反射式血氧饱和度模拟装置的制作方法

本技术涉及生物电子，具体涉及一种脑电脑氧复合探头的测试装置和测试评估方法。

背景技术：

1、现有技术中，血氧饱和度监测设备主要分为两大类，即脉搏血血氧饱和度监测设备和组织血氧饱和度监测设备。现有技术中，脉搏血氧饱和度监测设备和组织血氧饱和度监测设备都是基于光电探测的方法进行检测。脉搏血氧饱和度的测量主要分为透射式和反射式，而组织血氧饱和度的测量一般为反射式。脉搏血氧饱和度监测设备通常都设置有至少两种测量光源，至少一个光电光感应器件。组织血氧饱和度监测设备，通常都设置有至少两种测量光源，至少一个光电光感应器件，但具有多个光电光感应器件的产品居多。不同的设备配置相应的血氧饱和度测量探头，血氧饱和度探头上光源和光电光感应器件的布局也各不相同。

2、脉搏血氧饱和度监测设备和组织血氧饱和度监测设备作为医疗器械的一种，对测量的准确性和可靠性要求比常规设备要求更高，为保证其产品测量精确度，生产一致性，及使用过程中的准确性，需要定期维护校正；定期维护校正测试若都完整地进行相关临床试验是不切实际的，往往通过血氧饱和度模拟装置来模拟不同的测量对象和全量程范围的血氧饱和度。

3、不仅如此，无论是脉搏血氧饱和度还是组织血氧饱和度的监测装置，在进行装置研发和测试验证过程中也需要进行不同的测量对象和全量程范围的血氧饱和度测试。

4、脉搏血氧饱和度通常基于两组光信号进行测量，而组织血氧饱和度的检测通常基于更多组光信号进行测量。且，脉搏血氧饱和度的测量方式上，无论是透射式还是反射式，其光接收器件均是在发光器件附近，通常不超过2cm半径范围内，以单点光接收器件或者综合等半径距离内的多点光接收器件的光电转换数据，将其合成为单点的数据序列后，进行相应的计算。而对于组织血氧饱和度的测量来说，其需要通过距离发光器件至少两个不同半径距离的光接收器件的光电转换数据来进行计算。

5、现有技术中的血氧饱和度模拟装置，通常都是为脉搏血氧饱和度监测设备设计，因此通常只适用于相应的脉搏血氧饱和度测量装置的测试。其血氧饱和度模拟信号的输出模式相对固定，灵活性不高，难以适用于基于更多组光信号更多空间布局位置的组织血氧饱和度测量装置的检测。

6、组织血氧饱和度测量装置，不同的厂家其组织血氧饱和度光电光感应器件的结构设计差异很大，不同厂家的组织血氧饱和度使用的光源特性也不同，光电光感应器件的布局也各自不同，更重要的是，不同组织对光信号的吸收特性也不同，光源信号和光电探测信号的时序关系组合也各不相同。如何设计一种能具有一定自适应能力，能灵活和各种不同厂家的组织血氧饱和度测量装置适配的组织血氧饱和度模拟装置，是待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术中的技术方案要解决的技术问题在于提出一种能采集外部待测试血氧饱和度装置发出的光信号，并根据光信号特征输出血氧饱和度模拟信号的方法和装置，极大提升了测试效率，还适用于各种不同厂家不同型号待测试血氧饱和度装置和探头的模拟测试。

2、本技术解决上述问题的技术方案是一种血氧饱和度模拟方法，包括以下步骤：采集外部待测试血氧饱和度装置发出的光信号，获取相应的光电信号；对光电信号进行信号处理，获取外部待测试血氧饱和度装置上多个光源发出的光信号幅度信息和光信号时序信息；多个光源的数量至少是两个；根据各光源的光信号幅度信息和光信号时序信息，控制血氧饱和度模拟装置中的光源，输出相应幅度和时序的光信号，用作血氧饱和度模拟信号。

3、上述血氧饱和度模拟方法，在采集外部待测试血氧饱和度装置发出的光信号之前，还包括获取各个光信号对应光波段信息的步骤。

4、上述血氧饱和度模拟方法，包括以下任意一项技术特征：td1：根据多个光源发出的光信号幅度信息和光信号时序信息，获取各个光信号对应光波段信息；td2：光感应器件包括独立的一个光感应器件；独立的一个光感应器件用于探测多个光源的光信号；计算各光源输出的光电信号的幅度比值，计算各相应波段的光源在光感应器件及其附属放大电路上所获得电信号幅度比值；当电信号幅度比值和相应波段的光在光感应器件的光谱响应特性曲线上所对应灵敏度比值的偏差在设定的偏差范围内，结合光谱特性曲线确定相应光信号对应的光波段信息；td3：光感应器件是多个附着不同透光特性的滤光组件的光感应器件；光感应器件根据其自身输出特性，输出与各光源光波段相应的电信号，根据光感应器件信号特征确定相应光信号对应的光波段信息。

