具有设备连接结构的脉搏血氧传感器的制作方法

本发明实施例涉及医疗器械技术领域，尤其涉及具有设备连接结构的脉搏血氧传感器。

背景技术：

血氧仪主要测量指标分别为脉率、血氧饱和度、灌注指数(pi)。血氧饱和度(oxygensaturation简写为spo2)是临床医疗上重要的基础数据之一。血氧饱和度是指在全部血容量中被结合o2容量占全部可结合的o2容量的百分比。通过依次驱动一个红光led(660nm)和一个红外光led(910nm)，蓝色线条表示血红蛋白不带氧分子的时候接收管对还原血红蛋白感应曲线，从曲线图中可以看出还原血红蛋白对660nm红光的吸收比较强，而对910nm红外光的吸收强度比较弱。红色线条表示血红蛋白并带有氧分子的血红细胞时接收管对氧合血红蛋白感应曲线，从图中可以看出对660nm红光的吸收比较弱，对910nm红外光的吸收比较强。在血氧测量时，还原血红蛋白和氧合血红蛋白，通过检测两种对不同波长的光吸收的区别，所测出来的数据差就是测量血氧饱和度最基本的数据。

无创血氧监测传感器是血氧仪中包含发光led和光电接收管的前端传感器部分。传统的指夹式脉搏血氧传感器是临床上常见的无创血氧监测传感器，而所有的无创脉搏血氧传感器通常都含有传输线，直接连接到监护仪上使用。传输线在医生和护士的日常操作过程中会带来很多的问题。目前，现在市面上还普遍存在许多包含了显示器的指夹式脉搏血氧仪，或者是无线接口的指夹式脉搏血氧仪，可以直接将血氧数据通过无线信号进行传输。但是，根据目前国家感染控制的管理要求，为了减少病人之间的交叉感染问题，尽量避免与患者接触部分的重复使用，因此在目前临床上通常采用的重复使用的监护仪和一次性使用的无创脉搏血氧传感器。因此，无法更换血氧传感器的无线血氧脉搏仪通常只运用于家用，并不能满足医院的临床要求。所以在真正的临床使用中，血氧脉搏监测仪无法真正实现“无线化”。因此，现在需要一款有设备连接结构的脉搏血氧传感器可以保证在没有传输线的情况下，将数据传输到更加可靠的血氧监测仪的设备是最佳的解决方案。并且，通过增加配件的功能，可以进一步增加该脉搏血氧传感器的用途和功能。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例所解决的技术问题之一在于提供一种具有设备连接结构的脉搏血氧传感器，用以克服现有技术中缺陷。

本发明实施例提供一种具有设备连接结构的脉搏血氧传感器，该传感器包括：外壳、发光led、光电接收管；所述外壳上可容纳有设备连接结构，该设备连接结构容纳数据传输连接点，用于将所述外壳中的发光和接收管连接到血氧主机，且同时可作为为脉搏血氧主机的底座；所述发光led、所述光电接收管嵌入在所述外壳之中。

可选地，在本申请的一实施例中，所述的具有设备连接结构的脉搏血氧传感器装置，其特征在于，所述外壳包含上壳与下壳两部分，中间由弹簧连接形成夹子结构，该结构用于指夹式脉搏血氧的监测。

可选地，在本申请的一实施例中，所述发光led、所述光电接收管分别嵌入在上壳和下壳中，所述发光led对准所述光电接收管。

可选地，所述外壳的材料为塑料

可选地，所述外壳的上壳与下壳上分别设有遮光结构，所述遮光结构可以减少环境光对被测部位的影响，并且，所述遮光结构可以自由更换不同型号大小，以根据个体差异适应不同被测人体结构特点。

