專利名稱：一種高精度血氧探頭溫度檢測(cè)與波長補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度檢測(cè)與波長補(bǔ)償方法，尤其是涉及一種高精度血氧探頭溫度 檢測(cè)與波長補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
脈搏血氧儀主要用于測(cè)量變化血流的特質(zhì)，包括動(dòng)脈血氧飽和度、心臟的脈率等 等。這些特質(zhì)的測(cè)量可以通過一個(gè)無創(chuàng)的血氧探頭來實(shí)現(xiàn)。通過探頭發(fā)出的光穿透人體的 一部分有血灌注的組織，然后脈搏血氧儀根據(jù)光的吸收量來計(jì)算出血流的各種特質(zhì)，比如， 動(dòng)脈血氧飽和度。為了測(cè)量人體的組織的動(dòng)脈血氧飽和度，探頭需要兩種不同的波長的光 (紅光LED和紅外光LED)來滿足脈搏血氧儀的計(jì)算要求。因此，血氧飽和度的計(jì)算精度就 取決于已知的LED波長。然而，每個(gè)LED的波長是不盡相同的，甚至同一個(gè)LED波長在不 同環(huán)境、不同時(shí)段也是會(huì)有變化，發(fā)生波長偏移的。因此，脈搏血氧儀血氧飽和度的計(jì)算精 度會(huì)由于血氧探頭的波長的偏移而產(chǎn)生一定的誤差。對(duì)于血氧探頭波長的不同，主要的一 種解決方案就是在探頭上增加一個(gè)識(shí)別電阻，這個(gè)識(shí)別電阻主要用來區(qū)分探頭所對(duì)應(yīng)的波 長。脈搏血氧儀工作時(shí)，先檢測(cè)這個(gè)電阻的值，然后根據(jù)電阻的值來決定血氧飽和度計(jì)算時(shí) 所采用的波長值，這種方法使制造商不需花費(fèi)高成本即可篩選出唯一波長的LED。然而，雖 然識(shí)別電阻能夠使血氧探頭不再局限于單一的一個(gè)波長值，但是血氧探頭的波長在測(cè)量使 用時(shí)會(huì)隨探頭驅(qū)動(dòng)電流、環(huán)境溫度等因素的不同而變化，因此，這種方法并不能完全解決血 氧波長變化的問題。因?yàn)檠跆筋^工作時(shí)波長的偏移主要是由于溫度的變化所引起的，因 此，本發(fā)明主要針對(duì)血氧探頭工作時(shí)可能發(fā)生的波長偏移，利用溫度、電壓、波長三者之間 的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)對(duì)血氧探頭波長的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，從而彌補(bǔ)探頭因波長變化而導(dǎo)致測(cè)量誤差的缺 陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種高精度血氧探頭溫度檢測(cè)與波長補(bǔ)償方 法。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)的技術(shù)方案為一種高精度血氧探頭 溫度檢測(cè)方法，關(guān)鍵是包括如下步驟a、給所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管通過一恒定電流；b、預(yù)先在不同溫度下，分別測(cè)試所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管正向壓降的變 化，并建立起溫度與所述發(fā)光二極管正向壓降之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；C、測(cè)試所述發(fā)光二極管的正向壓降，并通過上述b步驟建立起的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得 溫度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)。作為本發(fā)明所述實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)的技術(shù)方案的改進(jìn)，在所述的b步驟和c步驟間還 包括bl步驟即改變所述a步驟中的恒定電流值后返回到所述b步驟；通過bl步驟與b步 驟的有限次循環(huán)后建立起不同恒定電流值下溫度與所述發(fā)光二極管正向壓降之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)波長補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)方案為一種高精度血氧探頭 波長補(bǔ)償方法，關(guān)鍵是包括如下步驟a、給所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管通過一恒定電流；b、預(yù)先在不同溫度下，分別測(cè)試所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管正向壓降的變 化，并建立起溫度與所述發(fā)光二極管正向壓降之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；C、測(cè)試所述發(fā)光二極管的正向壓降，并通過上述b步驟建立起的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得 溫度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)；d、利用檢測(cè)所述高精度血氧探頭發(fā)光二極管的正向電壓的變化量來計(jì)算波長的 變化量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)血氧探頭波長的補(bǔ)償。