专利名称：一种提高血液吸收光谱信噪比的装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及生物医学信号检测领域，特别涉及一种提高血液吸收光谱信噪比的装置及其控制方法。
背景技术：
采用光电方式测量生物组织信号具有很重要的价值，特别是检测血液的光电信息在临床上具有特别重要的意义，利用脉搏得到的光电脉搏容积波可以获取血液的信息，但对于灌注不足，例如心脏功能不好的老年人，往往难以得到理想的光电信号。
发明内容
本发明提供了一种提高血液吸收光谱信噪比的装置及其控制方法，该发明解决了灌注不足的问题，得到理想的光电信号；提高了血液吸收光谱的强度和信噪比，详见下文描述一种提高血液吸收光谱信噪比的装置，所述装置包括气泵、袖套、气管、放气阀、 导入光信号模块、导出光信号模块和数据采集模块，所述袖套通过所述气管分别与所述气泵和所述放气阀相连；所述气泵通过所述气管对所述袖套进行加压；所述放气阀对所述袖套进行放气；在手指指甲底部两对侧位置设置所述导入光信号模块和所述导出光信号模块，其中所述导入光信号模块向上设置，所述导出光信号模块向下设置，所述数据采集模块分别与所述导入光信号模块和所述导出光信号模块相连，采集正常充盈水平时的光电信号和增强充盈水平时的光电信号。所述袖套为柔性材料。所述气管为三通结构，包括第一端口、第二端口和第三端口，所述气管通过所述第一端口和所述袖套相连；所述气管通过所述第二端口和所述气泵相连；所述气管通过所述第三端口和所述放气阀相连。所述导入光信号模块为输入光纤，所述导出光信号模块为输出光纤。所述导入光信号模块为发光二极管，所述导出光信号模块为光敏传感器。一种提高血液吸收光谱信噪比的装置的控制方法，所述方法包括以下步骤(1)将袖套戴在被测手臂上端；(2)导入光信号模块导入探测光，导出光信号模块导出光信号，数据采集模块采集正常充盈水平时的光电信号；(3)通过气泵对所述袖套打气；(4)所述导入光信号模块重新导入探测光，所述导出光信号模块重新导出光信号， 所述数据采集模块采集增强充盈水平时的光电信号；(5)根据所述增强充盈水平时的光电信号和所述正常充盈水平时的光电信号获取光电信号的差值，根据所述光电信号的差值获取高信噪比的血液吸收光谱；(6)通过放气阀放掉所述袖套中的空气，卸下所述袖套完成测量，流程结束。
本发明提供的技术方案的有益效果是本发明提供了一种提高血液吸收光谱信噪比的装置及其控制方法，本发明通过增 强充盈水平时的光电信号和正常充盈水平时的光电信号获取光电信号的差值，根据光电信 号的差值获取到高信噪比的血液吸收光谱，本发明解决了灌注不足的问题，得到了理想的 光电信号；提高了血液吸收光谱的強度和信噪比。
图1是本发明提供的一种提高血液吸收光谱信噪比的装置的结构示意图；图2是本发明提供的一种提高血液吸收光谱信噪比的控制方法的流程图。附图中，各标号所代表的部件列表如下1 气泵；2 袖套；3:气管；4:放气阀；5 手臂；6 导入光信号模块；7 导出光信号模块；8 数据采集模块；31 第一端 ロ ；32 第二端 ロ ；33:第三端 ロ。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进ー步地详细描述。为了解决灌注不足的问题，得到理想的光电信号，本发明实施例提出了一种提高 血液吸收光谱信噪比的装置及其控制方法，參见图1和图2，详见下文描述本发明实施例的原理具体为为了更好的測量血液中的光电信号，需要増加血液 充盈的信噪比。当对手指远离指端(末枝端)某处进行环状施压至略小于动脉血液的收缩 压时，动脉血液依旧可以克服所施加的环状阻断压カ而进入远离指端(末枝端)某处，但静 脉血液则被完全阻断而不能回流，増加了远离指端(末枝端)的血液充盈。參见图1，一种提高血液吸收光谱信噪比的装置，该装置包括气泵1、袖套2、气管 3、放气阀4、导入光信号模块6、导出光信号模块7和数据采集模块8，袖套2通过气管3分別与气泵1和放气阀4相连；气泵1通过气管3对袖套2进 行加压；放气阀4对袖套2进行放气；在手指指甲底部两对侧位置设置导入光信号模块6和 导出光信号模块7，其中导入光信号模块6向上设置，导出光信号模块7向下设置，数据采集 模块8分别与导入光信号模块6和导出光信号模块7相连，采集正常充盈水平时的光电信 号和增强充盈水平时的光电信号。进ー步地，为了增加使用时的舒适度，本发明实施例中的袖套2优选为柔性材料， 例如乳胶，具体实现时，还可以采用其他类型的柔性材料，本发明实施例对此不做限制。其中，气管3为三通结构，包括第一端ロ 31、第二端ロ 32和第三端ロ 33，气管3 通过第一端ロ 31和袖套2相连；气管3通过第二端ロ 32和气泵1相连；气管3通过第三端 ロ 33和放气阀4相连。其中，具体实现吋，导入光信号模块6可以为输入光纤，导出光信号模块7可以为输出光纤。其中，具体实现时，导入光信号模块6可以为发光二极管，导出光信号模块7可以为光敏传感器。实施例1导入光信号模块6以输入光纤为例，导出光信号模块7以输出光纤为例进行说明。袖套2通过气管3分别与气泵1和放气阀4相连；气泵1通过气管3对袖套2进行加压；放气阀4对袖套2进行放气；在手指指甲底部两对侧位置设置输入光纤和输出光纤，其中输入光纤向上设置，输出光纤向下设置，数据采集模块8分别与输入光纤和输出光纤相连，采集正常充盈水平时的光电信号和增强充盈水平时的光电信号。