可选地，所述外壳的上壳内嵌入有同无线脉搏血氧主机匹配的弹簧结构的数据传输接口。

可选地，所述上壳内嵌入有同无线脉搏血氧主机匹配的弹片结构的数据传输接口。

可选地，所述上壳内嵌入有同外部设备匹配的磁吸结构的数据传输接口。

可选地，所述外壳的上壳内部设有电池电源固定结构，所述电池电源固定结构可以容纳电池电源并将电源连接到所述设备连接点。

可选地，所述外壳中还包括电池，该电池可以是纽扣电池或者是碱性电池。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供一种具有设备连接结构的脉搏血氧传感器装置，装置包括：外壳、发光led、光电接收管；所述外壳上可容纳有设备连接结构，该设备连接结构容纳数据传输连接点，用于将所述外壳中的发光和接收管连接到血氧主机，且同时可作为为脉搏血氧主机的底座；所述发光led、所述光电接收管嵌入在所述外壳之中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中具有设备连接结构的脉搏血氧传感器装置的结构示意图；图2为本发明实施例中外壳的设备连接结构的结构示意图；

图3为本发明实施例中常规一次性脉搏血氧传感器示意图；

图4为本发明实施例中另一种结构形式示意图；

具体实施方式

当然，实施本发明实施例的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。

为了使本领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明实施例保护的范围。

下面结合本发明实施例附图进一步说明本发明实施例具体实现。

本发明实施例提供一种具有设备连接结构的脉搏血氧传感器，装置包括：外壳、设备连接结构；所述外壳上可容纳有设备连接结构；所述设备连接结构上设有数据传输插头。从而保证所述脉搏血氧传感器装置真正实现与脉搏血氧主机的无线、无缝连接，且同时可作为脉搏血氧主机的佩戴设备。

图1为本发明实施例提供一种具有设备连接结构的脉搏血氧传感器装置，装置包括：外壳102、发光led104、光电接收管105；如图2所示为传感器外壳102与血氧主机连接部分的结构示意图，所述外壳102上可容纳有设备连接结构101，该设备连接结构容纳数据传输连接点111，用于将所述外壳102中的发光led104和光电接收管105连接到血氧主机，且同时可作为脉搏血氧主机的底座；所述发光led104、所述光电接收管105嵌入在所述外壳102之中；

如图3所示，为目前通用的一次性脉搏血氧传感器示意图，包括外壳203，连接线202和设备连接结构201。其中如上所述的发光led、光电接收管都嵌入在外壳203中。本实施例中的脉搏血氧传感器则将图3中的连接线202和设备连接结构201直接嵌入到了外壳中，使得当血氧脉搏监测仪以外壳为底座固定于传感器之上时，便真正实现了无线化的连接。

具体地血氧脉搏监测仪的工作原理如下：

血氧饱和度(sao2)通常是指人体血液红细胞中的氧合血红蛋白(hbo2)占总体血红蛋白(hb)的比例，即：

＝

血氧饱和度通常情况下由百分比来表示，在正常情况下，动脉血的血氧饱和度通常为97％左右。由于氧合血红蛋白和血红蛋白在吸光特性上存在不同，特别是对于光波长在600到1000纳米的区间，两种血红蛋白的吸光特性存在较大不同。人们发现，可以通过测量透射过人体血管后的光源能量的衰减能够判断血氧饱和度，这就是通常临床上所提到的脉搏血氧饱和度(spo2)。该方法是一种便捷的，实时且无创脉搏血氧监测手段，并在临床上广泛应用。

由于仅仅使用单一光源的测量方法无法有效的区分出搏动血液中的氧合血红蛋白与血红蛋白，因此，为了区分氧合血红蛋白和血红蛋白，需要两种不同波长的光，且两种不同的光源应在对于两种血红蛋白的吸光特性上存在较大不同才能够计算出两者的比例。脉搏血氧的计算理论是建立在郎伯比尔定律的基础上建立的，其表达公式如下：

其中，i代表透射后光的强度，i0代表的是原始光强，而ε与λ分别代表吸光系数以及光的波长。从郎伯比尔定律中得知，具有两束具有不同波长的光源在穿过相同介质的情况下，所得到透射后的光强是不一样的，而且光强根据固有的吸光系数是固定的。如图3所示，不难发现两种血红蛋白分别对红光与近红外光的660nm到940nm有着截然不同的吸光特性。因此，绝大多数脉搏血氧探头采用波长660nm左右的红光以及波长在940nm左右的红外光作为血氧值的参考。

