生命体征检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术所公开的生命体征检测装置，包括：光发射装置、用于检测光回路中光强变化的光接收器，以及用于感知人体体表振动的传感部，所述光发射装置通过多模光纤与所述光接收器形成光路，所述多模光纤穿过所述传感部。本发明专利技术所给出的生命体征检测装置，使各模式相位差变化导致光纤截面干涉模斑变化的原理，通过检测受人体体表振动影响的多模光纤内的光信号从而得到人体呼吸及脉搏等生命体征的参数，因此，无需直接与人体皮肤直接接触，也不受肤色及环境光的影响，使用方便，适用范围广；传感部与光接收器之间采用多模光纤与单模光纤熔接的结构，更容易检测到多模光纤截面局部区域模间干涉图样变化，降低检测难度。

Vital Sign Detection Device

【技术实现步骤摘要】
生命体征检测装置
本申请涉及一种光纤传感装置，尤其涉及一种生命体征检测装置。
技术介绍
人体脉搏中包含有血液流动等诸多心血管系统的重要生理信息，同时，脉搏血流主要存在于外周血管中的微动脉、毛细血管等微血管中，所以脉搏血流同样包含有丰富的微循环生理病理信息。从脉搏波及呼吸中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。由于血液是高度不透明的液体，光照在一般组织中的穿透性要比在血液中大几十倍，当一定波长的光束照射到指端皮肤表面时，皮肤肌肉、组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的，而皮肤内的血液容积在心脏作用下呈搏动性变化，其综合作用的结果是皮肤对光的吸收及散射也会呈现搏动性变化。检测皮肤表面光强度的变化，便可获得容积脉搏血流的变化。但此检测设备主要是基于皮肤和血液对光的吸收、散射来进行测量，使用时需要与皮肤直接且紧密的接触，并且设备使用时也极容易受到环境光的影响。同时，由于不同肤色对光的吸收程度存在较大差异，该类型的检测设备还容易受肤色的干扰。因而，现有的检测设备使用不够便利，且适用范围小。
技术实现思路
本专利技术提供一种生命体征检测装置，旨在解决现有检测装置使用时需要与皮肤有良好的接触，而且容易受肤色和环境光的干扰，导致使用不便且适用范围小的问题。本申请一实施例公开了一种生命体征检测装置，包括：光发射装置、用于检测光回路中光强变化的光接收器，以及用于感知人体体表振动的传感部，所述光发射装置通过多模光纤与所述光接收器形成光回路，所述光纤包括多模光纤，所述多模光纤穿过所述传感部。本申请一实施例中所述生命体征检测装置，其中，所述传感部包括两片重叠设置的弹性垫，所述多模光纤由两片所述弹性垫之间穿过，并与所述弹性垫表面固定连接。本申请一实施例中所述生命体征检测装置，其中，所述光接收器耦合有单模光纤，所述多模光纤一端与所述光发射装置耦合，另一端穿过所述传感区并与所述单模光纤熔接。本申请一实施例中所述生命体征检测装置，其中，所述多模光纤与所述单模光纤熔接处设有用于防止外部震动干扰的第一防护装置。本申请一实施例中所述生命体征检测装置，其中，所述光发射装置与所述传感部之间设有用于防止外部震动干扰所述多模光纤的第二防护装置。本申请一实施例中所述生命体征检测装置，其中，所述第一防护装置及第二防护装置为刚性套管或固定块。本申请一实施例中所述生命体征检测装置，其中，所述光发射装置为激光器、LED光源或卤素灯的一种。本申请一实施例中所述生命体征检测装置，其中，所述多模光纤包括位于所述传感部内的检测段，所述检测段呈直线型、半圆形、圆角方形或环形。本申请一实施例中所述生命体征检测装置，其中，所述光接收器包括光电转换器，和用于将所述多模光纤端部的输出光聚拢至所述光电转换器输入端的凸透镜，所述凸透镜直径小于所述输出光的散射直径。本申请一实施例中所述生命体征检测装置，其中，所述凸透镜与所述光纤端面之间的距离d满足以下公式：所述r1为凸透镜半径，所述k为凸透镜半径r1与散射半径r2的比值，所述θmax为所述多模光纤的受光角。本专利技术所给出的生命体征检测装置，利用多模光纤受到外界振动干扰时，在端面或截面上的干涉模斑发生变化的原理，通过检测受人体体表振动影响的多模光纤内的光信号从而得到人体呼吸及脉搏等生命体征的参数，因此，无需直接与人体皮肤直接接触，也不受肤色及环境光的影响，使用方便，适用范围广；传感部与光接收器之间采用多模光纤与单模光纤熔接的结构，更容易检测到多模光纤发生的干涉，降低检测难度。附图说明图1为本专利技术实施例一的结构示意；图2为现有的光接收器的结构示意图；图3为本专利技术实施例一中，光接收器的结构示意；图4为本专利技术实施例一中，凸透镜尺寸的理论模型示意图；图5为本专利技术实施例二的结构示意图；图6为本专利技术实施例二中，多模光纤与单模光纤溶接处的原理示意图；图7为本专利技术实施例二中，套管的结构示意图；图8为本专利技术实施例二中，固定块的结构示意图；图9-图12为本专利技术实施例中，检测段的结构示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。