[go: up one dir, main page]

RU2152030C1 - Pulsating oximeter - Google Patents

Pulsating oximeter Download PDF

Info

Publication number
RU2152030C1
RU2152030C1 RU99117234A RU99117234A RU2152030C1 RU 2152030 C1 RU2152030 C1 RU 2152030C1 RU 99117234 A RU99117234 A RU 99117234A RU 99117234 A RU99117234 A RU 99117234A RU 2152030 C1 RU2152030 C1 RU 2152030C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
voltage
input
synchronous detector
radiation
Prior art date
Application number
RU99117234A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
К.М. Матус
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "МИКАРД-ЛАНА"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "МИКАРД-ЛАНА" filed Critical Закрытое акционерное общество "МИКАРД-ЛАНА"
Priority to RU99117234A priority Critical patent/RU2152030C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2152030C1 publication Critical patent/RU2152030C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has infrared radiation source connected to the first power supply source, infrared radiation source connected to the second power supply source, photodetector designed as photodiode, and current-to-voltage converter, direct-current voltage amplifier which input is connected to electric signal converter output designed as voltage- to-voltage converter, the first synchronous detector the first input of which is connected to constant current voltage amplifier output, the first high frequency filter and the first alternating current voltage amplifier are connected in series. The second synchronous detector, the first input of which is connected to constant current voltage amplifier output, the second high frequency filter and the second alternating current voltage amplifier are connected in series. The first output of opposite phase pulse shaper of 200-2000 Hz frequency has its first output connected to control input of the first power supply source and to control input of the first synchronous detector, its second output being connected to control input of the second power supply source and to control input of the second synchronous detector, and also connected to indicator unit with its output and with its first and second inputs to the outputs of the first and the second alternating current voltage amplifiers, respectively. Function calculation unit is also available. Another version of the device has current-to-voltage converter and voltage converter with log-log characteristic instead of voltage-to-voltage converter and constant current voltage amplifier. EFFECT: enhanced accuracy in measuring oxygen saturation of arterial blood in noninvasive mode. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретения относятся к медицинской технике и могут быть использованы для неинвазивного измерения насыщения артериальной крови кислородом в режиме непрерывного мониторинга. The invention relates to medical equipment and can be used for non-invasive measurement of arterial blood oxygen saturation in continuous monitoring mode.

Одним из важных диагностических и прогностических показателей в анестизиологии, реанимации и интенсивной терапии является степень насыщения циркулирующей крови кислородом, которая характеризуется коэффициентом сатурации. One of the important diagnostic and prognostic indicators in anesthesiology, intensive care and intensive care is the degree of saturation of the circulating blood with oxygen, which is characterized by a saturation coefficient.

Для определения коэффициента сатурации неинвазивным методом используют пульсовые оксиметры, принцип действия которых основан на спектрометрии тканей пальца или мочки уха. To determine the saturation coefficient by a non-invasive method, pulse oximeters are used, the principle of which is based on spectrometry of the tissues of the finger or earlobe.

Известные пульсовые оксиметры содержат в своем составе источник излучения в красном диапазоне излучения, подключенный к первому источнику тока, источник излучения в инфракрасном диапазоне излучения, подключенный к второму источнику тока, и фотоприемник, подключенный к усилительному тракту [1]. Задачей усилительного тракта является формирование четырех сигналов: постоянных составляющих красного и инфракрасного каналов, и переменных составляющих красного и инфракрасного каналов. При этом усилитель должен удовлетворять очень высоким техническим требованиям, в частности, усилитель должен иметь большой динамический диапазон (порядка 600 дБ согласно работе [1]), должен иметь, как правило, систему автоматической регулировки усиления и мощности излучения источников излучения, должен обеспечивать высокую стабильность величин отношений переменных и постоянных составляющих красного и инфракрасного сигналов. Known pulse oximeters comprise a red radiation source connected to the first current source, an infrared radiation source connected to the second current source, and a photodetector connected to the amplification path [1]. The task of the amplification path is the formation of four signals: the constant components of the red and infrared channels, and the variable components of the red and infrared channels. In this case, the amplifier must satisfy very high technical requirements, in particular, the amplifier must have a large dynamic range (of the order of 600 dB according to [1]), should have, as a rule, a system for automatically adjusting the gain and radiation power of radiation sources, and should provide high stability the ratios of the variables and the constant components of the red and infrared signals.

Выполнение этих требований весьма затруднительно, что приводит к резкому снижению точности определения коэффициента сатурации. Сложность используемого оборудования приводит к усложнению его обслуживания и повышению его цены. The fulfillment of these requirements is very difficult, which leads to a sharp decrease in the accuracy of determining the saturation coefficient. The complexity of the equipment used complicates its maintenance and increases its price.

