CN104905798A - 一种无创人体血氧检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无创人体血氧检测装置及检测方法，该无创人体血氧检测装置包括：检测信号发射器；用于发射检测血氧的红外线或红光；至少一个检测信号接收器，用于接收检测后的红外线或红光；微控制单元，分别与所述检测信号发射器和所述至少一个检测信号接收器信号连接，在所述接收的至少一个检测信号接收器反馈的检测值小于设定的阈值时，发出报警控制；报警装置，与所述微控制单元信号连接，在接收到报警控制时，发出警报。本发明的有益效果为：本发明提供的无创人体血样检测装置，使用方便。与脑电法比较，成本低，检测数据稳定可靠。

Description

一种无创人体血氧检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及血氧检测的技术领域，尤其涉及到一种无创人体血氧检测装置及检测方法。 

背景技术

一些职业的工作人员，在工作时要求头脑要处于高度的清醒状态。如飞行员，驾驶员，各种操控台的操作人员等。这些人员工作时如果注意力下降，清醒度下降，就会造成重大的事故，带来巨大的生命，财产损失。为了避免上述损失，人们采用清醒度测试仪来检测人员，清醒度测量仪主要应用于大客车，大货车，高速火车的司机，特别是运输危险品货车的司机，监测他们的脑清醒度，一旦脑清醒度下降就报警提示，进行存贮记录，并把报警信息发送给指挥调度中心，采取相应的措施，避免事故的发生。 

测量头脑清醒度有各种不同的方法，目前主要的方法有两种。一是测试脑电，当脑电波中出现4－8Hz的θ波时，表明人头脑的清醒度下降，处于困倦状态。二是测试血液中的氧饱和度，当人困倦，清醒度下降时，血氧饱和度会下降。清醒度测试仪作为安全生产的报警装置，要求测试数据稳定可靠，使用方便，成本低。 

目前国内的清醒度测量仪，使用的生理参数是脉搏或脑电。脉搏传感器佩戴不方便，参数的稳定性不好。脑电的测试仪成本比较高，数据处理工作量大。现阶段还没有一种比较方便的清醒度测量仪来进行检测。 

发明内容

本发明的目的是提供一种无创人体血氧检测装置及检测方法，以解决现有技术的上述不足。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现： 

本发明提供了一种无创人体血氧检测装置，该检测装置包括： 

检测信号发射器；用于发射检测血氧的红外线或红光； 

至少一个检测信号接收器，用于接收检测后的红外线或红光； 

微控制单元，分别与所述检测信号发射器和所述至少一个检测信号接收器信号连接，在所述接收的至少一个检测信号接收器反馈的检测值小于设定的阈值时，发出报警控制； 

报警装置，与所述微控制单元信号连接，在接收到报警控制时，发出警报。 

优选的，所述检测信号接收器依次连接滤波放大器、AD转换器和数据处理器后与所述微控制单元的接收端信号连接。 

优选的，所述检测信号发射器为LED灯。 

优选的，所述检测信号发射器的信号发射面设置有用于在皮肤上粘贴的粘贴层；所述检测信号接收器的信号接收面设置有用于在皮肤上粘贴的粘贴层，在检测时，所述检测信号发射器和所述检测信号接收器均粘贴于人体脑部的同一侧，且所述检测信号接收器用于接收从人体脑部反射出的检测信号。 

优选的，还包括检测夹，所述检测信号发射器和所述检测信号接收器分别位于所述检测夹的上夹壁和下夹壁。 

优选的，所述报警装置为灯光报警装置和／或声音报警装置。 

优选的，还包括与所述微控制单元信号连接的无线数据远程输出端。 

优选的，还包括显示装置，所述显示装置与所述无线数据远程输出端信号连接。 

本发明还提供了一种无创人体血氧检测方法，该方法包括以下步骤： 

通过检测信号发射器发射用于检测血氧的红外线或红光； 

通过检测信号接收器接收检测后的红外线或红光； 

在检测信号接收器反馈的检测值小于设定的阈值时，发出警报。 

优选的，所述通过检测信号接收器接收检测后的红外线或红光具体为： 

所述检测信号发射器和所述检测信号接收器均粘贴于人体脑部的同一侧，且所述检测信号接收器用于接收从人体脑部反射出的检测信号。 

本发明的有益效果为：本发明提供的无创人体血样检测装置，使用方便。与脑电法比较，成本低，检测数据稳定可靠。 

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。 

图1是本发明实施例所述的无创人体血氧检测装置的原理图； 

图2是本发明实施例所述的无创人体血样检测装置采用透视法检测的示意图； 

图3是本发明实施例所述的无创人体血样检测装置采用反射法检测的示意图。 

图中： 

1、微控制单元；2、检测信号发射器；3、检测信号接收器；4、滤波放大器；5、AD转换器；6、数据处理器；7、报警装置；8、无线数据远程输出端；9、手指。 

具体实施方式

为了方便无创人体血氧的检测，本发明实施例提供了一种无创人体血氧检测装置及检测方法。在本发明的技术方案中，通过红外无创伤检测人体内的血氧饱和度，较大的简化了检 测，下面结合附图以具体实施例对本发明的技术方案进行说明。 

