RU99946U1 - DEVICE FOR PHOTOPLETISMOGRAPHY - Google Patents
DEVICE FOR PHOTOPLETISMOGRAPHY Download PDFInfo
- Publication number
- RU99946U1 RU99946U1 RU2010123575/14U RU2010123575U RU99946U1 RU 99946 U1 RU99946 U1 RU 99946U1 RU 2010123575/14 U RU2010123575/14 U RU 2010123575/14U RU 2010123575 U RU2010123575 U RU 2010123575U RU 99946 U1 RU99946 U1 RU 99946U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal processing
- processing unit
- sensor
- comparator
- optoelectronic sensor
- Prior art date
Links
Abstract
Устройство для фотоплетизмографии, содержащее оптоэлектронный датчик и устройство обработки сигнала, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком силы прижима, конструктивно объединенным с оптоэлектронным датчиком и подключенным к дополнительному входу блока обработки сигнала, а также последовательно соединенными компаратором и индикатором, причем вход компаратора подключен к дополнительному выходу блока обработки сигнала. A device for photoplethysmography containing an optoelectronic sensor and a signal processing device, characterized in that it is equipped with a pressure sensor, structurally combined with an optoelectronic sensor and connected to an additional input of the signal processing unit, as well as serially connected by a comparator and indicator, and the input of the comparator is connected to an additional the output of the signal processing unit.
Description
Полезная модель относится к области медицины и ветеринарии, и может быть использована для диагностики состояния сосудистой системы человека и животных.The utility model relates to the field of medicine and veterinary medicine, and can be used to diagnose the state of the vascular system of humans and animals.
Известно устройство для фотоплетизмографии, содержащее оптоэлектронный датчик, электрически связанный с блоком обработки сигнала (патент РФ №2249430, А61В 5/0295, опубл. 10.04.2005).A device for photoplethysmography is known, comprising an optoelectronic sensor electrically connected to a signal processing unit (RF patent No. 22949430, A61B 5/0295, publ. 10.04.2005).
Недостатком известного устройства является сильное влияние на параметры фотоплетизмограммы силы прижима датчика к биологическому объекту.A disadvantage of the known device is the strong influence on the parameters of the photoplethysmogram of the pressure force of the sensor to the biological object.
Известно устройство для определения содержания билирубина в подкожных тканях и крови пациентов (патент РФ №2038037, А61В 5/00, опубл. 27.06.1995), в котором световодный блок выполнен с возможностью продольного перемещения и поворота относительно двух осей, что обеспечивает равномерный без перекосов оптический контакт между световодным блоком и кожей пациента.A device for determining the content of bilirubin in the subcutaneous tissues and blood of patients (RF patent No. 2038037, A61B 5/00, publ. 06/27/1995), in which the light guide block is made with the possibility of longitudinal movement and rotation about two axes, which ensures uniform without distortions optical contact between the light guide block and the skin of the patient.
Недостатком устройства является зависимость его показаний от усилия прижатия световодного блока к биологической ткани, поскольку возвратная пружина обеспечивает ненормируемое усилие сжатия, что снижает достоверность снимаемых данных.The disadvantage of this device is the dependence of its readings on the pressing force of the light guide block to the biological tissue, since the return spring provides a non-normalized compression force, which reduces the reliability of the recorded data.
Известно также устройство для обработки сигналов пульсовой волны, которое содержит датчик пульсовой волны и тензодатчик, электрически связанные с блоком обработки сигнала (патент РФ №2234241, А61В 5/0245, опубл. 20.08.2004).A device for processing pulse wave signals is also known, which contains a pulse wave sensor and a load cell electrically connected to the signal processing unit (RF patent No. 2234241, АВВ 5/0245, published on 08.20.2004).
Недостатком устройства является отсутствие коррекции сигнала пульсовой кривой в зависимости от усилия прижатия.The disadvantage of this device is the lack of correction of the pulse waveform signal depending on the pressing force.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является датчик с низким уровнем шума и способ регистрации энергии (патент РФ №2096985, А61В 5/02, опубл. 27.11.1997), в котором оптоэлектронный датчик, электрически связанный с блоком обработки сигнала, снабжен камерами, позволяющими устранить непосредственный контакт излучающей поверхности источника излучения и поверхности фотоприемника с биологической тканью. Камеры действуют так, чтобы стабилизировать оптическую длину пути от источника излучения к фотоприемнику путем защиты от сжатия сжимаемой части биоткани. Такое решение позволяет уменьшить влияние давления датчика на биоткань.The closest in technical essence to the proposed device is a low-noise sensor and a method of recording energy (RF patent No. 2096985, AB 5/02, publ. 11/27/1997), in which the optoelectronic sensor is electrically connected to the signal processing unit, equipped with cameras , allowing to eliminate direct contact of the radiating surface of the radiation source and the surface of the photodetector with biological tissue. The cameras operate in such a way as to stabilize the optical path length from the radiation source to the photodetector by protecting the compressible portion of the biological tissue from compression. This solution allows you to reduce the effect of pressure sensor on the biological tissue.
