CN103432664B - 基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪，该智能输氧仪通过指夹式血氧检测装置配合蓝牙技术，实现通过无线的方式与智能输氧仪进行通信，同时智能输氧仪能够根据血氧饱和度检测的结果以纯氧模式、空气模式或调理模对使用者进行合适的输氧方式，输送的气体为净化后的空气和纯氧的混合气体，通过动态调节混合气体的混合比例，能够实现不同模式的输氧方式，调节血氧饱和度至正常状态，同时该智能输氧仪能够对血氧检测的结果和输氧的模式进行显示，并具备数据的存储、设置、预警等功能。本发明适宜家用，亦更适合各种缺氧情况下的医护急救以及血氧饱和度异常或偏低时的调理所用，穿戴方便，适应性强，使用简单，功能丰富。

Description

基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪

技术领域

本发明属于智能医疗仪器领域，尤其涉及一种基于蓝牙的无线指夹式血氧检测并通过血氧饱和度的分析采用动态比例的净化空气和纯氧混合气体进行供氧的智能输氧仪。

背景技术

现代人生活节奏加快，脑力和体力消耗增大，尤其是脑力劳动者，由于大脑长期处于高度紧张状态，极易造成大脑缺氧，出现头昏胸闷、疲惫嗜睡、反应迟钝、精力不集中等症状，严重时会影响正常的学习、工作和生活，尤其随着现今环境大气污染愈加严重，空气质量每况愈下，有不少人采用吸氧的方式来解决这一问题。吸氧是用于纠正缺氧，提高动脉血氧分压和血氧饱和度的最佳方式，能够促进新陈代谢，是辅助治疗很多病症的重要方法之一。但是我们也应该明白，如果不遵医嘱盲目无限制吸氧，高浓度“氧疗”可出现并发症，这时反而抑制呼吸，发生氧中毒，出现胸骨后不适及疼痛，吸气时加重，咳嗽、呼吸困难等。健康人在正常情况下，一般不会缺氧，并且输送到人体组织的氧总是超过组织的氧耗量。因此，既能够作为临床医疗方法辅助解决老年人或特殊人群心肺功能衰退所带来的缺氧问题，同时又能够辅助广大都市人群调理由于空气污染而造成的不健康问题的智能输氧仪的需求已经越来越强烈了。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于蓝牙技术的，能够以无线的方式，采用指夹式血氧检测的方式检测血氧饱和度并将数据与智能输氧仪通信，通过血氧饱和度的分析，采用合适的动态比例的净化空气和纯氧混合气体，对使用者进行供氧的智能输氧仪。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪，其特征在于，它包括指夹式检测仪上蓝牙传输模块、指夹式血氧检测仪控制模块、电源模块、血氧检测模块、腕戴式结构传输线接口、指夹式血氧检测仪腕戴式结构、手腕固定带接口、指夹式血氧检测仪指夹式结构、光电传感探头、手指夹槽、传输线、指夹式结构传输线接口、松紧绷带、智能输氧仪控制模块、输氧仪上蓝牙传输模块、提手、液晶显示屏、气体出口、制氧设备、空气过滤设备、控制总线、传感器数据总线、气体流量传感器、气管、呼吸气管、电磁阀、输氧仪供电模块。

进一步地，所述指夹式检测仪上蓝牙传输模块、指夹式血氧检测仪控制模块和血氧检测模块与电源模块通过电路相连接进行供电；指夹式检测仪上蓝牙传输模块、电源模块和血氧检测模块与指夹式血氧检测仪控制模块通过电路相连接进行控制；指夹式检测仪上蓝牙传输模块、指夹式血氧检测仪控制模块、电源模块和血氧检测模块均位于指夹式血氧检测仪腕戴式结构内部，手腕固定带接口分列指夹式血氧检测仪腕戴式结构的两侧，腕戴式结构传输线接口位于指夹式血氧检测仪腕戴式结构的一端；光电传感探头和手指夹槽位于指夹式血氧检测仪指夹式结构上，指夹式结构传输线接口位于指夹式血氧检测仪指夹式结构的一端；指夹式血氧检测仪腕戴式结构和指夹式血氧检测仪指夹式结构通过传输线接在腕戴式结构传输线接口和指夹式结构传输线接口处进行连接；松紧绷带穿过手腕固定带接口将指夹式血氧检测仪腕戴式结构固定在手腕处，指夹式血氧检测仪指夹式结构通过手指夹槽将其与手指相连接。

