CN105105763A - 安全易用的血氧饱和度检测装置 - Google Patents

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circuit
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柴军
耿红珍
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Abstract

本发明公开了安全易用的血氧饱和度检测装置，包括微处理器、D/A转换器、A/D转换器、型号为DS2431的加密终端、LED驱动电路和光电传感器，所述微处理器同时连接D/A转换器、A/D转换器、型号为DS2431的加密终端、语音播报器和LCD显示器；所述D/A转换器还依次连接LED驱动电路、光电传感器、放大器、滤波器、信号调理电路、电压电流转换电路和积分电路，积分电路还和A/D转换器连接。本发明通过上述原理，操作简单，检测过程中不易受其它信号的干扰，最终测量结果能够进行语音播报或者是显示屏显示，呈现形式更加的多样化，另外该检测仪设置加密部分，避免出现检测仪中的数据被恶意拷贝或篡改，使用更安全。

Description

安全易用的血氧饱和度检测装置
技术领域
本发明涉及重症监护领域，具体涉及安全易用的血氧饱和度检测装置。
背景技术
20世纪70年代具有的单一功能的监护设备问世以来,它就逐步得到了临床监护的广泛应用。但单一功能的监护设备由于其监护功能的局限性,已经远不能满足临床应用的需要,严重制约了医院对广大危重病人的救护。进入90年代,随着传感技术和电子技术的发展,监护参数不断增多,由过去的单一参数监护发展为多参数监护。比如由单一的心电监护、血压监护、血氧饱和度监护,逐步发展成为包括心电、呼吸、血压、血氧饱和度、体温、呼吸末二氧化碳、心输出量及麻醉气体分析等在内的多参数监护仪,这些设备正在医院临床的诊断中发挥着积极的作用。而血氧饱和度的检测能够判断血氧饱和度是偏高还是偏低，从而判断病人是否正常。血氧饱和度指血红蛋白被氧饱和的百分比，即血红蛋白的氧含量与氧结合量之比乘以100。主要取决于动脉血氧分压(PO2)。血氧饱和度间接反映血液氧分压的大小，是了解血红蛋白氧含量程度和血红蛋白系统缓冲能力的指标。因此在检测时只需通过检测动脉血来实现。现有的血氧饱和度检测过程复杂，测量过程中容易受其它信号干扰，且最后呈现结果形式单一，不利于不同类型人群的使用。另外，现有的血氧饱和度检测没有设置密码识别和开锁控制，血氧饱和度检测结果容易被恶意拷贝或篡改。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供安全易用的血氧饱和度检测装置，该检测装置操作简单，检测过程中不易受其它信号的干扰，最终的测量结果能够进行语音播报或者是显示屏显示，呈现形式更加的多样化，即便是视力障碍的人也能使用，另外该检测仪设置加密部分，避免出现检测仪中的数据被恶意拷贝或篡改，使用更安全。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：安全易用的血氧饱和度检测装置，包括微处理器、D/A转换器、A/D转换器、型号为DS2431的加密终端、LED驱动电路和光电传感器，所述微处理器同时连接D/A转换器、A/D转换器、型号为DS2431的加密终端、语音播报器和LCD显示器；所述D/A转换器还依次连接LED驱动电路、光电传感器、放大器、滤波器、信号调理电路、电压电流转换电路和积分电路，积分电路还和A/D转换器连接。
在使用时，微处理器分时产生波长为660nm的红光和波长为940nm的红外光的驱动信号,经D/A转换后将信号传递给LED驱动电路。LED驱动电路将此信号进行功率放大,再依次发送到光电传感器上臂并列放置的红光和红外光发射二极管上,使它们发射光脉冲。下臂的光电传感器,将透过手指动脉血管的红光和红外光转换成电信号。由于血液中的氧合血红蛋白HbO2和还原性血红蛋白Hb的浓度随着血液的脉动作周期性的改变,因此它们对光的吸收也在脉动地变化,由此引起光电传感器输出的信号强度也随血液中的HbO2和Hb浓度比脉动地改变。光电传感器输出的电信号经过放大、滤波、以及信号调理电路后,将这两个信号中的脉动成分分离出来,送入具有自动增益调整功能的电压/电流转换电路,然后由积分电路对信号电流积分,再经过A/D转换成数字信号,送给微处理器。对于采集的数据,应用朗伯-比尔定律,微处理器便可计算出血氧饱和度的大小，从而测出血氧饱和度，与正常值进行比较，从而得到血氧饱和度是否正常的结果，该测量结果可根据需要选择性通过语音播报或者LCD显示屏显示，呈现形式更加多样化，即便是视力障碍的人也能使用。由于信号比较微弱，该装置中对采集信号利用放大器进行放大，同时还利用滤波器滤除掉干扰杂波以及利用信号调理电路对信号进行再次处理，从而最终得到准确清楚的测量信号。而在微处理器上还设置加密终端，进行密码识别和开锁控制，对检测仪进行加密，防止检测仪上的数据被恶意拷贝或篡改，安全系数大大提高。该测试仪中使用LCD显示器功耗低，屏幕分辨率高，还节约电能。
所述微处理器还连接稳压器，稳压器还连接电源。稳压器的设置保证微处理供电的稳定，避免过高或者是过低的电能烧坏微处理，从而测试仪能够长期稳定的工作。
所述微处理器还连接数据存储器。用于存储检测信息，便于后期使用。
所述光电传感器为指套式光电传感器。该种光电传感器方便套在人体上且不易滑落，进一步保证测量的准确度。
所述信号调理电路为能够进行信号基线电平变换和去直流分量的信号调理电路。进一步保证最终测量信号的准确。