Известен также пульсовой оксиметр, описанный в работе [2, с. 16, рис. 1] и принятый в качестве прототипа предлагаемой группы изобретений. Этот пульсовой оксиметр содержит источник излучения в красном диапазоне излучения, подключенный к первому источнику тока, источник излучения в инфракрасном диапазоне излучения, подключенный к второму источнику тока, фотоприемник, выполненный в виде фотодиода, подключенного к преобразователю электрического сигнала, выполненного в виде преобразователя ток - напряжение. Для выполнения измерений пульсовым оксиметром-прототипом необходимо иметь усилительный тракт с высокими техническими характеристиками, указанными при описании аналога [1]. Also known pulse oximeter described in [2, p. 16, fig. 1] and adopted as a prototype of the proposed group of inventions. This pulse oximeter contains a radiation source in the red range of radiation connected to the first current source, a radiation source in the infrared range of radiation connected to the second current source, a photodetector made in the form of a photodiode connected to an electric signal converter, made in the form of a current-voltage converter . To perform measurements with a pulse prototype oximeter, it is necessary to have an amplification path with high technical characteristics indicated in the description of the analogue [1].

Задачей изобретений является создание простого пульсового оксиметра с повышенной точностью определения коэффициента сатурации. The objective of the invention is the creation of a simple pulse oximeter with increased accuracy in determining the coefficient of saturation.

Указанная задача в первом варианте изобретения решается тем, что в пульсовой оксиметр, содержащий источник излучения в красном диапазоне излучения, подключенный к первому источнику тока, источник излучения в инфракрасном диапазоне излучения, подключенный к второму источнику тока, фотоприемник, выполненный в виде фотодиода, и преобразователь электрического сигнала, введены преобразователь напряжения с логарифмической характеристикой преобразования, вход которого соединен с выходом преобразователя ток - напряжение, последовательно соединенные первый синхронный детектор, первый вход которого подключен к выходу преобразователя напряжения с логарифмической характеристикой преобразования, первый фильтр верхних частот и первый усилитель напряжения переменного тока, последовательно соединенные второй синхронный детектор, первый вход которого подключен к преобразователю напряжения с логарифмической характеристикой преобразования, второй фильтр верхних частот и второй усилитель напряжения переменного тока, а также формирователь противофазных импульсов частотой 200-2000 Гц, первый выход которого подключен к управляющему входу первого источника тока и управляющему входу первого синхронного детектора, а второй выход - к управляющему входу второго источника тока и управляющему входу второго синхронного детектора, и подключенный своим выходом к индикатору и своими первым и вторым входами - к выходам соответственно первого и второго усилителей напряжения переменного тока блок вычисления функции

Figure 00000002

где S - коэффициент сатурации, A Hb λ1 и A Hb λ2 - коэффициенты экстинкции восстановленного гемоглобина на длинах волн излучения соответственно в красном и инфракрасном диапазонах излучения, ΔVλ1 и ΔVλ2 - двойные амплитуды переменного напряжения на выходах соответственно первого и второго усилителей напряжения переменного тока,
Figure 00000003
коэффициент экстинкции оксигемоглобина на длинах волн соответственно в красном и инфракрасном диапазонах излучения. Значения этих коэффициентов известны и зависят только от длин волн в красном и инфракрасном диапазонах излучения.The specified problem in the first embodiment of the invention is solved in that in a pulse oximeter containing a radiation source in the red radiation range connected to the first current source, a radiation source in the infrared radiation range connected to the second current source, a photodetector made in the form of a photodiode, and a converter electrical signal, a voltage converter with a logarithmic conversion characteristic is introduced, the input of which is connected to the output of the current-voltage converter, in series with a single first synchronous detector, the first input of which is connected to the output of a voltage converter with a logarithmic conversion characteristic, a first high-pass filter and a first AC voltage amplifier, connected in series with a second synchronous detector, the first input of which is connected to a voltage converter with a logarithmic conversion characteristic, a second upper filter frequencies and a second AC voltage amplifier, as well as an antiphase pulse generator 200 -2000 Hz, the first output of which is connected to the control input of the first current source and the control input of the first synchronous detector, and the second output - to the control input of the second current source and the control input of the second synchronous detector, and connected by its output to the indicator and its first and second inputs - to the outputs of the first and second AC amplifiers, respectively, the function calculation unit
Figure 00000002

where S is the saturation coefficient, A Hb λ1 and A Hb λ2 - extinction coefficients of reduced hemoglobin at radiation wavelengths, respectively, in the red and infrared radiation ranges, ΔV λ1 and ΔV λ2 are double amplitudes of the alternating voltage at the outputs of the first and second alternating current amplifiers,
Figure 00000003
the extinction coefficient of oxyhemoglobin at wavelengths, respectively, in the red and infrared ranges of radiation. The values of these coefficients are known and depend only on wavelengths in the red and infrared ranges of radiation.

