在脈搏血氧計測試儀器的反饋電路中最小化周圍光的制作方法
【專利說明】在脈搏血氧計測試儀器的反饋電路中最小化周圍光
[0001]本申請為分案申請，其母案的發(fā)明名稱為“在脈搏血氧計測試儀器的反饋電路中最小化周圍光”，申請日為2011年9月29日，申請?zhí)枮?01110305493.6。
【背景技術(shù)】
[0002]脈搏血氧計是被配置為確定末梢血氧飽和度(SpO2)的無創(chuàng)醫(yī)學(xué)設(shè)備。具體而言，脈搏血氧計測量血液中血紅蛋白、氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的兩種形式的光吸收比率。然后可以使用血液中測量的血紅蛋白的吸收量來確定末梢血氧飽和度Sp02。
[0003]脈搏血氧計以分光光度法的原理操作，使用光的波長確定血液中氧的濃度水平。典型地，脈搏血氧計包括圍繞患者組織的半透明部分(例如手指)夾持的夾持探頭。夾持探頭的一側(cè)包括用于以兩個截然不同的波長向患者組織發(fā)射輻射的發(fā)光二極管(LED)，并且夾持探頭的另一側(cè)包括與LED對準(zhǔn)以接收透過患者組織的輻射的光電二極管。測量由光電二極管接收的每個波長的福射量。
[0004]脈搏血氧計區(qū)分脈動的末梢血液(AC成分)和非脈動的組織(DC成分)。然后，使用每個波長的AC成分的吸光度和每個波長的DC成分的吸光度之間的比例以利用已知血液中血紅蛋白的輻射吸收水平確定患者血液中的末梢血氧飽和度Sp02。
[0005]為了驗證脈搏血氧計的操作，已經(jīng)使用脈搏血氧計測試器來測試由脈搏血氧計進(jìn)行測量的質(zhì)量或可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本
【發(fā)明內(nèi)容】
以一種簡化方式介紹在下面【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的概念的選集。本
【發(fā)明內(nèi)容】
并非標(biāo)識所要求保護(hù)的主題的主要特征，也并非旨在用于幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。
[0007]根據(jù)本公開的各方面，提供了一種用于測試脈搏血氧計的裝置。所述裝置可包括基板和外殼，所述外殼包圍所述基板的第一部分使得第二部分從所述外殼延伸出來。所述外殼的至少一部分可以是不透明的。所述基板可包括位于其上的至少一個第一光電傳感器。所述至少一個第一光電傳感器可被配置為接收光脈沖并將所述光脈沖轉(zhuǎn)化為電信號。所述裝置可還包括被配置為接收所述電信號并產(chǎn)生電輸出信號的電子電路。所述裝置可還包括被配置為接收所述電輸出信號并產(chǎn)生光輸出信號的至少一個第一發(fā)光二極管。所述裝置可還包括與第二發(fā)光二極管對準(zhǔn)的第二光電傳感器。所述第二光電傳感器和第二發(fā)光二極管可以在外殼內(nèi)以這樣的方式位于所述基板的第一部分上，即使得限制由第二光電傳感器感測的周圍光。所述第二發(fā)光二極管可電耦合至所述至少一個第一發(fā)光二極管上，使得由所述第二發(fā)光二極管產(chǎn)生的光輸出代表由所述至少一個第一發(fā)光二極管產(chǎn)生的光輸出信號。
[0008]根據(jù)本公開的各方面，提供了一種用于測試脈搏血氧計的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包括仿真?zhèn)鞲衅骱婉詈现了龇抡鎮(zhèn)鞲衅鞯姆抡婵刂破鳌Ｋ龇抡鎮(zhèn)鞲衅骺砂ɑ搴屯鈿?，所述外殼包圍所述基板的第一部分使得第二部分從所述外殼延伸出來。所述外殼的至少一部分可以是不透明的。所述仿真?zhèn)鞲衅骺蛇€包括位于所述基板的第二部分上的多個第一光電傳感器。所述多個光電傳感器可被配置為接收光脈沖且將所述光脈沖轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。所述仿真?zhèn)鞲衅骺蛇€包括被配置為接收所述電信號并產(chǎn)生電輸出信號的電子電路。所述仿真?zhèn)鞲衅骺蛇€包括被配置為接收所述電輸出信號并產(chǎn)生光輸出信號的多個發(fā)光二極管。所述仿真?zhèn)鞲衅骺蛇€包括于所述多個發(fā)光二極管中的一個對準(zhǔn)的第二光電傳感器。所述第二光電傳感器和所述多個發(fā)光二極管中的一個可在所述外殼內(nèi)位于所述基板的第一部分上的限制由第二光電傳感器感測的周圍光的位置。所仿真的控制器可被配置為響應(yīng)于各種輸入?yún)?shù)控制所述電子電路，以產(chǎn)生相應(yīng)的電輸出信號。
