[實(shí)用新型]適用于智能手環(huán)的血氧測量前端直流濾除電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420590924.7
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN204169852U
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱蕓;陳志;章均
• 申請（專利權(quán)）人: 成都艾克爾特醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61B5/1455
• 分類號: A61B5/1455
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種可穿戴式多參數(shù)健康指標(biāo)采集醫(yī)療器械的內(nèi)部電路，具體涉及一種戴在手腕上用于采集多參數(shù)健康指標(biāo)智能手環(huán)的內(nèi)部電路，尤其涉及一種針對采用光電式測量方法采集血氧參數(shù)的智能手環(huán)的血氧測量前端電路及其調(diào)整方法，屬于醫(yī)療電子中的光電式血氧測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)有針對采用光電式測量方法采集血氧參數(shù)的智能手環(huán)的血氧測量電路，大多是采用將信號整體通過TIA放大器(電流轉(zhuǎn)電壓)后，減去偏置電壓后再放大處理，如圖1所示，但是這樣做需要兩個(gè)前提：1)、前級電流信號有較高的信噪比，使得TIA后信號中的交流成分仍然能被處理。2)、前級TIA有足夠的動(dòng)態(tài)范圍，能夠在較大直流成分的情況下不飽和。

如中國專利申請?zhí)朇N201310680539.1公開的一種寬動(dòng)態(tài)范圍的脈搏血氧測量系統(tǒng)，其主要技術(shù)特點(diǎn)是：包括雙光束發(fā)光單元、前級檢測放大電路、直流消除電路、緩沖放大單元、中央處理器模塊和輸出模塊，所述的中央處理器模塊分別與雙光束發(fā)光單元、前級檢測放大電路、直流消除電路、緩沖放大單元以及輸出模塊相連接，所述的前級檢測放大電路、直流消除電路、緩沖放大單元依次相連接。其對透過組織末端的兩路光進(jìn)行采樣測量和前級放大之后，加入數(shù)字反饋直流消除電路，在提高光電信號強(qiáng)度的同時(shí)以數(shù)字反饋方式降低信號中的直流分量，實(shí)現(xiàn)更大范圍的雙光束信號同步放大，提高信噪比，從而增大信號檢測的動(dòng)態(tài)范圍。又如中國專利文獻(xiàn)CN203252652U公開的一種血氧測量電路的靜電防護(hù)系統(tǒng)，其包括依次電連接的血氧探頭、靜電防護(hù)電路及血氧檢測電路；所述血氧探頭獲取兩路血氧信號并將兩路血氧信號轉(zhuǎn)換為兩路血氧電流信號；所述靜電防護(hù)電路對靜電進(jìn)行防護(hù)；所述血氧檢測電路對通過靜電防護(hù)后的血氧電流信號進(jìn)行信號處理；其中所述靜電防護(hù)電路包括兩路相互串聯(lián)的電感和電阻，及設(shè)置于該兩路相互串聯(lián)的電感和電阻之間的電容。

光電式血氧測量，特別是在反射式血氧測量中，遇到的一個(gè)難題就是信號中直流分量過大(即灌注度值很低)。這樣會帶來兩個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)：1)、信噪比過低，無法提取有用信號。如果需要提高交流成分，必然需要增大照射光強(qiáng)，這同時(shí)導(dǎo)致直流和交流成分增大，引起前級運(yùn)放飽和；2)、不增大照射強(qiáng)度，對信號放大后直接處理，則會信噪比過低，影響測量穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的前級TIA動(dòng)態(tài)范圍不足、信噪比過低、測量穩(wěn)定性差的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的第一目的在于提供一種適用于智能手環(huán)的血氧測量前端直流濾除電路，本實(shí)用新型的第二目的在于提供一種適用于智能手環(huán)的血氧測量前端直流濾除電路的調(diào)整方法。

本實(shí)用新型為了達(dá)到上述第一目的主要采用的技術(shù)方案是：

一種適用于智能手環(huán)的血氧測量前端直流濾除電路，包括信號原始輸入端，所述信號原始輸入端依次與TIA電路，可控偏置消減電路，二級放大電路，ADC采樣電路和處理器相連接，所述信號原始輸入端與所述TIA電路之間還連接有一拉電流電路，所述拉電流電路與處理器相連，所述處理器用于控制拉電流電路調(diào)整所述信號原始輸入端的電流信號強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，所述拉電流電路包括穩(wěn)壓二極管Z、電阻R2、可變電阻Ri和三極管Q，所述三極管Q的基極分別與所述電阻R2的一端、穩(wěn)壓二極管Z的陰極相連接，其發(fā)射極與所述可變電阻Ri的一端相連接，其集電極與所述信號原始輸入端相連接，所述電阻R2的另一端與電源相連接，所述穩(wěn)壓二極管Z的陽極和可變電阻Ri的另一端接地，且所述可變電阻Ri的值通過所述處理器控制調(diào)整。

進(jìn)一步地，所述可變電阻Ri為數(shù)字可調(diào)電阻器或可選電阻陣列。

進(jìn)一步地，所述拉電流電路具有拉電流能力，所述拉電流能力實(shí)時(shí)值I_sub＝I₀-I_raw，式中，I₀為所述信號原始輸入端中的輸入信號中直流強(qiáng)度，I_raw為所述處理器通過所述ADC采樣電路得到直流強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，所述拉電流電路中，所述拉電流能力最大值I′_sub＝(V_d-V_be)/Ri，式中，V_d為三極管Q的集電極電壓，V_be為所述三極管Q的基極或發(fā)射極電壓。

本實(shí)用新型為了達(dá)到上述第二目的主要采用的技術(shù)方案是：

一種適用于智能手環(huán)的血氧測量前端直流濾除電路的調(diào)整方法，其包括以下步驟：