專利名稱：一種血氧測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種血氧測量裝置。
背景技術(shù)：
通過對脈搏血氧測量原理的研究，人們發(fā)現(xiàn)，只要測量出兩種波長的透射光在一個(gè)完整的脈搏波中的光強(qiáng)度的變化，即可測量出血氧飽和度。目前，脈搏血氧測量的基本原理是:通過將紅光、紅外光投射到毛細(xì)血管并測量周期性的心動(dòng)光吸收變化來確定血氧飽和度，血氧探頭中的光源部分發(fā)射紅光、紅外光，而對應(yīng)的光探測器實(shí)現(xiàn)對紅光和紅外光的檢測。血氧測量方法是假設(shè)光吸收信號中所有脈動(dòng)分量是由動(dòng)脈血的充盈所引起的，并以紅光(500-700納米附近波長)、紅外波長(800-1000納米附近波長)的光吸收的脈動(dòng)分量(AC)比上直流分量(DC)的比值來計(jì)算比值:Red = Red (AC) /Red (DC)Ir = Ir (AC) / Ir (DC)再進(jìn)一步計(jì)算這兩個(gè)光波的光吸收比值R = Red/Ir就可以通過這個(gè)R值在已經(jīng)建立的R_Spo2表來查找對應(yīng)血氧飽和度，而這個(gè)R-Spo2表是依據(jù)血?dú)夥治鰞x對健康成人自愿者在誘發(fā)的組織缺氧的研究中的血?dú)夥治鼋Y(jié)果來確定的。
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如圖1所示，血氧測量裝置主要包括光源11、探測器12和信號處理電路13，光源11采用紅光和紅外光兩種光源，位于被檢測物體的一側(cè)，探測器12位于被檢測物體的另一偵U。在進(jìn)行血氧測量時(shí)，紅光和紅外光兩種光源交替發(fā)光并透射被檢測物體，探測器12檢測紅光和紅外光透過被檢測物體的透射光強(qiáng)，并將紅光和紅外光的透射光轉(zhuǎn)換成電信號輸出給信號處理電路13，信號處理電路13 —方面用于對檢測的信號進(jìn)行處理和運(yùn)算，得到血氧飽和度，另一方面根據(jù)設(shè)計(jì)的光源發(fā)光時(shí)序?qū)庠催M(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其發(fā)光時(shí)序是紅光和紅外光兩種光源交替發(fā)光，如圖2所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新型的血氧測量裝置，可提高血氧測量裝置測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種血氧測量裝置，包括:光發(fā)射器件，設(shè)置在被檢測物體的一側(cè)，用于至少發(fā)出第一波長光和第二波長光；光檢測器件，設(shè)置在被檢測物體的與光發(fā)射器件相對的另一側(cè)，所述光檢測器件包括第一窄帶光探測器和第二窄帶光探測器，第一窄帶光探測器用于接收第一波長光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與第一波長光對應(yīng)的電信號，第二窄帶光探測器用于接收第二波長光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與第二波長光對應(yīng)的電信號；信號處理電路，其分別耦合到第一窄帶光探測器和第二窄帶光探測器的輸出端，接收與第一波長光對應(yīng)的電信號和與第二波長光對應(yīng)的電信號，根據(jù)與第一波長光對應(yīng)的電信號和與第二波長光對應(yīng)的電信號計(jì)算血氧飽和度；所述信號處理電路還耦合到光發(fā)射器件。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種血氧測量裝置，包括:光發(fā)射器件，設(shè)置在被檢測物體的一側(cè)，用于至少發(fā)出紅光和紅外光；光檢測器件，設(shè)置在被檢測物體的與光發(fā)射器件相對的另一側(cè)，所述光檢測器件包括紅光探測器和紅外光探測器，紅光探測器用于接收紅光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與紅光對應(yīng)的電信號，紅外光探測器用于接收紅外光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與紅外光對應(yīng)的電信號；信號處理電路，其分別耦合到紅光探測器和紅外光探測器的輸出端，接收與紅光對應(yīng)的電信號和與紅外光對應(yīng)的電信號，根據(jù)與紅光對應(yīng)的電信號和與紅外光對應(yīng)的電信號計(jì)算血氧飽和度