专利名称：一种带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医疗器械，具体是一种通过晃动方式切屏且集成了计步器功能和脉搏血氧饱和度检测功能，并可自动开关机的人体健康状况检测装置。
背景技术：
血氧饱和度测量仪，它是医疗临床上用来连续监测手术病人或垂危病人的脉搏和
血氧饱和度测量仪。如今，随着人们生活水平的不断提高，人们对自身的健康状况越来越关切，需要及时地监测、了解自身的健康指标，其中包括血氧饱和度数据。现有的脉搏血氧检测仪是根据朗伯-比尔(Lamber-Beer)定律研制的，其原理是物质在一定波长处的吸光度和它的浓度成正比，当恒定波长的光照射到人体组织上时，通过人体组织吸收、反射衰减后测量到的光强在一定程度上反映了被照射部位组织的结构特征。血液中的氧合血红蛋白(Hb02)和还原血红蛋白(Hb)在红光、红外光区(600nm-1000nm)有独特的吸收光谱，而血氧饱和度的定义是氧合血红蛋白和所有血红蛋白的比值，利用这些特征，便可测量出人体血氧饱和度。脉搏血氧饱和度的测量方法是用两种波长的发光二极管发出的红色和红外光透射过身体的外周部位(如手指或耳垂等)，由对侧的光敏传感器检测到透射的光信号，再根据红光和红外光对氧合血红蛋白与还原血红蛋白的吸收率不同的特征，检测电路先得到脉动动脉血流所导致的光线吸收的变化波形，然后据此计算出脉搏血氧饱和度及脉率值。现有的血氧仪基本都是通过面板按键开关机，这种方式存在忘记关机的情况，导致电池很快用完。如专利号为200820093742. 3的专利就提出了一种通过定时启动光电检测部件来感知手指是否放入的方式实现自动开关机，这种自动开关机方式使用方便，并且避免了忘记关机导致电池很快耗光的问题。但是此自动开关机方式同样存在它的缺陷不断重复启动检测部件工作，这在血氧仪长时间待机的情况下也会很大程度上浪费电池电量。由于血氧饱和度测量时每个人的习惯不同，观察数据的方向也会不同，这就需要测量时仪器可以切换显示方向以适应使用者的观察习惯。目前最常用的有两种方式，一种是通过按键告知处理器进行切屏，其专利号为200610089152. 9 ;另一种是使用方向传感器获取当前方向并告知处理器进行切屏，其专利号为200820093099. 4。第一种方式存在的弊端是需要使用两只手完成切屏操作，并且按键时会干扰脉搏波信号，从而影响测量结果；第二种方式虽然是完全自动的，但是存在方向间的过渡状态，因而会出现显示器在两种显示方向间来回切换甚至出现长时间无显示的情况。随着科技发展采用3D传感器进行数据采集的高端计步器，越来越受到渴望健康的朋友喜欢，它可以记录你走路时候的步数和消耗的热量，同时，有的计步器还具有有线或者无线数据接口，可以将运动数据上传到计算机网络，方便人们在网上查看每天、每周、甚至每月每年的详细数据分析，以便给用户提供更加详细的运动和健康分析，甚至通过网络和同事、朋友比赛互动等激励不断运动的功能。现今计步器已经是一种非常普及的家庭健康电子产品，而3D传感器是目前使用在计步器中的最新方式。但是目前将3D传感器和计步器集成的还仅限于MP3、收音机、心跳、紫外线及短信等功能，还没有将脉搏血氧检测和计步功能整合的例子。

实用新型内容本实用新型目的是克服上述检测装置存在之不足，提供一种方便使用，避免忘记关机导致的耗电问题，而且待机时不主动开机探测，降低待机功耗的带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置。本实用新型为了实现上述目的所采用的技术方案如下一种带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置，其包括微处理器、用于探测脉搏和血氧饱和度的探测器、电源、显示屏，所述电源分别连接探测器、微处理器和显示屏，微处理器连接探测器和显示屏，其特征在于所述微处理器包括了血氧模块、计 步丰吴块；本实用新型中更加优选的技术方案是，上述微处理器还包括显示驱动模块和晃动检测模块，且该微处理器还连接有用于检测到该检测装置晃动后按顺序切换显示屏显示方向的加速传感器。