專利名稱：用于實驗小鼠的脈搏血氧儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種動物實驗儀器，尤其是指對實驗用小鼠的血氧飽和度進行無創(chuàng)實時監(jiān)測的儀器。
背景技術(shù)：
目前，對血氧飽和度SPA的測量廣泛應(yīng)用在醫(yī)療監(jiān)護領(lǐng)域，對重癥尤其是昏迷的患者進行血氧飽和度的監(jiān)測尤為重要。在藥理學、生理病理學、生物學等研究領(lǐng)域，常常采用小鼠作為實驗對象，進行藥物的藥理學研究或生理病理學研究。在進行某些研究時，通常需要對小鼠血液的血氧飽和度進行測量。由于小鼠的生理特點和人體有較大差別，比如心律為400-600次/分左右，遠高于人類心律，且測量部位較小，所以不能采用目前的人體用血氧檢測設(shè)備進行無損測量。 所以在需要測量小鼠的血氧飽和度時，常常需要從小鼠體內(nèi)采血，然后使用血氣分析儀來進行測量。這種方法操作繁瑣，效率較低，而且不能進行實時監(jiān)測，給科研工作帶來不利影響。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種用于實驗小鼠的脈搏血氧儀，以解決測量小鼠的血氧飽和度時存在的操作繁瑣、效率較低、而且不能進行實時監(jiān)測、給科研工作帶來不利影響的問題。本實用新型采取的技術(shù)方案是，光電傳感器與信號調(diào)理電路連接，信號調(diào)理電路與信號采集處理系統(tǒng)連接，信號采集處理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)及波形顯示系統(tǒng)連接；光電傳感器由一組雙波長發(fā)光二極管和光電二極管組成；信號調(diào)理電路包括電流電壓變換電路，電流電壓變換電路分別與采樣保持電路一和采樣保持電路二連接，其中采樣保持電路一分別與高通濾波器一和低通濾波器一連接， 高通濾波器一與自動增益調(diào)節(jié)放大器一連接，自動增益調(diào)節(jié)放大器一與濾波電路一連接； 低通濾波器一與自動增益調(diào)節(jié)放大器二連接，自動增益調(diào)節(jié)放大器二與濾波電路二連接； 采樣保持電路二分別與高通濾波器二和低通濾波器二連接，高通濾波器二與自動增益調(diào)節(jié)放大器三連接，自動增益調(diào)節(jié)放大器三與濾波電路三連接；低通濾波器二與自動增益調(diào)節(jié)放大器四連接，自動增益調(diào)節(jié)放大器四與濾波電路四連接。本實用新型通過雙波長發(fā)光二極管和光電二極管采集到小鼠動脈血管的血流信號，利用信號調(diào)理電路和信號采集處理系統(tǒng)，計算出被測小鼠的血氧飽和度值；通過數(shù)據(jù)及波形顯示系統(tǒng)將血氧飽和度值、心率值及波形顯示出來，該儀器實現(xiàn)了對實驗小鼠血氧飽和度的無創(chuàng)實時監(jiān)測。本實用新型的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)新穎，能克服小鼠心率高、信號弱等困難，實現(xiàn)對小鼠血氧飽和度的無創(chuàng)實時監(jiān)測。提高小鼠手術(shù)實驗的成功率，以及在藥物實驗時，能夠快速的反應(yīng)藥物對小鼠呼吸系統(tǒng)的影響，代替?zhèn)鹘y(tǒng)抽血化驗的方法，具有準確，實時，無創(chuàng)，操作簡單等優(yōu)點，減少科研人員的工作量。
圖1是本實用新型電路框圖；圖2是本實用新型傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型信號調(diào)理電路框圖。
具體實施方式
光電傳感器1與信號調(diào)理電路2連接，信號調(diào)理電路2與信號采集處理系統(tǒng)3連接，信號采集處理系統(tǒng)3與數(shù)據(jù)及波形顯示系統(tǒng)4連接；光電傳感器1由一組雙波長發(fā)光二極管5和光電二極管6組成；信號調(diào)理電路2包括電流電壓變換電路201，電流電壓變換電路分別與采樣保持電路一 202和采樣保持電路二 203連接，其中采樣保持電路一 202分別與高通濾波器一 204 和低通濾波器一 205連接，高通濾波器一與自動增益調(diào)節(jié)放大器一 206連接，自動增益調(diào)節(jié)放大器一 206與濾波電路一 208連接；低通濾波器一 205與自動增益調(diào)節(jié)放大器二 207連接，自動增益調(diào)節(jié)放大器二 207與濾波電路二 209連接；采樣保持電路二 203分別與高通濾波器二 210和低通濾波器二 211連接，高通濾波器二與自動增益調(diào)節(jié)放大器三212連接，自動增益調(diào)節(jié)放大器三212與濾波電路三214連接；低通濾波器二 211與自動增益調(diào)節(jié)放大器四213連接，自動增益調(diào)節(jié)放大器四213與濾波電路四215連接。