进一步地，所述智能输氧仪控制模块、输氧仪上蓝牙传输模块、制氧设备、空气过滤设备、控制总线、传感器数据总线、气体流量传感器、气管、电磁阀和输氧仪供电模块均位于智能输氧仪内部，提手位于智能输氧仪的上方方便搬运，液晶显示屏和气体出口位于智能输氧仪表面方便显示与输气；制氧设备与空气过滤设备均与智能输氧仪控制模块相连接由其进行控制，并与输氧仪供电模块相连接由其供电；气管连通空气过滤设备、气体流量传感器、气管和电磁阀，由电磁阀控制气管中气体的流量，气体流量传感器监测气管中气体的流量；传感器数据总线连接智能输氧仪控制模块，控制总线连接制氧设备、空气过滤设备、电磁阀和智能输氧仪控制模块； 输氧仪上蓝牙传输模块、智能输氧仪控制模块、液晶显示屏、制氧设备、空气过滤设备、气体流量传感器和电磁阀均与输氧仪供电模块通过电路相连接由其进行供电；输氧仪供电模块、输氧仪上蓝牙传输模块、液晶显示屏、制氧设备、空气过滤设备、气体流量传感器和电磁阀均与智能输氧仪控制模块通过电路相连接由其进行控制；气体出口通过呼吸气管将气体输送给使用者。

本发明的有益效果是，本发明通过指夹式血氧检测装置配合蓝牙技术实现通过无线的方式与智能输氧仪进行通信，同时智能输氧仪能够根据血氧饱和度检测的结果以纯氧模式、空气模式或调理模对使用者进行合适的输氧方式，输送的气体为净化后的空气和纯氧的混合气体，通过动态调节混合气体的混合比例，能够实现不同模式的输氧方式，调节血氧饱和度至正常状态，同时该智能输氧仪能够对血氧检测的结果和输氧的模式进行显示，并具备数据的存储、设置、预警等功能。本发明适宜家用，亦更适合各种缺氧情况下的医护急救以及血氧饱和度异常或偏低时的调理所用，穿戴方便，适应性强，使用简单，功能丰富。

附图说明

图1是基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪的指夹式血氧检测结构示意图；

图2是基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪的指夹式血氧检测结构手部佩戴方式示意图；

图3是基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪的指夹式血氧检测结构在双手上佩戴完毕示意图；

图4是基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪的输氧仪外观示意图；

图5是基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪的输氧仪内部结构示意图；

图6是基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪的指夹式血氧检测结构与输氧仪通信及输氧过程示意图；

图7是基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪的数据交换示意图；

图8是基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪的指夹式血氧检测与蓝牙通讯流程图；

图9是基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪的输氧仪智能输氧流程图；

图中：指夹式检测仪上蓝牙传输模块1、指夹式血氧检测仪控制模块2、电源模块3、血氧检测模块4、腕戴式结构传输线接口5、指夹式血氧检测仪腕戴式结构6、手腕固定带接口7、指夹式血氧检测仪指夹式结构8、光电传感探头9、手指夹槽10、传输线11、指夹式结构传输线接口12、松紧绷带13、手腕截面14、手指的食指15、智能输氧仪控制模块16、输氧仪上蓝牙传输模块17、智能输氧仪18、提手19、液晶显示屏20、气体出口21、制氧设备22、空气过滤设备23、控制总线24、传感器数据总线25、气体流量传感器26、气管27、蓝牙通讯28、呼吸气管29、电磁阀30、输氧仪供电模块31。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明基于蓝牙技术的无线头戴式红外体温测试仪其特征在于，它包括指夹式检测仪上蓝牙传输模块1、指夹式血氧检测仪控制模块2、电源模块3、血氧检测模块4、腕戴式结构传输线接口5、指夹式血氧检测仪腕戴式结构6、手腕固定带接口7、指夹式血氧检测仪指夹式结构8、光电传感探头9、手指夹槽10、传输线11、指夹式结构传输线接口12、松紧绷带13、智能输氧仪控制模块16、输氧仪上蓝牙传输模块17、提手19、液晶显示屏20、气体出口21、制氧设备22、空气过滤设备23、控制总线24、传感器数据总线25、气体流量传感器26、气管27、呼吸气管29、电磁阀30、输氧仪供电模块31。

