧数据处理过程中会基于运动数据对测量结果进行修正，从而使得使用者处于运动状态时也可得到准确度较高的测量结果；反之则不进行修正，同现有技术的血氧仪一样基于血氧数据得到血氧值，其同样具有较高的准确度。因此，本发明提供的血氧测量仪不论使用者处于静止状态还是运动状态都能获得高准确度测量结果。

在一种优选实施方式中，模式选择模块还为使用者提供血氧测量模式和运动信息获取模式选择，在运动信息获取模式中，可根据运动数据检测单元所检测的运动数据得到使用者的运动信息，例如运动路程或运动耗能，从而使得血氧测量仪可实现多种功能，方便了使用者。

在一种优选实施方式中，本发明提供的血氧测量仪还设置有自动校正模块，可对血氧数据的处理结果进行自动校正，从而使得血氧测量仪无论在静止状态还是运动状态下都具有更高的测量准确度。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的血氧测量仪的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的血氧测量仪执行自动选择模式时的血氧测量流程图；

图3为本发明第一实施例提供的血氧测量仪执行人工选择模式时的血氧测量流程图；

图4为本发明第二实施例提供的血氧测量仪的结构示意图；

图5为本发明第二实施例提供的血氧测量仪的一种测量流程图；

图6为本发明第二实施例提供的血氧测量仪的另一种测量流程图；

图7为本发明第三实施例提供的血氧测量仪的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的血氧测量仪进行详细描述。

如图1所示，本发明第一实施例提供的血氧测量仪包括血氧数据采集单元10、运动数据检测单元11、控制处理单元12和显示单元13。其中，血氧数据采集单元10用于采集使用者的血氧数据，并将所采集的血氧数据发送至控制处理单元12；运动数据检测单元11用于检测使用者的运动数据，并将所检测到的运动数据发送至控制处理单元12；控制处理单元12基于所采集到的血氧数据和/或所检测到的运动数据而得到血氧值；显示单元13根据控制处理单元12的指示显示测量结果。

在实际应用中，血氧数据采集单元10可包括发光管和光电探测器，发光管发出的光信号到达人体诸如手指或耳垂的部位，经该部位内人体组织的衰减后被反射或透射至光电探测器，光电探测器接收该光信号并将接收到的光信号输出至控制处理单元12，控制处理单元12对该光信号进行处理生成血氧值。

在实际应用中，可以选取加速度作为运动数据，此时运动数据检测单元11包括加速度传感器，例如压电式加速度传感器、电容式加速度传感器或者热感应式加速度传感器，通过传感器检测是否存在加速度，并将检测结果发送至控制处理单元12。下面以电容式加速度传感器的技术原理为例，说明运动加速度(运动数据)的检测方法：运动数据检测单元11包括电容式加速度传感器，能够感测不同方向的加速度或振动等运动状况，其主要利用硅的机械性质设计出的可移动机构，该机构包括两组硅梳齿，一组固定，另一组随运动物体移动；前者相当于固定的电极，后者相当于可移动电极，当可移动的梳齿产生了位移，就会随之产生与位移成比例的电容值的改变(ΔC)，此时运动数据检测单元11即检测到运动数据，并将检测到的运动数据传送给控制处理单元12。在实际使用中，可使用各种加速度传感器，此时仅以电容式加速度传感器为例说明本实施例提供的血氧测量仪运动数据的检测方法。此外，在实际使用中还可以实用其他参量作为运动数据，以及与该参量相应的传感器作为运动数据检测单元11。

请再次参阅图1，控制处理单元12包括数据处理模块20和模式选择模块21。其中血氧数据处理模块20用于对血氧数据进行处理来得到血氧值，模式选择模块21用于基于所述运动数据检测单元11所检测到的运动数据选择相应的血氧数据处理模式，并将选择结果发送至控制处理单元12，控制处理单元12根据模式选择模块21的选择结果指示血氧数据处理模块20执行相应的数据处理模式。具体地，模式选择模块21根据所述运动数据检测单元11所检测到的运动数据判断使用者的状态，即使用者是处于静止状态还是处于运动状态，并根据判断结果选择相应的数据处理模式。当模式选择模块21判断使用者处于静止状态时，则选择静止状态数据处理模式，控制处理单元12根据该选择结果而指示血氧数据处理模块20执行静止状态数据处理模式来得到血氧值，即，血氧数据处理模块20基于所采集的血氧数据得到血氧值；当模式选择模块21判断使用者处于运动状态时，则选择运动状态处理模式，控制处理单元12根据该选择结果而指示血氧数据处理模块20执行运动状态数据处理模式来得到血氧值，即，血氧数据处理模块20基于所采集的血氧数据和所检测到的运动数据得到血氧值。

