CN116211298A - 一种集成血液氧含量与电信号采集的系统、方法及传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种集成血液氧含量与电信号采集的系统、方法及传感器，相同包括：光源控制模块、光吸收反馈模块、电信号反馈模块、信号控制模块和参数输出模块；方法包括：光源产生不同时序及不同强度的光，接收皮肤组织反馈的衰减的光的模拟信号，采集人体电信号的模拟信号；将模拟信号转换为数字信号；数字信号发送至信号控制模块进行计算，得到人体组织血液氧含量及人体电信号的相关参数；传感器包括：外壳、信号控制模块、光源控制模块、光电感应器、电信号电极、放大器、模数转换器、数据接口和无线传输设备。本发明实现了人体组织血液氧与人体相关电信号的同时采集，通过一个系统或设备即可实现，降低了检测的复杂度。

Description

一种集成血液氧含量与电信号采集的系统、方法及传感器
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种集成血液氧含量与电信号采集的系统、方法及传感器。
背景技术
随着人们的生活水平的提高，人们越来越重视身心健康，日常的检查成为了必不可少的举措；在检查中对人体组织氧及电信号的检查居多，一定程度上反映了身体的健康状态；目前人体组织氧及电信号采集的医疗设备，均为人体组织氧与人体相关电信号是独立设备分别进行的，比如医疗里做脑电图检查，与脑组织氧检测无法同时进行；在对患者检测时要分别进行测试，增加了检测的繁重程度，也无法在同一时刻得到两个参数，给医学诊断造成一定的困难；而且目前脑组织氧检测使用的是一次性传感器，光源与光电感应器件固定在一次性贴片里，造成了很大的浪费；目前的传感器使用发射光源，与接收光电感应器一对一直线结构布局，在精度上只能通过过采样进行自我修正，其智能化水平不高，一定程度上影响了检测结果的精度。
现有技术一，CN113456070A无创测量组织脱氧、氧合和碳氧血红蛋白的检测系统及方法，检测系统包括探头和主机，探头由上盖层、外壳、信号接收模块和下覆层组成，信号接收模块由滤光片和探测器组成，外壳、滤光片和探测器位于上盖层和下覆层中间，呈现出“三明治”结构。主机由电源模块、光源驱动模块、光源、中央处理模块、显示模块、存储模块、信号处理模块、用户信息输入模块组成。主机与探头通过能传输光信号的线缆和能传输电信号的线缆连接，探头与人体组织完全贴合，主机中光源驱动模块控制光源发光，信号处理模块处理信号接收模块的光电信号，并传输至存储模块，中央处理模块调用存储模块中的数据，经中央处理模块计算后经显示模块显示。虽然可同时无创测量组织脱氧血红蛋白、氧合血红蛋白和碳氧血红蛋白，但是无法实现测量组织脱氧血红蛋白、氧合血红蛋白和碳氧血红蛋白的同时实现对人体电信号(心电信号或脑电信号)的采集，增加了检测的繁琐，导致设备智能化水平较低，功能单一。
现有技术二，CN115251915A一种无创脑组织氧浓度测量方法，建立一种基于三波长光谱的脑组织氧信号获取方法，及双波长脉搏氧信号的同步获取架构，实现了一体式的脑组织氧及脉搏氧的信号获取装置，并利用顺序驱动与调制机制获的最小功耗特点，从而实现多路信号检测与特征参数识别与分析的同步多引擎运行机制，再利用脉搏信号特征及脉搏氧特征进行脑氧组织计算时段准确划分与限定阈值设置，虽然能实现脑组织氧计算的稳定性和适应性，改善整个测量系统的有效性，但是在采集电信号的不能同时实现对人体组织氧的采集，功能单一。
现有技术三，CN1120427A无创伤脉率血氧饱和度监护仪，由光谱传感测头、光电驱动电路、线性检测电路、计算机、精密直流稳压电源、显示器件、蜂鸣器、键盘等组成。虽然实现了传感器优化设计、发光器件光强调整和信号检测的计算机闭环控制，从而保证了仪器的可靠性、长寿命、抗干扰性和测试精度，可广泛应用于内科、外科、麻醉科、急救中心等临床监护领域，但是其功能依然单一，仅实现了传感器的电信号采集功能，并未涉及人体组织氧信号的采集及处理，且接收光电感应器一对一直线结构布局，在精度上只能通过过采样进行自我修正，其智能化水平不高。
目前现有技术一、现有技术二和现有技术三存在同一设备无法同时实现人体组织氧及电信号采集及处理，导致增加了检测的繁重程度；光源与光电感应器件固定在一次性贴片里，造成很大的浪费；传感器使用发射光源，智能化水平不高，一定程度上影响了检测结果的精度，因而，本发明提供集成血液氧含量与电信号采集的系统、方法及传感器，将电信号采集与氧含量光电采集过行一体化设计，可以同时过行采集，大大提高了检测效率；将发射光源与接收光电感应器进行一对多，多对多的教叉布局，在采集精度上可以进行交互修正，大大提高了采集精度；将传感部分与控制部分进行了一体化设计，电子器件全部在传感器里面，使用时只是光电感应与电信号采集电极一面与人体接触，可以多次重复使用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集成血液氧含量与电信号采集的系统，包括：
光源控制模块，在信号控制模块的控制下，负责产生不同时序及不同强度的光；
光吸收反馈模块，负责接收皮肤组织反馈的衰减的光的模拟信号；模拟信号由光电感应器采集；
电信号反馈模块，负责通过电信号电极采集人体电信号的模拟信号，人体电信号包含心电信号和脑电信号等；
信号控制模块，负责接收转换后衰减的光数字信号和人体电信号的数字信号，并计算得到人体组织血液氧含量及人体电信号的相关参数；
参数输出模块，负责通过无线或有线将相关参数传输至终端。
可选的，光源控制模块，包括：
光源模式输入子模块，负责输入光源的时序值和光通量，并设定一个光通量下对应多个时序值的关系；
光源开启子模块，负责按照信号控制模块的控制，开启光源，并根据测定对象及项目选择对应的光通量，再选择对应光通量下的时序值；
光源输出子模块，负责按照光源开启子模块的光通量和时序值调整光源，对测定对象进行照射。
可选的，光吸收反馈模块，包括：
第一光照强度子模块，负责计算光源控制模块输出到达被测对象皮肤的光源的光通量；