Указанная задача во втором варианте изобретения решается тем, что в пульсовой оксиметр, содержащий источник излучения в красном диапазоне излучения, подключенный к первому источнику тока, источник излучения в инфракрасном диапазоне излучения, подключенный к второму источнику тока, фотоприемник, выполненный в виде фотодиода, и преобразователь ток - напряжение, подключенный к фотоприемнику, введены преобразователь напряжения с логарифмической характеристикой преобразования, вход которого соединен с выходом преобразователя ток - напряжение, последовательно соединенные первый синхронный детектор, первый вход которого подключен к выходу преобразователя напряжения с логарифмической характеристикой преобразования, первый фильтр верхних частот и первый усилитель напряжения переменного тока, последовательно соединенные второй синхронный детектор, первый вход которого подключен к преобразователю напряжения с логарифмической характеристикой преобразования, второй фильтр верхних частот и второй усилитель напряжения переменного тока, а также формирователь противофазных импульсов частотой 200-2000 Гц, первый выход которого подключен к управляющему входу первого источника тока и управляющему входу первого синхронного детектора, а второй выход - к управляющему входу второго источника тока и управляющему входу второго синхронного детектора, и подключенный своим выходом к индикатору и своими первым и вторым входами - к выходам соответственно первого и второго усилителей напряжения переменного тока блок вычисления функции (1). The specified task in the second embodiment of the invention is solved in that in a pulse oximeter containing a radiation source in the red radiation range connected to the first current source, a radiation source in the infrared radiation range connected to the second current source, a photodetector made in the form of a photodiode, and a converter current-voltage connected to the photodetector, a voltage converter with a logarithmic conversion characteristic is introduced, the input of which is connected to the output of the current-voltage converter a series-connected first synchronous detector, the first input of which is connected to the output of a voltage converter with a logarithmic conversion characteristic, a first high-pass filter and a first AC voltage amplifier, serially connected to a second synchronous detector, the first input of which is connected to a voltage converter with a logarithmic conversion characteristic, a second high-pass filter and a second AC voltage amplifier, as well as a phase shaper pulses with a frequency of 200-2000 Hz, the first output of which is connected to the control input of the first current source and the control input of the first synchronous detector, and the second output - to the control input of the second current source and the control input of the second synchronous detector, and connected by its output to the indicator and its the first and second inputs - to the outputs of the first and second AC voltage amplifiers, respectively, the unit for calculating the function (1).

Сущность предлагаемых изобретений поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - функциональная схема устройства по первому варианту,
на фиг. 2 - принципиальная схема преобразователя напряжение - напряжение,
на фиг. 3 - временные диаграммы,
на фиг. 4 - функциональная схема устройства по второму варианту.
The essence of the invention is illustrated by drawings, which depict:
in FIG. 1 is a functional diagram of a device according to the first embodiment,
in FIG. 2 is a schematic diagram of a voltage-to-voltage converter,
in FIG. 3 - time charts,
in FIG. 4 is a functional diagram of a device according to the second embodiment.

