血氧饱和度测量装置的制作方法

本实用新型涉及医学设备领域，尤其涉及一种血氧饱和度测量装置。

背景技术：

血氧饱和度(SpO2)是血液中被氧结合的氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的血红蛋白(Hb)容量的百分比，即血液中血氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数，是衡量人体血液携带氧的能力的重要参数。检测动脉血中的氧含量，是判断人体呼吸系统和循环系统是否缺氧的重要指标。

血氧饱和度常用的测量部位有手指、脚趾、额头、耳垂等，在家用健康领域，指夹式脉搏血氧饱和度测量仪有着广泛的应用。指夹式脉搏血氧饱和度测量仪的测量原理是：还原血红蛋白(RHb)与氧气结合后变成氧合血红蛋白(HbO2),还原血红蛋白呈暗红色,氧合血红蛋白呈鲜红色,两者对红色光和红外光的吸收不同。在波长为660nm的红色光处,还原血红蛋白对光的吸收比氧合血红蛋白强十倍以上,而在波长为905nm的红外光处,还原血红蛋白对光的吸收则比氧合血红蛋白弱的多。由于心脏的收缩和舒张,引起动脉血管容积的脉动变化,这使得通过动脉血管的光传导路径相应变化,形成光吸收的脉动波。测量660nm的红色光和905nm的红外光穿过动脉血管组织后的光强度及其变化,利用光吸收的比率系数R可得到血氧饱和度值：

R＝(IAC/IDC)R/(IAC/IDC)IR

式中，(IAC)R—660nm时测得光强度的脉动分量；

(IDC)R—660nm时测得光强度的直流分量；

(IAC)IR—905nm时测得光强度的脉动分量；

(IDC)IR—905nm时测得光强度的直流分量；

R与血氧饱和度SpO2呈负相关，在标准曲线上可得到相应的SpO2值。由计算公式可以得出，血氧饱和度的计算和红色光、红外光的信号大小及信号质量直接相关。

然而，传统的指夹式脉搏血氧饱和度测量仪通常包括上下两个壳体，其中一个壳体是光接收的部分，另一个壳体是光发射的部分，使用时将手指放在两壳体之间的指甲腔体内。由于上、下壳体之间存在指甲腔体，环境光会通过指甲腔体进入光接收的部分，光接收的部分的接收管不可避免会吸收环境光。由于血氧饱和度的测量是通过光信号的检测来实现的，而接收管一般情况下不能区分特定波长(或窄带范围内)的光，因此只要能够到达接收管的光信号都会被转换成电信号，如果光信号中混杂了其它与血氧计算无关的光信号(例如绿色光、蓝色光)，那么(IAC)R、(IAC)IR就会不准确，计算出来的血氧值准确度低。

技术实现要素：

本实用新型在于提供一种血氧饱和度测量装置，以解决现有技术中血氧值准确度低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种血氧饱和度测量装置，包括，壳体、发射端、接收端和双带通滤光片；壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体之间形成一夹持空间；发射端设置在所述第一壳体内，用于发射红色光和红外光；接收端设置在所述第二壳体内，用于接收红色光和红外光，并将接收的红色光和红外光光信号转换为电信号；双带通滤光片用于透过红色光及红外光而滤除红色光及红外光之外的光谱，所述双带通滤光片设置在所述第二壳体的内表面，且位于所述接收端的光的入射通路上。

优选地，所述血氧饱和度测量装置还包括第一软垫和第二软垫，所述第一软垫设于所述第一壳体的内表面上，所述第一软垫上设有第一通孔，所述发射端发射的光从所述第一通孔射出并射向所述接收端，所述第二软垫设于所述第二壳体的内表面上，所述第二软垫上设有第二通孔，所述发射端发射的光通过所述第二通孔射入至所述接收端；所述第一软垫和所述第二软垫均为黑色不透明硅胶垫。

优选地，所述接收端包括主电路板和设于所述主电路板表面的接收管，所述接收管用于接收所述红色光和红外光，所述主电路板上包括光电转换电路和发光驱动电路，所述光电转换电路将所述接收管接收的光信号转换为电信号，所述发光驱动电路驱动所述发射端发射红色光和红外光，所述主电路板与所述第二软垫相连，所述接收管设于所述第二通孔内；所述第二通孔的内壁紧贴有遮光泡棉，所述双带通滤光片覆盖在所述遮光泡棉异于所述主电路板的一端面上。

