一種數(shù)字式血氧儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字式血氧儀。
【背景技術(shù)】
[0002]血氧飽和度指的是人體血液中與氧結(jié)合的血紅蛋白實(shí)際含量與血紅蛋白總量的比值，即血液中血氧的濃度，是人體呼吸循環(huán)的重要參數(shù)，對(duì)衡量人體攜帶氧能力有重要的參考價(jià)值。血氧飽和度主要采用脈搏血氧儀進(jìn)行檢測(cè)，脈搏血氧儀(簡(jiǎn)稱血氧儀)是一種無(wú)創(chuàng)傷、連續(xù)監(jiān)測(cè)人體動(dòng)脈血氧飽和度的醫(yī)學(xué)儀器，被廣泛應(yīng)用于各種移動(dòng)監(jiān)護(hù)和睡眠監(jiān)護(hù)。
[0003]傳統(tǒng)脈搏血氧儀基于模擬電路實(shí)現(xiàn)，需要多次進(jìn)行模擬與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，模擬電路對(duì)電路匹配度要求較高，電路較為復(fù)雜，容易引入電路噪聲。其次，傳統(tǒng)脈搏血氧儀的核心處理部分為單片機(jī)，單片機(jī)只能順序執(zhí)行指令，數(shù)據(jù)處理能力有限，運(yùn)算效率較低，且數(shù)據(jù)處理精度不高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)傳統(tǒng)血氧儀存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種數(shù)字式血氧儀，采用FPGA芯片+APP+無(wú)線通信方式實(shí)現(xiàn)血氧飽和度的監(jiān)測(cè)，避免傳統(tǒng)基于模擬電路的血氧儀存在的問(wèn)題。
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型提供的一種數(shù)字式血氧儀可包括:
[0006]FPGA芯片、發(fā)光模塊、光頻轉(zhuǎn)換器、無(wú)線通信模塊和終端APP ;
[0007]所述光頻轉(zhuǎn)換器，用于采集所述發(fā)光模塊發(fā)出的光經(jīng)手指透射后的光信號(hào)，并輸出對(duì)應(yīng)于所述光信號(hào)的數(shù)字脈沖至FPGA芯片；
[0008]所述FPGA芯片，用于控制發(fā)光模塊的發(fā)光時(shí)序，將所述光頻轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字脈沖通過(guò)所述無(wú)線通信模塊傳輸至所述終端APP。
[0009]優(yōu)選的，所述無(wú)線通信模塊為藍(lán)牙通信模塊。
[0010]優(yōu)選的，所述無(wú)線通信模塊為WiFi通信模塊。
[0011]優(yōu)選的，所述發(fā)光模塊為發(fā)光二極管，F(xiàn)PGA芯片通過(guò)控制時(shí)序驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管。
[0012]優(yōu)選的，所述FPGA芯片包括:發(fā)光驅(qū)動(dòng)t旲塊、脈沖捕捉t旲塊；
[0013]所述發(fā)光驅(qū)動(dòng)模塊與發(fā)光模塊連接，用于控制發(fā)光模塊的發(fā)光時(shí)序；
[0014]脈沖捕捉模塊與光頻轉(zhuǎn)換器連接，用于捕捉光頻轉(zhuǎn)換器發(fā)出脈沖的頻率。
[0015]優(yōu)選的，所述終端APP包括數(shù)據(jù)接收接口、第一信號(hào)處理模塊、第二信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送接口 ；
[0016]其中數(shù)據(jù)接收接口分別與第一信號(hào)處理模塊、第二信號(hào)處理模塊連接；
[0017]第一信號(hào)處理模塊、第二信號(hào)處理模塊分別與血氧飽和數(shù)據(jù)分析模塊連接；
[0018]數(shù)據(jù)分析模塊通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送接口將脈搏值和血氧飽和度回傳至FPGA芯片。
[0019]優(yōu)選的，所述血氧儀還包括與FPGA芯片連接的0LED顯示屏；
[0020]相應(yīng)的，F(xiàn)PGA芯片還包括0LED屏驅(qū)動(dòng)模塊，用于驅(qū)動(dòng)0LED顯示屏顯示結(jié)果分析模塊回傳的脈搏值和血氧飽和度。
[0021]優(yōu)選的，所述FPGA芯片還包括:數(shù)據(jù)緩存模塊；
[0022]所述數(shù)據(jù)緩存模塊，用于緩存脈沖捕捉模塊的輸出信號(hào)，和/或，結(jié)果分析模塊回傳的脈搏值和血氧飽和度。
[0023]優(yōu)選的，所述FPGA芯片為京微雅格科技有限公司的CME-HR系列FPGAHR03PN0Q68C7 型號(hào)芯片。
[0024]從以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0025]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的血氧儀，采用FPGA+APP+無(wú)線通信方式實(shí)現(xiàn)血氧飽和度的監(jiān)測(cè)。具體的，采用數(shù)字電路為主的方式，與模擬電路相比，無(wú)需進(jìn)行數(shù)字與模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，電路簡(jiǎn)單且電路匹配性要求低，不容易受到噪聲的影響；FPGA芯片可以并行執(zhí)行指令，內(nèi)部集成鎖相環(huán)，核心頻率可以到百兆，數(shù)據(jù)處理速率較高。數(shù)據(jù)的分析放在終端APP(應(yīng)用)中實(shí)現(xiàn)，可以發(fā)揮對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)量的處理優(yōu)勢(shì)。不僅可以提高數(shù)據(jù)處理速率，而且可以提高數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確度。