На чертежах обозначены:
1 - источник излучения в красном диапазоне излучения,
2 - первый источник тока,
3 - источник излучения в инфракрасном диапазоне излучения,
4 - второй источник тока,
5 - фотоприемник,
6 - преобразователь напряжение - напряжение,
7 - усилитель напряжения постоянного тока,
8 - первый синхронный детектор,
9 - первый фильтр верхних частот,
10 - первый усилитель напряжения переменного тока,
11 - второй синхронный детектор,
12 - второй фильтр верхних частот,
13 - второй усилитель напряжения переменного тока,
14 - формирователь противофазных импульсов,
15 - индикатор,
16 - блок вычисления,
17, 18 - разделительные конденсаторы,
19, 20 - резисторы CR-цепочек,
21 - операционный усилитель,
22, 23 - резисторы обратной связи,
24 - форма сигнала на первом выходе формирователя 14,
25 - форма сигнала на втором выходе формирователя 14,
26 - форма сигнала на выходе синхронного детектора 8,
27 - форма сигнала на выходе синхронного детектора 11,
28 - форма сигнала на выходе усилителя 10,
29 - форма сигнала на выходе усилителя 13,
t - ось времени,
U - ось напряжений,
30 - преобразователь ток - напряжение,
31 - преобразователь напряжения с логарифмической характеристикой преобразования.
In the drawings are indicated:
1 - radiation source in the red radiation range,
2 - the first current source,
3 - radiation source in the infrared range of radiation,
4 - a second current source,
5 - photodetector,
6 - voltage - voltage converter,
7 - DC voltage amplifier,
8 - the first synchronous detector,
9 - the first high-pass filter,
10 is a first AC voltage amplifier,
11 is a second synchronous detector,
12 is a second high-pass filter,
13 is a second AC voltage amplifier,
14 - shaper antiphase pulses,
15 - indicator
16 is a calculation unit,
17, 18 - isolation capacitors,
19, 20 - resistors of CR-chains,
21 is an operational amplifier
22, 23 - feedback resistors,
24 - waveform at the first output of the shaper 14,
25 - waveform at the second output of the driver 14,
26 - waveform at the output of the synchronous detector 8,
27 - waveform at the output of the synchronous detector 11,
28 - waveform at the output of amplifier 10,
29 - waveform at the output of the amplifier 13,
t is the time axis
U is the stress axis,
30 - current-voltage converter,
31 - voltage converter with a logarithmic conversion characteristic.

Пульсовой оксиметр по первому варианту (см. фиг. 1) содержит источник 1 излучения, подключенный к первому источнику 2 тока, источник 3 излучения, подключенный к второму источнику 4 тока, фотоприемник 5, подключенный к преобразователю 6 электрического сигнала. The pulse oximeter according to the first embodiment (see Fig. 1) contains a radiation source 1 connected to the first current source 2, a radiation source 3 connected to the second current source 4, a photodetector 5 connected to the electric signal converter 6.

Источники 1 и 2 излучения выполнены в виде светодиодов. Длина волны излучения источника 1 лежит в красном диапазоне излучения и составляет, например, (650±10) нм. Длина волны излучения источника 3 лежит в инфракрасном диапазоне излучения и составляет, например, (940±15) нм. Sources 1 and 2 of the radiation are made in the form of LEDs. The radiation wavelength of source 1 lies in the red emission range and is, for example, (650 ± 10) nm. The radiation wavelength of source 3 lies in the infrared range and is, for example, (940 ± 15) nm.

Фотоприемник 5 выполнен в виде фотодиода. Диапазон длин волн, воспринимаемых фотоприемником 5 световых сигналов, должен перекрывать диапазон длин волн, в котором лежат длины волн излучаемых источниками 1 и 3 сигналов. The photodetector 5 is made in the form of a photodiode. The wavelength range perceived by the photodetector 5 of the light signals should overlap the wavelength range in which lie the wavelengths emitted by the signal sources 1 and 3.

Преобразователь 6 выполнен в виде преобразователя напряжение - напряжение, например, по схеме приведенной на фиг. 2. Преобразователь 6 может быть выполнен и по другим известным схемам преобразователя напряжение - напряжение. The converter 6 is made in the form of a voltage-voltage converter, for example, according to the circuit shown in FIG. 2. The Converter 6 can be performed according to other known schemes of the Converter voltage - voltage.

Пульсовой оксиметр содержит также усилитель 7 напряжения постоянного тока, вход которого соединен с выходом преобразователя 6 электрического сигнала, последовательно соединенные первый синхронный детектор 8, первый вход которого подключен к выходу усилителя 7, первый фильтр 9 верхних частот и первый усилитель 10 напряжения переменного тока, последовательно соединенные второй синхронный детектор 11, первый вход которого подключен к выходу усилителя 7, второй фильтр 12 верхних частот и второй усилитель 13 напряжения переменного тока. The pulse oximeter also contains a DC voltage amplifier 7, the input of which is connected to the output of the electric signal converter 6, serially connected to a first synchronous detector 8, the first input of which is connected to the output of the amplifier 7, the first high-pass filter 9 and the first AC voltage amplifier 10, in series connected to a second synchronous detector 11, the first input of which is connected to the output of an amplifier 7, a second high-pass filter 12 and a second AC voltage amplifier 13.

Идентичные фильтры 9 и 12 верхних частот могут быть выполнены по различным известным схемам, в том числе в виде простейших разделительных CR-цепочек на пассивных элементах 17, 19 и 18, 20 (см. фиг. 1). Нижнюю границу полосы пропускания фильтров 9 и 12 выбирают исходя и из минимально возможной частоты сердцебиения пациента. Обычно нижняя граница полосы пропускания фильтров 9 и 12 составляет десятые доли герца. Identical high-pass filters 9 and 12 can be made according to various known schemes, including in the form of the simplest dividing CR-chains on passive elements 17, 19 and 18, 20 (see Fig. 1). The lower limit of the passband of the filters 9 and 12 is chosen based on and from the lowest possible heart rate of the patient. Typically, the lower limit of the passband of filters 9 and 12 is tenths of a hertz.

