光學模擬器及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種光學模擬器，用于組織血氧參數(shù)校準，該光學模擬器包括中央處理器、光信號接收系統(tǒng)、發(fā)光驅(qū)動電路、濾光片及擋板，擋板上設(shè)有探頭固定裝置和固定凹槽，固定凹槽中設(shè)有若干透光孔，該些透光孔為分別與外部光源和接收器對應(yīng)的光源透光孔和接收器透光孔，接收器透光孔處布置有所述的濾光片。本實用新型的光學模擬器可以代替血液模型作為血氧儀校準介質(zhì)，其性能穩(wěn)定可靠，校準操作中不需要血氣分析儀和相關(guān)耗材，使用成本低，本實用新型的光學模擬器系統(tǒng)可以通過調(diào)整發(fā)光強度，方便地模擬各種氧合狀態(tài)的組織對近紅外光的吸收作用，實現(xiàn)對血氧儀測量指標的多參數(shù)、多點校準。
【專利說明】光學模擬器及其系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種用于組織血氧參數(shù)校準的光學模擬器。
【背景技術(shù)】
[0002]近紅外組織血氧參數(shù)無損檢測技術(shù)(Near Infrared Spectroscopy, NIRS)是近20年來逐漸興起的一項生理參數(shù)檢測技術(shù)，其核心檢測指標是組織氧飽和度(Tissue OxygenIndex, T0I)和組織血紅蛋白濃度指數(shù)(Tissue Hemoglobin Index, THI)。近紅外組織血氧參數(shù)無損監(jiān)測儀(以下簡稱血氧儀)將三種不同波長的光入射到被測組織中，通過測量出射光的強度，獲得組織對光的吸收作用，再經(jīng)過一系列解算過程，最終得到被測組織氧飽和度(T0I，％ )、組織血紅蛋白濃度指數(shù)(THI)、氧和血紅蛋白濃度相對初始值的變化量(A CHb02,mmol/1)、還原血紅蛋白濃度相對初始值的變化量(A CHb,mmol/1)和總血紅蛋白濃度相對初始值的變化量(A CtHb, mmol/1)。
[0003]為了在生產(chǎn)線上對血氧儀的上述5個測量指標(T01、TH1、A CHb02、A CHb、ACtHb)進行有效校準，我們需要一套穩(wěn)定、可靠的校準裝置。該裝置能夠方便地模擬出不同氧飽和度的組織對光的不同吸收作用。由于血氧儀的測量指標受光電器件參數(shù)波動影響最大，當兩臺血氧儀的光電器件存在差異時，在該裝置上能夠得到不同的測量數(shù)值。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中有采用血液模型校準方法對血氧儀測量參數(shù)TOI進行校準。該模型用全血、散射物質(zhì)與緩沖液按照一定比例調(diào)配而成，在近紅外波段的光學參數(shù)接近于人體組織。操作者可通過向模型中通入氧氣和加入還原劑，改變模型的血氧飽和度。操作者可以將血氧儀探頭放置在液體模型液面上方測量該模型的血氧飽和度，還可以將模型中的液體抽出一部分，用血氣分析儀測量其血氧飽和度。因此，可以用該模型為測試對象，用臨床公認精度較高的血氣分析儀對血氧儀進行校準。但是這種校準方法存在三個主要問題:
[0005]1.血液模型中的核心成分是人體血液，性質(zhì)不穩(wěn)定，無法長期保存，必須在進行校準測試前現(xiàn)場調(diào)配，而每次調(diào)配所需的人體血液，其指標難以保持一致，所以血液模型校準方法存在操作不便、性能不穩(wěn)定的缺點。
[0006]2.血液模型校準方法需要一臺測量精確的血氣分析儀，該設(shè)備成本較高，且需要耗材。因此，該校準方法存在成本高的問題。
[0007]3.血液模型中血氧飽和度的調(diào)節(jié)需要較長時間，所以該校準方法存在操作時間過長的問題。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中還有采用常規(guī)光學積分球模型校準方法對血氧儀測量參數(shù)TOI進行校準，但該方法存在兩個主要問題:
[0009]1.該模型裝置只能模擬氧飽和度為62%的人體組織對光的吸收作用，也就是只能對血氧儀所測得的TOI在62%這一個點上進行單點校準，更無法對血氧儀測得的其它指標進行校準。
[0010]2.該模型裝置無法反映血氧儀的光電器件參數(shù)波動給測量結(jié)果帶來的影響。這意味著，當用其對一臺光電器件參數(shù)異常的血氧儀進行校準時，其結(jié)果仍然是正常值(62% )，這就大大影響了該裝置的校準效果。
[0011]因此，為了在生產(chǎn)線上對血氧儀的測量指標進行有效校準，需要一套穩(wěn)定、可靠、操作簡便、成本較低的裝置。該裝置能夠模擬方便地在不同狀態(tài)間切換，以模擬不同氧合狀態(tài)的組織對光的不同吸收作用。并且，該裝置能夠反映血氧儀的光電器件參數(shù)波動給測量結(jié)果帶來的影響。
