CN210121144U - 一种指环式血氧饱和度测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种指环式血氧饱和度测量仪，主要涉及医疗器械技术领域，包括：第一壳体、第二壳体和连接带；第一壳体和第二壳体分别呈弧形空心结构，第一壳体和第二壳体相对设置且在两侧分别通过连接带相连形成环状，第一壳体内部设置有血氧传感器，第二壳体内部设置有电源。本实用新型实施例提供的一种指环式血氧饱和度测量仪整体呈环状，且将用于采集信号的血氧传感器集成在第一壳体中，佩戴在用户的手指上进行无创测量，既便于用户牢固佩戴不易脱落，提高了测量的准确性和实时性，又减小了整个测量的体积，并且降低了操作的复杂度；集成设置电源还可避免在测量过程中连接电源线，方便测量和操作。

Description

一种指环式血氧饱和度测量仪

技术领域

本实用新型实施例涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种指环式血氧饱和度测量仪。

背景技术

血液在血管系统的传输过程中，因为心脏搏动而产生的容积变化和震荡现象的波形成为脉搏波，它是血氧数据分析的理论基础。通过从人体中获取准确的脉搏波，可以计算出人体血液中的血氧饱和度。

目前，血氧饱和度的测量方法主要有以下两种：电化学法和光化学法，其中光化学法又包括光吸收测量法和光反射测量法。电化学法需要进行有创采血，一般以取动脉血检测为主，然后进行电化学分析，从而取得动脉氧分压，根据取得结果计算出动脉血氧饱和度。尽管这种方法可以得到比较精确可靠的数据，但是不能进行连续测量并且会给测试者造成痛苦，目前已经很少使用。光化学法相比于电化学法的一个最明显优点就是可以无创检测，采用光化学法测量血氧饱和度的主要依据是朗伯-比尔定律(Beer-LambertLaw)，该定律在光学实验中被广泛应用。

朗伯-比尔定律(Beer-LambertLaw)阐述为：在一定波长处，光被透明介质吸收的比例与入射光的强度无关，而与吸光物质的浓度及吸收层厚度有关；它描述了光穿过吸收性质均匀的非散射介质后的衰减特性。由脉搏波的定义可以知道在血管系统的血液传输过程中，因为屯、脏搏动而产生容积变化，由此引起光程的改变，而光程的改变又会引起动脉血对光的吸收量的改变，使得血氧探头输出的信号强度随脉搏波的变化而变化，通过对信号的处理即可求得血氧饱和度。

市场上现有的血氧饱和度测量仪主要有以下几个缺点：有线的血氧饱和度测量仪测量过程中患者舒适度较差，长时间测量行动不便，医生难操作；指夹式血氧饱和度测量仪测量过程中容易脱落，穿戴、测量不稳定。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种指环式血氧饱和度测量仪，以解决现有技术中由于血氧饱和度测量仪指夹式佩戴而导致的测量过程中容易脱落的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

根据本实用新型实施例提供一种指环式血氧饱和度测量仪，包括：第一壳体、第二壳体和连接带；所述第一壳体和所述第二壳体分别呈弧形空心结构，所述第一壳体和所述第二壳体相对设置且在两侧分别通过连接带相连形成环状，所述第一壳体内部设置有血氧传感器，所述第二壳体内部设置有电源。

进一步地，所述第一壳体包括第一外壳和第一内壳，所述第一外壳和所述第一内壳可拆卸连接形成容置空腔，所述第一内壳与所述连接带的一端相连；所述第二壳体包括第二外壳和第二内壳，所述第二外壳和所述第二内壳可拆卸连接形成容置空腔，所述第二内壳和所述连接带的另一端相连。

进一步地，所述第一壳体内部设置电路主板，所述血氧传感器设置在所述电路主板上。

进一步地，所述电路主板上还设有微处理器、电源管理器件、电量检测器件和通信模块；所述微处理器分别与所述血氧传感器和所述通信模块相连，所述电源管理器件的输入端与所述电源相连，所述电源管理器件的输出端分别与所述血氧传感器和微处理器相连，所述电量检测器件与所述电源相连。