优选地，所述第二通孔为方形通孔，所述遮光泡棉为中空的长方体结构，所述遮光泡棉的四个侧壁紧贴方形通孔的四个侧壁，所述遮光泡棉另一端面与所述主电路板相连；所述遮光泡棉为黑色。

优选地，所述主电路板与所述接收管位于同一侧的表面上涂设有黑色的油墨层；所述遮光泡棉、所述双带通滤光片和所述油墨层包围所述接收管。

优选地，所述发射端包括电源电路板和设于所述电源电路板面的发光管，所述电源电路板为所述发光管提供电源，所述电源电路板与所述第一软垫相连，所述发光管设于所述第一通孔内；所述第一通孔的内壁紧贴有遮光泡棉，所述第一通孔为方形通孔，所述遮光泡棉为中空的长方体结构；所述遮光泡棉为黑色；所述电源电路板与所述发光管位于同一侧的表面上涂设有黑色的油墨层。

优选地，所述发光管包括发射红色光的红光管和发射红外光的红外光管，所述遮光泡棉异于电源电路板的一端面覆盖有隔离片。

优选地，所述发光管为宽光谱灯，所述宽光谱灯发出包含红色光和红外光的光谱，所述遮光泡棉异于电源电路板的一端面覆盖有另一双带通滤光片。

优选地，所述主电路板上还包括：控制器以及分别与该控制器相电连接的数模转换电路和模数转换电路；所述数模转换电路与所述发光驱动电路电连接，用于将控制器所发送的数字驱动信号转换为模拟驱动信号，并将该模拟驱动信号发送至所述发射端；所述控制器控制所述发射端交替发出红色光和红外光；所述模数转换电路与所述光电转换电路电连接，用于将所述光电转换电路所转换得到的电压模拟信号转换为电压数字信号，并将该电压数字信号发送至控制器中；所述控制器用于向所述数模转换电路发送数字驱动信号，或根据所接收到的电压数字信号进行计算得到血氧饱和度值。

优选地，所述双带通滤光片只透过660nm±50nm范围内的红色光和905nm±50nm范围内的红外光。

由上述技术方案可知，本实用新型的优点和积极效果在于：本实用新型通过在接收端光的入射通路上增加双带通滤光片，使得接收端接收经双带通滤光片过滤之后的光，滤除了与血氧计算无关的光，减少了非红色光和非红外光对测试结构的影响，提高了血氧饱和度计算的准确度。

附图说明

图1为本实用新型血氧饱和度测量装置的示意图。

图2为本实用新型血氧饱和度测量装置工作模块示意图。

图3为本实用新型血氧饱和度测量装置的剖面图。

图4为本实用新型血氧饱和度测量装置发射端的示意图。

图5为本实用血氧饱和度测量装置接收端的示意图。

其中，附图标记说明如下：1、血氧饱和度测量装置；11、壳体；111、第一壳体；112、第二壳体；113、夹持空间；114、第一软垫；1141、第一通孔；1146、115、第二软垫；1151、第二通孔；12、发射端；121、电源电路板；1211、油墨层；122、发光管；123、隔离片；124、遮光泡棉；13、接收端；131、主电路板；1311、油墨层；132、接收管；133、遮光泡棉；14、双带通滤光片；15、控制器；16、数模转换电路；17、模数转换电路。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。

实施例1

参阅图1至图3，本实用新型提供一种血氧饱和度测量装置1，包括，壳体11、发射端12、接收端13和双带通滤光片14。壳体11包括第一壳体111和第二壳体112，第一壳体111和第二壳体112之间形成一夹持空间113。发射端12设置在第一壳体111内，用于发射红色光和红外光。红色光指波长在660nm±50nm范围内的光，红外光指波长在905nm±50nm范围内的光。接收端13设置在第二壳体112内，用于接收红色光和红外光，并将接收的红色光和红外光转换为电信号。双带通滤光片14用于透过红色光及红外光而滤除红色光及红外光之外的光谱，双带通滤光片14设置在第二壳体112的内表面，且位于接收端13的光的入射通路上。通过在接收端13前增加双带通滤光片14，滤除环境光中不必要的光谱，使得接收端13仅接收红色光和红外光，减少非红色光和非红外光对测试结构的影响，提高血氧饱和度计算的准确度。