通过上面的表述，理想的脉搏血氧的测量位置应该是在光容易通过且动脉血管丰富的人体部位。只有这样，才可以保证透射过人体的光能够尽可能通过多的动脉血管，且人体组织不会太厚以至于光在传播到另一侧采集端之间衰减到无法测量的程度。通常临床上能够采集脉搏血氧的部位有很多，其中包括，耳垂，鼻子，舌头，指尖与脚部。这些部位都是血管丰富光源容易透射的部位。但由于人体手指部位血管丰富，且夹子形势的脉搏血氧传感器结构简单容易操作，所以，手指是脉搏血氧采集的理想位置之一。

人体组织中主要的吸光介质大致分为三种：骨骼，人体柔软组织以及动脉血。由于前两种人体组织不易发生变化，吸光特性较为稳定，因此在光通过这些吸光组织后光的衰减特性较为稳定。而动脉血在波动时会造成血管的收缩，并且血流量也会根据时间变化。其造成的结果就是光源通过动脉血管的时候，光的传播路径会随着血管的扩张和收缩增长或者减少，因此，吸光特性会根据脉搏强度而发生改变。所以，如图4所示，透射过的光经过动脉血以后，能够体现出动脉的脉搏特性，即脉搏的搏动成分，这组信号也同时构成了脉搏血氧信号的交流(ac)成分。而其余通过非搏动成分的透射信号则构成脉搏血氧信号的直流成分(dc)。之所以要通过区分透射信号中的交流与直流分量是因为不同人体由于个体差异所导致的吸光特性是不一定的，且在血氧探头生产过程中，led的工艺不可能达到使得每个led都具有相同的光波长与光强特性。所以，通过获取信号中搏动成分与非搏动成分的比值，即，ac分量与dc分量的比值，可以消除原始光强(i0)的影响。因此，通过下列公式：

可以获得血氧的特征值r，该公式计算出的是红光与红外光的比例，所得到的比值r就是特定血氧饱和度下的特征值，也就是说，r值在特定的血氧饱和度的状态下是固定的，因此，如果可以通过拟合出的r与脉搏血氧饱和度的关系，再加上实时的波形分析以及计算，就能够做到实时的无创测量脉搏血氧饱和度的目的。

具体地，在本实施例中，如图1所示，为包含上壳和下壳结构的部分，发光led、光电接收管分别嵌入在上壳和下壳的一端，从而形成对射结构。在本发明的另一实施例中，如图4所示，包括外壳303、发光led301、光电接收管外壳302和安置于外壳303上的设备连接结构304。外壳303可以是柔性的结构，发光led302、光电接收管301安装在柔性结构的一侧。如果该实施例为反射式结构，则将该传感器直接固定在被测位置上，将无线血氧脉搏监测仪固定在设备连接结构304上。如果实施例为反射式结构，则如图4中右侧所示，将柔性外壳303弯折，固定于待测人体部位，将无线血氧脉搏监测仪固定在设备连接结构304上，从而进行无线血氧的监测。

具体地，本实施例中，如图1所示，所述外壳包含上壳与下壳两部分，中间由弹簧连接形成夹子结构，该结构用于指夹式脉搏血氧的监测。进一步地，在本实施例中，所述发光led、所述光电接收管分别嵌入在上壳和下壳中，所述发光led对准所述光电接收管。所述的上壳和下壳只是一个相对的定义，实际上不做本质的区分。于本实施例中，发光led嵌入在上壳中，光电接收管嵌入在下壳中，设备连接结构也设置在上壳中，在实际的设计和运用过程中，发光led、光电接收管以及设备连接结构并不局限于此种结构。

结合如上所述血氧的测量原理，一般情况下手指、脚趾的指尖由于血管丰富，透射性能好，所以，在临床上常被用于脉搏血氧的测试部位之一。而该种应用也主要以透射式血氧为主。常规的柔性脉搏血氧传感器，基本上如图4所示，发光led和光电接收管固定在外壳一侧，但是不具备设备连接结构，需要从外壳上引线出来。本种传感器在实际使用的过程中，由于被测人的被测部位个体差异比较大，有胖有瘦，发光led和光电接收管位置通常不好对准，在操作的过程中往往费时费力。具体地，本实施例中，所述发光led、所述光电接收管分别嵌入在上壳和下壳中，所述发光led对准所述光电接收管。按照此种结构，不管被测部位的大小与否，发光led和光电接收管由于上下壳的对准关系，总能准确的对齐，从而在医护人员进行操作的过程中非常容易操作，具有非常好的便捷性。