作為本發(fā)明以上波長補(bǔ)償方法技術(shù)方案的改進(jìn)，所述的d步驟具體包括如下步 驟dl、利用二極管的特性，在不同的環(huán)境溫度下，通過測(cè)試所述發(fā)光二極管的正向壓 降的變化，建立起所述發(fā)光二極管正向壓降與所述發(fā)光二極管的峰波長之間的變化關(guān)系；d2、將探頭工作溫度范圍內(nèi)不同溫度下對(duì)應(yīng)的所述發(fā)光二極管的峰波長數(shù)值儲(chǔ)存 在探頭插頭中的記憶芯片中，供血氧儀工作時(shí)調(diào)用；d3、探頭工作時(shí)，通過血氧儀上的檢測(cè)電路，檢測(cè)出所述發(fā)光二極管的正向壓降 的變化量，然后根據(jù)記憶芯片中的變化關(guān)系式，轉(zhuǎn)換成所述發(fā)光二極管波長的變化量并重 新調(diào)整所述發(fā)光二極管的峰波長值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述高精度血氧探頭峰波長實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)哪?的。作為本發(fā)明以上波長補(bǔ)償方法技術(shù)方案更進(jìn)一步的改進(jìn)，在所述的b步驟和c步 驟間還包括bl步驟即改變所述a步驟中的恒定電流值后返回到所述b步驟；通過bl步驟 與b步驟的有限次循環(huán)后建立起不同恒定電流值下溫度與所述發(fā)光二極管正向壓降之間
的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。本發(fā)明所述的高精度血氧探頭的光源為發(fā)光二極管，發(fā)光二極管工作時(shí)功耗大部 分轉(zhuǎn)化成熱量，只有少部分轉(zhuǎn)換成光能，形成發(fā)光現(xiàn)象。通過不同的電流，LED的PN結(jié)將會(huì) 產(chǎn)生不同的熱量；當(dāng)使LED通過恒定電流時(shí)，LED的PN結(jié)溫度將隨環(huán)境溫度變化。根據(jù)LED的發(fā)光原理可知，LED波長主要是由其PN結(jié)之間的能帶寬(Eg)決定的， 而Eg的大小與PN結(jié)溫度的高低有直接的關(guān)系。因此，LED溫度的變化直接決定了 LED波 長的變化。然而，探頭工作時(shí)LED的溫度測(cè)量比較困難，當(dāng)然可以通過溫度傳感器來測(cè)量，但 這必然要大幅度的增加血氧探頭的成本。因此需要尋找另一個(gè)參數(shù)來衡量溫度的變化情 況。我們知道血氧探頭的LED實(shí)際上就是一個(gè)半導(dǎo)體二極管，而半導(dǎo)體二極管的一個(gè)特性 就是，溫度對(duì)二極管的正向電壓有著直接的關(guān)系，因此，我們可以利用二級(jí)管的這一特性來 實(shí)現(xiàn)探頭波長的補(bǔ)償。很顯然，通過實(shí)施本發(fā)明實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)的技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明所述高精度 血氧探頭的溫度檢測(cè)；通過實(shí)施本發(fā)明所述實(shí)現(xiàn)波長補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)方案，則可最終實(shí)現(xiàn)對(duì)本 發(fā)明所述高精度血氧探頭的波長補(bǔ)償，即實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明所述高精度血氧探頭波長偏移進(jìn)行 修正、減小因波長偏移而導(dǎo)致的脈搏血氧測(cè)試誤差的有益效果，保證高精度血氧探頭的測(cè)量精度要求，且整體成本低廉。另外，通過改變恒定電流值的方法步驟建立起電流、溫度、正向壓降和波長的對(duì)應(yīng) 關(guān)系，可以在選定某一恒定電流值的情況下，通過檢測(cè)發(fā)光二極管的正向壓降，獲得探頭的 溫度數(shù)據(jù)以及波長變化數(shù)據(jù)，并可采取措施對(duì)波長進(jìn)行補(bǔ)償。