第二光照强度子模块，负责计算经过皮肤组织反射后的光通量；
第一模拟信号子模块，负责采集皮肤反射前和反射后的光通量得到光衰减的光模拟信号；
第一模拟信号放大子模块，负责将第一模拟信号子模块的光模拟信号进行放大处理，增大光模拟信号的输出功率，得到放大后的光模拟信号；
第一模数转换子模块，负责将放大后的光模拟信号转换为数字信号，发送至信号控制模块进行计算，得到人体组织血液氧含量相关参数。
可选的，第一模数转换子模块，包括：
信号校准单元，负责获取与放大后的光模拟信号具有时间延迟的光模拟信号，进行延迟误差校准，得到校准后的光模拟信号；
信号采样单元，负责获取校准后的光模拟信号的相邻时刻的差值信号，并用模数转换电路对差值信号进行采样；
数字信号单元，负责采样得到的差值信号按采样顺序进行叠加，还原光模拟信号的波形，得到转换后的光数字信号，输送至信号控制模块进行计算，得到人体组织血液氧含量相关参数。
可选的，电信号反馈模块，包括：
第二模拟信号子模块，负责采用电信号电极获取人体电信号的模拟信号；
第二模拟信号放大子模块，负责将第二模拟信号子模块的人体电信号的模拟信号进行放大处理，增大模拟信号的输出功率，得到放大后的模拟信号；
第二模数转换子模块，负责将放大后的模拟信号转换为数字信号，发送至信号控制模块进行计算，得到人体电信号的相关参数。
可选的，信号控制模块，包括：
数字信号分类子模块，负责将衰减的光数字信号分为红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量；
数字信号处理子模块，负责去除人体电信号的数字信号的工频干扰，进行重构，得到处理后的数字信号；
血液氧含量计算子模块，负责根据红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量得到比率值，根据比率值计算得到血液氧含量；
Figure BDA0004069697950000041
信号分析及识别子模块，负责对数字信号处理子模块处理后的数字信号进行分析和识别，得到人体组织的健康状态。
本发明提供的一种集成血液氧含量与电信号采集的方法，包括以下步骤：
光源产生不同时序及不同强度的光，光电感应器接收皮肤组织反馈的衰减的光的模拟信号；电信号电极采集人体电信号的模拟信号；
光模拟信号进行放大处理，增大光模拟信号的输出功率，得到放大后的光模拟信号；将放大后的光模拟信号转换为光数字信号；人体电信号的模拟信号进行放大处理，增大模拟信号的输出功率，得到放大后的模拟信号；将放大后的模拟信号转换为数字信号；
光数字信号和数字信号发送至信号控制模块进行计算，得到人体组织血液氧含量及人体电信号的相关参数。
可选的，数字信号发送至信号控制模块进行计算的过程，包括：
将光数字信号分为红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量；去除人体电信号的数字信号的工频干扰，进行重构，得到处理后的光数字信号；
根据红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量得到比率值，根据比率值计算得到血液氧含量；
对处理后的光数字信号进行分析和识别，得到人体组织的健康状态。
本发明提供的种传感器，包括：
外壳、信号控制模块、光源控制模块、光电感应器、电信号电极、放大器、模数转换器、数据接口和无线传输设备；
外壳内集成有信号控制模块、光源控制模块、光电感应器、电信号电极、放大器、模数转换器、数据接口和无线传输设备；信号控制模块与光源控制模块、电信号电极、模数转换器、数据接口和无线传输设备连接，光电感应器和电信号电极与放大器连接，放大器与模数转换器连接；数据接口和无线传输设备实现信号控制模块数字信号的输出。
可选的，与光源控制模块连接的光源和光电感应器交叉布局，光源和光电感应器布设在一个圆上，交叉线的距离相等；
在光源与光电感应器的外侧还布设有电信号电极。
本发明的光源控制模块在控制模块的控制下，负责产生不同时序及不同强度的光；光吸收反馈模块负责接收皮肤组织反馈的衰减的光的模拟信号；模拟信号由光电感应器采集；电信号反馈模块负责通过电信号电极采集人体电信号的模拟信号；信号控制模块负责接收转换后衰减的光数字信号和人体电信号的数字信号，并计算得到人体组织血液氧含量及人体电信号的相关参数；人体组织血液氧含量的相关参数指的是血样饱和度，人体电信号包含心脏跳动产生的电信号、大脑活动的电信号或肌肉活动的电信号等等，相关参数为心脏、大脑或肌肉活动中设计的参数，例如心脏的脏房室隔以及动静脉瓣等各项病变，癫痫、痴呆或肿瘤的诊断；参数输出模块负责通过无线或有线将相关参数传输至终端；上述方案采用光吸收反馈模块和电信号反馈模块的一体化设置，实现了人体组织血液氧与人体相关电信号的同时采集，通过一个系统或设备即可实现，解决了现有技术将人体组织血液氧与人体相关电信号采集分割开来的缺陷，降低了检测的复杂度，为及时且快速的得到检测结果奠定了良好的硬件及数据基础，可以同时过行采集，大大提高了检测的效率；将光吸收反馈模块与信号控制模块一体化设计，简化了设备的设计步骤，让光电感应器和电信号电极在使用时一面与人体接触，可以多次重复使用，缩短了检查的步骤；通过信号控制模块实现了对光源控制模块、光吸收反馈模块、电信号反馈模块和参数输出模块的统一控制和协调，提升了整体系统的智能化控制水平，能够更好的为人体服务，不仅提高了人体组织血液氧与人体相关电信号的采集效率，而且具备良好的用户体验感，让检查变得更加的舒适。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例1中集成血液氧含量与电信号采集的系统框图；
图2为本发明实施例2中光源控制模块框图；
图3为本发明实施例3中光吸收反馈模块框图；
图4为本发明实施例4中第一模数转换子模块框图；
图5为本发明实施例5中电信号反馈模块框图；
图6为本发明实施例6中信号控制模块框图；
图7为本发明实施例7中集成血液氧含量与电信号采集的方法流程图；
图8为本发明实施例8中数字信号发送至信号控制模块进行计算的过程图；
