專利名稱：血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置及檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置及檢測方法，屬于橈骨動脈檢測技術領域。
背景技術：
目前，在臨床或日常健康檢測時的血壓間接測量方法有多種。例如，傳統(tǒng)的以上臂肱動脈為檢測對象的基于柯氏法的水銀式血壓計血壓測量方法；以手腕處的橈骨動脈為檢測對象的基于壓力示波法的電子血壓計血壓測量方法，以及基于容積振動法的電子血壓計血壓測量方法；以指動脈為檢測對象的基于容積振動法的電子血壓計血壓測量方法等。而對于血氧飽和度的間接測量方法通常是以指動脈為檢測對象，采用雙波長分光法進行動脈血的血氧飽和度測量。在使用上述方法對血壓和血氧飽和度進行測量時，血壓的測量需要 單獨的血壓計，血氧飽和度的測量也需要單獨的血氧飽和度檢測儀。即便是使用多功能檢測儀來同時測量血壓與血氧飽和度，其內(nèi)部的測量過程還是分別采用單獨的光電傳感器來實現(xiàn)的，兩者不能兼用。這樣，就造成了檢測裝置的電子元件多及結構復雜等問題；同時，這種方法也不能實現(xiàn)對靜脈血的血氧飽和度的間接測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有血壓與血氧飽和度的檢測需要分別采用單獨的傳感器來實現(xiàn)，造成檢測裝置的電子元件多及結構復雜的問題，提供一種血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置及檢測方法。本發(fā)明所述血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置，它包括袖帶，它還包括脈沖發(fā)生器、光電容積傳感器、波峰保持器、第一高通濾波器、第一低通濾波器、第二高通濾波器、第二低通濾波器、A/D轉換器、D/A轉換器、計算機、電空變換器、氣泵、功率放大器和壓力傳感器，氣泵通過管路為袖帶供氣，電空變換器設置在氣泵與袖帶之間的管路上，電空變換器的控制信號輸入端連接功率放大器的控制信號輸出端，功率放大器的控制信號輸入端連接D/A轉換器的模擬信號輸出端，D/A轉換器的數(shù)字信號輸入端連接計算機的控制信號輸出端；壓力傳感器的壓力采集端通過管路與電空變換器和袖帶之間的管路連通，壓力傳感器的壓力信號輸出端連接A/D轉換器的壓力信號輸入端；光電容積傳感器設置于袖帶內(nèi)，光電容積傳感器由第一波長發(fā)光二極管、第二波長發(fā)光二極管和光電二極管組成，脈沖發(fā)生器的第一脈沖信號輸出端連接第一波長發(fā)光二極管的脈沖信號輸入端，脈沖發(fā)生器的第二脈沖信號輸出端連接第二波長發(fā)光二極管的脈沖信號輸入端，脈沖發(fā)生器的第三脈沖信號輸出端連接光電二極管的第一驅(qū)動信號輸入端，脈沖發(fā)生器的第四脈沖信號輸出端連接光電二極管的第二驅(qū)動信號輸入端，脈沖發(fā)生器的第一脈沖信號和第三脈沖信號同時導通或關閉，脈沖發(fā)生器的第二脈沖信號和第四脈沖信號同時關閉或?qū)?，光電二極管分別用于采集第一波長發(fā)光二極管和第二波長發(fā)光二極管的光電容積信號，光電二極管的采集信號輸出端連接波峰保持器的采集信號輸入端，波峰保持器的對應于第一波長發(fā)光二極管的波長信號輸出端同時連接第一高通濾波器的光波信號輸入端和第一低通濾波器和光波信號輸入端，第一高通濾波器的光波信號輸出端連接A/D轉換器的第一模擬信號輸入端,第一低通濾波器的光波信號輸出端連接A/D轉換器的第二模擬信號輸入端，波峰保持器的對應于第二波長發(fā)光二極管的波長信號輸出端同時連接第二高通濾波器的光波信號輸入端和第二低通濾波器和光波信號輸入端，第二高通濾波器的光波信號輸出端連接A/D轉換器的第三模擬信號輸入端,第二低通濾波器的光波信號輸出端連接A/D轉換器的第四模擬信號輸入端，A/D轉換器的 數(shù)字信號輸出端連接計算機的采集信號輸入端。