專利名稱：數(shù)字式生理生化參數(shù)測(cè)量裝置及測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備，尤其涉及一種數(shù)字式生理生化參數(shù)測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
人體血液的生化參數(shù)值，如血氧飽和度、血色素濃度、一氧化碳血紅蛋白濃度、血糖濃度、血脂和膽固醇等具有重要臨床價(jià)值，可以通過(guò)分析其對(duì)不同波長(zhǎng)的光吸收信號(hào)強(qiáng)度不同來(lái)進(jìn)行測(cè)量。人體生理參數(shù)值如人體脈搏波則反映心臟每搏輸出至外周循環(huán)的生理狀態(tài)。利用人體動(dòng)脈血液的脈動(dòng)性，使用光學(xué)檢測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)非創(chuàng)傷在體生理生化參數(shù)值的測(cè)量。目前臨床最為常用的指夾式血氧飽和度和血紅蛋白濃度測(cè)量探頭就是利用這個(gè)原理實(shí)現(xiàn)的。許多臨床疾病會(huì)造成脈搏波微弱、血氧飽和度下降、貧血(低血色素)、高一氧化碳血紅蛋白、高血糖(糖尿病)、高血脂等問(wèn)題，這將直接影響細(xì)胞的正常新陳代謝，嚴(yán)重的還會(huì)威脅患者的生命。因此，測(cè)量這些生理生化參數(shù)值是臨床實(shí)驗(yàn)室檢查的重要任務(wù)之一，特別是非創(chuàng)傷快速和實(shí)時(shí)生理生化參數(shù)監(jiān)測(cè)，對(duì)于臨床爭(zhēng)分奪秒搶救救護(hù)患者生命尤其重要。以目前廣泛用于急救病房、手術(shù)室、恢復(fù)室、家庭健康監(jiān)護(hù)、和睡眠監(jiān)測(cè)等應(yīng)用中的血氧飽和度測(cè)定為例，其測(cè)量原理就是根據(jù)血紅蛋白和氧合血紅蛋白對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收量不同，通過(guò)測(cè)量不同波長(zhǎng)的光強(qiáng)度隨脈搏的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這類設(shè)備包括接收模擬信號(hào)的血氧探頭和信號(hào)放大采集與計(jì)算分析單元，例如臨床常見(jiàn)的模擬信號(hào)血氧探頭和具有放大模數(shù)轉(zhuǎn)換和計(jì)算分析能力的床邊多參數(shù)病人監(jiān)護(hù)儀。血氧探頭的構(gòu)成包括雙波長(zhǎng)(紅光/紅外發(fā)光)二極管、光敏接收管、塑膠指套或平行貼片、連接導(dǎo)線和插頭。發(fā)光二極管和光敏接受管通過(guò)連接導(dǎo)線和插頭分別與信號(hào)采集與計(jì)算分析單元中的發(fā)光二極管控制輸出端和血氧多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中的放大器輸入端，放大器電路將來(lái)自光敏接受管的模擬光強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行放大和直流分量與交流分量的分離，并由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路分別將直流光強(qiáng)度信號(hào)和交流光強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，中央處理器對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行脈搏峰谷值檢波，判斷出由于脈搏形成的脈搏峰谷值，然后計(jì)算血氧飽和度等生理生化參數(shù)。血氧飽和度S的計(jì)算是基于如下公式S = A-BR，其中及
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字式生理生化參數(shù)測(cè)量裝置，包括發(fā)光控制模塊、光電與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)控制處理模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊，其中所述的發(fā)光控制模塊用于產(chǎn)生測(cè)量生理生化參數(shù)所需要的指定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的光輻射；所述的光電與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于將測(cè)量的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字式光強(qiáng)度信號(hào)數(shù)據(jù)；所述的信號(hào)控制處理模塊用于對(duì)數(shù)字式光強(qiáng)度信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，得出生理生化參數(shù)；所述的數(shù)據(jù)輸出模塊用于輸出生理生化參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的發(fā)光控制模塊包括控制單元、電流輸出單元和發(fā)光單元，所述的控制單元接收來(lái)自所述信號(hào)控制處理模塊的指令，控制電流輸出單元的電流輸出量并調(diào)節(jié)發(fā)光單元的亮度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的光電與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊包括光電轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在信號(hào)控制處理模塊的控制下，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，然后將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)度信號(hào)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述信號(hào)控制處理模塊包括數(shù)字信號(hào)處理單元、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元和輸出控制單元，所述的數(shù)字信號(hào)處理單元接收光強(qiáng)度信號(hào)數(shù)據(jù)，并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行交流和直流分量分離計(jì)算以及生理生化參數(shù)計(jì)算，由此得出生理生化參數(shù)；數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度信號(hào)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果的存??；輸出控制單元實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果的時(shí)序控制和輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述輸出控制單元采用下列方法之一輸出數(shù)據(jù)串行調(diào)制輸出、頻率調(diào)制輸出、或脈寬調(diào)制輸出。
