CN109077736A - 一种采用单指智能手套的血氧监测系统 - Google Patents

一种采用单指智能手套的血氧监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种采用单指智能手套的血氧监测系统，包括：单指手套；血氧探头，设于单指手套的指尖部位，用于采集血氧原始信号；血氧检测仪，设于单指手套并通过通信线路与血氧探头连接，用于接收血氧原始信号，并对血氧原始信号进行分析处理得到分析结果并对外发送；计算终端，通过无线方式与血氧检测仪数据交互，用于显示血氧检测仪的分析处理结果。与现有技术相比，本发明采用单指手套将血氧探头内嵌手套指端，并采用外部粘扣固定，减少了使用者的不适感，又能使信号不受外界光源干扰，确保检测的准确性。

Description

一种采用单指智能手套的血氧监测系统
技术领域
本发明涉及一种可穿戴血氧监测技术，尤其是涉及一种采用单指智能手套的血氧监测系统。
背景技术
血氧饱和度作为人体生命体征的关键参数，表征了人体血液的含氧量，能有效反映人体循环系统和呼吸系统的生理状态，对于血氧饱和度的检测已经广泛应用于重症病房患者监护、家庭保健及社区健康监护中。血氧饱和度检测方法分为有创血氧饱和度检测和无创血氧饱和度检测。有创血氧饱和度检测主要采用血气分析仪对采集到的人体血液进行测量，所以，这种检测需要对人体动脉血管进行穿刺插管，无法实现连续实时检测，且血气分析器体积庞大，使用费用昂贵，从而一定程度上限制了它的应用。近些年，随着智能电子领域的快速发展，基于光电容积脉搏波法的无创血氧饱和度检测方法在可穿戴健康设备中广泛采用。与血气分析仪有创血氧饱和度检测相比，光电容积脉搏波法血氧饱和度测量系统无需穿刺插管就可以无伤害、连续实时地获取人体血氧饱和度信息，安全可靠且测量装置微型便捷。
然而，基于光电容积脉搏波法无创血氧饱和度测量系统可以分为透射式和反射式两种，目前采用透射式的可穿戴血氧仪多采用指夹式的血氧传感器，测试者长时间使用有明显不适的感觉，且传感器连接信号处理模块的导线外露也给测试者带来诸多的行动不便。而反射式的可穿戴血氧仪多为手环或者手表式，测试光源容易受到外界光源的干扰，而且手腕活动会使手表或手环发生局部移动，使得测试结果不准确。此外，现今存在的可穿戴血氧检测仪大都仅能显示血氧值，没有面向用户的实时数据分析信息，而且智能手环和手表主要以娱乐为主，医用指夹式数据主要医生读取，使用者戴上后依然不能在无人帮助的情况下清楚自身的血氧是否健康，没有完全实现可穿戴健康设备的用户自动健康监护功能。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种采用单指智能手套的血氧监测系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种采用单指智能手套的血氧监测系统，包括：
单指手套；
血氧探头，设于单指手套的指尖部位，用于采集血氧原始信号；
血氧检测仪，设于单指手套并通过通信线路与血氧探头连接，用于接收血氧原始信号，并对血氧原始信号进行分析处理得到分析结果并对外发送；
计算终端，通过无线方式与血氧检测仪数据交互，用于显示血氧检测仪的分析处理结果。
所述单指手套的指尖部分外侧设有固定用粘扣。
所述血氧探头包括发光元件和光电元件，所述发光元件和光电元件相对设置于单指手套的指尖部位内侧，测试时分别位于手指两侧。
所述发光元件和光电元件通过硅胶基座固定于单指手套上。
所述血氧检测仪位于单指手套的手腕背部。
所述血氧检测仪包括血氧仪外壳和设于血氧仪外壳内的主控制板。
所述血氧仪外壳上设有用于将血氧仪外壳固定于单指手套上的外壳固定孔。
所述血氧仪外壳上设有用于线材通过的外部连接导线孔，所述通信线路穿过该外部连接导线孔后连接主控制板和血氧探头。
所述血氧检测仪还包括USB充电孔，该USB充电孔位于血氧仪外壳表面并与主控制板连接。
所述计算终端包括存储器和处理器，以及存储在存储器中并由所述处理器执行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
根据分析处理结果绘制出血氧实时数据波形并进行显示；
计算统计时段内给血氧平均值，计算定时语音播报血氧值低于95的异常次数和时段；
在血氧实时监测数值低于95时发出语音警示；
根据分析处理结果输出血氧健康知识和个人生活建议。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)采用单指手套将血氧探头内嵌手套指端，并采用外部粘扣固定，减少了使用者的不适感，又能使信号不受外界光源干扰，确保检测的准确性。
2)固定在手套腕部的血氧仪能够实时处理探头检测的血氧信号，蓝牙无线发送至加载APP应用软件的终端设备，及时分析和统计，给出使用者血氧的历史数据、实时数据、以及报警提示和生活建议，使用户实时了解自身血氧健康情况，减轻医院医护人员的监护的负担，也为居家健康监护提供新的途径。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图另一结构示意图；
图3为本发明的指尖部分结构示意图；
图4为本发明的粘扣部分结构示意图；
图5为本发明的血氧仪的组成示意图；
图6为血氧仪的结构示意图；
图7为本发明的功能示意图；