下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，其中圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種高精度血氧探頭，包括相互依次連接的探頭、電纜線和插頭，在 所述高精度血氧探頭中還設(shè)有數(shù)字記憶芯片，所述數(shù)字記憶芯片設(shè)置在所述插頭上，所述 的數(shù)字記憶芯片可以是隨機(jī)存儲(chǔ)芯片、閃存芯片或者是可編程只讀芯片。所述探頭中設(shè)有 紅光LED和紅外光LED。通過實(shí)施以下步驟可實(shí)現(xiàn)對(duì)紅光LED和/或紅外光LED之PN結(jié)的溫度檢測(cè)a、給所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管通過一恒定電流；b、預(yù)先在不同溫度下，分別測(cè)試所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管正向壓降的變 化，并建立起溫度與所述發(fā)光二極管正向壓降之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；C、測(cè)試所述發(fā)光二極管的正向壓降，并通過上述b步驟建立起的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得 溫度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)。鑒于LED波長主要是由其PN結(jié)之間的能帶寬(Eg)決定的，而Eg的大小與PN結(jié) 溫度的高低有直接的關(guān)系。因此，LED溫度的變化直接決定了 LED波長的變化，故通過以下 步驟則可實(shí)現(xiàn)對(duì)所述高精度血氧探頭波長的補(bǔ)償a、給所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管通過一恒定電流；b、預(yù)先在不同溫度下，分別測(cè)試所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管正向壓降的變 化，并建立起溫度與所述發(fā)光二極管正向壓降之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；C、測(cè)試所述發(fā)光二極管的正向壓降，并通過上述b步驟建立起的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得 溫度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)；d、利用檢測(cè)所述高精度血氧探頭發(fā)光二極管的正向電壓的變化量來計(jì)算波長的 變化量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述高精度血氧探頭波長的補(bǔ)償。其中所述的d步驟具體包括如下步驟dl、利用二極管的特性，在不同的環(huán)境溫度下，通過測(cè)試所述發(fā)光二極管的正向壓 降的變化，建立起所述發(fā)光二極管正向壓降與所述發(fā)光二極管的峰波長之間的變化關(guān)系；d2、將探頭工作溫度范圍內(nèi)不同溫度下對(duì)應(yīng)的所述發(fā)光二極管的峰波長數(shù)值儲(chǔ)存 在探頭插頭中的記憶芯片中，供血氧儀工作時(shí)調(diào)用；d3、探頭工作時(shí)，通過血氧儀上的檢測(cè)電路，檢測(cè)出所述發(fā)光二極管的正向壓降 的變化量，然后根據(jù)記憶芯片中的變化關(guān)系式，轉(zhuǎn)換成所述發(fā)光二極管波長的變化量并重 新調(diào)整所述發(fā)光二極管的峰波長值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述高精度血氧探頭峰波長實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)哪?的。
另外，在所述的b步驟和c步驟間還包括bl步驟即改變所述a步驟中的恒定電 流值后返回到所述b步驟；通過bl步驟與b步驟的有限次循環(huán)后建立起不同恒定電流值下 溫度與所述發(fā)光二極管正向壓降之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過實(shí)施以上技術(shù)方案可建立起一套不同恒定電流值下，不同正向壓降情況下所 一一對(duì)應(yīng)的不同的溫度和波長變化數(shù)據(jù)，從而能夠最終實(shí)現(xiàn)對(duì)LED波長的補(bǔ)償，為本發(fā)明 所述高精度血氧探頭的精確檢測(cè)提供條件。必須指出，上述實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明做出的一些非限定性舉例說明。但本領(lǐng)域的 技術(shù)人員會(huì)理解，在沒有偏離本發(fā)明的宗旨和范圍下，可以對(duì)本發(fā)明做出修改、替換和變 更，這些修改、替換和變更仍屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種高精度血氧探頭溫度檢測(cè)方法，其特征是包括如下步驟a、給所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管通過一恒定電流；b、預(yù)先在不同溫度下，分別測(cè)試所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管正向壓降的變化， 并建立起電流、溫度與所述發(fā)光二極管正向壓降之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；C、測(cè)試所述發(fā)光二極管的正向壓降，并通過上述b步驟建立起的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得溫度 數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度血氧探頭溫度檢測(cè)方法，其特征是在所述的b 步驟和c步驟間還包括bl步驟即改變所述a步驟中的恒定電流值后返回到所述b步驟； 通過bl步驟與b步驟的有限次循環(huán)后建立起不同恒定電流值下溫度與所述發(fā)光二極管正 向壓降之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