进一步地，所述第一外壳或所述第二外壳的表面设置有两个充电探针，两个充电探针与所述电源的正负极一一对应连接。

进一步地，所述第一外壳的表面设置有分别与所述电路主板相连的开关按键和指示灯，所述开关按键用于控制测量仪的启闭，所述指示灯用于指示所述测量仪的状态。

进一步地，所述第一内壳与所述血氧传感器对应的位置处设置有开口。

进一步地，还包括：走线槽；所述走线槽设置在所述第一壳体和第二壳体之间的一侧，所述电路主板与所述电源之间的连接线设置在所述走线槽中。

进一步地，所述第一内壳和所述第二内壳的内表面分别贴附设置有硅胶片。

进一步地，所述连接带为弹性连接带。

本实用新型实施例具有如下优点：

本实用新型实施例提供的一种指环式血氧饱和度测量仪整体呈环状，且将用于采集信号的血氧传感器集成在第一壳体中，佩戴在用户的手指上进行无创测量，既便于用户牢固佩戴不易脱落，提高了测量的准确性和实时性，又减小了整个测量的体积，并且降低了操作的复杂度；集成设置电源还可避免在测量过程中连接电源线，方便测量和操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的一种指环式血氧饱和度测量仪的分解示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种指环式血氧饱和度测量仪的整体示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电路主板的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电路主板上各器件的连接示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种指环式血氧饱和度测量仪的测量流程示意图；

图中：100-测量仪；101-开关按键；102-充电探针；103-第一外壳；104-电路主板；105-第一内壳；106-连接带；107-走线槽；108-硅胶片；109-第二内壳；110-电源；111-第二外壳。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种测量仪，参考图1和图2，该测量仪100包括：第一壳体、第二壳体和连接带106；第一壳体和第二壳体分别呈弧形空心结构，第一壳体和第二壳体相对设置且在两侧分别通过连接带106相连形成环状，第一壳体内部设置有血氧传感器，第二壳体内部设置有电源110。

本实施例提供的一种测量仪100整体呈环状，可通过套在用户的手指上进行无创测量。该测量仪100整体分成两部分空心壳体，即第一壳体和第二壳体。第一壳体和第二壳体均整体呈弧形且具有容纳空腔，便于适应手指的形状，在佩戴时与手指贴合接触。第一壳体和第二壳体通过连接带106相连呈环，结构简单且便于安装。

将测量仪100分成可拆卸的第一壳体和第二壳体，可便于在第一壳体内设置血氧传感器以及在第二壳体内设置电源110。血氧传感器可在用户佩戴该测量仪100时对用户血氧饱和度相关信号进行采集测量。电源110可对整个测量仪100进行供电。电源110可为蓄电池。从而该测量仪100不需要时刻连接电源线，从而便于使用和携带。

该测量仪100整体呈环状，且将用于采集信号的血氧传感器集成在第一壳体中，佩戴在用户的手指上进行无创测量，既便于用户牢固佩戴不易脱落，提高了测量的准确性和实时性，又减小了整个测量的体积，并且降低了操作的复杂度；集成设置电源110还可避免在测量过程中连接电源线，方便测量和操作。该测量仪100还可以在测量血氧饱和度的同时测量用户心率。

在上述实施例的基础上，进一步地，第一壳体包括第一外壳103和第一内壳105，第一外壳103和第一内壳105可卡合连接，第一内壳105与连接带106的一端相连。第一壳体由第一外壳103和第一内壳105卡合连接形成。可在第一外壳103上设置凹槽，在第一内壳105上设置凸块，通过凸块与凹槽的卡合进行连接。第一外壳103和第一内壳105也可通过螺栓或卡扣结构等进行可拆卸连接，具体不做限定。第一外壳103位于测量仪100的外侧，第一内壳105位于测量仪100的内侧。即第一内壳105是第一壳体中靠近第二壳体的部分。

第二壳体包括第二外壳111和第二内壳109，第二外壳111和第二内壳109可卡合连接，第二内壳109和连接带106的另一端相连。第二壳体由第二外壳111和第二内壳109卡合连接形成。可在第二外壳111上设置凹槽，在第二内壳109上设置凸块，通过凸块与凹槽的卡合进行连接。第二外壳111和第二内壳109也可通过螺栓或卡扣结构等进行可拆卸连接，具体不做限定。第二外壳111位于测量仪100的外侧，第二内壳109位于测量仪100的内侧。即第二内壳109是第二壳体中靠近第一壳体的部分。

在上述实施例的基础上，进一步地，连接带106为弹性连接带。连接带106的一端可与第一内壳105相连，另一端可与第二内壳109相连。进而将第一壳体和第二壳体连接起来形成环状。弹性连接带与第一内壳105和第二内壳109可通过螺栓进行可拆卸连接，也可在第一内壳105和第二内壳109上设置挂钩与连接带106相连，具体不做限定。

