[实用新型]一种双光路传感器模组

说明书

本实用新型公开了一种双光路传感器模组，用于基于光电容积脉搏波描记法采集人体生理信号，该模组包含底座以及安装在所述底座上的光电接收器和两个光源模块，所述两个光源模块对称设置在所述光电接收器的两侧，每个光源模块中包含至少两个波长的光源，所述底座上还设置有遮光部，并且所述遮光部包围所述光电接收器，在所述遮光部的顶端有开口，使得所述光源发出的光经过人体组织漫反射后，被所述光电接收器接收。

技术领域

本实用新型公开了一种双光路传感器模组，涉及光电生理信号采集领域，可应用于需要长期进行血氧饱和度和心率监测等多种场所。

背景技术

人体脉搏波中包含丰富的生理信息，可以通过对脉搏波的采集、分析为评估个人身体状态提供依据，其前提是能够稳定、可靠地获取到脉搏波信号。例如，脉搏血氧饱和度反映了血液中氧气的含量，和脉率一样，都是基本的人体生理参数，在临床诊断分析中具有重要的作用。血氧饱和度的无创监测方法一般基于光电容积脉搏波描记法，至少需要2种不同波长的光源进行激励。

目前，市面上普通的监测装置负荷较重，佩戴舒适度差，难以满足长时间连续脉搏波血氧饱和度和心率监测的要求。CN201585990和CN102961144等国内的研究尝试在手指上检测血氧饱和度并进行了设计，目前市面上也有相关概念的产品，采用的原理基本是基于透射式血氧饱和度检测，容易受运动干扰，难以实现精确的生理参数超限报警提示以及本地实时反馈。CN204520642U中，使用两个光电接收管以减少暗电流的影响，然而却无法避免由移位造成的信号质量不稳定。

为了解决上述问题，设计一种双光路传感器模组，能够稳定获取生理信号是十分有必要的。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型设计一种双光路传感器模组，该模组包含一个光电接收器和两对对称光源，可提高信号质量的稳定性。

人体组织是高散射体，入射光在均匀介质内以“香蕉形”路径行走。光子在人体组织内一部分被组织吸收，同时也有被组织散射以及在组织中扩散。假设人体组织是均匀同质的，通常可以分为以下四个部分：动脉，毛细血管，静脉以及骨骼和脂肪等不含血液的部分，在动脉及毛细血管中的血液与组织中的血液有不同的光学特性。当心脏收缩时，动脉血管及毛细血管中的吸收及散射系数增加，导致了光电接收管接收到的光通量密度降低。

从朗伯比尔定律出发，接收管处接收到的经由组织漫反射产生在接收管处接收到的光强可以由下式表示：

在式(1-1)中，β_c，β₁，β₂，β₃是将朗伯比尔定律一阶泰勒展开得到的比例系数，Δl_ed(t)和Δl_bv(t)是运动导致的光程改变。从该式中可以看出，身体运动导致光程的改变，从而使接收管光强的发生变化。此外，运动使得β₁Δc_b(t)被离散。在这种情况下，光程的改变主要由发光管与接收管之间的距离变化以及组织形变产生。

本实用新型设计的一种双光路传感器模组，适用于基于光电容积脉搏波描记法采集人体生理信号。该模组包含底座以及安装在所述底座上的光电接收器和两个光源模块，所述两个光源模块对称设置在所述光电接收器的两侧，每个光源模块中包含至少两个波长的光源，所述底座上还设置有遮光部，并且所述遮光部包围所述光电接收器，在所述遮光部的顶端有开口，使得所述光源发出的光经过人体组织漫反射后，被所述光电接收器接收。

其中，每个光源模块中的波长短的光源更靠近所述光电接收器。

进一步的，遮光部由弹性材料制成。

本实用新型设计的双光路传感器模组能够更稳定地获取生理信号。该模组可以长时间连续脉搏波血氧饱和度、心率监测，具有较强的抗干扰能力，应用前景广阔。

附图说明