[0009]根據(jù)本公開的各方面，提供了一種用于測試脈搏血氧計的裝置。所述裝置可包括基板和位于所述基板上的至少一個第一光電傳感器。所述至少一個第一光電傳感器可被配置為接收光脈沖且將所述光脈沖轉(zhuǎn)化為電信號。電子電路可被配置為接收所述電信號并產(chǎn)生電輸出信號。所述裝置可還包括被配置為接收所述電輸出信號并產(chǎn)生光輸出信號的至少一個第一發(fā)光二極管。所述裝置可還包括與第二發(fā)光二極管對準(zhǔn)的第二光電傳感器。所述第二光電傳感器和第二發(fā)光二極管可在不透明外殼內(nèi)以這樣的方式處于所述基座上，即使得限制由所述第二光電傳感器感測的周圍光。所述第二發(fā)光二極管可電耦合至所述至少一個第一發(fā)光二極管，使得由所述第二發(fā)光二極管產(chǎn)生的光輸出代表由所述至少一個第一發(fā)光二極管產(chǎn)生的光輸出信號。
【附圖說明】
[0010]本公開的前述各方面和許多相關(guān)優(yōu)勢將參考說明書及其附圖變得易于領(lǐng)會或更好地理解，在附圖中:
圖1是根據(jù)本公開的各方面的與脈搏血氧計相關(guān)聯(lián)的脈搏血氧計測試儀器的一個示例的框圖；
圖2是根據(jù)本公開的各方面的脈搏血氧計測試儀器的原理說明的等距視圖；
圖3是示出了典型LED的電輸入信號和光輸出信號之間的關(guān)系的曲線圖；
圖4是根據(jù)本公開的各方面的脈搏血氧計測試儀器的發(fā)光系統(tǒng)的一個示例的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]盡管下文對說明性實(shí)施例進(jìn)行了說明和描述，但是應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可做出各種改動。就這一方面而言，下文提出的【具體實(shí)施方式】連同其附圖(其中同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的元件)旨在僅作為所公開的主題的各種實(shí)施例的描述，而不是表示僅有的實(shí)施例。本公開中所描述的每個實(shí)施例都僅僅作為示例或說明，而并不被解釋為比其他實(shí)施例優(yōu)選或有優(yōu)勢。本文提供的說明性示例并不旨在作為窮盡或?qū)⒈竟_限制為所公開的精確形式。類似地，本文所描述的任何步驟可與其他步驟互換，或可以合并這些步驟，以獲得相同或?qū)嵸|(zhì)相似的結(jié)果。
[0012]接下來的討論提供了可用于測試脈搏血氧計的質(zhì)量或可靠性的脈搏血氧計測試儀器的示例。如將在下文解釋的那樣，脈搏血氧計測試儀器的示例包括用于仿真患者組織(例如患者手指)的仿真?zhèn)鞲衅?。就這一方面而言，仿真?zhèn)鞲衅骺删哂谢颊呤种傅男螤?，使得脈搏血氧計的標(biāo)準(zhǔn)夾持探頭可被配置為圍繞該仿真?zhèn)鞲衅鞯囊徊糠謯A持；或者可具有能夠適合與目前可獲得的和將來開發(fā)的脈搏血氧計接口連接的其他形狀?？傮w而言，本文描述的脈搏血氧計測試儀器目的在于使發(fā)光二極管(LED)的輸入信號和輸出信號之間的關(guān)系線性化。在一些實(shí)施例中，所述線性化的關(guān)系可通過在反饋回路中最小化由光電傳感器檢測的周圍光的量來實(shí)現(xiàn)。