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種血氧測量裝置，包括:光發(fā)射器件，設(shè)置在被檢測物體的一側(cè)，所述光發(fā)射器件包括用于發(fā)出第一波長光的第一發(fā)光器件和用于發(fā)出第二波長光的第二發(fā)光器件，所述第一發(fā)光器件和第二發(fā)光器件被配置為兩者的發(fā)光時(shí)間具有設(shè)定的延時(shí)差；光檢測器件，設(shè)置在被檢測物體的與光發(fā)射器件相對的另一側(cè)，所述光檢測器件包括第一光探測器和第二光探測器，第一光探測器用于檢測第一波長光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與第一波長光對應(yīng)的電信號，第二光探測器用于檢測第二波長光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與第二波長光對應(yīng)的電信號，第一光探測器和第二光探測器中至少一個(gè)為窄帶光探測器；信號處理電路，其分別耦合到第一光探測器和第二光探測器的輸出端，接收第一光探測器和第二光探測器輸出的信號并計(jì)算血氧飽和度。


圖1為血氧測量裝置的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為血氧測量裝置的一種實(shí)施例的時(shí)序圖；圖3為實(shí)施例一中血氧測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為實(shí)施例一中 血氧測量裝置的時(shí)序圖；圖5為實(shí)施例二種血氧測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為實(shí)施例二中血氧測量裝置的時(shí)序圖；圖7為實(shí)施例三中血氧測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為實(shí)施例四中血氧測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為實(shí)施例四中血氧測量裝置的時(shí)序圖；圖10為實(shí)施例五中血氧測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為實(shí)施例五中血氧測量裝置的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。在本申請一種實(shí)施例中，血氧測量裝置采用至少一種窄帶光探測器，以分別檢測透過被測物體的兩種波長的透射光強(qiáng)，并基于兩種波長的透射光強(qiáng)計(jì)算出血氧飽和度。窄帶光探測器只檢測某一特定波長范圍的光，而對通帶波長范圍之外的光產(chǎn)生明顯衰減，因此通過選擇兩種窄帶光探測器的濾光參數(shù)可使窄帶光探測器只通過需要計(jì)算的兩種波長的透射光，而濾除環(huán)境光和其它波長的透射光，從而減少環(huán)境光和其它波長光的影響，提高血氧測量裝置測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在實(shí)際應(yīng)用中，光源發(fā)出的光至少包括第一波長光和第二波長光兩種波長，光源可以分別發(fā)出第一波長光和第二波長光，也可以發(fā)出包含有第一波長光和第二波長光的寬譜光。在血氧計(jì)算時(shí)，只選取預(yù)定的兩種波長的透射光強(qiáng)參與計(jì)算，例如，第一波長光和第二波長光。理論上，第一波長光和第二波長光可以為任意適合通過被檢測物體并可在光接收側(cè)可被檢測到的不同波長的兩種光。以下實(shí)施例中，以被檢測物體為人體組織(例如手指)、第一波長光和第二波長光分別為紅光和紅外光為例進(jìn)行說明。在本申請另一種實(shí)施例中，血氧測量裝置采用調(diào)制光源的驅(qū)動(dòng)方案，使光源按照設(shè)定時(shí)間間隔發(fā)射具有設(shè)定寬度的高頻脈沖光，高頻脈沖光的頻率遠(yuǎn)高于普通的環(huán)境光，環(huán)境光干擾體現(xiàn)為帶外噪聲，可以方便的濾除，從而也可減少環(huán)境光的影響。實(shí)施例一: 請參考圖3，血氧測量裝置包括光發(fā)射器件21、光檢測器件22和信號處理電路23。光發(fā)射器件21設(shè)置在人體組織的一側(cè),光發(fā)射器件21包括光源驅(qū)動(dòng)電路211、第一發(fā)光器件212和第二發(fā)光器件213，本實(shí)施例中，第一發(fā)光器件212為發(fā)射紅光的紅光發(fā)光器件，第二發(fā)光器件213為發(fā)射紅外光的紅外光發(fā)光器件，第一發(fā)光器件212和第二發(fā)光器件213具體可以分別是紅光發(fā)光二極管和紅外光發(fā)光二極管，紅光發(fā)光二極管和紅外光發(fā)光二極管同向并聯(lián)在光源驅(qū)動(dòng)電路211兩端，由光源驅(qū)動(dòng)電路211驅(qū)動(dòng)同時(shí)發(fā)光。