[0012]因此，針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，有必要提供一種改良結(jié)構(gòu)的用于組織血氧參數(shù)校準的光學模擬器，以滿足現(xiàn)有醫(yī)療器械的使用需求。
實用新型內(nèi)容
[0013]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種穩(wěn)定性好且成本低的光學模擬器及其系統(tǒng)。
[0014]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0015]一種光學模擬器，其包括中央處理器、光信號接收系統(tǒng)、發(fā)光驅(qū)動電路、濾光片及擋板，所述擋板上設(shè)有探頭固定裝置和固定凹槽，所述固定凹槽中設(shè)有若干透光孔，該些透光孔包括光源透光孔和接收器透光孔，所述接收器透光孔處布置有所述的濾光片。
[0016]優(yōu)選的，在上述光學模擬器中，所述擋板上設(shè)有兩個不同尺寸的探頭固定裝置和固定凹槽，所述每個固定凹槽中設(shè)有四個透光孔。
[0017]優(yōu)選的，在上述光學模擬器中，所述兩個光源透光孔的中點與兩個接收器透光孔排列成一條直線。
[0018]一種光學模擬器系統(tǒng)，其包括血氧儀，所述血氧儀上設(shè)有血氧儀探頭、光源及接收器，所述光學模擬器系統(tǒng)還包括上述的光學模擬器，所述光學模擬器中的透光孔分別與血氧儀上的光源和接收器對應(yīng)。
[0019]從上述技術(shù)方案可以看出，本實用新型的光學模擬器可以代替血液模型作為血氧儀校準介質(zhì)，其性能穩(wěn)定可靠，校準操作中不需要血氣分析儀和相關(guān)耗材，使用成本低，本實用新型的光學模擬器系統(tǒng)可以通過調(diào)整發(fā)光強度，方便地模擬各種氧合狀態(tài)的組織對近紅外光的吸收作用，實現(xiàn)對血氧儀測量指標的多參數(shù)、多點校準。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關(guān)本實用新型的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本實用新型光學模擬器系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0022]本實用新型公開了一種光學模擬器，該光學模擬器可以代替血液模型作為血氧儀校準介質(zhì)，其性能穩(wěn)定可靠，校準操作中不需要血氣分析儀和相關(guān)耗材，使用成本低。
[0023]本實用新型還公開了一種光學模擬器系統(tǒng)，該光學模擬器系統(tǒng)可以通過調(diào)整發(fā)光強度，方便地模擬各種氧合狀態(tài)的組織對近紅外光的吸收作用，實現(xiàn)對血氧儀測量指標的多參數(shù)、多點校準。
[0024]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行詳細地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0025]如圖1所示，本實用新型公開的光學模擬器包括中央處理器10、發(fā)光驅(qū)動電路20、光信號接收系統(tǒng)30、濾光片及擋板40。擋板40上設(shè)有探頭固定裝置和固定凹槽，所述固定凹槽中設(shè)有若干透光孔，該些透光孔包括光源透光孔和接收器透光孔。所述接收器透光孔處布置有所述的濾光片，濾光片對近紅外波段的光子具有較強的吸收作用。所述濾光片包括第一濾光片91及第二濾光片92。
[0026]繼續(xù)如圖1所示，擋板40上設(shè)有兩個不同尺寸的探頭固定裝置和固定凹槽，可分別將成人型探頭和小兒型探頭固定在擋板40的相應(yīng)位置上。所述每個固定凹槽中設(shè)有四個透光孔，該四個透光孔分別為兩個光源透光孔601、第一接收器透光孔81及第二接收器透光孔82。第一濾光片91及第二濾光片92分別設(shè)于第一接收器透光孔81及第二接收器透光孔82處。兩個光源透光孔601的中點與第一接收器透光孔81及第二接收器透光孔82排列成一條直線。
[0027]繼續(xù)如圖1所示，光學模擬器系統(tǒng)包括上述的光學模擬器、血氧儀50，所述血氧儀50上設(shè)有血氧儀探頭501、光源60及接收器，所述接收器包括第一接收器71及第二接收器72。所述光學模擬器中的兩個光源透光孔601分別對應(yīng)血氧儀50的兩個光源60。所述光學模擬器中的第一接收器透光孔81及第二接收器透光孔82分別對應(yīng)血氧儀50的第一接收器透光孔81及第二接收器透光孔82。
[0028]本實用新型的光學模擬器是采用觸摸屏執(zhí)行操作來實現(xiàn)本裝置校準參數(shù)和標準指標的切換，從而模擬不同氧合狀態(tài)的組織對光的衰減作用，操作快捷、簡便，可以滿足生產(chǎn)線上大批量血氧儀的多參數(shù)、多點校準要求。
