CN212755620U - 一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置 - Google Patents

Abstract

一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置，包括探头外壳、导光柱、电路板以及封闭探头外壳的探头压板，所述导光柱包括内导光柱和外导光柱，所述外导光柱呈扇形；所述电路板设LED灯珠和颜色传感器；所述LED灯珠包括绿色LED灯珠和蓝色LED灯珠；所述蓝色LED灯珠与绿色LED灯珠设计在同一圆径上，呈II型分布，所述探头外壳分别设有扇形输出光源通孔和中心位置的圆形输入光源通孔；所述扇形输出光源通孔和中心位置的圆形输入光源通孔中间设有隔断，将输出光路与输入光路分开；本实用新型结构简单，生产成本更低，检测的精准度更高。

Description

一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置

技术领域

本实用新型涉及新生儿黄疸检测装置技术领域，具体地说是一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置。

背景技术

黄疸是红血球中的血红蛋白代谢产生的胆红素，由于人体组织的某些原因无法正常代谢，致使血液产生过量的胆红素，胆红素沉积于生物体组织，使生物体组织被染成黄色而出现的。

探头装置是经皮黄疸检测仪的核心器件，现有黄疸检测仪探头采用光纤耦合、光纤与回收光纤呈圆环形分布的设计，结构复杂、工艺繁琐，制造成本高，导致经皮黄疸仪价格昂贵；测量准确度较低。

经皮黄疸检测仪仅限于在医院等大型医疗机构使用，新生儿在家时没有检测黄疸的设备，必须到医院进行新生儿黄疸检测，增加了家庭负担和监护风险；特别地，在经济落后的农村或偏远地区，附近的小诊所没有经皮黄疸检测仪，新生儿需到城镇的大医院进行黄疸检测，路途较远，预约过程麻烦，新生儿的黄疸监护面临更大风险，使家庭承受更大负担。

因此，现有的经皮黄疸检测仪还存在技术缺陷，需进一步改善。

实用新型内容

为克服上述技术特征，本实用新型提供一种LED灯珠和颜色传感器一体成型的优化技术方案，一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置，包括探头外壳、导光柱、电路板以及封闭探头外壳的探头压板，所述导光柱包括内导光柱和外导光柱，所述外导光柱呈扇形；所述内导光柱设于左右两侧的外导光柱的中心位置；所述电路板设于探头外壳内部；所述电路板设有LED灯珠和颜色传感器；所述LED灯珠包括绿色LED灯珠和蓝色LED灯珠；所述蓝色LED灯珠与绿色LED灯珠设计在同一圆径上，呈II型分布，所述颜色传感器在圆径中心位置；所述探头外壳分别设有扇形输出光源通孔和中心位置的圆形输入光源通孔；所述扇形输出光源通孔和中心位置的圆形输入光源通孔中间设有隔断，将输出光路与输入光路分开。

优选的，所述电路板为一体化结构设计，所述电路板给LED灯珠与颜色传感器提供电路，通过数据线实现采集数据传输。

优选的，所述外导光柱设于探头外壳的扇形输出光源通孔内；所述扇形输出光源通孔为2个90度对称分布在探头外壳上；所述内导光柱设于探头外壳的中心位置的圆形输入光源通孔内。

优选的，所述探头外壳为一体结构设计，所述探头外壳上端设有顶片结构；所述顶片结构与屏幕组件接触连接微动开关，实现测量开关功能。

优选的，所述蓝色LED灯珠与绿色LED灯珠分别为两个，两个灯珠呈II型分布。

优选的，所述电路板通过电源线连接有线路连接端，所述线路连接端穿过所述探头压板与外部电源连接。

优选的，所述封闭探头外壳的探头压板与探头外壳通过压装固定。

优选的，绿色LED灯珠和蓝色LED灯珠分别对应所述外导光柱；所述颜色传感器对应内导光柱

优选的，所述探头压板和探头外壳均为塑料材质。

优选的，所述导光柱为高透光工程塑料。

本实用新型达到的有益效果：

1、扇形结构的外导光柱安装于扇形输出光源通孔，扇形输出光源通孔呈90度对称分布在探头外壳上，可确保在人体同一处皮肤检测过程中，在同一水平面，不同角度旋转时，蓝光与绿光到颜色传感器光程一致，消除了不同角度旋转时，光程变化对检测结果的影响。

2、扇形输出光源通孔和中心位置的圆形输入光源通孔中间设有隔断，扇形输出光源通孔和圆形输入光源通孔，最大限度保证LED灯辐射光强效率，可实现发射光路与回收光路的有效分开。