图9为本发明实施例9中传感器结构图；
图10和图11为本发明实施例10中光源与光电感应器的布设方式图；
图12为本发明实施例11中光源控制模块的驱动电路图；
图13为本发明实施例11中光电传感器的电路图；
图14为本发明实施例11中电信号电极的电路图；
图15为本发明实施例11中运算放大器U3、运算放大器U4、运算放大器U5和运算放大器U6的电路图；
图16为本发明实施例11中运算放大器U2A的电路图；
图17为本发明实施例11中模数转换器U10的电路图；
图18为本发明实施例11中模数转换器U111的电路图；
图19为本发明实施例11中基准电压源芯片U12的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供了一种集成血液氧含量与电信号采集的系统，包括：
光源控制模块，在信号控制模块的控制下，负责产生不同时序及不同强度的光；
光吸收反馈模块，负责接收皮肤组织反馈的衰减的光的模拟信号；模拟信号由光电感应器采集；
电信号反馈模块，负责通过电信号电极采集人体电信号的模拟信号，人体电信号包含心电信号和脑电信号等；
信号控制模块，负责接收转换后衰减的光数字信号和人体电信号的数字信号，并计算得到人体组织血液氧含量及人体电信号的相关参数；
参数输出模块，负责通过无线或有线将相关参数传输至终端；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例光源控制模块在控制模块的控制下，负责产生不同时序及不同强度的光；光吸收反馈模块负责接收皮肤组织反馈的衰减的光的模拟信号；模拟信号由光电感应器采集；电信号反馈模块负责通过电信号电极采集人体电信号的模拟信号；信号控制模块负责接收转换后衰减的光数字信号和人体电信号的数字信号，并计算得到人体组织血液氧含量及人体电信号的相关参数；人体组织血液氧含量的相关参数指的是血样饱和度，人体电信号包含心脏跳动产生的电信号、大脑活动的电信号或肌肉活动的电信号等等，相关参数为心脏、大脑或肌肉活动中设计的参数，例如心脏的脏房室隔以及动静脉瓣等各项病变，癫痫、痴呆或肿瘤的诊断；参数输出模块负责通过无线或有线将相关参数传输至终端；上述方案采用光吸收反馈模块和电信号反馈模块的一体化设置，实现了人体组织血液氧与人体相关电信号的同时采集，通过一个系统或设备即可实现，解决了现有技术将人体组织血液氧与人体相关电信号采集分割开来的缺陷，降低了检测的复杂度，为及时且快速的得到检测结果奠定了良好的硬件及数据基础，可以同时过行采集，大大提高了检测的效率；将光吸收反馈模块与信号控制模块一体化设计，简化了设备的设计步骤，让光电感应器和电信号电极在使用时一面与人体接触，可以多次重复使用，缩短了检查的步骤；通过信号控制模块实现了对光源控制模块、光吸收反馈模块、电信号反馈模块和参数输出模块的统一控制和协调，提升了整体系统的智能化控制水平，能够更好的为人体服务，不仅提高了人体组织血液氧与人体相关电信号的采集效率，而且具备良好的用户体验感，让检查变得更加的舒适。
实施例2
如图2所示，在实施例1的基础上，本发明实施例提供的光源控制模块，包括：
光源模式输入子模块，负责输入光源的时序值和光通量，并设定一个光通量下对应多个时序值的关系；
光源开启子模块，负责按照信号控制模块的控制，开启光源，并根据测定对象及项目选择对应的光通量，再选择对应光通量下的时序值；
光源输出子模块，负责按照光源开启子模块的光通量和时序值调整光源，对测定对象进行照射；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例光源模式输入子模块负责输入光源的时序值和光通量，并设定一个光通量下对应多个时序值的关系；光源开启子模块负责按照信号控制模块的控制，开启光源，并根据测定对象及项目选择对应的光通量，再选择对应光通量下的时序值；光源输出子模块负责按照光源开启子模块的光通量和时序值调整光源，对测定对象进行照射；上述方案预设设定一个光通量下对应多个时序值，将光通量设定为优选项，然后再设定不同的时序值，实现不同光照时间的光通量设定，有助于提高人体组织血液氧的测量精度，同时给予操作人员良好的操作感受，让操作更加的人性化。
实施例3
如图3所示，在实施例1的基础上，本发明实施例提供的光吸收反馈模块，包括：
第一光照强度子模块，负责计算光源控制模块输出到达被测对象皮肤的光源的光通量；
第二光照强度子模块，负责计算经过皮肤组织反射后的光通量；
第一模拟信号子模块，负责采集皮肤反射前和反射后的光通量得到光衰减的光模拟信号；
第一模拟信号放大子模块，负责将第一模拟信号子模块的光模拟信号进行放大处理，增大光模拟信号的输出功率，得到放大后的光模拟信号；
第一模数转换子模块，负责将放大后的光模拟信号转换为数字信号，发送至信号控制模块进行计算，得到人体组织血液氧含量相关参数；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例第一光照强度子模块负责计算光源控制模块输出到达被测对象皮肤的光源的光通量；第二光照强度子模块负责计算经过皮肤组织反射后的光通量；第一模拟信号子模块负责采集皮肤反射前和反射后的光通量得到光衰减的光模拟信号；第一模拟信号放大子模块负责将第一模拟信号子模块的光模拟信号进行放大处理，得到放大后的光模拟信号；第一模数转换子模块负责将放大后的光模拟信号转换为数字信号，发送至信号控制模块进行计算，得到人体组织血液氧含量相关参数；上述方案通过对光衰减签后的光通量进行计算，通过光电感应器得到光模拟信号，很好的利用了光线透过皮肤组织然后再反射到光敏传感器时，光照会有一定的衰减的基本原理，通过光线也不会对人体产生损害，即获取了数据又保护了人体，为得到人体组织血液氧含量相关参数提供了可靠的原始数据，通过放大及模数转换实现了信号控制模块的数字信号的处理，使得系统更加的人性化和智能化，提升了系统的数据处理能力和速度。
实施例4
如图4所示，在实施例3的基础上，本发明实施例提供的第一模数转换子模块，包括：
信号校准单元，负责获取与放大后的光模拟信号具有时间延迟的光模拟信号，进行延迟误差校准，得到校准后的光模拟信号；
