CN202313352U - 脉搏血氧监测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型所涉及一种监测装置。本实用新型中的脉搏血氧监测仪包括电池、稳压器、控制电路、血氧探头、信号接收电路、信号分离电路、处理器、LCD显示屏和串口通信驱动芯片，所述的处理器为内置24位Sigma-DeltaADC的处理器ADuC7060 9，所述的血氧探头包括血氧探头发射端5和血氧探头接收端6两部分，所述的稳压器为两个，电池1分别与两个稳压器2、3连接，其中的一个稳压器2分别与控制电路4和信号分离电路8连接，另一个稳压器3分别与处理器ADuC7060以及串口通信驱动芯片11连接，血氧探头的发射端与控制电路连接，血氧探头的接收端与信号接收电路7连接，处理器ADuC7060通过其内置的I/O接口分别与控制电路、信号分离电路、串口通信驱动芯片以及LCD显示屏10连接。
Description
技术领域
本实用新型所涉及一种监测装置。
背景技术
脉搏血氧仪是一种无创的、可连续监测人体动脉血氧饱和度的医学仪器，已经广泛应用于医院、社区、诊所、家庭等场所，所以对脉搏血氧仪准确度和成本有较高的要求。
从目前的市场来看，血氧仪普遍采用的ADC精度为8~12位，分辨率较低，从而使精度的提高遭遇瓶颈；与此同时，为弥补精度，多会在模拟前端对信号进行放大、滤波等处理，这就增加了系统硬件的复杂度，且成本大大提高。
发明内容
本实用新型的目的就是提供一种无需放大、具有低系统硬件复杂度和成本的脉搏血氧监测仪。
本实用新型所述的脉搏血氧监测仪包括电池、稳压器、控制电路、血氧探头、信号接收电路、信号分离电路、处理器、LCD显示屏和串口通信驱动芯片，所述的处理器为内置24位Sigma-Delta ADC的处理器ADuC7060，所述的血氧探头包括血氧探头发射端和血氧探头接收端两部分，所述的稳压器为两个，电池分别与两个稳压器连接，其中的一个稳压器分别与控制电路和信号分离电路连接，另一个稳压器分别与处理器ADuC7060以及串口通信驱动芯片连接，血氧探头的发射端与控制电路连接，血氧探头的接收端与信号接收电路连接，处理器ADuC7060通过其内置的I/O接口分别与控制电路、信号分离电路、串口通信驱动芯片以及LCD显示屏连接。
脉搏血氧仪的原理是根据氧合血红蛋白( )、还原血红蛋白（
）在红光和红外光区域的吸收光谱特征为依据，运用Lambert Beer定律建立经验公式来计算血氧饱和度。由两束不同波长的光（660nm的红光和905的红外光）交替照射人体组织（一般为人体指甲尖），在接收端光敏原件将获取的透射光信号转换为电流信号，经接收电路将电流信号转换为电压信号后，无需放大，直接送入处理器ADC接口进行采样，进而完成数字滤波等处理，最终完成血氧饱和度的计算，并将结果在LCD上显示。
本系统采用Analog Device公司低功耗的基于ARM7TDMI内核的高性能混合信号处理器ADuC7060作为控制单元，由ADuC7060产生两个周期脉冲，通过控制电路控制血氧探头，其包含波长分别为660nm和940nm的两个发光二极管产生红光和红外光，经受测体（手指）后光敏二极管将透射光的光强度转化为电流信号，使用具有低失调电压和优异的抗噪性能的AD8606作为跨阻放大器，将接收到的电流信号转换为电压信号，以ADuC7060处理器片内集成的24位高速Sigma-Delta模数转换器（ADC）完成数据采集，根据比尔-朗伯定律（Beer-Lamber Law）推导出血氧饱和度浓度关系式，利用32位ARM7强劲的运算能力来完成数字滤波和对数据进行计算分析，计算出血氧饱和度及心率，结果由LCD显示，通过串口通信驱动芯片传到PC上位机进行波形显示、存储和进一步分析。
本实用新型由于采用了内置24位Sigma-Delta ADC的处理器ADuC7060，实现了微弱信号的采样，由此提出了一种新的解决方案，开发了一款低硬件复杂度的便携式脉搏血氧仪。在提高了采样精度的同时，也摒弃了前端复杂的模拟放大和滤波电路及辅助的外围器件，降低了系统硬件的复杂度及成本。
附图说明
图1是本实用新型的构成框图。
图2是本实用新型结构示意图。
