血氧监测耳罩及系统的制作方法

1.本实用新型涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种血氧监测耳罩及系统。


背景技术：

2.目前国内飞行员在飞行过程中一般都是氧气面罩直接提供一定压力的供氧，并没有根据飞行员实际的血氧状态进行监控。
3.现有技术中血氧饱和度监测主要有两种方式：指夹穿透式血氧监测和额头反射式血氧监测两种方式。血氧饱和度通常是处在一个动态范围，需通过长时间且持续的佩戴实现才能获得良好的监测效果。现有的指夹穿透式血氧监测方式，会影响飞行员作战任务的执行。额头反射式血氧监测装置固定于患者额头头部，容易影响飞行员驾驶视野，且会造成飞行员的不适。而且，飞行员在执行任务时手指、额头等位置需要进行活动，使得测量结果测稳定性及准确性较低。
4.因此，亟需一种血氧监测耳罩及系统来解决上述问题。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种血氧监测耳罩及系统，以解决现有技术中在进行血氧监测时会影响用户其它执行其它任务，给用户带来不适、测量结果稳定性较低的问题。
6.本实用新型解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：
7.一种血氧监测耳罩，包括：耳罩主体和血氧监测模块；耳罩主体包括耳盖和耳垫，耳垫上设置有监测孔；血氧监测模块安装在耳罩主体的内部，包括光电探头和采集处理模块，光电探头穿过监测孔安装在耳垫内表面，采集处理模块安装在耳盖内壁上；采集处理模块与光电探头连接；光电探头用于采集血氧信号；采集处理模块用于接收血氧信号并进行处理得到血氧饱和度值。
8.在本实用新型的较佳实施例中，上述光电探头包括：传感器、柔性电路板以及软套；软套上设置有安装孔，传感器安装在安装孔内；柔性电路板的一端穿过软套与传感器连接，柔性电路板的另一端与采集处理模块连接。
9.在本实用新型的较佳实施例中，上述采集处理模块包括：处理器电路板和柔性天线；处理器电路板安装在耳盖内壁，与光电探头进行连接，并与设置在耳盖的耳罩连接器通过线缆连接；柔性天线通过单面背胶设置在耳罩内壁，并与处理器电路板通过线缆连接。
10.在本实用新型的较佳实施例中，上述光电探头的柔性电路板与处理器电路板进行可拆卸连接。
11.在本实用新型的较佳实施例中，上述处理器电路板上设置有抽屉式接件；柔性电路板与处理器电路板连接的一端设置有与抽屉式接件匹配的抽屉式插件。
12.在本实用新型的较佳实施例中，上述血氧监测耳罩还包括：指示灯，指示灯与采集处理模块连接；指示灯用于向耳罩主体外传递光信号。
13.在本实用新型的较佳实施例中，上述指示灯设置在耳盖内或耳盖壁中；耳盖壁中设置有导光孔；指示灯发出的光信号经由导光孔传递至耳罩主体外。
14.在本实用新型的较佳实施例中，上述血氧监测耳罩还包括导光件和限位槽；限位槽设置在耳盖内壁，位于指示灯下方；导光件匹配安装在限位槽内，用于传导指示灯的灯光，导光件上设置有凸出部，凸出部匹配安装在导光孔内，导光件上还设置有缺口，用于收容指示灯。
15.在本实用新型的较佳实施例中，上述耳盖内壁还设置有固定块以及与固定块匹配的连接件；柔性电路板与采集处理模块连接的一端设有至少一个固定孔，连接件穿过固定孔将柔性电路板固定在固定块上，用于防止防止柔性电路板和采集处理模块之间的连接发生松动从而脱离。
16.一种血氧监测系统，包括上述血氧监测耳罩。
17.本实用新型采用上述技术方案达到的技术效果是：将血氧监测模块集成到耳罩上，隐秘性较高，不占空间；血氧测试位置在颞浅动脉处相对比手指等其他位置更静止，测量结果测稳定性及准确性更高。而且应用于耳罩，佩戴舒适无异物感，完全无感，不影响用户其它操作，可持续长时间的佩戴测试。
18.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
20.为了更清楚地说明本实用新型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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型的实施例示出的血氧监测耳罩的截面图；
22.图2为本实用新型的实施例示出的血氧监测装置的结构示意图；
23.图3为本实用新型的实施例示出的光电探头的结构示意图；
24.图4为本实用新型的实施例示出的采集处理模块的结构示意图；
25.图5为本实用新型的实施例示出的血氧监测耳罩的耳盖内部截面图；
26.图6为本实用新型的实施例示出的血氧饱和度监测流程图。
具体实施方式
27.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的实施例保护的范围。通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所
采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，而且所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。