如图1所示，图1示出了本发明实施例提供的无创人体血氧检测装置的原理图。 

本发明实施例提供了一种无创人体血氧检测装置，该无创人体血氧检测装置包括： 

检测信号发射器2；用于发射检测血氧的红外线或红光； 

至少一个检测信号接收器3，用于接收检测后的红外线或红光； 

微控制单元1，分别与所述检测信号发射器2和所述至少一个检测信号接收器3信号连接，在所述接收的至少一个检测信号接收器3反馈的检测值小于设定的阈值时，发出报警控制； 

报警装置7，与所述微控制单元1信号连接，在接收到报警控制时，发出警报。 

为了方便对本申请的理解，下面首先对本申请的原理进行说明：人体在不同的生理状态下，各器官组织的新陈代谢情况不同，对血流量的需要也就不同。人体内存在神经和体液的调节体制，可对心脏和各部分血管的活动进行调节，从而满足各个器官组织在不同情况下对血液量的需要。足够的氧是所有生命活动的物质基础，能否充分吸入氧气，使动脉血液中溶入足够的氧，对维持我们的生命是至关重要的。许多呼吸系统的疾病会引起人体血液中血氧浓度的减少，严重的会威胁人的生命。几秒钟的脑缺氧即导致意识丧失，如达2－3分钟将造成不可逆转的细胞死亡。 

健康的生物组织的功能是通过适当的血液循环将氧输送到机体来实现的。氧的输送作用就是借助于血红蛋白来实现的，血红蛋白具有氧合血红蛋白和还原血红蛋白两种形式，1mol的还原血红蛋白在肺内结合4mol氧称为氧合血红蛋白，氧合血红蛋白通过动脉输送到毛细血管中实现组织体的氧和二氧化碳的交换。还原血红蛋白再通过静脉被送入肺内，完成一个循环。 

血氧饱和度就是指血液中氧合血红蛋白的容量占全部可结合的血红蛋白的百分比，即血液中血氧的浓度。这表明了血红蛋白的携氧能力。血氧饱和度SaO₂。 

SaO₂=(HbO₂／(HbO₂+Hb))*100％ 

人体血氧饱和度无创检测原理：鉴于血液中Hb和HbO₂在红光和红外光区(600－1000nm)具有独特的吸收光谱，从而使得近红外和红外光谱法成为研究组织中血液成分的简单可靠的方法。在红光谱区(600－700nm)，HbO₂和Hb的吸收系数相差很大，光的吸收程度在很大程度上依赖于血氧饱和度；而在红外光谱区(800－1000nm)。HbO₂和Hb的吸光系数相差不大，光的吸收则主要反映了HbO₂和Hb的总量。因此，通过检测人体组织对光线的吸收情况就可推测出此时血液中的含氧量。在检测时，通过检测信号发射器2 发射红外光或红光照射到人体的血液内，红外光或红光被血液中的HbO₂和Hb吸收后，通过检测信号接收器3接收被吸收后的红外光或红光，并将该红光或红外光转变成电信号，反馈给微控制单元1，微控制单元1通过反馈后的电信号与设定的阈值进行对比，当阈值小于设定值时，发出警报，其中，设定的阈值为人体健康时对应的电信号，当检测的电信号小于设定的阈值时，说明人体处于不清醒状态，因此，发出警报。本实施例提供的无创人体血样检测装置，使用方便，与脑电法比较，成本低，检测数据稳定可靠。 

其中，发出警报是通过报警装置7进行的，该报警装置7与微控制单元1信号连接，在微控制单元1接收的至少一个检测信号接收器3反馈的检测值小于设定的阈值时，微控制单元1控制报警装置7发出警报，该报警装置7为灯光报警装置7和／或声音报警装置7，在具体使用时，可以通过不同的情况选择不同的报警装置7。 

其中的微控制单元1可以为是51单片机，ARM，DSP等常见的控制芯片。 

为了便于微控制单元1处理信号，所述检测信号接收器3依次连接滤波放大器4、AD转换器5和数据处理器6后与所述微控制单元1的接收端信号连接。经过滤波放大器4、AD转换器5和数据处理器6的滤波、放大等处理后，使得传输到微控制单元1的信号更加稳定和准确。 

此外，该检测装置还包括与所述微控制单元1信号连接的无线数据远程输出端8。从而可以将检测的数据发送到数据处理中心等远程监控装置中，方便了对检测结果的监控。 

更佳的，还包括显示装置，所述显示装置与所述无线数据远程输出端8信号连接。从而在检测时能够直观的查看检测的结果是多少，使得检测结果显示的更加详细，方便了解现实情况。 

