專利名稱：血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置，屬于橈骨動脈檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在臨床或日常健康檢測時的血壓間接測量方法有多種。例如，傳統(tǒng)的以上臂肱動脈為檢測對象的基于柯氏法的水銀式血壓計血壓測量方法；以手腕處的橈骨動脈為檢測對象的基于壓力示波法的電子血壓計血壓測量方法，以及基于容積振動法的電子血壓計血壓測量方法；以指動脈為檢測對象的基于容積振動法的電子血壓計血壓測量方法等。而 對于血氧飽和度的間接測量方法通常是以指動脈為檢測對象，采用雙波長分光法進(jìn)行動脈血的血氧飽和度測量。在使用上述方法對血壓和血氧飽和度進(jìn)行測量時，血壓的測量需要單獨的血壓計，血氧飽和度的測量也需要單獨的血氧飽和度檢測儀。即便是使用多功能檢測儀來同時測量血壓與血氧飽和度，其內(nèi)部的測量過程還是分別采用單獨的光電傳感器來實現(xiàn)的，兩者不能兼用。這樣，就造成了檢測裝置的電子元件多及結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題；同時，這種方法也不能實現(xiàn)對靜脈血的血氧飽和度的間接測量。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型是為了解決現(xiàn)有血壓與血氧飽和度的檢測需要分別采用單獨的傳感器來實現(xiàn)，造成檢測裝置的電子元件多及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，提供一種血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置。本實用新型所述血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置，它包括袖帶，它還包括脈沖發(fā)生器、光電容積傳感器、波峰保持器、第一高通濾波器、第一低通濾波器、第二高通濾波器、第二低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、計算機(jī)、電空變換器、氣泵、功率放大器和壓力傳感器，氣泵通過管路為袖帶供氣，電空變換器設(shè)置在氣泵與袖帶之間的管路上，電空變換器的控制信號輸入端連接功率放大器的控制信號輸出端，功率放大器的控制信號輸入端連接D/A轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸出端，D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸入端連接計算機(jī)的控制信號輸出端；壓力傳感器的壓力采集端通過管路與電空變換器和袖帶之間的管路連通，壓力傳感器的壓力信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器的壓力信號輸入端；光電容積傳感器設(shè)置于袖帶內(nèi)，光電容積傳感器由第一波長發(fā)光二極管、第二波長發(fā)光二極管和光電二極管組成，脈沖發(fā)生器的第一脈沖信號輸出端連接第一波長發(fā)光二極管的脈沖信號輸入端，脈沖發(fā)生器的第二脈沖信號輸出端連接第二波長發(fā)光二極管的脈沖信號輸入端，脈沖發(fā)生器的第三脈沖信號輸出端連接光電二極管的第一驅(qū)動信號輸入端，脈沖發(fā)生器的第四脈沖信號輸出端連接光電二極管的第二驅(qū)動信號輸入端，脈沖發(fā)生器的第一脈沖信號和第三脈沖信號同時導(dǎo)通或關(guān)閉，脈沖發(fā)生器的第二脈沖信號和第四脈沖信號同時關(guān)閉或?qū)?