Недостатком датчика является влияние на параметры фотоплетизмограммы силы прижима датчика к биологическому объекту. При сравнительно малой силе прижима на форму фотоплетизмограммы сильно влияют такие факторы, как внешняя освещенность, неоднородность биологических тканей и т.п. При сравнительно большой силе прижима нарушается нормальное кровообращение в области установки датчика, и форма пульсовой кривой приобретает сглаженный вид (Палеев Н.Р., Каевицер И.М. Атлас гемодинамических исследований в клинике внутренних болезней. - М.: Медицина, 1975, стр.26), анакрота и катакрота становятся более пологими, а амплитуда в большинстве случаев снижается. В результате теряется тонкая структура пульсовой кривой. Найденные по такой фотоплетизмограмме гемодинамические показатели имеют низкую диагностическую ценность.The disadvantage of the sensor is the effect on the parameters of the photoplethysmogram of the pressure force of the sensor to the biological object. With a relatively small clamping force, factors such as ambient light, heterogeneity of biological tissues, etc., strongly influence the shape of the photoplethysmogram. With a relatively large clamping force, normal blood circulation is disturbed in the area of the sensor installation, and the shape of the pulse curve acquires a smoothed appearance (Paleev N.R., Kayevitser I.M. Atlas of hemodynamic studies in the clinic of internal diseases. - M .: Medicine, 1975, p. 26), anacrot and catacrot become more gentle, and the amplitude in most cases decreases. As a result, the fine structure of the pulse curve is lost. The hemodynamic indices found from such a photoplethysmogram have low diagnostic value.
Задача полезной модели - повышение достоверности регистрируемой пульсовой кривой за счет уменьшения влияния мешающих факторов.The objective of the utility model is to increase the reliability of the recorded pulse curve by reducing the influence of interfering factors.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для фотоплетизмографии, содержащее оптоэлектронный датчик и устройство обработки сигнала, снабжено датчиком силы прижима, конструктивно объединенным с оптоэлектронным датчиком и подключенным к дополнительному входу блока обработки сигнала, а также последовательно соединенными компаратором и индикатором, причем вход компаратора подключен к дополнительному выходу блока обработки сигнала.This object is achieved in that the device for photoplethysmography, containing an optoelectronic sensor and a signal processing device, is equipped with a pressure sensor structurally integrated with an optoelectronic sensor and connected to an additional input of the signal processing unit, as well as with a comparator and an indicator connected in series, the comparator input being connected to additional output of the signal processing unit.
На фигуре 1 показана структурная схема устройства для фотоплетизмографии. Схема содержит оптоэлектронный датчик 1 (устанавливается на биологический объект), датчик силы прижима 2, блок обработки сигнала 3, компаратор 4, индикатор 5 и регистратор 6.The figure 1 shows a structural diagram of a device for photoplethysmography. The circuit contains an optoelectronic sensor 1 (mounted on a biological object), a pressure sensor 2, a signal processing unit 3, a comparator 4, an indicator 5, and a recorder 6.
Датчик силы прижима 2 конструктивно объединен с оптоэлектронным датчиком 1, причем оптоэлектронный датчик 1 электрически связан с блоком обработки сигнала 3, а датчик силы прижима 2 подключен к дополнительному входу блока обработки сигнала 3. Выход блока обработки сигнала 3 подключен к регистратору 6. Кроме того, компаратор 4 и индикатор 5 соединены последовательно, а вход компаратора 4 подключен к дополнительному выходу блока обработки сигнала 3.The pressure sensor 2 is structurally combined with the optoelectronic sensor 1, wherein the optoelectronic sensor 1 is electrically connected to the signal processing unit 3, and the pressure sensor 2 is connected to an additional input of the signal processing unit 3. The output of the signal processing unit 3 is connected to the recorder 6. In addition, the comparator 4 and the indicator 5 are connected in series, and the input of the comparator 4 is connected to the additional output of the signal processing unit 3.