[0026]進(jìn)一步的，F(xiàn)PGA芯片有大量的可編程資源，方便進(jìn)行二次開發(fā)，在后續(xù)的使用過(guò)程中，可以根據(jù)具體應(yīng)用的不同而增加相應(yīng)功能。
[0027]進(jìn)一步的，脈搏值和血氧飽和度可以在FPGA芯片側(cè)通過(guò)0LED顯示屏實(shí)時(shí)顯示，另外在終端側(cè)也可以實(shí)時(shí)顯示，或者由終端進(jìn)行存儲(chǔ)，以便后續(xù)跟蹤分析。若所述終端采用智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)，則用戶不僅可以對(duì)自己的脈搏血氧進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，還可以通過(guò)手機(jī)上的歷史記錄對(duì)任何一段時(shí)間內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，最終對(duì)自己的脈搏及血氧狀況進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為傳統(tǒng)脈搏血氧儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本實(shí)用新型提供的一種數(shù)字式血氧儀實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中終端APP的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]首先，對(duì)傳統(tǒng)脈搏血氧儀做一簡(jiǎn)單介紹，參考圖1所示，為傳統(tǒng)血氧儀的結(jié)構(gòu)示意圖。光電檢測(cè)部分用來(lái)將透過(guò)手指的紅光或紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電信號(hào)為模擬信號(hào)，然后通過(guò)對(duì)信號(hào)放大解調(diào)后，通過(guò)雙光束分離將紅光和紅外光對(duì)應(yīng)的模擬電信號(hào)分離，針對(duì)每種光分離后的電信號(hào)進(jìn)行交直流分離，直流電直接進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，交流成分進(jìn)行濾波和增益放大后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出的信號(hào)統(tǒng)一由單片機(jī)處理，計(jì)算出脈搏值和血氧飽和度。
[0032]另外單片機(jī)還需要通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換、光強(qiáng)調(diào)節(jié)和雙脈沖驅(qū)動(dòng)控制是發(fā)紅光還是發(fā)紅外光，以及所發(fā)光的強(qiáng)度和頻率等。
[0033]由上可見，傳統(tǒng)脈搏血氧儀是基于模擬信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)的，數(shù)據(jù)處理核心為單片機(jī)，信號(hào)在傳輸中需要多次進(jìn)行模擬與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，而模擬信號(hào)容易引入電路噪聲，噪聲會(huì)影響模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致信號(hào)的誤傳。其次，模擬電路對(duì)電路匹配度要求較高，電路較為復(fù)雜。單片機(jī)只能順序執(zhí)行指令，數(shù)據(jù)處理能力有限，運(yùn)算效率較低，且數(shù)據(jù)處理精度不高。因此非常需要一種新的血氧儀，能夠在監(jiān)測(cè)血氧飽和度的過(guò)程中，避免上述問(wèn)題。
[0034]有鑒于此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種數(shù)字式血氧儀，采用FPGA(Field —Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)芯片+APP方式實(shí)現(xiàn)血氧飽和度的監(jiān)測(cè)，采用數(shù)字電路，電路簡(jiǎn)單且電路匹配性要求低，與模擬電路相比不容易受到噪聲的影響，采用FPGA芯片和APP方式，不僅可以提高數(shù)據(jù)處理效率而且可以提高監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度。
[0035]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0036]參考圖2所示，為本實(shí)用新型提供的一種數(shù)字式血氧儀的結(jié)構(gòu)示意圖，所述數(shù)字式血氧儀主要可以包括:FPGA芯片110、發(fā)光模塊120、光頻轉(zhuǎn)換器130、終端APP 140、無(wú)線通信模塊150。
[0037]FPGA芯片110分別與發(fā)光模塊120、光頻轉(zhuǎn)換器130連接，同時(shí)FPGA芯片通過(guò)無(wú)線通信模塊150與終端APP140軟件連接。
[0038]具體的，F(xiàn)PGA芯片110驅(qū)動(dòng)發(fā)光模塊120，以控制發(fā)光模塊發(fā)出紅光或紅外光，發(fā)光模塊發(fā)出的光照射在手指上，其中透過(guò)手指的光信號(hào)由光頻轉(zhuǎn)換器130檢測(cè)到，光頻轉(zhuǎn)換