CN105310698A - 一种耳道表贴血氧饱和度监测仪及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耳道表贴血氧饱和度监测仪及其系统。该监测仪包括耳塞和主体部分，耳塞包括反射式传感器，主体部分包括壳体和设置在壳体内的信号采集转化模块、数字信号处理模块、存储模块、数据传输模块和电源管理模块；其中，信号采集转化模块，接收从反射式传感器传来的信号，并转化为脉搏血氧数据；数字信号处理模块，接收信号采集转化模块发送的脉搏血氧数据并进行处理，生成血氧值数据；存储模块，用于存储血氧值数据；数据传输模块，与数字信号处理模块连接，能与外部设备进行双向通讯。本发明提供的耳道表贴血氧饱和度监测仪及其系统能小巧方便，无需夹持人体末梢部位，能全程记录用户血氧值。

Description

一种耳道表贴血氧饱和度监测仪及其系统

技术领域

本发明涉及医疗领域的测量电生理信号的仪器，特别涉及一种耳道表贴血氧饱和度监测仪及其系统。

背景技术

氧是维持人体生命的重要物质，人体组织细胞进行新陈代谢所需要的氧是从血液中获得的。氧进入血液后大约有2％溶解在血浆中，血液中的氧绝大部分是与血浆中的血红蛋白分子结合成氧合血红蛋白(HbO₂)，没有与氧结合的血红蛋白分子称为还原血红蛋白(HbR)。血氧饱和度用以表示血液中氧的浓度，它是被氧结合的氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部血红蛋白(Hb)的容量的百分比。

缺氧是导致许多疾病的根源，而较为普遍的病症如慢性低血氧症，脑与心血管供血不足以及运动后的疲劳等生理和病理现象都与人体氧含量有直接关系，严重时直接威胁人的生命，血氧饱和度是监测人体携带氧的能力的重要生理参数，通过对血氧饱和度的监测可对人体携带氧的能力进行估计。

血氧饱和度的检测分为光化学和电化学两类，即无创和有创两种方法。以往的有创血氧检测有两种方法。一是采集人体血液后用血气分析仪进行电化学分析测出血氧饱和度值。这种方法需要对脉搏插管穿刺，对人体有伤害，过程复杂，分析周期长，费用高而且不能连续实时检测。另一种方式就是利用分光光度计检测动脉血液中血样的光密度，并且在此基础上计算出血氧饱和度值。此方法仍然用于临床的准确测量。因有创测量方法有上述诸多缺点，所以出现了无创方法获得血氧饱和度的努力尝试。透射式血氧饱和度检测技术中,发光管和光敏传感器被放置在人体的两侧,并需保证处于人体两侧的垂直位置上,因此,测试位置多选择在肢体的末端,如手指、脚指或耳垂。如图1所示，发光管1放置在人手指2的上方，光敏传感器3被设置在下方，这使得光敏传感器3的位置放置比较单一，无法检测人体多个部位的血氧饱和度；其次透射式多采用夹式或套式测量，一定程度上造成使用者压迫感，较长时间佩戴，影响血液循环，造成不适和测量误差，在应用上存在一定的局限性。另外，现有的血氧仪检测出的血氧饱和度值大多数是靠仪器的显示屏显示，被测者或者医生只能通过观察显示屏得到血氧饱和度值，并不能实现对监测对象的实时远程监测。一旦出现突发情况，如果不能及时的发出求救信息，将错过最佳的抢救时机。

目前市场上连续测量并记录血氧值及血氧趋势图的仪器不多，更多的为实时测量血氧值的装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种耳道表贴血氧饱和度监测仪及其系统，小巧方便，无需夹持人体末梢部位，能全程记录用户血氧值。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种耳道表贴血氧饱和度监测仪，包括耳塞和主体部分，所述耳塞包括反射式传感器，所述主体部分包括壳体和设置在所述壳体内的信号采集转化模块、数字信号处理模块、存储模块、数据传输模块和电源管理模块；其中，所述信号采集转化模块，接收从所述反射式传感器传来的信号，并转化为脉搏血氧数据；所述数字信号处理模块，接收所述信号采集转化模块发送的所述脉搏血氧数据并进行处理，生成血氧值数据；存储模块，用于存储所述血氧值数据；数据传输模块，与所述数字信号处理模块连接，能与外部设备进行双向通讯；电源管理模块，包括可充电电池，所述电源管理模块监测所述可充电电池的电量信息，并为所述反射式传感器、信号采集转化模块、所述数字信号处理模块、所述存储模块和所述数据传输模块提供电力。