实施例一、本实施例所提供的生命体征检测装置，如图1所示，包括：光发射装置1，光接收器2，以及用于感知人体体表振动的传感部。光发射装置1通过多模光纤3与光接收器2形成光路。多模光纤3一端与光发射装置1耦合，另一端穿过穿过传感部与光接收器2耦合。多模光纤3包括位于传感部内部检测段31及位于传感部外部的传输段32。传感部包括两片重叠放置的弹性垫4，多模光纤3由两片弹性垫4之间穿过，并通过胶黏在弹性垫4的内表面。使得多模光纤3的检测段31与弹性垫4之间不会产生相对移动。本实施例中弹性垫4为硅胶垫，当然并不局限于弹性垫，还可以是其他柔性材质的载体，其结构只要能够固定多模光纤3的检测段31即可。如图2所示，现有的光接收器2包括设置在壳体内的光电转换器21，光纤出射的光不会平行于纤芯直射出来，而是在一定的角度范围内呈圆锥形散射出来，因此，在光电转换器21接收端与光纤端部之间设有凸透镜22，凸透镜22的主光轴与光纤的中轴线重合。为使得通过光纤传过来的光都能被探测到，就需要将光纤的输出光斑全部汇集到光电转换器21的接收端，因此，现有的光接收器2的凸透镜22的半径大于输出光的散射半径。这样光纤的输出光就会在凸透镜22表面形成多个光斑，这些光斑分布在一个圆形的区域内，且越靠近主光轴光斑分布的密度越大，这样使得输出光汇集到光电转换器21感应区内。光纤的输出光会照射凸透镜22表面，这些输出光分布在一个圆形的区域内，且越靠近主光轴输出光分布的密度越大。光在多模光纤3中传输时，在多模光纤3纤芯中会激发出大量的传输模式，这些模式互相干涉，而在光纤截面上形成干涉图样，干涉图样的光强度由入射光及各个传输模式的相位差决定。当入射光不变而光纤振动时，会导致光纤长度、纤芯横截面积以及纤芯折射率发生变化，从而引起各个传输模式之间的相位差发生变化。因此，当人体由于脉搏或呼吸引起体表振动时，弹性垫4内的多模光纤3受到振动后就会导致多模光纤3输出端各模式之间相位差发生变化，而输出端截面上任意一个固定区域内的光强度与各模式之间的相位差相关，通过监测这一固定区域的光强度变化，就可以监测到外部的振动的信息。通过对接收器检测的光强度信号进行分析处理可得到形成表征人体脉搏或呼吸频率的曲线，从而实现检测人体生命体征的作用。多模光纤横截面的总光功率可以表示为其中，Ei(x,y)和分别为第i阶模的横向电场矢量和相对于基模的相位差，N为横模的数量。由于模式的正交性，式(1)右侧第二项的积分为零，即横截面的总功率不变。但光纤横截面的局部区域内的光功率则与模式之间的相位差有关。以下举例说明局部区域的光功率与模间相位差的关系。假设该局部区域位于多模光纤纤芯中心位置，则该区域内的低阶模式能量相对较高，高阶模式能量相对较低，因此只考虑一阶模和基模，对式(1)做一阶近似，可得局部区域的功率(2)式中右侧第一项是个定值，而第二项取决于基模和一阶模的相位差_因此外界的振动因素施加在多模光纤后，低阶模式之间的相位差变化会导致多模光纤横截面中心局部区域的功率发生变化。同理，在多模光纤横截本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生命体征检测装置，其特征在于，包括：光发射装置、用于检测光回路中光强变化的光接收器，以及用于感知人体体表振动的传感部，所述光发射装置通过光纤与所述光接收器形成光回路，所述光纤包括多模光纤，所述多模光纤穿过所述传感部。

【技术特征摘要】
1.一种生命体征检测装置，其特征在于，包括：光发射装置、用于检测光回路中光强变化的光接收器，以及用于感知人体体表振动的传感部，所述光发射装置通过光纤与所述光接收器形成光回路，所述光纤包括多模光纤，所述多模光纤穿过所述传感部。2.如权利要求1所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述传感部包括两片重叠设置的弹性垫，所述多模光纤由两片所述弹性垫之间穿过，并与所述弹性垫表面固定连接。3.如权利要求1所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述光接收器耦合有单模光纤，所述多模光纤一端与所述光发射装置耦合，另一端穿过所述传感区并与所述单模光纤熔接。4.如权利要求3所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述多模光纤与所述单模光纤熔接处设有用于防止外部震动干扰的第一防护装置。5.如权利要求4所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述光发射装置与所述传感部之间设有用于防止外部震动干扰所...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪鹏达，洪鹏辉，黄泽铗，
申请(专利权)人：深圳市矽赫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44