[发明专利]一种无创血氧饱和度检测仪

说明书

技术领域

    本发明涉及现代电子技术医疗设备技术领域，具体涉及一种无创血氧饱和度检测仪。

背景技术

    氧是维持人体组织细胞正常功能、生命活动的基础。人体的绝大多数组织细胞的能量转换都是在氧的参与下完成的。所以，实时监护人体组织中氧的代谢及运输过程，可以间接获得细胞的代谢状态，在生命科学的研究领域有重要的意义。要了解人体组织中氧的代谢及运输过程，即掌握动脉血管内的血氧运输代谢情况，人们通常采用两种有效实用的方法。第一种方法：直接采集人体动脉血样进行血气分析。它包括血液的pH，PO₂，PCO₂的测定值，还包括经计算求出的血氧饱和度等参数，但这种方法是有创测量，且对血液标本采集有一些限制要求，不能作为实时监护的方法。第二种方法：利用无创血氧测量技术来检测动脉血氧饱和度。它是利用近红外光在组织中血红蛋白氧合状态不同时具有独特的光吸收谱特征来检测组织血氧饱和度。

传统的无创血氧仪器通过光电检测传感器采集透射过血液组织中脉动光强信号，经过固定增益放大和滤波后送入单片机进行数据处理得出血氧饱和度值。

发明内容

本发明旨在提出一种基于单片机配合可控数字电位器实现增益自动调节的无创血氧饱和度测试仪。

本发明的技术方案在于：

一种无创血氧饱和度检测仪，由光源驱动电路、时序控制电路、单片机、I/V转换电路、信号滤波电路、增益控制电路、以及LED组成；其中，光源驱动电路与I/V转换电路之间并列连接有红光LED以及红外光LED，I/V转换电路与信号滤波电路、增益控制电路、单片机与时序控制电路依次连接，时序控制电路另一端连接光源驱动电路。

优选地，所述的I/V转换电路选用AD795型号I/V转换芯片，其反馈电阻大小为20MW，其两端并联一个10uF小电容构成积分电路。

优选地，所述的信号滤波电路采用巴特沃斯低通滤波器，其截止频率为23Hz。

或者优选地，所述的增益控制电路由同比例放大电路构成，在运放的反向端和输入端通过总线控制的数字电位器X9241，每片X9241内置四个电位器，每个电位器由64个电阻串联而成。

或者优选地，所述的单片机选用8051F020型号单片机。

本发明的技术效果在于：

    本发明提出的无创血氧饱和度检测仪是基于单片机芯片，有效利用血红蛋白对红光与红外光的吸收特性，并通过自动增益控制解决了个体差异对测量信号的影响，实现了对人体无创、实时监测功能。该系统结构稳定、功耗小、成本低，为临床测量提供连续有效的监测信息，适用于临床测量与研究，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明一种无创血氧饱和度检测仪的系统连接图。

具体实施方式

 一种无创血氧饱和度检测仪，由光源驱动电路、时序控制电路、单片机、I/V转换电路、信号滤波电路、增益控制电路、以及LED组成；其中，光源驱动电路与I/V转换电路之间并列连接有红光LED以及红外光LED，I/V转换电路与信号滤波电路、增益控制电路、单片机与时序控制电路依次连接，时序控制电路另一端连接光源驱动电路。

其中，I/V转换电路选用AD795型号I/V转换芯片，其反馈电阻大小为20MW，其两端并联一个10uF小电容构成积分电路，可以进一步减小输入电流噪声，是将光电流信号转换成与透射光强成正比的电压信号。由AD795送出的血氧信号通常带有不同程度的高频干扰，需要进行低通滤波进一步滤出检测过程中产生的高频噪声，信号滤波电路采用巴特沃斯低通滤波器，其截止频率为23Hz。信号通过该滤波器后，能有效地提高信噪比，抑制噪声。信号经过滤波以后，进入增益控制模块，克服了个体差异造成的血氧信号只通过固定放大倍数后影响了测量精度的缺点，实现了增益自动调节的目的。增益控制电路由同比例放大电路构成，在运放的反向端和输入端通过总线控制的数字电位器X9241，每片X9241内置四个电位器，每个电位器由64个电阻串联而成。单片机选用8051F020型号单片机。

本发明的工作过程为：单片机产生的时序控制信号，交替驱动红光LED红外光LED分时照射手指，将其信号通过放大滤波处理后送入单片机进行数据处理并计算出血氧饱和度。