[發(fā)明專利]運動狀態(tài)下的血氧飽和度監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010136449.2
• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN101803925A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牛金海;聶冬;崔萌;童善保;朱貽盛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: A61B5/1455
• 分類號: A61B5/1455
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種醫(yī)療儀器技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種運動狀態(tài)下的血氧飽和度監(jiān)測 裝置。

背景技術(shù)

人體新陳代謝所需要的氧，是通過與血液中的血紅蛋白(Hb)結(jié)合成氧合血紅蛋白(HbO2)后 被運輸?shù)讲煌M織細(xì)胞中去。血氧飽和度(SaO2)則表示了血液中被氧結(jié)合的氧合血紅蛋白 (HbO2)占全部可結(jié)合的血紅蛋白(Hb)的百分比，即血液中血氧的濃度。因此監(jiān)測SaO2對了解 呼吸系統(tǒng)，循環(huán)系統(tǒng)狀況以及預(yù)防組織缺氧等有重要作用。

目前，已有的血氧監(jiān)測裝置都是依據(jù)Lambert-beer原理和光電技術(shù)，首先通過光電技術(shù) 得到紅光以及紅外光下的光電容積脈搏波(photoplethysmography，PPG)，之后基于 Lambert?beer原理比較計算兩個PPG信號得到血氧飽和度值。該裝置技術(shù)較成熟，已在手術(shù)， 臨床監(jiān)護(hù)中得到廣泛的應(yīng)用。然而這些監(jiān)測都需要受試者保持安靜狀態(tài)，運動是影響信號監(jiān)測 的最主要原因。

經(jīng)過現(xiàn)有的技術(shù)檢索發(fā)現(xiàn)，中國申請?zhí)枮椋?00510121269.6，名稱為：能消除運動干擾的 血氧測量方法及其裝置，該技術(shù)提供了一個能實現(xiàn)消除運動干擾的血氧測量裝置。該裝置包括： 血氧探頭組件，信號放大處理組件，A/D轉(zhuǎn)換，單片機數(shù)據(jù)處理組件，邏輯控制模塊和電源電 路，其中探頭組件包含：紅光，紅外光源，驅(qū)動電路和受光管；信號放大處理組件包含：差分 放大電路和信號處理電路；邏輯控制及功能模塊包含：安全功能和通信功能，單片機數(shù)據(jù)處理 模塊組件包含了運動干擾模塊，運動干擾模塊包括：脈搏波參數(shù)計算，微分處理模塊，中值濾 波模塊和面積積分遞歸模塊。該運功干擾模塊的輸出端分別連接A/D轉(zhuǎn)換和邏輯控制以及功能 模塊。但是該技術(shù)不包含監(jiān)測受試者運動狀態(tài)的裝置，在不知道受試者實際運動信號的情況下 依靠大量計算去除運動噪聲，因此裝置的運算量過大，而且只對部分特征明顯的信號有效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種運動狀態(tài)下的血氧飽和度監(jiān)測裝 置。本發(fā)明基于運動監(jiān)測傳感器的輸出信號消除運動噪聲，實現(xiàn)運動狀態(tài)下的血氧飽和度監(jiān)測， 具有監(jiān)測準(zhǔn)確且體積小、質(zhì)量輕的優(yōu)點。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明包括：PPG信號生成模塊、運動信號生成模塊、信號處理模塊、通信模塊和人機交 互模塊，其中：PPG信號生成模塊與信號處理模塊相連傳輸紅光和紅外光下的PPG信號，運動 信號生成模塊與信號處理模塊相連傳輸人體組織在空間三個相互垂直方向上的加速度大小，通 信模塊與信號處理模塊相連傳輸血氧信號和心率信息，人機交互模塊與信號處理模塊相連傳輸 控制信號和顯示結(jié)果信息。

所述的PPG信號生成模塊包括：一個紅外二極管、一個近紅外二極管和一個光電二極管， 其中：紅外二極管與近紅外二極管反向并聯(lián)，紅外二極管和近紅外二極管都與信號處理模塊相 連，光電二極管與信號處理模塊相連。

所述的運動信號生成模塊是加速度傳感器。

所述的信號處理模塊包括：微處理器、光電驅(qū)動電路、放大濾波電路、電源電路和存儲器 件，其中：光電驅(qū)動電路與PPG信號生成模塊相連傳輸控制發(fā)光的電流信號，光電驅(qū)動電路與 微處理器相連傳輸驅(qū)動信號，放大濾波電路與PPG信號生成模塊相連傳輸PPG信號，微處理器 與放大濾波電路相連傳輸放大濾波信號，微處理器與運動信號生成模塊相連傳輸三個方向的加 速度信號，微處理器與存儲器件相連傳輸血氧信號和心率信息，微處理器與電源電路相連傳輸 電源信息，微處理器與通信模塊相連傳輸血氧信號和心率信息，微處理器與人機交互模塊相連 傳輸控制信號和顯示結(jié)果信息。

所述的微處理器上設(shè)置有模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

所述的通信模塊包括：有線通信子模塊和無線通信子模塊，其中：有線通信子模塊和無線 通信子模塊都與信號處理模塊相連傳輸血氧和心率信息。

所述的有線通信子模塊包括：光電隔離器件和RS232串口，其中：光電隔離器件和信號處 理模塊相連傳輸血氧和心率信息，光電隔離器件和RS232串口相連傳輸血氧和心率信息。

所述的無線通信子模塊是基于ZIGBEE協(xié)議的無線射頻發(fā)射模塊，其與信號處理模塊相連 無線傳輸血氧和心率信號。

所述的人機交互模塊包括：按鍵和點陣液晶，其中：按鍵與信號處理模塊相連傳輸控制信 息，點陣液晶與信號處理模塊相連顯示血氧和心率結(jié)果。