28.血氧饱和度是血液中氧合血红蛋白的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数，因此检测血氧饱和度(sao2)可以对肺的氧合血红蛋白携氧能力进行估计，是反应机体缺氧的一个重要生理指标，当机体缺氧到较重程度时，可以通过数据明显反应出来血氧饱和度的变化。
29.根据beer
‑
lambert定律，血液中的不同血红蛋白对于不同波长的照射光吸光度不同，研究表明还原血红蛋白(hb)和氧合血红蛋白(hbo2)两种物质对波长为940nm和660nm光的吸光度差别最大。因此可穿戴式无创血氧监测可通过波长为660nm和940nm的反射光强度计算血氧饱和度，主要手段是光电容积脉搏波描记法(ppg)。
30.采集的电信号分为直流信号(dc)和交流信号(ac)。当处理静止状态时，理论上由于皮肤、骨骼、静脉、以及组织物体吸收恒定不变，即为dc信号，ac信号部分是由跟着人体心脏同时变化的血管收缩和扩张得到的。当血氧饱和度出现变化时，ac660/ac940比值也发生变化，或者说功率的比值，这个比值的大小就是判断血氧饱和度的特征值r，根据r即可求出血氧饱和度值。
31.本实用新型检测血氧饱和度的位置在人体耳部区域，如颞浅动脉处，将血氧监测模块100设置为柔性封装，血氧监测模块100本身柔软富有弹性且隐藏集成到耳罩内，可应用于飞行员耳罩或日常配戴的耳罩式耳机等，佩戴者佩戴时较为舒适，且可长时间地进行连续检测。
32.如图1至图6所示，本实用新型提供的一种血氧监测耳罩，包括：耳罩主体30和血氧监测模块100；耳罩主体30包括耳盖32和耳垫31，耳垫上设置有监测孔，其中，耳垫31包括皮革套层和填充物；血氧监测模块100安装在耳罩主体30的内部，包括光电探头10和采集处理模块20，光电探头10穿过监测孔安装在耳垫31的皮革内表面，采集处理模块20安装在耳盖内壁321上；采集处理模块20与光电探头10连接，耳罩连接器23与电源连接；光电探头10用于采集血氧信号；采集处理模块20用于接收血氧信号并进行处理得到血氧饱和度值，并将血氧饱和度值发送至接收终端。
33.具体地，本实施方式的血氧监测耳罩还包括：耳罩连接器23和电源，耳罩连接器23设置在耳盖32上，分别于与采集处理模块20以及电源连接。
34.其中，光电探头10在耳垫31的安装区域与耳部颞浅动脉相匹配，光电探头10位置不限于颞浅动脉，还可以根据人体在耳部区域的动脉位置进行灵活设计。耳部区域相对比手指和手腕等其他位置更静止，测量结果测稳定性及准确性更高。而且，血氧监测模块100集成到耳罩上，隐秘性较高，不占空间。
35.本实施例中，光电探头10将采集的光信号转换为血氧信号；采集处理模块20将就接收的血氧信号进行放大后，进行模数转换，读入微控制单元(microcontroller unit，mcu)，mcu对数据进行缓存和滤波处理，计算出血氧饱和度的特征值后，代入血氧标定公式，计算出血氧饱和度值。然后通过蓝牙将血氧数据实时传输到接收端。血氧监测模块100应用于耳罩式耳机等装置，使得佩戴者佩戴时较为舒适，且可长时间地进行连续检测，测量结果测稳定性及准确性更高。
36.光电探头10设置在耳罩主体30中贴合耳部的耳垫31上，包括：传感器13、柔性电路
板11(fpc、flexible printed circuit board)以及软套12。软套12上设置有安装孔，传感器13安装在安装孔内。柔性电路板11的一端穿过软套12与传感器13连接，柔性电路板11的另一端与采集处理模块20连接，传感器可以为贴片式血氧饱和度检测传感器。其中，可以将传感器13与柔性电路板11作为嵌件置于模具中一体成型，还可以将其上下粘贴组装，柔性电路板11在传感器13焊盘背面(与传感器13连接区域)进行局部加强，防止传感器13与柔性电路板11脱离连接，保证了传感器13的可靠性。
37.本实施例中，传感器13包括：红光和红外led以及探测器，红光和红外led可分别发出不同波长的红光和红外光，且红光和红外led按照固定频率交替开关。探测器可以采集光信号，并将光信号并转换成血氧信号，然后将采集的血氧信号通过柔性电路板11传输至采集处理模块20。传感器13安装在软套12内，使得软套12成为传感器13的外层结构件，起到缓冲、保护传感器13的作用，有效的避免传感器13损坏，而且满足了佩戴舒适性的需求。其中，软套12如硅胶、树脂类等弹性体。
38.进一步地，采集处理模块20包括：处理器电路板21和柔性天线22；处理器电路板21安装在所述耳盖内壁321，与光电探头10进行连接，并与耳罩连接器23通过线缆连接；柔性天线22通过单面背胶设置在耳罩内壁321，并与处理器电路板21通过线缆连接。其中，采集处理模块20集成安装在耳罩的内部，简化集成设计，减少了集成带来的外部干扰因素。
39.本实施例中，处理器电路板21上集成有模数转换单元、信号放大单元、mcu和蓝牙单元等。处理器电路板21上各单元可以对光电探头10采集的血氧信号进行处理，得到血氧饱和度值，然后通过柔性天线22将血氧饱和度值发送到接收端或监控端。