放大后的光模拟信号的序列D的表达式为：
D＝f[d(t0)，d(t1)，…，d(tm)，d(tm+1)]
式中，f表示放大后的光模拟信号的频率，d(t0)表示放大后的光模拟信号的时间延迟t0的采样信号，d(t1)表示放大后的光模拟信号的时间延迟t1的采样信号，d(tm)表示放大后的光模拟信号的时间延迟tm的采样信号，d(tm+1)表示放大后的光模拟信号的时间延迟tm+1的采样信号，m表示时间延迟下的采样次数；
将放大后的光模拟信号的序列分解成以下通道子序列，则有：
Figure BDA0004069697950000101
式中，D0表示d(t0)、d(tM)和d(t2M)以1/MT的采样率进行等间隔采样的子序列，M表示序列分解下的采样次数，T表示采样间隔的周期；D1表示d(t1)、d(tM+1)和d(t2M+1)以1/MT的采样率进行等间隔采样的子序列，Dm表示d(tm)、d(tM+m)和d(t2M+m)以1/MT的采样率进行等间隔采样的子序列，DM-1表示d(tM-1)、d(t2M-1)和d(t3M-1)以1/MT的采样率进行等间隔采样的子序列，d(tM)表示对放大后的光模拟信号在时间延迟tM的采样信号，d(t2M)表示对放大后的光模拟信号在时间延迟t2M的采样信号，d(tM+1)表示对放大后的光模拟信号在时间延迟tM+1的采样信号，d(t2M+1)表示对放大后的光模拟信号在时间延迟t2M+1的采样信号，d(tM+m)表示对放大后的光模拟信号在时间延迟tM+m的采样信号，d(tM-1)表示对放大后的光模拟信号在时间延迟tM-1的采样信号，d(t2M-1)表示对放大后的光模拟信号在时间延迟t2M-1的采样信号，d(t3M-1)表示对放大后的光模拟信号在时间延迟t3M-1的采样信号；
为了实现非等间隔的延迟误差校准，加入正弦信号，则能够获取到放大后的光模拟信号的频谱G(ω)；δ表示延迟误差校准的修正值；
G(ω)＝2πδ(ω-ω0)
ω表示延迟误差校准之后的光模拟信号的角频率，ω0表示延迟误差校准之前的光模拟信号的角频率；
设定K＝0，M，2M时，则获取等间隔采样后d(tm)的频谱
Figure BDA0004069697950000111
Figure BDA0004069697950000112
信号采样单元，负责获取校准后的光模拟信号的相邻时刻的差值信号，并用模数转换电路对差值信号进行采样；
数字信号单元，负责采样得到的差值信号按采样顺序进行叠加，还原光模拟信号的波形，得到转换后的光数字信号，输送至信号控制模块进行计算，得到人体组织血液氧含量相关参数；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例信号校准单元负责获取与放大后的光模拟信号具有时间延迟的光模拟信号，进行延迟误差校准，得到校准后的光模拟信号；信号采样单元负责获取校准后的光模拟信号的相邻时刻的差值信号，并用模数转换电路对差值信号进行采样；数字信号单元负责采样得到的差值信号按采样顺序进行叠加，还原光模拟信号的波形，得到转换后的光数字信号，输送至信号控制模块进行计算，得到人体组织血液氧含量相关参数；上述方案通过对延迟误差校准，得到校准后的光模拟信号，实现了光模拟信号的采集精度，为得到人体组织血液氧含量相关参数提供了可靠的数据基础；采样得到的差值信号模数转换序列，按采样顺序进行叠加，还原光模拟信号的波形，得到转换后的光数字信号，实现了光模拟信号到光数字信号的转换，按采样顺序进行叠加得到了光数字信号。
实施例5
如图5所示，在实施例1的基础上，本发明实施例提供的电信号反馈模块，包括：
第二模拟信号子模块，负责采用电信号电极获取人体电信号的模拟信号；
第二模拟信号放大子模块，负责将第二模拟信号子模块的人体电信号的模拟信号进行放大处理，增大模拟信号的输出功率，得到放大后的模拟信号；
第二模数转换子模块，负责将放大后的模拟信号转换为数字信号，发送至信号控制模块进行计算，得到人体电信号的相关参数；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例第二模拟信号子模块负责采用电信号电极获取人体电信号的模拟信号；第二模拟信号放大子模块负责将第二模拟信号子模块的人体电信号的模拟信号进行放大处理，增大模拟信号的输出功率，得到放大后的模拟信号；第二模数转换子模块负责将放大后的模拟信号转换为数字信号，发送至信号控制模块进行计算，得到人体电信号的相关参数；上述方案通过电信号电极实现人体电信号的采集，与光电感应器配合得到光模拟信号，实现了人体组织血液氧与人体相关电信号的同时采集，降低了采集时的繁琐，很好的解决了现有技术无法实现同时采集的缺陷，实现了人体组织血液氧与人体相关电信号采集的一体化设计；通过放大增加了模拟信号的功率，提升了模拟信号的采集的精度；将模拟信号转换为数字信号，实现了信号控制模块对人体数字信号的识别，最终实现了人体电信号的相关参数的计算，实现了人体电信号的数字化处理，能够有效提高系统的智能化水平。
实施例6
如图6所示，在实施例1的基础上，本发明实施例提供的信号控制模块，包括：
数字信号分类子模块，负责将衰减的光数字信号分为红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量；
数字信号处理子模块，负责去除人体电信号的数字信号的工频干扰，进行重构，得到处理后的数字信号；
血液氧含量计算子模块，负责根据红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量得到比率值，根据比率值计算得到血液氧含量；
Figure BDA0004069697950000131