光檢測器件22設(shè)置在人體組織的與光發(fā)射器件21相對的另一側(cè)，光檢測器件22包括第一窄帶光探測器221和第二窄帶光探測器222，當(dāng)?shù)谝话l(fā)光器件212和第二發(fā)光器件213分別發(fā)射紅光和紅外光時(shí)，第一窄帶光探測器221和第二窄帶光探測器222對應(yīng)的為紅光探測器和紅外光探測器，紅光探測器用于接收紅光透過人體組織的透射光，并轉(zhuǎn)換為與紅光對應(yīng)的電信號，紅外光探測器用于接收紅外光透過人體組織的透射光，并轉(zhuǎn)換為與紅外光對應(yīng)的電信號。當(dāng)?shù)谝徽瓗Ч馓綔y器221和第二窄帶光探測器222可采用現(xiàn)有的窄帶光探測器，或采用現(xiàn)有技術(shù)制作成的符合濾波參數(shù)要求的窄帶光探測器，例如采用帶有濾光片的光電二極管來檢測透過人體組織的特定光波長的透射光強(qiáng)，當(dāng)?shù)谝徽瓗Ч馓綔y器221和第二窄帶光探測器222分別為紅光探測器和紅外光探測器時(shí)，其通過波長可以設(shè)定為660nm和940nm。當(dāng)然，根據(jù)本申請公開的內(nèi)容和已有技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)當(dāng)理解，第一窄帶光探測器221和第二窄帶光探測器222檢測的光波長還可以是其它設(shè)定的波長。信號處理電路23分別耦合到第一窄帶光探測器221和第二窄帶光探測器222的輸出端，接收與紅光對應(yīng)的電信號和與紅外光對應(yīng)的電信號，根據(jù)與紅光對應(yīng)的電信號和與紅外光對應(yīng)的電信號計(jì)算血氧飽和度。一具體實(shí)例中，信號處理電路23包括順序連接的信號放大/調(diào)理電路231、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路232和處理器233。信號放大/調(diào)理電路231分別與第一窄帶光探測器221和第二窄帶光探測器222的輸出端連接，接收第一窄帶光探測器221和第二窄帶光探測器222輸出的與紅光對應(yīng)的電信號和與紅外光對應(yīng)的電信號，對電信號進(jìn)行放大和其它處理(其它處理例如濾波)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路232將放大后的信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后輸出到處理器233，處理器233根據(jù)模數(shù)變換后的信號計(jì)算血氧飽和度。血氧飽和度的計(jì)算方法可采用已有的算法或?qū)砜赡艹霈F(xiàn)的算法。在實(shí)際應(yīng)用中，在血氧測量裝置所處的檢測環(huán)境中可能存在環(huán)境光，而環(huán)境光有直流成分也有交流成分，如果疊加在光發(fā)射器件發(fā)射的光線上，容易在透射光上產(chǎn)生干擾，對測量產(chǎn)生干擾。本實(shí)施例中，第一窄帶光探測器只檢測透過人體組織的紅光透射光，第二窄帶光探測器只檢測透過人體組織的紅外光透射光，因此可濾除環(huán)境光和光源中其它波長的光，減少環(huán)境光和其它波長光的干擾。另外本實(shí)施例中，分別采用兩種窄帶光探測器檢測兩種光信號的透射光強(qiáng)，為兩種光同時(shí)發(fā)射和接收提供了可能。例如，對第一發(fā)光器件212和第二發(fā)光器件213的光源驅(qū)動(dòng)信號可以如圖4所示，是一具有設(shè)定周期的脈沖信號，該光源驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)第一發(fā)光器件212和第二發(fā)光器件213同時(shí)發(fā)出紅光和紅外光，第一窄帶光探測器221和第二窄帶光探測器222分別對透過人體組織的紅光透射光和紅外光透射光進(jìn)行檢測，檢測到的紅光透射光和紅外光透射光信號為同步信號。因此這種方案提高了檢測信號的同步性，方便后續(xù)血氧算法的處理。