如图1、图2和图3所示，指夹式检测仪上蓝牙传输模块1、指夹式血氧检测仪控制模块2和血氧检测模块4与电源模块3通过电路相连接进行供电；指夹式检测仪上蓝牙传输模块1、电源模块3和血氧检测模块4与指夹式血氧检测仪控制模块2通过电路相连接进行控制；指夹式检测仪上蓝牙传输模块1、指夹式血氧检测仪控制模块2、电源模块3和血氧检测模块4均位于指夹式血氧检测仪腕戴式结构6内部，手腕固定带接口7分列指夹式血氧检测仪腕戴式结构6的两侧，腕戴式结构传输线接口5位于指夹式血氧检测仪腕戴式结构6的一端；光电传感探头9和手指夹槽10位于指夹式血氧检测仪指夹式结构8上，指夹式结构传输线接口12位于指夹式血氧检测仪指夹式结构8的一端；指夹式血氧检测仪腕戴式结构6和指夹式血氧检测仪指夹式结构8通过传输线11接在腕戴式结构传输线接口5和指夹式结构传输线接口12处进行连接；松紧绷带13穿过手腕固定带接口7将指夹式血氧检测仪腕戴式结构6固定在手腕14处，指夹式血氧检测仪指夹式结构8通过手指夹槽10将其与手指15相连接。

如图4、图5和图6所示，智能输氧仪控制模块16、输氧仪上蓝牙传输模块17、制氧设备22、空气过滤设备23、控制总线24、传感器数据总线25、气体流量传感器26、气管27、电磁阀30和输氧仪供电模块31均位于智能输氧仪18内部，提手19位于智能输氧仪18的上方方便搬运，液晶显示屏20和气体出口21位于智能输氧仪18表面方便显示与输气；制氧设备22与空气过滤设备23均与智能输氧仪控制模块16相连接由其进行控制，并与输氧仪供电模块31相连接由其供电；气管27连通空气过滤设备23、气体流量传感器26、气管27和电磁阀30，由电磁阀30控制气管27中气体的流量，气体流量传感器26监测气管27中气体的流量；传感器数据总线25连接智能输氧仪控制模块16，控制总线连接制氧设备22、空气过滤设备23、电磁阀30和智能输氧仪控制模块16； 输氧仪上蓝牙传输模块17、智能输氧仪控制模块16、液晶显示屏20、制氧设备22、空气过滤设备23、气体流量传感器26和电磁阀30均与输氧仪供电模块31通过电路相连接由其进行供电；输氧仪供电模块31、输氧仪上蓝牙传输模块17、液晶显示屏20、制氧设备22、空气过滤设备23、气体流量传感器26和电磁阀30均与智能输氧仪控制模块16通过电路相连接由其进行控制；气体出口21通过呼吸气管29将气体输送给使用者。两只手佩戴好指夹式血氧检测仪腕戴式结构6、指夹式血氧检测仪指夹式结构8和传输线11后，指夹式检测仪上蓝牙传输模块1和输氧仪上蓝牙传输模块17通过蓝牙通讯28。