进一步地，模式选择模块21可设定为自动选择模式和人工选择模式中的任意一种或两种模式。在自动选择模式中，模式选择模块21首先根据运动数据检测单元11的检测结果判断使用者运动状态，然后根据判断结果选择相应的数据处理模式。具体地，当运动数据检测单元11检测到运动数据、运动数据检测单元11检测到的运动数据超过某一阈值或者运动数据检测单元11在一段时间内持续检测到运动数据，则判定使用者处于运动状态，并选择运动状态数据处理模式，反之判定使用者处于静止状态，并选择静止状态数据处理模式。

当血氧测量仪执行自动选择模式时，其测量过程如图2所示。首先使用者通过操作按钮或触摸屏发出测量血氧含量的指令，血氧数据采集单元10根据该指令开始采集血氧数据，运动数据检测单元11则根据该指令检测运动数据；随后模式选择模块21则根据运动数据检测单元11的检测结果判断使用者的运动状态，并选择相应的数据处理模式；控制处理单元12根据模式选择模块21的选择结果而指示血氧数据处理模块20执行相应的数据处理模式，即，当处于静止状态时执行静止状态数据处理模式，当处于运动状态时，执行运动状态数据处理模式；最后通过显示单元13显示测量结果。

在人工选择模式中，模式选择模块21在运动数据检测单元11检测到运动数据时会向使用者提示存在运动数据，使用者根据实际情况做出判断，并通过模式选择模块21做出相应的判断结果，随后模式选择模块21根据该判断结果选择相应的数据处理模式。当血氧测量仪执行人工选择模式时，其测量过程如图3所示。首先使用者通过操作按钮或触摸屏发出测量血氧含量的指令，血氧数据采集单元10根据该指令开始采集血氧数据，运动数据检测单元11则根据该指令检测运动数据；随后模式选择模块21根据运动数据检测单元11的检测结果进行相应提示。当运动数据检测单元11没有检测到运动数据时，模式选择模块21会向使用者提示没有运动数据，并自动选择静止状态数据处理模式，控制处理单元12根据该选择结果指示血氧数据处理模块20执行静止状态数据处理模式；当运动数据检测单元11检测到运动数据时，模式选择模块21会向使用者提示存在运动数据，随后使用者根据实际情况做出判断并通过模式选择模块21做出相应的判断结果，模式选择模块21根据使用者的判断结果选择相应的数据处理模式，并将选择结果发送至控制处理单元12，控制处理单元12根据该选择结果指示血氧数据处理模块20执行相应的数据处理模式，即，当使用者判定处于静止状态时执行静止状态数据处理模式，当使用者判定处于运动状态时，执行运动状态数据处理模式；最后通过显示单元13显示测量结果。

本实施例中的静止状态数据处理模式和常规血氧仪的血氧数据处理模式相同，运动状态数据处理模式可根据实际情形选择适合的处理方式。具体地，血氧数据处理模块20首先基于血氧数据得到血氧值，然后再基于运动数据对得到的血氧值进行修正，并以修正后的血氧值作为最终测量结果；或者血氧数据处理模块20首先基于运动数据对所采集的血氧数据进行修正，然后再基于修正后的血氧数据得到血氧值。

在一种实施方式中，所述修正包括基于当前运动状态数据进行的修正。在这种修正中，将当前运动状态涉及到的生理生化参数和运动学参数作为影响因子，利用所述影响因子并基于运动学中该当前运动状态下对血液流速、呼吸速度、肺活量、心率、血压等生理生化参数和/或运动学参数的经验值得到血氧因子，再基于该血氧因子对所述血氧数据或血氧值进行修正。在实际应用中可利用多种生理生化参数和/或运动学参数得到上述血氧因子，也可仅其中一种生理生化参数和/或运动学参数，例如心率作为得到上述血氧因子来进行修正。

在另一种实施方式中，所述修正还包括基于历史运动状态血氧值进行的修正。在这种修正中，依据当前运动状态数据查询血样测量仪中已经存储的历史记录中符合此类运动状态数据时经过最终修正的历史血氧值，对该些历史血氧值进行处理，例如去平均值或者进行各种符合生理生化统计学或运动统计学规律的数学处理，将处理得到的血氧值作为血氧因子，再基于该血氧因子对血氧数据处理模块20基于所采集的血氧数据得到的血氧值进行修正。

在又一种实施方式中，所述修正包括上述两种修正方式，即，基于当前运动状态数据得到第一血氧因子，以及基于历史运动状态血氧值得到第二血氧因子，并且基于所述第一血氧因子和第二血氧因子进行修正。在实际应用中，可基于第一血氧因子和第二血氧因子对基于所采集的血氧数据得到的血氧值进行修正；或者首先，基于第一血氧因子对所采集的血氧数据进行修正，然后血氧数据处理模块20基于修正的血氧数据得到血氧值，接着基于第二血氧因子对所得到的血氧值进行修正，并以修正后的血氧值作为最终测量结果。