由于被檢測物運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致脈搏血流變化時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致紅光透射光和紅外光透射光信號之間存在時(shí)間差，后續(xù)血氧算法很難識別兩信號之間的時(shí)間差是信號本身不同步性導(dǎo)致的還是被檢測物的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的，當(dāng)提高紅光和紅外光本身檢測信號的同步性時(shí)，也為后續(xù)血氧算法更準(zhǔn)確地識別由被測物體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的干擾并進(jìn)行有效抑制提供了可能。光源驅(qū)動(dòng)信號可由光源驅(qū)動(dòng)電路211根據(jù)設(shè)定的時(shí)序產(chǎn)生，也可由信號處理電路23中的處理器233根據(jù)設(shè)定的時(shí)序產(chǎn)生，處理器233將光源驅(qū)動(dòng)信號輸出至光發(fā)射器件21的光源驅(qū)動(dòng)電路211，由光源驅(qū)動(dòng)電路211按照光源驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)第一發(fā)光器件212和第二發(fā)光器件213發(fā)光。上述實(shí)施例中，第一發(fā)光器件212和第二發(fā)光器件213同向并聯(lián)在光源驅(qū)動(dòng)電路211兩端，在另外的具體實(shí)例中，每個(gè)發(fā)光器件也可以有獨(dú)立的光源驅(qū)動(dòng)電路，即每個(gè)發(fā)光器件連接在各自的光源驅(qū)動(dòng)電路的兩端，由光源驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)發(fā)光。這種情況下，第一發(fā)光器件212和第二發(fā)光器件213也可以不同時(shí)發(fā)光，而是具有設(shè)定的延時(shí)差，例如第一發(fā)光器件的光源驅(qū)動(dòng)電路通過開關(guān)電路或延時(shí)電路將光源驅(qū)動(dòng)信號進(jìn)行一定時(shí)間的延時(shí)，而第二發(fā)光器件的光源驅(qū)動(dòng)電路不對光源驅(qū)動(dòng)信號進(jìn)行延時(shí)，從而可使第一發(fā)光器件發(fā)出的光比第二發(fā)光器件發(fā)出的光滯后一定時(shí)間，而第一窄帶光探測器和第二窄帶光探測器檢測到的兩種透射光也有一定的時(shí)間差。

實(shí)施例二:請參考圖5，血氧測量裝置包括光發(fā)射器件31、光檢測器件32和信號處理電路33。光發(fā)射器件31設(shè)置在人體組織的一側(cè)，光檢測器件32設(shè)置在人體組織的與光發(fā)射器件31相對的另一側(cè)，光檢測器件32包括第一窄帶光探測器321和第二窄帶光探測器322，第一窄帶光探測器321用于檢測紅光透過人體組織的透射光強(qiáng)，第二窄帶光探測器322用于檢測紅外光透過人體組織的透射光強(qiáng)。信號處理電路33分別耦合到第一窄帶光探測器321和第二窄帶光探測器322的輸出端,接收與第一波長光對應(yīng)的電信號和與第二波長光對應(yīng)的電信號，根據(jù)與第一波長光對應(yīng)的電信號和與第二波長光對應(yīng)的電信號計(jì)算血氧飽和度。本實(shí)施例中，光發(fā)射器件31為一寬光譜光源，其發(fā)射的光譜中至少包括紅光光譜和紅外光譜。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，如果血氧計(jì)算采用的是另外兩種波長的光，寬光譜光源發(fā)射的光譜中至少應(yīng)包括血氧計(jì)算采用的兩種波長的光，而第一窄帶光探測器321和第二窄帶光探測器322對應(yīng)的也檢測這兩種波長的透射光強(qiáng)。本實(shí)施例中，光發(fā)射器件31包括光源驅(qū)動(dòng)電路311和寬光譜光源312，寬光譜光源312連接在光源驅(qū)動(dòng)電路311的兩端，由光源驅(qū)動(dòng)電路311按照光源驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)發(fā)光。寬光譜光源312可采用現(xiàn)有的寬光譜光源或?qū)硇鲁霈F(xiàn)的寬光譜光源，例如白光LED或白熾燈類光源。第一窄帶光探測器321、第二窄帶光探測器322和信號處理電路33的結(jié)構(gòu)可以與實(shí)施例一中的相同或不同。第一窄帶光探測器321和第二窄帶光探測器322只對紅外波段或者紅光波段敏感，分別用于檢測紅外和紅光透射光。本實(shí)施例的發(fā)光和接收光的時(shí)序如圖6所不,該寬光譜光源發(fā)光時(shí),兩個(gè)探測器可同時(shí)檢測紅光和紅外光的透射光信號，可以保證極高的同步性，同時(shí)也降低了對光源的限制，降低了光源成本。