实施例2导入光信号模块6以发光二极管为例，导出光信号模块7以光敏传感器为例进行说明。袖套2通过气管3分别与气泵1和放气阀4相连；气泵1通过气管3对袖套2进行加压；放气阀4对袖套2进行放气；在手指指甲底部两对侧位置设置发光二极管和光敏传感器，其中发光二极管向上设置，光敏传感器向下设置，数据采集模块8分别与发光二极管和光敏传感器相连，采集正常充盈水平时的光电信号和增强充盈水平时的光电信号。一种提高血液吸收光谱信噪比的控制方法，参见图2，该方法包括以下步骤101 将袖套2戴在被测手臂5上端；102 导入光信号模块6导入探测光，导出光信号模块7导出光信号，数据采集模块 8采集正常充盈水平时的光电信号；103 通过气泵1对袖套2打气；通过该步骤阻断手臂静脉血液的回流。104:导入光信号模块6重新导入探测光，导出光信号模块7重新导出光信号，数据采集模块8采集增强充盈水平时的光电信号；105:根据增强充盈水平时的光电信号和正常充盈水平时的光电信号获取光电信号的差值，根据光电信号的差值获取高信噪比的血液吸收光谱；其中，通过对被测手臂施加一定的压力，阻断被测手臂的静脉血液回流但容许动脉血液能够进入被测手臂末端，可以使得被测手臂达到最大充盈状态，从而测量阻断手臂静脉回流前后透过手指光电信号的差值(增强充盈水平时的光电信号和正常充盈水平时的光电信号的差值)显著增加，而这个差值就是所增加充盈水平时所吸收的光电信号值， 根据光电信号的差值和噪声的比值可以获取到增加充盈水平时的信噪比，为此采用本发明实施例中提供的方法可以提高血液吸收光谱信噪比，满足了实际应用中的需要。106 通过放气阀4放掉袖套2中的空气，卸下袖套2完成测量，流程结束。综上所述，本发明实施例提供了一种提高血液吸收光谱信噪比的装置及其控制方法，本发明实施例解决了灌注不足的问题，得到了理想的光电信号；提高了血液吸收光谱的强度和信噪比，满足了实际应用中的需要。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种提高血液吸收光谱信噪比的装置，其特征在于，所述装置包括气泵、袖套、气管、放气阀、导入光信号模块、导出光信号模块和数据采集模块，所述袖套通过所述气管分别与所述气泵和所述放气阀相连；所述气泵通过所述气管对所述袖套进行加压；所述放气阀对所述袖套进行放气；在手指指甲底部两对侧位置设置所述导入光信号模块和所述导出光信号模块，其中所述导入光信号模块向上设置，所述导出光信号模块向下设置，所述数据采集模块分别与所述导入光信号模块和所述导出光信号模块相连，采集正常充盈水平时的光电信号和增强充盈水平时的光电信号。
2.根据权利要求1所述的一种提高血液吸收光谱信噪比的装置，其特征在于，所述袖套为柔性材料。
3.根据权利要求1所述的一种提高血液吸收光谱信噪比的装置，其特征在于，所述气管为三通结构，包括第一端口、第二端口和第三端口，所述气管通过所述第一端口和所述袖套相连；所述气管通过所述第二端口和所述气泵相连；所述气管通过所述第三端口和所述放气阀相连。
4.根据权利要求1所述的一种提高血液吸收光谱信噪比的装置，其特征在于，所述导入光信号模块为输入光纤，所述导出光信号模块为输出光纤。
5.根据权利要求1所述的一种提高血液吸收光谱信噪比的装置，其特征在于，所述导入光信号模块为发光二极管，所述导出光信号模块为光敏传感器。
6.一种用于权利要求1所述的提高血液吸收光谱信噪比的装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)将袖套戴在被测手臂上端；(2)导入光信号模块导入探测光，导出光信号模块导出光信号，数据采集模块采集正常充盈水平时的光电信号；(3)通过气泵对所述袖套打气；(4)所述导入光信号模块重新导入探测光，所述导出光信号模块重新导出光信号，所述数据采集模块采集增强充盈水平时的光电信号；(5)根据所述增强充盈水平时的光电信号和所述正常充盈水平时的光电信号获取光电信号的差值，根据所述光电信号的差值获取高信噪比的血液吸收光谱；(6)通过放气阀放掉所述袖套中的空气，卸下所述袖套完成测量，流程结束。
全文摘要
本发明公开了一种提高血液吸收光谱信噪比的装置及其控制方法，袖套通过气管分别与气泵和放气阀相连；气泵通过气管对袖套进行加压；通过放气阀对袖套进行放气；在手指指甲底部两对侧位置设置导入光信号模块和导出光信号模块，导入光信号模块向上设置，导出光信号模块向下设置，数据采集模块分别与导入光信号模块和导出光信号模块相连，采集正常充盈水平时的光电信号和增强充盈水平时的光电信号。将袖套戴在被测手臂上端；导入光信号模块导入探测光，导出光信号模块导出光信号，获取光电信号的差值，根据光电信号的差值获取高信噪比的血液吸收光谱，本发明解决了灌注不足的问题，得到了理想的光电信号，提高了血液吸收光谱的强度和信噪比。
文档编号A61B5/1455GK102429664SQ201110313268
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者李刚, 林凌 申请人:天津大学