[发明专利]可穿戴式生命体征监测装置及方法

说明书

本发明涉及一种可穿戴式生命体征监测装置，它的激光光源用于向传感光纤中发射激光；传感光纤的两端分别连接激光光源和光电转换模块，传感光纤在承受人体脉搏或呼吸或心跳运动的压力后弯曲，传感光纤中传输的激光信号在弯曲部位处损耗并基于弯曲损耗原理而被调制；光电转换模块用于将传感光纤输出的激光弯曲损耗的调制信号转换为表征人体脉搏或呼吸或心跳运动的电信号；生命体征信号提取模块用于从表征人体脉搏或呼吸或心跳运动的电信号中提取出对应的人体脉搏或呼吸或心跳频率。本发明可以实时准确地监测人体的生命体征信息。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种可穿戴式生命体征监测装置及方法。

背景技术

随着社会经济技术的发展及人们对生活质量要求的提高，人们对自身健康进行检测的需求不断增大。呼吸率和心率是最基本的人体生命体征，人体的病态体征往往会从异常的呼吸率和心率上反映出来，因此，实现呼吸率和心率的日常实时监测对人体健康评估和疾病预防有着重要意义。长时间的呼吸率和心跳监测可使受监测者的健康状态被实时监测掌握，但传统可监测系统大多不能做成可穿戴式，而实际应用中的穿戴式设备，测量参数比较单一，大多无法测量呼吸率，且其监测效果准确性也备受争议。

近年来，基于光纤传感原理的传感系统，因其具有灵敏度高、舒适性好、抗电磁干扰的特点，受到了很大关注，但目前基于光纤光栅传感器的监测装置系统结构和制作工艺复杂，获取的信号需要经过波长解调，导致系统成本过高、解调方法复杂。而基于干涉原理的监测系统要么需要经过相位解调，导致解调方法复杂，系统成本高，要么干涉信号极易受环境、偏振和相位衰落影响无法准确地提取出完整的呼吸与心跳信号。

基于光纤弯曲损耗原理的检测系统可降低光相位衰落和偏振影响，对于呼吸与心跳信号等生命体征的监测更加准确。但由于光纤强度和柔韧性有限，不能过度弯折，难以适用于人们的日常生活和运动，因此，基于光纤传感理论监测生命体征信号的可穿戴式产品目前几乎没有。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可穿戴式生命体征监测装置及方法，本发明可以准确的监测人体的生命体征(心跳、脉搏、呼吸)信息。

为解决上述技术问题，本发明公开的一种可穿戴式生命体征监测装置，其特征在于：它包括激光光源、传感光纤、光电转换模块、生命体征信号提取模块和振动敏感薄膜，所述振动敏感薄膜正面沿传感光纤布置的方向固定有多个平行的底衬硬质直压线，传感光纤笔直设置在多个底衬硬质直压线上，相邻两个底衬硬质直压线之间设有下压硬质直压线，每个下压硬质直压线的一端均固定在振动敏感薄膜上，每个下压硬质直压线的另一端均为自由端，传感光纤位于每个下压硬质直压线的下方，并受到每个下压硬质直压线的下压力；

所述激光光源用于向传感光纤中发射激光；

所述传感光纤的两端分别连接激光光源和光电转换模块，传感光纤在承受人体脉搏或呼吸或心跳运动的压力后弯曲，传感光纤中传输的激光信号在弯曲部位处损耗并基于弯曲损耗原理而被调制；

所述光电转换模块用于将传感光纤输出的激光弯曲损耗的调制信号转换为表征人体脉搏或呼吸或心跳运动的电信号；

生命体征信号提取模块用于从表征人体脉搏或呼吸或心跳运动的电信号中提取出对应的人体脉搏或呼吸或心跳频率。

本发明的有益效果：

1、传感光纤贴近于皮肤，可以更好的还原人体脉搏或呼吸或心跳的振动信号，提高传感系统监测的准确度；

2、采用底衬硬质直压线和下压硬质直压线交错压置传感光纤，使光纤预弯曲，可起到增敏作用，提高信号监测灵敏度；

3、仅用单根小段传感光纤、激光器光电转换模块、生命体征信号提取模块和振动敏感薄膜集成，减小硬件空间，便于小型化集成；