CN214856726U - 一种无创型人体血红蛋白含量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无创型人体血红蛋白含量测量装置，包括以弹性部件连接并可夹持手指的上半部分和下半部分，所述上半部分具有主PCB板和连接于主PCB板的光源模块，所述下半部分具有光电探测器；所述光源模块用于发出500nm‑1000nm波长的入射光；所述光电探测器响应范围在500nm‑1000nm，用于接收所述入射光穿过手指后的光信号并将光信号转换为电信号传输至计算侧，其中所述光信号携带有血红蛋白对入射光的吸收信息。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种无创的人体血红蛋白含量测量装置。
背景技术
现有的人体血红蛋白含量检测方式，首先需护士抽取患者血液，再送到化验室，滴入分析试剂，通过机器读取化验结果；在此过程中，还需使用试剂管、棉签、分析试剂等，会产生医疗废弃物。可见目前的测量方式不仅程序复杂、等待时间长，而且产生创口、患者还会有疼痛感。
发明内容
鉴于此，本实用新型提出一种无创型人体血红蛋白含量测量装置，仅需夹持手指即可实现无创、快速的测量，以解决现有的人体血红蛋白含量检测方式所存在的程序复杂、等待时间长、产生创口和疼痛感等问题。
一种无创型人体血红蛋白含量测量装置，包括以弹性部件连接并可夹持手指的上半部分和下半部分，所述上半部分具有主PCB板和连接于主PCB板的光源模块，所述下半部分具有光电探测器；所述光源模块用于发出500nm-1000nm波长的入射光；所述光电探测器响应范围在500nm-1000nm，用于接收所述入射光穿过手指后的光信号并将光信号转换为电信号传输至计算侧，其中所述光信号携带有血红蛋白对入射光的吸收信息；所述光源模块和所述光电探测器的外围均设有透明保护片，所述光源模块和所述光电探测器外围的透明保护片的周边均设有黑色阻挡部，用于防止光线散射。
进一步地，还包括连接于所述主PCB板的测量结果提示模块，该测量结果提示模块具有接收端口，通过所述接收端口从所述计算侧接收血红蛋白含量测量结果并呈现给用户。
进一步地，所述测量结果提示模块为显示模块或语音提示模块。
进一步地，所述光源模块包括多个发出不同波长的LED灯。
进一步地，所述透明保护片和所述黑色阻挡部的材质均为硅胶。
进一步地，所述上半部分和所述下半部分在远离所述弹性部件的一端各具有一凹口，所述上半部分和所述下半部分的两个凹口位置相对，共同形成放置手指的空间。
进一步地，所述弹性部件包含两个扭簧，分别安装在所述上半部分与所述下半部分的左侧和右侧；通过扭簧的预紧力提供夹持手指的夹紧力。
进一步地，当用户施加外力作用至所述弹性部件时，所述上半部分和所述下半部分张开角度，以供放入手指。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的测量装置不需要抽取血液，不产生创口，仅需夹持手指，利用500nm-1000nm波长的入射光照射手指，然后通过光电探测器接收从手指透过的光信号，由于该光信号中包含了血红蛋白对入射光的吸收信息，基于不同物质对光的吸收不一样的原理，可以基于光信号计算出血红蛋白含量。因此，可以在本实用新型提供的测量装置这一硬件基础上，结合算法利用光电探测器输出的电信号作为原始采集信号，算出血红蛋白的含量。
附图说明
图1是本实用新型实施例的无创型人体血红蛋白含量测量装置示意图。
图2是本实用新型实施例的无创型人体血红蛋白含量测量装置的上半部分和下半部分拆解图。
图3a是本实用新型实施例的无创型人体血红蛋白含量测量装置的上半部分结构的爆炸图。