第一波長發(fā)光二極管的發(fā)光波長為940nm,第二波長發(fā)光二極管的發(fā)光波長為805nm，光電二極管的感光波長中心范圍為805nm至940nm。脈沖發(fā)生器的驅(qū)動頻率為500Hz。所述脈沖發(fā)生器的第一脈沖信號和第二脈沖信號的關系為在脈沖發(fā)生器脈沖信號的一個循環(huán)周期內(nèi)，第一脈沖信號和第二脈沖信號的導通時間各為1/3周期，第一脈沖信號和第二脈沖信號交替導通或關閉的時間差為1/6周期?；谏鲜鲅獕号c血氧飽和度的同時檢測裝置的血壓與血氧飽和度的同時檢測方法，它包括以下步驟步驟一將光電容積傳感器設置在袖帶內(nèi)表面與皮膚的接觸面之間；步驟二 通過調(diào)節(jié)電空變換器來調(diào)節(jié)進入袖帶內(nèi)的進氣量，使袖帶內(nèi)的壓力以5mmHg/S的速率上升，直至達到規(guī)定的壓力；步驟三控制脈沖發(fā)生器輸出四個脈沖信號，使脈沖發(fā)生器的第一脈沖信號和第三脈沖信號同時導通的同時，第二脈沖信號和第四脈沖信號同時關閉；脈沖發(fā)生器的第二脈沖信號和第四脈沖信號同時導通的同時，第一脈沖信號和第三脈沖信號同時關閉，來實現(xiàn)對兩個發(fā)光二極管的間歇驅(qū)動，同時光電二極管在每個發(fā)光二極管分別點亮的同時，采集相應的發(fā)光二極管的光電容積信號；步驟四波峰保持器根據(jù)脈沖發(fā)生器的脈沖邏輯將光電二極管檢測獲得的兩種波長的反射光信號分別輸出，由計算機對所有的采集數(shù)據(jù)進行處理，獲得被檢測部位的血壓與血氧飽和度數(shù)值。步驟四中計算機對采集數(shù)據(jù)進行處理獲得血壓數(shù)值的方法為計算機將A/D轉換器采集獲得的第二高通濾波器的光波信號與壓力傳感器采集獲得的袖帶內(nèi)的壓力信號采用容積振動法進行計算，得到平均血壓和伸縮壓的數(shù)值，并經(jīng)計算得到舒張壓的數(shù)值。步驟四中計算機對采集數(shù)據(jù)進行處理獲得血氧飽和度數(shù)值的方法為首先，當被檢測部位沒有受到袖帶壓迫時，其吸光度AAi為
= iog(ii /Iv)=(4bcam+4hoC°moK + (4,0,+4^k)dv+dt + 壙Ic/1為入射光量，Ιλι為反射光量，λ =λ1，λ 2，λ I為對應于第一波長發(fā)光二極管的光波信號，A 2為對應于第二波長發(fā)光二極管的光波信號，￡^6為還原血紅蛋白Hb的吸光系數(shù)，
為動脈血液的還原血紅蛋白Hb濃度，為氧合血紅蛋白Hbo的吸光系數(shù)，乙為動脈血液的氧合血紅蛋白Hbo濃度，da為動脈血液的光路長度，為動脈血液的還原血紅蛋白Hb濃度，為動脈血液的氧合血紅蛋白Hbo濃度，dv為靜脈血液的光路長度，￡·/力肌肉組織的吸光系數(shù)，Ct為肌肉組織的濃度，dt為肌肉組織的光路長度，為散亂光的吸收；當被檢測部位受到的袖帶壓迫使動脈血管不發(fā)生變化，只有靜脈血管發(fā)生變化時，對應于第一波長發(fā)光二極管的波長λ I和第二波長發(fā)光二極管的波長λ2分別在V1W
態(tài)下的吸光度、 Α、和V2狀態(tài)下的吸光度AAi和A=分別為··
