本發(fā)明涉及生命體征監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測(cè)裝置和方法。

背景技術(shù)：

目前市場(chǎng)上的大部分生命體征監(jiān)護(hù)儀都是侵入式的或者說(shuō)是穿戴式的，這些檢測(cè)方案對(duì)于人的正常休息可能會(huì)造成一定影響。另外，像傳統(tǒng)心電監(jiān)護(hù)為了避免交叉感染，基本都是使用一次性電極，難以循環(huán)使用。

在特殊環(huán)境下的生命體征監(jiān)控，比如核磁共振環(huán)境，傳統(tǒng)的電子學(xué)監(jiān)測(cè)對(duì)于強(qiáng)電磁干擾可能束手無(wú)策。

綜上所述，傳統(tǒng)的生命體征監(jiān)測(cè)產(chǎn)品有以下不足：

第一：侵入式或穿戴式監(jiān)測(cè)；

第二：無(wú)法應(yīng)對(duì)強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下的監(jiān)測(cè)；

第三：為避免交叉感染，多次使用成本較高，需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測(cè)裝置和方法，提升使用便利性，降低成本，適應(yīng)強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下的監(jiān)測(cè)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測(cè)裝置，包括：光源、2*2光纖耦合器、傳感光纖、光電探測(cè)器和生命體征分析模塊，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端之間采用光纖相連接，所述2*2光纖耦合器的輸出端與傳感光纖的輸入端相連接，所述光電探測(cè)器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸入端或者輸出端相連接，所述光電探測(cè)器的輸出端與生命體征分析模塊的輸入端相連接。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端口11之間采用光纖相連接，所述傳感光纖連接在2*2光纖耦合器的輸出端口21與輸出端口22之間，所述光電探測(cè)器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸入端口12相連接。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端口12之間采用光纖相連接，所述傳感光纖連接在2*2光纖耦合器的輸出端口21與輸入端口11之間，所述光電探測(cè)器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸出端口22相連接。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端口11之間采用光纖相連接，所述傳感光纖的一端連接在2*2光纖耦合器的輸出端口21，所述光電探測(cè)器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸入端口12相連接，所述2*2光纖耦合器的輸出端口22連接設(shè)置有參考光纖。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述光源是中心波長(zhǎng)不限定的單色或準(zhǔn)單色激光器或者寬帶激光器，包括但不限于dfb激光器、vcsel激光器和led。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述傳感光纖的類(lèi)型和長(zhǎng)度沒(méi)有限制。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測(cè)裝置所監(jiān)測(cè)的生命體征信號(hào)包括但不限于呼吸和心率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種基于新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行的生命體征監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

利用光纖干涉結(jié)構(gòu)，捕捉到身體運(yùn)動(dòng)引發(fā)的微擾，導(dǎo)致光程差發(fā)生變化，最終導(dǎo)致輸出光強(qiáng)發(fā)生變化，假設(shè)激光光源強(qiáng)度是，分光比為α，兩路干涉光的光強(qiáng)分別為和，光電探測(cè)器接收到的光強(qiáng)為，兩路干涉光的相位差為，為時(shí)變量，不考慮光纖損耗，則：

當(dāng)沒(méi)有外部擾動(dòng)的時(shí)候，等于0；

當(dāng)傳感光纖監(jiān)測(cè)到有擾動(dòng)的時(shí)候，光纖的長(zhǎng)度發(fā)生微小變化，同時(shí)由于彈光效應(yīng)，導(dǎo)致光纖的有效折射率發(fā)生變化，因此就不等于0，并與外部振動(dòng)變化一致；

根據(jù)接收到的光強(qiáng)，再根據(jù)生命體征提取與分析算法，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理與解調(diào)，得到生命體征信號(hào)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明指出的一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測(cè)裝置和方法，可以有效克服強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下的監(jiān)測(cè)問(wèn)題，利用全光纖干涉結(jié)構(gòu)進(jìn)行人體的生命體征監(jiān)測(cè)，完全可以達(dá)到非侵入式監(jiān)測(cè)生命體征信號(hào)，具備抗電磁干擾、無(wú)交叉感染以及無(wú)限次復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)，使用便利，降低了使用成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1是本發(fā)明一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測(cè)裝置和方法一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測(cè)裝置和方法另一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測(cè)裝置和方法又一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是利用本發(fā)明一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測(cè)裝置和方法在待測(cè)者測(cè)試時(shí)獲得的原始信號(hào)圖。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1~圖4，本發(fā)明實(shí)施例包括：