其中：1、单指手套，2、单指手套，3、单指手套，4、单指手套，5、手指，6、通信线路，7、粘扣，21、发光元件，22、光电元件，31、血氧仪外壳，32主控制板，33、外壳固定孔，34、外部连接导线孔，35、USB充电孔，36、电源开关孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
为了使血氧检测设备穿戴舒适，并且能检测准确，本发明采用可穿戴式单指手套检测血氧的设计方案，提供一种采用单指智能手套的血氧监测系统，如图1和图2所示，包括：
单指手套1；
单指手套2，设于单指手套1的指尖部位，用于采集血氧原始信号；
单指手套3，设于单指手套1并通过通信线路6与血氧探头2连接，用于接收血氧原始信号，并对血氧原始信号进行分析处理得到分析结果并对外发送，为了美观，通信线路6可以沿手套1边缘外侧连接至血氧检测仪；
计算终端4，通过蓝牙等无线方式与血氧检测仪3数据交互，用于显示血氧检测仪3的分析处理结果。
单指手套戴在测试者食指上，手套采用弹性材料制成，可以伸缩，以便适合不同大小的手佩戴。如图2和图3所示，血氧探头2包括发光元件21和光电元件22，发光元件21和光电元件22相对设置于单指手套1的指尖部位内侧，测试时分别位于手指5两侧，优选的，发光元件21和光电元件22通过硅胶基座固定于单指手套1上。
如图4所示，单指手套1的指尖部分外侧设有固定用粘扣7，以便在测试者穿戴后从手套外部缠绕指部固定探头，同时减少外部光源干扰，避免手动作带来的探头移动而引起的测量不准确。
优选的，血氧检测仪3位于单指手套1的手腕背部，如图5所示，血氧检测仪3包括血氧仪外壳31和设于血氧仪外壳31内的主控制板32。
如图6所示血氧仪外壳31上设有用于将血氧仪外壳31固定于单指手套1上的外壳固定孔33，血氧仪外壳31上设有用于线材通过的外部连接导线孔34，通信线路6穿过该外部连接导线孔34后连接主控制板32和血氧探头2，血氧检测仪3还包括USB充电孔35，该USB充电孔35位于血氧仪外壳31表面并与主控制板32连接。
血氧仪外壳31采用塑料材料，由于各电路模块采用高集成度模块，所以血氧检测仪整体外形尺寸小于3×3×1cm3，完全适合固定于一般人的手腕处。外壳各四角为圆弧状避免外部砰撞带来的损坏。
采用单指智能手套的血氧监测系统是一种面向用户的人体实时血氧监测系统。人体血氧信号首先由指尖部分的血氧探头2检测，并由连接导线传输至血氧检测仪3，通过内部的血氧模块对信号进行滤波、放大、模数转换后，由血氧芯片采用光电容积脉搏波法计算出血氧值，最后由蓝牙模块无线传输至蓝牙信号接收手机终端，通过手机APP应用软件进行数据显示和信息交互，如图7所示。
此外，手机APP应用软件涵盖四大功能：1实时显示血氧数据波形。对血氧检测手套检测的血氧数据绘制出血氧实时数据波形；2血氧数据进行正常和异常的统计分析。正常人血氧饱和度的值在95％以上，临床术后或危重病人一般以不低于90％。根据测试者或者监护者的需求设置统计时段，给出相应时段的血氧平均值、血氧值低于95的异常次数和时段，血氧健康情况的分析结果可定时语音播报；3即时血氧异常时语音警示。血氧实时监测数值低于95时，即发出语音警示；4血氧健康知识和个人生活建议。包括血氧概念、正常数值范围等基本血氧常识。由于血氧饱和度低是氧气不能有效的结合血红蛋白，会出现周围循环缺血指甲发白、四肢无力，胸闷，严重时可引起心脏、肝肾脑的变化，因此，此部分内容包括个人生活或者就医建议。
综上所述，本发明的血氧监测系统，主要是面向用户的个人血氧健康的自动监护，帮助病人了解自身的血液健康情况，有问题及时就诊，促进用户个人的身体健康的改善。
基于单指手套的智能血氧检测过程如下：
①首先戴上单指智能血氧检测手套，尽量使得食指指尖部分贴合血氧探头2(发光元件和和光电晶体管)，再用固定粘扣7带系紧。
②然后拨动血氧检测仪3的电源开关，开始进行检测；这时LED发光元件作为发射端会发出红光与红外光，两种光透过指尖部分，作为接收端的光电晶体管接收这两种光，这时血氧探头2获取到指尖部分的血氧原始信号；
③血氧原始信号经过测试导线和连接线传入血氧检测仪3中，由外围电路对血氧原始信号进行滤波、放大、和A/D转换，然后输入血氧芯片进行计算和分析，最后将处理后的数字信号通过血氧芯片输出端传送给蓝牙。
④然后蓝牙接收端接收到血氧芯片发出的数字信号，通过自身的输出端发送给手机终端。
⑤打开手机蓝牙开关，打开手机智能血氧检测APP，之后搜索到设备，进行连接。连接成功后点击“开始测试”按钮，接着就能通过APP界面查看血氧值和血氧波形，从而了解自己的血氧情况，如有血氧值异常情况，则由APP软件自动实现异常语音报警；
⑥测试完毕后，则可点击“结束测试”按钮，此时APP停止显示血氧值和血氧波形。再关闭血氧检测仪电源开关，结束测试。然后可以进入数据分析模块，设定时间段，查看相应时间段的血氧历史数据的统计，通过文字或者语音了解自身血氧的变化情况，并根据分析结果进入“健康知识与建议”模块对照分析结果查询自己需要在生活中的注意事项。
由于测量时采用手套形式，减轻了指夹式血氧测量的不适感，血样探头2外加粘扣7加固，避免了腕式血氧仪3光污染引起的不准确问题。佩戴方便，检测实时准确，且能够通过无线传输至手机进行显示、统计分析，使测试者及时了解自身健康情况，并根据分析及给出生活建议，本发明可极大地为使用者血氧监护提供方便，可以提高人们的健康生活水平。本发明中的血氧仪电池电用完后还可插入USB数据线对设备进行充电，使用方便灵活。