更进一步的技术方案是该装置还包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体通过弹性复位件咬合在一起形成壳体，其中壳体上设有上述的显不屏和按键面板，上壳体和下壳体间设有用于放入被检测人体组织的探测口，上述微处理器、电源、探测器安装在上壳体和下壳体组成的壳体内，所述探测口处设有开关。更进一步的技术方案是弹性复位件最好采用复位弹簧或复位弹性片；所述开关设置在检测口内侧或外侧；所述微处理器还包括自动开关机模块；所述探测器包括红光管、红外管、用于驱动红光管和红外管工作的发光管驱动器、以及用于接收探测信号的传感器检测单元；所述传感器检测单元为光频传感器。所述传感器检测单元由依次串联的光电传感器、滤波电路、放大电路和A/D转换电路构成。本实用新型的优点是1、针对目前两种脉搏血氧检测仪显示屏方向切换方式的不足，通过获取加速度传感器信号，检测到脉搏血氧检测仪晃动后按顺序切换显示方向。此方式比按键切屏方式更简洁，只需单手便可完成；相对于通过加速度传感器获取血氧仪方位后再按照方位切屏，此方法完全避免了后者在脉搏血氧检测仪方位处于两种状态间的过渡态下，方向不确定或者在两个方向间频繁切换，从而导致显示屏频繁地在两个显示模式间切换甚至出现长时间的黑屏现象。2、在脉搏血氧检测仪上使用了加速度传感器，并集成计步器功能，将两种独立产品集成为一个产品，提高了芯片利用率，也降低了使用成本。3、实现了自动开关机功能，方便使用，避免忘记关机导致的耗电问题，而且待机时不主动开机探测，降低了待机功耗。
图I为本实用新型系统结构示意图。图2为内侧开关方式结构示意图。图3为外侧开关方式结构示意图。图4为本实用新型系统状态图。图5为本实用新型系统流程图。图6为根据加速度传感器实现屏幕显示方向和模式切换示意图。图7为本实用新型实施例I结构原理框图。图中1_上壳体，2-下壳体，3-弹性复位件，4-显示屏，5-按键面板，6-开关，7-探测口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明，本实用新型提供了一种带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置，其包括上壳体I和下壳体2,其中壳体I上设有显不屏4和按键面板5。上壳体I和下壳体2通过复位弹簧或复位弹性片等具有自动复位功能的弹性复位件3咬合在一起形成壳体，且上壳体I和下壳体2间设有用于放入被检测人体组织的探测口 7。上壳体I和下壳体2组成的壳体内设有微处理器，微处理器分别连接电源和探测器，探测器临近探测口 7，人体组织放入探测口后，探测器探测会更加直接准确。所述微处理器包括用于血氧饱和度测量的血氧模块、具有计步器功能的计步模块，且该微处理器还连接有用于检测到该检测装置晃动后按顺序切换显示屏显示方向的加速传感器，所述探测口 7处内侧或外侧设有开关6。所述微处理器内还可包括自动开关机模块、晃动检测模块和显示驱动模块。上述探测器具体包括红光管、红外管、用于驱动红光管和红外管工作的发光管驱动器、以及用于接收探测信号的传感器检测单元。其中检测单元由依次串联的光电传感器、滤波电路、放大电路和A/D转换电路构成，或者是直接采用光频传感器。上述传感器检测单元用于接收从人体组织反馈的探测信号，此信号采集单元可以为光频传感器或者光电传感器，若采用光电传感器，则应该附加滤波电路、放大电路和A/D转换电路，光电传感器、滤波电路、放大电路和A/D转换电路依次串联，并A/D转换电路的输出端连接微处理器的探测信号输入口，用以将处理后的探测信号送入到微处理器中。 上述电源管理是用于为脉搏血氧仪提供电能，并进行电能输出控制。显示屏主要是用于对测量结果进行显示，可采用现有的各种显示屏或显示器，如LED显不器、LCD显不器等等；按键面板其用于为系统提供手动开关机信号；开关其用于为系统脉搏血氧检测模式提供自动开关机信号，其分为两种方式，一种为内侧开关，用于被手指触发；另一种为旁侧开关，用于手指放入时上下机壳张开触发。加速度传感器其主要是获取各方向上的加速度，并将数据通过数字接口传送给微处理器。微处理器其包括自动开关机模块、血氧模块、计步模块、晃动检测模块和显示驱动模块。实施例I :如图7所示一种带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置，其包括微处理器、用于探测脉搏和血氧饱和度的探测器、电源、显示屏，所述电源分别连接探测器、微处理器和显示屏，微处理器连接探测器和显示屏，所述微处理器包括了血氧模块、计步模块、显示驱动模块和晃动检测模块，且该微处理器还连接有用于检测到该检测装置晃动后按顺序切换显示屏显示方向的加速传感器。