POCT仪器之——便携红外人体血氧饱和度监测仪揭秘

POCT仪器之——便携红外人体血氧饱和度监测仪揭秘

人体除心率、血压、呼吸频率和温度外，脉搏血氧(PO)被认为是排在第5位的最关键健康状况指标。血红蛋白(Hb)是血细胞的重要组成部分，它负责将氧气从肺部输送到身体的其它组织。血红蛋白在任一时刻所含的氧气量被称为氧饱和度。氧饱和度以百分比表示，它是血红蛋白的含氧量与血红蛋白携氧能力之比。血氧饱和度是反映人体呼吸功能及氧含量是否正常的重要生理参数，它是显示人体各组织是否健康的一个重要生理参数，严重缺氧会直接导窒息、休克、死亡等悲剧的发生。

数码显示板旁边是一只双运放SGM8622 XMS：


用小改刀拨开固定卡扣，取下电路板：




电路板背面，分布的元件较多：



MCU的型号被涂了：


刮掉涂漆，看见MCU的型号是C8051F007：


C8051F007是低功耗嵌入式单片机（MCU），该单片机具有供电电压低（2.7～3.6 v）、 功耗低（可低于1 ma）、体积小（8 mm×8 mm）、功能强等特点。该单片机具有12bit adc、35 6bram、32kflash，将采集到的光电信号进行分析、处理、记忆、消除干扰及温度波动，输出数据给LED显示板。

光头的发射光源及驱动电路
血氧饱和度探头中的光源采用了双色发光二极管PDFE 833，它能发出波长分别是 660 nm和 940 nm的红光和红外光。红光和红外光经过人体的组织反射后被光电信号接收探头（硅光电池）接收。双色发光LED驱动采用 H 桥电路, 由MCU控制其调制并交替发光，如下图所示：


特制的940 nm近红外光和 660 nm红光双波长发光二极管微距图片：




351A和352A是贴片三极管（NPN,PNP）对管，构成光头LED的H 桥驱动电路：

SGM8622 XMS是低噪声CMOS双运算放大器，构成前置电路中的跨导放大器及相关电路：


PHPI是DC-DC转换IC，将2节5号电池转为12V电源给LED显示板电路供电：

四、分离仪器上下端，察看光电探头
电池仓内



用小改刀拨开电池仓下面的弹簧卡头：


松开仪器上下部分：



将粘在仪器下端的防过敏橡胶内套剥开，露出光电信号接收探头：


取下下端的橡胶内套，光电信号接收探头全貌——硅光电池：



光电信号接收探头（硅光电池）的微距图片：


将仪器装还原，按下电源开关按钮，可以看见光源发射窗的红光闪烁：



放入手指，3、4秒钟就测量出数据：脉搏63(次/分钟)，血氧饱和度98%


结束语：

该仪器检测精度取决于硬件设计和软件算法；日常使用中，该仪器基本无故障、很耐用，很省电，只要不进水，轻微的摔，都不会有影响。

随着电子技术和传感器技术的发展，更多的便携式医疗监测仪器开始进入家庭，例如：血糖仪、血压计、血氧仪、尿酸计、总胆固醇计等等。用于日常对人体健康状况的自我监测，起到很好地预警作用。