Усилители 10 и 13 напряжения переменного тока должны обеспечить усиление переменных составляющих сигналов на выходах синхронных детекторов 8 и 11 в диапазоне частот сердцебиения пациента, то есть достаточен диапазон частот от долей герца до единиц герц. Amplifiers 10 and 13 of AC voltage should provide amplification of the variable component signals at the outputs of synchronous detectors 8 and 11 in the frequency range of the patient's heartbeat, that is, a sufficient frequency range from fractions of a hertz to units of hertz is sufficient.

Первый выход формирователя 14 противофазных импульсов подключен к управляющему входу первого источника 2 тока и управляющему входу первого синхронного детектора 8. Второй выход формирователя 14 подключен к управляющему входу второго источника 4 тока и управляющему входу второго синхронного детектора 11. Формирователь 14 может быть выполнен, например, в виде простейшего мультивибратора. При использовании в составе пульсового оксиметра цифровых устройств обработки и регистрации результатов формирователь 14 может быть выполнен, например, в виде делителя частоты тактовых импульсов этих устройств. Частота следования импульсов на выходе формирователя 14 составляет 200-2000 Гц. При более низкой частоте следования импульсов на выходе формирователя 14 снижается точность определения коэффициента сатурации из-за погрешностей временного квантования. При повышении частоты импульсов увеличиваются требования к техническим характеристикам источников 1, 3 излучения и синхронных детекторов 8 и 11. The first output of the antiphase pulse shaper 14 is connected to the control input of the first current source 2 and the control input of the first synchronous detector 8. The second output of the shaper 14 is connected to the control input of the second current source 4 and the control input of the second synchronous detector 11. The shaper 14 can be performed, for example, in the form of a simple multivibrator. When using digital devices for processing and recording the results as part of the pulse oximeter, the shaper 14 can be made, for example, in the form of a frequency divider of the clock pulses of these devices. The pulse repetition rate at the output of the shaper 14 is 200-2000 Hz. At a lower pulse repetition rate at the output of the shaper 14, the accuracy of determining the saturation coefficient is reduced due to time quantization errors. With an increase in the pulse frequency, the requirements for the technical characteristics of radiation sources 1, 3 and synchronous detectors 8 and 11 increase.

Выходы усилителей 10 и 13 подключены соответственно к первому и второму входами блока 16 вычисления функции (1), выход которого подключен к индикатору 15. The outputs of the amplifiers 10 and 13 are connected respectively to the first and second inputs of the block 16 for calculating the function (1), the output of which is connected to the indicator 15.

Блок 16 может быть выполнен в виде аналогового или цифрового вычислительного устройства. В последнем случае блок 16 может содержать последовательно соединенные мультиплексор, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока 16, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор. Block 16 may be made in the form of an analog or digital computing device. In the latter case, block 16 may comprise a series-connected multiplexer, the first and second inputs of which are respectively the first and second inputs of block 16, an analog-to-digital converter, and a microprocessor.

Индикатор 15 может представлять собой стрелочный индикатор, цифровое табло, монитор персонального компьютера и тому подобное устройство. The indicator 15 may be a dial indicator, a digital display, a personal computer monitor, and the like.

Предлагаемый пульсовой оксиметр работает следующим образом. The proposed pulse oximeter works as follows.

