The invention discloses a multi-user breathing frequency detection system based on optical fiber sensing, which belongs to the technical field of medical breathing monitoring system. The system comprises a signal generating unit, an optical fiber ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring ring The distributed FLRD receives the exhaled gas from the user to attenuate the light entering the distributed FLRD. The signal processing unit includes a signal processing module, which detects the exhaled carbon dioxide concentration of the patient by using the distributed fiber ring cavity ring-down technology, and can simultaneously monitor the exhalation of multiple patients. The frequency information can also alert the patients with respiratory abnormalities. It has the advantages of high accuracy, low cost, rapid response and so on.
【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤传感的多用户呼吸频率检测系统
本专利技术涉及医用呼吸监控系统
,具体为一种基于光纤传感的多用户呼吸频率检测系统。
技术介绍
呼吸是人体与外界环境之间进行气体交换、维持人体正常生理机能的过程。呼吸是生理检测中的一个重要参数,做好呼吸频率的监测对于一些相关疾病的及时诊疗有重要意义。呼吸频率的检测有很多方法,其中典型的方法有以下几种:一、差压传感器检测呼吸压差法,如美国通用电气公司的专利EP1935445中使用了差压传感器以确定呼吸气流和界面气流之间的压差,从而实现呼吸监测的功能。但是其在区分浅呼吸和没有呼吸时,由于呼吸气流十分微弱,差压传感器不敏感。二、电磁传感检测呼吸磁场变化法,如荷兰皇家飞利浦电子公司的专利US2017000380中使用了电磁跟踪来监测患者呼吸的方法,主要用于磁共振介入治疗。其系统可以发射和接收随患者呼吸而改变的磁场信号。将患者的呼吸状况同磁场的变化相关联,并用于生成呼吸信号。但是价格十分昂贵。三、电信号检测呼吸法,如新加坡南洋理工大学的专利CN102215746A中使用高频无线电信号加载人体由于胸部心跳和呼吸运动产生的电波信号,解决了“有线”装置难以实现和不便于实际使用的问题,但其易受电磁干扰(EMI)的影响,在某些临床检查(例如磁共振成象(MRI)检查)中,电磁干扰可能是一个很重要的问题。四、视频处理检测方法,如美国施乐公司的专利CN1034457822A中通过摄像头捕获患者胸部区域的视频信息,而后通过视频处理技术处理估算目标区域的3D时间序列数据,估算出患者的呼吸频率。这种技术方案由于其非接触和远程感测的特点具有很好 ...
【技术保护点】
1.一种基于光纤传感的多用户呼吸频率检测系统,包括信号发生单元(1)、光纤环形衰荡处理单元(2)和信号处理单元(3),其特征在于:所述信号发生单元(1)包括依次连接的光源(11)、调制器(12)、隔离器(13)和分束器(14);所述光纤环形衰荡处理单元包括光纤延迟线(21)和分布式FLRD(22),所述分布式FLRD通过接收用户呼出的气体以对进入分布式FLRD的光进行衰减;所述信号处理单元(3)包括信号处理模块(31);所述光源(11)输出的光经过所述调制器(12)调制后经过隔离器(13)将光信号转换输出至所述分束器(14),经过所述分束器分出的光路通过所述光纤延迟线(21)连接所述分布式FLRD(22),经过所述分布式FLRD(22)处理后的光通过合束器(19)后再依次经过光探测器(18)和锁相放大器(17),所述锁相放大器(17)与所述信号处理模块(31)连接,所述信号处理模块(31)从锁相放大后的电信号中获取衰荡时间,计算得到分布式FLRD中二氧化碳的浓度,并通过对分布式FLRD中二氧化碳浓度的连续监控,得到用户的呼吸频率信息。
【技术特征摘要】
1.一种基于光纤传感的多用户呼吸频率检测系统,包括信号发生单元(1)、光纤环形衰荡处理单元(2)和信号处理单元(3),其特征在于:所述信号发生单元(1)包括依次连接的光源(11)、调制器(12)、隔离器(13)和分束器(14);所述光纤环形衰荡处理单元包括光纤延迟线(21)和分布式FLRD(22),所述分布式FLRD通过接收用户呼出的气体以对进入分布式FLRD的光进行衰减;所述信号处理单元(3)包括信号处理模块(31);所述光源(11)输出的光经过所述调制器(12)调制后经过隔离器(13)将光信号转换输出至所述分束器(14),经过所述分束器分出的光路通过所述光纤延迟线(21)连接所述分布式FLRD(22),经过所述分布式FLRD(22)处理后的光通过合束器(19)后再依次经过光探测器(18)和锁相放大器(17),所述锁相放大器(17)与所述信号处理模块(31)连接,所述信号处理模块(31)从锁相放大后的电信号中获取衰荡时间,计算得到分布式FLRD中二氧化碳的浓度,并通过对分布式FLRD中二氧化碳浓度的连续监控,得到用户的呼吸频率信息。2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的多用户呼吸频率检测系统,其特征在于:所述分布式FLRD(22)包括串联设计和并联设计,其个数包括但不限于两个。3.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的多用户呼吸频率检测系统,其特征在于:所述分束器(14)还分出一路光作为参考FLRD(15),并经过所述光电探测器(18)和所述锁相放大器(17)处理后将补偿信号作为反馈送入脉冲发生器(16)反馈给所述调制器(12),用于调制光源,使其光源的中心波长对准二氧化碳的吸收峰,以减少误差。4.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的多用户呼吸频率检测系统,其特征在于:所述信号处理单元(3)还包括与所述信号处理模块(31)连接的述监控显示模块(32),所述监控显示模块(32)将获得的用户的呼吸频率信息显示在监控屏幕上,当用户的呼吸频率出现异常时发出警报。5.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的多用户呼吸频率检测系统,其特征在于:所述分布式FLRD至少包括两组光纤环形衰荡腔,每组光纤环形衰荡腔包括由光纤线连接的第一耦合器(22...
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