一种无创血氧检测仪制造技术

本发明专利技术公开了一种无创血氧检测仪由CPU、光源驱动电路、检测放大电路、切换分离电路、滤波电路、显示存储、红外模块组成。采用LPC1114作为中央处理器，LPC1114具有高处理速度，同时硬件支持复杂的数学运算，在系统中主要完成对外部数据进行采集，计算，控制功能。光源驱动部分负责对红光和红外光调制管的驱动，红外模块完成对红光和红外光的采集，采集的模拟信号经过放大，滤波后再经A/D转换，由LPC1114进行计算，并将结果进行显示和存储。进而精确、无创、高效率的检测人体血液含氧量。

Noninvasive blood oxygen detector

The invention discloses a non-invasive blood oxygen detector, comprising a CPU, a light source driving circuit, a detection amplifying circuit, a switching separation circuit, a filtering circuit, a display storage and an infrared module. With LPC1114 as the central processor, LPC1114 has high processing speed, and the hardware supports complex mathematical operations. In the system, the external data is collected, calculated and controlled. The light source driving part for driving on the red and infrared modulation tube, infrared module of red and infrared acquisition, analog signal acquisition is amplified and filtered by the A/D conversion, calculated by LPC1114, and the results are displayed and stored. Then accurate, non-invasive and efficient detection of oxygen content in human blood.

