本發明涉及生命體征監測技術領域，特別是涉及一種新型光纖干渉型生命體征監測裝置和方法。

背景技術：

目前市場上的大部分生命體征監護儀都是侵入式的或者說是穿戴式的，這些檢測方案對于人的正常休息可能會造成一定影響。另外，像傳統心電監護為了避免交叉感染，基本都是使用一次性電極，難以循環使用。

在特殊環境下的生命體征監控，比如核磁共振環境，傳統的電子學監測對于強電磁干擾可能束手無策。

綜上所述，傳統的生命體征監測產品有以下不足：

第一：侵入式或穿戴式監測；

第二：無法應對強電磁干擾環境下的監測；

第三：為避免交叉感染，多次使用成本較高，需要改進。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題是提供一種新型光纖干渉型生命體征監測裝置和方法，提升使用便利性，降低成本，適應強電磁干擾環境下的監測。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種新型光纖干渉型生命體征監測裝置，包括：光源、2*2光纖耦合器、傳感光纖、光電探測器和生命體征分析模塊，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端之間采用光纖相連接，所述2*2光纖耦合器的輸出端與傳感光纖的輸入端相連接，所述光電探測器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸入端或者輸出端相連接，所述光電探測器的輸出端與生命體征分析模塊的輸入端相連接。

在本發明一個較佳實施例中，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端口11之間采用光纖相連接，所述傳感光纖連接在2*2光纖耦合器的輸出端口21與輸出端口22之間，所述光電探測器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸入端口12相連接。

在本發明一個較佳實施例中，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端口12之間采用光纖相連接，所述傳感光纖連接在2*2光纖耦合器的輸出端口21與輸入端口11之間，所述光電探測器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸出端口22相連接。

在本發明一個較佳實施例中，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端口11之間采用光纖相連接，所述傳感光纖的一端連接在2*2光纖耦合器的輸出端口21，所述光電探測器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸入端口12相連接，所述2*2光纖耦合器的輸出端口22連接設置有參考光纖。

在本發明一個較佳實施例中，所述光源是中心波長不限定的單色或準單色激光器或者寬帶激光器，包括但不限于dfb激光器、vcsel激光器和led。

在本發明一個較佳實施例中，所述傳感光纖的類型和長度沒有限制。

在本發明一個較佳實施例中，所述新型光纖干渉型生命體征監測裝置所監測的生命體征信號包括但不限于呼吸和心率。

為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是：提供一種基于新型光纖干渉型生命體征監測裝置進行的生命體征監測方法，包括以下步驟：

利用光纖干涉結構，捕捉到身體運動引發的微擾，導致光程差發生變化，最終導致輸出光強發生變化，假設激光光源強度是，分光比為α，兩路干涉光的光強分別為和，光電探測器接收到的光強為，兩路干涉光的相位差為，為時變量，不考慮光纖損耗，則：

當沒有外部擾動的時候，等于0；

當傳感光纖監測到有擾動的時候，光纖的長度發生微小變化，同時由于彈光效應，導致光纖的有效折射率發生變化，因此就不等于0，并與外部振動變化一致；

根據接收到的光強，再根據生命體征提取與分析算法，經過信號處理與解調，得到生命體征信號。

本發明的有益效果是：本發明指出的一種新型光纖干渉型生命體征監測裝置和方法，可以有效克服強電磁干擾環境下的監測問題，利用全光纖干涉結構進行人體的生命體征監測，完全可以達到非侵入式監測生命體征信號，具備抗電磁干擾、無交叉感染以及無限次復用等優點，使用便利，降低了使用成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1是本發明一種新型光纖干渉型生命體征監測裝置和方法一較佳實施例的結構示意圖；

圖2是本發明一種新型光纖干渉型生命體征監測裝置和方法另一較佳實施例的結構示意圖；

圖3是本發明一種新型光纖干渉型生命體征監測裝置和方法又一較佳實施例的結構示意圖；

圖4是利用本發明一種新型光纖干渉型生命體征監測裝置和方法在待測者測試時獲得的原始信號圖。

具體實施方式

下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1~圖4，本發明實施例包括：

一種新型光纖干渉型生命體征監測裝置，包括3種方案：

第一種方案：如圖1所示，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端口11之間采用光纖相連接，任意類型光纖都可以，來源廣泛，成本低，2*2光纖耦合器的分光比沒有限制，所述傳感光纖連接在2*2光纖耦合器的輸出端口21與輸出端口22之間，所述光電探測器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸入端口12相連接，所述光電探測器的輸出端與生命體征分析模塊的輸入端相連接，基于光纖sagnac干涉；

第二種方案：如圖2所示，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端口12之間采用光纖相連接，所述傳感光纖連接在2*2光纖耦合器的輸出端口21與輸入端口11之間，所述光電探測器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸出端口22相連接，所述光電探測器的輸出端與生命體征分析模塊的輸入端相連接，基于光纖mach-zehnder干涉；

第三種方案：如圖3所示，所述光源的輸出端與2*2光纖耦合器的輸入端口11之間采用光纖相連接，所述傳感光纖的一端連接在2*2光纖耦合器的輸出端口21，所述光電探測器的輸入端與2*2光纖耦合器的輸入端口12相連接，所述2*2光纖耦合器的輸出端口22連接設置有參考光纖，所述光電探測器的輸出端與生命體征分析模塊的輸入端相連接，基于michelson干涉。

本裝置可以敏感地探測到人體呼吸和心跳所產生微小的振動，通過生命體征分析模塊提取得到一系列生命體征信息。利用高靈敏度的光纖干涉結構，敏銳的捕捉到心跳、呼吸、體動等身體運動引發的微擾，導致光程差發生變化，最終導致輸出光強發生變化。

假設激光光源強度是，分光比為α，兩路干涉光的光強分別為和，光電探測器接收到的光強為，兩路干涉光的相位差為，為時變量，不考慮光纖損耗，則：

不管是方案一的sagnac結構，方案二的mach-zehnder結構還是方案三的michelson干涉，當沒有外部擾動的時候，等于0；當光纖監測到有擾動的時候，光纖的長度發生微小變化，同時由于彈光效應，導致光纖的有效折射率發生變化，因此就不等于0，并與外部振動變化一致。因此，根據接收到的光強，再根據生命體征提取與分析算法，經過信號處理與解調，就可以得到生命體征信號。

所述光源是中心波長不限定的單色或準單色激光器或者寬帶激光器，包括但不限于dfb激光器、vcsel激光器和led，選擇靈活。所述傳感光纖的類型和長度沒有限制，根據監測的目標進行施工，施工比較靈活。

圖4示例性的展示了本發明裝置在待測者測試時獲得的原始信號圖，橫坐標是時間，單位是秒，縱坐標是幅度。

綜上所述，本發明指出的一種新型光纖干渉型生命體征監測裝置和方法，結構緊湊，無需穿戴，監測方便，抗干擾性能好，使用和維護的成本低。

以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。