在具体的检测时，检测信号发射器2和检测信号接收器3可以通过不同的方式来进行检测，下面以具体的实施例对此进行说明。 

实施例1 

如图2所示，图2示出了本发明实施例所述的无创人体血样检测装置采用透视法检测的示意图； 

该检测装置还包括检测夹，所述检测信号发射器2和所述检测信号接收器3分别位于所述检测夹的上夹壁和下夹壁。 

在检测时，检测夹夹在手指9上，检测信号发射器2发射红光或红外光透过手指9，红光或红外光穿过手指9后到达检测信号接收器3，该检测信号接收器3为光电传感器。接收的光线并转变成电信号，并依次经过放大，滤波，A／D转换，送入微控制单元1进行数据处 理，并把测试到的数据反馈给被试者。 

实施例2 

如图3所示，图3示出了本发明实施例所述的无创人体血样检测装置采用反射法检测的示意图。 

所述检测信号发射器2的信号发射面设置有用于在皮肤上粘贴的粘贴层；所述检测信号接收器3的信号接收面设置有用于在皮肤上粘贴的粘贴层，在检测时，所述检测信号发射器2和所述检测信号接收器3均粘贴于人体脑部的同一侧，且所述检测信号接收器3用于接收从人体脑部反射出的检测信号。 

在检测时，将检测信号发射器2贴到前额偏离中心处，检测信号发射器2的LED发光波长分别为730nm和810nm，此时，采用两个检测信号接收器3分别接收来自表层和深部脑组织的信息。方便了检测。 

此外，还可以采用将检测信号发射器2和检测信号接收器3可放在帽沿中或头带中，佩戴方便和定位，不影响手的动作。此外，本实施例中的检测信号发射器2和检测信号接收器3采用了反射测量传感器。 

通过上述两个具体的实施例可以看出，可以通过不同的测量方式来测量人体内的血氧含量，检测方便快捷。 

本发明实施例还提供了一种无创血氧检测方法，该方法包括： 

步骤一、通过检测信号发射器发射用于检测血氧的红外线或红光； 

步骤二、通过检测信号接收器接收检测后的红外线或红光； 

具体的，将检测信号发射器和检测信号接收器均粘贴于人体脑部的同一侧，且检测信号接收器用于接收从人体脑部反射出的检测信号。 

步骤三、在检测信号接收器反馈的检测值小于设定的阈值时，发出警报。 

通过上述方法可以无创伤检测出人体的血氧含量。 

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种无创人体血氧检测装置，其特征在于，包括：

检测信号发射器(2)；用于发射检测血氧的红外线或红光；

至少一个检测信号接收器(3)，用于接收检测后的红外线或红光；

微控制单元(1)，分别与所述检测信号发射器(2)和所述至少一个检测信号接收器(3)信号连接，在所述接收的至少一个检测信号接收器(3)反馈的检测值小于设定的阈值时，发出报警控制；

报警装置(7)，与所述微控制单元(1)信号连接，在接收到报警控制时，发出警报。

2.如权利要求1所述的无创人体血氧检测装置，其特征在于，所述检测信号接收器(3)依次连接滤波放大器(4)、AD转换器(5)和数据处理器(6)后与所述微控制单元(1)的接收端信号连接。

3.如权利要求2所述的无创人体血氧检测装置，其特征在于，所述检测信号发射器(2)为LED灯。

4.如权利要求1所述的无创人体血氧检测装置，其特征在于，所述检测信号发射器(2)的信号发射面设置有用于在皮肤上粘贴的粘贴层；所述检测信号接收器(3)的信号接收面设置有用于在皮肤上粘贴的粘贴层，在检测时，所述检测信号发射器(2)和所述检测信号接收器(3)均粘贴于人体脑部的同一侧，且所述检测信号接收器(3)用于接收从人体脑部反射出的检测信号。

5.如权利要求1所述的无创人体血氧检测装置，其特征在于，还包括检测夹，所述检测信号发射器(2)和所述检测信号接收器(3)分别位于所述检测夹的上夹壁和下夹壁。

6.如权利要求1-5任一项所述的无创人体血氧检测装置，其特征在于，所述报警装置(7)为灯光报警装置和／或声音报警装置。

7.如权利要求6所述的无创人体血氧检测装置，其特征在于，还包括与所述微控制单元(1）信号连接的无线数据远程输出端(8)。

8.如权利要求7所述的无创人体血氧检测装置，其特征在于，还包括显示装置，所述显示装置与所述无线数据远程输出端(8)信号连接。

9.一种无创人体血氧检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过检测信号发射器发射用于检测血氧的红外线或红光；

通过检测信号接收器接收检测后的红外线或红光；

在检测信号接收器反馈的检测值小于设定的阈值时，发出警报。

10.如权利要求9所述的人体血氧检测方法，其特征在于，所述通过检测信号接收器接收检测后的红外线或红光具体为：

所述检测信号发射器和所述检测信号接收器均粘贴于人体脑部的同一侧，且所述检测信号接收器用于接收从人体脑部反射出的检测信号。