3、探头外壳上端设计了顶片结构，通过顶片接触屏幕组件微动开关，在测量实现开关功能。

3、颜色传感器和LED灯珠一体化设计于电路板，使生产成本大大降低；此结构简单，便于大量生产，从而降低了探头装置的生产成本，使黄疸检测仪价格降低，普通家庭有能力购买，便于新生儿在家里实时进行黄疸检测，保障了新生儿的安全和减轻了家庭负担，促进社会经济发展。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构爆炸图。

图2是本实用新型的探头外壳结构图。

1-探头外壳、11-圆形输入光源通孔、12-扇形输出光源通孔、13-顶片结构、2-导光柱、21-内导光柱、22-外导光柱、3-电路板、31-颜色传感器、32-LED灯珠、33-线路连接端、4-探头压板。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置，包括探头外壳1、导光柱2、电路板3以及封闭探头外壳1的探头压板4，导光柱2为高透光工程塑料，导光柱2采用高透光工程塑料，制造成本低，易于装配，符合大批生产制造工艺；导光柱2包括内导光柱21和外导光柱22，外导光柱22呈扇形；内导光柱21设于左右两侧的外导光柱22的中心位置；外导光柱22设于探头外壳1的扇形输出光源通孔12内；扇形输出光源通孔12为2个90度对称分布在探头外壳1上，最大限度保证LED灯辐射光强效率，可实现发射光路与回收光路的有效分开；内导光柱21设于探头外壳1的中心位置的圆形输入光源通孔11内；外导光柱22设计为扇形，采用发射光路与回收光路呈扇形结构设计，在人体同一处皮肤检测过程中，在同一水平面，不同角度旋转时，蓝光与绿光到颜色传感器31光程一致，消除了不同角度旋转时，光程变化对检测结果的影响。

电路板3设于探头外壳1内部；电路板3为一体化结构设计，易于大批量生产，减少了电子元器件差异带来的复杂标定工作；电路板3给LED灯珠32与颜色传感器31提供电路，通过数据线实现采集数据传输；电路板3通过电源线连接有线路连接端33，线路连接端33穿过所述探头压板4与外部电源连接。

电路板3设LED灯珠32和颜色传感器31；LED灯珠32包括绿色LED灯珠和蓝色LED灯珠，蓝色LED灯珠与绿色LED灯珠分别为两个，两个灯珠呈II型分布，实现双波长功能，并保证足够光源的辐照强度能够穿透皮肤真皮层，达到颜色传感器31；蓝色LED灯珠与绿色LED灯珠设计在同一圆径上，呈II型分布，在采用II排布时，灯珠间距最小，将蓝绿光程之间差值控制在最小范围；颜色传感器31在圆径中心位置；绿色LED灯珠和蓝色LED灯珠分别对应外导光柱22，绿色LED灯珠和蓝色LED灯珠发出光源通过外导光柱22发射至人体皮肤；颜色传感器31对应内导光柱，颜色传感器31通过内导光柱21回收检测到人体皮肤黄疸值的光源。

探头外壳1分别设有扇形输出光源通孔12和中心位置的圆形输入光源通孔11；扇形输出光源通孔12和中心位置的圆形输入光源通孔11中间设有隔断，将输出光路与输入光路分开，最大限度保证LED灯辐射光强效率，可实现发射光路与回收光路的有效分开。

探头外壳1为一体结构设计，探头外壳1上端设有顶片结构13；顶片结构13与屏幕组件接触连接微动开关，实现测量开关功能；封闭探头外壳1的探头压板4与探头外壳1通过压装固定；探头压板4和探头外壳1均为塑料材质。

实施例二

本实用新型的工作原理：线路连接端33与外部电源连接使探头装置接通电源，将探头外壳1的扇形输出光源通孔12和圆形输入光源通孔11接触人体皮肤，蓝色LED灯珠发出470mm的蓝色光，绿色LED灯珠发出560mm的绿色光，蓝色光和绿色光分别透过两个外导光柱22分散于人体皮肤，两个外导光柱22设于2个90度对称分布在探头外壳1上的扇形输出光源通孔12，使用户在对同一位置进行不同角度的测量时检测结构一致，光波在人体皮肤表面进行分散和吸收，吸收人体皮肤后的光波经过内导光柱21到达颜色传感器31，扇形输出光源通孔12和圆形输入光源通孔11中间隔断，使光波发出和回收时不会相互干扰，保证检测更加精准的同时检测工作高效进行，颜色传感器31将接收到的光信号转成数字信号，通过数据线传送到主机运算器中。

实施例三

光程对测量值的影响：

根据朗伯比尔定律物质吸光度A＝KCL，其中A为吸光度、K为物质摩尔吸收系数、C为物质浓度、L为光程(L_B为蓝色LED灯珠的光路，L_G为绿色LED灯珠的光路)；由于血液中胆红素在460nm～470nm波长时，有很好的吸光性，而在560波长时，基本上不吸收；另外血液中存在大量血红蛋白，550nm波长的光与与470nm波长处血红蛋白吸收值处近似，通过对两波长吸收值进行差分运算A₄₇₀-A₅₆₀得到的值去除了血红蛋白影响；因此通过以上原理可以得出以下公式：

