一種穿戴式脈搏血氧模擬裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種穿戴式脈搏血氧模擬裝置，包括：底座、安裝于所述底座上的模擬手腕、安裝于所述模擬手腕上的模擬手指、安裝于所述底座上的步進(jìn)電機(jī)裝置、安裝于所述底座上且與所述步進(jìn)電機(jī)裝置連接的絲桿以及電路結(jié)構(gòu)，所述步進(jìn)電機(jī)裝置帶動絲桿擠壓模擬手指，所述電路機(jī)構(gòu)包括：與所述步進(jìn)電機(jī)裝置電性連接的主控單元、與所述主控單元電性連接的通訊接口單元、與所述主控單元電性連接的智能觸摸串口屏、與所述主控單元電性連接的A/D轉(zhuǎn)換單元、與所述A/D轉(zhuǎn)換單元電性連接的信號采集單元以及與所述信號采集單元電性連接的傳感器單元，所述傳感器單元通過底座與所述模擬手指相連接。
【專利說明】
一種穿戴式脈搏血氧模擬裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種穿戴式脈搏血氧模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]血氧飽和度是指紅細(xì)胞與氧結(jié)合達(dá)到飽和程度的百分?jǐn)?shù)，即血液中血氧的濃度。人體血液是通過紅細(xì)胞與氧結(jié)合來攜帶氧氣的。人體的新陳代謝過程是生物氧化過程，而新陳代謝過程中所需要的氧，是通過呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體血液，與血液紅細(xì)胞中的血紅蛋白，結(jié)合成氧合血紅蛋白，再輸送到人體各部分組織細(xì)胞中去，即血液中血氧的濃度。血氧飽和度是反映呼吸、循環(huán)功能的一個(gè)重要生理參數(shù)，是衡量人體血液攜帶氧的能力指標(biāo)。
[0003]脈搏為體表可觸摸到的動脈搏動。人體循環(huán)系統(tǒng)由心臟、血管、血液組成，負(fù)責(zé)人體氧氣、二氧化碳、養(yǎng)分及廢物的運(yùn)送。血液經(jīng)由心臟的左心室收縮而擠壓流入主動脈，隨即傳遞到全身動脈。動脈為富有彈性的結(jié)締組織與肌肉所形成管路。當(dāng)大量血液進(jìn)入動脈將使動脈壓力變大而使管徑擴(kuò)張，在體表較淺處動脈即可感受到此擴(kuò)張，即所謂的脈搏。正常人的脈搏和心跳是一致的。正常成人為60到100次/分，常為每分鐘70 — 80次，平均約72次/分。老年人較慢，為55到60次/分。正常人脈率規(guī)則，不會出現(xiàn)脈搏間隔時(shí)間長短不一的現(xiàn)象。正常人脈搏強(qiáng)弱均等，不會出現(xiàn)強(qiáng)弱交替的現(xiàn)象。
[0004]現(xiàn)有的血氧飽和度模擬儀包括光學(xué)模擬和電學(xué)模擬兩種方式。光學(xué)模擬一般米用模擬儀和模擬手指進(jìn)行脈搏血氧飽和度的模擬。模擬手指含有精密控制光吸收特性的液體，模擬儀通過控制步進(jìn)電機(jī)對模擬手指進(jìn)行擠壓，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)脈搏和脈搏血氧的模擬，主要用于測試脈搏血氧儀、導(dǎo)線及探頭的可靠性。這種方式可以測試數(shù)字血氧儀和反射式血氧儀。電學(xué)模擬一般采用模擬儀通過連接線與血氧飽和度測試模塊直接相連，把模擬值用電學(xué)信號傳到血氧儀進(jìn)行測試。
[0005]現(xiàn)有的相關(guān)脈搏血氧模擬技術(shù)有以下不足之處:1、現(xiàn)有的光學(xué)血氧飽和度模擬儀進(jìn)行血氧模擬時(shí)，模擬手指會產(chǎn)生較大的振動，且沒有適合穿戴式血氧飽和度測試設(shè)備的連接與固定裝置，不適合對手表類的穿戴式血氧飽和度測試設(shè)備進(jìn)行檢測；2、現(xiàn)有的電學(xué)血氧飽和度模擬儀只適合對血氧飽和度模塊進(jìn)行直接檢測，不能用于光學(xué)探頭的檢測，更不能對手表類穿戴式血氧飽和度測試設(shè)備進(jìn)行光學(xué)檢測。
[0006]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種穿戴式脈搏血氧模擬裝置。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:本實(shí)用新型提供一種穿戴式脈搏血氧模擬裝置，包括:底座、安裝于所述底座上的模擬手腕、安裝于所述模擬手腕上的模擬手指、安裝于所述底座上的步進(jìn)電機(jī)裝置、安裝于所述底座上且與所述步進(jìn)電機(jī)裝置連接的絲桿以及電路結(jié)構(gòu)，所述步進(jìn)電機(jī)裝置帶動絲桿擠壓模擬手指，所述電路機(jī)構(gòu)包括:與所述步進(jìn)電機(jī)裝置電性連接的主控單元、與所述主控單元電性連接的通訊接口單元、與所述主控單元電性連接的智能觸摸串口屏、與所述主控單元電性連接的A/D轉(zhuǎn)換單元、與所述A/D轉(zhuǎn)換單元電性連接的信號采集單元以及與所述信號采集單元電性連接的傳感器單元，所述傳感器單元通過底座與所述模擬手指相連接。
