一种贴片式血氧测量传感系统

技术领域

本发明属于医疗设备领域，具体涉及一种贴片式血氧测量传感系统。

背景技术

身体内的氧气是生命进行生理发育的重要基础，血液中氧气含量的大小与人体的心脏、大脑以及其他器官密切相关。已经成为判断人体是否有呼吸道疾病和循环体系是否正常的一个重要参数。由于人体脉搏波中蕴藏着丰富的生理病理信息，近年来，人体脉搏波信号检测已被广泛应用于血管系统、呼吸系统及血液循环系统等的评估。由于人体脉搏信号微弱，需要设计抗干扰能力较强的电路来进行信号采集与处理。

目前，现有脉搏波信号采集与处理电路主要是采用电阻电容及模拟运算放大器来设计的，这种方式，虽然在性能上能够满足相关技术标准，但存在功耗高、系统复杂等缺点；另外，这种设计使得整个电路PCB面积比较大，导致成本也较高。

近年来也出现了一些体型较小的血氧测量仪器，通常采用透射双波长的测量方法，通过不同波长透射能量的直流分量和交流分量进行计算血氧饱和度。这些血氧测量方式是佩戴指夹或者耳夹，这种传感器的基本原理采用测量透射光的基本原理来进行血氧饱和度的测量，由于皮肤肌肉组织对光的吸收较高，只能适用于肌肉组织较薄的区域，使用广泛性并不高。

具体的测量方法是采用指套式光电传感器，包括接收器件和发射器件，测量时，只需将传感器套在人手指上，利用手指作为盛装血红蛋白的透明容器，使用波长660nm的红光和940nm的近红外光作为射入光源，测定通过组织床的光传导强度，来计算血红蛋白浓度及血氧饱和度，仪器即可显示人体血氧饱和度，为临床提供了一种连续无损伤血氧测量仪器。

由于血氧测量设备的夹具内部有一定空间，且由于每个人的手指尺寸不同，导致每次测量时，光源所照射的手指的位置会有所差异，手指不同位置意味着光路穿过的区域内骨骼、肌肉的成分比例不同，从而影响光传导强度与血氧值的对应关系的参数。目前的测量方法，一般不考虑手指不同位置的差异，而是从结构上限制手指位置变化的可能性，并使用平均情况作为计算参数，这样的方式导致测量结果准确性较低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明设计了一种贴片式血氧测量传感系统，包括数据采集模块、传输模块、显示模块、控制模块和电源模块，集信息采集、传输、处理和反馈于一体，能直接通过屏幕显示出血氧状况；整个电路的具有较强的稳定性和抗干扰能力；测量速度快，精度高；体型小，便于携带和实时监测；制造成本不高。

为了达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：一种贴片式血氧测量传感系统，包括数据采集模块、传输模块、显示模块、控制模块和电源模块，其特征在于：所述控制模块分别和传输模块、显示模块和电源模块电连接，数据采集模块与传输模块电连接。

进一步的，所述数据采集模块包括接收探测器；所述传输模块包括信号放大器、滤波器、多路开关、A/D转换器和无线传输模块；所述显示模块包括屏幕、光电调制电路和指示灯；所述控制模块包括微控制器、存储器；所述电源模块包括充电电池。

进一步的，所述微控制器分别电连接多路开关、A/D转换器、光电调制电路、供电电路、屏幕、无线传输模块和存储模块；所述A/D转换器电连接多路开关，多路开关电连接滤波器，滤波器电连接信号放大器，信号放大器电连接接收探测器；所述光电调制电路电连接指示灯。

进一步的，所述无线传输模块包括蓝牙模块和WIFI模块。

进一步的，所述微控制器和供电电路均设置有复位键。

进一步的，本发明的另一目的在于提供一种贴片式血氧测量传感系统的使用方法：

(1)不使用时，贴片式血氧测量传感系统处于待机状态；

(2)测量时，由接收探测器采集人体手腕或者头部的血氧数据，传输至信号放大器；

(3)信号放大器将输入的信号再现和增强，并传输至滤波器；

(4)滤波器过滤掉无用频段的信息，并将过滤后的信息传输至多路开关；

(5)多路开关通过不断改变电感量来改变接收波段，并将信号传输至A/D转换器；

(6)A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，并将数字信号传输至微控制器；

(7)微控制器对数字信号进行处理后，将信息反映在屏幕上；同时也把信号传输至光电调制电路；

(8)光电调制电路控制指示灯的状态。

本发明的有益效果是：

本发明通过数据采集模块将微弱的模拟信号变为微处理可识别的数字信号，有效解决了模拟信号受外界电磁环境干扰的问题，本发明实施例提供的电路设计简单，避免使用复杂的运算放大器来实现模拟信号采集与处理，具有成本低廉、使用简单、功耗较低等优点，有效降低了信号采集难度，从而提高了血氧测量传感系统的检测灵敏度，有利于血氧脉搏容积波的提取和分析。

