可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀的製作方法

2023-07-30 05:20:41 2

專利名稱：可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀的製作方法
可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀
技術領域：
本發明涉及檢測人體血氧濃度和脈率的血氧儀，特別是涉及一種能將 所測得的數據實時傳輸、存儲及分析計算，並可供有關人員電話查詢的可 傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀。
背景糹支術
血氧儀是一種檢測人體血液中血氧飽和度和脈率的儀器，其中，應用 最為廣泛的是手指式血氧儀，這種血氧儀可夾在手指上來檢測血氧飽和度 和脈率，具有體積小，便攜帶，可一鍵式操作等特點。然而，這種血氧儀 具有明顯的缺陷。因其僅具有單一的血氧飽和度和脈率檢測功能，使得人 們在使用這類血氧儀時，只能即時操作即時查看，即只能在檢測時看到檢 測數據，而無法對數據進行傳輸和保存，因而無法保留檢測的歷史記錄， 也無法對檢測結果進行報警提示，因此具有明顯的局限性。

發明內容
本發明旨在解決上述問題，而提供一種能將所測得的數據進行無線傳 輸、保存及分析處理，在檢測數據超標情況下能自動撥號報警和通過電話 進行遠端查詢的可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀。
為實現上述目的，本發明提供一種可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀， 該血氧儀包括一個可進行血氧濃度和脈率檢測，並無線傳送4企測數據的手 表式檢測裝置和一個用於接收和存儲手錶式檢測裝置傳送的數據，能夠顯 示血氧濃度和脈率波形，並可供電話查詢以及在檢測數據超標時自動報警的數據存儲及查詢裝置，所述手錶式檢測裝置與數據存儲及查詢裝置無線 連接，手錶式檢測裝置將所測得的血氧濃度和脈率數據無線傳輸到數據存 儲及查詢裝置，由數據存儲及查詢裝置存儲、分析計算和供有關人員查詢。 手錶式檢測裝置包括表體、錶帶及血氧檢測探頭，在表體上設有液晶 顯示器，表體內的線路板上設有開關按鈕、血氧濃度和脈率檢測及無線傳
輸模塊、USB接口及蜂鳴器，所述液晶顯示器、開關按鈕、USB接口及蜂鳴 器分別與血氧濃度和脈率檢測及無線傳輸模塊相連，所述血氧檢測探頭通 過數據線與表體上的USB接口連接。
血氧濃度和脈率檢測及無線傳輸模塊包括信號放大及低通濾波模塊、 模/數轉換模塊、濾波模塊、自適應峰值檢測模塊、脈搏計算模塊、血氧濃 度計算模塊及無線發射模塊，所述信號放大及低通濾波模塊與所述血氧檢
測探頭連接，血氧檢測探頭所檢測到的光信號轉換為電流信號，經放大、 模/數轉換、濾波、自適應峰值檢測並計算脈搏和血氧濃度後，將脈搏和血 氧濃度數據送到無線發射模塊發射。
無線發射模塊包括晶片U2及其外圍電路及與所述晶片相連的天線U4、 U5,經晶片U2接收處理的血氧濃度及脈率數據經天線U4、 U5發送到數據 存儲及查詢裝置。
數據存儲及查詢裝置有一個機殼，機殼由上機殼和下機殼連接而成， 在上機殼上設有液晶顯示器及操作按鈕；下機殼內的電路板上設有電話模 塊、信息存儲及處理模塊及與之相連的無線接收模塊、語音模塊，在電路 板上還設有電話接口、 USB接口及電源線接口。
信息存儲及處理模塊為微處理器，其內存儲的血氧濃度和脈率波形數 據可分別以數字方式和波形顯示。
數據存儲及查詢裝置可與公用電話線路相連接，其內可設置親友電話 號碼、電話查詢密碼及主動報警號碼。
在上機殼上設有放置手錶式檢測裝置用的容置槽。本發明的貢獻在於，它有效克服了現有指式血氧儀存在的問題。本發 明由於設置了手錶式檢測裝置式血氧儀，該血氧儀具有與之一體的無線傳 輸裝置，可實時發送檢測數據，並設有相應的電話式數據存儲及查詢裝置， 使其能將血氧儀所測得的數據進行實時的無線接收、保存及分析處理，所 測數據可長期保存，並可形成歷史記錄。當檢測數據超標時，數據存儲及 查詢裝置能自動撥號報警，以提醒當事人和監護者進行及時處理，還可供 相關人員通過電話進行遠端查詢。因而極大地豐富了血氧儀的檢測功能， 提升了其自動化程度。