信号分析及识别子模块，负责对数字信号处理子模块处理后的数字信号进行分析和识别，得到人体组织的健康状态；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例数字信号分类子模块负责将衰减的光数字信号分为红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量；数字信号处理子模块负责去除人体电信号的数字信号的工频干扰，进行重构，得到处理后的数字信号；血液氧含量计算子模块负责根据红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量得到比率值，根据比率值计算得到血液氧含量；信号分析及是被子模块负责对数字信号处理子模块处理后的数字信号进行分析和识别，得到人体组织的健康状态；上述方案通过红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量计算得到比率值，通过比率值实现血液氧含量的计算，同时对人体电信号进行分析和识别得到人体组织的健康状态，实现了人体组织血液氧含量和人体电信号的同时处理和分析，实现了一体化处理，缩短了检查的时间，提高了检查的效率。
实施例7
如图7所示，在实施例1的基础上，本发明实施例提供的集成血液氧含量与电信号采集的方法，包括以下步骤：
S100：光源产生不同时序及不同强度的光，光电感应器接收皮肤组织反馈的衰减的光的模拟信号；电信号电极采集人体电信号的模拟信号；
S200：光模拟信号进行放大处理，增大光模拟信号的输出功率，得到放大后的光模拟信号；将放大后的光模拟信号转换为光数字信号；人体电信号的模拟信号进行放大处理，增大模拟信号的输出功率，得到放大后的模拟信号；将放大后的模拟信号转换为数字信号；
S300：光数字信号和数字信号发送至信号控制模块进行计算，得到人体组织血液氧含量及人体电信号的相关参数；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例首先光源产生不同时序及不同强度的光，光电感应器接收皮肤组织反馈的衰减的光的模拟信号；电信号电极采集人体电信号的模拟信号；其次光模拟信号进行放大处理，增大光模拟信号的输出功率，得到放大后的光模拟信号；将放大后的光模拟信号转换为光数字信号；人体电信号的模拟信号进行放大处理，增大模拟信号的输出功率，得到放大后的模拟信号；将放大后的模拟信号转换为数字信号；最后光数字信号和数字信号发送至信号控制模块进行计算，得到人体组织血液氧含量及人体电信号的相关参数；上述方案采用光吸收和电信号的一体化设计，实现了人体组织血液氧与人体相关电信号的同时采集，通过一个系统或设备即可实现，解决了现有技术将人体组织血液氧与人体相关电信号采集分割开来的缺陷，降低了检测的复杂度，大大提高了检测的效率；让光电感应器和电信号电极在使用时一面与人体接触，可以多次重复使用，缩短了检查的步骤。
实施例8
如图8所示，在实施例7的基础上，本发明实施例提供的数字信号发送至信号控制模块进行计算的过程，包括：
S301：将光数字信号分为红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量；去除人体电信号的数字信号的工频干扰，进行重构，得到处理后的光数字信号；
S302：根据红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量得到比率值，根据比率值计算得到血液氧含量；
S303：对处理后的光数字信号进行分析和识别，得到人体组织的健康状态；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例首先将衰减的光数字信号分为红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量；去除人体电信号的数字信号的工频干扰，进行重构，得到处理后的数字信号；其次根据红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量得到比率值，根据比率值计算得到血液氧含量；最后对数字信号处理子模块处理后的数字信号进行分析和识别，得到人体组织的健康状态；上述方案通过红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量计算得到比率值，通过比率值实现血液氧含量的计算，同时对人体电信号进行分析和识别得到人体组织的健康状态，实现了人体组织血液氧含量和人体电信号的同时处理和分析，实现了一体化处理，缩短了检查的时间，提高了检查的效率。
实施例9
如图9所示，本发明实施例提供的传感器，包括：外壳、信号控制模块、光源控制模块、光电感应器、电信号电极、放大器、模数转换器、数据接口和无线传输设备；
外壳内集成有信号控制模块、光源控制模块、光电感应器、电信号电极、放大器、模数转换器、数据接口和无线传输设备；信号控制模块与光源控制模块、电信号电极、模数转换器、数据接口和无线传输设备连接，光电感应器和电信号电极与放大器连接，放大器与模数转换器连接；数据接口和无线传输设备实现信号控制模块数字信号的输出；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例将光电传感器和电信号电极一体化设置在传感器内部，光电感应器接收皮肤组织反馈的衰减的光的模拟信号，电信号电极通过电信号电极采集人体电信号的模拟信号，解决了现有技术将光电传感器和电信号电极独立设置的缺陷，提升了人体组织血液氧含量及人体电信号检测的效率，有助于快速诊断；光源控制模块产生不同时序及不同强度的光，为人体组织血液氧含量的测定提供光源，同时光源的时序和强度为对应设置，不仅提高了光源的控制精度，而且保护了人体的皮肤；放大器模拟信号进行放大处理，增大模拟信号的输出功率，得到放大后的模拟信号；模数转换器将放大后的模拟信号转换为数字信号，发送至信号控制模块进行计算；数据接口通过有线的形式实现人体组织血液氧含量及人体电信号的相关参数的输出；无线传输设备通过无线的形式实现人体组织血液氧含量及人体电信号的相关参数的输出，包含红外线、WIFI技术或ZigBee技术等；信号控制模块负责接收转换后衰减的光数字信号和人体电信号的数字信号，并计算得到人体组织血液氧含量及人体电信号的相关参数；本发明提升了整体传感器的智能化控制水平，能够更好的为人体检查服务，不仅提高了人体组织血液氧与人体相关电信号的采集效率，而且具备良好的用户体验感，让检查变得更加的舒适。本发明将光源控制模块与光电传感器进行一对多，多对多的交叉布局，在采集精度上可以进行交互修正，大大提高了采集精度。