本发明包括数据采集模块、传输模块、显示模块、控制模块和电源模块，集信息采集、传输、处理和反馈于一体，能直接通过屏幕显示出血氧状况；整个电路的具有较强的稳定性和抗干扰能力；测量速度快，精度高；体型小，便于携带和实时监测；制造成本不高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明系统工作原理示意图；

图2是本发明电源控制电路图；

图3是本发明STM32F103C8T6主控电路图；

图4是本发明SWD接口电路图；

图5是本发明复位电路图；

图6是本发明备用接口电路图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、接收探测器；2、信号放大器；3、滤波器；4、多路开关；5、微控制器；6、光电调制电路；7、指示灯；8、A/D转换器；9、供电电路；10、屏幕；11、无线传输模块；12、存储器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参阅图1至图6所示，一种贴片式血氧测量传感系统，包括数据采集模块、传输模块、显示模块、控制模块和电源模块，其特征在于：所述控制模块分别和传输模块、显示模块和电源模块电连接，数据采集模块与传输模块电连接。

进一步的，所述数据采集模块包括接收探测器1；所述传输模块包括信号放大器2、滤波器3、多路开关4、A/D转换器8和无线传输模块11；所述显示模块包括屏幕10、光电调制电路6和指示灯7；所述控制模块包括微控制器5、存储器12；所述电源模块9包括供电电路。

进一步的，所述微控制器分别电连接多路开关4、A/D转换器8、光电调制电路6、供电电路9、屏幕10、无线传输模块11和存储模块；所述A/D转换器8电连接多路开关，多路开关4电连接滤波器3，滤波器3电连接信号放大器2，信号放大器2电连接接收探测器1；所述光电调制电路6电连接指示灯7。

进一步的，所述无线传输模块11包括蓝牙模块和WIFI模块。

进一步的，所述微控制器5和供电电路均设置有复位键。

进一步的，微控制器5控制芯片型号为STM32F103C8T6。

进一步的，血氧芯片型号为MAX30102。

进一步的，蓝牙模块型号选用hc05或者hc08。

进一步的，屏幕分辨率为128x64，采用SPI串行通信方式。

本发明实施例提供的一种贴片式血氧测量传感系统电路中，通过数据采集模块将微弱的模拟信号变为微处理可以识别的数字信号，有效解决了模拟信号受外界电磁环境干扰的问题，本发明实施例提供的电路设计简单，避免使用复杂的运算放大器来实现模拟信号采集与处理，具有成本低廉、使用简单、功耗较低等优点，有效降低了信号采集难度，从而提高了血氧测量传感系统的检测灵敏度，有利于血氧脉搏容积波的提取和分析。

本发明包括数据采集模块、传输模块、显示模块、控制模块和电源模块，集信息采集、传输、处理和反馈于一体，能直接通过屏幕显示出血氧状况；整个电路的具有较强的稳定性和抗干扰能力；测量速度快，精度高；体型小，便于携带和实时监测；制造成本不高。

不使用时，贴片式血氧测量传感系统处于待机状态；测量时，由接收探测器1采集人体手腕或者头部的血氧数据，传输至信号放大器2；信号放大器2将输入的信号再现和增强，并传输至滤波器3；滤波器3过滤掉无用频段的信息，并将过滤后的信息传输至多路开关4；多路开关4通过不断改变电感量来改变接收波段，并将信号传输至A/D转换器8；A/D转换器8将模拟信号转换成数字信号，并将数字信号传输至微控制器5；微控制器5对数字信号进行处理后，将信息反映在屏幕10上；同时也把信号传输至光电调制电路6；光电调制电路6控制指示灯7的状态。

实施例2

本发明为一种贴片式血氧测量传感系统，可通过凝胶贴片将本发明贴在患者手腕或者头部太阳系上，系统激活后能够对患者血氧状况进行一个实时监测，将数据反映在屏幕10上；也可以通过蓝牙连接其他电子设备，例如手机，就能通过蓝牙将患者血氧数据传输到其他设备上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。