專利名稱：數(shù)字式生理生化參數(shù)測量裝置及測量方法
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)測量裝置及測量方法。
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值，可以通過分析其對不同波長的光吸收信號強度不同來進行測量。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)。利用人體動脈血液的脈動性，使用光學(xué)檢測方法可以實現(xiàn)非創(chuàng)傷在體生理生化參數(shù)值的測量。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量探頭就是利用這個原理實現(xiàn)的。許多臨床疾病會造成脈搏波微弱、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)、高血脂等問題，這將直接影響細胞的正常新陳代謝，嚴重的還會威脅患者的生命。因此，測量這些生理生化參數(shù)值是臨床實驗室檢查的重要任務(wù)之一，特別是非創(chuàng)傷快速和實時生理生化參數(shù)監(jiān)測，對于臨床爭分奪秒搶救救護患者生命尤其重要。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、和睡眠監(jiān)測等應(yīng)用中的血氧飽和度測定為例，其測量原理就是根據(jù)血紅蛋白和氧合血紅蛋白對不同波長光的吸收量不同，通過測量不同波長的光強度隨脈搏的變化來實現(xiàn)的。這類設(shè)備包括接收模擬信號的血氧探頭和信號放大采集與計算分析單元，例如臨床常見的模擬信號血氧探頭和具有放大模數(shù)轉(zhuǎn)換和計算分析能力的床邊多參數(shù)病人監(jiān)護儀。血氧探頭的構(gòu)成包括雙波長(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連接導(dǎo)線和插頭分別與信號采集與計算分析單元中的發(fā)光二極管控制輸出端和血氧多參數(shù)監(jiān)護儀中的放大器輸入端，放大器電路將來自光敏接受管的模擬光強度信號進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度信號和交流光強度信號進行數(shù)字化，中央處理器對這些數(shù)據(jù)進行脈搏峰谷值檢波，判斷出由于脈搏形成的脈搏峰谷值，然后計算血氧飽和度等生理生化參數(shù)。血氧飽和度S的計算是基于如下公式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)生測量生理生化參數(shù)所需要的指定波長和強度的光輻射；所述的光電與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于將測量的光電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字式光強度信號數(shù)據(jù)；所述的信號控制處理模塊用于對數(shù)字式光強度信號數(shù)據(jù)進行分析和處理，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自所述信號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，在信號控制處理模塊的控制下，將光信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號，然后將模擬電信號轉(zhuǎn)換成光強度信號數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述信號控制處理模塊包括數(shù)字信號處理單元、數(shù)據(jù)儲存單元和輸出控制單元，所述的數(shù)字信號處理單元接收光強度信號數(shù)據(jù)，并對該信號進行交流和直流分量分離計算以及生理生化參數(shù)計算，由此得出生理生化參數(shù)；數(shù)據(jù)儲存單元實現(xiàn)光強度信號數(shù)據(jù)和計算結(jié)果的存取；輸出控制單元實現(xiàn)計算結(jié)果的時序控制和輸出。
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)的光強度信號；步驟2.將光強度信號轉(zhuǎn)換成模擬的電壓信號，然后再轉(zhuǎn)換成光強度數(shù)字信號；步驟3.對步驟2獲取的光強度信號數(shù)據(jù)進行分析處理，得出生理生化參數(shù)；步驟4.將得出的生理生化參數(shù)存儲于數(shù)據(jù)存儲單元；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光強度信號數(shù)據(jù)進行交流分量和直流分量的分離計算，并用于生理生化參數(shù)的計算。
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算以及生理生化參數(shù)計算包括下列步驟設(shè)采樣時間段為IT1, T2,...，TN}，采樣時間間隔為T1-1^1，采集的M個波長的共N個光強度信號數(shù)據(jù)為
9.一種數(shù)字式測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)生測量血氧飽和度所需要的指定波長和強度的光輻射；所述的光電與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于將測量的光電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字式光強度信號；所述的信號控制處理模塊用于對數(shù)字式光強度信號進行分析和處理，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和強度的光輻射；所述的光電與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于將測量的光電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字式光強度信號；所述的信號控制處理模塊用于對數(shù)字式光強度信號進行分析和處理，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)明公開了一種數(shù)字式生理生化參數(shù)測量裝置及其測量方法。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)生測量生理生化參數(shù)所需要的指定波長和強度的光輻射；所述的光電與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于將測量的光電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字式光強度信號；所述的信號控制處理模塊用于對數(shù)字式光強度信號進行分析和處理，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、一致性好、測量不受傳輸距離影響、兼容性好等優(yōu)點。
文檔編號A61B5/02GK103027691SQ20121056805
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者曹陽 申請人:深圳迪美泰數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)有限公司