，光電二極管分別用于采集第一波長發(fā)光二極管和第二波長發(fā)光二極管的光電容積信號，光電二極管的采集信號輸出端連接波峰保持器的采集信號輸入端，波峰保持器的對應(yīng)于第一波長發(fā)光二極管的波長信號輸出端同時連接第一高通濾波器的光波信號輸入端和第一低通濾波器和光波信號輸入端，第一高通濾波器的光波信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器的第一模擬信號輸入端,第一低通濾波器的光波信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器的第二模擬信號輸 入端，波峰保持器的對應(yīng)于第二波長發(fā)光二極管的波長信號輸出端同時連接第二高通濾波器的光波信號輸入端和第二低通濾波器和光波信號輸入端，第二高通濾波器的光波信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器的第三模擬信號輸入端,第二低通濾波器的光波信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器的第四模擬信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸出端連接計算機(jī)的采集信號輸入端。第一波長發(fā)光二極管的發(fā)光波長為940nm,第二波長發(fā)光二極管的發(fā)光波長為805nm，光電二極管的感光波長中心范圍為805nm至940nm。脈沖發(fā)生器的驅(qū)動頻率為500Hz。所述脈沖發(fā)生器的第一脈沖信號和第二脈沖信號的關(guān)系為在脈沖發(fā)生器脈沖信號的一個循環(huán)周期內(nèi)，第一脈沖信號和第二脈沖信號的導(dǎo)通時間各為1/3周期，第一脈沖信號和第二脈沖信號交替導(dǎo)通或關(guān)閉的時間差為1/6周期。本實用新型的優(yōu)點是本實用新型在使用中以橈骨動脈為檢測對象，能夠?qū)崿F(xiàn)對血壓與動、靜脈血的血氧飽和度進(jìn)行同時檢測，它實現(xiàn)了對靜脈血的血氧飽和度的間接測量。本實用新型可使用在血氧飽和度較低和末梢循環(huán)很差的情況下，檢測的精度高，實現(xiàn)了靜脈血氧飽和度無創(chuàng)性檢測，提高了檢測穩(wěn)定性，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本，并可實現(xiàn)裝置的小型化。

圖I為本實用新型裝置的電氣原理框圖；圖2為本實用新型的檢測原理圖；圖3為對應(yīng)于圖2的吸光度曲線圖；圖4為還原血紅蛋白Hb與氧合血紅蛋白Hbo對紅光與紅外光的吸收曲線圖。
具體實施方式
具體實施方式
一下面結(jié)合圖I說明本實施方式，本實施方式所述血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置，它包括袖帶1，它還包括脈沖發(fā)生器2、光電容積傳感器3、波峰保持器4、第一高通濾波器5-1、第一低通濾波器5-2、第二高通濾波器5-3、第二低通濾波器5-4、A/D轉(zhuǎn)換器6、D/A轉(zhuǎn)換器7、計算機(jī)8、電空變換器9、氣泵10、功率放大器11和壓力傳感器12，氣泵10通過管路為袖帶I供氣，電空變換器9設(shè)置在氣泵10與袖帶I之間的管路上，電空變換器9的控制信號輸入端連接功率放大器11的控制信號輸出端，功率放大器11的控制信號輸入端連接D/A轉(zhuǎn)換器7的模擬信號輸出端，D/A轉(zhuǎn)換器7的數(shù)字信號輸入端連接計算機(jī)8的控制信號輸出端；壓力傳感器12的壓力采集端通過管路與電空變換器9和袖帶I之間的管路連通，壓力傳感器12的壓力信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器6的壓力信號輸入端；光電容積傳感器3設(shè)置于袖帶I內(nèi)，光電容積傳感器3由第一波長發(fā)光二極管、第二波長發(fā)光二極管和光電二極管組成，脈沖發(fā)生器2的第一脈沖信號輸出端連接第一波長發(fā)光二極管的脈沖信號輸入端，脈沖發(fā)生器2的第二脈沖信號輸出端連接第二波長發(fā)光二極管的脈沖信號輸入端，脈沖發(fā)生器2的第三脈沖信號輸出端連接光電二極管的第一驅(qū)動信號輸入端，脈沖發(fā)生器2的第四脈沖信號輸出端連接光電二極管的第二驅(qū)動信號輸入端，脈沖發(fā)生器2的第一脈沖信號和第三脈沖信號同時導(dǎo)通或關(guān)閉，脈沖發(fā)生器2的第二脈沖信號和第四脈沖信號同時關(guān)閉或?qū)ǎ怆姸O管分別用于采集第一波長發(fā)光二極管和第二波長發(fā)光二極管的光電容積信號，光電二極管的采集信號輸出端連接波峰保持器4的采集信號輸入端，波峰保持器4的對應(yīng)于第一波長發(fā)光二極管的波長信號輸出端同時連接第一高通濾波器5-1的光波信號輸入端和第一低通濾波器5-2和光波信號輸入端,第一高通濾波器5-1的光波信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器6的第一模擬信號輸入端,第一低通濾波器5-2的光波信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器6的第二模擬信號輸入端,波峰保持器4的對應(yīng) 