本發(fā)明屬于貼片式脈搏傳感領(lǐng)域，具體涉及一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭。

背景技術(shù)：

1、脈搏檢測技術(shù)隨著醫(yī)療設(shè)備和可穿戴設(shè)備的快速發(fā)展取得了顯著進展，尤其是在非接觸和實時監(jiān)測方面。當(dāng)前，脈搏檢測技術(shù)主要分為接觸式和非接觸式兩大類：

2、接觸式脈搏檢測技術(shù)是目前最為普及的脈搏監(jiān)測技術(shù)，主要依靠以下幾種方法：1)光電容積脈搏波(ppg)：通過led光源發(fā)出光線穿透皮膚，光線被血液吸收，通過光線反射強度變化來檢測血液流動，進而推算出脈搏。ppg技術(shù)常用于智能手環(huán)、手表等可穿戴設(shè)備中。2)電子血壓計：通過袖帶充氣壓迫血管，然后逐步釋放氣壓，通過監(jiān)測壓力的變化來計算脈搏。此技術(shù)精確性較高，但通常需要一定的設(shè)備和時間。3)心電圖(ecg)：通過電極貼片或可穿戴設(shè)備檢測心臟的電活動，間接推算脈搏和心率。它能提供更詳細(xì)的心臟健康信息，常用于醫(yī)療設(shè)備中。

3、非接觸式脈搏檢測技術(shù)，通常用于無創(chuàng)監(jiān)測或高要求的情境下：

4、1)雷達(dá)傳感器：利用毫米波雷達(dá)或微波雷達(dá)監(jiān)測人體的微小運動變化，如心跳引起的胸部起伏。這項技術(shù)正在快速發(fā)展，尤其在睡眠監(jiān)測和健康監(jiān)測設(shè)備中。

5、2)視頻ppg：通過普通攝像頭捕捉皮膚顏色的細(xì)微變化來計算脈搏，適用于遠(yuǎn)距離監(jiān)測。這項技術(shù)仍處于發(fā)展階段，受光線、運動等環(huán)境因素影響較大。

6、脈搏監(jiān)測具有極其重要的必要性，是人體非常重要的基礎(chǔ)生理參數(shù)。脈搏反映了心血管系統(tǒng)的基本功能，是健康監(jiān)測中關(guān)鍵的一環(huán)。常規(guī)監(jiān)測脈搏可以：及早發(fā)現(xiàn)心臟異常：如心律不齊、心動過緩或過速等，能夠幫助預(yù)防更嚴(yán)重的心臟問題。追蹤健康趨勢：通過長期監(jiān)測脈搏變化，用戶可以獲得自身健康的趨勢信息，如身體狀態(tài)變化、運動效果等。應(yīng)急響應(yīng)：實時監(jiān)測脈搏，尤其是心臟病患者，可以在緊急情況下及早反應(yīng)，減少健康風(fēng)險。

7、但是傳統(tǒng)脈搏監(jiān)測存在一些劣勢，如局限性：傳統(tǒng)的脈搏檢測通過貼片式的心電極或者指端探頭實現(xiàn)，存在尺寸過大的問題，且一般只能探測特定部位的脈搏，無法探測身體任意部位的脈搏信息。而探測身體多點脈搏信息具有重要的醫(yī)學(xué)和健康管理價值，能夠提供比單點脈搏監(jiān)測更全面和深入的生理數(shù)據(jù)，同時監(jiān)測多點脈搏信息有重要價值和應(yīng)用場景。因此，亟需一款微米級的抗電磁干擾的微型脈搏探頭。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭，包括依次連接的光纖、l型樹脂結(jié)構(gòu)和螺旋樹脂結(jié)構(gòu)，螺旋樹脂結(jié)構(gòu)的下端連接有反射樹脂底板結(jié)構(gòu)，螺旋樹脂結(jié)構(gòu)的外側(cè)設(shè)置矩形樹脂結(jié)構(gòu)，并能同時將l型樹脂結(jié)構(gòu)、螺旋樹脂結(jié)構(gòu)以及反射樹脂底板結(jié)構(gòu)包圍；探頭的底部設(shè)置有pdms薄膜，光纖的一側(cè)連接有光纖適配器。

4、進一步地，光從纖芯射入，經(jīng)過l型樹脂結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)至l型樹脂結(jié)構(gòu)末端形成第一次反射；之后傳輸穿過螺旋形樹脂結(jié)構(gòu)到達(dá)反射樹脂底板結(jié)構(gòu)形成第二次反射；螺旋形樹脂結(jié)構(gòu)的長度會隨著脈搏振動發(fā)生往返運動，進而影響光程差，并最終導(dǎo)致光強發(fā)生變化，通過光電探測器檢測光強的變化即可實現(xiàn)脈搏的檢測。

5、進一步地，所述光纖的纖芯與l型樹脂結(jié)構(gòu)起始端中心重合。

6、進一步地，所述光纖為單模光纖，光纖的包層外徑不小于50微米；所述l型樹脂結(jié)構(gòu)的厚度不小于20微米；所述螺旋樹脂結(jié)構(gòu)的長度不超過50微米；所述矩形樹脂結(jié)構(gòu)的厚度大于10微米；所述pdms薄膜的厚度不大于200微米。

7、進一步地，所述螺旋樹脂結(jié)構(gòu)與矩形樹脂結(jié)構(gòu)之間的縫隙間距為30微米，且反射樹脂底板結(jié)構(gòu)與矩形樹脂結(jié)構(gòu)之間的間隙不小于5微米。

