[发明专利]基于光学形状感测的肺体积描记法

权利要求书

1.一种肺体积描记系统(10)，所述系统包括：

-能穿戴在哺乳动物身体上的服装(11)，所述服装包括具有多条光纤(30)的形状感测纤维(12)以促进对沿所述形状感测纤维的长度的应变的光学测量，

-光学讯问单元(13)，所述单元与所述形状感测纤维中的所述多条光纤光学连接，所述光学讯问单元被光学地布置用于测量沿所述多条光纤的所述应变，以及

-处理单元(14)，其被能操作地连接到所述光学讯问单元(13)以用于将所述应变数据处理成随时间的三维位置数据，所述处理单元还被布置用于将随时间的位置数据处理成指示关于穿戴所述服装的所述哺乳动物的肺数据的体积数据。

2.根据权利要求1所述的肺体积描记系统，其中，所述光学讯问单元(13)被光学地布置用于能够通过对所述形状感测纤维中的应变的光学测量来执行光学形状感测的光频域反射计(OFDR)。

3.根据权利要求1或2所述的肺体积描记系统，其中，一条或多条光纤(30)包括沿所述一条或多条光纤的所述长度分布的多个纤维布拉格光栅(FBG)。

4.根据权利要求1、2或3所述的肺体积描记系统，其中，一条或多条光纤包括沿所述一条或多条光纤的所述长度分布的多个瑞利散射特征段。

5.根据权利要求1所述的肺体积描记系统，其中，所述多条光纤(30)被布置有中心光纤和围绕所述中心光纤缠绕的其他光纤。

6.根据权利要求1或5所述的肺体积描记系统，其中，所述多条光纤被组合成具有对应的多个光纤核(9)的公共光纤。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的肺体积描记系统，其中，来自所述形状感测纤维(12)的所述位置数据的空间分辨率在2.5mm以下，优选地在1mm以下，更优选地在0.5mm以下。

8.根据权利要求1所述的肺体积描记系统，其中，所述形状感测纤维(12)包括用于形状感测的另外的器件，所述另外的器件是从由以下组成的组中选择的：电气器件、机械器件、气动器件、声学器件以及它们的任意组合。

9.根据权利要求1所述的肺体积描记系统，其中，所述处理单元(14)被布置用于通过执行插值过程来将随时间的位置数据变换成随时间的表面数据，随后所述表面数据通过额外的插值过程而被变换成随时间的体积数据。

10.根据权利要求1所述的肺体积描记系统，其中，所述光学讯问单元(13)和所述处理单元(14)与所述服装(11)集成、在所述服装(11)上集成或靠近所述服装(11)集成，以便使所述系统能由哺乳动物穿戴。

11.根据权利要求1或权利要求10所述的肺体积描记系统，其中，所述服装(11)适合于提供紧密贴合穿戴所述服装的所述哺乳动物的皮肤，所述形状感测纤维被相对于所述服装布置以用于监测皮肤位移。

12.根据权利要求1所述的肺体积描记系统，其中，所述服装包括多条形状感测纤维，所述多条形状感测纤维被光学地连接到所述光学讯问单元(13)，并且所述处理单元(14)适于处理来自多条形状感测纤维的数据。

13.根据权利要求1或12所述的肺体积描记系统，其中，所述一条或多条形状感测纤维被并入到所述服装中，以便覆盖所述人的胸部和/或腹部的至少部分，优选地是下至骨盆区的至少部分。

14.根据权利要求1所述的肺体积描记系统，任选地包括能由穿戴所述服装的所述哺乳动物使用的肺活量计(20)，所述肺活量计优选地被集成到面罩中，其中，所述肺数据包括：胸内气体体积(TGV)、比气道阻力(sRaw)、气道阻力(Raw)、弥散容量(DLCO)、单次呼吸氮(N₂)、多次呼吸N₂排放量、肺顺应性和闭塞压力以及它们的任意组合或等价项。