如图7所示，本发明基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪的数据交换过程是两个子系统的联动过程，分别以指夹式血氧检测仪控制模块2和智能输氧仪控制模块16为子系统的核心控制模块，两个子系统的交互通过指夹式血氧检测仪控制模块2经过指夹式检测仪上蓝牙传输模块1和智能输氧仪控制模块16通过输氧仪上蓝牙传输模块17通过蓝牙通讯28而实现双向通信的；在指夹式血氧检测仪控制模块2所控制的子系统中，指夹式血氧检测仪控制模块2控制指夹式检测仪上蓝牙传输模块1和血氧检测模块4，光电传感探头9将模拟数据传送给血氧检测模块4再进行后续的处理和发送工作，与此同时电源模块3给指夹式血氧检测仪控制模块2进行供电，同时在指夹式血氧检测仪控制模块2的控制下电源模块3给指夹式检测仪上蓝牙传输模块1和血氧检测模块4进行供电；在智能输氧仪控制模块16子系统中，气体流量传感器26将流量数据通过传感器数据总线25传送给智能输氧仪控制模块16，智能输氧仪控制模块16控制制氧设备22进行可调节功率的制氧工作，控制空气过滤设备23进行空气净化工作，控制电磁阀30对流量进行调节，实现过程是通过控制总线24来实现的，同时控制液晶显示屏20进行显示；输氧仪供电模块31向制氧设备22、空气过滤设备23、电磁阀30和气体流量传感器26供电。

本发明基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪的实现过程主要分为两个方面，分别指夹式血氧检测与蓝牙通讯的过程以及智能输氧仪的输氧仪智能输氧的过程，下面将逐一详细描述。

如图8所示，指夹式血氧检测仪控制模块2控制血氧检测过程的开启，指夹式血氧检测仪控制模块2控制电源模块3开启给血氧检测模块4进行供电，血氧检测模块4接收到光电传感探头9检测到的模拟信号，并将其发送给指夹式血氧检测仪控制模块2进行信号的处理，处理完成后指夹式血氧检测仪控制模块2控制指夹式检测仪上蓝牙传输模块1通过蓝牙通讯28将信息发送给输氧仪上蓝牙传输模块17，同时指夹式血氧检测仪控制模块2将缓存清除并重新开始新的一轮检测，后面将按照如上的顺序周期性执行检测工作。

如图9所示，智能输氧仪18的输氧仪上蓝牙传输模块17接收到指夹式检测仪上蓝牙传输模块1发送过来的血氧饱和度信息，智能输氧仪控制模块16根据检测值进行判断。当检测值血氧含量明显不正常低于预设值时，开启纯氧供氧模式，在智能输氧仪控制模块16的控制下制氧设备22功率开启到最大空气过滤设备23功率调整至最小，气体流量传感器26检测两个供气装置的流量通过传感器数据总线25反馈给智能输氧仪控制模块16，智能输氧仪控制模块16通过电磁阀30调节两种气体的流量从而调节两种气体的混合比例，从而调整纯氧的含量，达到尽可能接近纯氧的供氧，与此同时使用者通过呼吸气管29呼吸到制备好的特定比例的气体，进行生理调节，模式类型和血氧指数将在液晶显示屏20上面进行动态显示，方便监护人或者医护人员进行观察以便采取特殊的措施；当检测值血氧含量在临界值附近，这个范围的定义可以人工进行设置，智能输氧仪18的智能输氧仪控制模块16将开启调理模式进行工作，首先智能输氧仪控制模块16将控制制氧设备22和空气过滤设备23工作在正常的状态，功率基本相同，当血氧饱和度位于临界值下方则首先采用纯氧供氧模式待血氧含量上升至临界值上方后再进行调理模式的供氧，如果初始值就位于临界值上方则直接进入调理模式进行供氧，智能输氧仪控制模块16将控制电磁阀30逐渐降低纯氧的含量，提升净化空气的含量，使得使用者能够尽可能地脱离供氧状态，适应环境空气氧气含量，进行生理调节，模式类型和血氧指数将在液晶显示屏20上面进行动态显示；当检测的血氧值很正常时，智能输氧仪18的智能输氧仪控制模块16将开启空气供氧模式进行工作，也就是采用环境空气中氧气含量的比例进行供氧，仅仅对环境空气进行净化，使得使用者呼吸到的空气更加健康，此时在智能输氧仪控制模块16的控制下制氧设备22功率开启到最小空气过滤设备23功率调整至最大，气体流量传感器26检测两个供气装置的流量通过传感器数据总线25反馈给智能输氧仪控制模块16，进行生理调节，模式类型和血氧指数将在液晶显示屏20上面进行动态显示。