这样将上述各部件连接好后，将人体组织靠近探测器就可实现基本的脉搏和血氧饱和度的检测和计步器功能，并且加速传感器和晃动检测模块配合即可实现屏幕显示方向切换的功能。实施例2 :如图I、2所示，在本实用新型中，微处理器的电源端直接连接电源的一电能输出端，使微处理器始终有电能供应，并保证其工作在待机状态。本实用新型中采用一个内侧开关用于自动开关机，此功能并不影响按键面板实施手动开关机。当使用内侧开关实现自动开关机时，系统上电后，微处理器关闭显示屏和探测器驱动电路，并进入待机模 式，当人体组织(如手指)放入后，会碰触到内侧的开关(如图2)，产生触发信号并传给微处理器的自动开关机模块，在待机模式下收到此触发信号会使系统被唤醒并打开探测器驱动电路和显示屏，进入工作模式，在工作模式下收到此触发信号会使微处理器重新关闭显示屏和探测器驱动电路，进入低功耗的待机模式。实施例3 :如图1、3所示当采用外侧开关实现自动开关机时，其自动开关机原理是系统上电后，微处理器关闭显示屏和探测器驱动电路，并进入待机模式，当手指放入后，上下机壳张开，导致外侧的开关被触发，产生触发信号并传给微处理器的自动开关机模块，在待机模式下收到此触发信号会使系统被唤醒并打开探测器驱动电路和显示屏，进入工作模式，在工作模式下收到此触发信号会使微处理器重新关闭显示屏和探测器驱动电路，进入低功耗的待机模式。利用上述方法实现自动开关机，系统无需定时主动探测，可以极大的降低待机功耗。如图4所示，本实用新型系统分为3个状态，包括待机状态、血氧状态和计步状态。其中血氧状态是计算血氧饱和度的工作状态，计步状态是计算步数以及其他相关数据的工作状态。每次开机只能进入一种工作状态，需要进入另一种工作状态时必须先要退出当前工作状态进入待机状态。其系统状态运转详细情况如下系统上电,进入待机模式。若放入手指，触发内(外)侧开关，系统自动开机并进入血氧模式，计算血氧饱和度等值，并显示相关计算结果。在血氧模式下，晃动仪器使得加速度传感器获取一有效信号，通过该信号可实现屏幕显示方向和模式的切换。加速度传感器信号和显示方向切换关系如图6所示。检测到持续8秒无手指放入，系统进入待机模式。若持续按下面板按键3秒以上，系统开机并进入计步模式，计算步数等值，并显示相关计算结果。在计步模式下，插入手指，系统显示屏提示进入血氧模式的正确操作方法及其步骤。持续按下面板按键3秒以上，系统进入待机模式。其运行流程图如图5所示。具体地是[0049]I.上电后，系统进入待机模式；2.若触动开关信号有效则系统由待机模式唤醒并开机进入血氧模式；此时若面板按键按下并持续3秒，则系统由待机模式唤醒并开机进入计步模式；3.在血氧模式下，若检测 到加速度传感器信号有晃动特征，则切换显示屏的显示方向或显示模式；4.在血氧模式下，若持续按下面板按键3秒或者触动开关信号持续处于无效状态8秒，则结束血氧模式运行进入待机模式；5.在计步模式下，若触动开关信号有效并且检测到有手指放入，则显示屏友好提示进入血氧模式的方法和具体步骤；6.在计步模式下，若面板按键按下并持续3秒，则结束计步模式运行进入待机模式。如图6是血氧模式下利用加速度传感器切换屏幕显示模式的举例介绍。图中的信号波形是加速度传感器信号，可以是一维加速度传感器信号或者二维加速度传感器信号的X方向或者Y方向以及它们的合成信号，也可以是三维加速度传感器的X、Y或者Z方向以及它们的合成信号。在图中竖线位置检测到了晃动特征，并且在检测到晃动特征后立刻将显示模式依次往下一个模式切换。假设总共有四种显示模式，则显示模式在检测到晃动信号后依次在四种模式下循环切换。当然，晃动特征的获取有很多方式，此处只是例举最简单的方式。综上所述，本实用新型将血氧计功能和计步器功能集于一体，加速度传感器既用于计步器计步功能，又作为血氧计显示模式切换功能，以最的成本实现了最大的价值。本实施采用内(外)侧开关来被动探测是否有手指放入，不仅实现了自动开关机功能，并且待机时不需要定时开机来主动探测，这样便大大降低了长时间待机导致的功耗浪费。故本实用新型提出的使用加速度传感器探测仪器晃动，只要检测到晃动就进行切屏操作，脉搏血氧检测仪戴在手指上后一般会采用手指水平晃动，实验证明指夹式血氧仪在手指水平晃动时对信号的影响远不及垂直晃动的方式，所以本实用新型方式可以很好地避免切屏时对脉搏波信号的影响而导致计算结果出错；除此之外，本实用新型还完全避免了在方向间过渡状态引起的不确定性以及长时间黑屏问题。本实用新型采用加速度传感器实现血氧饱和度测量时的切屏功能，为了充分利用3D加速度传感器，硬件上不需要任何更改就能在脉搏血氧检测仪基础上增加计步器功能，极大地方便了消费者使用，也降低了使用成本。