[0029]本實用新型的光學模擬器可以代替血液模型作為血氧儀校準介質(zhì)，其性能穩(wěn)定可靠，校準操作中不需要血氣分析儀和相關(guān)耗材，使用成本低，本實用新型的光學模擬器系統(tǒng)可以通過調(diào)整發(fā)光強度，方便地模擬各種氧合狀態(tài)的組織對近紅外光的吸收作用，實現(xiàn)對血氧儀測量指標的多參數(shù)、多點校準。
[0030]本實用新型光學模擬器系統(tǒng)的工作原理是:在使用光學模擬器對血氧儀進行校準時，血氧儀探頭的光源發(fā)出的光經(jīng)過光源透光孔，被光學模擬器的光信號接收系統(tǒng)接收并轉(zhuǎn)化為電信號，送入中央處理器，中央處理器根據(jù)預先設(shè)置好的標準血氧參數(shù)所對應(yīng)的的光強值，向發(fā)光驅(qū)動電路發(fā)出指令，使其依次發(fā)射3個不同波長的近紅外光。該近紅外光經(jīng)過濾光片和光學模擬器擋板上的接收器透光孔，被血氧儀探頭上的接收器所接收。血氧儀根據(jù)接收到的近紅外光信號強度，解算得到當前的血氧參數(shù)。校準人員將光學模擬器中的標準血氧參數(shù)與血氧儀測得的血氧參數(shù)進行比較，即可實現(xiàn)對血氧儀測量指標的校準。
[0031]本實用新型光學模擬器系統(tǒng)的具體檢驗步驟為(以成人型探頭為例):
[0032]S1:用固定裝置將探頭牢固固定在擋板相應(yīng)位置上，保證光源和檢測器與擋板上的透光孔——對應(yīng)；[0033]S2:將光學模擬器開關(guān)打開，調(diào)節(jié)校準狀態(tài)至“TOI”，調(diào)節(jié)校準指標至“90%” ；
[0034]S3:血氧儀開機進入測量狀態(tài)；
[0035]S4:在血氧儀上讀取測得的TOI數(shù)值，并與標準值(90% )進行比較。調(diào)節(jié)模擬器校準指標至“80%”；
[0036]S5:在血氧儀上讀取測得的TOI數(shù)值，并與標準值(80% )進行比較；
[0037]S6:依此類推，依次改變模擬器的校準狀態(tài)和標準指標，然后將血氧儀測量指標與標準值進行比較，定義血氧儀合格標準為:測量指標與標準值相差不超過3%。
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的光學模擬器及其系統(tǒng)的有益效果包括:
[0039]1、使用光學模擬器代替了血液模型作為血氧儀校準介質(zhì)，光學模擬器的性能穩(wěn)定可靠；
[0040]2、使用光學模擬器進行校準時，校準操作中不需要血氣分析儀和相關(guān)耗材，使用成本低；
[0041]3、只需通過觸摸屏對校準裝置執(zhí)行簡單操作，即可實現(xiàn)本裝置校準參數(shù)和標準指標的切換，從而模擬不同氧合狀態(tài)的組織對光的衰減作用，操作快捷、簡便，可以滿足生產(chǎn)線上大批量血氧儀的多參數(shù)、多點校準要求。
[0042]4、當血氧儀所使用的光學器件參數(shù)存在差異時，血氧儀接收到的光強也會發(fā)生相應(yīng)變化，從而影響血氧儀的測量結(jié)果，這就使得本發(fā)明可以探察出血氧儀的光學器件參數(shù)波動給測量結(jié)果帶來的影響。
[0043]5、可以通過調(diào)整發(fā)光強度，方便地模擬各種氧合狀態(tài)的組織對近紅外光的吸收作用，實現(xiàn)對血氧儀測量指標的多參數(shù)、多點校準。
[0044]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0045]此外，應(yīng)當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種光學模擬器，其特征在于:其包括中央處理器、光信號接收系統(tǒng)、發(fā)光驅(qū)動電路、濾光片及擋板，所述擋板上設(shè)有探頭固定裝置和固定凹槽，所述固定凹槽中設(shè)有若干透光孔，該些透光孔包括光源透光孔和接收器透光孔，所述接收器透光孔處布置有所述的濾光片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學模擬器，其特征在于:所述擋板上設(shè)有兩個不同尺寸的探頭固定裝置和固定凹槽，所述每個固定凹槽中設(shè)有四個透光孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學模擬器，其特征在于:所述兩個光源透光孔的中點與兩個接收器透光孔排列成一條直線。
4.一種光學模擬器系統(tǒng)，其包括血氧儀，所述血氧儀上設(shè)有血氧儀探頭、光源及接收器，其特征在于:所述光學模擬器系統(tǒng)還包括權(quán)利要求1-3任一所述的光學模擬器，所述光學模擬器中的透光孔分別與血氧儀上的光源和接收器對應(yīng)。
【文檔編號】A61B5/1455GK203388866SQ201320435335
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】李岳, 祝建平, 王國山 申請人:蘇州愛琴生物醫(yī)療電子有限公司