于第二波長發(fā)光二極管的波長信號輸出端同時連接第二高通濾波器5-3的光波信號輸入端和第二低通濾波器5-4和光波信號輸入端,第二高通濾波器5-3的光波信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器6的第三模擬信號輸入端,第二低通濾波器5-4的光波信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器6的第四模擬信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器6的數(shù)字信號輸出端連接計算機(jī)8的采集信號輸入端。本實施方式中，設(shè)置有功率放大器11，由于D/A轉(zhuǎn)換器7輸出的指令信號一般較小，難以控制電空變換器9的動作。因此，在D/A轉(zhuǎn)換器7與電空變換器9之間設(shè)置功率放大器11，將輸出的電壓信號進(jìn)行功率放大，達(dá)到控制電空變換器9動作、調(diào)節(jié)進(jìn)入袖帶的空氣量，使袖帶內(nèi)的壓力以一定的速率上升的目的。
具體實施方式
二 本實施方式為對實施方式一的進(jìn)一步說明，第一波長發(fā)光二極管的發(fā)光波長為940nm,第二波長發(fā)光二極管的發(fā)光波長為805nm,光電二極管的感光波長中心范圍為805nm至940nm。光電容積傳感器3由兩個不同波長的發(fā)光二極管LED和一個光電二極管H)組成。
兩波長LED作為光源可采用一體型結(jié)構(gòu)。吸收反射光的H)其感光波長需覆蓋805nm和940nm的范圍，即可以有效吸收兩波長LED的反射光。
具體實施方式
三本實施方式為對實施方式一或二的進(jìn)一步說明，脈沖發(fā)生器2的驅(qū)動頻率為500Hz。
具體實施方式
四本實施方式為對實施方式一、二或三的進(jìn)一步說明，所述脈沖發(fā)生器2的第一脈沖信號和第二脈沖信號的關(guān)系為在脈沖發(fā)生器2脈沖信號的一個循環(huán)周期內(nèi)，第一脈沖信號和第二脈沖信號的導(dǎo)通時間各為1/3周期，第一脈沖信號和第二脈沖信號交替導(dǎo)通或關(guān)閉的時間差為1/6周期?；趯嵤┓绞揭凰鲅獕号c血氧飽和度的同時檢測裝置的血壓與血氧飽和度的同時檢測方法，它包括以下步驟步驟一將光電容積傳感器3設(shè)置在袖帶I內(nèi)表面與皮膚的接觸面之間；步驟二 通過調(diào)節(jié)電空變換器9來調(diào)節(jié)進(jìn)入袖帶I內(nèi)的進(jìn)氣量，使袖帶I內(nèi)的壓力以5mmHg/S的速率上升，直至達(dá)到規(guī)定的壓力；[0028]步驟三控制脈沖發(fā)生器2輸出四個脈沖信號，使脈沖發(fā)生器2的第一脈沖信號和第三脈沖信號同時導(dǎo)通的同時，第二脈沖信號和第四脈沖信號同時關(guān)閉；脈沖發(fā)生器2的第二脈沖信號和第四脈沖信號同時導(dǎo)通的同時，第一脈沖信號和第三脈沖信號同時關(guān)閉，來實現(xiàn)對兩個發(fā)光二極管的間歇驅(qū)動，同時光電二極管在每個發(fā)光二極管分別點亮的同時，采集相應(yīng)的發(fā)光二極管的光電容積信號；步驟四波峰保持器4根據(jù)脈沖發(fā)生器2的脈沖邏輯將光電二極管檢測獲得的兩種波長的反射光信號分別輸出，由計算機(jī)8對所有的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得被檢測部位的血壓與血氧飽和度數(shù)值。