CN207627313U - 一种血管脉动模拟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种血管脉动模拟器，所述血管脉动模拟器包括：容器、模拟血液、增压器、液体管道、脉动源和模拟毛细血管；其中，模拟血液储存在容器中，并通过液体管道在容器和模拟毛细血管之间循环输送；增压器设置在容器或者液体管道上，用来增加模拟血液向模拟毛细血管输送的压力；脉动源设置在增压器和模拟毛细血管之间，用来控制模拟血液向模拟毛细血管输送的频率。本实用新型实施例提出的血管脉动模拟器具有准确高效的特点，能够克服现有技术中校准方式随机性大、操作复杂的问题，主要用于校准光电法心率测量仪。

Description

一种血管脉动模拟器

技术领域

本实用新型属于设备校准领域，具体涉及一种血管脉动模拟器，主要用于校准光电法心率测量仪。

背景技术

在生产带有心率测量功能的设备时，需要在工厂生产时对该设备测得的心率进行校准，以符合带心率测量设备的出厂规定，确保消费者使用该设备进行心率测量时，心率测量结果准确，测量误差处于特定范围内。

在心率测量设备生产过程中的测量校准，一般是用人体来校准，这种校准方式存在很大的随机性，当人体心率发生波动时，根据测得的结果，无法判断是心率测量设备本身的问题，还是人体正常的心率波动。另外，这种校准方式操作复杂，并且对用来校准的人体来说，长此下去，可能会造成一定的伤害。

实用新型内容

为了解决上述心率测量设备校准方式随机性大、操作复杂的技术问题，本实用新型实施例提出了一种血管脉动模拟器。

一种血管脉动模拟器，所述血管脉动模拟器包括：容器、模拟血液、增压器、液体管道、脉动源和模拟毛细血管；

其中，模拟血液储存在容器中，并通过液体管道在容器和模拟毛细血管之间循环输送；

增压器设置在容器或者液体管道上，用来增加模拟血液向模拟毛细血管输送的压力；

脉动源设置在增压器和模拟毛细血管之间，用来控制模拟血液向模拟毛细血管输送的频率。

进一步地，液体管道包括送入段液体管道和回收段液体管道，送入段液体管道的一端连接容器的输出口，另一端连接模拟毛细血管的入口；回收段液体管道的一端连接模拟毛细血管的出口，另一端连接容器的回收口。

进一步地，所述增压器和脉动源依次设置在从容器到模拟毛细血管的送入段液体管道上。

进一步地，所述脉动源包括开关和控制器，开关在控制器的控制下进行开合。

进一步地，该血管脉动模拟器还包括一个显示器，显示器与控制器连接，用于显示脉动源的开关的开合次数和/或频率。

进一步地，脉动源的控制器与增压器连接，控制增压器工作。

进一步地，控制器采用高频开关控制器。

进一步地，模拟毛细血管内部在其入口和出口之间布满了仿真人体毛细血管。

本实用新型实施例的有益效果：本实用新型实施例提出的血管脉动模拟器具有准确高效的特点，能够克服现有技术中校准方式随机性大、操作复杂的问题，主要用于校准光电法心率测量仪。

附图说明

图1是本实用新型实施例提出的血管脉动模拟器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提出的模拟毛细血管的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提出的血管脉动模拟器检测光电法心率测量仪的示意图；

图4是本实用新型实施例提出的光电法心率测量仪的波长测试结果示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例。

本实用新型实施例提出的血管脉动模拟器，如图1所示，包括：容器11、模拟血液12、增压器13、液体管道14、脉动源15和模拟毛细血管16。

模拟血液12储存在容器11中，用来模拟人体血液，其中可以通过配置模拟血液12的浓度来模拟人体毛细血管中血液的浓度，特别是可以模拟特殊的人体血液的浓度。该模拟液体12可以采用红墨水、过期血液包等具有较好的吸收光特性的液体。