圖l是本發明的結構框圖，其中，圖1A為手錶式片企測裝置結構框圖， 圖1B為數據存儲及查詢裝置結構框圖。
圖2是本發明的手錶式檢測裝置結構示意圖，其中，圖2A為外形示意 圖，圖2B為另一側外形示意圖，圖2C為部件分解立體示意圖，圖2D為無
線發射模塊電路原理圖。
圖3是本發明的數據存儲及查詢裝置結構示意圖，其中，圖3A為外形 示意圖，圖3B為部件分解立體示意圖。
圖4是發明的使用狀態示意圖。
具體實施方式
下列實施例是對本發明的進一步解釋和說明，對本發明不構成任何限制。
參閱圖1A、圖1B，本發明的可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀包括一 個手錶式檢測裝置10和一個數據存儲及查詢裝置20。所述手錶式檢測裝置 10與數據存儲及查詢裝置20無線連接，手錶式檢測裝置10將所測得的血 氧濃度和脈率數據無線傳輸到數據存儲及查詢裝置20,由數據存儲及查詢裝置存儲、分析計算和供有關人員查詢。
如圖2A~圖2C所示，所述手錶式檢測裝置10外形與普通手錶類似， 它包括表體11、錶帶12及及血氧檢測探頭16,在表體11頂部設有液晶顯 示器111，用於顯示檢測數據。圖2C中，在表體11內設有線路板30,該 線路板上設有開關按鈕112、血氧濃度和脈率檢測及無線傳輸模塊13、 USB 接口14及蜂鳴器15。所述開關按鈕112共有四個，分別為確認按鈕1121、 返回按鈕1122、上移按鈕1123和下移按鈕1124，開關按鈕的外端部由表 體側面伸出。當按下"確認"按鈕1121時，則液晶顯示器111上顯示菜單， 用戶可選擇在屏幕上顯示脈搏和血氧濃度，或者顯示普通手錶功能的時間/ 日期，或者進入時間/日期的設定模式等；按下"返回"按鈕時，則返回到 上一級菜單；"上移"和"下移"按鈕則用於進行菜單選擇的操作。所述液 晶顯示器lll、開關按鈕112、 USB接口 14及蜂鳴器15分別與血氧濃度和 脈率檢測及無線傳輸模塊13相連。所述血氧濃度和脈率檢測及無線傳輸模 塊13結構如圖1A所示，該模塊包括信號放大及低通濾波模塊131、模/數 轉換模塊132、濾波模塊133、自適應峰值檢測模塊134、脈搏計算模塊135、 血氧濃度計算模塊136及無線發射模塊137，其中，模/數轉換模塊132後 的電路分兩路， 一路經濾波模塊133、自適應峰值檢測模塊134連接到脈搏 計算模塊135;另一路經濾波模塊133連接到血氧濃度計算模塊136。如圖 4所示，所述血氧檢測探頭16為指夾式探頭，可選用市售產品，它通過數 據線與表體上的USB接口 15連接。使用時將其夾在指尖，其中的紅外光二 極管或紅光二極體交替發出紅光和紅外光，光線穿透手指後，由血氧檢測 探頭16內的接收二極體將光信號(其強度會根據血液中氧氣深度而變化) 轉換為電流信號，再通過所述USB接口 15送到上述的血氧濃度和脈率檢測 及無線傳輸模塊13。如圖1A，經A/D轉換後的信號送到手錶式檢測裝置10, 並由該裝置的信號放大及低通濾波模塊131將電流信號轉化為電壓值，同 時進行放大、模/數轉換、濾波、自適應峰值檢測並計算脈搏和血氧濃度等
7處理。所述濾波模塊133濾波，該濾波模塊133包括低通濾波模塊1331、 高通濾波模塊1332及微分濾波模塊1333，其中，經低通濾波模塊1331、 高通濾波模塊1332濾波後的信號一路再由微分濾波模塊1333濾波；另一 路送到血氧濃度計算模塊136。該血氧濃度計算模塊136採用常規的血氧濃 度計算模塊，其根據下面的公式計算R值
一 ^V。c択
其中，AC咖是紅光對應的ADC值的波動幅度，也就是最大值與最小值的 差值；
DC咖是紅光對應的ADC值，進行低通濾波後得到的數值； ACm和DCk是紅外光的相應值；
根據R的值，通過查表的方式，得到血氧濃度值Sp02。 經微分濾波模塊1333濾波後的信號由自適應峰值檢測模塊134檢測其 電壓峰值。根據記錄的最大值，將檢測脈搏的門限值設置為MAX*0. 75。超 過門限值，則表示又來了一個脈搏，將脈搏計數器加一以後，延遲20ms再 啟動下一個脈搏的檢測。對於門限值的設定，根據每次檢測的最大值進行 適應性的調整。根據自適應峰值檢測模塊134得到的門限值，由脈搏計算 模塊135對脈搏進行計數，脈搏計算模塊135採用常規的脈搏計算模塊， 其中的時鐘電路可確定記錄這些脈搏的時間，由此計算得到每分鐘的脈搏 數。上述的脈搏計算模塊135和血氧濃度計算模塊136均與無線發射模塊 137連接，如圖2D所示，該無線發射模塊137包括晶片U2及其外圍電路及 與所述晶片相連的天線U4、 U5,所述晶片U2採用CC2430型具有信息處理 和無線發射功能的晶片，所述天線U4、 U5連接於晶片U2的RF-P、 TxRx、 RF-N埠。晶片U2將接收到的血氧濃度及脈率數據進行處理後，經天線 U4、 U5發送到數據存儲及查詢裝置20。
