专利名称：一种高精度血氧探头温度检测与波长补偿方法
技术领域：
本发明涉及一种温度检测与波长补偿方法，尤其是涉及一种高精度血氧探头温度 检测与波长补偿方法。
背景技术：
脉搏血氧仪主要用于测量变化血流的特质，包括动脉血氧饱和度、心脏的脉率等 等。这些特质的测量可以通过一个无创的血氧探头来实现。通过探头发出的光穿透人体的 一部分有血灌注的组织，然后脉搏血氧仪根据光的吸收量来计算出血流的各种特质，比如， 动脉血氧饱和度。为了测量人体的组织的动脉血氧饱和度，探头需要两种不同的波长的光 (红光LED和红外光LED)来满足脉搏血氧仪的计算要求。因此，血氧饱和度的计算精度就 取决于已知的LED波长。然而，每个LED的波长是不尽相同的，甚至同一个LED波长在不 同环境、不同时段也是会有变化，发生波长偏移的。因此，脉搏血氧仪血氧饱和度的计算精 度会由于血氧探头的波长的偏移而产生一定的误差。对于血氧探头波长的不同，主要的一 种解决方案就是在探头上增加一个识别电阻，这个识别电阻主要用来区分探头所对应的波 长。脉搏血氧仪工作时，先检测这个电阻的值，然后根据电阻的值来决定血氧饱和度计算时 所采用的波长值，这种方法使制造商不需花费高成本即可筛选出唯一波长的LED。然而，虽 然识别电阻能够使血氧探头不再局限于单一的一个波长值，但是血氧探头的波长在测量使 用时会随探头驱动电流、环境温度等因素的不同而变化，因此，这种方法并不能完全解决血 氧波长变化的问题。因为血氧探头工作时波长的偏移主要是由于温度的变化所引起的，因 此，本发明主要针对血氧探头工作时可能发生的波长偏移，利用温度、电压、波长三者之间 的关系来实现对血氧探头波长的实时补偿，从而弥补探头因波长变化而导致测量误差的缺 陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种高精度血氧探头温度检测与波长补偿方 法。为解决以上技术问题，本发明实现温度检测的技术方案为一种高精度血氧探头 温度检测方法，关键是包括如下步骤a、给所述血氧探头中设置的发光二极管通过一恒定电流；b、预先在不同温度下，分别测试所述血氧探头中设置的发光二极管正向压降的变 化，并建立起温度与所述发光二极管正向压降之间的一一对应关系；C、测试所述发光二极管的正向压降，并通过上述b步骤建立起的对应关系，获得 温度数据，实现对温度的检测。作为本发明所述实现温度检测的技术方案的改进，在所述的b步骤和c步骤间还 包括bl步骤即改变所述a步骤中的恒定电流值后返回到所述b步骤；通过bl步骤与b步 骤的有限次循环后建立起不同恒定电流值下温度与所述发光二极管正向压降之间的一一对应关系。为解决以上技术问题，本发明实现波长补偿的技术方案为一种高精度血氧探头 波长补偿方法，关键是包括如下步骤a、给所述血氧探头中设置的发光二极管通过一恒定电流；b、预先在不同温度下，分别测试所述血氧探头中设置的发光二极管正向压降的变 化，并建立起温度与所述发光二极管正向压降之间的一一对应关系；C、测试所述发光二极管的正向压降，并通过上述b步骤建立起的对应关系，获得 温度数据，实现对温度的检测；d、利用检测所述高精度血氧探头发光二极管的正向电压的变化量来计算波长的 变化量，从而实现对血氧探头波长的补偿。作为本发明以上波长补偿方法技术方案的改进，所述的d步骤具体包括如下步 骤dl、利用二极管的特性，在不同的环境温度下，通过测试所述发光二极管的正向压 降的变化，建立起所述发光二极管正向压降与所述发光二极管的峰波长之间的变化关系；d2、将探头工作温度范围内不同温度下对应的所述发光二极管的峰波长数值储存 在探头插头中的记忆芯片中，供血氧仪工作时调用；d3、探头工作时，通过血氧仪上的检测电路，检测出所述发光二极管的正向压降 的变化量，然后根据记忆芯片中的变化关系式，转换成所述发光二极管波长的变化量并重 新调整所述发光二极管的峰波长值，从而实现对所述高精度血氧探头峰波长实时补偿的目 的。作为本发明以上波长补偿方法技术方案更进一步的改进，在所述的b步骤和c步 骤间还包括bl步骤即改变所述a步骤中的恒定电流值后返回到所述b步骤；通过bl步骤 与b步骤的有限次循环后建立起不同恒定电流值下温度与所述发光二极管正向压降之间