Устройство работает следующим образом. Оптоэлектронный датчик 1 вырабатывает электрический сигнал, параметры которого зависят от кровенаполнения тканей биологического объекта. Эти параметры определяют пульсовую кривую, которая формируется в блоке обработки сигнала 3 и запоминается регистратором 6. Блок обработки сигнала 3 имеет дополнительный вход, на который поступает выходной сигнал с датчика силы прижима 2. Этот сигнал изменяет режим работы блока обработки сигнала 3 так, чтобы скомпенсировать влияние изменения силы прижима. Наиболее простой способ компенсации - это изменение коэффициента передачи блока обработки сигнала.The device operates as follows. The optoelectronic sensor 1 generates an electrical signal, the parameters of which depend on the blood supply to the tissues of the biological object. These parameters determine the pulse curve, which is generated in the signal processing unit 3 and stored by the recorder 6. The signal processing unit 3 has an additional input, which receives the output signal from the pressure sensor 2. This signal changes the operating mode of the signal processing unit 3 so as to compensate the effect of a change in clamping force. The easiest way to compensate is to change the gain of the signal processing unit.
Следует отметить, что эффективная компенсация возможна только в определенном диапазоне сил прижима. При очень малых или, наоборот, очень больших величинах силы прижима, пульсовая кривая может искажаться недопустимым образом. Для исключения этого явления в блоке обработки сигнала 3 предусмотрен дополнительный выход, к которому подключаются двухуровневый компаратор 4 и индикатор 5. Индикатор 5 может быть световым или звуковым, он сигнализирует оператору о недопустимо большой или недопустимо малой силе прижима.It should be noted that effective compensation is possible only in a certain range of clamping forces. At very small or, conversely, very large values of the clamping force, the pulse curve may be distorted in an unacceptable way. To eliminate this phenomenon, an additional output is provided in the signal processing unit 3, to which a two-level comparator 4 and indicator 5 are connected. Indicator 5 can be light or sound, it signals the operator about an unacceptably large or unacceptably low clamping force.
Использование датчика силы прижима позволяет снизить влияние силы прижима на форму пульсовой кривой. Это в свою очередь повышает достоверность диагностики сосудистой системы биологического объекта.The use of a pressure sensor allows you to reduce the influence of the pressure on the shape of the pulse curve. This in turn increases the reliability of the diagnosis of the vascular system of a biological object.
Сигнализация о неприемлемых значениях силы прижима, в частности сигнализация о недопустимо малых значениях силы прижима, позволяет значительно уменьшить влияние артефактов движения, связанных с перемещением оптоэлектронного датчика относительно биологического объекта и, следовательно, изменении эквивалентной длины оптического канала оптоэлектронного датчика.The signaling about unacceptable values of the clamping force, in particular, the alarm about unacceptably small values of the clamping force, can significantly reduce the effect of motion artifacts associated with the movement of the optoelectronic sensor relative to the biological object and, therefore, changing the equivalent length of the optical channel of the optoelectronic sensor.
Сигнализация о недопустимо больших силах прижима позволяет избежать искажений формы пульсовой кривой, обусловленных нарушением нормального кровообращения в области установки оптоэлектронного датчика.The alarm about unacceptably high pressure forces allows you to avoid distortions in the shape of the pulse curve due to a violation of normal blood circulation in the area of installation of the optoelectronic sensor.