根据本发明的一个实施例，所述反射式传感器包括发光管和接收管，所述发光管和所述接收管设置在耳道内的同一侧。

根据本发明的一个实施例，所述发光管至少为2个，且分别具有不同波长的光源。

根据本发明的一个实施例，所述接收管与所述发光管并排布置，或所述接收管设置为环形且围绕在所述发光管的周边。

根据本发明的一个实施例，所述主体部分还包括运动监测模块，所述运动监测模块包括三轴加速度传感器，所述运动监测模块获得所述三轴加速度传感器产生的三轴加速度值发送到所述数字信号处理模块，所述数字信号处理模块根据所述三轴加速度值获得运动状态数据，以去除所述血氧值数据中的运动干扰。

根据本发明的一个实施例，所述运动监测模块通过SPI接口或I²C接口与所述数字信号处理模块连接。

根据本发明的一个实施例，所述电源管理模块还包括USB接口，用于对所述可充电电池进行充电。

根据本发明的一个实施例，所述存储模块能按照设定的采样频率来存储所述血氧值数据或按照每隔一设定时间来存储一设定时间段内的所述血氧值数据。

根据本发明的一个实施例，所述外壳上设有按键，触发所述按键，则标记在触发所述按键前后一特定时间段内的存储到所述存储模块的所述血氧值数据。

根据本发明的一个实施例，所述特定时间段为30s。

本发明还提供了一种耳道表贴血氧饱和度监测系统，包括前述的任一种耳道表贴血氧饱和度监测仪，还包括移动终端，所述移动终端与所述数据传输模块以蓝牙方式实施双向通讯。

本发明提供的耳道表贴血氧饱和度监测仪及其系统，该监测仪体积小、抗运动干扰能力强，无需夹持人体末梢部位，能全程记录用户血氧值。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是现有技术中的血氧值监测仪的光敏传感器的操作示意图。

图2是本发明的一实施例的结构示意图。

图3是本发明的一个实施例的使用状态下的结构示意图。

图4是本发明的一个实施例的主体部分的模块结构示意图。

图5a是本发明的一个实施例的反射式传感器的结构示意图一。

图5b是本发明的一个实施例的反射式传感器的结构示意图二。

图5c是本发明的一个实施例的反射式传感器的结构示意图三。

图6是本发明的一个实施例的一种耳道表贴血氧饱和度监测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

图2是本发明的一实施例的结构示意图。图3是本发明的一个实施例的使用状态下的结构示意图。图4是本发明的一个实施例的主体部分模块结构示意图。如图2至图4所示，一种耳道表贴血氧饱和度监测仪100包括耳塞110和主体部分130。该监测仪100设计成类似与耳机的结构类似，可以依附与人体耳道内。耳塞110包括反射式传感器120，佩戴监测仪100时，反射式传感器120贴附于耳道160内。主体部分130包括壳体131和设置在壳体131内的信号采集转化模块132、数字信号处理模块134、存储模块136、数据传输模块138和电源管理模块140。

信号采集转化模块132接收从反射式传感器120传来的信号，并转化为脉搏血氧数据。数字信号处理模块134与信号采集转化模块132连接，接收信号采集转化模块132发送的脉搏血氧数据并进行处理，生成血氧值数据。存储模块136与数字信号处理模块134连接，用于存储血氧值数据。数据传输模块138与数字信号处理模块134连接，能与外部设备进行血氧值数据的双向通讯。电源管理模块140包括可充电电池141，电源管理模块140监测可充电电池的电量信息，并为反射式传感器120、信号采集转化模块132、数字信号处理模块134、存储模块136和数据传输模块138提供电力。