權利要求
1.一種血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置，它包括袖帶(1)，其特征在于它還包括脈沖發(fā)生器(2)、光電容積傳感器(3)、波峰保持器(4)、第一高通濾波器(5-1)、第一低通濾波器(5-2)、第二高通濾波器(5-3)、第二低通濾波器(5-4)、A/D轉換器(6)、D/A轉換器(7)、計算機(8)、電空變換器(9)、氣泵(10)、功率放大器(11)和壓力傳感器(12)， 氣泵(10)通過管路為袖帶(I)供氣，電空變換器(9)設置在氣泵(10)與袖帶(I)之間的管路上，電空變換器(9)的控制信號輸入端連接功率放大器(11)的控制信號輸出端，功率放大器(11)的控制信號輸入端連接D/A轉換器(7)的模擬信號輸出端，D/A轉換器(7)的數(shù)字信號輸入端連接計算機(8)的控制信號輸出端； 壓力傳感器(12)的壓力采集端通過管路與電空變換器(9)和袖帶(I)之間的管路連通，壓力傳感器(12)的壓力信號輸出端連接A/D轉換器(6)的壓力信號輸入端； 光電容積傳感器(3)設置于袖帶(I)內(nèi)，光電容積傳感器(3)由第一波長發(fā)光二極管、第二波長發(fā)光二極管和光電二極管組成，脈沖發(fā)生器(2)的第一脈沖信號輸出端連接第一波長發(fā)光二極管的脈沖信號輸入端，脈沖發(fā)生器(2)的第二脈沖信號輸出端連接第二波長發(fā)光二極管的脈沖信號輸入端，脈沖發(fā)生器(2)的第三脈沖信號輸出端連接光電二極管的第一驅(qū)動信號輸入端，脈沖發(fā)生器(2)的第四脈沖信號輸出端連接光電二極管的第二驅(qū)動信號輸入端，脈沖發(fā)生器(2 )的第一脈沖信號和第三脈沖信號同時導通或關閉,脈沖發(fā)生器(2)的第二脈沖信號和第四脈沖信號同時關閉或?qū)?，光電二極管分別用于采集第一波長發(fā)光二極管和第二波長發(fā)光二極管的光電容積信號，光電二極管的采集信號輸出端連接波峰保持器(4)的采集信號輸入端，波峰保持器(4)的對應于第一波長發(fā)光二極管的波長信號輸出端同時連接第一高通濾波器(5-1)的光波信號輸入端和第一低通濾波器(5-2)和光波信號輸入端，第一高通濾波器(5-1)的光波信號輸出端連接A/D轉換器(6)的第一模擬信號輸入端，第一低通濾波器(5-2)的光波信號輸出端連接A/D轉換器(6)的第二模擬信號輸入端，波峰保持器(4)的對應于第二波長發(fā)光二極管的波長信號輸出端同時連接第二高通濾波器(5-3)的光波信號輸入端和第二低通濾波器(5-4)和光波信號輸入端,第二高通濾波器(5-3 )的光波信號輸出端連接A/D轉換器(6 )的第三模擬信號輸入端,第二低通濾波器(5-4)的光波信號輸出端連接A/D轉換器(6)的第四模擬信號輸入端，A/D轉換器(6)的數(shù)字信號輸出端連接計算機(8)的采集信號輸入端。
2.根據(jù)權利要求I所述的血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置，其特征在于第一波長發(fā)光二極管的發(fā)光波長為940nm,第二波長發(fā)光二極管的發(fā)光波長為805nm,光電二極管的感光波長中心范圍為805nm至940nm。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置，其特征在于脈沖發(fā)生器(2)的驅(qū)動頻率為500Hz。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置，其特征在于所述脈沖發(fā)生器(2)的第一脈沖信號和第二脈沖信號的關系為在脈沖發(fā)生器(2)脈沖信號的一個循環(huán)周期內(nèi)，第一脈沖信號和第二脈沖信號的導通時間各為1/3周期，第一脈沖信號和第二脈沖信號交替導通或關閉的時間差為1/6周期。