【技术实现步骤摘要】
一种无创血氧检测仪
本专利技术涉及一种血氧检测仪，尤其是一种无创血氧检测仪。
技术介绍
血氧饱和度是非常重要的一项人体生理指标，被应用于运动生理学、临床医学、实时监护等各个方面，用来对人体机能进行检测与评定。传统的人体血氧检测是有创的，即需要通过采血检测，其检测结果较为准确，但有创而且不能连续检测。故此设计一款无创、精准、高效率的人体血液含氧饱和度装置，是我们当前迫切需要解决的问题。随着红外光谱技术的高速发展，以郎伯-比尔定律(TheLambert-BeerLaw)为理论依据的分光光度法，可以用于测量血氧饱和度。有反射光采集法和透射光采集法，两者主要区别是传感器的安装位置不同。透射式的测量部位一般在手指或耳垂等动脉血管丰富的部位，测量的信号质量较好；而反射式的安放位置相对随意，但测量中光能的损失相对较大，测量的信号质量不好，准确度不高。因此，从可靠性角度来说，透射式血氧饱和度测量装置有很好的应用价值。红外光谱技术是通过发光对管产生红光以及红外光两种不同光谱来对人体手指进行照射，由于氧合血红蛋白和还原血红蛋白的吸收光谱特性的差异，便会产生交流、直流两个电流信号。心脏有节律的跳动带动血流量的变化，这种变化会间接影响着吸光量，从而产生了交流分量。非血液组织，如皮肤、肌肉、骨骼等的吸光量是不变的，形成了直流分量。然后依据Lambert-Beer定律，可以用于确定血氧饱和度。
技术实现思路
为无创、精准、高效率的检测人体血液含氧饱和度，本专利技术设计了一种无创血氧检测仪。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：无创血氧检测仪由CPU、光源驱动电路、检测放大电路、切换分离电路、滤波电路、显示存储、红外模块组成。采用LPC1114作为中央处理器，LPC1114具有高处理速度，同时硬件支持复杂的数学运算，在系统中主要完成对外部数据进行采集，计算，控制功能。光源驱动部分负责对红光和红外光调制管的驱动，红外模块完成对红光和红外光的采集，采集的模拟信号经过放大，滤波后再经A/D转换，由LPC1114进行计算，并将结果进行显示和存储。所述光源驱动电路使用调制光，用单片机输出脉冲信号，交替驱动两只三极管，使两只发光管按一定的规律亮灭。所述检测放大电路采用线性度良好的电流输出型光电池传感器来接收光信号，由于光电池输出的是电流信号，为了方便处理增加电流-电压变换电路。但由于该电压信号比较微弱，而且又包含红光、红外光和环境光信号，所以需要信号预放大。所述切换分离电路由一个运放和模拟开关CD4052组成。用于提取所需要的红光信号、红外光信号以及自然光洗好，由单片机控制。所述滤波电路采用截止频率为50Hz的低通滤波器和截止频率为0.1Hz的二阶高通滤波器。来自两个相位相反的信号经过滤波器的积分作用，红光分量和红外光分量将与环境光互相抵消，消除了环境光和线路噪声的干扰，提高了信噪比。此信号会跟随光强的变化而等比例的变化。混合信号流经低通滤波器后有幅值较大的直流信号和微弱的交流信号，将较弱的交流信号选用合适的放大器再次放大，经精密整流后给单片机采集。另外，红外光电路与红外电路基本完全相同。本专利技术的有益效果是：无创血氧检测仪采用低通滤波器来消除容积脉搏波信号的高频信号干扰，最大程度的减少有用信号的衰减，抑制外界EMI的干扰，还有人体衣服摩擦，身体运动带来的误差，提高了数据的可靠性，可精确、无创、高效率的检测人体血液含氧量。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是无创血氧检测仪系统结构图。图2是光源驱动电路。图3是检测放大电路。图4是切换分离电路。图5是红光40Hz低通滤波电路。图6是红光0.1Hz二阶高通滤波电路。具体实施方式在图1中，无创血氧检测仪由CPU、光源驱动电路、检测放大电路、切换分离电路、滤波电路、显示存储、红外模块组成。采用LPC1114作为中央处理器，LPC1114具有高处理速度，同时硬件支持复杂的数学运算，在系统中主要完成对外部数据进行采集，计算，控制功能。光源驱动部分负责对红光和红外光调制管的驱动，红外模块完成对红光和红外光的采集，采集的模拟信号经过放大，滤波后再经A/D转换，由LPC1114进行计算，并将结果进行显示和存储。在图2中，所述光源驱动电路使用调制光，用单片机输出脉冲信号，交替驱动两只三极管，使两只发光管按一定的规律亮灭。由单片机产生两路PWM脉冲信号，驱动两个发光二极管分别产生波长为660nm红光以及940nm的红外光。由单片机产生序列脉冲，驱动两个波长分别为660nm和940nm的发光二极管(LED)。发光二极管的发光频率选工频的整数倍(这里为2KHz)以降低工频干扰。单片机产生频率为2KHz的PWM信号，通过控制两个发光二极管的导通时间，可以形成红光、红外光以及环境光三个时间区域，当红光、红外光产生时采集电流。在环境光时间段内，两发光管均无电流通过。在图3中，所述检测放大电路采用线性度良好的电流输出型光电池传感器来接收光信号。在图4中，所述切换分离电路由一个运放和模拟开关CD4052组成。用于提取所需要的红光信号、红外光信号以及自然光洗好，由单片机控制CD4052的A，B端，同时选通X和Y某一通道输出。当选择Y0或Y3输出时，运放作为反向放大器工作，增益为1，输入信号和输出信号反向.经过分离切换电路后的环境光信号极性相反，再以含有有用信号的红光信号和红外光信号进行后续电路的运算从而消除有用信号中环境光的干扰作用。当Y1或Y2输出时，运放的同相输入端为高阻抗输入，输入信号未经衰减而输入，使其反相输入端电位为正电位，输入和输出电位相同，相当于一个同相缓冲器；X0、X1、X2、X3与Y对应序号同时被选通，这样将经反向后的自然光输出，并分离红光和红外光，使红光和红外光分别在各自的信号通道内进行处理。在图5和图6中，所述滤波电路采用截止频率为50Hz的低通滤波器和截止频率为0.1Hz的二阶高通滤波器。来自两个相位相反的信号经过滤波器的积分作用，红光分量和红外光分量将与环境光互相抵消，消除了环境光和线路噪声的干扰，提高了信噪比。此信号会跟随光强的变化而等比例的变化。混合信号流经低通滤波器后有幅值较大的直流信号和微弱的交流信号，将较弱的交流信号选用合适的放大器再次放大，经精密整流后给单片机采集。另外，红外光电路与红外电路基本完全相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无创血氧检测仪由CPU、光源驱动电路、检测放大电路、切换分离电路、滤波电路、显示存储、红外模块组成。

【技术特征摘要】
1.一种无创血氧检测仪由CPU、光源驱动电路、检测放大电路、切换分离电路、滤波电路、显示存储、红外模块组成。2.根据权利要求1所述的一种无创血氧检测仪，其特征是所述CPU采用LPC1114单片机。3.根据权利要求1所述的一种无创血氧检测仪，其特征是所述光源驱动电路使用调制光，用单片机输出脉冲信号，交替驱动两只三极管，使两只发光管按一定的规律亮灭。4.根据权利要求1所述的一种无创血氧检测仪，其特征是所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田佳聪，
申请(专利权)人：田佳聪，
类型：发明
国别省市：辽宁,21