可以理解的，耳塞110可以采用有弹性的材料，反射式传感器120嵌入到耳塞110的边缘部分，耳塞110进入耳道160后，由于弹性的作用，可以让反射式传感器120很好的贴合在耳道160的壁上。由于耳道内受外界光源的影响比较少，可以减少环境光对血氧测量时的干扰。并且，耳道内皮肤光滑紧致，身体的运动基本不会牵制耳道皮肤过大的运动，因此可以很大程度的减弱了运动干扰。此外，由于反射式传感器120体积较小，受空间限制较小，可以方便地应用到人体的耳道，无需夹持人体体表，解决了传统测量仪在测量时产生的不适感和行动上带来的不方便。通过本实施例提供的一种耳道表贴血氧饱和度监测仪100，能对使用者的血氧饱和度进行实时、无创的监测，全程记录用户的血氧值。

图5a是本发明的一个实施例的反射式传感器的结构示意图一。图5b是本发明的一个实施例的反射式传感器的结构示意图二。图5c是本发明的一个实施例的反射式传感器的结构示意图三。如图5a所示，反射式传感器120包括发光管121和接收管122，发光管121和接收管122设置在耳道160内的同一侧。

较佳地，反射式传感器120的发光管121至少为2个，且分别具有不同波长的光源。例如，如图5a至5c所示，2个发光管分时是红光和红外光，其波长范围分别是在可见光区域600-700nm和近红外光区域700-1000nm。

较佳地，接收管122可以是单接收管，与发光管121并排设置，如图5a所示。接收管122为也可以是多接收管，参考图5b，设置了6个接收管122，布置在发光管121的周边。接收管122还可以设置成环形且围绕在发光管121的周围，如图5c所示。

较佳地，主体部分130还包括运动监测模块142。运动监测模块142包括三轴加速度传感器143，运动监测模块142获得三轴加速度传感器143产生的三轴加速度值发送到数字信号处理模块134，由数字信号处理模块134根据三轴加速度值获得运动状态数据，以去除血氧值数据中的运动干扰。

更加地，运动监测模块142通过SPI接口或I²C接口与数字信号处理模块134连接。

较佳地，电源管理模块140还包括USB接口170，参考图2，USB接口170用于外部可充电设备对可充电电池141进行充电。

较佳地，存储模块136能按照设定的采样率来存储血氧值数据或按照每隔一设定时间来存储一设定时间段内的血氧值。其中，设定的采样率可以是1Hz，即按照1Hz的采样频率来全程匀速记录血氧值。另外，也可以每隔一设定时间，按照采样频率来记录一设定时间段内的连续血氧值。例如，每隔1分钟按照256Hz的采样率连续采集1s的数据。这里的设定时间可以是30s～5分钟，采样频率可以是200Hz～500Hz，设定时间段可以是1s～20s。

较佳地，如图2所示，在外壳130上设有按键180，触发按键180，则标记在触发按键180前后一特定时间段内的存储到存储模块136的血氧值数据。用户可以在必要时点击该按键180，随后检测仪100会将该时刻标记在存储模块136里，当用户想要提取该记录点数据时，可以得到该记录点前后一特定时间段内中采样的血氧值，该特定时间段可以是30s。

本发明还提供了一种耳道表贴血氧饱和度监测系统。图6是本发明的一个实施例的一种耳道表贴血氧饱和度监测系统的结构示意图。如图所示，监测系统600包括前述的任一种耳道表贴血氧饱和度监测仪100，还包括移动终端610，移动终端610与数据传输模块138以蓝牙方式实施双向通讯。数字信号处理模块134可以通过通用串口跟数据传输模块138进行连接，数据传输模块138适用于低功耗蓝牙传输协议，可实现与带有蓝牙功能的移动终端610进行数据的双向通讯。数据传输模块138启动后会自动进行广播，已打开特定分析软件的智能手机会对其进行扫描和对接，成功之后便可以通过低功耗蓝牙协议对其进行监控。数字信号处理模块134处理完的数据会通过数据传输模块138传输到移动终端610的分析软件中，按照用户操作要求，该数据可以是用户保存或标记的历史记录，也可以是实时血氧值数据，分析软件接收到数据后会对血氧值数据进行处理、存储、显示，并可以根据软件操作者的操作上传某段数据，也可以设置数据值达到门限时自动上传这部分数据给紧急联系人或相关部门。监测系统600还可以包括服务器620，与服务器620连接的PC机630，移动终端610可以通过网络640将血氧值数据传送到服务器620，进而通过服务器620将数据传送给紧急联系人或相关部门。可以理解的，这里的移动终端可以是带有Android操作系统的智能手机、平板电脑等。