具体地，双带通滤光片14只透过660nm±50nm范围内的红色光和905nm±50nm范围内的红外光。

发射端12包括电源电路板121和设于电源电路板121表面的发光管122，电源电路板121提供发光管122发光所需电信号，发光管122包括发射红色光的红光管和发射红外光的红外光管。接收端13包括主电路板131和设于主电路板131表面的接收管132，接收管132用于接收红色光和红外光，主电路板上131包括光电转换电路和发光驱动电路，光电转换电路将接收管132接收的光信号转换为电信号，发光驱动电路驱动发射端发射红色光和红外光。发光驱动电路还可以设置于发射端，可以根据实际的需要而设定。主电路板131上还包括：控制器15以及分别与该控制器15相电连接的数模转换电路16和模数转换电路17。数模转换电路16与发光驱动电路电连接，用于将控制器15所发送的数字驱动信号转换为模拟驱动信号，并将该模拟驱动信号发送至发射端12。控制器15控制发射端12交替发出红色光和红外光。模数转换电路17与光电转换电路电连接，用于将光电转换电路所转换得到的电压模拟信号转换为电压数字信号，并将该电压数字信号发送至控制器15中。控制器15用于向数模转换电路16发送数字驱动信号，或根据所接收到的电压数字信号进行计算得到血氧饱和度值。主电路板131还可以设置于发射端12。主电路板131上也还可以包括用于与移动终端相连的无线传输单元等。

较优地，电源电路板121与发光管122位于同一侧的表面上涂设有黑色的油墨层1211。主电路板131与接收管132位于同一侧的表面上涂设有黑色的油墨层1311。因为电源电路板121位于发光管122的下方，主电路板131位于接收管132的下方，因此，当发光管122发射的光会照射到电源电路板121上，电源电路板121上的黑色油墨层就会吸收照射在其上的光，而不会像其它颜色(非黑色)的油墨层那样在光的照射下会反射出不同颜色的光来，使得在光信号的传播过程中，颜色会有变化，影响发射的红色光和红外光的光信号纯度，进而会对检测到的结果造成干扰。同理，当射向接收管132的光照射到主电路板131时，主电路板131上的黑色油墨层就会吸收照射在其上的光，而不会像其他颜色(非黑色)的油墨层那样反射出不同颜色的光来，使得在光信号的传播过程中，颜色会有变化，影响接收的红色光和红外光的光信号纯度，进而会对检测到的结果造成干扰。因此，本实用新型中的黑色的油墨层可以吸收光线，而不会被大量反射出去，减少了对测试结果的影响。此外，油墨层还有可以起到在焊接时防止不需焊接的地方焊上焊锡，造成线路短路，同时还起到防止受潮、加强绝缘的作用。

本实用新型的血氧饱和度测量装置1工作原理如下：控制器15向数模转换电路16发送用于驱动控制发光管122的数字驱动信号，数模转换电路16将此数字驱动信号转换为模拟驱动信号，保持恒定的电流值，提供给主电路板131，使发光管122按照驱动信号发出红色光及红外光。红色光或红外光照射到被测体，被测体内部毛细血管内的血液会对红色光及红外光进行不同程度的吸收，然后光线透射出被测体到达接收端13的双带通滤光片14。此时，双带通滤光片14对到达的光线进行过滤，只允许红色光及红外光波长范围内的光线透过并到达接收管132。主电路板131的光电转换电路将接收管132将接收到的光信号转换为电压模拟信号，再经过模数转换电路17转换为电压数字信号，并将该电压数字信号输出给控制器15，以计算其血氧饱和度值。因接收端13前增加了双带通滤光片14，滤除了环境光中不必要的光谱，使得接收端13仅接收红色光和红外光，减少了非红色光和非红外光对测试结构的影响，提高了血氧饱和度SpO2的准确度。

较优地，血氧饱和度测量装置1还包括第一软垫114和第二软垫115。第一软垫114设于第一壳体111的内表面上，第一软垫114上设有第一通孔1141，发射端12发射的光从第一通孔1141射出并射向接收端13。第二软垫115设于第二壳体112的内表面上，第二软垫115上设有第二通孔1151，发射端12发射的光通过第二通孔1151射入至接收端13。本实施例中，第一软垫114和第二软垫115均为黑色不透明硅胶垫。由于第一软垫114和第二软垫115处于光信号的传播路径上，所以第一软垫114和第二软垫115的颜色会混杂入光路中而影响接收端13所接收到的光信号。而本实用新型的第一软垫114和第二软垫115为黑色不透明的硅胶垫，使外部环境下的可见光及红外光均无法透过，减少外部光线对测试结果产生影响。且硅胶材料较柔软，能提供舒适的触感。此外，第一软垫114和第二软垫115还可以是全裹式设计，即通过第一软垫114和第二软垫115的配合将手指全部包裹住，可避免因手指动作漏光而降低血氧饱和度测量的准确度。

