專利名稱：家用遠(yuǎn)程人體生理參數(shù)監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種監(jiān)測裝置，特別涉及一種能夠測量人體血氧濃度、脈率、脈搏 強度和棒圖的家用遠(yuǎn)程人體生理參數(shù)監(jiān)測儀。
二背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，生理信號的采集是信號分析和處理的首要環(huán)節(jié)，采集到的信號質(zhì)量 對后期的分析有著決定性的影響，因此信號采集精度是人們關(guān)注的焦點。在醫(yī)療機構(gòu)中， 這些數(shù)據(jù)都是由專業(yè)人員用專業(yè)儀器來采集的?，F(xiàn)在人們對健康的關(guān)注程度越來越高，高 新技術(shù)和醫(yī)療結(jié)合的產(chǎn)物一“家庭醫(yī)療工程(HHCE)”正逐步進(jìn)入人們的生活中。隨著科 技的進(jìn)步，現(xiàn)在市場上也出現(xiàn)了一些便攜式的血氧濃度儀，但是這些儀器功能單一、精度較 低、價格昂貴，而且數(shù)據(jù)處理后不能儲存或者只能存儲于自帶的存儲器中，使診斷分析及應(yīng) 用普及受到限制。
三
實用新型內(nèi)容本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能夠?qū)θ梭w血氧濃度、脈率、脈搏 強度、棒圖進(jìn)行測量，并可將測量信息顯示在電腦屏幕上，同時還可以將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲 以及將信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布到直屬控制醫(yī)院的家用遠(yuǎn)程人體生理參數(shù)監(jiān)測儀。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本實用新型的家用 遠(yuǎn)程人體生理參數(shù)監(jiān)測儀是由脈搏血氧飽和度測量模塊和計算機兩部分組成，所述的脈搏 血氧飽和度測量模塊是由醫(yī)用指尖光電脈搏換能器和信號放大轉(zhuǎn)換電路組成，醫(yī)用指尖光 電脈搏換能器用于將人體的脈搏、血氧濃度、棒圖等非電學(xué)量生理參數(shù)轉(zhuǎn)換為易測量的電 信號，并將其輸入到信號放大轉(zhuǎn)換電路，信號放大轉(zhuǎn)換電路將醫(yī)用指尖光電脈搏換能器轉(zhuǎn) 換的電信號進(jìn)行處理放大，并將處理放大后的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后以數(shù)據(jù)包形式通 過串行通信口輸入到計算機中，計算機將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后，既可以本地顯示人體 生理參數(shù)，也可以同時通過Web傳到遠(yuǎn)程終端，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。所述的脈搏血氧飽和度測量模塊中的信號放大轉(zhuǎn)換電路是由前端放大器、同反相 放大電路、紅光、紅外光分離電路、自動增益控制電路、低通濾波器和微處理器組成，來自醫(yī) 用指尖光電脈搏換能器測量的電信號，通過接收端進(jìn)入信號前端放大器將信號放大，然后 進(jìn)入同反相放大器，分別對血氧光電信號和背景干擾光進(jìn)行同反相放大以消除干擾光信 號，從同反相放大器出來的信號進(jìn)入紅光、紅外光分離電路，在微處理器發(fā)出的分離脈沖控 制信號的控制下，對兩路信號進(jìn)行分離，使背景干擾信號得到抑制，再進(jìn)入自動增益控制電 路，在微處理器發(fā)出的增益控制信號的作用下，實現(xiàn)對信號進(jìn)行自動增益控制，使其增益至 合適的范圍內(nèi)，再經(jīng)低通濾波器濾波后送至微處理器進(jìn)行A/D變換，最后以數(shù)據(jù)包形式通 過串行通信口輸入到計算機中。本實用新型的有益效果是本實用新型利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)與硬 件測量傳感器相結(jié)合，利用醫(yī)用指尖光電脈搏換能器實現(xiàn)對人體的一些生理參數(shù)如脈搏、血氧濃度、棒圖進(jìn)行測量，并通過計算機對信號進(jìn)行顯示分析，并可以將測量信息顯示在電 腦屏幕上，同時還可以將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲以及將信息通過Web傳到遠(yuǎn)程終端的直屬控制 醫(yī)院，實現(xiàn)遠(yuǎn)程測量控制。