[0009]所述電路結(jié)構(gòu)還包括分別與所述步進(jìn)電機(jī)裝置、主控單元、智能觸摸串口屏、A/D轉(zhuǎn)換單元、信號采集單元以及傳感器單元電性連接的電源模塊，所述電源模塊包括:12V線性穩(wěn)壓電源電路以及12V轉(zhuǎn)5V電路。
[0010]所述電路結(jié)構(gòu)還包括與所述主控單元電性連接的蜂鳴器。
[0011]所述通訊接口單元為USB通信接口，所述主控單元通過串口方式與所述智能觸摸串口屏連接。
[0012]所述通訊接口單元采用FT232 RL芯片。
[0013]所述絲桿通過螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)與所述步進(jìn)電機(jī)裝置連接。
[0014]所述主控芯片采用AtmeI mega 328P芯片。
[0015]采用上述方案，本實(shí)用新型的穿戴式脈搏血氧模擬裝置，其具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]—是可以促進(jìn)穿戴式脈搏血氧測量設(shè)備的研發(fā)工作，在穿戴式脈搏血氧測量設(shè)備的研發(fā)過程中，可以使用本技術(shù)方案來隨時(shí)監(jiān)測設(shè)備測量脈搏血氧的準(zhǔn)確性，使得設(shè)備在用于人體之前已完全具備測量人體的基本條件，加快穿戴式脈搏血氧測量設(shè)備的研究速度，促進(jìn)穿戴式脈搏血氧測量技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，保障病人安全。
[0017]二是可以促進(jìn)穿戴式脈搏血氧測量設(shè)備的檢定工作，穿戴式脈搏血氧測量設(shè)備在出廠之后，是否能夠安全的應(yīng)用于人體，需要進(jìn)行檢定，由于本技術(shù)方案可以提供不同的脈搏血氧飽和度、不同頻率的脈搏檢測等功能，因此可以完成穿戴式脈搏血氧測量設(shè)備的檢定工作。
[0018]三是可以促進(jìn)教學(xué)工作的順利開展，眾多學(xué)校開設(shè)了醫(yī)療設(shè)備相關(guān)工作，必然會用到脈搏血氧測量的一些設(shè)備，如果使用本技術(shù)方案將可以使得穿戴式脈搏血氧相關(guān)的教學(xué)工作可以順利開展。
[0019]四是在測量過程中，可以避免模擬手指的較大振動，測量準(zhǔn)確度高，既可以用于光學(xué)探頭的檢測，還可以對手表類穿戴式血氧飽和度測試設(shè)備進(jìn)行檢測。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型穿戴式脈搏血氧模擬裝置中機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型穿戴式脈搏血氧模擬裝置中電路結(jié)構(gòu)的模塊示意圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型穿戴式脈搏血氧模擬裝置中部分電路示意圖。
[0023]圖4為本實(shí)用新型穿戴式脈搏血氧模擬裝置的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]請參閱圖1及圖2，本實(shí)用新型提供一種穿戴式脈搏血氧模擬裝置，包括:底座2、安裝于所述底座2上的模擬手腕4、安裝于所述模擬手腕4上的模擬手指6、安裝于所述底座2上的步進(jìn)電機(jī)裝置8、安裝于所述底座2上且與所述步進(jìn)電機(jī)裝置8連接的絲桿10以及電路結(jié)構(gòu)，所述步進(jìn)電機(jī)裝置8帶動絲桿10擠壓模擬手指6。所述電路機(jī)構(gòu)包括:與所述步進(jìn)電機(jī)裝置8電性連接的主控單元11、與所述主控單元11電性連接的通訊接口單元16、與所述主控單元11電性連接的智能觸摸串口屏15、與所述主控單元11電性連接的A/D轉(zhuǎn)換單元12、與所述A/D轉(zhuǎn)換單元12電性連接的信號采集單元13以及與所述信號采集單元13電性連接的傳感器單元14，所述傳感器單元14通過底座2與所述模擬手指6相連接。
[0026]所述主控單元11發(fā)出脈沖信號和方向信號給步進(jìn)電機(jī)裝置8，根據(jù)脈沖信號和方向信號不同，控制步進(jìn)電機(jī)裝置8按照不同頻率、運(yùn)動步數(shù)及方向運(yùn)動。