6.一種數(shù)字式生理生化參數(shù)測(cè)量方法，其特征在于包括下列步驟步驟1.采集人體與生理生化參數(shù)相關(guān)的光強(qiáng)度信號(hào)；步驟2.將光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬的電壓信號(hào)，然后再轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)度數(shù)字信號(hào)；步驟3.對(duì)步驟2獲取的光強(qiáng)度信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得出生理生化參數(shù)；步驟4.將得出的生理生化參數(shù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；步驟5.將生理生化參數(shù)調(diào)制后以數(shù)字方式輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟3采取的處理方法是對(duì)光強(qiáng)度信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行交流分量和直流分量的分離計(jì)算，并用于生理生化參數(shù)的計(jì)算。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，交流分量和直流分量的分離計(jì)算以及生理生化參數(shù)計(jì)算包括下列步驟設(shè)采樣時(shí)間段為IT1, T2,...，TN}，采樣時(shí)間間隔為T1-1^1，采集的M個(gè)波長(zhǎng)的共N個(gè)光強(qiáng)度信號(hào)數(shù)據(jù)為
9.一種數(shù)字式測(cè)量血氧飽和度的探頭，包括發(fā)光控制模塊、光電與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)控制處理模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊，其中所述的發(fā)光控制模塊用于產(chǎn)生測(cè)量血氧飽和度所需要的指定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的光輻射；所述的光電與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于將測(cè)量的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字式光強(qiáng)度信號(hào)；所述的信號(hào)控制處理模塊用于對(duì)數(shù)字式光強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行分析和處理，得出血氧飽和度參數(shù)；所述的數(shù)據(jù)輸出模塊用于輸出血氧飽和度參數(shù)。
10.一種數(shù)字式測(cè)量血氧飽和度和脈搏波的佩戴式探頭，包括發(fā)光控制模塊、光電與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)控制處理模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊，其中所述的發(fā)光控制模塊用于產(chǎn)生測(cè)量生理生化參數(shù)包括血氧飽和度和脈搏波所需要的指定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的光輻射；所述的光電與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于將測(cè)量的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字式光強(qiáng)度信號(hào)；所述的信號(hào)控制處理模塊用于對(duì)數(shù)字式光強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行分析和處理，得出血氧飽和度和脈搏波參數(shù)；所述的數(shù)據(jù)輸出模塊用于輸出生理生化參數(shù)包括血氧飽和度和脈搏波參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)字式生理生化參數(shù)測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。所述的裝置包括發(fā)光控制模塊、光電與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)控制處理模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊，其中所述的發(fā)光控制模塊用于產(chǎn)生測(cè)量生理生化參數(shù)所需要的指定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的光輻射；所述的光電與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于將測(cè)量的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字式光強(qiáng)度信號(hào)；所述的信號(hào)控制處理模塊用于對(duì)數(shù)字式光強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行分析和處理，得出生理生化參數(shù)；所述的數(shù)據(jù)輸出模塊用于輸出生理生化參數(shù)。本發(fā)明具有可靠性高、抗干擾性強(qiáng)、一致性好、測(cè)量不受傳輸距離影響、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61B5/02GK103027691SQ20121056805
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者曹陽(yáng) 申請(qǐng)人:深圳迪美泰數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)有限公司