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一种光纤感应组件及生命体征监测装置制造方法及图纸

技术编号:22555798 阅读:109 留言:0更新日期:2019-11-16 00:27
本发明专利技术提出了一种光纤感应组件及生命体征监测装置,针对肩部靠近心脏,远离呼吸振动区域的特点,设置传感光纤采集心率信号;针对呼吸振动信号较强的特点,在其他部位设置传感光纤,分区检测呼吸和心跳,降低呼吸震颤对心跳信号影响,对于心跳信号的监测精准度更高;本发明专利技术的生命体征监测装置具有结构简单,易于实现,制造成本低,运行可靠,灵敏度高,实时检测,信号易于解调等优点,可内置于坐垫、床垫、鞋垫或枕头等日用品中,便于使用者在日常工作生活中实时地监测自己的身体状况,并可在紧急情况下及时通知家属和医护人员,避免意外情况发生。

An optical fiber sensing component and vital signs monitoring device

The invention provides an optical fiber sensing component and a vital sign monitoring device. According to the characteristics of the shoulder close to the heart and far away from the respiratory vibration area, a sensing optical fiber is set to collect the heart rate signal; according to the characteristics of strong respiratory vibration signal, a sensing optical fiber is set in other parts to detect the respiration and the heart rate in different areas, reduce the impact of respiratory vibration on the heart rate signal, and monitor the heart rate signal The vital signs monitoring device of the invention has the advantages of simple structure, easy realization, low manufacturing cost, reliable operation, high sensitivity, real-time detection, and easy signal demodulation. It can be placed in daily necessities such as cushion, mattress, insole or pillow, so that users can monitor their own physical conditions in real time in daily work and life, and can be used in emergency situations Inform family members and medical staff in time to avoid accidents.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤感应组件及生命体征监测装置
本专利技术涉及人体生命体征监测领域,尤其涉及一种光纤感应组件及生命体征监测装置。
技术介绍
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,但传统监测系统大都使用接触式的穿戴式设备,用户体验差,监测时不仅干扰受监测者生活,其监测效果准确性也受限。近年来,非接触式监测系统发展迅速。基于光纤传感原理的传感系统具有灵敏度高、舒适性好、抗电磁干扰的特点,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。在实际监测过程中发现,由于呼吸过程中产生的震颤作用较强,而心跳信号较微弱,导致心跳信号难以从混合了呼吸和噪声的信号中分离出来,心率信号监测准确性较低,且难以保证呼吸和心率信号的同步解调。进一步的,在实际监测过程中发现,人体肩部靠近心脏,在此处采集的心跳信号比较强;而呼吸振动主要集中在腹部区域,对肩部影响相对较小,此部位更容易采集心率信号;腰部区域呼吸信号强烈,比较利于采集呼吸信号。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提出了一种降低呼吸震颤对心跳信号影响的光纤感应组件及生命体征监测装置。本专利技术的技术方案是这样实现的:一方面,本专利技术提供了一种光纤感应组件,其包括压力敏感薄膜(1)和传感光纤(2),所述压力敏感薄膜(1)上设置有对应人体肩部的第一数据采集区(11),以及对应人体肩部以下部位的第二数据采集区(12),所述传感光纤(2)分别在第一数据采集区(11)和第二数据采集区(12)弯曲盘绕,所述第一数据采集区(11)和第二数据采集区(12)弯曲盘绕的传感光纤(2)相互串联或者并联。在以上技术方案的基础上,优选的,所述第二数据采集区(12)对应人体背部或者腰部。进一步优选的,所述第一数据采集区(11)的传感光纤(2)或者第二数据采集区(12)对应人体腰部的传感光纤(2)呈“S”形弯曲走线。更进一步优选的,还包括硬质线(3),所述硬质线(3)将第一数据采集区(11)的传感光纤(2)或者第二数据采集区(12)对应人体腰部的呈“S”形弯曲走线的传感光纤(2)压在压力敏感薄膜(1)表面。