實(shí)施例三:請參考圖7，血氧測量裝置包括光發(fā)射器件41、光檢測器件42和信號處理電路43。光發(fā)射器件41設(shè)置在人體組織的一側(cè)，光檢測器件42設(shè)置在人體組織的與光發(fā)射器件41相對的另一側(cè)，光檢測器件42包括第一窄帶光探測器和第二窄帶光探測器，第一窄帶光探測器用于檢測紅光透過人體組織的透射光強(qiáng)，第二窄帶光探測器用于檢測紅外光透過人體組織的透射光強(qiáng)。第一窄帶光探測器包括多個(gè)紅光探測器，第二窄帶光探測器包括多個(gè)紅外光探測器，紅光探測器和紅外光探測器根據(jù)設(shè)計(jì)需要可以多種方式排布在光檢測器件42上，如圖7所示，以相互間隔方式或按列間隔方式分布在光檢測器件42上。本實(shí)施例中，多個(gè)探測器在空間上均勻分布，這樣可以保證兩種光源的光路更加一致。進(jìn)一步，這些探測器可以通過半導(dǎo)體工藝，排布成陣列，制作在一個(gè)芯片上，使得這些探測器的單個(gè)面積較小，個(gè)數(shù)較多，而分布更加均勻。本實(shí)施例中，光發(fā)射器件41和信號處理電路43的結(jié)構(gòu)可以與實(shí)施例一相同或不同。光發(fā)射器件41可以是獨(dú)立的兩個(gè)光源，分別發(fā)出紅光和紅外光，也可以是一寬光譜光源。實(shí)施例四:`
環(huán)境光源如白熾燈、熒光燈，其光強(qiáng)通常包含了直流成分(即光強(qiáng)基本恒定，不隨時(shí)間變化)，以及交變成分，一般為工頻(50Hz或60Hz)的倍頻成分。它們疊加在光源發(fā)出的光上，容易干擾透射光的檢測，從而影響血氧測量。因此可以采用以下方式抑制背景光干擾:光源以一定的時(shí)間隔輸出一定寬度的高頻率脈沖光，這個(gè)高頻脈沖光的頻率要求明顯高于光源的發(fā)光間隔，并且便于通過血氧測量裝置檢測和處理即可。在光源的更高頻率發(fā)光期間，可以通過光源驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)控制或者驅(qū)動(dòng)電流的變化來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)高頻率脈沖光波形可以是方波，也可以是正弦波等高頻波形式。測量裝置檢測到這個(gè)高頻率的脈沖透射光后，對此高頻率的脈沖透射光強(qiáng)進(jìn)行處理，并用于血氧值計(jì)算。由于采用了高頻脈沖光驅(qū)動(dòng)，環(huán)境光干擾體現(xiàn)為帶外噪聲，可以方便的濾除，并得到對應(yīng)的透射光強(qiáng)。本實(shí)施例中，請參考圖8，血氧測量裝置包括光發(fā)射器件51、光檢測器件52和信號處理電路53。光發(fā)射器件51設(shè)置在人體組織的一側(cè)，光檢測器件52設(shè)置在人體組織的與光發(fā)射器件51相對的另一側(cè)，用于接收特定的兩種波長的透過被檢測物體的透射光。光發(fā)射器件按照設(shè)定時(shí)間間隔發(fā)射具有設(shè)定寬度的高頻脈沖光，如圖9所示，光源驅(qū)動(dòng)信號為一高頻調(diào)制信號，其調(diào)制信號源為一低頻的脈沖信號，如圖9中的(a)所示，該低頻的調(diào)制信號源可以是光發(fā)射器件通常的光源驅(qū)動(dòng)信號，采用該低頻的調(diào)制信號源對一頻率遠(yuǎn)高于調(diào)制信號源頻率的高頻信號進(jìn)行調(diào)制，生成的已調(diào)光源驅(qū)動(dòng)信號如圖9中的(b)所示，將該已調(diào)信號作為光源驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器件51發(fā)光。以光發(fā)射器件51包括光源驅(qū)動(dòng)電路511和寬光譜的光源512為例,光發(fā)射器件51在已調(diào)光源驅(qū)動(dòng)信號的驅(qū)動(dòng)下發(fā)出的光的時(shí)序如圖9中的(b)所示，其中包含紅光和紅外光。光檢測器件52包括第一窄帶光探測器521和第二窄帶光探測器522，第一窄帶光探測器521用于檢測紅光透過人體組織的透射光強(qiáng)，第二窄帶光探測器522用于檢測紅外光透過人體組織的透射光強(qiáng)。第一窄帶光探測器521和第二窄帶光探測器522檢測到的紅光和紅外光的透射光的時(shí)序分別如圖9中的(c)和(d)所示，是與光源驅(qū)動(dòng)信號相同的高頻調(diào)制信號。