本发明描述的耳道表贴血氧饱和度监测仪及其系统，在该监测仪的耳塞设置了紧贴耳道的反射式传感器，使得该监测仪体积小、抗运动干扰能力强，且无需夹持人体末梢部位，通过主体部分能全程记录用户血氧值。耳道表贴血氧饱和度监测系统包括与数据传输模块通讯的移动终端，能实时显示血氧变化的趋势图。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明。任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种耳道表贴血氧饱和度监测仪，包括耳塞和主体部分，所述耳塞包括反射式传感器，所述主体部分包括壳体和设置在所述壳体内的信号采集转化模块、数字信号处理模块、存储模块、数据传输模块和电源管理模块；

其中，所述信号采集转化模块，接收从所述反射式传感器传来的信号，并转化为脉搏血氧数据；

所述数字信号处理模块，接收所述信号采集转化模块发送的所述脉搏血氧数据并进行处理，生成血氧值数据；

存储模块，用于存储所述血氧值数据；

数据传输模块，与所述数字信号处理模块连接，能与外部设备进行双向通讯；

电源管理模块，包括可充电电池，所述电源管理模块监测所述可充电电池的电量信息，并为所述反射式传感器、信号采集转化模块、所述数字信号处理模块、所述存储模块和所述数据传输模块提供电力。

2.根据权利要求1所述的一种耳道表贴血氧饱和度监测仪，其特征在于，所述反射式传感器包括发光管和接收管，所述发光管和所述接收管设置在耳道内的同一侧。

3.根据权利要求2所述的一种耳道表贴血氧饱和度监测仪，其特征在于，所述发光管至少为2个，且分别具有不同波长的光源。

4.根据权利要求2所述的一种耳道表贴血氧饱和度监测仪，其特征在于，所述接收管与所述发光管并排布置，或所述接收管设置为环形且围绕在所述发光管的周边。

5.根据权利要求1所述的一种耳道表贴血氧饱和度监测仪，其特征在于，所述主体部分还包括运动监测模块，所述运动监测模块包括三轴加速度传感器，所述运动监测模块获得所述三轴加速度传感器产生的三轴加速度值发送到所述数字信号处理模块，所述数字信号处理模块根据所述三轴加速度值获得运动状态数据，以去除所述血氧值数据中的运动干扰。

6.根据权利要求5所述的一种耳道表贴血氧饱和度监测仪，其特征在于，所述运动监测模块通过SPI接口或I²C接口与所述数字信号处理模块连接。

7.根据权利要求1所述的一种耳道表贴血氧饱和度监测仪，其特征在于，所述电源管理模块还包括USB接口，用于对所述可充电电池进行充电。

8.根据权利要求1所述的一种耳道表贴血氧饱和度监测仪，其特征在于，所述存储模块能按照设定的采样频率来存储所述血氧值数据或按照每隔一设定时间来存储一设定时间段内的所述血氧值数据。

9.根据权利要求1所述的一种耳道表贴血氧饱和度监测仪，其特征在于，所述外壳上设有按键，触发所述按键，则标记在触发所述按键前后一特定时间段内的存储到所述存储模块的所述血氧值数据。

10.根据权利要求9所述的一种耳道表贴血氧饱和度监测仪，其特征在于，所述特定时间段为30s。

11.一种耳道表贴血氧饱和度监测系统，包括权利要求1-10所述的任一种耳道表贴血氧饱和度监测仪，还包括移动终端，所述移动终端与所述数据传输模块以蓝牙方式实施双向通讯。