本實施方式中，由電空變換器9和氣泵10組成的袖帶壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，氣泵10是常供氣的，因此進(jìn)入袖帶內(nèi)空氣量的多少是由電空變換器9調(diào)節(jié)自身電磁閥開口的大小來確定的。與此同時，袖帶內(nèi)進(jìn)氣量帶來的壓力變化通過壓力傳感器12檢出。本實施方式的步驟二中所述的規(guī)定壓力，對于一般使用者而言可定為使用者的正 常壓力上加30 50mmHg。步驟四中計算機(jī)8對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲得血壓數(shù)值的方法為計算機(jī)8將A/D轉(zhuǎn)換器6采集獲得的第二高通濾波器5-3的光波信號與壓力傳感器12采集獲得的袖帶I內(nèi)的壓力信號采用容積振動法進(jìn)行計算，得到平均血壓和伸縮壓的數(shù)值，并經(jīng)計算得到舒張壓的數(shù)值。關(guān)于血壓數(shù)值的計算方法對于光電容積傳感器3中的一個發(fā)光二極管，通過檢測其光電容積PGac信號，或反射光的變化量△ Ιλ信號，利用容積振動法確定間接血壓的最高值SBP以及平均值MBP步驟四中計算機(jī)8對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲得血氧飽和度數(shù)值的方法為首先，當(dāng)被檢測部位沒有受到袖帶I壓迫時，其吸光度Axi為
Ali =log(li /I勺= (40· +4b(rmo)da+S^ct dt +B^ ,Ic/1為入射光量，Ιλι為反射光量，λ =λ1，λ 2, λ I為對應(yīng)于第一波長發(fā)光二極管的光波信號，λ 2為對應(yīng)于第二波長發(fā)光二極管的光波信號，Sair JI還原血紅蛋白Hb的吸光系數(shù)，(7;為動脈血液的還原血紅蛋白Hb濃度，為氧合血紅蛋白Hbo的吸光系數(shù)，為動脈血液的氧合血紅蛋白Hbo濃度，da為動脈血液的光路長度，為動脈血液的還原血紅蛋白Hb濃度，為動脈血液的氧合血紅蛋白Hbo濃度，dv為靜脈血液的光路長度，為肌肉組織的吸光系數(shù)，Ct為肌肉組織的濃度，dt為肌肉組織的光路長度，為散亂光的吸收；當(dāng)被檢測部位受到的袖帶I壓迫使動脈血管不發(fā)生變化，只有靜脈血管發(fā)生變化時，對應(yīng)于第一波長發(fā)光二極管的波長λ I和第二波長發(fā)光二極管的波長λ2分別在V1W
態(tài)下的吸光度人$、Α$和V2狀態(tài)下的吸光度Ag和At2分別為
權(quán)利要求1.一種血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置，它包括袖帶(1)，其特征在于它還包括脈沖發(fā)生器(2)、光電容積傳感器(3)、波峰保持器(4)、第一高通濾波器(5-1)、第一低通濾波器(5-2)、第二高通濾波器(5-3)、第二低通濾波器(5-4)、A/D轉(zhuǎn)換器(6)、D/A轉(zhuǎn)換器(7)、計算機(jī)(8)、電空變換器(9)、氣泵(10)、功率放大器(11)和壓力傳感器(12)， 氣泵(10)通過管路為袖帶(I)供氣，電空變換器(9)設(shè)置在氣泵(10)與袖帶(I)之間的管路上，電空變換器(9)的控制信號輸入端連接功率放大器(11)的控制信號輸出端，功率放大器(11)的控制信號輸入端連接D/A轉(zhuǎn)換器(7)的模擬信號輸出端，D/A轉(zhuǎn)換器(7)的數(shù)字信號輸入端連接計算機(jī)(8)的控制信號輸出端； 壓力傳感器(12)的壓力采集端通過管路與電空變換器(9)和袖帶(I)之間的管路連通，壓力傳感器(12)的壓力信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器(6)的壓力信號輸入端； 光電容積傳感器(3)設(shè)置于袖帶(I)內(nèi)，光電容積傳感器(3)由第一波長發(fā)光二極管、第二波長發(fā)光二極管和光電二極管組成，脈沖發(fā)生器(2)的第一脈沖信號輸出端連接第一波長發(fā)光二極管的脈沖信號輸入端，脈沖發(fā)生器(2)的第二脈沖信號輸出端連接第二波長發(fā)光二極管的脈沖信號輸入端，脈沖發(fā)生器(2)的第三脈沖信號輸出端連接光電二極管的第一驅(qū)動信號輸入端，脈沖發(fā)生器(2)的第四脈沖信號輸出端連接光電二極管的第二驅(qū)動信號輸入端，脈沖發(fā)生器(2 )的第一脈沖信號和第三脈沖信號同時導(dǎo)通或關(guān)閉,脈沖發(fā)生器(2)的第二脈沖信號和第四脈沖信號同時關(guān)閉或?qū)?