参阅图4，第一软垫114与电源电路板121相连，发光管122设于第一通孔1141内。为了更好地屏蔽环境光线，第一通孔1141的内壁紧贴有遮光泡棉124。遮光泡棉124为黑色。本实施例中，第一通孔1141为方形通孔，遮光泡棉124为中空的长方体结构。在其他实施例中，第一通孔1141还可以为圆形通孔，相应的，遮光泡棉124也为中空的柱形结构，紧贴第一通孔1141的内壁。

为了防止灰尘进入发射端12的内部，遮光泡棉124异于电源电路板121的一端面覆盖有隔离片123。隔离片123为透明材料，发光管122所发出的红色光和红外光可以透过隔离片123。

第一软垫114的第一通孔1141的上端面向内突出形成一突条1146，因为遮光泡棉124具有弹性，弯曲自如，所以可将遮光泡棉124通过挤压嵌入第一通孔1141内，此时遮光泡棉124一端与电源电路板121相抵，一端与突条1146相抵，四周紧贴第一通孔1141的内壁。因此，遮光泡棉124被突条1146挡住，使得遮光泡棉124不会反弹。然后将隔离片123嵌入第一通孔1141，此时隔离片123一端与突条1146相抵，四周紧贴第一通孔1141的内壁，另一端与第一软垫114位于同一平面。因此，遮光泡棉124、隔离片123和油墨层1211包围发光管122，可以减少外来光线的影响。遮光泡棉124与发光管122可以无缝隙紧密贴合，根据实际需要而选择。

参阅图5，第二软垫115与主电路板131相连，接收管132设于第二通孔1151内。为了更好地屏蔽环境光线，第二通孔1151的内壁紧贴有遮光泡棉133。遮光泡棉133为黑色。本实施例中，第二通孔1151为方形通孔，遮光泡棉133为中空的长方体结构，遮光泡棉133的四个侧壁紧贴方形通孔的四个侧壁，遮光泡棉133另一端面与主电路板131相连。在其他实施例中，第二通孔1151还可以为圆形通孔，相应的，遮光泡棉133也为中空的柱形结构，紧贴第二通孔1151的内壁。

第二软垫115的第二通孔1151的上端面向内突出形成突条(图中未示出)，因为遮光泡棉133具有弹性，弯曲自如，所以可将遮光泡棉133通过挤压嵌入第二通孔1151内，此时遮光泡棉133一端与主电路板131相抵，一端与突条相抵，四周紧贴第二通孔1151的内壁。因此，遮光泡棉133被突条挡住，使得遮光泡棉133不会反弹。然后将双带通滤光片14嵌入第二通孔1151，此时双带通滤光片14一端与突条相抵，四周紧贴第二通孔1151的内壁，另一端与第二软垫115位于同一平面。因此，遮光泡棉133、双带通滤光片14和油墨层1211包围接收管132，滤除了环境光中不必要的光谱，使得接收端13仅接收红色光和红外光，减少了环境光(非红色光和非红外光)对测试结构的影响，提高了血氧饱和度SpO2的准确度。遮光泡棉133与接收管132可以无缝隙紧密贴合，根据实际需要而选择。

在其他实施例中，发射端12的隔离片123还可以替换为双带通滤光片，此种情况下，发光管122可采用普遍灯管，例如，宽光谱灯，宽光谱灯是指波长延伸跨度较大的宽光谱的光源，可发出包含红色光和红外光的光谱的宽光谱灯，例如自然光。因为发射端12所发射出的光线必须先经过双带通滤光片，而双带通滤光片只透过红色光及红外光而滤除红色光及红外光之外的光谱，所以能保证从发射端12所发射出的光线只包含红色光及红外光。不仅减少了发射端12环境光线的影响，而且发光管122的选择范围更广泛。

由上述技术方案可知，本实用新型的优点和积极效果在于：本实用新型通过在接收端光的入射通路上增加双带通滤光片，使得接收端接收经双带通滤光片过滤之后的光，滤除了与血氧计算无关的光，减少了非红色光和非红外光对测试结构的影响，提高了血氧饱和度计算的准确度。

以上仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非限制本实用新型的保护范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本实用新型的保护范围内。