实施例10
如图10和图11所示，在实施例9的基础上，本发明实施例提供的光源与光电感应器的布设方式，与光源控制模块连接的光源和光电感应器交叉布局，光源和光电感应器布设在一个圆上，交叉线的距离相等；在光源与光电感应器的外侧还布设有电信号电极；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例将光源与光电传感器进行一对多，多对多的教叉布局，在采集精度上可以进行交互修正，大大提高了采集精度；光电传感器与传感器的控制部分进行了一体化设计，电子器件全部在传感器里面，使用时只是光电传感器与电信号电极一面与人体接触，可以多次重复使用。
实施例11
如图12所示，在实施例10的基础上，本发明实施例提供的光源控制模块的驱动电路的连接描述如下：模拟开关U9采用SGM2005，模拟开关U9的引脚1和引脚2连接A+3.3V的一端和云母电容C13的正极，云母电容C13的负极连接AGND端，模拟开关U9的引脚3连接红光二极管的阳极和红外光二极管的阴极，模拟开关U9的引脚6连接AGND端，模拟开关U9的引脚8连接红光二极管的阳极，模拟开关U9的引脚9连接红光二极管的阴极和红外光二极管的阳极；A+3.3V的另一端连接放大器U8A的电源端和电容C20的正极，电容C20的负极连接AGND端；放大器U8A的反相输入端连接电阻R19的一端和三极管Q1的发射极，电阻R19的另一端连接AGND端，三极管Q1的基极连接电阻R15的一端，三极管Q1的集电极连接模拟开关U9引脚5和引脚7，电阻R15的另一端连接放大器U8A的输出端，放大器U8A的正向输入端连接电容C14的正极、电阻R18的一端和电阻R13的一端，电阻R18的另一端和电容C14人的负极连接AGND端，电阻R13的另一端连接电容C12的负极，电容C12的正极连接DAC V端；
电容C13为22μF/16v，电阻R15为270Ω，三极管Q1的型号为2N3904，电阻R19为22Ω，放大器U8A为SGM8622，电容C20为0.1μF，电容C14为330pF，电阻R18为10KΩ，电阻R13为10KΩ，电容C12为0.47μF；
如图13所示，本发明实施例提供的光电传感器的电路描述如下：模数转换器U5的引脚1连接A3V3电源端，模数转换器U5的引脚2和引脚3连接AGND端，模数转换器U5的引脚4连接放大器U1的输出端6，模数转换器U5的引脚5为AD SCK端，模数转换器U5的引脚7为ADSDA端，模数转换器U5的引脚8为AD CS端，放大器U1的引脚1连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接放大器U1的引脚8，放大器U1的引脚5连接AGND端，放大器U1的引脚4连接A3V-3端和电容C2的正极，电容C2的负极连接AGND端，放大器U1的同向输入端(放大器U1的引脚3)连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接发光二极管的阴极和电阻R3的一端，放大器U1的反相输入端连接电阻R2的一端和光敏二极管的阳极和电阻R3的另一端及电阻R36的一端，电阻R36的另一端连接AGND端；电阻R36为1K欧姆，电阻R3为200KΩ，电阻R2为10KΩ，电阻R4为10KΩ，电阻R1为1KΩ，放大器U1为AD620AR，电容C2为0.1μF；
如图14所示，本发明实施例提供的电信号电极的电路连接描述如下：模数转换器U7的引脚1、引脚3、引脚5、引脚7、引脚9、引脚11、引脚13和引脚15均连接REF-1的一端，模数转换器U7的引脚2连接P5-5的一端，引脚4连接P6-6的一端，模数转换器U7的引脚6连接P8-8的一端，模数转换器U7的引脚8连接P7-7的一端，模数转换器U7的引脚10连接P1-1的一端，模数转换器U7的引脚12连接P2-2的一端，模数转换器U7的引脚14连接P4-4的一端，模数转换器U7的引脚16连接P3-3的一端，模数转换器U7的引脚17连接电阻R47的一端，模数转换器U7的引脚18连接电阻R48的一端，模数转换器U7的引脚19、引脚21和引脚22均连接AVCC-2.5电源端，模数转换器U7的引脚20连接AVSS-2.5电源端，模数转换器U7的引脚23连接AVSS-2.5电源端，模数转换器U7的引脚24连接电容C69的正极和电容C70的正极，电容C69的负极和电容C70的负极连接AVSS-2.5电源端，模数转换器U7的引脚25连接AVSS-2.5电源端，模数转换器U7的引脚26连接电容C66的正极，模数转换器U7的引脚28连接电容C67的正极，模数转换器U7的引脚30连接电容C68的正极，模数转换器U7的引脚32、电容C66的负极、电容C67的负极和电容C68的负极连接AVSS-2.5电源端，模数转换器U7的引脚31连接GND端，模数转换器U7的引脚33连接GND端，模数转换器U7的引脚34连接EEG-MOSI端，模数转换器U7的引脚35连接电阻R43的一端，电阻R43的另一端连接A3V3端，模数转换器U7的引脚36连接电阻R40的一端，电阻R40的另一端连接A3V3端，模数转换器U7的引脚38连接EEG-ST端，模数转换器U7的引脚39连接点解电阻R37的一端，电阻R37的另一端连接A3V3端，模数转换器U7的引脚40为EEG-SCK端，模数转换器U7的引脚41连接电阻R361的一端，电阻R361的另一端连接GND端，模数转换器U7的引脚43为EEG-MISO端，模数转换器U7的引脚47为EEG-RD端，模数转换器U7的引脚48连接A3V3端，模数转换器U7的引脚49和引脚51连接GND端，模数转换器U7的引脚50连接A3V3端，模数转换器U7的引脚52连接电阻R25的一端，电阻R25的另一端连接AVCC-2.5端，模数转换器U7的引脚53、引脚57和引脚58连接AVSS-2.5电源端，模数转换器U7的引脚54、引脚56和引脚59连接AVCC-2.5端，模数转换器U7的引脚55连接电容C32和电容C33的正极，电容C32和电容C33连接AVCC-2.5端，引脚60连接电阻R181的一端，电阻R181的另一端连接电阻R14的一端和电阻R191的一端，电阻R14的另一端和电阻R191的另一端连接AVCC-2.5端，模数转换器U7的引脚61连接电阻R24的一端和电容C34的正极，模数转换器U7的引脚63连接电阻R24的另一端及电容C34的负极和GND端，模数转换器U7的引脚64连接AGND端；