從而實現(xiàn)“遠(yuǎn)程家庭醫(yī)療”，使用戶足不出戶就可以享受遠(yuǎn)程專家 的診斷，方便了人們的生活，同時也讓人們對健康給以更高的重視程度。本實用新型測量血 氧飽和度的范圍為0-100%;脈率為25-300次/min ；測量最小分辨率為血氧飽和度(1% )； 脈率(1BPM，25-300BPM，。本實用新型可用于老年人家庭醫(yī)療監(jiān)護(hù)、長期患病者的醫(yī)療監(jiān)測記錄、臨產(chǎn)孕婦 的胎兒動態(tài)分析、保健護(hù)理、常見病情遠(yuǎn)程診斷等，達(dá)到坐在家里就可以看病的效果。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是脈搏血氧飽和度模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖。四具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖1所示， 本實用新型的家用遠(yuǎn)程人體生理參數(shù)監(jiān)測儀是由脈搏血氧飽和度測量模塊和計算機兩部 分組成，脈搏血氧飽和度測量模塊技術(shù)指標(biāo)模塊血氧飽和度測量范圍0-100% ；脈率 25-300次/min ；測量最小分辨率血氧飽和度(1% )；脈率(1BPM，25-300BPM，為非心率失 常狀態(tài))。如圖2所示，所述的脈搏血氧飽和度測量模塊是由醫(yī)用指尖光電脈搏換能器和 信號放大轉(zhuǎn)換電路組成，醫(yī)用指尖光電脈搏換能器采用660，940nm波長雙發(fā)光二極管和由 ICL8038集成電路為主要器件組成的方波發(fā)生器組成的探頭，探頭采用指夾探頭形式，也可 采用耳夾探頭形式，醫(yī)用指尖光電脈搏換能器用于將人體的脈搏、血氧濃度、棒圖等非電學(xué) 量生理參數(shù)轉(zhuǎn)換為易測量的電信號，探頭輸出的信號輸入到信號放大轉(zhuǎn)換電路中進(jìn)行處理 放大。所述的信號放大轉(zhuǎn)換電路是由前端放大器、同反相放大電路、紅光、紅外光分離電路、 自動增益控制電路、低通濾波器和微處理器構(gòu)成，前置放大電路采用LM290搭成對稱形式 的跨導(dǎo)放大器，電路優(yōu)點在于抵消測量中的噪聲電壓，且背景光對測量影響小。來自醫(yī)用指 尖光電脈搏換能器測量的電信號，通過接收端進(jìn)入信號前端放大器將信號放大，然后進(jìn)入 同反相放大器，同反相放大電路利用電子開關(guān)CD4016的開斷來控制由LM258運放構(gòu)成的放 大電路，同反相放大的作用是消除背景光的干擾，當(dāng)疊有背景光干擾的脈搏紅外光信號到 來時，在控制脈沖的作用下，放大器對其進(jìn)行同相放大，當(dāng)兩個發(fā)光二極管熄滅時，此時接 收的是純背景光電信號，放大器對其進(jìn)行反相放大，這樣背景光信號在相等的時間段內(nèi)，分 別進(jìn)行了同反相放大，其平均值為零，經(jīng)低通濾波后即可將其濾除，而有用的脈搏紅光、紅 外光電信號可以解調(diào)出來；從同反相放大器出來的信號進(jìn)入紅光、紅外光分離電路，紅光、 紅外光分離電路分別由峰值波長為660，940nm的兩個光敏接收三極管構(gòu)成，該電路同時具 有光電流放大作用，在微處理器發(fā)出的分離脈沖控制信號的控制下，對兩路信號進(jìn)行分離， 使背景干擾信號得到抑制，再進(jìn)入自動增益控制電路，在微處理器發(fā)出的增益控制信號的 作用下，實現(xiàn)對信號進(jìn)行自動增益控制。由于光透過不同人的指端后，光電信號往往差異極 大，為了不致使信號太大而使電路達(dá)到飽和，又不致于太小影響模數(shù)變換器分辨率，還須對 分離后的兩路信號進(jìn)行自動增益控制，以使信號處在一個合適的范圍里。利用LM258構(gòu)成反饋型開關(guān)控制電路，單片機根據(jù)測得的兩路光電信號強度控制兩路電子開關(guān)的通斷，即 可改變反饋電阻的串并聯(lián)狀態(tài)，從而改變反饋電阻以致電路的放大倍數(shù)。相對放大倍數(shù)的 范圍為1、2、4、10倍，這個動態(tài)范圍能滿足絕大多數(shù)測量要求。兩路信號經(jīng)此電路后，再經(jīng) 過低通濾波器，送至A/D進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過A/D變換后的數(shù)字信號以數(shù)據(jù)包的形式進(jìn)入微 處理器，處理器采用數(shù)字濾波技術(shù)，判斷各色光的交直流成份和調(diào)制比。