用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其包括：4波段光信号发射电路、光信号接收电路、基准源电路、电流电压转换电路、信号幅值调节电路、积分跟随电路和主芯片。本实用新型专利技术的有益之处在于：本实用新型专利技术提供的检测电路，通过4波段透射光信号的采集和处理，将无创血氧饱和度的检测精度提高到了±1％，同时实现了血红蛋白浓度的无创检测，对于减轻患者疼痛、监测患者健康至关重要。

Circuit for Detecting Blood Oxygen Saturation and Hemoglobin Concentration

The utility model discloses a circuit for detecting oxygen saturation and hemoglobin concentration in blood, which comprises a 4-band optical signal transmitting circuit, an optical signal receiving circuit, a reference source circuit, a current-voltage conversion circuit, a signal amplitude regulating circuit, an integral following circuit and a main chip. The advantages of the utility model lie in that the detection circuit provided by the utility model improves the detection accuracy of non-invasive oxygen saturation of blood by collecting and processing 4-band transmitted light signals, and realizes the non-invasive detection of hemoglobin concentration, which is very important for alleviating patients'pain and monitoring patients' health.

【技术实现步骤摘要】
用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路
本技术涉及一种检测电路，具体涉及一种用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，属于电学

技术介绍
血氧饱和度和血红蛋白浓度是非常重要的人体指征。目前，血氧饱和度可以实现无创检测，精度在±2％左右，而血红蛋白浓度尚未实现无创检测，仍然依赖于有创采血检测。可见，实现血红蛋白浓度的无创检测以及提高血氧饱和度的检测精度，对于减轻患者疼痛、监测患者健康至关重要。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种既可以提高血氧饱和度的检测精度，又可以实现血红蛋白浓度的无创检测的检测电路。为了实现上述目标，本技术采用如下的技术方案：用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，包括：4波段光信号发射电路、光信号接收电路、基准源电路、电流电压转换电路、信号幅值调节电路、积分跟随电路和主芯片，其中：前述4波段光信号发射电路的输入端与主芯片的第二个输出端连接；前述光信号接收电路的输入端接收4波段光信号发射电路关断情况下的环境光以及工作情况下经过手指的透射光，输出端与电流电压转换电路的第一个输入端连接；前述基准源电路的输出端与电流电压转换电路的第二个输入端连接，同时还与信号幅值调节电路的第一个输入端连接；前述电流电压转换电路的第三个输入端与主芯片的第三个输出端连接，输出端同时与信号幅值调节电路的第二个输入端和主芯片的第二个输入端连接；前述信号幅值调节电路的第三个输入端与主芯片的第一个输出端连接，输出端与积分跟随电路的第一个输入端连接；前述积分跟随电路的第二个输入端与主芯片的第四个输出端连接，输出端与主芯片的第一个输入端连接。前述的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，前述主芯片采用的是TMS320F2812，用到了其19个控制引脚，其中：引脚Adcin1至引脚Adcin4构成主芯片的第一个输入端；引脚Adcin5构成主芯片的第二个输入端；引脚CONTR1至引脚CONTR5构成主芯片的第一个输出端；引脚GPIO1至引脚GPIO4构成主芯片的第二个输出端；引脚GPIO5构成主芯片的第三个输出端；引脚GPIO6至引脚GPIO9构成主芯片的第四个输出端。前述的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，前述4波段光信号发射电路由4波段LED灯D1、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R10组成，其中：4波段LED灯D1的正极连接电源VCC，4个负极分别与电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R10的一端连接，电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R10的另一端作为输入端分别与主芯片的引脚GPIO1、引脚GPIO2、引脚GPIO3、引脚GPIO4连接。