的一一对应关系。本发明所述的高精度血氧探头的光源为发光二极管，发光二极管工作时功耗大部 分转化成热量，只有少部分转换成光能，形成发光现象。通过不同的电流，LED的PN结将会 产生不同的热量；当使LED通过恒定电流时，LED的PN结温度将随环境温度变化。根据LED的发光原理可知，LED波长主要是由其PN结之间的能带宽(Eg)决定的， 而Eg的大小与PN结温度的高低有直接的关系。因此，LED温度的变化直接决定了 LED波 长的变化。然而，探头工作时LED的温度测量比较困难，当然可以通过温度传感器来测量，但 这必然要大幅度的增加血氧探头的成本。因此需要寻找另一个参数来衡量温度的变化情 况。我们知道血氧探头的LED实际上就是一个半导体二极管，而半导体二极管的一个特性 就是，温度对二极管的正向电压有着直接的关系，因此，我们可以利用二级管的这一特性来 实现探头波长的补偿。很显然，通过实施本发明实现温度检测的技术方案可以实现对本发明所述高精度 血氧探头的温度检测；通过实施本发明所述实现波长补偿的技术方案，则可最终实现对本 发明所述高精度血氧探头的波长补偿，即实现对本发明所述高精度血氧探头波长偏移进行 修正、减小因波长偏移而导致的脉搏血氧测试误差的有益效果，保证高精度血氧探头的测量精度要求，且整体成本低廉。另外，通过改变恒定电流值的方法步骤建立起电流、温度、正向压降和波长的对应 关系，可以在选定某一恒定电流值的情况下，通过检测发光二极管的正向压降，获得探头的 温度数据以及波长变化数据，并可采取措施对波长进行补偿。
下面结合说明书附图对本发明做进一步详细的描述，其中图1为本发明的系统结构图。
具体实施例方式如图1所示，一种高精度血氧探头，包括相互依次连接的探头、电缆线和插头，在 所述高精度血氧探头中还设有数字记忆芯片，所述数字记忆芯片设置在所述插头上，所述 的数字记忆芯片可以是随机存储芯片、闪存芯片或者是可编程只读芯片。所述探头中设有 红光LED和红外光LED。通过实施以下步骤可实现对红光LED和/或红外光LED之PN结的温度检测a、给所述血氧探头中设置的发光二极管通过一恒定电流；b、预先在不同温度下，分别测试所述血氧探头中设置的发光二极管正向压降的变 化，并建立起温度与所述发光二极管正向压降之间的一一对应关系；C、测试所述发光二极管的正向压降，并通过上述b步骤建立起的对应关系，获得 温度数据，实现对温度的检测。鉴于LED波长主要是由其PN结之间的能带宽(Eg)决定的，而Eg的大小与PN结 温度的高低有直接的关系。因此，LED温度的变化直接决定了 LED波长的变化，故通过以下 步骤则可实现对所述高精度血氧探头波长的补偿a、给所述血氧探头中设置的发光二极管通过一恒定电流；b、预先在不同温度下，分别测试所述血氧探头中设置的发光二极管正向压降的变 化，并建立起温度与所述发光二极管正向压降之间的一一对应关系；C、测试所述发光二极管的正向压降，并通过上述b步骤建立起的对应关系，获得 温度数据，实现对温度的检测；d、利用检测所述高精度血氧探头发光二极管的正向电压的变化量来计算波长的 变化量，从而实现对所述高精度血氧探头波长的补偿。其中所述的d步骤具体包括如下步骤dl、利用二极管的特性，在不同的环境温度下，通过测试所述发光二极管的正向压 降的变化，建立起所述发光二极管正向压降与所述发光二极管的峰波长之间的变化关系；d2、将探头工作温度范围内不同温度下对应的所述发光二极管的峰波长数值储存 在探头插头中的记忆芯片中，供血氧仪工作时调用；d3、探头工作时，通过血氧仪上的检测电路，检测出所述发光二极管的正向压降 的变化量，然后根据记忆芯片中的变化关系式，转换成所述发光二极管波长的变化量并重 新调整所述发光二极管的峰波长值，从而实现对所述高精度血氧探头峰波长实时补偿的目 的。