根據(jù)預(yù)先計算出的 擬合曲線系數(shù)，計算出血氧飽和度，所得數(shù)據(jù)值、波形以及相關(guān)數(shù)據(jù)通過RS232串口電路送 至計算機，計算機將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后，既可以本地顯示人體生理參數(shù)，也可以同時 通過Web傳到遠(yuǎn)程終端，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。低通濾波器采用二階有源低通濾波器，微處理器為 Z8018008FSG微處理器，本實用新型的工作過程使用時，先把指夾探頭套在被測試者的左手(或右手)的食指上，然后打開儀器的 電源，指夾探頭就會測出脈搏、血氧濃度、棒圖等信號，這些信號經(jīng)過信號放大轉(zhuǎn)換電路，以 數(shù)據(jù)包的形式通過串行通信接口送入計算機中，計算機將接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，可以本地 顯示人體生理參數(shù)同時也可以通過Web傳到遠(yuǎn)程終端，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。
權(quán)利要求一種家用遠(yuǎn)程人體生理參數(shù)監(jiān)測儀，是由脈搏血氧飽和度測量模塊和計算機兩部分組成，其特征在于所述的脈搏血氧飽和度測量模塊是由醫(yī)用指尖光電脈搏換能器和信號放大轉(zhuǎn)換電路組成，醫(yī)用指尖光電脈搏換能器用于將人體的脈搏、血氧濃度、棒圖等非電學(xué)量生理參數(shù)轉(zhuǎn)換為易測量的電信號，并將其輸入到信號放大轉(zhuǎn)換電路，信號放大轉(zhuǎn)換電路將醫(yī)用指尖光電脈搏換能器轉(zhuǎn)換的電信號進(jìn)行處理放大，并將處理放大后的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后以數(shù)據(jù)包形式通過串行通信口輸入到計算機中，計算機將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后，既可以本地顯示人體生理參數(shù)，也可以同時通過Web傳到遠(yuǎn)程終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的家用遠(yuǎn)程人體生理參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于脈搏血 氧飽和度測量模塊中的信號放大轉(zhuǎn)換電路是由前端放大器、同反相放大電路、紅光、紅外光 分離電路、自動增益控制電路、低通濾波器和微處理器組成，來自醫(yī)用指尖光電脈搏換能器 測量的電信號，通過接收端進(jìn)入信號前端放大器將信號放大，然后進(jìn)入同反相放大器，分別 對血氧光電信號和背景干擾光進(jìn)行同反相放大以消除干擾光信號，從同反相放大器出來的 信號進(jìn)入紅光、紅外光分離電路，在微處理器發(fā)出的分離脈沖控制信號的控制下，對兩路信 號進(jìn)行分離，使背景干擾信號得到抑制，再進(jìn)入自動增益控制電路，在微處理器發(fā)出的增益 控制信號的作用下，實現(xiàn)對信號進(jìn)行自動增益控制，使其增益至合適的范圍內(nèi)，再經(jīng)低通濾 波器濾波后送至微處理器進(jìn)行A/D變換，最后以數(shù)據(jù)包形式通過串行通信口輸入到計算機 中。
專利摘要本實用新型公開了一種家用遠(yuǎn)程人體生理參數(shù)監(jiān)測儀，其技術(shù)方案的要點是，它是由脈搏血氧飽和度測量模塊和計算機兩部分組成，所述的脈搏血氧飽和度測量模塊是由醫(yī)用指尖光電脈搏換能器和信號放大轉(zhuǎn)換電路組成，醫(yī)用指尖光電脈搏換能器將人體的非電學(xué)量生理參數(shù)轉(zhuǎn)換為易測量的電信號，并輸入到信號放大轉(zhuǎn)換電路中進(jìn)行處理放大，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后以數(shù)據(jù)包形式通過串行通信口輸入到計算機中，計算機將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。本實用新型的主要用途是對人體血氧濃度、脈率、脈搏強度、棒圖進(jìn)行測量。本實用新型測量血氧飽和度的范圍為0-100％；脈率為25-300次/min；測量最小分辨率為血氧飽和度(1％)；脈率(1BPM，25-300BPM)。
文檔編號A61B5/0205GK201578231SQ20092035172
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者艾青楠, 陳興文 申請人:陳興文;艾青楠