[发明专利]基于可穿戴装置的血氧饱和度检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及生命体征参数检测装置研究领域，具体是指一种基于可穿戴装置的血氧饱和度检测装置。

背景技术

空气中的氧气在人体肺部进行交换后进入血液，结合在血红蛋白上供给到全身，维持细胞的正常新陈代谢。血氧饱和度(SpO2)用于反映这种血液中含氧水平，血氧饱和度是指血液中氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部血红蛋白(Hb)容量的百分比。在正常情况下，人体的血氧饱和度保持在98％，一般不会低于94％，若血氧饱和度过低，则表明组织得不到充足的氧，或不能充分利用氧，导致组织的代谢、机能、甚至形态结构发生异常变化，缺血缺氧4分钟即可造成神经元的死亡，严重时可危及生命。因此，对人体进行血氧饱和度的检测非常重要。另一方面，随着人们生活水平的提高，人们的健康意识日益增强，随时随地检测生理参数的需求随之出现，近几年，发展迅速的可穿戴医疗产品正是满足这种需求的理想产品。将血氧检测功能移植到可穿戴医疗产品上，一方面可以实时监测心脑缺氧疾病、组织性缺氧疾病、呼吸性缺氧疾病和睡眠呼吸暂停综合症，方便使用者进行自我健康状况评估，及早采取措施控制病情，最大程度避免血氧饱和度过低造成的健康危害或者生命危险。另一方面，可以为极限运动、高强度运动和高原野外活动实时提供血氧饱和度数据，有利于根据血氧饱和度数据实时调整运动强度，制定、修改运动计划，在血氧饱和度降低到危险值前停止运动或者离开缺氧地区，避免运动过度造成的缺氧伤害，更可以避免在野外环境下由缺氧导致的长时间昏厥带来的生命危险。

目前，血氧饱和度检测功能常见于各种监护仪或者监测仪中，为监护、抢救、健康评价提供了一种客观的生命体征参数，然而，这些市场上常见的血氧饱和度检测装置大多采用透射式血氧饱和度检测方法，利用指套或者指夹完成检测，不仅体积大、操作不便、舒适度差，更会造成检测时的紧张感，给检测者带来心理压力，从而导致结果失真。此外，现有血氧饱和度检测装置电源几乎全部采用电池供电或电源充电的方式，这种供电方式使可使用时间受到很大程度的限制，不能满足日益增长的装置便携式需求，也不能满足随时随地根据检测者需求而进行实时检测的可穿戴需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于可穿戴装置的血氧饱和度检测装置，该装置是设置于现有的可穿戴式设备上，例如智能手表、智能手环等，具有体积小巧、使用方便、使用时间长的优点。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：基于可穿戴装置的血氧饱和度检测装置，包括血氧传感器、集成模拟前端、混合信号微控制器、蓝牙模块、显示装置、电源管理模块、太阳能电池、输入装置和指示灯，血氧传感器设置于可穿戴装置的背面，与皮肤接触，血氧传感器与集成模拟前端相连，并由集成模拟前端控制和供电，集成模拟前端通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)与混合信号微控制器相连，蓝牙模块通过UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用非同步收发传输器)与混合信号微控制器相连，蓝牙模块与外部网络连接；电源管理模块与太阳能电池相连，二者用于为血氧饱和度检测装置中集成模拟前端、混合信号微控制器、蓝牙模块、显示装置、指示灯供电，；显示装置、输入装置、指示灯分别与混合信号微控制器相连，并由混合信号微控制器控制工作，所述输入装置用于启动可穿戴装置的血氧饱和度检测功能，指示灯用于显示可穿戴装置当前所处的血氧饱和度检测功能状态。

优选的，所述电源管理模块包括太阳能充电电路、太阳能放电电路、太阳能充电控制器、太阳能放电控制器、太阳能接口、蓄电池接口、负载接口和蓄电池，其中太阳能电池与太阳能接口连接，蓄电池接口与蓄电池连接，蓄电池还设有接口用于与外部充电电源连接；负载接口与所述混合信号微控制器连接；太阳能充电控制器控制太阳能充电电路工作，太阳能电池通过太阳能充电电路向蓄电池充电；太阳能放电控制器控制太阳能放电电路工作，蓄电池通过太阳能放电电路向血氧饱和度检测装置中集成模拟前端、混合信号微控制器、蓝牙模块、显示装置、指示灯供电。

优选的，由所述太阳能充电电路和所述太阳能充电控制器组成的太阳能充电模块与由所述太阳能放电电路和所述太阳能放电控制器组成的太阳能放电模块彼此独立，充电和放电过程独立进行。从而可以大幅度降低功耗，进一步延长待机、使用时间。

更进一步的，所述太阳能电池采用多晶硅薄膜型太阳能电池。该电池是由高效能、高光电转换效率的多晶硅薄膜型光电材料得到的，因此具有体积小、供电时间长的优点。