[實用新型]一種雙光路傳感器模組

有效

• 申請號: 201720527420.4
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN207679431U
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 周聰聰;袁海權
• 申請（專利權）人: 杭州兆觀傳感科技有限公司
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/1455
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐樂樂

本實用新型公開了一種雙光路傳感器模組，用于基于光電容積脈搏波描記法采集人體生理信號，該模組包含底座以及安裝在所述底座上的光電接收器和兩個光源模塊，所述兩個光源模塊對稱設置在所述光電接收器的兩側，每個光源模塊中包含至少兩個波長的光源，所述底座上還設置有遮光部，并且所述遮光部包圍所述光電接收器，在所述遮光部的頂端有開口，使得所述光源發出的光經過人體組織漫反射后，被所述光電接收器接收。

技術領域

本實用新型公開了一種雙光路傳感器模組，涉及光電生理信號采集領域，可應用于需要長期進行血氧飽和度和心率監測等多種場所。

背景技術

人體脈搏波中包含豐富的生理信息，可以通過對脈搏波的采集、分析為評估個人身體狀態提供依據，其前提是能夠穩定、可靠地獲取到脈搏波信號。例如，脈搏血氧飽和度反映了血液中氧氣的含量，和脈率一樣，都是基本的人體生理參數，在臨床診斷分析中具有重要的作用。血氧飽和度的無創監測方法一般基于光電容積脈搏波描記法，至少需要2種不同波長的光源進行激勵。

目前，市面上普通的監測裝置負荷較重，佩戴舒適度差，難以滿足長時間連續脈搏波血氧飽和度和心率監測的要求。CN201585990和CN102961144等國內的研究嘗試在手指上檢測血氧飽和度并進行了設計，目前市面上也有相關概念的產品，采用的原理基本是基于透射式血氧飽和度檢測，容易受運動干擾，難以實現精確的生理參數超限報警提示以及本地實時反饋。CN204520642U中，使用兩個光電接收管以減少暗電流的影響，然而卻無法避免由移位造成的信號質量不穩定。

為了解決上述問題，設計一種雙光路傳感器模組，能夠穩定獲取生理信號是十分有必要的。

實用新型內容

針對現有技術上存在的不足，本實用新型設計一種雙光路傳感器模組，該模組包含一個光電接收器和兩對對稱光源，可提高信號質量的穩定性。

人體組織是高散射體，入射光在均勻介質內以“香蕉形”路徑行走。光子在人體組織內一部分被組織吸收，同時也有被組織散射以及在組織中擴散。假設人體組織是均勻同質的，通常可以分為以下四個部分：動脈，毛細血管，靜脈以及骨骼和脂肪等不含血液的部分，在動脈及毛細血管中的血液與組織中的血液有不同的光學特性。當心臟收縮時，動脈血管及毛細血管中的吸收及散射系數增加，導致了光電接收管接收到的光通量密度降低。

從朗伯比爾定律出發，接收管處接收到的經由組織漫反射產生在接收管處接收到的光強可以由下式表示：

在式(1-1)中，β_c，β₁，β₂，β₃是將朗伯比爾定律一階泰勒展開得到的比例系數，Δl_ed(t)和Δl_bv(t)是運動導致的光程改變。從該式中可以看出，身體運動導致光程的改變，從而使接收管光強的發生變化。此外，運動使得β₁Δc_b(t)被離散。在這種情況下，光程的改變主要由發光管與接收管之間的距離變化以及組織形變產生。

本實用新型設計的一種雙光路傳感器模組，適用于基于光電容積脈搏波描記法采集人體生理信號。該模組包含底座以及安裝在所述底座上的光電接收器和兩個光源模塊，所述兩個光源模塊對稱設置在所述光電接收器的兩側，每個光源模塊中包含至少兩個波長的光源，所述底座上還設置有遮光部，并且所述遮光部包圍所述光電接收器，在所述遮光部的頂端有開口，使得所述光源發出的光經過人體組織漫反射后，被所述光電接收器接收。

其中，每個光源模塊中的波長短的光源更靠近所述光電接收器。

進一步的，遮光部由彈性材料制成。

本實用新型設計的雙光路傳感器模組能夠更穩定地獲取生理信號。該模組可以長時間連續脈搏波血氧飽和度、心率監測，具有較強的抗干擾能力，應用前景廣闊。

附圖說明