进一步优选的,所述第二数据采集区(12)对应人体背部的传感光纤(2)呈“S”形弯曲走线,或者呈螺旋形弯曲走线,或者呈“8”字形弯曲走线。更进一步优选的,所述第一数据采集区(11)和第二数据采集区(12)弯曲盘绕的传感光纤(2)相互串联,所述第二数据采集区(12)对应人体背部的传感光纤(2)包括呈“S”形弯曲走线段,以及呈螺旋形弯曲的行线段或呈“8”字形弯曲的行线段,所述呈“S”形弯曲的行线段与呈螺旋形弯曲的行线段或呈“8”字形弯曲的行线段相互串联并上下交叉。更进一步优选的,所述第一数据采集区(11)和对应人体腰部的第二数据采集区(12)的传感光纤(2)相互串联,所述对应人体背部的第二数据采集区(12)与第一数据采集区(11)的传感光纤(2)相互并联。第二方面,本专利技术提供了一种生命体征监测装置,其包括激光光源(4)、光电转换模块(5)和生命体征信号提取与分析模块(6),其特征在于:还包括权利要求1所述的光纤感应组件,激光光源(4),发射激光到传感光纤(2);传感光纤(2),分别连接激光光源(4)和光电转换模块(5),在承受外界压力后弯曲,传感光纤(2)中传输的光信号在弯曲部位处损耗而被调制;光电转换模块(5),连接生命体征信号提取与分析模块(6),将光信号转换为电信号;生命体征信号提取与分析模块(6),从电信号中提取出生命体征信息。在以上技术方案的基础上,优选的,所述激光光源(4)包括但不限于相干光源。在以上技术方案的基础上,优选的,还包括蓝牙通讯模块(7)和智能终端(8),所述蓝牙通讯模块(7)分别连接生命体征信号提取与分析模块(6)和智能终端(8),智能终端(8)对生命体征信号提取与分析模块(6)得到的生命体征信息进行显示,并在生命体征信息超过预设值时发送警示信息。在以上技术方案的基础上,优选的,所述压力敏感薄膜(1)和传感光纤(2)内置于但不限于坐垫、床垫、鞋垫和枕头中。更进一步优选的,所述传感光纤(2)承受外界压力的方式包括但不限于非穿戴式和非侵入式。本专利技术的光纤感应组件及生命体征监测装置相对于现有技术具有以下有益效果:(1)针对肩部靠近心脏,远离呼吸振动区域的特点,设置传感光纤采集心率信号;针对呼吸振动信号较强的特点,在其他部位设置传感光纤,分区检测呼吸和心跳,降低呼吸震颤对心跳信号影响,对于心跳信号的监测精准度更高;(2)针对肩部的心跳信号采集,采用敏感度更高的“S”形弯曲走线光纤,进一步设置硬质线,可起到增敏作用,可提高心跳信号监测灵敏度;(3)在设置有针对肩部心跳监测的分区的情况下,针对背部的分区只需保证对呼吸的监测即可;但是,实际使用中,由于压力敏感薄膜和传感光纤一般置于床垫等编织物内部,人体难以保证肩部对准第一数据采集区,当人体相对于压力敏感薄膜下移时,所述第一数据采集区的传感光纤难以监测到心跳信号,因此需要第二数据采集区的传感光纤同时监测心跳和呼吸,由于心跳和呼吸信号容易相互干扰,采用敏感度更高的“S”形弯曲走线光纤和和敏感度交底的螺旋形弯曲走线或者呈“8”字形弯曲走线光纤,能压制呼吸信号,增强心跳信号,降低呼吸震颤对心跳信号影响,便于将心跳和呼吸信号分离,进一步将两种走线交叉,可起到增敏作用,提高对心跳信号监测的灵敏度;(4)针对腰部呼吸信号强烈的特点,设置传感光纤采集呼吸信号,分区设置,利于呼吸和心跳信号的分离;(5)对于各区的传感光纤进行串联或者并联后采集信号,尤其是并联采集的方式,可防止心跳和呼吸信号相互影响,灵敏度更高;(6)本专利技术的生命体征监测装置具有结构简单,易于实现,制造成本低,运行可靠,灵敏度高,实时检测,信号易于解调等优点,可内置于坐垫、床垫、鞋垫或枕头等日用品中,便于使用者在日常工作生活中实时地监测自己的身体状况,并可在紧急情况下及时通知家属和医护人员,避免意外情况发生。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种光纤感应组件,其包括压力敏感薄膜(1)和传感光纤(2),其特征在于:所述压力敏感薄膜(1)上设置有对应人体肩部的第一数据采集区(11),以及对应人体肩部以下部位的第二数据采集区(12),所述传感光纤(2)分别在第一数据采集区(11)和第二数据采集区(12)弯曲盘绕,所述第一数据采集区(11)和第二数据采集区(12)弯曲盘绕的传感光纤(2)相互串联或者并联。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤感应组件,其包括压力敏感薄膜(1)和传感光纤(2),其特征在于:所述压力敏感薄膜(1)上设置有对应人体肩部的第一数据采集区(11),以及对应人体肩部以下部位的第二数据采集区(12),所述传感光纤(2)分别在第一数据采集区(11)和第二数据采集区(12)弯曲盘绕,所述第一数据采集区(11)和第二数据采集区(12)弯曲盘绕的传感光纤(2)相互串联或者并联。


2.如权利要求1所述的光纤感应组件,其特征在于:所述第二数据采集区(12)对应人体背部或者腰部。


3.如权利要求2所述的光纤感应组件,其特征在于:所述第一数据采集区(11)的传感光纤(2)或者第二数据采集区(12)对应人体腰部的传感光纤(2)呈“S”形弯曲走线。


4.如权利要求3所述的光纤感应组件,其特征在于:还包括硬质线(3),所述硬质线(3)将第一数据采集区(11)的传感光纤(2)或者第二数据采集区(12)对应人体腰部的呈“S”形弯曲走线的传感光纤(2)压在压力敏感薄膜(1)表面。


5.如权利要求2所述的光纤感应组件,其特征在于:所述第二数据采集区(12)对应人体背部的传感光纤(2)呈“S”形弯曲走线,或者呈螺旋形弯曲走线,或者呈“8”字形弯曲走线。


6.如权利要求5所述的光纤感应组件,其特征在于:所述第一数据采集区(11)和第二数据采集区(12)弯曲盘绕的传感光纤(2)相互串联,所述第二数据采集...

【专利技术属性】
技术研发人员:李政颖赵涛黄国良
申请(专利权)人:李政颖
类型:发明
国别省市:湖北;42

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