如圖3A、圖3B所示，所述數據存儲及查詢裝置20有一個機殼21,其與普通電話機外形類似。機殼21由上機殼211和下機殼212用螺釘連接而成，在上機殼211上設有操作按鈕23。下機殼212內的電路板40上設有液晶顯示器22、電話模塊27、信息存儲及處理模塊24及與之相連的無線接收模塊25、語音模塊26，所述液晶顯示器22及操作按鈕23與普通電話機的顯示器及操作按鈕類似，該液晶顯示器22及操作按鈕23與機殼內的信息存儲及處理模塊24相連接，在電路板40上還設有電話接口 28、 USB接口 29及電源線接口 210。所述電話模塊27可採用具有普通電話功能的常規電話模塊。所述無線接收模塊25是與所述無線發射模塊136的晶片U2相匹配的CC2430型無線接收晶片。所述信息存儲及處理模塊24為微處理器，本例中為89S52型樣史處理器，它用於儲存由無線接收^f莫塊25收到的血氧濃度和脈率數據，這些數據可長期保存達半年以上，供親友及相關人員查詢。信息存儲及處理模塊24內存儲的血氧濃度和脈率波形數據可分別以數字方式和波形顯示。該數據存儲及查詢裝置20可通過電話接口 28與公用電話線路相連接，其內可設置親友電話號碼、電話查詢密碼及主動報警號碼。親友及相關人員撥數據存儲及查詢裝置20的電話號碼並輸入密碼後，可查詢被檢測人的檢測數據。在檢測時，如發現數據超標，即被檢者的健康狀況可能出現問題時，手錶式檢測裝置10的蜂鳴器15和數據存儲及查詢裝置20的與語音模塊26相連的喇叭都會鳴叫，以提醒當事人和監護者。如果喇叭鳴叫3分鐘還未被確認，數據存儲及查詢裝置20會自動撥打親友電話，以語音方式進行報警。
如圖3B，在上機殼211上設有放置手錶式檢測裝置用的容置槽2111,使得手錶式檢測裝置IO在不使用時可置於該容置槽中。
本發明的使用狀態如圖4所示，在進行血氧濃度和脈率檢測時，被檢測者將手錶式檢測裝置10戴在手腕上，並將指夾式血氧檢測探頭16夾在指尖，按下開關按鈕112後，血氧檢測探頭16內的紅外光二極體或紅光二極體交替發出紅光和紅外光，光線穿透手指後，由血氧檢測探頭16內的接收二極體將光信號(其強度會根據血液中氧氣深度而變化)轉換為電流信
號，再通過所述USB接口 15送到上述的血氧濃度和脈率檢測及無線傳輸模塊13。檢測結果通過其中的無線發射模塊137發送到數據存儲及查詢裝置20，結果將被長期保存。同時數據存儲及查詢裝置20及時將收到的數據與標準值進行比較，判斷被檢測者健康狀況是否正常。如果檢測結果被判斷為不正常，手錶式檢測裝置10和數據存儲及查詢裝置20的內置喇叭會開始鳴叫，如果3分鐘還未得到確認，數據存儲及查詢裝置20將自動撥叫已設置的親友電話，接通後以語音方式告知被檢測者的健康狀況。親友亦可隨時撥打數據存儲及查詢裝置20的電話號碼，輸入密碼後可查詢病人當前健康狀況和歷史健康狀況。
儘管通過以上實施例對本發明進行了揭示，但是本發明的範圍並不局限於此，在不偏離本發明構思的條件下，以上各構件可用所屬技術領域人員了解的相似或等同元件來替換。
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權利要求
1、一種可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀，其特徵在於，它包括一個可進行血氧濃度和脈率檢測，並無線傳送檢測數據的手錶式檢測裝置(10)和一個用於接收和存儲手錶式檢測裝置(10)傳送的數據，能夠顯示血氧濃度和脈率波形，並可供電話查詢以及在檢測數據超標時自動報警的數據存儲及查詢裝置(20)，所述手錶式檢測裝置(10)與數據存儲及查詢裝置(20)無線連接，手錶式檢測裝置(10)將所測得的血氧濃度和脈率數據無線傳輸到數據存儲及查詢裝置(20)，由數據存儲及查詢裝置存儲、分析計算和供有關人員查詢。