本发明适宜家用，亦更适合各种缺氧情况下的医护急救以及血氧饱和度异常或偏低时的调理所用，穿戴方便，适应性强，使用简单，功能丰富。

下面根据实施例详细描述本发明，本发明目的和效果将变得更加明显。

实施例

本实施例中，基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪的各模块的功能及选型参考介绍如下：

指夹式检测仪上蓝牙传输模块1是指夹式检测装置用以与智能输氧仪进行通讯的模块，在指夹式血氧检测控制模块的控制下进行数据传输，可以采用CSI公司开发的BLKMDBC04B蓝牙通讯主从一体蓝牙模块进行开发。

输氧仪上蓝牙传输模块17是输氧仪上用以与指夹式血氧检测装置进行通信的模块，在智能输氧仪控制模块的控制下进行数据传输，可以采用CSI公司开发的BLKMDBC04B蓝牙通讯主从一体蓝牙模块进行开发。

指夹式血氧检测仪控制模块2是指夹式血氧检测的核心控制器，控制血氧检测模块、电源模块的运行以及蓝牙传输模块的通信过程，可以采用WaveShare公司的STM32F103ZET6 STM32 ARM 开发板，但不限于此。

智能输氧仪控制模块16是输氧仪的核心控制器，配合供电模块控制蓝牙传输模块与指夹式血氧检测装置进行通信，控制制氧设备和空气过滤设备的工作，同时处理气体流量传感器的反馈数值控制电磁阀进行气体混合比例调节，同时控制液晶显示屏的显示，可以采用WaveShare公司的STM32F103ZET6 STM32 ARM 开发板，但不限于此。

电源模块3用以给各个模块进行供电并在指夹式血氧检测仪控制模块的控制下控制各个模块的运行状态，可以采用ST公司的LM2596以及LM2587配合松下公司的APA3312微型继电器进行开发，但不限于此。

输氧仪供电模块31用以给各个模块进行供电并在智能输氧仪控制模块的控制下控制各个模块的运行状态，可以采用ST公司的LM2596以及LM2587配合松下公司的APA3312微型继电器进行开发，但不限于此。

液晶显示屏20模块式在智能输氧仪控制模块的控制下在智能输氧仪上显示输氧仪运行模式和血氧饱和度动态变化的模块，可以采用ST公司开发的LCD1602模块进行开发，但不限于此。

气体流量传感器26是用以检测净化后的空气和纯氧气的流量，从而计算两种气体的混合比例，进而反馈给智能输氧仪控制模块进行流量调节和混合比例调节，可以采用Honeywell公司开发的AWM720P1气体流量传感器进行开发，但不限于此。

电磁阀30是在智能输氧仪控制模块控制下对净化后的空气和纯氧气的流量进行调节，从而调节两种气体混合比例的仪器，可以采用BOSUN公司开发的Q23XD-2L微型电磁阀进行开发，但不限于此。

制氧设备22是用以生产纯净氧气而使用，可以采用Oxygenic Life公司开发的JYT2型制氧机进行开发，但不限于此。

空气过滤设备23用以过滤干净的供气而使用，可以采用Moral公司生产的MY50C负离子制氧机进行开发，但不限于此。

血氧检测模块4用以检测光电传感探头所监测到的血氧饱和度模拟信号，并对其进行信号处理将处理结果发送给指夹式血氧检测仪控制模块进行后续的工作，可以采用迈瑞公司开发的PM9000BCI血氧模块进行开发，但不限于此。

由上述具体模块组成的基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪能够通过指夹式血氧检测装置配合蓝牙技术，实现通过无线的方式与智能输氧仪进行通信，同时智能输氧仪能够根据血氧饱和度检测的结果以纯氧模式、空气模式或调理模对使用者进行合适的输氧方式，输送的气体为净化后的空气和纯氧的混合气体，通过动态调节混合气体的混合比例，能够实现不同模式的输氧方式，调节血氧饱和度至正常状态，同时该智能输氧仪能够对血氧检测的结果和输氧的模式进行显示，并具备数据的存储、设置、预警等功能。