5.一種基于權利要求I所述血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置的血壓與血氧飽和度的同時檢測方法，其特征在于它包括以下步驟 步驟一將光電容積傳感器(3)設置在袖帶(I)內(nèi)表面與皮膚的接觸面之間；步驟二 通過調(diào)節(jié)電空變換器(9)來調(diào)節(jié)進入袖帶(I)內(nèi)的進氣量，使袖帶(I)內(nèi)的壓力以5mmHg/S的速率上升，直至達到規(guī)定的壓力； 步驟三控制脈沖發(fā)生器(2)輸出四個脈沖信號，使脈沖發(fā)生器(2)的第一脈沖信號和第三脈沖信號同時導通的同時，第二脈沖信號和第四脈沖信號同時關閉；脈沖發(fā)生器(2)的第二脈沖信號和第四脈沖信號同時導通的同時，第一脈沖信號和第三脈沖信號同時關閉，來實現(xiàn)對兩個發(fā)光二極管的間歇驅(qū)動，同時光電二極管在每個發(fā)光二極管分別點亮的同時，采集相應的發(fā)光二極管的光電容積信號； 步驟四波峰保持器(4)根據(jù)脈沖發(fā)生器(2)的脈沖邏輯將光電二極管檢測獲得的兩種波長的反射光信號分別輸出，由計算機(8)對所有的采集數(shù)據(jù)進行處理，獲得被檢測部位的血壓與血氧飽和度數(shù)值。
6.根據(jù)權利要求5所述的血壓與血氧飽和度的同時檢測方法，其特征在于步驟四中計算機(8)對采集數(shù)據(jù)進行處理獲得血壓數(shù)值的方法為計算機(8)將A/D轉換器(6)采集獲得的第二高通濾波器(5-3)的光波信號與壓力傳感器(12)采集獲得的袖帶(I)內(nèi)的壓力信號采用容積振動法進行計算，得到平均血壓和伸縮壓的數(shù)值，并經(jīng)計算得到舒張壓的數(shù)值。
7.根據(jù)權利要求5或6所述血壓與血氧飽和度的同時檢測方法，其特征在于步驟四中計算機(8)對采集數(shù)據(jù)進行處理獲得血氧飽和度數(shù)值的方法為 首先，當被檢測部位沒有受到袖帶(I)壓迫時，其吸光度Αλ 1為
8.根據(jù)權利要求7所述血壓與血氧飽和度的同時檢測方法，其特征在于所述還原血紅蛋白Hb與氧合血紅蛋白Hbo具有的等吸收點波長為805nm。
全文摘要
血壓與血氧飽和度的同時檢測裝置及檢測方法，屬于橈骨動脈檢測技術領域。它解決了現(xiàn)有血壓與血氧飽和度的檢測需要分別采用單獨的傳感器來實現(xiàn)，造成檢測裝置的電子元件多及結構復雜的問題。裝置包括袖帶，它還包括脈沖發(fā)生器、光電容積傳感器、波峰保持器、第一高通濾波器、第一低通濾波器、第二高通濾波器、第二低通濾波器、A/D轉換器、D/A轉換器、計算機、電空變換器、氣泵、功率放大器和壓力傳感器；方法為以橈骨動脈為檢測對象，能夠?qū)崿F(xiàn)對血壓與動、靜脈血的血氧飽和度進行同時檢測，它實現(xiàn)了對靜脈血的血氧飽和度的間接測量。本發(fā)明適用于血壓與血氧飽和度的同時檢測。
文檔編號A61B5/145GK102715893SQ20121021335
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權日2012年6月26日
發(fā)明者宋義林, 彭景云, 高樹枚 申請人:黑龍江大學