权利要求1.一种带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置，其包括微处理器、用于探测脉搏和血氧饱和度的探测器、电源、显示屏，所述电源分别连接探测器、微处理器和显示屏，微处理器连接探测器和显示屏，其特征在于所述微处理器包括了血氧模块、计步模块、显示驱动模块。
2.根据权利要求I带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置，其特征在于所述微处理器还包括晃动检测模块，且该微处理器上还连接有用于检测到该检测装置晃动后按顺序切换显示屏显示方向的加速传感器。
3.根据权利要求I带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置，其特征在于所述微处理器还包括自动开关机模块。
4.根据权利要求I或2或3—种带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置，其特征在于该装置还包括上壳体(I)和下壳体(2)，上壳体(I)和下壳体(2)通过弹性复位件(3)咬合在一起形成壳体，其中壳体(I)上设有上述的显示屏(4)和按键面板(5)，上壳体(I)和下壳体(2)间设有用于放入被检测人体组织的探测口(7)，上述微处理器、电源、探测器安装在上壳体(I)和下壳体(2 )组成的壳体内，所述探测口( 7 )处设有开关(6 )。
5.根据权利要求4所述的一种带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置，其特征在于弹性复位件(3)为复位弹簧或复位弹性片。
6.根据权利要求4所述的一种带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置，其特征在于所述开关(6 )设置在检测口( 7 )内侧或外侧。
7.根据权利要求4所述的一种带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置，其特征在于所述探测器包括红光管、红外管、用于驱动红光管和红外管工作的发光管驱动器、以及用于接收探测信号的传感器检测单元。
8.根据权利要求7所述的一种带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置，其特征在于所述传感器检测单元为光频传感器。
9.根据权利要求7所述的一种带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置，其特征在于所述传感器检测单元由依次串联的光电传感器、滤波电路、放大电路和A/D转换电路构成。
专利摘要一种带计步功能的可自动开关机指夹式血氧饱和度检测装置，其包括微处理器、用于探测脉搏和血氧饱和度的探测器、电源、显示屏，所述电源分别连接探测器、微处理器和显示屏，微处理器连接探测器和显示屏，所述微处理器包括了血氧模块、计步模块、显示驱动模块和晃动检测模块，且该微处理器还连接有用于检测到该检测装置晃动后按顺序切换显示屏显示方向的加速传感器。本实用新型在脉搏血氧检测仪上使用了加速度传感器，并集成计步器功能，将两种独立产品集成为一个产品，提高了芯片利用率，也降低了使用成本。实现了自动开关机功能，方便使用，避免忘记关机导致的耗电问题，而且待机时不主动开机探测，降低了待机功耗。
文档编号G01C22/00GK202458381SQ20122006969
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者张 林, 程德福, 黄武 申请人:成都泰盟软件有限公司