專利名稱：數字式生理生化參數測量裝置及測量方法
技術領域：
本發明涉及醫療設備，尤其涉及一種數字式生理生化參數測量裝置及測量方法。
背景技術：
人體血液的生化參數值，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。人體生理參數值如人體脈搏波則反映心臟每搏輸出至外周循環的生理狀態。利用人體動脈血液的脈動性，使用光學檢測方法可以實現非創傷在體生理生化參數值的測量。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值是臨床實驗室檢查的重要任務之一，特別是非創傷快速和實時生理生化參數監測，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、手術室、恢復室、家庭健康監護、和睡眠監測等應用中的血氧飽和度測定為例，其測量原理就是根據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的。這類設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轉換和計算分析能力的床邊多參數病人監護儀。血氧探頭的構成包括雙波長(紅光/紅外發光)二極管、光敏接收管、塑膠指套或平行貼片、連接導線和插頭。發光二極管和光敏接受管通過連接導線和插頭分別與信號采集與計算分析單元中的發光二極管控制輸出端和血氧多參數監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，并由模數轉換電路分別將直流光強度信號和交流光強度信號進行數字化，中央處理器對這些數據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。血氧飽和度S的計算是基于如下公式S = A-BR，其中及
權利要求
1.一種數字式生理生化參數測量裝置，包括發光控制模塊、光電與模數轉換模塊、信號控制處理模塊和數據輸出模塊，其中所述的發光控制模塊用于產生測量生理生化參數所需要的指定波長和強度的光輻射；所述的光電與數模轉換模塊用于將測量的光電信號轉換成數字式光強度信號數據；所述的信號控制處理模塊用于對數字式光強度信號數據進行分析和處理，得出生理生化參數；所述的數據輸出模塊用于輸出生理生化參數。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的發光控制模塊包括控制單元、電流輸出單元和發光單元，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節發光單元的亮度。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的光電與模數轉換模塊包括光電轉換器和模數轉換器，在信號控制處理模塊的控制下，將光信號轉換成模擬電信號，然后將模擬電信號轉換成光強度信號數據。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述信號控制處理模塊包括數字信號處理單元、數據儲存單元和輸出控制單元，所述的數字信號處理單元接收光強度信號數據，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計算，由此得出生理生化參數；數據儲存單元實現光強度信號數據和計算結果的存取；輸出控制單元實現計算結果的時序控制和輸出。
5.根據權利要求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據串行調制輸出、頻率調制輸出、或脈寬調制輸出。
6.一種數字式生理生化參數測量方法，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相關的光強度信號；步驟2.將光強度信號轉換成模擬的電壓信號，然后再轉換成光強度數字信號；步驟3.對步驟2獲取的光強度信號數據進行分析處理，得出生理生化參數；步驟4.將得出的生理生化參數存儲于數據存儲單元；步驟5.將生理生化參數調制后以數字方式輸出。
7.根據權利要求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據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的計算。
8.根據權利要求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計算包括下列步驟設采樣時間段為IT1, T2,...，TN}，采樣時間間隔為T1-1^1，采集的M個波長的共N個光強度信號數據為
9.一種數字式測量血氧飽和度的探頭，包括發光控制模塊、光電與模數轉換模塊、信號控制處理模塊和數據輸出模塊，其中所述的發光控制模塊用于產生測量血氧飽和度所需要的指定波長和強度的光輻射；所述的光電與數模轉換模塊用于將測量的光電信號轉換成數字式光強度信號；所述的信號控制處理模塊用于對數字式光強度信號進行分析和處理，得出血氧飽和度參數；所述的數據輸出模塊用于輸出血氧飽和度參數。
10.一種數字式測量血氧飽和度和脈搏波的佩戴式探頭，包括發光控制模塊、光電與模數轉換模塊、信號控制處理模塊和數據輸出模塊，其中所述的發光控制模塊用于產生測量生理生化參數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；所述的光電與數模轉換模塊用于將測量的光電信號轉換成數字式光強度信號；所述的信號控制處理模塊用于對數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；所述的數據輸出模塊用于輸出生理生化參數包括血氧飽和度和脈搏波參數。
全文摘要
本發明公開了一種數字式生理生化參數測量裝置及其測量方法。所述的裝置包括發光控制模塊、光電與模數轉換模塊、信號控制處理模塊和數據輸出模塊，其中所述的發光控制模塊用于產生測量生理生化參數所需要的指定波長和強度的光輻射；所述的光電與數模轉換模塊用于將測量的光電信號轉換成數字式光強度信號；所述的信號控制處理模塊用于對數字式光強度信號進行分析和處理，得出生理生化參數；所述的數據輸出模塊用于輸出生理生化參數。本發明具有可靠性高、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 優先權日2012年12月24日
發明者曹陽 申請人:深圳迪美泰數字醫學技術有限公司