Claims (2)

1.一种基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪，其特征在于，它包括指夹式检测仪上蓝牙传输模块（1）、指夹式血氧检测仪控制模块（2）、电源模块（3）、血氧检测模块（4）、腕戴式结构传输线接口（5）、指夹式血氧检测仪腕戴式结构（6）、手腕固定带接口（7）、指夹式血氧检测仪指夹式结构（8）、光电传感探头（9）、手指夹槽（10）、传输线（11）、指夹式结构传输线接口（12）、松紧绷带（13）、智能输氧仪控制模块（16）、输氧仪上蓝牙传输模块（17）、提手（19）、液晶显示屏（20）、气体出口（21）、制氧设备（22）、空气过滤设备（23）、控制总线（24）、传感器数据总线（25）、气体流量传感器（26）、气管（27）、呼吸气管（29）、电磁阀（30）和输氧仪供电模块（31）；所述指夹式检测仪上蓝牙传输模块（1）、指夹式血氧检测仪控制模块（2）和血氧检测模块（4）与电源模块（3）相连；指夹式检测仪上蓝牙传输模块（1）、电源模块（3）和血氧检测模块（4）均与指夹式血氧检测仪控制模块（2）相连；指夹式检测仪上蓝牙传输模块（1）、指夹式血氧检测仪控制模块（2）、电源模块（3）和血氧检测模块（4）均位于指夹式血氧检测仪腕戴式结构（6）内部，手腕固定带接口（7）分列指夹式血氧检测仪腕戴式结构（6）的两侧，腕戴式结构传输线接口（5）位于指夹式血氧检测仪腕戴式结构（6）的一端；光电传感探头（9）和手指夹槽（10）位于指夹式血氧检测仪指夹式结构（8）上，指夹式结构传输线接口（12）位于指夹式血氧检测仪指夹式结构（8）的一端；指夹式血氧检测仪腕戴式结构（6）与腕戴式结构传输线接口（5）相连，指夹式血氧检测仪指夹式结构（8）与指夹式结构传输线接口（12）相连，腕戴式结构传输线接口（5）和指夹式结构传输线接口（12）通过传输线（11）连接；松紧绷带（13）穿过手腕固定带接口（7）将指夹式血氧检测仪腕戴式结构（6）固定在手腕处，指夹式血氧检测仪指夹式结构（8）通过手指夹槽（10）将其与手指相连接。

2.根据权利要求1所述基于无线指夹式血氧检测的智能输氧仪，其特征在于，所述智能输氧仪控制模块（16）、输氧仪上蓝牙传输模块（17）、制氧设备（22）、空气过滤设备（23）、控制总线（24）、传感器数据总线（25）、气体流量传感器（26）、气管（27）、电磁阀（30）和输氧仪供电模块（31）均位于智能输氧仪（18）内部，提手（19）位于智能输氧仪（18）的上方，液晶显示屏（20）和气体出口（21）位于智能输氧仪（18）表面方便显示与输气；制氧设备（22）与空气过滤设备（23）均与智能输氧仪控制模块（16）相连；气管（27）连通空气过滤设备（23）、气体流量传感器（26）、气管（27）和电磁阀（30）相连，由电磁阀（30）控制气管（27）中气体的流量，气体流量传感器（26）监测气管（27）中气体的流量；传感器数据总线（25）连接智能输氧仪控制模块（16），控制总线连接制氧设备（22）、空气过滤设备（23）、电磁阀（30）和智能输氧仪控制模块（16）； 输氧仪上蓝牙传输模块（17）、智能输氧仪控制模块（16）、液晶显示屏（20）、制氧设备（22）、空气过滤设备（23）、气体流量传感器（26）和电磁阀（30）均与输氧仪供电模块（31）相连；输氧仪供电模块（31）、输氧仪上蓝牙传输模块（17）、液晶显示屏（20）、制氧设备（22）、空气过滤设备（23）、气体流量传感器（26）和电磁阀（30）均与智能输氧仪控制模块（16）相连。