信號處理電路53包括順序連接的信號放大/調(diào)理電路531、檢波電路532、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路533和處理器534，所述信號放大/調(diào)理電路531的輸入端與光檢測器件52連接，接收光檢測器件52輸出的高頻調(diào)制電信號，對高頻調(diào)制電信號進(jìn)行放大和濾波處理，并將高頻調(diào)制電信號輸出到檢波電路532，所述檢波電路532對高頻調(diào)制電信號進(jìn)行檢波解調(diào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路533對檢波后的電信號進(jìn)行模數(shù)變換，所述處理器534根據(jù)模數(shù)變換后的信號計(jì)算血氧飽和度。在另外的具體實(shí)例中，光發(fā)射器件51也可以包括獨(dú)立發(fā)出紅光和紅外光的兩個(gè)光源，光源驅(qū)動(dòng)電路511按照已調(diào)光源驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)兩個(gè)光源同時(shí)發(fā)光，第一窄帶光探測器521和第二窄帶光探測器522檢測紅光和紅外光的透射光，其檢測到的紅光和紅外光的透射光時(shí)序如圖9中的(c)和(d)所示。實(shí)施例五:
本實(shí)施例中，光發(fā)射器件仍然以一定的頻率發(fā)光，在該光發(fā)射器件的發(fā)光期間以更高頻率進(jìn)行發(fā)光，探測器檢測到這個(gè)透射光后，針對此頻率進(jìn)行檢波，檢出透射光強(qiáng)。仍然采用已調(diào)的光源驅(qū)動(dòng)信號，請參考圖10，血氧測量裝置包括光發(fā)射器件61、光檢測器件62和信號處理電路63。光發(fā)射器件61設(shè)置在人體組織的一側(cè)，光檢測器件62設(shè)置在人體組織的與光發(fā)射器件61相對的另一側(cè)，用于接收特定的兩種波長的透過被檢測物體的透射光。光發(fā)射器件61包括光源驅(qū)動(dòng)電路611、第一發(fā)光器件612和第二發(fā)光器件613,第一發(fā)光器件612為發(fā)射紅光的紅光發(fā)光器件，第二發(fā)光器件613為發(fā)射紅外光的紅外光發(fā)光器件，第一發(fā)光器件612和第二發(fā)光器件613反向并聯(lián)在光源驅(qū)動(dòng)電路611的兩端，光源驅(qū)動(dòng)電路611按照已調(diào)光源驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)第一發(fā)光器件612和第二發(fā)光器件613交替發(fā)光，第一發(fā)光器件612和第二發(fā)光器件613發(fā)出的光的時(shí)序如圖11中的(a)和(b)所示，光檢測器件62為寬光譜探測器，其檢測到的紅光和紅外光的透射光的時(shí)序如圖11中的(c)所示。信號處理電路53包括順序連接的信號放大/調(diào)理電路531、檢波電路532、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路533和處理器534，所述信號放大/調(diào)理電路531的輸入端與光檢測器件52連接，接收光檢測器件52輸出的高頻調(diào)制電信號，對高頻調(diào)制電信號進(jìn)行放大和濾波處理，并將高頻調(diào)制電信號輸出到檢波電路532，所述檢波電路532對高頻調(diào)制電信號進(jìn)行檢波解調(diào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路533對檢波后的電信號進(jìn)行模數(shù)變換，所述處理器534根據(jù)模數(shù)變換后的信號計(jì)算血氧飽和度。上述實(shí)施例四和五中，已調(diào)光源驅(qū)動(dòng)信號可由光源驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)設(shè)定的時(shí)序產(chǎn)生，也可由信號處理電路中的處理器根據(jù)設(shè)定的時(shí)序產(chǎn)生，處理器將光源驅(qū)動(dòng)信號輸出至光發(fā)射器件的光源驅(qū)動(dòng)電路，由光源驅(qū)動(dòng)電路按照已調(diào)光源驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)光源發(fā)光。已調(diào)光源驅(qū)動(dòng)信號可以是電壓驅(qū)動(dòng)型的，也可以是電流驅(qū)動(dòng)型的，光源驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)已調(diào)光源驅(qū)動(dòng)信號的驅(qū)動(dòng)類型不同可進(jìn)行不同的電路設(shè)計(jì)。