设置连接带106为弹性连接带，由用户佩戴在手指上，环状测量仪100的弹性连接带106在穿在手指上的弹力是一定的，能够有效屏蔽环境光，且保证手指和指环式测量仪100是一体的，能够防止测量过程中脱落，更加稳定地采集到手指脉搏信号；易于用户使用，提高用户体验度。且弹性连接带使得测量仪100的环状大小可调，便于与不同用户的手指保持紧密贴合。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图3，第一壳体内部设置电路主板104，血氧传感器设置在电路主板104上。第一外壳103和第一内壳105卡合形成容置空间。可在该容置空间内部设置电路主板104。电路主板104上可集成设置该测量仪100所需的相关器件。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图3和图4，电路主板104上还设置有微处理器、电源管理器件、电量检测器件和通信模块。微处理器分别与血氧传感器和通信模块相连。电源管理器件的输入端与电源110相连，电源管理器件的输出端分别与血氧传感器和微处理器相连。电量检测器件与电源110相连。

血氧传感器将检测到的信号发送给微处理器进行初步处理。微处理器将初步处理后的信号通过通信模块发送给终端。用户可在终端通过进一步处理查看检测结果。通信模块可为蓝牙模块等。电源管理器件用于将电源的电压转化为微处理器和血氧传感器所使用的电压，以使得电源顺利对微处理器和血氧传感器进行供电。

电源110可为锂电池。锂电池采用小尺寸的70mah、带输出保护的可充电锂电池。锂电池分别与电路主板104上的电源管理器件和电量检测器件连接。电源管理器件从锂电池获取输入电压；使用电源芯片RT9169-33的输出电压给微处理器供电；使用芯片XC6206P182MR来转换电源芯片RT9169-33的输出电压，给血氧传感器max30102供电。电量检测器件采用电阻分压电路；在检测锂电池的剩余电压位于3.6v到4.2v之间时，才使能电源管理器件的管脚，开始给测量仪100上电。

在上述实施例的基础上，进一步地，第一外壳103或第二外壳111的表面设置有两个充电探针102，两个充电探针102与电源110的正负极一一对应相连。该测量仪100设置充电探针102用于对电源110进行充电。可采用设置有与充电探针102相匹配触点的充电底座对测量仪100进行充电。设置两个充电探针102，将测量仪100插在充电底座上，使得两个充电探针102与触点接触。两个充电探针102分别连接至电源110的正负极，进而对电源110进行充电。

设置充电探针102对电源110进行充电，在测量仪100充电时可不用拆卸取出电源110，只需将测量仪100插在充电底座上即可。可调高测量仪100充电的便利性。

在上述实施例的基础上，进一步地，第一外壳103的表面设置有分别与电路主板104相连的开关按键101和指示灯。开关按键101用于控制测量仪100的启闭。指示灯用于指示测量仪100的状态。设置开关按键101可对测量仪100进行开关机。在不需要测量时进行关机，可节省电量。

可设置若干个不同颜色的指示灯，在测量仪100处于不同状态时，通过不同的指示灯进行区分。例如，在测量仪100通过通信模块与终端建立连接时，可设置绿灯亮起。在电量不足时，可设置红灯亮起。在测量过程中可设置另一颜色的灯亮起。以提高测量仪100的整体智能化。开关按键101和指示灯分别与微处理器相连，由微处理器进行电路控制。

在上述实施例的基础上，进一步地，第一内壳105的与血氧传感器对应的位置处设置有开口。设置开口供设置于电路主板104上的血氧传感器采集用户手指的脉搏波信号。

在上述实施例的基础上，进一步地，第一内壳105和第二内壳109的内侧面分别贴附设置有硅胶片108。硅胶片108接触皮肤较舒服，可提高测量仪100使用过程中的舒适度。进一步地，在第一内壳105内侧的硅胶片108上与血氧传感器对应位置处同样设置开口。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种测量仪100还包括：走线槽107；走线槽107设置在第一壳体和第二壳体之间的一侧，电路主板104与电源110之间的连接线设置在走线槽107中。走线槽107用于设置连接电路主板104和电源110的连接线。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种测量仪100包括呈中空弧形结构的第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体通过连接带106相连形成指环状。在第一壳体内部设置电路主板104。电路主板104上设置了微处理器、血氧传感器、电源管理器件、电量检测器件、LED指示灯、开关按键101、蓝牙模块；血氧传感器、蓝牙模块分别与微处理器连接，微处理器采用LGT8F328P_SSOP20芯片，蓝牙模块采用低功耗小尺寸的DA14580蓝牙透传模块，血氧传感器可采用MAX30102。