前述的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，前述4波段LED灯D1的4个波段的波长分别为660nm、730nm、805nm、940nm。前述的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，前述光信号接收电路由光接收器D2、电容C6、电容C8、磁珠L1和磁珠L2组成，其中：光接收器D2和电容C6并联，光接收器D2的正极与电容C6的连接点与磁珠L1串联后接地，磁珠L2与电容C8串联，磁珠L2的另一端与光接收器D2的负极和电容C6的连接点连接，电容C8的另一端接地，磁珠L2和电容C8的连接点作为光信号接收电路的输出端。前述的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，前述电流电压转换电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C3、电容C4、模拟开关U2和运放U3组成，其中：电阻R1的一端与电容C3、电容C4、电阻R2、电阻R3以及运放U3的反相输入端连接，另一端作为电流电压转换电路的第一个输入端；电容C3的另一端与运放U3的同相输入端连接，连接点作为电流电压转换电路的第二个输入端；电阻R2的另一端与模拟开关U2的NC端连接，电阻R3的另一端与模拟开关U2的NO端连接，模拟开关U2的控制引脚CTR作为电流电压转换电路的第三个输入端；电容C4的另一端与运放U3的输出端、模拟开关U2的COM端连接，连接点作为电流电压转换电路唯一的输出端。前述的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，前述基准源电路由电容C1、电容C2、电阻R8、电阻R9、电阻R11和运放U1组成，其中：电阻R8与电阻R9串联分压，电阻R9的另一端接电容C1以及电源VCC，电阻R8与电阻R9串联的连接点与运放U1的同相输入端以及电容C2相连接，电阻R8以及电容C1的另一端、电容C2的另一端接参考地，电阻R11的一端与运放U1的反相输入端连接，另一端与运放U1的输出端组成一个节点，该节点作为基准源电路的输出端。前述的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，前述信号幅值调节电路由4组数字电位器U4A、U4B、U5A、U5B和4组独立的放大电路组成，其中：每组数字电位器的低端引脚U4A_Low、U4B_Low、U5A_Low、U5B_Low作为信号幅值调节电路的第一个输入端，高端引脚U4A_High、U4B_High、U5A_High、U5B_High作为信号幅值调节电路的第二个输入端，数字电位器U4和U5的控制引脚CONTR1、CONTR2、CONTR3均分别连接到主芯片的CONTR1、CONTR2、CONTR3，数字电位器U4的控制引脚CONTR5连接到主芯片的CONTR4，数字电位器U5的控制引脚CONTR4连接到主芯片的CONTR5；每组放大电路均由两个电阻、一个电容和一个运放组成，两个电阻串联，第一个电阻与数字电位器的低端引脚连接，电容与第二个电阻并联，运放的反相输入端和输出端分别与电容的两端连接，同相输入端与对应的数字电位器的Wiper连接，运放的输出端作为信号幅值调节电路的输出端。前述的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，前述积分跟随电路由4组独立且相同的积分跟随分电路组成，每一个积分跟随分电路都由四个电阻、三个电容、一个模拟开关和一个运放组成，其中：第一个电阻的一端与模拟开关的常闭引脚NC连接，另一端作为积分跟随电路的第一个输入端，与信号幅值调节电路对应的输出端连接；第一个电容的一端接地，另一端与模拟开关的COM端连接；第二个电阻的一端与第二个电容的一端连接形成一个节点，该节点与模拟开关的NO端连接，第二个电阻的另一端与运放的同相输入端连接，第二个电容的另一端接地；第三个电阻的一端与运放的反相输入端连接，另一端与运放的输出端及第四个电阻连接，第四个电阻的另一端与第三个电容连接形成一个节点，该节点作为积分跟随电路的输出端，与主芯片的第一个输入端对应的控制引脚连接，第三个电容的另一端接地；模拟开关的CTR端作为积分跟随电路的第二个输入端，与主芯片的第四个输出端对应的控制引脚连接。本技术的有益之处在于：本技术提供的检测电路，通过4波段透射光信号的采集和处理，将无创血氧饱和度的检测精度提高到了±1％，同时实现了血红蛋白浓度的无创检测，对于减轻患者疼痛、监测患者健康至关重要。附图说明图1是本技术的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路的组成示意图；图2是与图1对应的一个具体实施例的电路图；图3是图2中的4波段光信号发射电路和光信号接收电路的电路图；图4是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，包括：4波段光信号发射电路、光信号接收电路、基准源电路、电流电压转换电路、信号幅值调节电路、积分跟随电路和主芯片，其中：所述4波段光信号发射电路的输入端与主芯片的第二个输出端连接；所述光信号接收电路的输入端接收4波段光信号发射电路关断情况下的环境光以及工作情况下经过手指的透射光，输出端与电流电压转换电路的第一个输入端连接；所述基准源电路的输出端与电流电压转换电路的第二个输入端连接，同时还与信号幅值调节电路的第一个输入端连接；所述电流电压转换电路的第三个输入端与主芯片的第三个输出端连接，输出端同时与信号幅值调节电路的第二个输入端和主芯片的第二个输入端连接；所述信号幅值调节电路的第三个输入端与主芯片的第一个输出端连接，输出端与积分跟随电路的第一个输入端连接；所述积分跟随电路的第二个输入端与主芯片的第四个输出端连接，输出端与主芯片的第一个输入端连接。