液体管道14包括送入段液体管道141和回收段液体管道142，送入段液体管道141的一端连接容器11的输出口111，另一端连接模拟毛细血管16的入口161；回收段液体管道142的一端连接模拟毛细血管16的出口162，另一端连接容器11的回收口112。通过液体管道14在容器11和模拟毛细血管之间循环输送模拟血液12。

增压器13设置在容器11或送入段液体管道141上，用来增加送入段液体管道141中模拟血液12在输送过程中的压力，保证模拟血液12能够在血管脉动模拟器中循环流动。

脉动源15包括开关151和控制器152，开关151设置在送入段液体管道141上，并位于增压器13和模拟毛细血管16之间，开关151在控制器152的控制下进行开合操作。所述开关151可以为阀门。

控制器152可以使用高频开关控制器。

控制器152还可与一显示器(未示出)连接，显示器用于显示开关151的开合次数和/或频率。

为了沿一个方向循环输送模拟血液12，可以在液体管道14上和/或液体管道14与其他部件的接口处设置单向阀(未图示)，该单向阀例如可以设置在容器11的回收口112和/或输出口111，也可以设置在开关151处，也可以设置在模拟毛细血管的入口161和/或出口162。图1给出了沿逆时针方向循环输送模拟血液12的示例。

脉动源15的控制器152还可以与增压器13连接，控制增压器13工作。

模拟毛细血管16内部在其入口161和出口162之间布满了细小的仿真人体毛细血管163，如图2所示。

工作前，模拟血液12的浓度按照人体毛细血管中血液的浓度配置好后，装入容器11，此时液体管道14中可以充入模拟血液12，也可以不充入模拟血液12，但应保证在工作前模拟血液12不进入模拟毛细血管16内部，例如，将开关151闭合，以防止模拟血液12从送入段液体管道141流入模拟毛细血管16内部；在模拟毛细血管16的出口162处设置单向阀或者在容器11的回收口112处设置单向阀，以防止模拟血液12从回收段液体管道142倒流入模拟毛细血管16内部。密封血管脉动模拟器的各个接口处，以使得模拟血液12能够在液体管道14内正常循环流通，不会泄漏。

工作时，增压器13向容器11或送入段液体管道141施加压力，容器11或送入段液体管道141中的模拟血液12被加压，输送到开关151，控制器152控制开关151的开合频率，当开关151打开时，模拟血液12被送入到模拟毛细血管16的入口161，并在压力作用下，进入模拟毛细血管16内部的仿真人体毛细血管163，然后开关151闭合。优选地，增压器13施加的压力能够保证一次泵送的模拟血液量能够充满模拟毛细血管16的仿真人体毛细血管163，有助于提高校准的准确性。在惯性作用下，进入仿真人体毛细血管163的模拟血液12会从模拟毛细血管16的出口161流出，进入回收段液体管道142，再经容器11的回收口112回到容器11中，等待下一次泵送操作。

本实用新型实施例通过模拟血液12在模拟毛细血管16中定期充满，定期放空，来模拟人体的心率。当然，本领域技术人员知晓，也可以通过模拟毛细血管16中充入模拟血液量的变化，而不仅仅是充满和放空，来模拟人体的心率。

本实用新型实施例提出的血管脉动模拟器主要是用来校准利用发光原理测试心率的设备，例如光电法心率测量仪。光电法心率测量仪是利用光电透射测量法进行测试，光电法心率测量仪中的传感器在与皮肤接触时会发出一束光照射在皮肤上，通过测量皮肤反射或透射的光，根据朗伯-比尔(Lamber-Beer)定律来测量心率；朗伯-比尔(Lamber-Beer)定律指出，物质在一定波长处的吸光度和它的浓度成正比；由于血液对特定波长的光有吸收作用，每次心脏泵血时，该特定波长的光都会被大量吸收，因此可以通过测量该特定波长的光的吸收情况来测量心率。