[0027]所述傳感器單元14通過底座2與模擬手指相連，實(shí)時(shí)測量模擬手指6中壓力的變化，并傳送給信號采集單元13，所述A/D轉(zhuǎn)換單元12采集傳感器單元14傳送給信號采集單元13的壓力數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，直接送給主控單元11，主控單元11利用壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)控制或者壓力數(shù)據(jù)傳輸。
[0028]進(jìn)一步地，所述電路結(jié)構(gòu)還包括分別與所述步進(jìn)電機(jī)裝置8、主控單元11、智能觸摸串口屏15、A/D轉(zhuǎn)換單元12、信號采集單元13以及傳感器單元14電性連接的電源模塊(未圖示)，所述電路模塊用于給上述單元供電。具體的，所述電源模塊包括:12V線性穩(wěn)壓電源電路以及12V轉(zhuǎn)5V電路，采用線性穩(wěn)壓電源可以降低紋波電壓的影響，保證壓力傳感器測量的精度。用戶通過所述智能觸摸串口屏15可以設(shè)置相關(guān)參數(shù)以及觀看測量得到的具體數(shù)據(jù)。
[0029]進(jìn)一步地，所述電路結(jié)構(gòu)還可以包括與所述主控單元11電性連接的蜂鳴器17，所述蜂鳴器17用于各種報(bào)警，如測試開始、測試完成及出現(xiàn)故障等。
[0030]所述主控單元11通過串口方式與智能觸摸串口屏15(上位機(jī))相連，進(jìn)行控制信號和壓力信號傳輸，壓力信號送給智能觸摸串口屏15，負(fù)責(zé)接收步進(jìn)電機(jī)裝置8對模擬手指6產(chǎn)生的壓力數(shù)據(jù);控制信號由智能觸摸串口屏15送給主控單元11，主控單元11負(fù)責(zé)進(jìn)行不同模式脈搏血氧模擬信號的產(chǎn)生。所述主控單元11通過通訊接口單元16與外界電腦連接，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和程序下載。優(yōu)選的，所述通訊接口單元16具體為USB通信接口，通用型好。所述通訊接口單元16采用FT232 RL芯片U2。
[0031]所述絲桿10通過螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)與所述步進(jìn)電機(jī)裝置8連接，絲桿10上設(shè)有彈簧，彈簧與模擬手指6相連，以實(shí)現(xiàn)脈搏血氧的產(chǎn)生，具體包括血氧模擬值和脈搏頻率的產(chǎn)生。所述步進(jìn)電機(jī)裝置8帶動螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)，推動絲桿，通過彈簧擠壓模擬手指6，產(chǎn)生脈搏血氧。
[0032]在本實(shí)施例中，所述主控單元11采用Atmel mega 328P芯片U1。請參閱圖3，芯片Ul通過引腳TX1、RX0與芯片U2相連，用于連接電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和程序下載;芯片Ul通過引腳D4、D5與上位機(jī)相連，用于和智能觸摸串口屏15進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊;芯片Ul通過引腳AO與傳感器單元14相連，通過內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換單元讀取傳感器單元14的數(shù)據(jù);芯片Ul通過引腳D8、D9與步進(jìn)電機(jī)裝置8相連，用于控制步進(jìn)電機(jī)裝置8的運(yùn)動，芯片Ul通過引腳D7與蜂鳴器17相連，用于控制蜂鳴器17。
[0033]請參閱圖4，該模擬裝置工作流程:打開電源，傳感器單元14中的傳感器初始化，步進(jìn)電機(jī)裝置8的電機(jī)自檢，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)值后自動停止，否則繼續(xù)運(yùn)動；當(dāng)智能觸摸串口屏15(上位機(jī))發(fā)出指令時(shí)，電機(jī)開始工作，每次電機(jī)前進(jìn)一定距離后，信號接收端接收到傳感器的數(shù)據(jù)，使電機(jī)反向運(yùn)動；當(dāng)電機(jī)反向運(yùn)動一定距離后，電機(jī)停止，此時(shí)上位機(jī)發(fā)出指令，電機(jī)再次反向，即向前運(yùn)動;如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)模擬脈搏血氧飽和度的產(chǎn)生。