將雙波長發(fā)光二極管5和高靈敏度低噪聲的光電二極管6分別置于小鼠尾部動脈兩側(cè)組成光電傳感器，保證光電二極管接受到光源經(jīng)過血管的透射光，其中，雙波長發(fā)光二極管5的波長分別為940nm和660nm，為了避免環(huán)境光的干擾，將發(fā)光二極管和光電二極管封在一對黑色軟質(zhì)橡膠中，為了避免兩波長互相干擾，采用分時驅(qū)動方式，即在光源的驅(qū)動周期中，有一段時間是完全熄滅的，其周期為紅光660nm、亮、全部熄滅、紅外光940nm、亮、 全部熄滅。這樣，傳感器得到的是紅光和紅外光透光強度的混合信號。將該混合信號送入信號調(diào)理電路2，在信號調(diào)理電路中，首先利用跨阻放大器將傳感器輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，根據(jù)光源的驅(qū)動時序，對混合電壓信號進行采樣保持，將混合信號分離成紅光透射光強度信號和紅外透射光強度信號。讓兩信號分別經(jīng)過低通濾波器一、低通濾波器二和高通濾波器一、高通濾波器二分離出直流分量和交流分量，得到紅光直流、紅光交流、紅外直流、紅外交流4路信號，根據(jù)每路信號的特點，分別進行自動增益調(diào)節(jié)放大及濾波處理。經(jīng)信號調(diào)理電路得到適中幅值的4路信號，用信號采集處理系統(tǒng)3的高精度的A/ D轉(zhuǎn)換器對該4路信號進行采集，將所采集到的數(shù)據(jù)送入單片機進行處理和運算，根據(jù)朗伯-比爾定律和定標試驗，計算出被測小鼠的血氧飽和度，根據(jù)信號中交流部分的特點計算出小鼠的心率值；單片機控制LCD顯示器，將采集到的血氧波形信號以及計算出的血氧飽和度值和心率值顯示出來供科研人員參考。
權(quán)利要求1.一種用于實驗小鼠的脈搏血氧儀，其特征在于光電傳感器與信號調(diào)理電路連接， 信號調(diào)理電路與信號采集處理系統(tǒng)連接，信號采集處理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)及波形顯示系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于實驗小鼠的脈搏血氧儀，其特征在于光電傳感器由一組雙波長發(fā)光二極管和光電二極管組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于實驗小鼠的脈搏血氧儀，其特征在于信號調(diào)理電路包括電流電壓變換電路，電流電壓變換電路分別與采樣保持電路一和采樣保持電路二連接，其中采樣保持電路一分別與高通濾波器一和低通濾波器一連接，高通濾波器一與自動增益調(diào)節(jié)放大器一連接，自動增益調(diào)節(jié)放大器一與濾波電路一連接；低通濾波器一與自動增益調(diào)節(jié)放大器二連接，自動增益調(diào)節(jié)放大器二與濾波電路二連接；采樣保持電路二分別與高通濾波器二和低通濾波器二連接，高通濾波器二與自動增益調(diào)節(jié)放大器三連接， 自動增益調(diào)節(jié)放大器三與濾波電路三連接；低通濾波器二與自動增益調(diào)節(jié)放大器四連接， 自動增益調(diào)節(jié)放大器四與濾波電路四連接。
專利摘要本實用新型涉及一種用于實驗小鼠的脈搏血氧儀，屬于一種動物實驗儀器。光電傳感器與信號調(diào)理電路連接，信號調(diào)理電路與信號采集處理系統(tǒng)連接，信號采集處理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)及波形顯示系統(tǒng)連接。優(yōu)點是實現(xiàn)對小鼠血氧飽和度的無創(chuàng)實時監(jiān)測，提高小鼠手術(shù)實驗的成功率，以及在藥物實驗時，能夠快速的反應(yīng)藥物對小鼠呼吸系統(tǒng)的影響，具有準確，實時，無創(chuàng)，操作簡單等優(yōu)點，減少科研人員的工作量。
文檔編號A61B5/1455GK202060780SQ20112011778
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者張晗宇, 王靖文, 黃丹飛 申請人:長春理工大學