[發明專利]一種基于ZigBee技術的指夾式血氧飽和度測量裝置與方法

在審

• 申請號: 201911415822.5
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111035397A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 趙瑜;汪玉冰;劉繪;葉慧;王英明;朱玉
• 申請（專利權）人: 合肥賽為智能有限公司;馬鞍山學院
• 主分類號: A61B5/1455
• 分類號: A61B5/1455;A61B5/00
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 金宇平

1.一種基于ZigBee技術的指夾式血氧飽和度測量裝置，其特征在于，包括：脈沖波信號采集單元、顯示單元、芯片控制單元和電池管理單元；

脈沖波信號采集單元用于采集血氧飽和度檢測值；

芯片控制單元分別連接顯示單元和脈沖波信號采集單元；顯示單元用于在芯片控制單元控制下對脈沖波信號采集單元采集到的血氧飽和度檢測值進行顯示，并用于向芯片控制單元輸入編輯指令；

電池管理單元分別連接脈沖波信號采集單元、顯示單元和芯片控制單元，用于供電。

2.如權利要求1所述的基于ZigBee技術的指夾式血氧飽和度測量裝置，其特征在于，脈沖波信號采集單元包括識別模塊、計算模塊和去噪模塊；

識別模塊用于識別紅光和紅外光通過人體手指后透射的光電容積脈沖波信號；計算模塊用于根據血氧飽和度定義和朗伯-比爾定律得出R與血氧飽和度的相關性，并通過血氧飽和度SPO₂和光吸收比率R標定曲線得到血氧飽和度；去噪模塊用于去除光電容積脈沖波信號的采集過程中出現的環境光干擾信號和運動干擾信號。

3.如權利要求2所述的基于ZigBee技術的指夾式血氧飽和度測量裝置，其特征在于，芯片控制單元包括：芯片模塊、初始化模塊、信道選擇模塊和通信模塊；芯片模塊分別連接去噪模塊、顯示單元、初始化模塊、信道選擇模塊和通信模塊；初始化模塊用于對芯片模塊中設置的通信參數進行初始化調用，信道選擇模塊用于根據預設的信道選擇模式在當前通信情況下選擇通信信道，通信模塊用于通過信道選擇模塊選擇的通信信道進行數據傳輸；芯片模塊獲取去噪模塊去噪后的數據進行處理后通過通信模塊進行數據傳輸。

4.如權利要求3所述的基于ZigBee技術的指夾式血氧飽和度測量裝置，其特征在于，芯片模塊采用CC2530芯片。

5.如權利要求1所述的基于ZigBee技術的指夾式血氧飽和度測量裝置，其特征在于，電池管理單元包括電池模塊和充電模塊，電池模塊采用鋰電池，充電模塊采用USB3.0接口。

6.如權利要求1所述的基于ZigBee技術的指夾式血氧飽和度測量裝置，其特征在于，顯示模塊采用OLED觸控顯示屏。

7.一種基于ZigBee技術的指夾式血氧飽和度測量方法，其特征在于，首先采集采用紅光和紅外光通過人體組織后透射的光電容積脈沖波信號，再根據朗伯-比爾定律計算得到血氧飽和度的值。

8.如權利要求7所述的ZigBee技術的指夾式血氧飽和度測量方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1、根據透射法獲取動脈血流量的變化分別對紅和紅外光的吸收量，分別記作AC_660nm和AC_940nm；并獲取動脈血流以外的透射部位組織分別對紅和紅外光的吸收量，分別記作DC_660nm和DC_940nm；

S2、根據獲取的多個光吸收量，計算光吸收比率R，并根據預設的血氧飽和度SPO₂和光吸收比率R標定曲線得到血氧飽和度。

9.如權利要求8所述的ZigBee技術的指夾式血氧飽和度測量方法，其特征在于，步驟S2中，光吸收比率R的計算方式為：

首先確定光吸收率的計算公式：

然后根據以下公式對光吸收率進行歸一化處理，獲得最終的光吸收率為：

其中，maxR為紅光信號取波峰值均值時對應的R′值，minR為紅光信號取波谷值均值時對應的R′值，maxIR為紅外光信號取波峰值均值時對應的R′值，minIR為紅外光信號取波谷值均值時對應的R′值。

10.如權利要求9所述的ZigBee技術的指夾式血氧飽和度測量方法，其特征在于，血氧飽和度SPO₂和光吸收比率R的標定曲線為：

SPO₂＝-20.85R²+0.149R+104.6。