專利名稱：無(wú)創(chuàng)脈率血氧飽和度標(biāo)定信號(hào)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種標(biāo)定脈率血氧飽和度監(jiān)護(hù)儀的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)儀，特別涉及一種采用光譜測(cè)量技術(shù)的無(wú)創(chuàng)傷脈率血氧飽和度監(jiān)護(hù)儀的標(biāo)定信號(hào)儀。
血氧飽和度是反映人體組織氧供應(yīng)狀況的重要生理參數(shù)。采用光譜測(cè)量技術(shù)的脈率血氧飽和度監(jiān)護(hù)儀測(cè)量精度一般為血氧飽和度±3％，脈率±1bpm。其研制、生產(chǎn)和使用中的標(biāo)定，過去一般是采用抽取人體動(dòng)脈血樣、測(cè)量血?dú)夥謮旱姆椒?。這使得標(biāo)定工作十分困難，很難實(shí)現(xiàn)每臺(tái)監(jiān)護(hù)儀研制、調(diào)試和使用中的反復(fù)和經(jīng)常性標(biāo)定。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于此類儀器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)儀的報(bào)導(dǎo)或?qū)＠€十分少見。只發(fā)現(xiàn)有一篇文獻(xiàn)上報(bào)道美國(guó)采用模擬生物血流信號(hào)的方法來(lái)定期標(biāo)定西方各國(guó)生產(chǎn)廠家的此類儀器，且設(shè)備復(fù)雜，成本昂貴，具體使用也很不方便。
本實(shí)用新型的目的是為了提供一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉、使用方便、采用光譜測(cè)量技術(shù)的無(wú)創(chuàng)傷脈率血氧飽和度監(jiān)護(hù)儀的標(biāo)定信號(hào)儀。
本實(shí)用新型的目的是按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。備好光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器、激勵(lì)信號(hào)源、脈率選擇邏輯電路、血氧選擇邏輯電路、開關(guān)穩(wěn)壓電源電路、鍵盤、顯示面板、傳感電纜等，在同一塊印刷電路板上裝有激勵(lì)信號(hào)源和脈率選擇邏輯電路及血氧選擇邏輯電路，由印制線相聯(lián)，光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器通過螺釘固定在印刷電路板上，且用導(dǎo)線與激勵(lì)信號(hào)源、脈率選擇邏輯電路、血氧選擇邏輯電路相聯(lián)；開關(guān)穩(wěn)壓電源電路用導(dǎo)線與激勵(lì)信號(hào)源、脈率選擇邏輯電路、血氧選擇邏輯電路、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器、顯示面板相聯(lián)；鍵盤、顯示面板通過導(dǎo)線與脈率選擇邏輯電路、血氧選擇邏輯電路相聯(lián)，即構(gòu)成無(wú)創(chuàng)脈率血氧飽和度標(biāo)定信號(hào)儀。
光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器是一個(gè)特制的光耦組件模塊，由一組砷化鎵、鎵鋁砷二極管和硅探測(cè)器組成；光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器用以將激勵(lì)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為幅值、頻率和阻抗特性與待標(biāo)定的脈氧儀的傳感器接口相匹配的電信號(hào)，起到阻抗匹配、隔離干擾、提高信噪比和信號(hào)穩(wěn)定性的作用。
激勵(lì)信號(hào)源用于驅(qū)動(dòng)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)對(duì)脈率和血氧飽和度標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)物仿真模擬；由激勵(lì)信號(hào)電路，專用有源濾波電路、功率放大電路等構(gòu)成；脈率選擇邏輯電路用以選擇不同的多組脈率值，由CD4013、CD4011、CD4556和CD4066等數(shù)字邏輯芯片及外圍電路組成；它接受來(lái)自按鍵的選擇信號(hào)，經(jīng)處理后去控制激勵(lì)信號(hào)源產(chǎn)生的脈率值。
血氧選擇邏輯電路用以選擇不同的多組血氧飽和度值，由CD4011、CD4013、CD4066和CD4556等數(shù)字邏輯芯片及外圍電路組成；它接受來(lái)自按鍵的選擇信號(hào)，經(jīng)處理后去控制激勵(lì)信號(hào)源產(chǎn)生的血氧飽和度值。
開關(guān)穩(wěn)壓電源電路為通用的開關(guān)穩(wěn)壓電路模塊，由變壓器、大功率電容、電感和濾波電路組成；它為本信號(hào)儀提供±5V和±12V的直流穩(wěn)壓電源；它外接50Hz 220V通用交流電源。
顯示面板上采用高亮度發(fā)光二極管陣列，按照選擇邏輯分別顯示用戶選擇的脈率和血氧飽和度值；鍵盤則采用自鎖或按鍵陣列，按照選擇邏輯和設(shè)定的多組脈率及血氧飽和度值，與脈率選擇邏輯電路、血氧選擇邏輯電路相聯(lián)完成選擇功能。
