[发明专利]用于生命体征监测和呼吸与心率共提取的微弯曲光纤传感器

权利要求书

1.一种光纤传感器，包括：

光缆，其具有承载光的内芯、围绕所述内芯的将光反射回所述内芯的包层和外涂层，其中，所述内芯的直径为围绕所述内芯的所述包层的直径的至少50％；

一对对称的径向环组，其通过将所述光缆布置在第一平面中并在所述一对对称的径向环组中的第一径向环组中从内部到外部盘绕所述光缆而在所述一对对称的径向环组中的第二径向环组中从外部到内部盘绕所述光缆而形成；

光源，其耦合成将输入光输入到所述光缆的第一端；

光接收器，其感测在所述输入光传过所述一对对称的径向环组之后由所述光接收器从所述光缆的第二端接收的接收光的强度变化；

网格层，其具有形成在所述网格层内的开口，所述网格层形成在基本平行于所述第一平面的第二平面中；并且

其中，当由身体施加压力时，所述网格层压在所述一对对称的径向环组中的所述光缆上，其中，所述光缆的第一部分部分地弯曲到所述开口中，而所述光缆的第二部分抵靠所述网格层屈曲，以改变传过所述光缆的光的衰减。

2.根据权利要求1所述的光纤传感器，还包括：

模数转换器(ADC)，其将来自所述光接收器的电信号转换为数字值；

控制和处理单元，其处理来自所述ADC的数字值以生成身体的呼吸率和心率，其中，身体由于呼吸和由于体内的跳动的心脏而移动。

3.根据权利要求2所述的光纤传感器，其中，所述控制和处理单元对所述数字值执行多贝西dB5小波分解。

4.根据权利要求3所述的光纤传感器，其中，所述控制和处理单元对所述数字值执行多贝西dB5小波分解，以生成包括细节系数和近似系数的中间值；

其中，所述控制和处理单元对所述细节系数进行重构，以生成重构的dB5 4级细节波形；

其中，所述控制和处理单元对所述近似系数进行重构，以生成重构的dB5 6级近似波形；

其中，所述心率是从重构的dB5 4级细节波形中的峰中提取的；

其中，所述呼吸率是从重构的dB5 6级近似波形中的峰中提取的。

5.根据权利要求4所述的光纤传感器，其中，将所述数字值与dB5缩放函数进行卷积并下采样以生成多个1级近似系数；

其中，将所述多个1级近似系数与dB5缩放函数进行卷积并下采样以生成多个2级近似系数；

其中，将所述多个2级近似系数与dB5缩放函数进行卷积并下采样以生成多个3级近似系数。

其中，将所述多个3级近似系数与dB5缩放函数进行卷积并下采样以生成多个4级近似系数。

6.根据权利要求5所述的光纤传感器，其中，将所述多个3级近似系数与dB5小波函数进行卷积并且下采样以生成多个4级细节系数；

其中，将所述多个4级细节系数上采样并通过dB5小波函数的逆变换进行变换，以生成从中提取心率的重构的dB5 4级细节波形。

7.根据权利要求6所述的光纤传感器，其中，所述重构的dB5 4级细节波形被输出为心冲击图(BCG)。

8.根据权利要求6所述的光纤传感器，其中，将所述多个4级近似系数与所述dB5缩放函数进行卷积并下采样以生成多个5级近似系数；

其中，将所述多个5级近似系数与dB5小波函数进行卷积并下采样，以生成多个6级近似系数；

其中，将所述多个6级近似系数上采样并用dB5缩放函数的逆函数进行变换，以生成从中提取呼吸率的所述重构的dB5 6级近似波形。

9.根据权利要求4所述的光纤传感器，其中，所述网格层中的所述开口的表面积在包括所述开口的所述网格层的总表面积的30％至60％之间。

10.根据权利要求9所述的光纤传感器，其中，传过所述光缆的光通过所述光缆的微弯曲而被衰减。

11.根据权利要求10所述的光纤传感器，其中，在所述一对对称的径向环组内不发生所述光缆的交叉。