CN113855013B - 一种血氧模拟仪的探头转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种血氧模拟仪的探头转换装置，通过匹配机构与血氧检测仪相连，血氧检测仪发射的红光和红外光进入匹配机构中。红光传输器和红外光传输器将匹配机构与连接机构相连，透射式血氧模拟探头安装在连接机构中。红光和红外光传输至透射式血氧模拟探头。透射式血氧模拟探头按照一定的特征曲线，将血氧、脉动等指数转换成发光强度，并发射模拟光。血氧模拟仪的探头转换装置将模拟光传输给反射式血氧检测仪。血氧模拟仪的探头转换装置将透射式血氧模拟探头与反射式血氧检测仪匹配，通过透射式血氧模拟探头进行检测。透射式血氧模拟探头比较成熟，与其配合使用，反射式血氧检测仪不需要重新定标，同时能够保证反射式血氧检测仪的准确性。

Description

一种血氧模拟仪的探头转换装置
技术领域
本发明涉及技术领域，特别涉及一种血氧模拟仪的探头转换装置。
背景技术
血氧饱和度及脉率是人体状态判断的一项最基本且重要的指标，已得到越来越多的人的重视。无创检测因操作简单，无需穿刺采血，因而广泛应用于临床与家庭。无创式的血氧检测仪需要与血氧模拟仪配合使用，血氧模拟仪接收血氧检测仪的红光和红外光，并按照一定的特征曲线，将预期的血氧、脉率等参数转换成发光强度，发送给血氧检测仪。
目前无创式的血氧检测仪分为透射式和反射式两种。透射式血氧检测仪发展较早，并在临床与家庭中均得到了广泛应用。标定透射式血氧检测仪的血氧模拟仪也十分寻常，技术方案非常成熟。但透射式血氧检测仪检测室需要对手指进行包裹，在操作上仍然存在诸多不便。
反射式的血氧检测仪依靠反射光线检测血氧饱和度，检测方式更加灵活，近些年来反射式的血氧检测仪越来越多的应用于穿戴设备上。但现有的反射式血氧检测设备缺少成熟的血氧模拟仪，因而反射式血氧检测仪出厂前要进行定标、检验。
定标、检验方法主要包括人力检测和厂家定制。人力检测时，人体同时佩戴已知精确度的透射式血氧检测仪和待测反射式血氧检测设备，进行测量对比。人力检测效率低下，并且验证范围极其有限。厂家定制需要联系血氧模拟仪厂家进行定标、检验，不仅花费高昂，且反射式血氧模拟仪设备没有标准进行计量校准。
因此，如何判定反射式血氧检测设备无法进行准确度是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种血氧模拟仪的探头转换装置，其能够转换透射式血氧模拟探头，使其与反射式血氧检测仪匹配，进而使反射式血氧检测仪可准确检测血氧饱和度。
为实现上述目的，本发明提供一种血氧模拟仪的探头转换装置，包括用以与血氧检测仪相连的匹配机构、用以与透射式血氧模拟探头相连的连接机构，所述匹配机构具有用以分别接收血氧检测仪发射的红光和红外光的红光接收口和红外光接收口、以及用以向血氧检测仪输送模拟光的模拟光输送口，所述匹配机构连有用以向所述连接机构分别传输红光和红外光的红光传输器和红外光传输器，所述连接机构具有用以向透射式血氧模拟探头的光电检测机构输送红光和红外光的检测输送口，所述连接机构还设有用以接收透射式血氧模拟探头发射的模拟光的模拟光接收口，所述匹配机构和所述连接机构间还设有用以输送模拟光的模拟光输送器。
优选地，所述红光输送器为红光输送光纤，所述匹配机构中设有用以将血氧检测仪发射的红光转化为平行光束的红光准直透镜，所述红光准直透镜后方设有用以将红光的平行光束汇聚在所述红光输送光纤的端面上的红光汇聚透镜。
优选地，所述红外光输送器为红外光输送光纤，所述匹配机构中设有用以将血氧检测仪发射的红外光转化为平行光束的红外光准直透镜，所述红外光准直透镜后方设有用以将红外光的平行光束汇聚在所述红外光输送光纤的端面上的红外光汇聚透镜。
优选地，所述连接机构中设有用以将所述红光输送光纤输出的红光和所述红外光输送光纤输出的红外光反射向所述检测输送口的接收反射棱镜。