8、進一步地，所述光纖適配器為標(biāo)準(zhǔn)光纖適配器；其接口類型包括lc、st、sc、fc、mpo接口。

9、進一步地，所述l型樹脂結(jié)構(gòu)、螺旋樹脂結(jié)構(gòu)、反射樹脂底板結(jié)構(gòu)均采用3d打印成型在光纖的端部。

10、進一步地，所述探頭外側(cè)打印有矩形防護罩。

11、上述的一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭在脈搏監(jiān)測中的應(yīng)用。

12、一種脈搏監(jiān)測儀，包括上述的一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭。

13、本發(fā)明的有益效果：

14、1、本發(fā)明提出的一種新型雙光子打印微型螺旋式光纖脈搏傳感探頭，在光纖端面打印微型的l型微納結(jié)構(gòu)、螺旋結(jié)構(gòu)以及反射端板結(jié)構(gòu)，通過利用螺旋結(jié)構(gòu)的微位移實時監(jiān)測用戶不同位置的脈搏信號等，具有尺寸小、靈敏度高等優(yōu)點。

15、2、本發(fā)明通過在光纖外圍打印矩形保護罩，保護傳感單元不被破壞。

16、3、本發(fā)明在光纖底部設(shè)置一層pdms(聚二甲基硅氧烷)薄膜，pdms的楊氏模量較小，可以提高探測微小脈搏振動的靈敏度，另外還可以增強樹脂結(jié)構(gòu)和光纖的連接強度，提高牢固性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭，其特征在于，包括依次連接的光纖(1)、l型樹脂結(jié)構(gòu)(2)和螺旋樹脂結(jié)構(gòu)(3)，螺旋樹脂結(jié)構(gòu)(3)的下端連接有反射樹脂底板結(jié)構(gòu)(4)，螺旋樹脂結(jié)構(gòu)(3)的外側(cè)設(shè)置矩形樹脂結(jié)構(gòu)(5)，并能同時將l型樹脂結(jié)構(gòu)(2)、螺旋樹脂結(jié)構(gòu)(3)以及反射樹脂底板結(jié)構(gòu)(4)包圍；探頭的底部設(shè)置有pdms薄膜(6)，光纖(1)的一側(cè)連接有光纖適配器(7)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭，其特征在于，光從纖芯(11)射入，經(jīng)過l型樹脂結(jié)構(gòu)(2)傳導(dǎo)至l型樹脂結(jié)構(gòu)末端形成第一次反射；之后傳輸穿過螺旋形樹脂結(jié)構(gòu)(3)到達(dá)反射樹脂底板結(jié)構(gòu)(4)形成第二次反射；螺旋形樹脂結(jié)構(gòu)(3)的長度會隨著脈搏振動發(fā)生往返運動，導(dǎo)致光強發(fā)生變化，通過光電探測器檢測光強變化實現(xiàn)脈搏的檢測。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭，所述光纖(1)的纖芯(11)與l型樹脂結(jié)構(gòu)(2)起始端中心重合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭，所述光纖(1)為單模光纖，光纖(1)的包層外徑不小于50微米；所述l型樹脂結(jié)構(gòu)(2)的厚度不小于20微米；所述螺旋樹脂結(jié)構(gòu)(3)的長度不超過50微米；所述矩形樹脂結(jié)構(gòu)(5)的厚度大于10微米；所述pdms薄膜(6)的厚度不大于200微米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭，所述螺旋樹脂結(jié)構(gòu)(3)與矩形樹脂結(jié)構(gòu)(5)之間的縫隙間距為30微米，且反射樹脂底板結(jié)構(gòu)(4)與矩形樹脂結(jié)構(gòu)(5)之間的間隙不小于5微米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭，所述光纖適配器(7)為標(biāo)準(zhǔn)光纖適配器；其接口類型包括lc、st、sc、fc、mpo接口。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭，所述l型樹脂結(jié)構(gòu)(2)、螺旋樹脂結(jié)構(gòu)(3)、反射樹脂底板結(jié)構(gòu)(4)均采用3d打印成型在光纖(1)的端部。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭，所述探頭外側(cè)打印有矩形防護罩。

9.權(quán)利要求1-8任一項所述的一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭在脈搏監(jiān)測中的應(yīng)用。

10.一種脈搏監(jiān)測儀，其特征在于，包括權(quán)利要求1-8任一項所述的一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭，屬于貼片式脈搏傳感領(lǐng)域；一種新型雙光子打印光纖微型螺旋式脈搏傳感探頭包括：依次連接的光纖、L型樹脂結(jié)構(gòu)和螺旋樹脂結(jié)構(gòu)，螺旋樹脂結(jié)構(gòu)的下端連接有反射樹脂底板結(jié)構(gòu)，螺旋樹脂結(jié)構(gòu)的外側(cè)設(shè)置矩形樹脂結(jié)構(gòu)，并能同時將L型樹脂結(jié)構(gòu)、螺旋樹脂結(jié)構(gòu)以及反射樹脂底板結(jié)構(gòu)包圍；探頭的底部設(shè)置有PDMS薄膜，光纖的一側(cè)連接有光纖適配器；利用螺旋結(jié)構(gòu)的微位移實時監(jiān)測用戶不同位置的脈搏信號等，具有尺寸小、靈敏度高等優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：徐偉,汪春亮,孫文業(yè),孔帆帆,王宇
受保護的技術(shù)使用者：常熟理工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6