5、上述血氧饱和度模拟方法，还包括组织特征信息获取步骤；组织特征信息包括测量对象类型和组织类型；血氧饱和度模拟装置中的光源，根据组织特征信息，选择相应的光衰减模型，输出相应幅度和时序的光信号，用作血氧饱和度模拟信号。

6、上述血氧饱和度模拟方法，通过光信号对接模块对接外部待测试血氧饱和度装置发出的光信号；光信号对接模块上设置有多个光信号通道，多个光信号通道位置用于和外部待测试血氧饱和度装置的血氧饱和度探头上的光源和光感应器件位置对应；各光信号通道包括光隔离部件和透光通道；光隔离部件用于在待测试血氧饱和度装置的光源和血氧饱和度模拟装置的一个或者位置集中的一组包含多个光感应器件之间建立独立的光信号通道，或者在待测试血氧饱和度装置的一个光感应器件和血氧饱和度模拟装置的光源之间建立独立的光信号通道；透光通道由光隔离部件隔离而成，透光通道内设置有光衰减部件。

7、上述血氧饱和度模拟方法，包括以下任意一项技术特征：ta1：光信号通道的截面面积大于光源的发光面积；ta2：光信号通道的截面面积大于光感应器件的感光面积；ta3：光衰减部件包括特定光衰减特性的透光材料，特定光衰减特性的透光材料包括特定透光特性的化学混合物制备而成的结构或特定透光特性的透光片；ta4：光衰减部件还包括匀光部件，匀光部件包括透镜或透镜组合或薄膜。

8、本技术解决上述问题的技术方案还可以是一种血氧饱和度测量装置的测试方法，基于上述的血氧饱和度模拟方法获取血氧饱和度模拟信号；基于获取的血氧饱和度模拟信号进行血氧饱和度测量装置的测试。

9、本技术解决上述问题的技术方案还可以是一种反射式血氧饱和度模拟装置，包括主控制模块、光检测与光驱动模块、光信号对接模块；主控制模块和光检测与光驱动模块电信号连接；光信号对接模块用于反射式血氧饱和度模拟装置与外部待测试血氧饱和度装置的血氧饱和度探头进行光信号对接；光信号对接模块上设置有多个光信号通道，多个光信号通道位置用于和外部待测试血氧饱和度装置的血氧饱和度探头上的光源和光感应器件位置对应。

10、所述的反射式血氧饱和度模拟装置，光检测与光驱动模块包括光信号检测模块和光信号输出模块；光信号检测模块包括光感应器件、光信号探测电路；主控制模块包括光强计算子模块、发光模式识别子模块、光衰减计算子模块、发光逻辑生成模块；光信号输出模块包括光源组、光源驱动电路；光感应器件中光感应器件的数量和位置用于和外部待测试血氧饱和度装置的血氧饱和度探头上的光源数量和位置对应；光感应器件和光信号探测电路电信号连接，光信号探测电路和主控制模块电信号连接，向主控制模块提供与输入光信号对应的光电信号；主控制模块依据收到的光电信号，通过光强计算子模块进行光强计算，通过发光模式识别子模块进行发光模式识别；并依据光源组特性和组织特征信息，通过光衰减计算子模块进行光衰减计算，通过发光逻辑生成模块生成发光逻辑，输出光源驱动电路控制信号至光源驱动电路，光源驱动电路驱动光源组输出相应光波段、光强和发光时序的光信号。

11、光信号对接模块与光检测与光驱动模块固定连接；光信号对接模块与光检测与光驱动模块连接成一个整体可移除替换式模块。

12、所述的反射式血氧饱和度模拟装置，还包括以下任意一项技术特征：tb1：光感应器件包括独立的一个光感应器件；独立的一个光感应器件用于探测多个光源的光信号，主控制模块用于依据光感应器件获取的光电信号区分多个光源的不同光波段信息；tb2：光感应器件是多个附着不同透光特性的滤光组件的光感应器件，多个附着不同透光特性的滤光组件的光感应器件用于以物理方式区分多个光源的不同光波段信息。

13、所述的反射式血氧饱和度模拟装置，还包括以下任意一项技术特征：tc1：还包括用户交互模块，用户交互模块和主控制模块电信号连接，用户交互模块用于从外部获取信息；获取的信息包括光源数量，各光源波段数据、模拟组织类型；模拟组织类型包括不同测量对象的组织类型，包括新生儿颅脑组织、小儿颅脑组织、成人颅脑组织、新生儿血管组织、小儿血管组织、成人血管组织；tc2：还包括数据存储模块，数据存储模块和主控制模块电信号连接，数据存储模块为主控制模块提供不同组织模拟的光信号模型。

14、光信号对接模块上各个光信号通道包括光隔离部件和透光通道；光隔离部件用于在光源和光感应器件之间建立独立的光信号通道；透光通道由光隔离部件隔离而成，透光通道内设置有光衰减部件；还包括以下任意一项技术特征：ta1：光信号通道的截面面积大于光源的发光面积；ta2：光信号通道的截面面积大于光感应器件的感光面积；ta3：光衰减部件包括特定光衰减特性的透光材料，特定光衰减特性的透光材料包括特定透光特性的化学混合物制备而成的结构或特定透光特性的透光片；ta4：光衰减部件还包括匀光部件，匀光部件包括透镜或透镜组合或薄膜。