如图15所示，P1-1的另一端与电阻R7的一端和电容C131的正极连接，电阻R7的另一端连接AGND端，电容C131的负极与运算放大器U3的输出端和反相输入端连接，运算放大器U3的同相输入端与电容C15的正极和电容R4的一端及二极管D1的阴极连接，电容C15的负极连接GD端；P2-2的另一端与电阻R10的一端和电容C18的正极连接，电阻R10的另一端连接AGND端，电容C18的负极与运算放大器U4的输出端和反相输入端连接，运算放大器U4的同相输入端与电容C19的正极和电容R9的一端及二极管D2的阴极连接，电容C19的负极连接GD端；P3-3的另一端与电阻R21的一端和电容C25的正极连接，电阻R21的另一端连接AGND端，电容C15的负极与运算放大器U5的输出端和反相输入端连接，运算放大器U5的同相输入端与电容C28的正极和电容R151的一端及二极管D3的阴极连接，电容C28的负极连接GD端；P4-4的另一端与电阻R26的一端和电容C35的正极连接，电阻R26的另一端连接AGND端，电容C35的负极与运算放大器U6的输出端和反相输入端连接，运算放大器U6的同相输入端与电容C37的正极和电容R26的一端及二极管D4的阴极连接，电容C37的负极连接GD端，运算放大器U3、运算放大器U4、运算放大器U5和运算放大器U6的电源V+端连接AVCC-2.5的负极；运算放大器U3、运算放大器U4、运算放大器U5和运算放大器U6的V-端连接AVCC-2.5的正极；P5-5、P6-6、P7-7和P8-8的另一端连接与P1-1、P2-2、P3-3和P4-4相同；
如图16所示，REF-1的另一端连接运算放大器U2A的输出端和反相输入端，运算放大器U2A的同相输入端连接二极管D9的阴极、电容C74的正极及电阻R49的一端；电阻R14、电阻R191为1MΩ，电阻R181为10KΩ，电容C34为10nF，电阻R24为390KΩ，电容C32为1μF，电容C33为1μF，电阻R25为10KΩ，电阻R36、电阻R361和电阻R37为0Ω，电阻R40为10KΩ，电阻R43为10KΩ，电阻R47为10KΩ，电阻R48为10KΩ，电容C69为0.1μF，电容C70为10μF，电容C66、电容C67和电容C68为1μF；电阻R4、电阻R9、电阻R151和电阻R23为10KΩ，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和二极管D9为BAV99，电容C15、电容C19、电容C28和电容C37为62pF，运算放大器U3、运算放大器U4、运算放大器U5和运算放大器U6为TLV2254AMFK AD8668，电容C131、电容C18、电容C25和电容C35为0.1μF，电阻R7、电阻R10、电阻R21和电阻R26为10MΩ；运算放大器U2A为SGM8622，电容C74为62pF，电阻R49为10KΩ；
本发明实施例提供的模数转换器的电路包含模数转换器U10和模数转换器U11；如图17所示，模数转换器U10的电路连接描述如下：模数转换器U10的引脚1连接DGND端，模数转换器U10的引脚2为DINA端，模数转换器U10的引脚3为SCKA端，模数转换器U10的引脚4为FSA端，模数转换器U10的引脚5连接电阻R90的一端，电阻R90的另一端连接FREA端，模数转换器U10的引脚10连接GND端，模数转换器U10的引脚11连接DGND端为AVCC5V端，模数转换器U10的引脚16连接VREF-5V，模数转换器U10的引脚17连接电阻R89的一端，电路R89的另一端连接5V电源端、电容C49的负极、电容C52的负极及模数转换器U10的引脚20，电容C49的正极和电容C52的正极连接DGND端；如图18所示，模数转换器U11的电路连接描述如下：模数转换器U11的引脚1连接DGND端，模数转换器U11的引脚2为DINB端，模数转换器U11的引脚3为SCKB端，模数转换器U11的引脚4为FSB端，模数转换器U11的引脚5连接电阻R92的一端，电阻R92的另一端连接FREB端，模数转换器U11的引脚10连接GND端，模数转换器U11的引脚11为AVCC5V端，模数转换器U11的引脚16连接VREF-5V，模数转换器U11的引脚17连接电阻R91的一端，电路R91的另一端连接5V电源端、电容C56的负极、电容C115的负极及引脚20，电容C56的正极和电容C115的正极连接DGND端；如图19所示，基准电压源芯片U12的引脚2连接9V电源端、电阻R93的一端及电容C53的正极，电容C53的负极连接GND端，基准电压源芯片U12的引脚3连接电阻R93的另一端，基准电压源芯片U12的引脚4连接GND端，基准电压源芯片U12的引脚6连接VREF-5V端、电容C118的正极、电容C50的正极及电容C51的正极，电容C118的负极、电容C50的负极及电容C51的负极连接GND端；