Источники 1, 3 излучения и фотоприемник 5 устанавливают на пальце или мочке уха с помощью известных приспособлений. Источники 1 и 3 поочередно формируют световые потоки в красном и инфракрасном диапазонах, которые, пройдя через исследуемый объект, вызывают ток в цепи фотоприемника 5, пропорциональный в каждый момент времени интенсивности облучения. Сформированный на выходе преобразователя 6 сигнал усиливается усилителем 7 и поступает затем на входы синхронных детекторов 8 и 11, которые синхронизируются импульсами, поступающими от формирователя 14 импульсов на их управляющие входы и на источники 1 и 3 излучения. При этом на выходе синхронного детектора 8 формируется сигнал, пропорциональный благодаря новому выполнению преобразователя 6 натуральному логарифму светового потока, прошедшего через исследуемый объект в красном диапазоне излучения, а на выходе синхронного детектора 11 - в инфракрасном диапазоне. Выделенные фильтрами 9 и 12 и усиленные усилителями 10 и 13 переменные составляющие сигналов поступают на входы блока 16 вычисления функции (1), на выходе которого формируется аналоговый или цифровой сигнал, несущий информацию о коэффициенте сатурации. Благодаря логарифмической характеристике преобразования в предлагаемом устройстве амплитуды переменных составляющих сигналов мало зависят от толщины ткани пальца или мочки уха, сохраняя при этом информацию о пульсовом объеме окисленного и восстановленного гемоглобина. Sources 1, 3 of radiation and a photodetector 5 are installed on the finger or earlobe using known devices. Sources 1 and 3 alternately form light fluxes in the red and infrared ranges, which, passing through the object under study, cause a current in the circuit of the photodetector 5, which is proportional at each moment of time to the radiation intensity. The signal generated at the output of converter 6 is amplified by amplifier 7 and then fed to the inputs of synchronous detectors 8 and 11, which are synchronized by pulses from pulse former 14 to their control inputs and radiation sources 1 and 3. In this case, a signal is generated at the output of the synchronous detector 8, which is proportional to the natural logarithm of the light flux passing through the object under investigation in the red emission range due to the new implementation of the converter 6, and in the infrared range at the output of the synchronous detector 11. The variable signal components extracted by filters 9 and 12 and amplified by amplifiers 10 and 13 are fed to the inputs of function calculation unit 16 (1), at the output of which an analog or digital signal is generated that carries information about the saturation coefficient. Due to the logarithmic characteristic of the conversion in the proposed device, the amplitudes of the variable component signals depend little on the thickness of the tissue of the finger or earlobe, while maintaining information about the pulse volume of oxidized and reduced hemoglobin.

Пульсовой оксиметр по второму варианту отличается от оксиметра по второму тем, что он содержит преобразователь 30 ток - напряжение и преобразователь 31 напряжения с логарифмической характеристикой преобразования. Работа устройства по второму варианту происходит аналогично работе оксиметра по первому варианту. При этом достигается один и тот же результат. The pulse oximeter in the second embodiment differs from the oximeter in the second in that it contains a current-voltage converter 30 and a voltage converter 31 with a logarithmic conversion characteristic. The operation of the device according to the second embodiment occurs similarly to the operation of the oximeter according to the first embodiment. In this case, the same result is achieved.

Таким образом, предлагаемые изобретения позволяют упростить пульсовой оксиметр с одновременным повышением точности определения коэффициента сатурации. Thus, the proposed invention can simplify the pulse oximeter while improving the accuracy of determining the coefficient of saturation.

Промышленная применимость изобретений определяется тем, что устройства на их основе могут быть изготовлены на основании приведенного описания и чертежей и использованы для неинвазивного измерения насыщения артериальной крови кислородом в режиме непрерывного мониторинга. The industrial applicability of the inventions is determined by the fact that devices based on them can be made on the basis of the above description and drawings and used for non-invasive measurement of arterial blood oxygen saturation in continuous monitoring mode.

Источники информации
1. Стерлин Ю.Г. Специфические проблемы разработки пульсовых оксиметров. Медицинская техника, 1993, N 6, с. 26-30.
Sources of information
1. Sterlin Yu.G. Specific problems in the development of pulse oximeters. Medical Technology, 1993, N 6, p. 26-30.

2. Орлов А. С. Определение степени насыщения циркулирующей крови кислородом по амплитуде пульсовой волны. Медицинская техника, 1992, N 5, с. 16-17. 2. Orlov A. S. Determination of the degree of saturation of circulating blood with oxygen by the amplitude of the pulse wave. Medical Technology, 1992, N 5, p. 16-17.

Claims (2)

1. Пульсовой оксиметр, содержащий источник излучения в красном диапазоне излучения, подключенный к первому источнику тока, источник излучения в инфракрасном диапазоне излучения, подключенный к второму источнику тока, фотоприемник, выполненный в виде фотодиода, и преобразователь электрического сигнала, подключенный к фотоприемнику, отличающийся тем, что в него введены усилитель напряжения постоянного тока, вход которого соединен с выходом преобразователя электрического сигнала, выполненного в виде преобразователя напряжение - напряжение, последовательно соединенные первый синхронный детектор, первый вход которого подключен к выходу усилителя напряжения постоянного тока, первый фильтр верхних частот и первый усилитель напряжения переменного тока, последовательно соединенные второй синхронный детектор, первый вход которого подключен к выходу усилителя напряжения постоянного тока, второй фильтр верхних частот и второй усилитель напряжения переменного тока, а также формирователь противофазных импульсов частотой 200 - 2000 Гц, первый выход которого подключен к управляющему входу первого источника тока и управляющему входу первого синхронного детектора, а второй выход - к управляющему входу второго источника тока и управляющему входу второго синхронного детектора, и подключенный своим выходом к индикатору и своими первым и вторым входами к выходам соответственно первого и второго усилителей напряжения переменного тока блок вычисления функции
Figure 00000004