需要说明的是，本文中所采及的血氧数据指的是血氧数据采集单元10所采集的未经过上述修正处理的数据，基于所采集的血氧数据得到的血氧值指的是，血氧数据处理模块基于未经上述修正处理的血氧数据所得到的处理结果。

还需要说明的是，本发明的各实施方式中，这些当前运动状态数据或历史运动状态数据包括血液流速、呼吸速度、肺活量、心率、血压等生理生化指标参数和加速度、速度等运动学参数。这些参数和/或指标的获得是在相应的实施方式中增加对这些参数和/或指标的测量单元或者传感器而获取的。例如，对于加速度，可以采用二维平面加速度传感器和/或重力加速度传感器作为附加模块增加到本发明提供的血氧测量仪中，或者通过其他方式将这些参数和/或指标输入到本发明提供的血氧测量仪中。本领域技术人员应当清楚的是，对这些血液流速、呼吸速度、肺活量、心率、血压等生理生化指标参数和运动学参数中的一个或者多个的选择是依据使用者的需求而定的，本发明提供的血氧测量仪可以根据上述需求适当地增设相应的测量单元或传感器，或被进一步设计成能够从外部检测设备中接收相应的测量结果。至于这些参数和/或指标、相应的测量单元或传感器以及这些测量装置的设置、在本发明提供的血氧测量仪中的结构位置和测量方法都是本领域技术人员所明了并根据具体情形设置的，本发明在此不作赘述。

如图4所示，本发明第二实施例提供的血氧测量仪包括血氧数据采集单元10、运动数据检测单元11、控制处理单元12和显示单元13，控制处理单元12包括血氧数据处理模块20、模式选择模块21和运动数据处理模块22。其中，运动数据处理模块22用于根据运动数据检测单元11的检测数据得到使用者的运动信息，例如运动路程或运动消耗的能量。模式选择模块21除用于根据运动数据检测单元11的检测结果选择相应的数据处理模式外，还为使用者提供血氧测量模式和运动信息获取模式选择，并将使用者的选择结果发送至控制处理单元12，控制处理单元12根据该选择结果进入相应的测量模式。血氧数据采集单元10、运动数据检测单元11和血氧数据处理模块20均同本发明第一实施例中的类似，在此不再赘述。

在实际应用中，运动数据检测单元11可包括加速度传感器，运动数据处理模块22基于加速度传感器检测到的加速度来得到使用者行走的步数。下面以使用者行走的步数作为运动信息为例来说明本实施例提供的血氧测量仪的测量流程。

如图5所示，当开启本实施例提供的血氧测量仪时，模式选择模块21会让使用者选择是否进入血氧测量模式，若使用者选择进入血氧测量模式，模式选择模块21会判断使用者是否处于运动状态，并根据判断结果选择相应的数据处理模式，控制处理单元12根据选择结果指示血氧数据处理模块20执行相应的数据处理模式，即，当处于静止状态时执行静止状态数据处理模式，当处于运动状态时，执行运动状态数据处理模式；最后通过显示单元13显示测量结果；反之，则进入计步模式，运动数据处理模块22根据运动数据检测单元11的检测数据开始计步，并将测量结果发送至显示单元13显示；

在实际应用中，本实施例提供的血氧测量仪还可执行如图6所示的测量流程。具体地，当开启本实施例提供的血氧测量仪时，首先模式选择模块21判断是否处于运动状态，如果不处于运动状态，则模式选择模块让使用者选择是否进入血氧测量模式，如果进入则控制处理单元12指示血氧数据采集单元10采集血氧数据，血氧数据处理模块20基于所采集的血氧数据执行静止状态数据处理模式来得到血氧值，并通过显示单元13显示测量结果；如果使用者选择不进入血氧模式，则控制处理单元12控制血氧测量仪进入待机状态或关机。如果模式选择模块21判断处于运动状态，则模式选择模块让使用者选择是否进入血氧测量模式，如果选择进入则模式选择模块21自动选择运动状态数据处理模式，控制处理单元12根据该选择结果指示血氧数据处理模块20基于所采集的血氧数据执行运动状态数据处理模式来得到血氧值，并通过显示单元13显示测量结果；如果不选择进入血氧测量模式，则自动进入计步模式，则运动数据处理模块22根据运动数据检测单元11的检测数据开始计步，并将测量结果发送至显示单元13显示。

需要说明的是，在实际应用中，本实施例提供的血氧测量仪不局限于上述图5和图6所示测量流程，可根据需要进行相应变化或和设置。此外，在实际应用中，模式选择模块可设置为当开启本实施例提供的血氧测量仪后，经过设定时间(在此时间内使用者没有选择模式)则自动进入默认选择模式，该默认选择模式为血氧测量模式或运动信息获取模式，所述设定时间可根据实际需要进行具体设定。