优选地，所述连接机构中设有用以将所述红光输送光纤输出的红光转化为平行光束的红光接收透镜。
优选地，所述连接机构中设有用以将所述红外光输送光纤输出的红外光转化为平行光束的红外光接收透镜，红外光的平行光束与红光的平行光束相互平行，所述连接机构中还设有用以将红外光的平行光束与红光的平行光束聚焦于所述检测输送口的接收汇聚透镜。
优选地，所述模拟光输送器为模拟光输送光纤，所述连接机构还包括用以将所述模拟光接收口入射的模拟光反射向所述模拟光输送光纤的端面的传输反射棱镜。
优选地，所述连接机构还包括用以将所述传输反射棱镜所反射的模拟光转化为平行光束的模拟光准直透镜，以及用以将模拟光的平行光束汇聚在所述模拟光输送光纤端面的模拟光汇聚透镜。
优选地，所述匹配机构包括用以将所述模拟光输送光纤输出的模拟光转化为平行光束、并将模拟光输送向血氧检测仪的模拟光接收器的模拟光输送透镜。
本发明所提供的血氧模拟仪的探头转换装置，通过匹配机构与血氧检测仪相连，血氧检测仪发射的红光和红外光进入匹配机构中。红光传输器和红外光传输器将匹配机构与连接机构相连，透射式血氧模拟探头安装在连接机构中。连接机构将红光和红外光传输至透射式血氧模拟探头。透射式血氧模拟探头按照一定的特征曲线，将血氧、脉动等指数转换成发光强度，并发射模拟光。连接机构通过模拟光传输器输送至匹配机构，匹配机构通过模拟光输送口将模拟光传输给血氧检测仪，进而得到血氧、脉动等指数。
血氧模拟仪的探头转换装置将透射式血氧模拟探头与反射式血氧检测仪匹配，通过透射式血氧模拟探头进行检测。透射式血氧模拟探头比较成熟，与其配合使用，反射式血氧检测仪不需要重新定标，同时能够保证反射式血氧检测仪的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的血氧模拟仪的探头转换装置的结构示意图。
其中，图1中的附图标记为：
连接机构1、匹配机构2、血氧检测仪3、透射式血氧模拟探头4、红光输送光纤5、红外光输送光纤6、模拟光输送光纤7、红光接收透镜11、红外光接收透镜12、接收汇聚透镜13、接收反射棱镜14、传输反射棱镜15、模拟光准直透镜16、模拟光汇聚透镜17、红光准直透镜21、红光汇聚透镜22、红外光准直透镜23、红外光汇聚透镜24、模拟光输送透镜25、红光发射器31、红外光发射器32、模拟光接收器33、检测光接收器41、模拟光发射器42。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明所提供的血氧模拟仪的探头转换装置的结构示意图。
本发明所提供的血氧模拟仪的探头转换装置，结构如图1所示，包括匹配机构2、连接机构1以及红光传输器、红外光传输器和模拟光传输器。匹配机构2与血氧检测仪3相连，匹配机构2设有红光接收口、红外光接收口以及模拟光输送口。连接机构1具有连接槽，透射式血氧模拟探头4安装在连接槽中，二者通过螺纹连接或卡接等方式固定连接。连接槽中设有检测输送口和模拟光输送口，检测输送口与透射式血氧模拟探头4中分别用于检测红光和红外光的红光光电二极管以及红外光光电二极管位置相对应。红光和红外光穿过检测输送口，透射式血氧模拟探头4检测到红光和红外光，透射式血氧模拟探头4根据红光和红外光的频率和强度，进而计算得到血氧饱和度和脉动等指数，并按照特征曲线将指数转换成发光强度，形成模拟光。透射式血氧模拟探头4通过模拟光发射器42将模拟光由模拟光输送口传输入连接机构1中。连接机构1通过模拟光输送器将模拟光输送至匹配机构2中，匹配机构2将模拟光输送向血氧检测仪3的模拟光接收器33，完成血氧检测仪3与透射式血氧模拟探头4之间的通讯。
可选的，如图1所示，红光输送器为红光输送光纤5，匹配机构2中设有红光准直透镜21和红光汇聚透镜22。其中，红光准直透镜21的焦点与红光发射器31的灯珠重合，发散的红光经过红光准直透镜21后转化为平行光束，进而减少红光的散失。红光的平行光束射入红光汇聚透镜22中，红光汇聚透镜22的焦点位于红光输送光纤5的端面上。红光的平行光束入射后，红光汇聚透镜22将其汇聚在红光输送光纤5的端面上，通过红光输送光纤5输送红光，进一步减少红光的散失。红光准直透镜21和红光汇聚透镜22可采用一体式结构，在此不做限定。