40.进一步地，光电探头10的柔性电路板11的一端与采集处理模块20的处理器电路板21进行可拆卸连接。本技术，可以根据不同人员采用不同大小的耳垫31，而且当采集处理模块20损坏时，也需要进行更换。因此，柔性电路板11与处理器电路板21进行可拆卸连接也便于更换耳垫31和采集处理模块20(更换耳垫31时一同更换光电探头10)，有利于节约成本。
41.进一步地，处理器电路板21上设置有抽屉式接件212；柔性电路板11与处理器电路板21连接的一端设置有与抽屉式接件212匹配的抽屉式插件(图未示)。本实施方式中，柔性电路板11的一端设有突出部111，突出部111上设置有与抽屉式接件212匹配的抽屉式插件(图未示)。
42.进一步地，耳盖内壁321还设置有固定块28以及与固定块28匹配的连接件24；柔性电路板11与采集处理模块20连接的一端设有至少一个固定孔112，连接件24穿过固定孔112将柔性电路板11固定在固定块28上。
43.本实施例中，柔性电路板11的一端与安装在耳垫31的皮革套内表面的传感器13连接，然后穿过耳垫31与安装在耳盖32内的处理器电路板21进行可拆卸连接。柔性电路板11与处理器电路板21连接的一端设有突出部111，突出部111上安装有抽屉式插件(图未示)，处理器电路板21上设有与抽屉式插件(图未示)匹配的抽屉式接件212。在柔性电路板11的突出部111后方设有至少一个固定孔112，固定块28上设置有内螺纹，连接件24一端设置有与内螺纹匹配的外螺纹。固定块28和连接件24通过螺纹的方式实现可拆卸连接，使得柔性电路板11通过螺丝进行固定，即连接件24外螺纹的一端穿过柔性电路板11上的固定孔112与固定块28上的内螺纹进行可拆卸连接后将柔性电路板11固定在固定块28上，以防止柔性电路板11和采集处理模块20之间的连接发生松动从而脱离。
44.进一步地，血氧监测耳罩还包括：指示灯211，指示灯211与采集处理模块20连接。其中，指示灯可以设置在处理器电路板21上，还可以设置在耳盖32壁中。指示灯211可以将发出的光信号传递至耳罩主体30外，用于测试前的自检，如将手指贴于光电探头10处进行自检，指示灯211发出绿光表示正常，发出红光表示异常。具体地，指示灯211可以但不限于侧发光led，还可以是正发光led。
45.进一步地，耳盖32壁中设置有导光孔27；指示灯211发出的光信号经由导光孔27传递至耳罩主体30外。
46.进一步地，血氧监测耳罩还包括导光件26和限位槽25；限位槽25设置在耳盖内壁321上，位于指示灯211下方；导光件26匹配安装在限位槽25内，用于传导指示灯211发出的灯光，导光件26上设置有凸出部261，凸出部261匹配安装在导光孔27内，导光件26上还设置有缺口，用于收容指示灯211。
47.本实施例中，在处理器电路板21设置指示灯211的下方的耳盖内壁321上设置限位槽25。限位槽25用于放置和固定导光件26位置，限位槽25采用截面为方形的三维结构，限位槽25的高度可以不相同，随耳盖内壁321的向内曲度进行变化，向内弯曲度越大其高度越小。当然，限位槽25也可以是截面为三角形、长方形或不规则形状等其他三维形状。导光件26形状匹配安装位置限位槽25设计为异形结构并可以通过处理器电路板21进行压紧；导光件26的凸出部261与导光孔27匹配设计为圆柱形三维结构，当然导光孔27和导光件26的凸出部也可以是截面为三角形或矩形等其他形状的三维结构；导光件26的缺口与指示灯211的形状匹配的异形结构。其中，导光件26材质可以为半透明硅橡胶，既满足导光要求，又满足耳罩开孔处的密封，防尘防水。
48.本实用新型的血氧监测耳罩，通过将血氧监测装置集成到在耳罩上，采用贴片式血氧饱和度检测传感器，当用户佩戴耳罩时，血氧饱和度传感器的贴片可以紧密贴合飞行员的颞浅动脉处，即保证的飞行员佩戴的舒适性，又保证检测的准确性。
49.本实用新型还提供一种血氧监测系统，包括如上所述的血氧监测耳罩。当用户佩戴耳罩时，光电探头10的传感器13的贴片可以紧密贴合用户的颞浅动脉处。在使用时采集处理模块20驱动红光和红外led按照固定频率交替开关，探测器将采集的电信号转换为血氧信号后发送到采集处理模块20。采集处理模块20对接收的血氧信号经过放大，ad转化后，读入mcu，mcu对数据进行缓存和滤波处理，计算出血氧饱和度的特征值r值后，将其代入血氧标定公式，计算出血氧饱和度值。最后采集处理模块20通过蓝牙单元将数据实时传输到接收终端。可以对用户实际的血氧状态进行长时间的实时监控。
50.在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。还应当理解，本文中使用的术语“第一”和“第二”等，仅用于名称上的区分，并不用于限制数量和顺序。
51.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，上述实施例及附图是示例性的，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型实施例所必须的，不能理解为对本实用新型的限制，在本实用新型的技术构思范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。