在另外的實(shí)施例中，當(dāng)光發(fā)射器件包括分別用于發(fā)出第一波長光的第一發(fā)光器件和用于發(fā)出第二波長光的第二發(fā)光器件時(shí)，調(diào)整光源驅(qū)動(dòng)信號，使第一發(fā)光器件和第二發(fā)光器件的發(fā)光時(shí)間具有設(shè)定的延時(shí)差，例如光發(fā)射器件包括發(fā)射紅光的紅光發(fā)光器件和發(fā)射紅外光的紅外光發(fā)光器件，光源驅(qū)動(dòng)信號如圖2所示，使紅光驅(qū)動(dòng)信號和紅外光驅(qū)動(dòng)信號之間具有一延時(shí)。這種情況下光檢測器件也包括第一光探測器和第二光探測器，第一光探測器用于檢測第一波長光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與第一波長光對應(yīng)的電信號，第二光探測器用于檢測第二波長光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與第二波長光對應(yīng)的電信號，并且第一光探測器和第二光探測器中至少一個(gè)為窄帶光探測器。以第一波長光為紅光、第二波長光為紅外光為例，例如在一具體實(shí)例中，第一光探測器是通帶波長為紅光波長的窄帶光探測器，可檢測紅光透過被檢測物體的透射光，第二光探測器為寬光譜探測器，可檢測到紅光和紅外光兩種光透過被檢測物體的透射光，由于紅光和紅外光在發(fā)光時(shí)序上具有一定時(shí)差，根據(jù)發(fā)光時(shí)序，可檢測出紅外光透過被檢測物體的透射光強(qiáng)信號。當(dāng)然，根據(jù)本申請公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解第一光探測器也可以是通帶波長為紅外光波長的窄帶光探測器，而第二光探測器為寬光譜探測器，根據(jù)發(fā)光時(shí)序，可檢測出紅光透過被檢測物體的透射光強(qiáng)信號。另外，第一光探測器和第二光探測器也可以都是窄帶光探測器，其中一個(gè)是通帶波長為紅光波長的窄帶光探測器，另一個(gè)是通帶波長為紅外光波長的窄帶光探測器。信號處理電路分別耦合到第一光探測器和第二光探測器的輸出端，接收第一光探測器和第二光探測器輸出的信號并計(jì)算血氧飽和度。以上內(nèi)容是結(jié) 合具體的實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種血氧測量裝置，其特征在于包括: 光發(fā)射器件，設(shè)置在被檢測物體的一側(cè)，用于至少發(fā)出第一波長光和第二波長光； 光檢測器件，設(shè)置在被檢測物體的與光發(fā)射器件相對的另一側(cè)，所述光檢測器件包括第一窄帶光探測器和第二窄帶光探測器，第一窄帶光探測器用于接收第一波長光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與第一波長光對應(yīng)的電信號，第二窄帶光探測器用于接收第二波長光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與第二波長光對應(yīng)的電信號； 信號處理電路，其分別耦合到第一窄帶光探測器和第二窄帶光探測器的輸出端，接收與第一波長光對應(yīng)的電信號和與第二波長光對應(yīng)的電信號，根據(jù)與第一波長光對應(yīng)的電信號和與第二波長光對應(yīng)的電信號計(jì)算血氧飽和度；所述信號處理電路還耦合到光發(fā)射器件。
2.如權(quán)利要求1所述的血氧測量裝置，其特征在于，所述光發(fā)射器件包括用于發(fā)出第一波長光的第一發(fā)光器件 和用于發(fā)出第二波長光的第二發(fā)光器件，所述第一發(fā)光器件和第二發(fā)光器件被配置為基于光源驅(qū)動(dòng)信號同步發(fā)光或發(fā)光時(shí)間具有設(shè)定的延時(shí)差。
3.—種血氧測量裝置，其特征在于包括: 光發(fā)射器件，設(shè)置在被檢測物體的一側(cè)，用于至少發(fā)出紅光和紅外光； 光檢測器件，設(shè)置在被檢測物體的與光發(fā)射器件相對的另一側(cè)，所述光檢測器件包括紅光探測器和紅外光探測器，紅光探測器用于檢測紅光透過被檢測物體的透射光，紅外光探測器用于檢測紅外光透過被檢測物體的透射光； 信號處理電路，其分別耦合到紅光探測器和紅外光探測器的輸出端，接收與紅光對應(yīng)的電信號和與紅外光對應(yīng)的電信號，根據(jù)與紅光對應(yīng)的電信號和與紅外光對應(yīng)的電信號計(jì)算血氧飽和度。