Claims (10)

1.一种采用单指智能手套的血氧监测系统，其特征在于，包括：
单指手套(1)；
血氧探头(2)，设于单指手套(1)的指尖部位，用于采集血氧原始信号；
血氧检测仪(3)，设于单指手套(1)并通过通信线路(6)与血氧探头(2)连接，用于接收血氧原始信号，并对血氧原始信号进行分析处理得到分析结果并对外发送；
计算终端(4)，通过无线方式与血氧检测仪(3)数据交互，用于显示血氧检测仪(3)的分析处理结果。
2.根据权利要求1所述的一种采用单指智能手套的血氧监测系统，其特征在于，所述单指手套(1)的指尖部分外侧设有固定用粘扣(7)。
3.根据权利要求1所述的一种采用单指智能手套的血氧监测系统，其特征在于，所述血氧探头(2)包括发光元件(21)和光电元件(22)，所述发光元件(21)和光电元件(22)相对设置于单指手套(1)的指尖部位内侧，测试时分别位于手指(5)两侧。
4.根据权利要求3所述的一种采用单指智能手套的血氧监测系统，其特征在于，所述发光元件(21)和光电元件(22)通过硅胶基座固定于单指手套(1)上。
5.根据权利要求1所述的一种采用单指智能手套的血氧监测系统，其特征在于，所述血氧检测仪(3)位于单指手套(1)的手腕背部。
6.根据权利要求1所述的一种采用单指智能手套的血氧监测系统，其特征在于，所述血氧检测仪(3)包括血氧仪外壳(31)和设于血氧仪外壳(31)内的主控制板(32)。
7.根据权利要求6所述的一种采用单指智能手套的血氧监测系统，其特征在于，所述血氧仪外壳(31)上设有用于将血氧仪外壳(31)固定于单指手套(1)上的外壳固定孔(33)。
8.根据权利要求6所述的一种采用单指智能手套的血氧监测系统，其特征在于，所述血氧仪外壳(31)上设有用于线材通过的外部连接导线孔(34)，所述通信线路(6)穿过该外部连接导线孔(34)后连接主控制板(32)和血氧探头(2)。
9.根据权利要求6所述的一种采用单指智能手套的血氧监测系统，其特征在于，所述血氧检测仪(3)还包括USB充电孔(35)，该USB充电孔(35)位于血氧仪外壳(31)表面并与主控制板(32)连接。
10.根据权利要求1所述的一种采用单指智能手套的血氧监测系统，其特征在于，所述计算终端包括存储器和处理器，以及存储在存储器中并由所述处理器执行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
根据分析处理结果绘制出血氧实时数据波形并进行显示；
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