[實用新型]一種光電心率測量儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320877597.9
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN203647333U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 王冠菲;趙志勇;付松年
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: A61B5/0245
• 分類號: A61B5/0245
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本實用新型屬于光電探測技術領域，更具體地，涉及一種光電心率測量儀。

背景技術

心率是醫(yī)學上廣泛采用的人體健康狀況的評價參數(shù)，傳統(tǒng)的心率測量方式為聽診器測量，然而這種方式非常不方便且誤差較大。隨后出現(xiàn)了通過測量脈搏壓力變化進而測量心率的壓電式心率測量儀，但壓電式的測量儀是接觸式的，操作麻煩，靈敏度得不到保證。隨著社會的發(fā)展，生活節(jié)奏的加快，設計一種以使用方便為前提，能快速準確測量人體心率的心率測量儀，不僅是臨床者，也是體育訓練者、外出旅游者和普通家庭中老人健康監(jiān)測的需求。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種光電心率測量儀，有效解決了心率測量儀操作不方便且誤差大的問題，為非接觸式測量，性能穩(wěn)定，可靠性高，且設備結(jié)構(gòu)簡單、便于攜帶、成本低、操作方便，可廣泛應用于各種心率測量場合。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種光電心率測量儀，其特征在于，包括依次串接的探測頭、隔直濾波器、兩級反相放大器、二階有源濾波器、比較電路和單片機；所述探測頭用于通過光電轉(zhuǎn)換將攜帶心率信息的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；所述二階有源濾波器為低通濾波器；所述比較電路由單門限電壓比較電路的輸出端并聯(lián)一個肖特基二極管構(gòu)成，用于濾除旁瓣噪聲，得到方波信號；所述單片機用于計算心率。

優(yōu)選地，所述探測頭為中間設有柱狀凹槽的殼狀物，凹槽直徑為1～2cm，凹槽中部的殼體中正對設置紅外光發(fā)射管和紅外光接收管。

優(yōu)選地，還包括第一驅(qū)動器、第二驅(qū)動器和顯示器；所述顯示器由三個數(shù)碼管組成，用于實時顯示心率；所述單片機分別通過所述第一驅(qū)動器和所述第二驅(qū)動器連接所述顯示器，用于驅(qū)動所述數(shù)碼管的陰極和陽極。

優(yōu)選地，還包括報警器，所述報警器連接所述第二驅(qū)動器。

總體而言，通過本實用新型所構(gòu)思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下有益效果：

1、通過光學檢測的方式實現(xiàn)對心率的測量，通過手指就可測出心率值，為非接觸式測量，設備結(jié)構(gòu)簡單、便于攜帶、成本低，且操作方便，可廣泛應用于各種心率測量場合。

2、性能穩(wěn)定，且可靠性高。首先，設置了兩級放大，大幅提高了信號的峰值，為后續(xù)信號處理及判決提供了可靠的保障。其次，設置了隔直濾波和二階有源濾波，充分濾除噪聲，并引入比較電路，通過設置合理的判決閾值，進一步濾除噪聲，避免濾波后的信號直接輸入到計數(shù)器中引起誤差。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的光電心率測量儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是探測頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

人體組織對紅外光半透明，而血液對紅外光不透明，因此利用手指內(nèi)血管的血容量隨心臟搏動而改變的生理特點，可通過透過指尖的紅光的光強改變測量人體心率。本實用新型利用光電探測的方法測量人體心率，設計了一個光電式心率測量儀，探測器用的是紅外發(fā)光二極管和紅外接收管，當紅外光穿過手指，紅外接收管可以接收到紅外光，接收到的光有強有弱，強弱變化就是頻率，也就是心率，經(jīng)過一系列信號處理后可通過顯示器顯示測得的心率值。

如圖1所示，本實用新型實施例的光電心率測量儀包括探測頭、隔直濾波器、兩級反相放大器、二階有源濾波器、比較電路和單片機。探測頭、隔直濾波器、兩級反相放大器、二階有源濾波器、比較電路和單片機依次串接。

其中，探測頭用于通過光電轉(zhuǎn)換將感知到的心率信號轉(zhuǎn)換為電信號。隔直濾波器為電容，用于隔離直流分量。兩級反相放大器用于將探測頭輸出的微弱電信號（一般為幾十毫伏）充分放大，以保證后續(xù)計數(shù)的準確性。二階有源濾波器用于濾除噪聲。與無源濾波相比，有源濾波能補償各次諧波，抑制閃變，且濾波特性不受系統(tǒng)阻抗等的影響，可控性好，響應快。具體地，由于心跳頻率較低，二階有源濾波器為上限截止頻率為10Hz的低通濾波器。比較電路用于得到方波信號。具體地，比較電路通過在單門限電壓比較電路的輸出端并聯(lián)一個肖特基二極管得到，通過合理設置門限電壓，濾除旁瓣噪聲，將信號高度規(guī)范化，避免旁瓣噪聲引起的計數(shù)誤判。