15、本技术的有益效果之一是，采集外部待测试血氧饱和度装置发出的光信号，根据采集到的光电信号进行输出光信号的控制，大大提高了血氧饱和度模拟方法和装置的适用范围，对不同类型的血氧饱和度装置的适应性大幅提升。

16、本技术的有益效果之一是，获取各个光信号对应光波段信息，能准确地输出与各个不同光波段对应的光信号，确保模拟的准确性。

17、本技术的有益效果之一是，若血氧饱和度模拟装置使用一个独立的光感应器件时，根据多个光源发出的光信号幅度信息和光信号时序信息，获取各个光信号对应光波段信息；简化了方法和装置，能通过信号处理的方式获取各个光信号的不同光波段信息，是一种高性价比的解决方案。

18、本技术的有益效果之一是，若血氧饱和度模拟装置使用多个附着不同透光特性的滤光组件的光感应器件时，在已知对应透光特性的滤光组件对应的允许通过光波段的前提下，通过对应的附着不同透光特性的滤光组件的各个光感应器件所连接的电信号通道不同，区分各个波段的光所对应的光信号，是一种高效的解决方案。

19、本技术的有益效果之一是，组织特征信息获取，使血氧饱和度模拟方法和装置能根据不同的测量对象类型和不同组织类型提供相应的组织特征信息，输出对应的光信号。

20、本技术的有益效果之一是，光信号对接模块提供了和不同类型血氧饱和度探头适配的结构，方便与不同的探头适配，提高血氧饱和度模拟方法和装置的适应性。

21、本技术的有益效果之一是，各光信号通道的光隔离部件和透光通道，确保了各个光信号通道之间光信号的独立性，避免了相差位置较远的光信号对接过程中对同一个光感应器件造成的干扰。本技术的有益效果之一是，透光通道内设置有光衰减部件，能提高对于不同外部待测试血氧饱和度装置的光源所发出的不同光强度的适应空间，避免后续在血氧饱和度装置进行光电信号探测时的信号饱和；避免了因信号饱和而影响其后续光模式识别的信号处理准确性。

22、本技术的有益效果之一是，光信号通道的截面面积大于光源的发光面积和光感应器件的感光面积，能尽可能地收集原始光信号，降低因光信号通道带来的光信号衰减或变化。

23、本技术的有益效果之一是，不同光衰减部件的设置，尽可能地模拟不同的光衰减特性，使光信号更接近真实场景。

24、本技术的有益效果之一是，血氧饱和度测量装置的测试方法，基于上述的血氧饱和度模拟方法，能进行全量程范围内的血氧饱和度测试，大幅提升了测试的效率。大大降低了测试的成本。临床上进行全量程测试通常需要进行血气分析对比实验，准确性好，但成本很高，能够检测的量程范围有限，效率很低的方式，无法在工程实践中日常使用。

25、本技术的有益效果之一是，若血氧饱和度模拟装置使用一个独立的光感应器件时，光强计算子模块的光强计算能获得输入光信号的光强信息；发光模式识别子模块的发光模式识别能获得输入光信号的时序信息，能从多个维度获取光信号的特征，为血氧饱和度模拟提供基于待测对象的基础信号参数。

26、本技术的有益效果之一是，若血氧饱和度模拟装置使用多个附着不同透光特性的滤光组件的光感应器件时，在已知对应透光特性的滤光组件对应的允许通过光波段的前提下，通过对应的附着不同透光特性的滤光组件的各个光感应器件所连接的电信号通道不同，区分各个波段的光所对应的光信号。

27、本技术的有益效果之一是，依据光源组特性和组织特征信息进行光衰减计算和发光逻辑生成，使血氧饱和度模拟能根据组织特征信息即测量对象类型和组织类型进行更具针对性的特征模拟，使血氧饱和度模拟更接近真实的测量场景。

28、本技术的有益效果之一是，光信号对接模块与光检测与光驱动模块连接成一个整体可移除替换式模块，在探头形式变化复杂的情况下，可以替换整体可移除替换式模块的方式，提高反射式血氧饱和度模拟装置的适用范围。

29、本技术的有益效果之一是，多个附着不同透光特性的滤光组件的光感应器件用于快速探测不同波段的光信号，对特定波段的光信号具有针对性的识别能力，提高了光源识别的能力。

30、本技术的有益效果之一是，用户交互模块从外部获取信息；获取的信息包括光源数量、各光源波段数据、模拟组织类型为血氧饱和度模拟提供了多维度的参考基准，让血氧饱和度模拟更能接近真实测量场景。

31、本技术的有益效果之一是，数据存储模块为主控制模块提供不同组织模拟的光信号模型，这些模型数据，提高了血氧饱和度模拟效率；对更复杂的组织特征，更多的测量对象，可以通过模型迭代更新高效地实现血氧饱和度模拟。