一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測(cè)裝置，包括3種方案：

第一種方案：如圖1所示，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端口11之間采用光纖相連接，任意類(lèi)型光纖都可以，來(lái)源廣泛，成本低，2*2光纖耦合器的分光比沒(méi)有限制，所述傳感光纖連接在2*2光纖耦合器的輸出端口21與輸出端口22之間，所述光電探測(cè)器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸入端口12相連接，所述光電探測(cè)器的輸出端與生命體征分析模塊的輸入端相連接，基于光纖sagnac干涉；

第二種方案：如圖2所示，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端口12之間采用光纖相連接，所述傳感光纖連接在2*2光纖耦合器的輸出端口21與輸入端口11之間，所述光電探測(cè)器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸出端口22相連接，所述光電探測(cè)器的輸出端與生命體征分析模塊的輸入端相連接，基于光纖mach-zehnder干涉；

第三種方案：如圖3所示，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端口11之間采用光纖相連接，所述傳感光纖的一端連接在2*2光纖耦合器的輸出端口21，所述光電探測(cè)器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸入端口12相連接，所述2*2光纖耦合器的輸出端口22連接設(shè)置有參考光纖，所述光電探測(cè)器的輸出端與生命體征分析模塊的輸入端相連接，基于michelson干涉。

本裝置可以敏感地探測(cè)到人體呼吸和心跳所產(chǎn)生微小的振動(dòng)，通過(guò)生命體征分析模塊提取得到一系列生命體征信息。利用高靈敏度的光纖干涉結(jié)構(gòu)，敏銳的捕捉到心跳、呼吸、體動(dòng)等身體運(yùn)動(dòng)引發(fā)的微擾，導(dǎo)致光程差發(fā)生變化，最終導(dǎo)致輸出光強(qiáng)發(fā)生變化。

假設(shè)激光光源強(qiáng)度是，分光比為α，兩路干涉光的光強(qiáng)分別為和，光電探測(cè)器接收到的光強(qiáng)為，兩路干涉光的相位差為，為時(shí)變量，不考慮光纖損耗，則：

不管是方案一的sagnac結(jié)構(gòu)，方案二的mach-zehnder結(jié)構(gòu)還是方案三的michelson干涉，當(dāng)沒(méi)有外部擾動(dòng)的時(shí)候，等于0；當(dāng)光纖監(jiān)測(cè)到有擾動(dòng)的時(shí)候，光纖的長(zhǎng)度發(fā)生微小變化，同時(shí)由于彈光效應(yīng)，導(dǎo)致光纖的有效折射率發(fā)生變化，因此就不等于0，并與外部振動(dòng)變化一致。因此，根據(jù)接收到的光強(qiáng)，再根據(jù)生命體征提取與分析算法，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理與解調(diào)，就可以得到生命體征信號(hào)。

所述光源是中心波長(zhǎng)不限定的單色或準(zhǔn)單色激光器或者寬帶激光器，包括但不限于dfb激光器、vcsel激光器和led，選擇靈活。所述傳感光纖的類(lèi)型和長(zhǎng)度沒(méi)有限制，根據(jù)監(jiān)測(cè)的目標(biāo)進(jìn)行施工，施工比較靈活。

圖4示例性的展示了本發(fā)明裝置在待測(cè)者測(cè)試時(shí)獲得的原始信號(hào)圖，橫坐標(biāo)是時(shí)間，單位是秒，縱坐標(biāo)是幅度。

綜上所述，本發(fā)明指出的一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測(cè)裝置和方法，結(jié)構(gòu)緊湊，無(wú)需穿戴，監(jiān)測(cè)方便，抗干擾性能好，使用和維護(hù)的成本低。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。