【技术特征摘要】
1.用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，包括：4波段光信号发射电路、光信号接收电路、基准源电路、电流电压转换电路、信号幅值调节电路、积分跟随电路和主芯片，其中：所述4波段光信号发射电路的输入端与主芯片的第二个输出端连接；所述光信号接收电路的输入端接收4波段光信号发射电路关断情况下的环境光以及工作情况下经过手指的透射光，输出端与电流电压转换电路的第一个输入端连接；所述基准源电路的输出端与电流电压转换电路的第二个输入端连接，同时还与信号幅值调节电路的第一个输入端连接；所述电流电压转换电路的第三个输入端与主芯片的第三个输出端连接，输出端同时与信号幅值调节电路的第二个输入端和主芯片的第二个输入端连接；所述信号幅值调节电路的第三个输入端与主芯片的第一个输出端连接，输出端与积分跟随电路的第一个输入端连接；所述积分跟随电路的第二个输入端与主芯片的第四个输出端连接，输出端与主芯片的第一个输入端连接。2.根据权利要求1所述的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，所述主芯片采用的是TMS320F2812，用到了其19个控制引脚，其中：引脚Adcin1至引脚Adcin4构成主芯片的第一个输入端；引脚Adcin5构成主芯片的第二个输入端；引脚CONTR1至引脚CONTR5构成主芯片的第一个输出端；引脚GPIO1至引脚GPIO4构成主芯片的第二个输出端；引脚GPIO5构成主芯片的第三个输出端；引脚GPIO6至引脚GPIO9构成主芯片的第四个输出端。3.根据权利要求2所述的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，所述4波段光信号发射电路由4波段LED灯D1、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R10组成，其中：4波段LED灯D1的正极连接电源VCC，4个负极分别与电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R10的一端连接，电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R10的另一端作为输入端分别与主芯片的引脚GPIO1、引脚GPIO2、引脚GPIO3、引脚GPIO4连接。4.根据权利要求3所述的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，所述4波段LED灯D1的4个波段的波长分别为660nm、730nm、805nm、940nm。5.根据权利要求3所述的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，所述光信号接收电路由光接收器D2、电容C6、电容C8、磁珠L1和磁珠L2组成，其中：光接收器D2和电容C6并联，光接收器D2的正极与电容C6的连接点与磁珠L1串联后接地，磁珠L2与电容C8串联，磁珠L2的另一端与光接收器D2的负极和电容C6的连接点连接，电容C8的另一端接地，磁珠L2和电容C8的连接点作为光信号接收电路的输出端。6.根据权利要求5所述的用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度的电路，其特征在于，所述电流电压转换电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C3、电容C4、模拟开关U2和运放U3组成，其中：电阻R1的一端与电容C3、电容C4、电阻R2、电阻R3以及运放U3的反相输入端连接，另一端作为电流电压转换电路的第一个输入端；电容C3...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐飞，耿占潇，郑利伟，邱赞，
申请(专利权)人：博邦芳舟医疗科技北京有限公司，清华大学，
类型：新型
国别省市：北京,11