可选的，如图1所示，红外光输送器为红外光输送光纤6，匹配机构2中设有红外光准直透镜23和红外光汇聚透镜24。其中，红外光准直透镜23的焦点与红外光发射器32的灯珠重合，发散的红外光经过红外光汇聚透镜24后转化为平行光束，进而减少红外光的散失。红外光的平行光束射入红外光汇聚透镜24中，红外光汇聚透镜24的焦点位于红外光输送光纤6的端面上。红外光的平行光束入射后，红外光汇聚透镜24将其汇聚在红外光输送光纤6的端面上，通过红外光输送光纤6输送红外光，进一步减少红外光的散失。红光外准直透镜和红光外汇聚透镜可采用一体式结构，在此不做限定。
另外，红外光准直透镜23和红外光汇聚透镜24的光轴可与红光准直透镜21的光轴平行，因而匹配机构2中，红光的平行光束与红外光的平行光束相互平行，进而可简化匹配机构2的结构。
可选的，连接机构1中设有接收反射棱镜14，红光输送光纤5和红外光输送光纤6分别将红光和红外光输送至连接机构1中以后，接收反射棱镜14将红光和红外光反射向检测输送口，最终红光和红外光穿过检测输送口进入检测光接收器41中，检测光接收器41包括红光光电二极管和红外光光电二极管。透射式血氧模拟探头4的结构可参考现有技术们在次不再赘述。
可选的，连接机构1中设有红光接收透镜11和红外光接收透镜12。其中，红光接收透镜11的焦点位于红光输送光纤5输出的端面上，红光输送光纤5输出的红光经红光接收透镜11折射后转化为平行光束。红外光接收透镜12的焦点位于红外光输送光纤6输出的端面上，红外光接收透镜12的光轴与红光接收透镜11的光轴平行。红外光输送光纤6输出的红外光经红外光接收透镜12折射后转化为平行光束。连接机构1中，红光的平行光束与红外光的平行光束相互平行。
可选的，连接机构1中还设有接收汇聚透镜13。红光的平行光束与红外光的平行光束均射向接收汇聚透镜13，接收汇聚透镜13能够将两束平行光束进行汇聚形成检测光。接收汇聚透镜13的焦点位于检测光接收器41的接收点上。接收反射棱镜14位于接收汇聚透镜13和检测输送口之间，检测光经接收反射棱镜14反射90°后进入检测输送口中。当然，用户也可根据需要自行设置接收反射棱镜14的反射角度，在此不做限定。需要说明的是，图1中的箭头仅用于表示光线传播方向，并不代表实际光路。
可选的，模拟光输送器为模拟光输送光纤7。连接机构1还包括传输反射棱镜15，模拟光发射器42发射的模拟光穿过模拟光输送口进入连接机构1中。模拟光经传输反射棱镜15反射后，向模拟光输送光纤7的端面传播。
可选的，连接机构1还包括模拟光准直透镜16和模拟光汇聚透镜17，模拟光准直透镜16的焦点与模拟光发射器42发射的灯珠重合，因而模拟光经模拟光准直透镜16折射后转化为平行光束。模拟光汇聚透镜17的光轴与模拟光准直透镜16的光轴重合，同时模拟光准直透镜16的焦点位于模拟光输送光纤7的端面上。模拟光准直透镜16可以将模拟光的平行光束汇聚在模拟光输送光纤7端面上，由模拟光输送光纤7将模拟光输送至匹配机构2中。模拟光准直透镜16和模拟光汇聚透镜17可采用一体式结构，在此不做限定。
可选的，匹配机构2还包括模拟光输送透镜25，模拟光输送透镜25的焦点位于模拟光输送光纤7的输出端面上。模拟光输送光纤7发射出的模拟光输送透镜25折射后转化为平行光束，模拟光的平行光束向血氧检测仪的模拟光接收器33传输，完成血氧检测仪3与透射式血氧模拟探头4之间的通讯。