4.如權(quán)利要求3所述的血氧測量裝置，其特征在于，所述信號處理電路還耦合到光發(fā)射器件，向光發(fā)射器件輸出光源驅(qū)動(dòng)信號，驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器件發(fā)光。
5.如權(quán)利要求3所述的血氧測量裝置，其特征在于，所述紅光探測器有多個(gè)，紅外光探測器有多個(gè)。
6.如權(quán)利要求5所述的血氧測量裝置，其特征在于，多個(gè)紅光探測器和紅外光探測器集成在Iv芯片上。
7.如權(quán)利要求3-6中任一項(xiàng)所述的血氧測量裝置，其特征在于，所述光發(fā)射器件包括紅光發(fā)光器件和紅外光發(fā)光器件，所述紅光發(fā)光器件和紅外光發(fā)光器件經(jīng)配置為同步發(fā)光或發(fā)光時(shí)間具有設(shè)定的延時(shí)差。
8.如權(quán)利要求1或3-6中任一項(xiàng)所述的血氧測量裝置，其特征在于，所述光發(fā)射器件為一寬光譜光源。
9.一種血氧測量裝置，其特征在于包括: 光發(fā)射器件，設(shè)置在被檢測物體的一側(cè)，所述光發(fā)射器件包括用于發(fā)出第一波長光的第一發(fā)光器件和用于發(fā)出第二波長光的第二發(fā)光器件，所述第一發(fā)光器件和第二發(fā)光器件被配置為兩者的發(fā)光時(shí)間具有設(shè)定的延時(shí)差； 光檢測器件，設(shè)置在被檢測物體的與光發(fā)射器件相對的另一側(cè)，所述光檢測器件包括第一光探測器和第二光探測器，第一光探測器用于檢測第一波長光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與第一波長光對應(yīng)的電信號，第二光探測器用于檢測第二波長光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與第二波長光對應(yīng)的電信號，第一光探測器和第二光探測器中至少一個(gè)為窄帶光探測器； 信號處理電路，其分別耦合到第一光探測器和第二光探測器的輸出端，接收第一光探測器和第二光探測器輸出的信號并計(jì)算血氧飽和度。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的血氧測量裝置，其特征在于，所述光發(fā)射器件按照設(shè)定時(shí)間間隔發(fā)射具有設(shè)定寬度的高頻脈沖光。
11.如權(quán)利要求10所述的血氧測量裝置，其特征在于，所述信號處理電路包括順序連接的信號放大/調(diào)理電路、檢波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和處理器，所述信號放大/調(diào)理電路的輸入端與光檢測器件連接，接收光檢測器件輸出的高頻調(diào)制電信號，對高頻調(diào)制電信號進(jìn)行放大和濾波處理，并將高頻調(diào)制電信號輸出到檢波電路，所述檢波電路對高頻調(diào)制電信號進(jìn)行檢波解調(diào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對檢波后的電信號進(jìn)行模數(shù)變換，所述處理器根據(jù)模數(shù)變換后的信號計(jì)算血氧飽和度，所述處理器還耦合到光發(fā)射器件，輸出經(jīng)高頻調(diào)制的已調(diào)光源驅(qū)動(dòng)信號至光發(fā)射器件 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種血氧測量裝置，包括光發(fā)射器件，設(shè)置在被檢測物體的一側(cè)，用于至少發(fā)出第一波長光和第二波長光；光檢測器件，設(shè)置在被檢測物體的與光發(fā)射器件相對的另一側(cè)，所述光檢測器件包括第一窄帶光探測器和第二窄帶光探測器，第一窄帶光探測器用于接收第一波長光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與第一波長光對應(yīng)的電信號，第二窄帶光探測器用于接收第二波長光透過被檢測物體的透射光，并轉(zhuǎn)換為與第二波長光對應(yīng)的電信號；信號處理電路，其分別耦合到第一窄帶光探測器和第二窄帶光探測器的輸出端，計(jì)算血氧飽和度。本發(fā)明有效抑制了環(huán)境光的干擾，同時(shí)也為提高血氧測量裝置在抑制被測物體運(yùn)動(dòng)干擾方面的能力提供了可能。
文檔編號A61B5/1455GK103169478SQ20111044187
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者岑建, 周賽新 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司