，光電二極管分別用于采集第一波長發(fā)光二極管和第二波長發(fā)光二極管的光電容積信號，光電二極管的采集信號輸出端連接波峰保持器(4)的采集信號輸入端，波峰保持器(4)的對應(yīng)于第一波長發(fā)光二極管的波長信號輸出端同時連接第一高通濾波器(5-1)的光波信號輸入端和第一低通濾波器(5-2)和光波信號輸入端，第一高通濾波器(5-1)的光波信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器(6)的第一模擬信號輸入端，第一低通濾波器(5-2)的光波信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器(6)的第二模擬信號輸入端，波峰保持器(4)的對應(yīng)于第二波長發(fā)光二極管的波長信號輸出端同時連接第二高通濾波器(5-3)的光波信號輸入端和第二低通濾波器(5-4)和光波信號輸入端,第二高通濾波器(5-3 )的光波信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器(6 )的第三模擬信號輸入端,第二低通濾波器(5-4)的光波信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器(6)的第四模擬信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器(6)的數(shù)字信號輸出端連接計算機(jī)(8)的采集信號輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置，其特征在于第一波長發(fā)光二極管的發(fā)光波長為940nm,第二波長發(fā)光二極管的發(fā)光波長為805nm,光電二極管的感光波長中心范圍為805nm至940nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置，其特征在于脈沖發(fā)生器(2)的驅(qū)動頻率為500Hz。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置，其特征在于所述脈沖發(fā)生器(2)的第一脈沖信號和第二脈沖信號的關(guān)系為在脈沖發(fā)生器(2)脈沖信號的一個循環(huán)周期內(nèi)，第一脈沖信號和第二脈沖信號的導(dǎo)通時間各為1/3周期，第一脈沖信號和第二脈沖信號交替導(dǎo)通或關(guān)閉的時間差為1/6周期。
專利摘要血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置，屬于橈骨動脈檢測技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有血壓與血氧飽和度的檢測需要分別采用單獨的傳感器來實現(xiàn)，造成檢測裝置的電子元件多及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。裝置包括袖帶，它還包括脈沖發(fā)生器、光電容積傳感器、波峰保持器、第一高通濾波器、第一低通濾波器、第二高通濾波器、第二低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、計算機(jī)、電空變換器、氣泵、功率放大器和壓力傳感器；它以橈骨動脈為檢測對象，能夠?qū)崿F(xiàn)對血壓與動、靜脈血的血氧飽和度進(jìn)行同時檢測，它實現(xiàn)了對靜脈血的血氧飽和度的間接測量。本實用新型適用于血壓與血氧飽和度的同時檢測。
文檔編號A61B5/1455GK202589509SQ20122030228
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者宋義林, 高樹枚, 彭景云 申請人:黑龍江大學(xué)