[发明专利]基于四锥光纤干涉仪的生命体征参数监测装置及方法

说明书

本发明提出一种基于四锥光纤干涉仪的生命体征参数监测装置及方法，其特征在于，包括通过传输光纤依次连接的：光源、四锥传感光纤和光电探测器，以及与所述光电探测器连接的上位机。相比其他干涉型光纤生命体征参数监测系统优势在于：参考臂和干涉臂没有分开，避免环境对参考臂的影响。对于四锥传感光纤传感而言，其本身既是传感光纤又是参考光纤，没有外界影响参考臂的问题和对生命体征参数监测的干扰。同时具有结构简单，工艺步骤简便，制备容易，产品稳定性好，使用寿命长等优点，可以实现实时测量，达到对人体的生命体征参数不间断测量，不仅相干光源可用，非相干光源也可用。

技术领域

本发明属于生命体征参数实时监测技术领域，尤其涉及一种基于四锥光纤干涉仪的生命体征参数监测装置及方法。

背景技术

近年来心脑血管疾病发病率持续增高，而对人体的生命体征参数实时在线检测能达到预防心脑血管疾病的效果，对于生命体征参数监测设备大致分为侵入式和非侵入式两种，侵入式生命体征参数监测设备需与待测者皮肤紧密接处，不适合长期监测使用。非侵入式生命体征监测设备存在技术上的优势，无需与待测者皮肤直接接触就可测得待测者的生命体征参数。但多为电子传感监测装置，受电磁干扰的影响较大，不适合在CT和核磁共振检查时使用。光纤传感器不受电磁干扰，因此，基于光纤的生命体征参数传感器用于医院甚至家庭有一定优势。美国专利US6498652B1提出利用光纤干涉仪监测生命体征参数，在实施例中，包括了多种光纤干涉仪。中国专利也提出采用马赫曾德干涉原理对生命体征参数进行监测（中国专利CN206342462U）。这些光纤干涉仪，都有传感臂和参考臂，为使参考臂不受外界环境的影响，增加了传感器封装的难度和成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明通过对光纤干涉仪的改进，使其无需隔离传感臂和参考臂，获得结构简单、成本低廉、灵敏度高的生命体征参数监测装置。在本发明方案中，采用的四锥传感光纤的纤芯和包层既作为参考臂，也作为传感臂。当人体震动微扰施加于四锥传感光纤时，干涉相位差、光纤纤芯和包层中的光强会同步产生变化，输出光强就跟着变化。通过解调输出光强，即可还原身体震动的信息，如，呼吸，心跳和体动等。本发明具体采用以下技术方案：

一种基于四锥光纤干涉仪的生命体征参数监测装置，其特征在于，包括通过传输光纤依次连接的：光源、四锥传感光纤和光电探测器，以及与所述光电探测器连接的上位机。

优选地，所述光源为FP或DFB或VECEL光源或白光源。

优选地，第一传输光纤分别连接光源的输出端和四锥传感光纤的输入端；第二传输光纤分别连接四锥传感光纤的输出端和光电探测器的输入端。

优选地，所述第一传输光纤和第二传输光纤为单模光纤。

优选地，所述四锥传感光纤带有纤芯和包层，包括两个锥腰。

优选地，所述四锥传感光纤采用长度为50cm，内外芯径为9/125um的单模光纤拉锥制成；所述锥腰的直径为50-70微米，两个锥腰的间距大于1cm。

优选地，所述四锥传感光纤采用多模光纤拉锥制成。

优选地，所述上位机采用FFT高次谐波提取心跳信息。

优选地，所述四锥传感光纤采用以下方法拉锥制成：

步骤A1：截取长度为50cm，内外芯径为9/125um的结构由纤芯和包层组成单模光纤；

步骤A2：采用二氧化碳激光器熔融拉制形成包括两个锥腰的四锥结构的四锥传感光纤；所述锥腰的直径为50-70微米，两个锥腰的间距大于1cm。

以及以上装置的优选工作方法，其特征在于：