具体地，本实施例中，所述外壳102材质可以是硬质塑料，并且由硬质塑料材质构成一个夹子形状，另外，塑料在医疗器械中经常使用，且价格低廉。夹子形状的脉搏血氧传感器能够对被测部位持续施加一定压力，这能够保证在手指放入指尖夹子结构的时候，发光led104与光电接收管105时刻贴合被测部位的皮肤组织。

通常情况下，按照血氧的检测原理，脉搏血氧传感器中一般包括660nm和905nm两种光线，但是在实际的临床环境中，包括各种环境灯光中都会包含这个波段的光束，因此外界光束非常容易进入到接收光电管中，从而对血氧的测量产生影响。因此，对外界光的干扰也是血氧测量过程中一个很重要的点。进一步地，本实施例中，如图1所示，外壳102构成的夹子上遮光柔性材料106的结构是可以贴合人体手指指尖的沟槽，其沟槽大小可以根据不同手指粗细以及大小有不同型号。

具体地，本实施例中，所述遮光柔性材料106可从外壳102拆卸下来，其目的是在测量过程中随意更换不同型号大小的遮光柔性材料106，以便于迎合不同测试人体和部位的个体差异，从而进一步保证采集到的脉搏血氧信号的稳定性。

在实现本发明的过程中，发明人发现设备连接结构101与外壳102结合为同一结构时，设备连接结构101的位置可以与发光元件104同时置于手指夹子的同侧。这样，在佩戴过程中，主机的位置位于人手背部位，使得主机插入设备连接结构101后没有遮挡，从而让无线信号强度保持最佳。

具体地，本实施例中，所述上壳内嵌入有同外部设备匹配的弹簧结构的数据传输接口。弹簧结构的特点是造价低廉，耐用性长，非常适合于脉搏血氧传感器的一次性使用。具体的，也可以包括弹片结构，整体的目标就是成本低廉，还能稳定可靠。

具体地，本实施例中，嵌入在外壳102中的内部电池103为大容量纽扣电池，纽扣电池由于结构小巧，因此，是理想的便携式设备的内部电源。如果有需要，内部电池也可以使用更大容量的两节7号电池，使得测量的时间可以大大增长。不同的电池配置可以满足临床上根据测试时间不同而满足不同的需要。

图2为本申请实施例中设备连接结构101的结构示意图；如图3所示，本实施例中，在外壳佩戴到手指指尖部位之后，可将脉搏血氧主机插入设备连接结构101中，并为其供电。

可选地，本实施例中，所述设备连接结构101可以加工成长方体形状的底座，或者其他适合脉搏血氧主机的外观结构的底座，这样可以保证在脉搏血氧主机插入设备连接结构101中以后不易脱落，连接稳固。并且，设备连接结构101的结构外观可以根据不同脉搏血氧主机的外观而更改。

可选地，本实施例中，所述设备连接结构101可以设置在外壳与指甲相连的同侧的一端，这样可以保证在佩戴过程中，主机位于手背，并且在患者手部放松的情况下，不会出现手或者手臂遮挡主机信号的问题。

可选地，本实施例中，所述设备连接结构上设有数据传输连接头111。该数据传输连接头111可与脉搏血氧主机的接收电路连接并现数据传输。所述数据连接头111有多种连接方式可选，本实施例中采用的弹簧弹片，是其中一种造价相对低廉且可靠性很高的一种连接方式。该结构可以保证脉搏血氧主机反复使用时的连接可靠性，并且耐久度很高可以保证长期使用。

可选地，本实施例中，所述设备连接结构上设有的数据传输连接头111，可以兼容多种型号的主机。除无线发射主机以外，还可以直接连接显示屏幕。并且如果有必要，也可以将数据传输线与设备连接结构相连接。这样可以使得本专利中具有设备连接结构的脉搏血氧传感器装置实现多种使用功能以及用途。

可选地，本实施例中，所述设备连接机构上设有的数据传输连接头111上可设置有磁铁。磁铁可以在佩戴过程中与主机磁性连接，这样可以使得主机连接过程变得更为简便，且不易发生连接错误的情况。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。