3.一種高精度血氧探頭波長補(bǔ)償方法，其特征是包括如下步驟a、給所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管通過一恒定電流；b、預(yù)先在不同溫度下，分別測(cè)試所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管正向壓降的變化， 并建立起電流、溫度與所述發(fā)光二極管正向壓降之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；C、測(cè)試所述發(fā)光二極管的正向壓降，并通過上述b步驟建立起的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得溫度 數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)；d、利用檢測(cè)所述高精度血氧探頭發(fā)光二極管的正向電壓的變化量來計(jì)算波長的變化 量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述高精度血氧探頭波長的補(bǔ)償。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高精度血氧探頭波長補(bǔ)償方法，其特征是所述的d步 驟具體包括如下步驟dl、利用二極管的特性，在不同的環(huán)境溫度下，通過測(cè)試所述發(fā)光二極管的正向壓降的 變化，建立起所述發(fā)光二極管正向壓降與所述發(fā)光二極管的峰波長之間的變化關(guān)系；d2、將探頭工作溫度范圍內(nèi)不同溫度下對(duì)應(yīng)的所述發(fā)光二極管的峰波長數(shù)值儲(chǔ)存在探 頭插頭中的記憶芯片中，供血氧儀工作時(shí)調(diào)用；d3、探頭工作時(shí)，通過血氧儀上的檢測(cè)電路，檢測(cè)出所述發(fā)光二極管的正向壓降的變化 量，然后根據(jù)記憶芯片中的變化關(guān)系式，轉(zhuǎn)換成所述發(fā)光二極管波長的變化量并重新調(diào)整 所述發(fā)光二極管的峰波長值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述高精度血氧探頭峰波長實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)哪康摹?br> 5.根據(jù)權(quán)利3或者4所述的一種高精度血氧探頭波長補(bǔ)償方法，其特征是包括如下 步驟在所述的b步驟和c步驟間還包括bl步驟即改變所述a步驟中的恒定電流值后返回 到所述b步驟；通過bl步驟與b步驟的有限次循環(huán)后建立起不同恒定電流值下溫度與所述 發(fā)光二極管正向壓降之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高精度血氧探頭溫度檢測(cè)和波長補(bǔ)償方法。其溫度檢測(cè)方法為a、給所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管通過一恒定電流；b、預(yù)先在不同溫度下，分別測(cè)試所述血氧探頭中設(shè)置的發(fā)光二極管正向壓降的變化，并建立起電流、溫度與所述發(fā)光二極管正向壓降之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；c、測(cè)試所述發(fā)光二極管的正向壓降，并通過上述b步驟建立起的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得溫度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)。其波長補(bǔ)償方法為還包括一d步驟即利用檢測(cè)所述高精度血氧探頭發(fā)光二極管的正向電壓的變化量來計(jì)算波長的變化量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述高精度血氧探頭波長的補(bǔ)償。通過實(shí)施本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述血氧探頭的溫度檢測(cè)和波長補(bǔ)償，且整個(gè)方案實(shí)施成本低廉。
文檔編號(hào)A61B5/1455GK102138799SQ20101010454
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者徐春暉, 王干兵 申請(qǐng)人:深圳市索萊瑞醫(yī)療技術(shù)有限公司