本實(shí)用新型提供了一種標(biāo)定無(wú)創(chuàng)傷脈率血氧飽和度儀的高可靠、高穩(wěn)定度的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)儀；本實(shí)用新型由于采用了專用大規(guī)模集成電路芯片和優(yōu)化阻抗濾波電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了特殊頻率、幅值、波形的穩(wěn)定可靠輸出，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體脈率、血氧飽和度信號(hào)的高精度模擬；由于經(jīng)過專用光電轉(zhuǎn)換器的信號(hào)轉(zhuǎn)換，保證了上述信號(hào)與無(wú)創(chuàng)脈率血氧飽和度儀的阻抗特性、信號(hào)幅值的穩(wěn)定良好匹配，從而使信號(hào)標(biāo)定過程中工作可靠穩(wěn)定，屏蔽加強(qiáng)，干擾降低；由于采用了優(yōu)化的數(shù)字邏輯選擇電路，以最簡(jiǎn)的電路和良好的性能，保證了不同信號(hào)幅值、幅值比值及頻率的選擇功能，便于操作且成本低廉。
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型電路圖參照
圖1、圖2，備好光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器2、激勵(lì)信號(hào)源1、脈率選擇邏輯電路4、血氧選擇邏輯電路7、開關(guān)穩(wěn)壓電源電路8、鍵盤5、顯示面板6、傳感電纜3，在同一塊印刷電路板上裝有激勵(lì)信號(hào)源1和脈率選擇邏輯電路4及血氧選擇邏輯電路7，由印制線相聯(lián)，光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器2通過螺釘固定在印刷電路板上，且用導(dǎo)線與激勵(lì)信號(hào)源1、脈率選擇邏輯電路4、血氧選擇邏輯電路7相聯(lián)；開關(guān)穩(wěn)壓電源電路8用導(dǎo)線與激勵(lì)信號(hào)源1、脈率選擇邏輯電路4、血氧選擇邏輯電路7、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器2、顯示面板6相聯(lián)；鍵盤5、顯示面板6通過導(dǎo)線與脈率選擇邏輯電路4、血氧選擇邏輯電路7相聯(lián)，即構(gòu)成無(wú)創(chuàng)脈率血氧飽和度標(biāo)定信號(hào)儀。
光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器2是一個(gè)特制的光耦組件模塊，由一組砷化鎵、鎵鋁砷二極管和硅探測(cè)器組成；光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器用以將激勵(lì)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為幅值、頻率和阻抗特性與待標(biāo)定的脈氧儀的傳感器接口相匹配的電信號(hào)，起到阻抗匹配、隔離干擾、提高信噪比和信號(hào)穩(wěn)定性的作用。
激勵(lì)信號(hào)源1用于驅(qū)動(dòng)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器2，實(shí)現(xiàn)對(duì)脈率和血氧飽和度標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)物仿真模擬；由激勵(lì)信號(hào)電路，專用有源濾波電路、功率放大電路等構(gòu)成；激勵(lì)信號(hào)電路由新型大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)集成信號(hào)電路芯片MAX038和優(yōu)化設(shè)計(jì)、性能良好的外圍電路、精調(diào)的外圍阻抗值組成，可保證信號(hào)標(biāo)定儀激勵(lì)信號(hào)的高精度和高穩(wěn)定度；專用有源濾波電路采用集成運(yùn)放芯片LM358，因而減少了干擾信號(hào)；采用功率運(yùn)算放大器L165等構(gòu)成功率放大電路。
脈率選擇邏輯電路4用以選擇不同的多組脈率值，由CD4013、CD4011、CD4556和CD4066等數(shù)字邏輯芯片及外圍電路組成；它接受來(lái)自按鍵的選擇信號(hào)，經(jīng)處理后去控制激勵(lì)信號(hào)源1產(chǎn)生不同的脈率值。
血氧選擇邏輯電路7用以選擇不同的多組血氧飽和度值，由CD4011、CD4013、CD4066和CD4556等數(shù)字邏輯芯片及外圍電路組成；它接受來(lái)自按鍵的選擇信號(hào)，經(jīng)處理后去控制激勵(lì)信號(hào)源產(chǎn)生不同的血氧飽和度值。
開關(guān)穩(wěn)壓電源電路8為通用的開關(guān)穩(wěn)壓電路模塊，由變壓器、大功率電容、電感和濾波電路組成；它為本信號(hào)儀提供±5V和±12V的直流穩(wěn)壓電源；它外接50Hz 220V通用交流電源。
顯示面板6采用高亮度發(fā)光二極管陣列，按照選擇邏輯分別顯示用戶選擇的脈率和血氧飽和度值；鍵盤則采用自鎖或按鍵陣列，按照選擇邏輯和設(shè)定的多組脈率及血氧飽和度值，與脈率選擇邏輯電路4、血氧選擇邏輯電路7相聯(lián)，完成選擇功能。傳感電纜3采用七芯屏蔽電纜。
