本發(fā)明涉及生命體征監(jiān)測技術領域，特別是涉及一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測裝置和方法。

背景技術：

目前市場上的大部分生命體征監(jiān)護儀都是侵入式的或者說是穿戴式的，這些檢測方案對于人的正常休息可能會造成一定影響。另外，像傳統(tǒng)心電監(jiān)護為了避免交叉感染，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)的電子學監(jiān)測對于強電磁干擾可能束手無策。

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

第一：侵入式或穿戴式監(jiān)測；

第二：無法應對強電磁干擾環(huán)境下的監(jiān)測；

第三：為避免交叉感染，多次使用成本較高，需要改進。

技術實現(xiàn)要素：

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

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是：提供一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測裝置，包括：光源、2*2光纖耦合器、傳感光纖、光電探測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)明一個較佳實施例中，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)明一個較佳實施例中，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)明一個較佳實施例中，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連接設置有參考光纖。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述光源是中心波長不限定的單色或準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)明一個較佳實施例中，所述傳感光纖的類型和長度沒有限制。

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

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另一個技術方案是：提供一種基于新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測裝置進行的生命體征監(jiān)測方法，包括以下步驟：

利用光纖干涉結構，捕捉到身體運動引發(fā)的微擾，導致光程差發(fā)生變化，最終導致輸出光強發(fā)生變化，假設激光光源強度是，分光比為α，兩路干涉光的光強分別為和，光電探測器接收到的光強為，兩路干涉光的相位差為，為時變量，不考慮光纖損耗，則：

當沒有外部擾動的時候，等于0；

當傳感光纖監(jiān)測到有擾動的時候，光纖的長度發(fā)生微小變化，同時由于彈光效應，導致光纖的有效折射率發(fā)生變化，因此就不等于0，并與外部振動變化一致；

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

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)測裝置和方法，可以有效克服強電磁干擾環(huán)境下的監(jiān)測問題，利用全光纖干涉結構進行人體的生命體征監(jiān)測，完全可以達到非侵入式監(jiān)測生命體征信號，具備抗電磁干擾、無交叉感染以及無限次復用等優(yōu)點，使用便利，降低了使用成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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)測裝置和方法一較佳實施例的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測裝置和方法另一較佳實施例的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測裝置和方法又一較佳實施例的結構示意圖；

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

具體實施方式

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

請參閱圖1~圖4，本發(fā)明實施例包括：

一種新型光纖干渉型生命體征監(jiān)測裝置，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，任意類型光纖都可以，來源廣泛，成本低，2*2光纖耦合器的分光比沒有限制，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連接設置有參考光纖，所述光電探測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到人體呼吸和心跳所產(chǎn)生微小的振動，通過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構，敏銳的捕捉到心跳、呼吸、體動等身體運動引發(fā)的微擾，導致光程差發(fā)生變化，最終導致輸出光強發(fā)生變化。

假設激光光源強度是，分光比為α，兩路干涉光的光強分別為和，光電探測器接收到的光強為，兩路干涉光的相位差為，為時變量，不考慮光纖損耗，則：

不管是方案一的sagnac結構，方案二的mach-zehnder結構還是方案三的michelson干涉，當沒有外部擾動的時候，等于0；當光纖監(jiān)測到有擾動的時候，光纖的長度發(fā)生微小變化，同時由于彈光效應，導致光纖的有效折射率發(fā)生變化，因此就不等于0，并與外部振動變化一致。因此，根據(jù)接收到的光強，再根據(jù)生命體征提取與分析算法，經(jīng)過信號處理與解調，就可以得到生命體征信號。

所述光源是中心波長不限定的單色或準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。所述傳感光纖的類型和長度沒有限制，根據(jù)監(jiān)測的目標進行施工，施工比較靈活。

圖4示例性的展示了本發(fā)明裝置在待測者測試時獲得的原始信號圖，橫坐標是時間，單位是秒，縱坐標是幅度。

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)測裝置和方法，結構緊湊，無需穿戴，監(jiān)測方便，抗干擾性能好，使用和維護的成本低。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。