где S - коэффициент сатурации;
A Hb λ1 и A Hb λ2 - коэффициенты экстинкции восстановленного гемоглобина на длинах волн излучения соответственно в красном и инфракрасном диапазонах излучения;
ΔVλ1 и ΔVλ2 - двойные амплитуды переменного напряжения на выходе соответственно первого и второго усилителей напряжения переменного тока;
Figure 00000005
коэффициент экстинкции оксигемоглобина на длинах волн соответственно в красном и инфракрасном диапазонах излучения.
1. A pulse oximeter containing a radiation source in the red radiation range connected to the first current source, an infrared radiation source connected to the second current source, a photodetector made in the form of a photodiode, and an electric signal converter connected to the photodetector, characterized in that a DC voltage amplifier is introduced into it, the input of which is connected to the output of the electric signal converter, made in the form of a voltage - voltage converter secondly connected first synchronous detector, the first input of which is connected to the output of the DC voltage amplifier, the first high-pass filter and the first AC voltage amplifier, connected in series to the second synchronous detector, the first input of which is connected to the output of the DC voltage amplifier, second filter frequencies and a second AC voltage amplifier, as well as an antiphase pulse generator with a frequency of 200 - 2000 Hz, the first output of which is connected to the control the input of the first current source and the control input of the first synchronous detector, and the second output to the control input of the second current source and the control input of the second synchronous detector, and connected by its output to the indicator and its first and second inputs to the outputs of the first and second AC voltage amplifiers, respectively current function calculation unit
Figure 00000004

where S is the saturation coefficient;
A Hb λ1 and A Hb λ2 - extinction coefficients of reduced hemoglobin at radiation wavelengths, respectively, in the red and infrared radiation ranges;
ΔV λ1 and ΔV λ2 are the double amplitudes of the alternating voltage at the output of the first and second AC voltage amplifiers, respectively;
Figure 00000005
the extinction coefficient of oxyhemoglobin at wavelengths, respectively, in the red and infrared ranges of radiation.
2. Пульсовой оксиметр, содержащий источник излучения в красном диапазоне излучения, подключенный к первому источнику тока, источник излучения в инфракрасном диапазоне излучения, подключенный к второму источнику тока, фотоприемник, выполненный в виде фотодиода, и преобразователь ток - напряжение, подключенный к фотоприемнику, отличающийся тем, что в него введены преобразователь напряжения с логарифмической характеристикой преобразования, вход которого соединен с выходом преобразователя ток - напряжение, последовательно соединенные первый синхронный детектор, первый вход которого подключен к выходу преобразователя напряжения с логарифмической характеристикой преобразования, первый фильтр верхних частот и первый усилитель напряжения переменного тока, последовательно соединенные второй синхронный детектор, первый вход которого подключен к преобразователю напряжения с логарифмической характеристикой преобразования, второй фильтр верхних частот и второй усилитель напряжения переменного тока, а также формирователь противофазных импульсов частотой 200 - 2000 Гц, первый выход которого подключен к управляющему входу первого источника тока и управляющему входу первого синхронного детектора, а второй выход - к управляющему входу второго источника тока и управляющему входу второго синхронного детектора, и подключенный своим входом к индикатору и своими первым и вторым входами к выходам соответственно первого и второго усилителей напряжения переменного тока блок вычисления функции
Figure 00000006

где S - коэффициент сатурации;
A Hb λ1 и A Hb λ2 - коэффициенты экстинции восстановленного гемоглобина на длинах волн излучения соответственно в красном и инфракрасном диапазонах излучения;
ΔVλ1 и ΔVλ2 - двойные амплитуды переменного напряжения на выходах соответственно первого и второго усилителей напряжения переменного тока;
Figure 00000007
коэффициент экстинкции оксигемоглобина на длинах волн, соответственно, в красном и инфракрасном диапазонах излучения.
2. A pulse oximeter containing a radiation source in the red radiation range connected to the first current source, an infrared radiation source connected to the second current source, a photodetector made in the form of a photodiode, and a current-voltage converter connected to the photodetector, different the fact that a voltage converter with a logarithmic conversion characteristic is introduced into it, the input of which is connected to the output of the current-voltage converter, serially connected by a first synchronous detector, the first input of which is connected to the output of a voltage converter with a logarithmic conversion characteristic, a first high-pass filter and a first AC voltage amplifier connected in series with a second synchronous detector, whose first input is connected to a voltage converter with a logarithmic conversion characteristic, a second high-pass filter and a second AC voltage amplifier, as well as an antiphase pulse generator with a frequency of 200 - 2000 Hz, the first the output of which is connected to the control input of the first current source and the control input of the first synchronous detector, and the second output to the control input of the second current source and the control input of the second synchronous detector, and connected by its input to the indicator and its first and second inputs to the outputs of the first and second AC voltage amplifiers function calculation unit
Figure 00000006

