[发明专利]一种基于近红外F-theta扫描场镜的非接触式血氧监测装置

说明书

本发明公开了一种基于近红外F‑theta扫描场镜的非接触式血氧监测装置，该装置主要用于监测人体手指血氧饱和度和层析血氧浓度的变化。该装置由光源模块、光学扫描模块、图像探测模块、控制与处理模块组成。通过光源模块在时间上依次出射双波长光束，经过光学扫描模块，其中该模块包含一种760nm～850nm波段的近红外F‑theta扫描场镜，从而实现对手指皮肤的快速二维扫描，再经过CCD探测器采集散射光强图像，最后经过图像处理重建，可以同时实现非接触式血氧饱和度和层析血氧浓度变化的监测。

技术领域

本发明属于血氧监测装置领域，具体涉及一种基于近红外F-theta扫描场镜的非接触式血氧监测装置。该装置主要用于非接触式的血氧监测，该装置具有非接触式、血氧饱和度和层析血氧浓度变化同时重建、入射光点阵密集和能量集中以及扫描速度快的特点。适用于手指或者手腕不适合夹持患者的血氧监测，也适用于在体组织的实时动态的血氧参数层析测量与显示。

背景技术

血氧饱和度是反映人身体的健康状况的重要指标之一，血氧饱和度低会造成生理状况的不可逆的损伤。目前，主要的血氧监测装置是手指夹持式的血氧监测仪器和穿戴式的手腕血氧饱和度监测装置。但是接触式仪器对于一些手指和手腕不适合安放夹持装置的病人相对不便。

同时医院或者诊所进行基础的健康评估时，血氧饱和度值相比层析的血氧浓度变化显示仍显得不够直观。所以同时进行血氧饱和度监测和实现血氧饱和度的层析扫描重建会使得监测信息变得更丰富。公开号CN101816552A的专利申请公开的层析扫描方式为旋转待测样品，该方式不适用于检测在体的皮肤血氧层析参数。公开号CN102920434的专利申请公开的层析测量方式为入射光纤阵列和出射光纤阵列，缺点是接触式测量方法，且光纤阵列的数量限制了采集密度，最终导致层析精度的下降。公开号CN103271743A的专利申请公开的基于成像设备的非接触血氧饱和度测量方法涉及的照明方式光能量不集中，不利于检测反映血氧饱和度的出射光强信息。因此采用F-theta扫描场镜的方式，可以实现实时在体非接触式测量、提高入射点阵密度、提高反映血氧参数信息散射信号的强度。

目前用于血氧监测波段的F-theta扫描物镜设计较少，该场景所使用的扫描场镜要求不同视场出射的光斑形状大小一致，圈入能量集中，轴向色差小，具有负畸变。满足这样要求的扫描场镜能够提高层析血氧浓度变化监测的准确性。公开号CN101846791B的专利申请公开的一种单波长355nm的F-theta镜头，虽然视场和焦距都适用于人体皮肤的扫描，但是其为单波长场镜，轴向色差较大，会导致不同波长的光斑形状的不一致性和光能量的不集中性，不适用于血氧监测的扫描系统。

发明内容

为了解决目前使用的接触式血氧仪器存在的不足，如需要接触手指皮肤、血氧浓度变化不能层析直观显示，以及血氧参数层析装置扫描速度慢、入射光能量不集中和F-theta场镜轴向色差较大的问题，本发明提供了一种基于近红外F-theta扫描场镜的非接触式血氧监测装置，在光学系统的扫描下，可以快速的实现实时的血氧监测和层析，该装置具有无需接触，不同波长的入射光斑形状一致、入射点阵密度大、能量集中和扫描速度快的特点。适合于临床对病人的监测，同时也适合医院诊所对普通患者的健康评估。该技术方案是这样实现的：

一种基于近红外F-theta扫描场镜的非接触式血氧监测装置，用于非接触式的血氧监测，该装置由光源模块、光学扫描模块、图像探测模块、控制与图像处理模块组成。