[发明专利]光纤光栅脉诊传感器探头及密集阵列式光纤脉诊仪

说明书

技术领域

本申请涉及一种光纤脉诊传感器，尤其涉及一种用于脉搏测量与信息采集的密集阵列式光纤脉诊传感器探头。

背景技术

号脉是我国流传千年的古老医学技艺之一，通过脉搏的波动于振动信息可以获取人体健康状态，进一步还可以诊断出某些疾病。然而传统中医医学上完全靠的是医生的指下感觉，缺乏客观的分析和证据，这也造成了传统中医不被西方国家等世界其他地区所认可，严重阻碍了我国中医技术的进步。

近几年来，随着我国技术的进步以及医学工作者的思想开放，逐步意识到要改变传统中医的陈旧发展思路，广泛吸纳现代科学参与到中医领域，极大地推动了中医学的进步。比较有典型代表的是金伟教授的现代脉诊学，（参见 金伟，《金氏脉学》，山东科学技术出版社，ISBN 7-5331-2706-4,2000。魏守水，韩庚祥，金伟，基于金氏脉学的新型脉诊仪的研究，电子测量与仪器学报,Vol.19(5),p：90-94,2005）。本专利技术是金伟教授研究组近几年来为把金氏脉学中根据指下触觉来辨别人体疾病的传统主观方法转变为客观的根据传感器采样波形来判断疾病的重要改进技术。经过前期设计的传感器（ZL201210275739.4）来看，已经取得了巨大进步。但是该传感器结构复杂、笨重，体积巨大，特别是在构成阵列时多个传感器共轴，因此只适合于1XN方式的传感器排列阵列；此外，由于各个传感器公用同一个轴，传感器之间相互影响；这种结构中光纤光栅布放位置与人体腕部平行，虽然光纤直径为125um，长度却超过1cm，因此这种方式必然造成传感器探头体积较大；此外，在采集病变信息的小信号时，由于需要经过多个传动轴部件，造成信息丢失严重。

人体腕部脉管为直径约为3mm粗的管状分布，经常隐匿于两侧的筋腱之间，如果传感器探头过大则会造成传感器无法正确压放在脉管上。因此，设计发明一种体积小，多点密集阵列排放的传感器探头是推动我国脉诊技术进步的必要手段。

发明内容

本发明提供一种用于脉搏测量与信息采集的密集阵列式光纤脉诊传感器探头。

本发明所采用的技术措施是：一种光纤光栅脉诊传感器探头，它包括壳体和设置于壳体中的至少一个传感单元，所述传感单元包括呈中空管状且一端封闭的传感单元外壳，传感单元外壳顶部设置有顶盖，顶盖上设置有第一光纤固定孔和起导路作用的导向孔，在传感单元外壳中设置有L型拉杆、L型拉杆包括横臂和纵臂，纵臂与导向孔适配且纵臂上部穿过导向孔并与导向孔滑配，横臂上设置有第二光纤固定孔，封底上设置有尾纤出孔，光纤光栅一端固定在第一光纤固定孔中，另一端固定在第二光纤固定孔中，光纤光栅的尾纤穿过尾纤出孔伸出传感单元外壳外。

在L型拉杆上端设置有受力帽体。受力帽体在感受到脉搏的波动后，将其转化为压力F，通过L型拉杆转化为拉力作用在光纤光栅上。由于L型拉杆上端伸出传感单元外壳上端的导向孔并能在其中上下自由滑动，因此脉搏振动转化为了L型拉杆的上下往复运动。

所述导向孔为矩形导向孔。导向孔使得L型拉杆只能上下一维滑动，起到限位作用。

光纤光栅脉诊传感器探头包括六个排列成2×3阵列且胶固封装在一起的传感单元，每一个传感单元所采用的FBG中心波长均不同，各个FBG中心波长之间的间隔大于2nm。在制作传感单元时，每一个传感单元所采用的FBG中心波长均不同，各个FBG中心波长之间的间隔至少大于2nm以上，可以防止传感器在解调时相互有影响。通过不同波长的FBG选择，可以实现一台解调仪同时解调多个传感器信号，即波分复用技术。 

在传感单元外壳下部设置封闭传感单元外壳下端的封底7。

一种用于脉搏测量与信息采集的密集阵列式光纤脉诊仪，它包括与光环形器连接在一起的宽带光源、光栅解调仪和光纤耦合器，宽带光源发出的宽带光谱通过光环形器到达光纤耦合器，光纤耦合器分出的每一条光纤支路分别连接到光纤光栅脉诊传感器探头上的每个传感单元光纤光栅的尾纤上，从光纤光栅脉诊传感器探头返回的光信号经光纤耦合器返回到光环形器，再进入到光栅解调仪解调。

所述光纤耦合器为1×6光纤耦合器。6条光纤从尾纤保护孔导出，加装保护外套后构成光缆。

脉搏搏动产生的压力作用在受力帽体上，力传导至L型拉杆上，对光纤光栅造成拉力，从而造成光纤光栅中心波长的移动，传感器解调仪解调出各个传感单元内光栅中心波长的波动，进而计算出受力大小，实现脉搏信号测量和采集。

脉搏压力换算：

光纤布拉格光栅(FBG)的中心反射波长为：