[发明专利]一种抗环境光干扰的血氧测量装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无创血氧测量设备，尤其涉及一种抗环境光干扰的血氧测量装置及其测量方法。

背景技术

血氧又叫血氧饱和度，血氧饱和度是衡量人体血液携带氧的能力的重要参数，通过血氧饱和度的测量，可以及时了解患者的血氧含量，具有极重要的临床价值。

无创血氧测量主要采用光电技术，通常有两种方法：投射法和反射法。光电技术是通过发射一束光通过照射至人体的特定部位，光通过透射或反射至光接收模块，不同的血氧饱和度和不同的脉率均会导致光接收模块产生的光电流信号强度不一样，据此可以检测出血氧饱和度和脉率。

血氧的检测电路都包含电流电压转换（即电流转电压）电路，这种转换通常做法是采用运算放大器实现，为实现高的信噪比，我们通常希望该电路具有尽可能大的信号增益，即接收到最大光电流时，电流电压转换模块输出的电压应接近运算放大器的最大输出电压。但实际情况下，由于外界环境光（太阳光、照明灯光、用于疾病治疗的医用光源等）的光谱与光接收模块的接收光谱有重叠的部分，那么当这些光照射到光接收模块时，必然会产生光电流，这些光电流与测量中发光模块产生的光电流发生混叠，光电流强度大幅度提升的同时也增大了测量电路的误差，最严重时会造成电流电压转换模块中的运算放大器饱和，导致血氧测量失效。

而目前环境光滤除单元是基于电压的方式来进行干扰滤除，这必须在该环境光滤除单元前设置有电流电压转换模块，为其转换和处理光信号。容易是电流电压转换模块饱和的同时，也不可避免的将一些光干扰信号处理为有效信号，从而导致血氧测量设备误差大，信噪比低，甚至测量失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构相对简单，信噪比高的的血氧测量装置。

一种提高血氧抗环境光测量的装置，设置有：用于提供有效光源的发光模块；用于接收所述发光模块照射被测体后的折射光及反射光并转换为光电流的光接收模块；与所述光接收模块连接，用于将其输出的光电流转换成光电压的电流电压转换模块；与所述电流电压转换模块连接，用于将其输出的模拟信号转换为数字信号的模数转换模块；与所述模数转换模块连接，用于对其输出的数字信号进行相应算法处理的信号处理模块；

还设置有补偿模块，该补偿模块设置于所述光接收模块和所述电流电压转换模块之间，并分别与所述光接收模块、所述电流电压转换模块、所述信号处理模块连接，用于根据所述信号处理模块输出的信号，滤除所述光接收模块输出的干扰光电流。

进一步的，所述补偿模块包括有数模转换电路、信号调理电路、电流注入电路；

所述数模转换电路分别与所述信号处理模块、所述信号调理电路连接，用于将所述信号处理模块输入的补偿信号转换为模拟信号输出至所述信号调理电路；

所述信号调理电路包括：第一运算放大器、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、接地端子、输出电压端子Vref；

所述第一电阻一端连接至所述数模转换电路，另一端串联至第一运算放大器反向输入端；所述第一运算放大器输出端与所述第三电阻、所述Vref输出端子、所述第三电容、所述接地端子顺序串联；所述第四电容并联于所述第三电容两端；所述第二电容并联于所述第一运算放大器的反向输入端及输出端；所述第二电阻并联于所述第一运算放大器反向输入端及所述输出电压端子Vref；所述第一电容并联于所述第二电阻两端；所述第一运算放大器非反向输入端与所述地线端子连接；

所述电流注入电路设置有第八电阻，所述第八电阻一端连接至所述输出电压端子Vref，另一端接入光接收模块与电流电压转换模块间的结点；用于根据所述数模转换电路输入的信号向所述电流电压转换模块输出补偿电流。

再进一步的，所述电流电压转换模块还包括辅助电流电压转换单元；所述辅助电流电压转换单元分别与所述光接收模块、所述信号处理模块连接，用于提供多一组转换接口；

所述电流注入电路还设置有第九电阻，用于提供多一个电流注入接口。

作为一种改进，所述补偿模块还包括信号反相电路；

所述信号反向电路包括第四电阻、第五电阻、第二运算放大器，所述电流电压转换模块的共模电压端子Vcom；