2、 如權利要求1所述的可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀，其特徵在 於，所述手錶式檢測裝置(10)包括表體(11)、錶帶(12)及血氧檢測探 頭(16)，在表體(11)上設有液晶顯示器(111)，表體(ll)內的線路板(30 )上設有開關按鈕(112 )、血氧濃度和脈率檢測及無線傳輸模塊(13 )、 USB接口 (14)及蜂鳴器(15),所述液晶顯示器(111)、開關按鈕(112)、 USB接口 ( 14 )及蜂鳴器(15 )分別與血氧濃度和脈率檢測及無線傳輸模塊(13)相連，所述血氧檢測探頭(16)通過數據線與表體上的USB接口 (14) 連接。
3、 如權利要求2所述的可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀，其特徵在 於，所述血氧濃度和脈率檢測及無線傳輸模塊(13)包括信號放大及低通 濾波模塊(131)、模/數轉換模塊(132)、濾波模塊(133)、自適應峰值檢 測模塊(134 )、脈搏計算模塊(135 )、血氧濃度計算模塊(136 )及無線發 射模塊(137 ),所述信號放大及低通濾波模塊(131)與所述血氧檢測探頭(16)連接，血氧檢測探頭(16)所檢測到的光信號轉換為電流信號，經 放大、模/數轉換、濾波、自適應峰值檢測並計算脈搏和血氧濃度後，將脈 搏和血氧濃度數據送到無線發射模塊(137)發射。
4、 如權利要求3可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀，其特徵在於，所 述濾波模塊(133 )包括低通濾波模塊(1331 )、高通濾波模塊(1332 )及 微分濾波模塊(1333)。
5、 如權利要求3可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀，其特徵在於，所 述無線發射模塊(137)包括晶片(U2)及其外圍電路及與所述晶片相連的 天線(U4、 U5),經晶片(U2)接收處理的血氧濃度及脈率數據經天線(U4、 U5)發送到數據存儲及查詢裝置(20)。
6、 如權利要求1所述的可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀，其特徵在 於，所述數據存儲及查詢裝置(20)有一個機殼(21),機殼(21)由上機 殼(211)和下機殼(212 )連接而成，在上機殼(211)上設有操作按鈕(23 ); 下機殼(212)內的電路板(40)上設有液晶顯示器(22)、電話模塊(27)、 信息存儲及處理模塊(24 )及與之相連的無線接收模塊(25 )、語音模塊(26 )， 在電路板(30 )上還設有電話接口 ( 28 )、 USB接口 ( 29 )及電源線接口 ( 210 )。
7、 如權利要求6所述的可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀，其特徵在 於，所述信息存儲及處理模塊(24)為微處理器，其內存儲的血氧濃度和 脈率波形數據可分別以數字方式和波形顯示。
8、 如權利要求6所述的可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀，其特徵在 於，數據存儲及查詢裝置(20)可與公用電話線路相連接，其內可設置親 友電話號碼、電話查詢密碼及主動報警號碼。
9、 如權利要求6所述的可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀，其特徵在於，在上機殼(211)上設有放置手錶式檢測裝置用的容置槽(nii)。
全文摘要
一種可傳輸和存儲數據的手錶式血氧儀，它包括手錶式檢測裝置和數據存儲及查詢裝置，手錶式檢測裝置的表體上設有液晶顯示器，表體內的線路板上設有開關按鈕、血氧濃度和脈率檢測及無線傳輸模塊、USB接口及蜂鳴器。數據存儲及查詢裝置的上機殼上設有液晶顯示器及操作按鈕；下機殼內的電路板上設有電話模塊、信息存儲及處理模塊及與之相連的無線接收模塊、語音模塊。手錶式檢測裝置與數據存儲及查詢裝置無線連接，將所測得的血氧濃度和脈率數據無線傳輸到數據存儲及查詢裝置，由數據存儲及查詢裝置存儲、分析計算和供有關人員查詢。
文檔編號A61B5/145GK101474073SQ20081024174
公開日2009年7月8日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者張少邦, 晶 王, 王俊傑, 許兆科 申請人:王俊傑;白新平