图3b是本实用新型实施例的无创型人体血红蛋白含量测量装置的下半部分结构的爆炸图。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的具体实施例提供一种无创型人体血红蛋白含量测量装置，图1为该测量装置的示意图，图2为该测量装置的上半部分和下半部分拆解图，图3a为该测量装置的上半部分结构的爆炸图，图3b为该测量装置的下半部分结构的爆炸图。
请联合参考图1、图2以及图3a、图3b，该测量装置包括以弹性部件连接并可夹持手指的上半部分1和下半部分2。上半部分1包含：上外壳体11，上扣合件12，安装在上扣合件12上的主PCB板10，连接于主PCB板且位于主PCB板上方的显示屏13，连接于主PCB板且位于主PCB板下方的光源模块14，设在光源模块14外围的上透明硅胶保护片15（用于保护光源模块不被手指触碰到），设在上透明硅胶保护片15外周的上黑色硅胶阻挡部16（用于防止光源模块14发出的光线向周围散射而影响光电探测器探测到的信号强度），以及连接于主PCB板的开关按键17。在上半部分的一系列部件安装完成后，将上外壳体11与上扣合件12扣合，显示屏13由上外壳体11露出可供用户查看显示信息，显示屏13外覆盖镜片131进行保护；上扣合件12中间镂空以保证光源模块14发出的光可向下射出，照射到放置于光源模块下方的手指。
下半部分2包含：下外壳体21，下扣合件22，安装在下扣合件上的光电探测器20，覆盖住光电探测器的下透明硅胶保护片23（用于保护光电探测器不被手指触碰到），设在下透明硅胶保护片23外周的下黑色硅胶阻挡部24（用于防止透过手指的光向周围散射而影响光电探测器探测到的信号强度），以及电池25。在下半部分的一系列部件安装完成后，将下外壳体21与下扣合件22扣合，下扣合件22中间镂空以保证透过手指的光可被光电探测器20所接收。
应当理解的是，上透明硅胶保护片15和下透明硅胶保护片23之所以采用硅胶材质，是保护手指，提高用户使用的舒适度。
光源模块14包含多个发出不同波长的LED灯，比如4-8个LED灯，它们发出的光波长在500nm-1000nm之间；光电探测器20的响应范围在500nm-1000nm，每个LED灯以预设的频率点亮而发出入射光，在LED点亮时光电探测器20探测到所述入射光穿过手指后的光信号，同时光电探测器将光信号转换为电信号传输至计算侧，作为计算血红蛋白含量的原始数据。由于不同物质对光的吸收不同，在可见光以及近红外波段，血液中的主要吸收成分是血红蛋白和水，其中550nm和800nm的光含氧和不含氧血红蛋白吸收系数很接近，可以消除血氧饱和度的影响。900nm-1000nm处水的吸收较高，并且与血红蛋白吸收变化的趋势相反，测量结果的稳定性较好。因此选择500nm-1000nm之间的入射光（含红外光、近红外和可见光）照射手指，经过手指透视后的光信号中携带有血红蛋白对入射光的吸收信息，根据该吸收信息可计算血红蛋白含量。需要说明的是，所述计算侧不在本实用新型的保护范围内，在计算侧可以利用算法来处理光电探测器所输出的信号，计算出人体血红蛋白含量。即，本实用新型仅为无创、快速测量血红蛋白含量提供硬件基础，尤其是采集包含人体血红蛋白含量有关信息的信号。
在一些实施例中，也可以不需要显示模块，改用语音提示模块，通过语音播报方式向用户呈现测量结果。同样地，语音提示模块从计算侧接收测量结果并转换成语音信号，进行播放。
在一些实施例中，可以通过主PCB板发射信号控制MOS开关，以脉冲的形式控制LED的发光频率，每个LED灯的发光频率大于人最大心率的2倍，优选是大于4倍。假设有5个LED（LED1，LED2，LED3，LED4，LED5），根据奈奎斯特采样定律，每个LED灯亮的频率要大于人的最大心率的2倍，实际应用过程中起码要大于4倍，假设人类心率最大为3.67Hz（220次/分钟），那么LED1第一次亮到下一次亮的间隔时间要小于68ms（3.67Hz*4=14.68Hz），LED2到LED5也是如此。光电探测器只在5个LED分别亮时采集信号，灯灭时光电探测器不采集信号。