在附图17-附图18中，模数转换器U10和模数转换器U11为TLV5610，基准电压源芯片U12为REF195，电阻R90、电阻R92为0Ω，电阻R89和电阻R91为10KΩ，电容C49和电容C56为1μF，电容C52、电容C115、电容C118和电容C53为10μF/16V，电容C50、电容C51、电容C116和电容C117为0.1μF，电阻R93为1KΩ。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例采用光源控制模块的驱动电路、光电传感器的电路、电信号电极的电路和数转换器的电路实现了人体组织血液氧含量和人体电信号的采集、转换及输出，通过各个电路的设置实现了传感器硬件功能的实现，实现了一体化设计，解决了现有技术将光电传感器和电信号电极独立设置的缺陷，提升了人体组织血液氧含量及人体电信号检测的效率，有助于快速诊断。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种集成血液氧含量与电信号采集的系统，其特征在于，包括：
光源控制模块，在信号控制模块的控制下，负责产生不同时序及不同强度的光；
光吸收反馈模块，负责接收皮肤组织反馈的衰减的光的模拟信号；模拟信号由光电感应器采集；
电信号反馈模块，负责通过电信号电极采集人体电信号的模拟信号，人体电信号包含心电信号和脑电信号等；
信号控制模块，负责接收转换后衰减的光数字信号和人体电信号的数字信号，并计算得到人体组织血液氧含量及人体电信号的相关参数；
参数输出模块，负责通过无线或有线将相关参数传输至终端。
2.如权利要求1所述的集成血液氧含量与电信号采集的系统，其特征在于，光源控制模块，包括：
光源模式输入子模块，负责输入光源的时序值和光通量，并设定一个光通量下对应多个时序值的关系；
光源开启子模块，负责按照信号控制模块的控制，开启光源，并根据测定对象及项目选择对应的光通量，再选择对应光通量下的时序值；
光源输出子模块，负责按照光源开启子模块的光通量和时序值调整光源，对测定对象进行照射。
3.如权利要求1所述的集成血液氧含量与电信号采集的系统，其特征在于，光吸收反馈模块，包括：
第一光照强度子模块，负责计算光源控制模块输出到达被测对象皮肤的光源的光通量；
第二光照强度子模块，负责计算经过皮肤组织反射后的光通量；
第一模拟信号子模块，负责采集皮肤反射前和反射后的光通量得到光衰减的光模拟信号；
第一模拟信号放大子模块，负责将第一模拟信号子模块的光模拟信号进行放大处理，增大光模拟信号的输出功率，得到放大后的光模拟信号；
第一模数转换子模块，负责将放大后的光模拟信号转换为数字信号，发送至信号控制模块进行计算，得到人体组织血液氧含量相关参数。
4.如权利要求3所述的集成血液氧含量与电信号采集的系统，其特征在于，第一模数转换子模块，包括：
信号校准单元，负责获取与放大后的光模拟信号具有时间延迟的光模拟信号，进行延迟误差校准，得到校准后的光模拟信号；
信号采样单元，负责获取校准后的光模拟信号的相邻时刻的差值信号，并用模数转换电路对差值信号进行采样；
数字信号单元，负责采样得到的差值信号按采样顺序进行叠加，还原光模拟信号的波形，得到转换后的光数字信号，输送至信号控制模块进行计算，得到人体组织血液氧含量相关参数。
5.如权利要求1所述的集成血液氧含量与电信号采集的系统，其特征在于，电信号反馈模块，包括：
第二模拟信号子模块，负责采用电信号电极获取人体电信号的模拟信号；
第二模拟信号放大子模块，负责将第二模拟信号子模块的人体电信号的模拟信号进行放大处理，增大模拟信号的输出功率，得到放大后的模拟信号；
第二模数转换子模块，负责将放大后的模拟信号转换为数字信号，发送至信号控制模块进行计算，得到人体电信号的相关参数。
6.如权利要求1所述的集成血液氧含量与电信号采集的系统，其特征在于，信号控制模块，包括：
数字信号分类子模块，负责将衰减的光数字信号分为红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量；
数字信号处理子模块，负责去除人体电信号的数字信号的工频干扰，进行重构，得到处理后的数字信号；
血液氧含量计算子模块，负责根据红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量得到比率值，根据比率值计算得到血液氧含量；
Figure FDA0004069697940000021
信号分析及识别子模块，负责对数字信号处理子模块处理后的数字信号进行分析和识别，得到人体组织的健康状态。
7.一种集成血液氧含量与电信号采集的方法，其特征在于，包括以下步骤：
光源产生不同时序及不同强度的光，光电感应器接收皮肤组织反馈的衰减的光的模拟信号；电信号电极采集人体电信号的模拟信号；
光模拟信号进行放大处理，增大光模拟信号的输出功率，得到放大后的光模拟信号；将放大后的光模拟信号转换为光数字信号；人体电信号的模拟信号进行放大处理，增大模拟信号的输出功率，得到放大后的模拟信号；将放大后的模拟信号转换为数字信号；
光数字信号和数字信号发送至信号控制模块进行计算，得到人体组织血液氧含量及人体电信号的相关参数。
8.如权利要求7所述的集成血液氧含量与电信号采集的方法，其特征在于，数字信号发送至信号控制模块进行计算的过程，包括：
将光数字信号分为红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量；去除人体电信号的数字信号的工频干扰，进行重构，得到处理后的光数字信号；
根据红光交流透光量、红光直流透光量、红外光交流透光量和红外光直流透光量得到比率值，根据比率值计算得到血液氧含量；
对第一数字信号进行分析和识别，得到人体组织的健康状态。
9.一种传感器，其特征在于，包括：
外壳、信号控制模块、光源控制模块、光电感应器、电信号电极、放大器、模数转换器、数据接口和无线传输设备；
外壳内集成有信号控制模块、光源控制模块、光电感应器、电信号电极、放大器、模数转换器、数据接口和无线传输设备；信号控制模块与光源控制模块、电信号电极、模数转换器、数据接口和无线传输设备连接，光电感应器和电信号电极与放大器连接，放大器与模数转换器连接；数据接口和无线传输设备实现信号控制模块数字信号的输出。
10.如权利要求9所述的传感器，其特征在于，与光源控制模块连接的光源和光电感应器交叉布局，光源和光电感应器布设在一个圆上，交叉线的距离相等；
在光源与光电感应器的外侧还布设有电信号电极。
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