[发明专利]一种生命体征监测装置和方法

说明书

本发明提出了一种生命体征监测装置和方法，利用非平衡sagnac环非平衡的结构，在无振动的情况下，环内的两路光相位差不为零，相当于预先抬高了非平衡sagnac环输出端的输出光功率，使相位差的变化更容易显现出来，有利于对振动信号的动态响应。当发生振动时，非平衡sagnac环腔的不平衡性进一步加大，导致两路相反传播的光信号的相移加大，通过耦合器干涉后，输出端输出由振动调制的信号，此时，非平衡sagnac环对小幅振动亦相当敏感，适用于生命体征检测。

技术领域

本发明涉及人体生命特征监测领域，尤其涉及一种生命体征监测装置和方法。

背景技术

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。近年来，利用光学原理对生命体征信号的检测手段发展迅速，基于干涉原理的光纤sagnac环是用来检测振动信号的较好方法。由于心跳会引发人体全身动脉血管的微振动，这种微小的振动也会产生对传感光纤的挤压，使sagnac环中反向传输的光信号产生相位差的调制，在耦合器处干涉，使得耦合器输出端的信号强度变化，通过检测该信号可以得知人体生命体征信息。具体的检测方法为：光源由平衡sagnac环的输入端注入，光信号通过耦合器分成两路方向相反的光信号，同一束光分成的两路光信号通过了相同的路径，相位相同，在耦合器处产生干涉，信号由输入端全反射回去，输出端没有光功率输出；而当环腔中出现扰动的时候，两路光信号到达扰动点的时间稍有不同，导致了光程差，从而出现相位差，在耦合器处产生干涉后，输出端有较弱的信号输出，绝大部分光仍然反射回光源。此时光纤sagnac环对于不剧烈的振动产生的输出信号的信噪比很差，且其对低频信号不敏感，难以用于呼吸和心跳信号的检测。因此，为了解决上述问题，本发明提供一种生命体征监测装置和方法，可以放大耦合器输出端的光信号功率和相位差，使相位差的变化更容易显现出来，并提高该光信号的信噪比，使得该光信号易于被检测。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种生命体征监测装置和方法，可以放大耦合器输出端的光信号功率和相位差，使相位差的变化更容易显现出来，并提高该光信号的信噪比，使得该光信号易于被检测。本发明的技术方案是这样实现的：一方面，本发明提供了一种生命体征监测装置，其包括传感光纤模块，传感光纤模块包括2×2光纤耦合器和非平衡sagnac环，2×2光纤耦合器通过光纤与非平衡sagnac环连接。

在以上技术方案基础上，优选的，非平衡sagnac环包括两段不同类型的光纤。

进一步优选的，不同类型的光纤包括但不限于单模光纤、不同芯径的多模、高双折射光纤、色散位移光纤或色散补偿光纤。

在以上技术方案基础上，优选的，还包括光源、光电转换模块，以及生命体征信号提取与分析模块；

光源，输出相干光，并发送给2×2光纤耦合器；

2×2光纤耦合器，分别连接光源、非平衡sagnac环和光电转换模块，光源经2×2光纤耦合器的输入端分成两路方向相反的光信号进入非平衡sagnac环，在非平衡sagnac环腔中，遇到外界扰动时，反向传输的光信号到达外界扰动作用点的时间不同，即受到了不同的调制，因而，两路光信号在非平衡腔中传输产生不同的相移，而后在2×2光纤耦合器处产生干涉，通过2×2光纤耦合器的输出端输出光信号给光电转换模块；

光电转换模块，连接生命体征信号提取与分析模块，将光信号转换为电信号；

生命体征信号提取与分析模块，从电信号中提取出生命体征信息。

进一步优选的，还包括蓝牙通讯模块和智能终端；

蓝牙通讯模块分别连接生命体征信号提取与分析模块和智能终端，智能终端对生命体征信号提取与分析模块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。