A₄₆₀＝-K_b胆C_胆L_B--K_血C_血L_B

A₅₆₀＝-K_g胆C_胆L_G--K_血C_血L_G

K_g＝0

所以A₄₆₀-A₅₆₀＝-K_胆C_胆L_B+K_血C_血(L_G-L_B)

由以上可以得出，蓝、绿光程差对吸光度差值影响，将影响胆红素测量值，由于在同一位置，人体皮肤表面以及皮下组织在各个方向不完全相等，而且在同一位置，不同角度测量时，光程差也不相同，因此测量结果也会不一致。

如以下公式表示：

A₄₆₀-A₅₆₀＝-K_胆C_胆L_B+K_血C_血(L_G-L_B)

A^₄₆₀-A^₅₆₀＝-K_胆C_胆L^_B+K_血C_血(L^_G-L^_B)

通过以上公式可以得知只有当L_B＝L_G时，方可消除掉血红蛋白浓度对测量值的影响；且保证在皮肤的同一位置的不同方向测量值的一致性。

现有经皮黄疸测量仪技术，全部采用白光光源，通过光纤耦合组成圆环型的光源，可以取得L_B＝L_G；然后再通过滤片分光系统，分出蓝绿光，通过光电二极管读出蓝绿光的光强值，该方法光路结构复杂，制造难度大、成本高。

本实用新型采用双波长LED光源设计，外导光柱22为扇形，蓝色LED光源和绿色LED光源到颜色传感器31距离尽量相等，蓝色LED灯珠和绿色LED灯珠尽量靠近，在同一位置，不同角度测量人体皮肤时，可减少光程变化对测量值的影响。

本实用新型相对于现有设计结构更加简单，生产成本更低，可以大大降低检测仪的售价，使家庭式检测仪得到推广，婴儿在家可实时进行黄疸测量，保障了婴儿安全，减轻家庭负担；通过两个扇形输出光源通孔呈90度对称分布，以及扇形输出光源通孔和圆形输入光源通孔采用中间隔断处理，将输出光路与输入光路分开，将蓝绿光程之间差值控制在最小范围。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置，包括探头外壳、导光柱、电路板以及封闭探头外壳的探头压板，其特征在于：

所述导光柱包括内导光柱和外导光柱，所述外导光柱呈扇形；所述内导光柱设于左右两侧的外导光柱的中心位置；

所述电路板设于探头外壳内部；所述电路板设有LED灯珠和颜色传感器；所述LED灯珠包括绿色LED灯珠和蓝色LED灯珠；所述蓝色LED灯珠与绿色LED灯珠设计在同一圆径上，呈II型分布，所述颜色传感器在圆径中心位置；

所述探头外壳分别设有扇形输出光源通孔和中心位置的圆形输入光源通孔；所述扇形输出光源通孔和中心位置的圆形输入光源通孔中间设有隔断，将输出光路与输入光路分开。

2.根据权利要求1所述的一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置，其特征在于：所述电路板为一体化结构设计，所述电路板给LED灯珠与颜色传感器提供电路，通过数据线实现采集数据传输。

3.根据权利要求1所述的一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置，其特征在于：所述外导光柱设于探头外壳的扇形输出光源通孔内；所述扇形输出光源通孔为2个90度对称分布在探头外壳上；所述内导光柱设于探头外壳的中心位置的圆形输入光源通孔内。

4.根据权利要求1所述的一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置，其特征在于：所述探头外壳为一体结构设计，所述探头外壳上端设有顶片结构；所述顶片结构与屏幕组件接触连接微动开关，实现测量开关功能。

5.根据权利要求1或2所述的一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置，其特征在于：所述蓝色LED灯珠与绿色LED灯珠分别为两个，两个灯珠呈II型分布。

6.根据权利要求1或2所述的一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置，其特征在于：所述电路板通过电源线连接有线路连接端，所述线路连接端穿过所述探头压板与外部电源连接。

7.根据权利要求1所述的一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置，其特征在于：所述封闭探头外壳的探头压板与探头外壳通过压装固定。

8.根据权利要求1或2所述的一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置，其特征在于：绿色LED灯珠和蓝色LED灯珠分别对应所述外导光柱；所述颜色传感器对应内导光柱。

9.根据权利要求1所述的一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置，其特征在于：所述探头压板和探头外壳均为塑料材质。

10.根据权利要求1所述的一种新生儿经皮黄疸检测仪探头装置，其特征在于：所述导光柱为高透光工程塑料。

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