本實(shí)用新型具體工作過程如下儀器通過傳感電纜3與待標(biāo)定脈氧儀相聯(lián)接后，先給脈氧儀通電，再給本儀器通電，此時(shí)開機(jī)工作。本儀器給出的血氧飽和度值和脈率分別為較高的一組值，如需調(diào)整，兩個(gè)參數(shù)通過按鍵可以分別獨(dú)立地選調(diào)，這樣給進(jìn)脈氧儀的四種電信號(hào)分別為VRAC、VRDC、VIRAC、VIRDC，這里VRAC表示模擬紅光照射人體組織后光吸收度變化的交流電壓信號(hào)，其余類似，DC表示直流，AC表示交流，R表示紅光，IR表示紅外光；于是由(1)式可以得到穩(wěn)定的血氧飽和度值S＝(VRAC/VRDC)/(VIRAC/VIRDC)(1)以上交流信號(hào)的頻率代表脈率。
由于標(biāo)定信號(hào)儀的高穩(wěn)定度和高精度，可以保證各組標(biāo)定值的精度優(yōu)于脈氧儀工作精度2～3倍。
權(quán)利要求1.一種無(wú)創(chuàng)脈率血氧飽和度標(biāo)定信號(hào)儀，包括開關(guān)穩(wěn)壓電源電路[8]、鍵盤[5]、顯示面板[6]、傳感電纜[3]，其特征是所述的無(wú)創(chuàng)脈率血氧飽和度標(biāo)定信號(hào)儀還包括激勵(lì)信號(hào)源[1]、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器[2]、脈率選擇邏輯電路[4]、血氧選擇邏輯電路[7]，在同一塊印刷電路板上裝有激勵(lì)信號(hào)源[1]、脈率選擇邏輯電路[4]及血氧選擇邏輯電路[7]，由印制線相聯(lián)，光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器[2]通過螺釘固定在印刷電路板上，且用導(dǎo)線與激勵(lì)信號(hào)源[1]、脈率選擇邏輯電路[4]、血氧選擇邏輯電路[7]相聯(lián)；開關(guān)穩(wěn)壓電源電路[8]用導(dǎo)線與激勵(lì)信號(hào)源[1]、脈率選擇邏輯電路[4]、血氧選擇邏輯電路[7]、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器[2]、顯示面板[6]相聯(lián)；鍵盤[5]、顯示面板[6]通過導(dǎo)線與脈率選擇邏輯電路[4]、血氧選擇邏輯電路[7]相聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)創(chuàng)脈率血氧飽和度標(biāo)定信號(hào)儀，其特征是所述的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器[2]是一個(gè)特制的光耦組件模塊，由一組砷化鎵、鎵鋁砷二極管和硅探測(cè)器組成。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)創(chuàng)脈率血氧飽和度標(biāo)定信號(hào)儀，其特征是所述的激勵(lì)信號(hào)源[1]由激勵(lì)信號(hào)電路、專用有源濾波電路、功率放大電路聯(lián)接構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)創(chuàng)脈率血氧飽和度標(biāo)定信號(hào)儀，其特征是所述的脈率選擇邏輯電路[4]由CD4013、CD4011、CD4556和CD4066數(shù)字邏輯芯片及外圍電路組成。
5.如權(quán)利要求1所述的無(wú)創(chuàng)脈率血氧飽和度標(biāo)定信號(hào)儀，其特征是所述的血氧選擇邏輯電路[7]由CD4011、CD4013、CD4066和CD4556數(shù)字邏輯芯片及外圍電路組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種標(biāo)定脈率血氧飽和度監(jiān)護(hù)儀的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)儀，特別涉及一種采用光譜測(cè)量技術(shù)的無(wú)創(chuàng)傷脈率血氧飽和度監(jiān)護(hù)儀的標(biāo)定信號(hào)儀；本實(shí)用新型由激勵(lì)信號(hào)源[1]、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器[2]、脈率選擇邏輯電路[4]、血氧選擇邏輯電路[7]、傳感電纜[3]、顯示面板[6]、鍵盤[5]和開關(guān)穩(wěn)壓電源電路[8]組成；本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了激勵(lì)信號(hào)源的優(yōu)化設(shè)計(jì)、信號(hào)輸出接口匹配和數(shù)字邏輯選擇電路，從而保證了本標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)儀的測(cè)試精度、可靠性、抗干擾性，成本低廉，使用方便，可廣泛應(yīng)用于研制、生產(chǎn)、檢測(cè)和使用無(wú)創(chuàng)脈率血氧飽和度監(jiān)護(hù)儀的領(lǐng)域。
文檔編號(hào)A61B5/00GK2258379SQ96244460
公開日1997年7月30日 申請(qǐng)日期1996年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月12日
發(fā)明者楊建新, 許運(yùn)磊, 王巍, 趙采凡, 楊庭楣, 王家光 申請(qǐng)人:北京美迪森機(jī)電研究所