本实用新型实施例提出的血管脉动模拟器通过脉动源15模拟心脏泵血，并且通过模拟血液12通过模拟毛细血管16中的频率模拟人体的心率。模拟血液12充满模拟毛细血管16时，模拟毛细血管16中模拟血液12的液体浓度最大；放空时，模拟毛细血管16中模拟血液12的液体浓度最小。使用光电法心率测量仪对模拟毛细血管16进行测试，由于光电法心率测量仪发出的光通过模拟血液后，会被模拟血液吸收一定的光亮度，因此在光返回的时候，光的波长会有变化，根据该波长变化获得测试的心率，通过比较该测试的心率和模拟的心率，如果两者的误差超过误差范围，例如3％，即可判断该光电法心率测量仪不合格。

采用本实用新型实施例提出的血管脉动模拟器对光电法心率测量仪进行合格判断的工作过程具体为：

设定控制器152控制开关151开合的频率为F，使得模拟毛细血管16模拟的心率F1为F；

模拟血液12经过增压器13获得加压，加压后的模拟血液12经过开关151后，以频率F送入模拟毛细血管16；模拟液体12经过模拟毛细血管16后，循环回到容器11中；如此往复循环；

将待测试验证的光电法心率测量仪放置在模拟毛细血管16的下方，如图3所示，待测试验证的光电法心率测量仪的心率光源D发出的测试光A经过模拟毛细血管16后，一部分光B进行折射，另一部分光C返回该待测试验证的光电法心率测量仪的心率接收器E；其中发出的测试光和返回的光会产生差值，如图4所示；通过对发出的测试光和返回的光进行运算，获得测试的心率；

将该待测试验证的光电法心率测量仪获得的测试心率和模拟心率F1进行比较，如果两者误差在3％内，则判定该待测试验证的光电法心率测量仪为合格产品；若超过3％，则判定该待测试验证的光电法心率测量仪为不合格产品。

本实用新型实施例提出的血管脉动模拟器通过模拟人体毛细血管、模拟血液通过毛细血管时候的盈亏变化，使得光电法心率测量仪发出的光在通过模拟的毛细血管后，波长会发生变化，通过波长的变化得到一个具体的心率数值，根据该数值来判断光电法心率测量仪是否合格。

本实用新型实施例提出的血管脉动模拟器是用来测试利用发光原理测试心率的设备是否合格，利用发光原理测试心率的设备例如可以是带有心率测量的智能穿戴设备、具有心率测量的医疗器械等。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种血管脉动模拟器，其特征在于，所述血管脉动模拟器包括：容器、模拟血液、增压器、液体管道、脉动源和模拟毛细血管；

其中，模拟血液储存在容器中，并通过液体管道在容器和模拟毛细血管之间循环输送；

增压器设置在容器或者液体管道上，用来增加模拟血液向模拟毛细血管输送的压力；

脉动源设置在增压器和模拟毛细血管之间，用来控制模拟血液向模拟毛细血管输送的频率。

2.根据权利要求1所述的血管脉动模拟器，其特征在于，液体管道包括送入段液体管道和回收段液体管道，送入段液体管道的一端连接容器的输出口，另一端连接模拟毛细血管的入口；回收段液体管道的一端连接模拟毛细血管的出口，另一端连接容器的回收口。

3.根据权利要求2所述的血管脉动模拟器，其特征在于，所述增压器和脉动源依次设置在从容器到模拟毛细血管的送入段液体管道上。

4.根据权利要求1所述的血管脉动模拟器，其特征在于，所述脉动源包括开关和控制器，开关在控制器的控制下进行开合。

5.根据权利要求4所述的血管脉动模拟器，其特征在于，所述血管脉动模拟器还包括一个显示器，显示器与控制器连接，用于显示脉动源的开关的开合次数和/或频率。

6.根据权利要求4所述的血管脉动模拟器，其特征在于，脉动源的控制器与增压器连接，控制增压器工作。

7.根据权利要求4所述的血管脉动模拟器，其特征在于，控制器采用高频开关控制器。

8.根据权利要求1所述的血管脉动模拟器，其特征在于，模拟毛细血管内部在其入口和出口之间布满了仿真人体毛细血管。