[发明专利]可穿戴式的血氧检测设备及其血氧传感器

说明书

技术领域

本发明涉及生命体征参数检测研究领域，尤其是指一种可穿戴式的血氧检测设备及其血氧传感器。

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，方便操作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。

参见图1所示，图1是现有的可穿戴医疗产品的血氧传感器的示意图，采用反射法检测血氧饱和度，所用血氧传感器由平行放置的发光器件91(LED灯)和检测器件92(接收头)组成，根据光的散射理论，光波在通过人体组织(皮肤93、皮下组织94)时除了被吸收以外，还会出现另一种现象，即散射。由于人体组织是非均匀分布的，光在组织内并不能严格的按照直线传播，例如在遇到微静脉95、微动脉96时会发生强烈的散射现象，其中一部分光经过多次散射以后回到入射表面，宏观上表现为反射光，部分发射光经过组织反射后到达检测器件92，并被检测器件92测量得到，通过检测这束光的光强来进行血氧饱和度的检测，测量深度可以通过调整发光器件91与检测器件92之间的距离进行调整。

但是这种可穿戴医疗产品具有以下两个问题：

1.发光器件91的光源一般为点光源，这样只有部分光参与检测，光强度低，造成信号弱，增加了检测器件92的复杂性及后续处理的复杂性。

2.应用受限：一般的可穿戴医疗产品中，为了降低体积以及功耗，常将发光器件91与检测器件92集成，这样发光器件91与检测器件92之间的距离会是一个固定值，对应的检测深度就限定了，相应的限定了测试的部位或是测试的组织。而在发光器件91与检测器件92分离的方案下，为了增加测量深度必须增加发光器件91与检测器件92之间的距离，但相应的光强也要增强，导致功耗上升，在可穿戴领域产生限制。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明提供了一种可穿戴式的血氧检测设备的血氧传感器，包括：

发光器件，设置于芯片基板上，用于发射探测光波到待测组织内；

第一导光器件，设置于所述发光器件上，用于将所述发光器件发射的探测光波经过反射后进入待测组织内；

检测器件，设置于所述芯片基板上，用于测量从待测组织内反射出的位于检测范围内的探测光波；

第二导光器件，用于将从待测组织内反射出的位于所述检测器件的检测范围外的探测光波经过反射后被所述检测器件测量到。

本发明可穿戴式的血氧检测设备的血氧传感器，通过在发光器件上设置第一导光器件，可以使由发光器件发出的探测光波经过反射后从垂直入射变成斜方向入射，便于探测光波在待测组织内更容易进行反射；在检测器件上设置第二导光器件，可以使更多的从待测组织内反射出的探测光波经过反射后被检测器件测量到，大大提高了探测光波的利用率。