如图7所示，本发明第三实施例提供的血氧测量仪包括血氧数据采集单元10、运动数据检测单元11、控制处理单元12和显示单元13和数据存储单元14，控制处理单元12包括血氧数据处理模块20、模式选择模块21、运动数据处理模块22和自动校正模块23。其中，数据存储单元14用于存储标准数据或控制处理单元12所得到的测量结果，自动校正模块23用于对血氧数据处理模块20的处理结果进行自动校正，并将校正后的结果发送至控制处理单元12。血氧数据采集单元10、运动数据检测单元11、血氧数据处理模块20、模式选择模块21和运动数据处理模块22同本发明上述实施例类似，在此不再赘述。

在实际使用中，首先在使用者自身血氧稳定的情况下，利用医院等地精确和准度度更高的血氧测量仪测量使用者的血氧值，并将该血氧值存储于数据存储单元中，然后利用本实施例提供的血氧测量仪再次测量，自动校正模块23根据存储单元中精度和准度更高的血氧值对血氧数据处理模块20的处理值进行校正。此外，自动校正模块23除可对血氧数据处理模块20的每一或每组处理值进行自动校正外，还可根据前一处理值对后一处理值进行叠加校正。

需要说明的是，在实际使用中，本发明提供的血氧测量仪不仅可使用指夹式或指套式结构，还可使用于其他形状和结构，只要其应用本发明提供的测量原理及测量模式即可。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种血氧测量仪，包括血氧数据采集单元、运动数据检测单元和控制处理单元，其特征在于，所述控制处理单元包括模式选择模块，其中 

所述血氧数据采集单元用于根据所述控制单元的指示进行血氧数据采集，并将采集到的血氧数据发送至所述控制处理单元； 

所述运动数据检测单元用于采集运动数据，并将所检测到的运动数据发送至所述模式选择模块和控制处理单元； 

所述模式选择模块用于基于所述运动数据检测单元所检测到的运动数据选择相应的血氧数据处理模式，并将选择结果发送至控制处理单元； 

所述控制处理单元用于基于所选择的血氧数据处理模式以及所述血氧数据采集单元所采集的血氧数据而得到血氧值。 

2.如权利要求1所述的血氧测量仪，其特征在于，所述血氧数据处理模式包括静止状态数据处理模式和运动状态数据处理模式。 

3.如权利要求2所述的血氧测量仪，其特征在于，在所述静止状态数据处理模式中，所述控制处理单元基于所采集的血氧数据得到血氧值； 

在所述运动状态数据处理模式中，所述控制处理单元基于所采集的血氧数据和所检测到的运动数据而得到血氧值。 

4.如权利要求3所述的血氧测量仪，其特征在于，在所述运动状态数据处理模式中，所述控制处理单元基于所检测到的运动数据进行修正。 

5.如权利要求4所述的血氧测量仪，其特征在于，所述修正包括基于所检测到的当前运动状态数据对所采集的血氧数据或基于所采集的血氧数据得到的血氧值进行修正。

6.如权利要求4所述的血氧测量仪，其特征在于，所述修正包括基于与所检测到的当前运动状态数据相对应的历史运动状态血氧值对基于所采集的血氧数据得到的血氧值进行修正。

7.如权利要求4所述的血氧测量仪，其特征在于，所述修正包括基于所检测到的当前运动状态数据结合与所检测到的当前运动状态数据相对应的历史运动状态血氧值进行的修正。

8.如权利要求1所述的血氧测量仪，其特征在于，所述模式选择模块还为使用者提供血氧测量模式和运动信息获取模式选择，并将选择结果发送至所述控制处理单元。

9.如权利要求8所述的血氧测量仪，其特征在于，所述模式选择模块经过设定时间后自动进入默认选择模式。

10.如权利要求8所述的血氧测量仪，其特征在于，所述控制处理单元基于“进入运动信息获取模式”的选择结果以及所述运动数据检测单元检测的运动数据而得到运动信息。

11.如权利要求10所述的血氧测量仪，其特征在于，所述运动信息包括使用者运动路程信息和运动耗能信息。

12.如权利要求1-11任意一项所述的血氧测量仪，其特征在于，所述模式选择模块被设定为自动选择模式和/或人工选择模式。

13.如权利要求1所述的血氧测量仪，其特征在于，所述控制处理单元还包括自动校正模块，其用于基于存储于血氧测量仪内 的相关数据对血氧测量结果进行自动校正。

14.如权利要求1所述的血氧测量仪，其特征在于，所述运动数据检测单元包括压电式加速度传感器、电容式加速度传感器或热感应式加速度传感器。