[0034]綜上所述，本實(shí)用新型提供一種穿戴式脈搏血氧模擬裝置，其具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0035]—是可以促進(jìn)穿戴式脈搏血氧測量設(shè)備的研發(fā)工作，在穿戴式脈搏血氧測量設(shè)備的研發(fā)過程中，可以使用本技術(shù)方案來隨時(shí)監(jiān)測設(shè)備測量脈搏血氧的準(zhǔn)確性，使得設(shè)備在用于人體之前已完全具備測量人體的基本條件，加快穿戴式脈搏血氧測量設(shè)備的研究速度，促進(jìn)穿戴式脈搏血氧測量技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，保障病人安全。
[0036]二是可以促進(jìn)穿戴式脈搏血氧測量設(shè)備的檢定工作，穿戴式脈搏血氧測量設(shè)備在出廠之后，是否能夠安全的應(yīng)用于人體，需要進(jìn)行檢定，由于本技術(shù)方案可以提供不同的脈搏血氧飽和度、不同頻率的脈搏檢測等功能，因此可以完成穿戴式脈搏血氧測量設(shè)備的檢定工作。
[0037]三是可以促進(jìn)教學(xué)工作的順利開展，眾多學(xué)校開設(shè)了醫(yī)療設(shè)備相關(guān)工作，必然會用到脈搏血氧測量的一些設(shè)備，如果使用本技術(shù)方案將可以使得穿戴式脈搏血氧相關(guān)的教學(xué)工作可以順利開展。
[0038]四是在測量過程中，可以避免模擬手指的較大振動，測量準(zhǔn)確度高，既可以用于光學(xué)探頭的檢測，還可以對手表類穿戴式血氧飽和度測試設(shè)備進(jìn)行檢測。
[0039]以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種穿戴式脈搏血氧模擬裝置，其特征在于，包括:底座、安裝于所述底座上的模擬手腕、安裝于所述模擬手腕上的模擬手指、安裝于所述底座上的步進(jìn)電機(jī)裝置、安裝于所述底座上且與所述步進(jìn)電機(jī)裝置連接的絲桿以及電路結(jié)構(gòu)，所述步進(jìn)電機(jī)裝置帶動絲桿擠壓模擬手指，所述電路機(jī)構(gòu)包括:與所述步進(jìn)電機(jī)裝置電性連接的主控單元、與所述主控單元電性連接的通訊接口單元、與所述主控單元電性連接的智能觸摸串口屏、與所述主控單元電性連接的A/D轉(zhuǎn)換單元、與所述A/D轉(zhuǎn)換單元電性連接的信號采集單元以及與所述信號采集單元電性連接的傳感器單元，所述傳感器單元通過底座與所述模擬手指相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式脈搏血氧模擬裝置，其特征在于，所述電路結(jié)構(gòu)還包括分別與所述步進(jìn)電機(jī)裝置、主控單元、智能觸摸串口屏、A/D轉(zhuǎn)換單元、信號采集單元以及傳感器單元電性連接的電源模塊，所述電源模塊包括:12V線性穩(wěn)壓電源電路以及12V轉(zhuǎn)5V電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式脈搏血氧模擬裝置，其特征在于，所述電路結(jié)構(gòu)還包括與所述主控單元電性連接的蜂鳴器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式脈搏血氧模擬裝置，其特征在于，所述通訊接口單元為USB通信接口，所述主控單元通過串口方式與所述智能觸摸串口屏連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的穿戴式脈搏血氧模擬裝置，其特征在于，所述通訊接口單元采用FT232 RL芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式脈搏血氧模擬裝置，其特征在于，所述絲桿通過螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)與所述步進(jìn)電機(jī)裝置連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式脈搏血氧模擬裝置，其特征在于，所述主控芯片采用Atmel mega 328P芯片。
【文檔編號】A61B5/1455GK205612475SQ201620058469
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年1月21日
【發(fā)明人】劉本全, 張龍飛, 梅炳華, 林衛(wèi)南, 吳熾昌
【申請人】深圳市測醫(yī)療測試技術(shù)有限公司, 深圳市一測醫(yī)療測試技術(shù)有限公司