where S is the saturation coefficient;
A Hb λ1 and A Hb λ2 - extinction coefficients of reduced hemoglobin at radiation wavelengths, respectively, in the red and infrared radiation ranges;
ΔV λ1 and ΔV λ2 are the double amplitudes of the alternating voltage at the outputs of the first and second AC voltage amplifiers, respectively;
Figure 00000007
extinction coefficient of oxyhemoglobin at wavelengths, respectively, in the red and infrared ranges of radiation.
RU99117234A 1999-08-09 1999-08-09 Pulsating oximeter RU2152030C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99117234A RU2152030C1 (en) 1999-08-09 1999-08-09 Pulsating oximeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99117234A RU2152030C1 (en) 1999-08-09 1999-08-09 Pulsating oximeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2152030C1 true RU2152030C1 (en) 2000-06-27

Family

ID=20223625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99117234A RU2152030C1 (en) 1999-08-09 1999-08-09 Pulsating oximeter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2152030C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2194445C2 (en) * 2000-12-04 2002-12-20 Закрытое акционерное общество "МИКАРД-ЛАНА" Pulsating oximeter
RU2201139C1 (en) * 2001-07-31 2003-03-27 Закрытое акционерное общество "МИКАРД-ЛАНА" Device for controlling pulse oximeter
RU2259161C1 (en) * 2003-12-26 2005-08-27 Винокуров Дмитрий Сергеевич Pulsating oxymeter

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4848901A (en) * 1987-10-08 1989-07-18 Critikon, Inc. Pulse oximeter sensor control system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4848901A (en) * 1987-10-08 1989-07-18 Critikon, Inc. Pulse oximeter sensor control system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Орлов А.С. Определение степени насыщения циркулирующей крови кислородом по амплитуде пульсовой волны. Медицинская техника. - 1992, N 5, с.16 и 17. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2194445C2 (en) * 2000-12-04 2002-12-20 Закрытое акционерное общество "МИКАРД-ЛАНА" Pulsating oximeter
RU2201139C1 (en) * 2001-07-31 2003-03-27 Закрытое акционерное общество "МИКАРД-ЛАНА" Device for controlling pulse oximeter
RU2259161C1 (en) * 2003-12-26 2005-08-27 Винокуров Дмитрий Сергеевич Pulsating oxymeter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE39268E1 (en) Simulation for pulse oximeter
US8507281B2 (en) Method of removing abnormal data and blood component spectroscopy analysis system employing the same
US4863265A (en) Apparatus and method for measuring blood constituents
US4948248A (en) Blood constituent measuring device and method
EP0102816A2 (en) Pulse oximeter
US6018674A (en) Fast-turnoff photodiodes with switched-gain preamplifiers in photoplethysmographic measurement instruments
US5193543A (en) Method and apparatus for measuring arterial blood constituents
Budidha et al. Design and development of a modular, multichannel photoplethysmography system
WO1994003102A1 (en) Optical monitor (oximeter, etc.) with motion artefact suppression
JP2004248819A (en) Blood analyzer
EP0075585A1 (en) Blood constituent measuring device and method
JPS63252239A (en) reflective oximeter
Stuban et al. Optimal filter bandwidth for pulse oximetry
JP2693958B2 (en) Oximeter and method for measuring blood components in arteries
JP6373511B2 (en) Optical analysis system and method
RU2214166C2 (en) Device for determining human psychophysiological condition
Gupta et al. Design and development of pulse oximeter
RU2152030C1 (en) Pulsating oximeter
EP3434182B1 (en) System for monitoring the blood supply to the transplanted organ
RU2175523C1 (en) Pulse oximeter
JP2004148069A (en) Reflection type detector for degree of blood oxygen saturation
RU2233620C1 (en) Pulse oxymeter
Dewantoro et al. Development of smartphone-based non-invasive hemoglobin measurement
RU2194445C2 (en) Pulsating oximeter
RU2201139C1 (en) Device for controlling pulse oximeter