专利名称：数字式生理生化参数测量装置及测量方法
技术领域：
本发明涉及医疗设备，尤其涉及一种数字式生理生化参数测量装置及测量方法。
背景技术：
人体血液的生化参数值，如血氧饱和度、血色素浓度、一氧化碳血红蛋白浓度、血糖浓度、血脂和胆固醇等具有重要临床价值，可以通过分析其对不同波长的光吸收信号强度不同来进行测量。人体生理参数值如人体脉搏波则反映心脏每搏输出至外周循环的生理状态。利用人体动脉血液的脉动性，使用光学检测方法可以实现非创伤在体生理生化参数值的测量。目前临床最为常用的指夹式血氧饱和度和血红蛋白浓度测量探头就是利用这个原理实现的。许多临床疾病会造成脉搏波微弱、血氧饱和度下降、贫血(低血色素)、高一氧化碳血红蛋白、高血糖(糖尿病)、高血脂等问题，这将直接影响细胞的正常新陈代谢，严重的还会威胁患者的生命。因此，测量这些生理生化参数值是临床实验室检查的重要任务之一，特别是非创伤快速和实时生理生化参数监测，对于临床争分夺秒抢救救护患者生命尤其重要。以目前广泛用于急救病房、手术室、恢复室、家庭健康监护、和睡眠监测等应用中的血氧饱和度测定为例，其测量原理就是根据血红蛋白和氧合血红蛋白对不同波长光的吸收量不同，通过测量不同波长的光强度随脉搏的变化来实现的。这类设备包括接收模拟信号的血氧探头和信号放大采集与计算分析单元，例如临床常见的模拟信号血氧探头和具有放大模数转换和计算分析能力的床边多参数病人监护仪。血氧探头的构成包括双波长(红光/红外发光)二极管、光敏接收管、塑胶指套或平行贴片、连接导线和插头。发光二极管和光敏接受管通过连接导线和插头分别与信号采集与计算分析单元中的发光二极管控制输出端和血氧多参数监护仪中的放大器输入端，放大器电路将来自光敏接受管的模拟光强度信号进行放大和直流分量与交流分量的分离，并由模数转换电路分别将直流光强度信号和交流光强度信号进行数字化，中央处理器对这些数据进行脉搏峰谷值检波，判断出由于脉搏形成的脉搏峰谷值，然后计算血氧饱和度等生理生化参数。血氧饱和度S的计算是基于如下公式S = A-BR，其中及
权利要求
1.一种数字式生理生化参数测量装置，包括发光控制模块、光电与模数转换模块、信号控制处理模块和数据输出模块，其中所述的发光控制模块用于产生测量生理生化参数所需要的指定波长和强度的光辐射；所述的光电与数模转换模块用于将测量的光电信号转换成数字式光强度信号数据；所述的信号控制处理模块用于对数字式光强度信号数据进行分析和处理，得出生理生化参数；所述的数据输出模块用于输出生理生化参数。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的发光控制模块包括控制单元、电流输出单元和发光单元，所述的控制单元接收来自所述信号控制处理模块的指令，控制电流输出单元的电流输出量并调节发光单元的亮度。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的光电与模数转换模块包括光电转换器和模数转换器，在信号控制处理模块的控制下，将光信号转换成模拟电信号，然后将模拟电信号转换成光强度信号数据。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号控制处理模块包括数字信号处理单元、数据储存单元和输出控制单元，所述的数字信号处理单元接收光强度信号数据，并对该信号进行交流和直流分量分离计算以及生理生化参数计算，由此得出生理生化参数；数据储存单元实现光强度信号数据和计算结果的存取；输出控制单元实现计算结果的时序控制和输出。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述输出控制单元采用下列方法之一输出数据串行调制输出、频率调制输出、或脉宽调制输出。
6.一种数字式生理生化参数测量方法，其特征在于包括下列步骤步骤1.采集人体与生理生化参数相关的光强度信号；步骤2.将光强度信号转换成模拟的电压信号，然后再转换成光强度数字信号；步骤3.对步骤2获取的光强度信号数据进行分析处理，得出生理生化参数；步骤4.将得出的生理生化参数存储于数据存储单元；步骤5.将生理生化参数调制后以数字方式输出。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤3采取的处理方法是对光强度信号数据进行交流分量和直流分量的分离计算，并用于生理生化参数的计算。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，交流分量和直流分量的分离计算以及生理生化参数计算包括下列步骤设采样时间段为IT1, T2,...，TN}，采样时间间隔为T1-1^1，采集的M个波长的共N个光强度信号数据为
9.一种数字式测量血氧饱和度的探头，包括发光控制模块、光电与模数转换模块、信号控制处理模块和数据输出模块，其中所述的发光控制模块用于产生测量血氧饱和度所需要的指定波长和强度的光辐射；所述的光电与数模转换模块用于将测量的光电信号转换成数字式光强度信号；所述的信号控制处理模块用于对数字式光强度信号进行分析和处理，得出血氧饱和度参数；所述的数据输出模块用于输出血氧饱和度参数。
10.一种数字式测量血氧饱和度和脉搏波的佩戴式探头，包括发光控制模块、光电与模数转换模块、信号控制处理模块和数据输出模块，其中所述的发光控制模块用于产生测量生理生化参数包括血氧饱和度和脉搏波所需要的指定波长和强度的光辐射；所述的光电与数模转换模块用于将测量的光电信号转换成数字式光强度信号；所述的信号控制处理模块用于对数字式光强度信号进行分析和处理，得出血氧饱和度和脉搏波参数；所述的数据输出模块用于输出生理生化参数包括血氧饱和度和脉搏波参数。
全文摘要
本发明公开了一种数字式生理生化参数测量装置及其测量方法。所述的装置包括发光控制模块、光电与模数转换模块、信号控制处理模块和数据输出模块，其中所述的发光控制模块用于产生测量生理生化参数所需要的指定波长和强度的光辐射；所述的光电与数模转换模块用于将测量的光电信号转换成数字式光强度信号；所述的信号控制处理模块用于对数字式光强度信号进行分析和处理，得出生理生化参数；所述的数据输出模块用于输出生理生化参数。本发明具有可靠性高、抗干扰性强、一致性好、测量不受传输距离影响、兼容性好等优点。
文档编号A61B5/02GK103027691SQ20121056805
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者曹阳 申请人:深圳迪美泰数字医学技术有限公司