请参考图2，所述弹性部件3包含两个扭簧即第一扭簧31和第二扭簧32，分别通过第一转动销41、第二转动销42安装在上半部分与下半部分的左侧和右侧，通过扭簧的预紧力提供上半部分和下半部分共同夹持手指的夹紧力。当用户施加外力作用至所述弹性部件比如按压上半部分和下半部分的操作部A时，在远离操作部的一端，所述上半部分和所述下半部分张开一定的角度角度，以供放入手指。为了便于手指的放入，上半部分和下半部分在远离所述弹性部件的一端（即远离操作部A的一端）各具有一凹口，所述上半部分和所述下半部分的两个凹口位置相对，共同形成放置手指的空间。
使用时，当在用户的操作下使得上半部分和下半部分张开角度时，手指（大概是指甲盖的部位）放到凹口位置，此时用户可撤去外力，上半部分和下半部分在弹性部件的回弹力作用下紧紧夹住手指。通过主PCB板控制光源模块发出波长在500nm-1000nm的光，入射光透过手指到达光电探测器，即采集到包含血红蛋白含量信息的原始数据，为计算人体血红蛋白含量提供数据基础，以及，为人体血红蛋白含量测量提供硬件基础。与现有的血红蛋白含量检测方式相比，本实用新型为无创、快速、环保检测血红蛋白含量提供了简便、可靠的硬件基础和原始数据。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种无创型人体血红蛋白含量测量装置，其特征在于：包括以弹性部件连接并可夹持手指的上半部分和下半部分，所述上半部分具有主PCB板和连接于主PCB板的光源模块，所述下半部分具有光电探测器；
所述光源模块用于发出500nm-1000nm波长的入射光；所述光电探测器响应范围在500nm-1000nm，用于接收所述入射光穿过手指后的光信号并将光信号转换为电信号传输至计算侧，其中所述光信号携带有血红蛋白对入射光的吸收信息；所述光源模块和所述光电探测器的外围均设有透明保护片，所述光源模块和所述光电探测器外围的透明保护片的周边均设有黑色阻挡部，用于防止光线散射。
2.如权利要求1所述的无创型人体血红蛋白含量测量装置，其特征在于：还包括连接于主PCB板的测量结果提示模块，该测量结果提示模块具有接收端口，通过所述接收端口从所述计算侧接收血红蛋白含量测量结果并呈现给用户。
3.如权利要求2所述的无创型人体血红蛋白含量测量装置，其特征在于：所述测量结果提示模块为显示模块或语音提示模块。
4.如权利要求1所述的无创型人体血红蛋白含量测量装置，其特征在于：所述光源模块包括多个发出不同波长的LED灯。
5.如权利要求1所述的无创型人体血红蛋白含量测量装置，其特征在于：所述透明保护片和所述黑色阻挡部的材质均为硅胶。
6.如权利要求1所述的无创型人体血红蛋白含量测量装置，其特征在于：所述上半部分和所述下半部分在远离所述弹性部件的一端各具有一凹口，所述上半部分和所述下半部分的两个凹口位置相对，共同形成放置手指的空间。
7.如权利要求1所述的无创型人体血红蛋白含量测量装置，其特征在于：所述弹性部件包含两个扭簧，分别安装在所述上半部分与所述下半部分的左侧和右侧；通过扭簧的预紧力提供夹持手指的夹紧力。
8.如权利要求7所述的无创型人体血红蛋白含量测量装置，其特征在于：当用户施加外力作用至所述弹性部件时，所述上半部分和所述下半部分张开角度，以供放入手指。
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