MAX30102具有灵敏度高、功耗低、便携等优点；由两个发光二极管和两个光电二极管组成，通过控制电路使两个发光二极管循环交替导通，将两种不同波长的光通过手指产生所需的透射光，然后由光电二极管根据光电转换原理将透射光转换为微弱的交直流电流信号，再对获取的电流信号进行多步处理，从而获取血氧信号的特征值(R)，根据特征值计算出血氧饱和度(SpO2)的值。

指环状的测量仪100由第一壳体和第二壳体通过两条弹性连接带106连接形成。两条弹性连接带106分别设置于测量仪100的两侧，中间形成的空隙供用户的手指插入，弹性连接带106使得指环可以与不同用户的手指保持紧密贴合。

第一壳体由第一外壳103和第一内壳105卡合连接形成，其内腔设置用于采集脉搏波信号的电路主板104。第一外壳103的外表面设置有开机按键，可通过控制电路实现短按按键开机，长按按键关机。第一外壳103的外表面还设置有两个充电探针102，两个探针作为与充电底座接触的触点，并且分别连接至锂电池的正负极。第一内壳105的内表面上与用户手指皮肤接触的位置设置有硅胶皮，接触皮肤更舒服。第一内壳105和硅胶皮的中心位置设有开口，供设置于电路主板104上的血氧传感器采集用户手指的脉搏波信号。

第二壳体由第二外壳111和第二内壳109卡合连接形成，其内腔设置用于为电路主板104提供电源110的可充电锂电池，规格为70mah。第二内壳109的内表面上与用户手指皮肤接触的位置设置有硅胶皮，接触皮肤更舒服。测量仪100的一侧还设有走线槽107，用于连接电路主板104和锂电池。

参考图4，该测量仪100的具体测量过程为：

使用终端例如手机平板等扫描测量仪100的二维码，将终端APP与测量仪100绑定。

用户手指插入指环式血氧饱和度测量仪100；按下开关按键，测量仪100的LED指示灯蓝灯闪烁，测量仪100开机并进行初始化操作；测量仪100执行电量检测，剩余电量不足时关机或亮起红灯提醒充电；剩余电量充足则等待与终端建立蓝牙连接，测量仪100的LED指示灯绿灯闪烁。

打开终端APP，进入血氧饱和度测量页面，点击“开始测量”指令，终端与测量仪100建立蓝牙连接，测量仪100的LED指示灯绿灯常亮；终端向测量仪100发送电量检测指令和血氧测量指令，测量仪100向终端上传剩余电量值，并在终端APP界面显示；测量仪100以100hz的频率向终端上传测量数据，由终端APP实时绘制脉搏波信号波形，进一步计算并显示用户的血氧饱和度数值和心率，计算结果每秒更新一次。

点击“中断测量”指令，停止数据传输、波形绘制，结束对用户血氧值和心率的计算，系统等待新的测量指令。

点击“返回”指令，保存测量数据，退出血氧测量页面，蓝牙连接断开；系统在该状态待机60秒后自动关机。

长按开机按键3秒以上，指环式血氧饱和度测量仪100关机。

终端APP具体接收并显示测量结果的过程为：测量仪100的微处理器通过蓝牙模块将血氧传感器所检测到的经过环境光抑制等初步处理过的脉搏波信号传送到终端APP；终端APP对血氧传感器所采集到的电压信号进行进一步的运算，得出血氧饱和度和心率；将脉搏波的波形图、心率、血氧饱和度数值在终端屏幕上进行动态显示；终端APP端保存每次测量的结果，便于历史记录查看、管理及分析。

指环式血氧饱和度测量仪100与运行在终端设备内部的APP配套使用；测量仪100通过通信模块将脉搏波信号发送至终端APP，终端APP对信号进行处理获取血氧饱和度和心率；用户可以通过终端APP控制测量的启动关闭。

该测量仪100设计的信号采集模块为指环式，由用户佩戴在手指上，指环的弹性连接带106在穿在手指上的弹力是一定的，能够有效屏蔽环境光，且保证手指和指环式血氧饱和度测量仪100是一体的，能够防止测量过程中脱落，更加稳定地采集到手指脉搏信号；易于用户使用，提高用户体验度。血氧饱和度测量仪100封装了微处理器、电池、传感器等多种精密元器件，对用户的脉搏信号的提取准确可靠。