所述微处理器型号为C8051F020。是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有64个数字I/O引脚或32个数字I/O引脚，已完全能够满足测量需要。
所述微处理器为能够分时产生红光和红外光驱动信号的微处理器。利用光电传感器由于血液中氧合血红蛋白和还原血红蛋白对波长为660nm的红光和940nm的红外光的吸收率相差很大,故通过该种方式，同时利用光电传感器来测量血氧饱和度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、由于信号比较微弱，该装置中对采集信号利用放大器进行放大，同时还利用滤波器滤除掉干扰杂波以及利用信号调理电路对信号进行再次处理，从而最终得到准确清楚的测量信号。
2、该测量结果可根据需要选择性通过语音播报或者显示屏显示，呈现形式更加的多样化，适应更多样化的人群使用，特别是适合视力障碍的人使用，另外该装置结构简单，操作方便；而在微处理器上还设置加密终端，能够进行密码识别和开锁控制，从而实现对检测仪进行加密，防止检测仪上的数据被恶意拷贝或篡改，安全系数大大提高。
3、该测试仪中使用LCD显示器功耗低，屏幕分辨率高，还节约电能。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述，本发明的实施例不限于此。
实施例1：
如图1所示，本发明包括微处理器、D/A转换器、A/D转换器、型号为DS2431的加密终端、LED驱动电路和光电传感器，所述微处理器同时连接D/A转换器、A/D转换器、型号为DS2431的加密终端、语音播报器和LCD显示器；所述D/A转换器还依次连接LED驱动电路、光电传感器、放大器、滤波器、信号调理电路、电压电流转换电路和积分电路，积分电路还和A/D转换器连接。
在使用时，微处理器分时产生波长为660nm的红光和波长为940nm的红外光的驱动信号,经D/A转换后将信号传递给LED驱动电路。LED驱动电路将此信号进行功率放大,再依次发送到光电传感器上臂并列放置的红光和红外光发射二极管上,使它们发射光脉冲。下臂的光电传感器,将透过手指动脉血管的红光和红外光转换成电信号。由于血液中的氧合血红蛋白HbO2和还原性血红蛋白Hb的浓度随着血液的脉动作周期性的改变,因此它们对光的吸收也在脉动地变化,由此引起光电传感器输出的信号强度也随血液中的HbO2和Hb浓度比脉动地改变。光电传感器输出的电信号经过放大、滤波、以及信号调理电路后,将这两个信号中的脉动成分分离出来,送入具有自动增益调整功能的电压/电流转换电路,然后由积分电路对信号电流积分,再经过A/D转换成数字信号,送给微处理器。对于采集的数据,应用朗伯-比尔定律,微处理器便可计算出血氧饱和度的大小，从而测出血氧饱和度，与正常值进行比较，从而得到血氧饱和度是否正常的结果，该测量结果可根据需要选择性通过语音播报或者显示屏显示，呈现形式更加的多样化，即便是视力障碍的人也能使用。由于信号比较微弱，该装置中对采集信号利用放大器进行放大，同时还利用滤波器滤除掉干扰杂波以及利用信号调理电路对信号进行再次处理，从而最终得到准确清楚的测量信号。而在微处理器上还设置加密终端，进行密码识别和开锁控制，对检测仪进行加密，防止检测仪上的数据被恶意拷贝或篡改，安全系数大大提高。该测试仪中使用LCD显示器功耗低，屏幕分辨率高，还节约电能。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上优选如下：所述微处理器还连接稳压器，稳压器还连接电源。稳压器的设置保证微处理供电的稳定，避免过高或者是过低的电能烧坏微处理，从而测试仪能够长期稳定的工作。
所述微处理器还连接数据存储器。用于存储检测信息，便于后期使用。
所述光电传感器为指套式光电传感器。该种光电传感器方便套在人体上且不易滑落，进一步保证测量的准确度。
所述信号调理电路为能够进行信号基线电平变换和去直流分量的信号调理电路。进一步保证最终测量信号的准确。
所述微处理器型号为C8051F020。是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有64个数字I/O引脚或32个数字I/O引脚，已完全能够满足测量需要。
所述微处理器为能够分时产生红光和红外光驱动信号的微处理器。利用光电传感器由于血液中氧合血红蛋白和还原血红蛋白对波长为660nm的红光和940nm的红外光的吸收率相差很大,故通过该种方式，同时利用光电传感器来测量血氧饱和度。
如上所述便可实现该发明。

Claims (6)

1.安全易用的血氧饱和度检测装置，其特征在于：包括微处理器、D/A转换器、A/D转换器、型号为DS2431的加密终端、LED驱动电路和光电传感器，所述微处理器同时连接D/A转换器、A/D转换器、型号为DS2431的加密终端、语音播报器和LCD显示器；所述D/A转换器还依次连接LED驱动电路、光电传感器、放大器、滤波器、信号调理电路、电压电流转换电路和积分电路，积分电路还和A/D转换器连接。
2.根据权利要求1所述的安全易用的血氧饱和度检测装置，其特征在于：所述微处理器还连接稳压器，稳压器还连接电源。
3.根据权利要求1所述的安全易用的血氧饱和度检测装置，其特征在于：所述微处理器还连接数据存储器。
4.根据权利要求1所述的安全易用的血氧饱和度检测装置，其特征在于：所述光电传感器为指套式光电传感器。
5.根据权利要求1所述的安全易用的血氧饱和度检测装置，其特征在于：所述信号调理电路为能够进行信号基线电平变换和去直流分量的信号调理电路。
6.根据权利要求1所述的安全易用的血氧饱和度检测装置，其特征在于：所述微处理器型号为C8051F020。
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