Работоспособность предложенного устройства для фотоплетизмографии была проверена на экспериментальном макете. В качестве датчика силы прижима использовался датчик MPX5050D фирмы Freescale Semiconductor. В качестве корректирующего элемента блока обработки сигнала использовался аналоговый перемножитель 525ПС2.The performance of the proposed device for photoplethysmography was tested on an experimental layout. As a force sensor, the MPX5050D from Freescale Semiconductor was used. An analog multiplier 525PS2 was used as a correction element of the signal processing unit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010123575/14U RU99946U1 (en) | 2010-06-09 | 2010-06-09 | DEVICE FOR PHOTOPLETISMOGRAPHY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010123575/14U RU99946U1 (en) | 2010-06-09 | 2010-06-09 | DEVICE FOR PHOTOPLETISMOGRAPHY |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99946U1 true RU99946U1 (en) | 2010-12-10 |
Family
ID=46306644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010123575/14U RU99946U1 (en) | 2010-06-09 | 2010-06-09 | DEVICE FOR PHOTOPLETISMOGRAPHY |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU99946U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2567266C2 (en) * | 2009-12-21 | 2015-11-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Method and device for processing photoplethysmographic signals |
| RU2653834C2 (en) * | 2014-06-30 | 2018-05-14 | Конинклейке Филипс Н.В. | Photoplethysmography sensor apparatus and method |
| RU2680190C1 (en) * | 2015-09-28 | 2019-02-18 | Конинклейке Филипс Н.В. | Sensor of indicators of vital important functions and method of measurement of indicators of vital life important functions of user |
| RU2703638C2 (en) * | 2014-10-02 | 2019-10-21 | Конинклейке Филипс Н.В. | Optical sensor of vital signs |
-
2010
- 2010-06-09 RU RU2010123575/14U patent/RU99946U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2567266C2 (en) * | 2009-12-21 | 2015-11-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Method and device for processing photoplethysmographic signals |
| RU2653834C2 (en) * | 2014-06-30 | 2018-05-14 | Конинклейке Филипс Н.В. | Photoplethysmography sensor apparatus and method |
| RU2703638C2 (en) * | 2014-10-02 | 2019-10-21 | Конинклейке Филипс Н.В. | Optical sensor of vital signs |
| RU2703638C9 (en) * | 2014-10-02 | 2019-11-25 | Конинклейке Филипс Н.В. | Optical sensor of vital signs |
| US10799128B2 (en) | 2014-10-02 | 2020-10-13 | Koninklijke Philips N.V. | Optical vital signs sensor |
| RU2680190C1 (en) * | 2015-09-28 | 2019-02-18 | Конинклейке Филипс Н.В. | Sensor of indicators of vital important functions and method of measurement of indicators of vital life important functions of user |
| US10376164B2 (en) | 2015-09-28 | 2019-08-13 | Koninklijke Philips N.V. | Vital signs sensor and method of measuring vital signs of a user |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107157492B (en) | Embedded human physiological information noninvasive detection system and data processing method | |
| US9675250B2 (en) | System and method for measurement of vital signs of a human | |
| Wang et al. | Multichannel reflective PPG earpiece sensor with passive motion cancellation | |
| ES2348651T3 (en) | SENSOR FOR THE MEASUREMENT OF A VITAL PARAMETER OF A LIVING BEING. | |
| Wan et al. | Reflective type blood oxygen saturation detection system based on MAX30100 | |
| RU99946U1 (en) | DEVICE FOR PHOTOPLETISMOGRAPHY | |
| GB2409033C (en) | Extended focal region measuring apparatus and method | |
| CA2787471A1 (en) | Combined physiological sensor systems and methods | |
| Raghuram et al. | Dual-tree complex wavelet transform for motion artifact reduction of PPG signals | |
| US20120220844A1 (en) | Regional Saturation Using Photoacoustic Technique | |
| US20100081892A1 (en) | Systems and Methods for Combined Pulse Oximetry and Blood Pressure Measurement | |
| Ferreira et al. | A review of methods for non-invasive heart rate measurement on wrist | |
| CN201870641U (en) | Wrist blood oxygen instrument measuring blood oxygen saturation via tissue reflected lights | |
| Schreiner et al. | Blood oxygen level measurement with a chest-based pulse oximetry prototype system | |
| CN204618246U (en) | A kind of non-contact vein blood oxygen saturation imaging device | |
| WO2013103854A1 (en) | Systems and methods for determining physiological information using autocorrelation with gaps | |
| CN103622704A (en) | Wide-dynamic range pulse blood oxygen measurement system | |
| Theodor et al. | Implantable pulse oximetry on subcutaneous tissue | |
| Zaman et al. | Free flap pulse oximetry utilizing reflectance photoplethysmography | |
| US20130030265A1 (en) | Systems & method for determining blood component concentration | |
| Laulkar et al. | Applications of finger photoplethysmography | |
| Chan et al. | Extraction of photoplethysmographic waveform variability by lowpass filtering | |
| US20210386308A1 (en) | Sensor device to mitigate the effects of unwanted signals made in optical measurements of biological properties | |
| CN209863834U (en) | Muscle oxygenation detection equipment based on NIRS technique | |
| CN109692008A (en) | Muscle oxygen based on NIRS technology closes detection device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110610 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20140720 |
|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170610 |