另外，在所述的b步骤和c步骤间还包括bl步骤即改变所述a步骤中的恒定电 流值后返回到所述b步骤；通过bl步骤与b步骤的有限次循环后建立起不同恒定电流值下 温度与所述发光二极管正向压降之间的一一对应关系。通过实施以上技术方案可建立起一套不同恒定电流值下，不同正向压降情况下所 一一对应的不同的温度和波长变化数据，从而能够最终实现对LED波长的补偿，为本发明 所述高精度血氧探头的精确检测提供条件。必须指出，上述实施例只是对本发明做出的一些非限定性举例说明。但本领域的 技术人员会理解，在没有偏离本发明的宗旨和范围下，可以对本发明做出修改、替换和变 更，这些修改、替换和变更仍属本发明的保护范围。
权利要求
1.一种高精度血氧探头温度检测方法，其特征是包括如下步骤a、给所述血氧探头中设置的发光二极管通过一恒定电流；b、预先在不同温度下，分别测试所述血氧探头中设置的发光二极管正向压降的变化， 并建立起电流、温度与所述发光二极管正向压降之间的一一对应关系；C、测试所述发光二极管的正向压降，并通过上述b步骤建立起的对应关系，获得温度 数据，实现对温度的检测。
2.根据权利要求1所述的一种高精度血氧探头温度检测方法，其特征是在所述的b 步骤和c步骤间还包括bl步骤即改变所述a步骤中的恒定电流值后返回到所述b步骤； 通过bl步骤与b步骤的有限次循环后建立起不同恒定电流值下温度与所述发光二极管正 向压降之间的一一对应关系。
3.一种高精度血氧探头波长补偿方法，其特征是包括如下步骤a、给所述血氧探头中设置的发光二极管通过一恒定电流；b、预先在不同温度下，分别测试所述血氧探头中设置的发光二极管正向压降的变化， 并建立起电流、温度与所述发光二极管正向压降之间的一一对应关系；C、测试所述发光二极管的正向压降，并通过上述b步骤建立起的对应关系，获得温度 数据，实现对温度的检测；d、利用检测所述高精度血氧探头发光二极管的正向电压的变化量来计算波长的变化 量，从而实现对所述高精度血氧探头波长的补偿。
4.根据权利要求2所述的一种高精度血氧探头波长补偿方法，其特征是所述的d步 骤具体包括如下步骤dl、利用二极管的特性，在不同的环境温度下，通过测试所述发光二极管的正向压降的 变化，建立起所述发光二极管正向压降与所述发光二极管的峰波长之间的变化关系；d2、将探头工作温度范围内不同温度下对应的所述发光二极管的峰波长数值储存在探 头插头中的记忆芯片中，供血氧仪工作时调用；d3、探头工作时，通过血氧仪上的检测电路，检测出所述发光二极管的正向压降的变化 量，然后根据记忆芯片中的变化关系式，转换成所述发光二极管波长的变化量并重新调整 所述发光二极管的峰波长值，从而实现对所述高精度血氧探头峰波长实时补偿的目的。
5.根据权利3或者4所述的一种高精度血氧探头波长补偿方法，其特征是包括如下 步骤在所述的b步骤和c步骤间还包括bl步骤即改变所述a步骤中的恒定电流值后返回 到所述b步骤；通过bl步骤与b步骤的有限次循环后建立起不同恒定电流值下温度与所述 发光二极管正向压降之间的一一对应关系。
全文摘要
本发明公开了一种高精度血氧探头温度检测和波长补偿方法。其温度检测方法为a、给所述血氧探头中设置的发光二极管通过一恒定电流；b、预先在不同温度下，分别测试所述血氧探头中设置的发光二极管正向压降的变化，并建立起电流、温度与所述发光二极管正向压降之间的一一对应关系；c、测试所述发光二极管的正向压降，并通过上述b步骤建立起的对应关系，获得温度数据，实现对温度的检测。其波长补偿方法为还包括一d步骤即利用检测所述高精度血氧探头发光二极管的正向电压的变化量来计算波长的变化量，从而实现对所述高精度血氧探头波长的补偿。通过实施本发明可以实现对所述血氧探头的温度检测和波长补偿，且整个方案实施成本低廉。
文档编号A61B5/1455GK102138799SQ20101010454
公开日2011年8月3日 申请日期2010年1月28日 优先权日2010年1月28日
发明者徐春晖, 王干兵 申请人:深圳市索莱瑞医疗技术有限公司