[发明专利]一种基于LED的无创血氧饱和度检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于LED的无创血氧饱和度检测仪，特别适用于医疗领域内临床监护中对血氧饱和度的连续实时的检测。

背景技术

目前血氧饱和度的检测手段分为有创测量和无创测量两种方法。现有的有创检测方法存在费时的缺点，易对患者造成痛苦甚至感染，且不能提供连续实时的血氧饱和度数据。本发明在朗伯-比尔定律的基础上，利用血液中还原血红蛋白和氧合血红蛋白在红光和红外光区独特的吸收光谱来研究组织中血液成份。本发明可实现对人体内血氧饱和度连续、实时的测量，不会对人体造成损失，且具有结构简单、使用灵活、结果安全可靠的优点，在医疗领域内临床监护方面有广泛的用途。

发明内容

本发明的目的是克服现有血氧饱和度检测系统中存在的不足，提供一种结构简单、使用灵活、可精确测量的无创血氧饱和度检测仪。

本发明采用如下技术方案予以实现。

本发明所述的血氧饱和度检测仪主要包括硬件设计和软件设计两部分。

本发明硬件设计部分的核心电路为人体检测装置连接电路，包含一个血氧探头。所述的血氧探头包括光源器件和探测器。光源器件固定在探头上壁，为两个并列放置的发光二极管，可分别发射红光和红外光，由LED驱动电路提供稳定合适的发光电源电流；探测器固定在探头下壁，为一个光电接收器件PIN光电二极管，可将透射过人体的红光和红外光转换成电信号，所述的电信号为微弱的电流信号。当上述电路检测到电流信号后，一方面信号经过电流反馈电路将信号反馈给主控芯片，主控芯片对信号进行判断后发出数字指令，经A/D转换电路后以模拟信号的形式传送至LED驱动电路，使其提供发光所需的适宜电流；另一方面电流信号经过一级电流转电压放大电路后得到放大的电压信号，经二级电压放大电路得到数据采集卡可接收的电压信号，再经低通滤波电路消除高频噪声的影响，最终得到与透射光强成正比的电压信号。上述的放大、滤波电路均由电源稳压模块提供工作时稳定的电压。

所述的硬件设计部分电路还包括主控电路，包含工作指示电路与低压报警电路。工作指示电路和低压报警电路均由一个电阻和发光二极管与单片机接口相连。当系统处于工作状态时，工作指示灯处于亮状态；当系统供电电压，即锂电池电压低于18.6V时，低压报警灯处于亮状态，发出报警信号，并将信号反馈至单片机控制系统，控制系统对信号进行分析后发出指令对锂电池充电。

所述的软件设计部分的流程框图如图2。软件程序主要实现两路LED以一定频率交替变换。程序开始后，先进行初始化，包括LED驱动电路的选择触发、A/D芯片的驱动、锂电池电压的判断、电流反馈的精密调节等过程的初始化。初始化后判断电源电压和反馈电压的大小，如果反馈电压小于16.8V，低压报警系统工作，锂电池进行充电；如果反馈电压大于16.8V，工作指示灯亮，并判断系统是否有中断指令。如没有中断判断，则系统正常工作。为实现后期两路LED信号合成波的分离，在两路LED信号交换间隔加入时间间隔相等的0V电平，使得两路LED信号以102的形式工作，实现两路LED以一定频率交替变换。

本发明与现有技术相比，它的优点是：

1.采用无创式检测系统检测血氧饱和度，对人体不会造成损伤，且可实现连续实时的检测。

2.本发明采用PIN光电二极管作为探测器件，探测精度高，结果安全可靠。

3.本发明结构简单，使用灵活，应用前景广泛。

附图说明

图1是本发明的硬件设计方框图；

图2是本发明的软件设计流程图；

图3是指套式血氧探头示意图；

图4是电源稳压电路原理图；

图5是一级电流转电压放大电路原理图；

图6是二级电压放大电路原理图；

图7是低通滤波电路原理图；

图8是主控电路原理图；

图9是上电指示与充电指示电路原理图；

图10是LED驱动电路原理图；

图11是LED接头电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。