[0013]雖然可以參考仿手指傳感器來展示和描述脈搏血氧計測試儀器，但是應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會至IJ，任何仿真?zhèn)鞲衅鞫伎膳c本文描述的脈搏血氧計測試儀器一起使用。就這一方面而言，仿真?zhèn)鞲衅骺杀挥糜诜抡嫒魏慰捎糜诿}搏血氧計的組織，例如患者的耳垂、腳趾或其他組織。
[0014]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1和圖2，示出了根據(jù)本公開的各方面的脈搏血氧計測試儀器100。如將在下面更加詳細(xì)解釋的那樣，脈搏血氧計測試儀器100被配置為測試諸如脈搏血氧計200 (如圖1所示)的醫(yī)學(xué)設(shè)備的操作。在使用中，脈搏血氧計測試儀器100與脈搏血氧計200的部件(例如夾持探頭202)相關(guān)聯(lián)。在示出的實(shí)施例中，脈搏血氧計測試儀器100包括電耦合到仿真控制器114的仿真?zhèn)鞲衅?10 (例如仿手指傳感器)。在一些實(shí)施例中，仿真控制器114可與仿真?zhèn)鞲衅?10形成一體?？傮w而言，仿真?zhèn)鞲衅?10可被配置為仿真患者組織(例如患者手指)來測試脈搏血氧計200的操作。就這一方面而言，仿真?zhèn)鞲衅?10可被配置為仿真響應(yīng)于表示組織的參數(shù)(例如尺寸、顏色、形狀、質(zhì)量、密度等)的變化和表示這種組織中血流參數(shù)的變化來對由脈搏血氧計200發(fā)射的輻射的吸收。仿真控制器114可被配置為在測試脈搏血氧計200期間調(diào)整仿真?zhèn)鞲衅?10內(nèi)的各種部件來仿真各種參數(shù)。
[0015]在示出的實(shí)施例中，并且如上簡要提到的，如圖1最佳所示，脈搏血氧計200包括耦合至血氧計顯示設(shè)備206上的夾持探頭202。夾持探頭202包括用于在脈搏血氧計200的正常操作期間收納患者組織(例如患者手指)的開口 208。如下面將更加詳細(xì)解釋的那樣，仿真?zhèn)鞲衅?10的部分被適當(dāng)?shù)爻叽缭O(shè)計和形狀設(shè)計成被收納入夾持探頭202的開口 208。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會到，夾持探頭202包括被配置為夾在仿真?zhèn)鞲衅?10或患者組織(例如患者手指)上的適當(dāng)結(jié)構(gòu)。
[0016]仍然參考圖1，夾持探頭202的一側(cè)包括一側(cè)上面向位于夾持探頭202的另一側(cè)上的一個或多個光電傳感器(例如光電二極管212)的LED 210。一個或多個光電二極管212被配置為接收從LED 210發(fā)射的光，并將所接收的光信號轉(zhuǎn)化為電信號。在這一示例中，一個或多個LED 210發(fā)射具有約660納米(nm)波長的紅光，且一個或多個LED 210發(fā)射具有約940 nm波長的紅外(IR)光。
[0017]轉(zhuǎn)到圖2，仿真?zhèn)鞲衅?10包括部分被外殼130包圍的基板120 (例如印刷電路板(PCB))。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會到，基板120可以是足以支撐安裝于其上的多個電子部件和光學(xué)部件的任何材料。安裝于基板120上的電子部件和光學(xué)部件可以如本領(lǐng)域公知的方式通過形成在基板120上的跡線耦合在一起。外殼130用絕緣材料制成且通常是不透明的。亦即，外殼130通常由不允許光透過的材料制成。
[0018]在所示的實(shí)施例中，外殼130包圍基板120的第一部分132，使得基板120的第二部分134從外殼130延伸出來。從外殼130延伸出來的基板120的第二部分134可具有用于仿真患者組織(例如手指)的尺寸和形狀。就這一方面而言，如圖1最佳所示，第二部分134可被適當(dāng)?shù)嘏渲脼椴迦朊}搏血氧計200的夾持探頭202的開口 208中。
[0019]基板120的第二部分134包括設(shè)置于第一表面138上的多個LED 162a。雖然在示出的實(shí)施例中顯示有三個LED 162a，但是應(yīng)當(dāng)