特定的上电模式，待机时，系统整个电源110断开，只有电源110模块的待机电流，工作时，采用低功耗设计，延长工作时间。

本实施例提供的指环式血氧饱和度测量仪100配套终端APP使用，用户可以通过终端控制血氧饱和度测量仪100的启动和关闭，也能够将测量结果存储在终端内，供用户查看自身血氧饱和度数据在不同时间段的变化趋势，用来反应用户健康状况；终端APP还可包括显示/查看天气和健康等功能，并显示测量主机的状态信息，包括电量、语音音量等。

为减小血氧饱和度测量仪100的体积，解决现有血氧测量仪100数据不稳定、用户体验差的问题，并实现便捷、准确地测量用户血氧饱和度；本实施例提供了一种基于光化学法的指环式血氧饱和度测量仪100，将用于采集信号的血氧传感器集成在指环中，佩戴在用户的手指上进行无创测量，既提高了测量的准确性和实时性，又减小了整个测量的体积，并且降低了操作的复杂度。

还可以在测量血氧饱和度的同时测量用户心率；并且运用无线通信技术实现了指环测量主机与终端的数据通信，将测量数据实时发送至终端，通过终端保存每一次的血氧饱和度和心率测量值，并在屏幕上动态显示；利用终端APP监测用户的心率和血氧饱和度，使用户能够方便、直观、实时地了解自己的血氧饱和度和心率大小。本发明为血氧饱和度/心率的测量、展示、记录和管理提供了完整的解决方案，提高了血氧饱和度和心率测量的便捷性；采用低功耗设计并配备大容量电池，可以连续长时间测试，便于用户健康数据的采集和监控，适用于病人临床护理、用户家庭自测。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种指环式血氧饱和度测量仪，其特征在于，包括：第一壳体、第二壳体和连接带；所述第一壳体和所述第二壳体分别呈弧形空心结构，所述第一壳体和所述第二壳体相对设置且在两侧分别通过连接带相连形成环状，所述第一壳体内部设置有血氧传感器，所述第二壳体内部设置有电源。

2.根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于，所述第一壳体包括第一外壳和第一内壳，所述第一外壳和所述第一内壳可拆卸连接形成容置空腔，所述第一内壳与所述连接带的一端相连；所述第二壳体包括第二外壳和第二内壳，所述第二外壳和所述第二内壳可拆卸连接形成容置空腔，所述第二内壳和所述连接带的另一端相连。

3.根据权利要求2所述的测量仪，其特征在于，所述第一壳体内部设置电路主板，所述血氧传感器设置在所述电路主板上。

4.根据权利要求3所述的测量仪，其特征在于，所述电路主板上还设有微处理器、电源管理器件、电量检测器件和通信模块；所述微处理器分别与所述血氧传感器和所述通信模块相连，所述电源管理器件的输入端与所述电源相连，所述电源管理器件的输出端分别与所述血氧传感器和微处理器相连，所述电量检测器件与所述电源相连。

5.根据权利要求2所述的测量仪，其特征在于，所述第一外壳或所述第二外壳的表面设置有两个充电探针，两个充电探针与所述电源的正负极一一对应连接。

6.根据权利要求3所述的测量仪，其特征在于，所述第一外壳的表面设置有分别与所述电路主板相连的开关按键和指示灯，所述开关按键用于控制测量仪的启闭，所述指示灯用于指示所述测量仪的状态。

7.根据权利要求2所述的测量仪，其特征在于，所述第一内壳与所述血氧传感器对应的位置处设置有开口。

8.根据权利要求3所述的测量仪，其特征在于，还包括：走线槽；所述走线槽设置在所述第一壳体和第二壳体之间的一侧，所述电路主板与所述电源之间的连接线设置在所述走线槽中。

9.根据权利要求2所述的测量仪，其特征在于，所述第一内壳和所述第二内壳的内表面分别贴附设置有硅胶片；所述连接带为弹性连接带。

10.根据权利要求4所述的测量仪，其特征在于，所述电量检测器件与报警装置相连，所述报警装置用于进行低电量预警；所述血氧传感器用于获取脉搏波信号；所述通信模块用于将经过微处理器初步处理过的脉搏波信号发送给终端；所述终端用于控制所述测量仪的开关及工作状态，对脉搏波信号进行进一步地处理，以获得血氧饱和度和心率并动态显示脉搏波、心率和血氧饱和度数值的波形图。

Images