图中：1-电池，2-稳压器，3-稳压器，4-控制电路，5-血氧探头发射端，6-血氧探头接收端，7-信号接收电路，8-信号分离电路，9-处理器ADuC7060， 10-LCD显示屏，11-串口通信驱动芯片。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
电池1与两个稳压器2、3连接，将电压分别调节至5V和2.5V，通过稳压器2将电压调节至5V后，稳压器2分别与控制电路4和信号分离8电路连接，对其供电；稳压器3将电压调节至2.5V后则分别连接处理器ADuC7060 9和串口通信驱动芯片11，对其供电。控制电路4与血氧探头发射端5连接，从而驱动血氧探头发射端周期性发光，光脉冲照射受测体后，由血氧探头接收端6将接收到的透射光信号转换为电信号，血氧探头接收端与信号接收电路7连接，由信号接收电路将电流信号转换为电压信号后与信号分离电路8连接，将信号分离为红光照射时接收的电压信号和红外光照射时接收的电压信号，然后连接处理器ADuC7060，由处理器ADuC7060内置的24位Sigma-Delta ADC分别完成两路信号的采样，进而对信号的数字滤波等处理，并进行相应的计算得出血氧饱和度和心率，最后将计算结果在LCD显示屏10上显示，同时可将接收到的数据通过串口通信驱动芯片传送至PC机保存并作进一步分析。
测量时，受测体（一般为手指尖）放置在血氧探头发射端5和血氧探头接收端6之间，由处理器ADuC7060 9周期性的输出两路脉冲信号，通过控制电路4驱动血氧探头发射端5周期性的发出红光和红外光，发出的光脉冲经过受测体衰减后，由血氧探头接收端6将透射光信号转换为电流信号，即与透射光强度成比例的电流信号，并将信号传送至信号接收电路7，由信号接收电路7将其转换为电压信号送入信号分离电路8，将信号分离为红光照射时接收的电压信号和红外光照射时接收的电压信号，分别送入处理器ADuC7060 9的采样端口进行采样，由处理器ADuC7060 9完成对信号的数字滤波等处理，并进行相应的计算得出血氧饱和度和心率，最后将计算结果在LCD显示屏10上显示，同时可将接收到的数据通过串口通信驱动芯片11传送至PC机保存并作进一步分析。
此方案对接收的电信号未经放大，经信号分离后直接送入处理器ADuC7060，由其内置的24位Sigma-Delta ADC完成采样，并在处理器ADuC7060 内部对信号完成数字滤波等处理，计算出血氧饱和度和心率并由LCD显示屏显示结果，在不降低测量精度的同时，有效地降低了前端模拟部分的复杂度。
Claims (1)
1.一种脉搏血氧监测仪，包括电池、稳压器、控制电路、血氧探头、信号接收电路、信号分离电路、处理器、LCD显示屏和串口通信驱动芯片，其特征在于所述的处理器为内置24位Sigma-Delta ADC的处理器ADuC7060（9），所述的血氧探头包括血氧探头发射端（5）和血氧探头接收端（6）两部分，所述的稳压器为两个，电池（1）分别与两个稳压器（2）、（3）连接，其中的一个稳压器（2）分别与控制电路（4）和信号分离电路（8）连接，另一个稳压器（3）分别与处理器ADuC7060（9）以及串口通信驱动芯片（11）连接，血氧探头的发射端（5）与控制电路（4）连接，血氧探头的接收端（6）与信号接收电路（7）连接，处理器ADuC7060（9）通过其内置的I/O接口分别与控制电路（4）、信号分离电路（8）、串口通信驱动芯片（11）以及LCD显示屏（10）连接。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103027691A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-10 | 深圳迪美泰数字医学技术有限公司 | 数字式生理生化参数测量装置及测量方法 |
| CN104382602A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-03-04 | 龙泉千成电子科技有限公司 | 多参数智能生理检测手套 |
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