本实施例中，血氧模拟仪的探头转换装置中，红光准直透镜21接收红光，并将其转化为平行光束，将红光的平行光束汇聚后射入红光输送光纤5。红光输送光纤5将红光输送至连接机构1中，红光接收透镜11和接收汇聚透镜13配合，先将红光转化为平行光束，后将红光汇聚在检测光接收器41的接收点上。红外光也采用相同的方式由血氧检测仪3传输至透射式血氧模拟探头4上，透射式血氧模拟探头4根据检测光的频率和强度产生模拟光，再由血氧模拟仪的探头转换装置传输回血氧检测仪3。血氧模拟仪的探头转换装置使血氧检测仪3可与透射式血氧模拟探头4配合使用，从而提高了血氧模拟仪的检测精度。同时传输过程中减少了红光、红外光以及模拟光的散失，保证了检测结果的准确性。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的血氧模拟仪的探头转换装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种血氧模拟仪的探头转换装置，其特征在于，包括用以与血氧检测仪(3)相连的匹配机构(2)、用以与透射式血氧模拟探头(4)相连的连接机构(1)，所述匹配机构(2)具有用以分别接收血氧检测仪(3)发射的红光和红外光的红光接收口和红外光接收口、以及用以向血氧检测仪(3)输送模拟光的模拟光输送口，所述匹配机构(2)连有用以向所述连接机构(1)分别传输红光和红外光的红光传输器和红外光传输器，所述连接机构(1)具有用以向透射式血氧模拟探头(4)的光电检测机构输送红光和红外光的检测输送口，所述连接机构(1)还设有用以接收透射式血氧模拟探头(4)发射的模拟光的模拟光接收口，所述匹配机构(2)和所述连接机构(1)间还设有用以输送模拟光的模拟光输送器。
2.根据权利要求1所述的探头转换装置，其特征在于，所述红光输送器为红光输送光纤(5)，所述匹配机构(2)中设有用以将血氧检测仪(3)发射的红光转化为平行光束的红光准直透镜(21)，所述红光准直透镜(21)后方设有用以将红光的平行光束汇聚在所述红光输送光纤(5)的端面上的红光汇聚透镜(22)。
3.根据权利要求2所述的探头转换装置，其特征在于，所述红外光输送器为红外光输送光纤(6)，所述匹配机构(2)中设有用以将血氧检测仪(3)发射的红外光转化为平行光束的红外光准直透镜(23)，所述红外光准直透镜(23)后方设有用以将红外光的平行光束汇聚在所述红外光输送光纤(6)的端面上的红外光汇聚透镜(24)。
4.根据权利要求3所述的探头转换装置，其特征在于，所述连接机构(1)中设有用以将所述红光输送光纤(5)输出的红光和所述红外光输送光纤(6)输出的红外光反射向所述检测输送口的接收反射棱镜(14)。
5.根据权利要求4所述的探头转换装置，其特征在于，所述连接机构(1)中设有用以将所述红光输送光纤(5)输出的红光转化为平行光束的红光接收透镜(11)。
6.根据权利要求5所述的探头转换装置，其特征在于，所述连接机构(1)中设有用以将所述红外光输送光纤(6)输出的红外光转化为平行光束的红外光接收透镜(12)，红外光的平行光束与红光的平行光束相互平行，所述连接机构(1)中还设有用以将红外光的平行光束与红光的平行光束聚焦于所述检测输送口的接收汇聚透镜(13)。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的探头转换装置，其特征在于，所述模拟光输送器为模拟光输送光纤(7)，所述连接机构(1)还包括用以将所述模拟光接收口入射的模拟光反射向所述模拟光输送光纤(7)的端面的传输反射棱镜(15)。
8.根据权利要求7所述的探头转换装置，其特征在于，所述连接机构(1)还包括用以将所述传输反射棱镜(15)所反射的模拟光转化为平行光束的模拟光准直透镜(16)，以及用以将模拟光的平行光束汇聚在所述模拟光输送光纤(7)端面的模拟光汇聚透镜(17)。
9.根据权利要求7所述的探头转换装置，其特征在于，所述匹配机构(2)包括用以将所述模拟光输送光纤(7)输出的模拟光转化为平行光束、并将模拟光输送向血氧检测仪的模拟光接收器(33)的模拟光输送透镜(25)。
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