[发明专利]一种人体睡眠多体征非侵入式分布式光纤监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种人体睡眠多体征非侵入式分布式光纤监测系统及方法，系统包括床垫、若干体征光纤光栅传感器、解调仪、上位机；体征光纤光栅传感器包括若干分布式温度光纤光栅传感器、分布式压力光纤光栅传感器以及分布式心跳/呼吸光纤光栅传感器；体征光纤光栅传感器均固定设置在埋入床垫内床网与面料中间的填充物中，并保持深度在同一水平面上；体征光纤光栅传感器均与解调仪连接，并通过串口将解调仪输出信号传输给上位机，对用户在睡眠时的健康状态进行监测，包括心率、呼吸、体温等体征参数；并根据用户睡眠状态下压力场监测情况，分析睡姿、离床情况。本发明通过分布式多参数光纤光栅传感器组网实现多体征及睡眠运动状态信息的监测。

技术领域

本发明属于智能家居、医疗保健等技术领域，涉及一种睡眠状态多体征分布式光纤智能监测技术，具体涉及一种非侵入式多体征分布式光纤感知的智能床垫及感知方法。

背景技术

人口老龄化问题已成为当前全世界各国面临的共同话题。据相关资料统计分析，我国在2035年60岁以上的老年人口将达4亿，因此，如何保障老年人的健康将成为国家和社会的关注重点。通常，清醒状态老人体征突然产生变化时，其自身和旁人可及时察觉，以及时救治。但睡眠状态且无人陪护时，老人易出现如因急性病导致体温骤升或骤降、呼吸暂停、心率中断以及滚落床等突发状况。此时，老人处于自身护理存在难度或无人/错过护理状态，特别是养老院和ICU等场所的老人或病患，极易错过黄金救治时间。

对于老人或病患进行睡姿及离床监测的必要性在于：

1、睡姿监测：老人或病患长时间保持相同睡姿睡眠可能会影响正常呼吸、血液流通，从而导致呼吸暂停、心脏缺血骤停、身体局部麻痹等问题，严重影响老人或病患的健康。例如：在美国，每年有150万人因身体局部组织长期受到压迫，供血不足而导致褥疮，经济损失高达50亿美元。其中，老年人和四肢无力的病患就是褥疮患者的主要群体。在我国，人口老龄化问题日益严重，监测老年人的睡姿预防上述疾病发生，尤为重要。

2、离床监测：睡眠期间，老人或病患可能会因翻身、抽搐等原因产生突然跌落床的风险。正常离床步骤是用户从平躺状态到坐起再站立起身，与突然跌落的状态截然不同，通过床垫上分布的多体征光纤传感器感知压力场分布变化，判断用户的离床状态，从而使跌落后起身困难的用户得到及时救治。

目前，国内虽然有一些公司已研制了智能手环等体测产品，但它们对呼吸、心率等体征参量的测量灵敏度有限，易受电磁干扰(ICU病房其它电类医疗设备)，还难以实现人体多体征的分布式检测。

因此，提出一种对人体睡眠多体征的非侵入式分布式光纤监测系统及方法极其重要，可对睡眠态下人体健康状态实现实时监测与预警，以提升老人/病患的睡眠质量与突发救治率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种人体睡眠多体征非侵入式分布式光纤监测系统及方法，可实时检测用户的体温、心率、呼吸等体征和分析睡姿、离床等睡眠状态。

本发明的系统所采用的技术方案是：一种人体睡眠多体征非侵入式分布式光纤监测系统，其特征在于：包括床垫、若干体征光纤光栅传感器、解调仪、上位机；

所述若干体征光纤光栅传感器包括若干分布式温度光纤光栅传感器、分布式压力光纤光栅传感器以及分布式心跳/呼吸光纤光栅传感器；

所述若干体征光纤光栅传感器均固定设置在所述埋入床垫内床网与面料中间的填充物中，并保持深度在同一水平面上；

所述若干体征光纤光栅传感器均与所述解调仪连接，并通过网络将所述解调仪输出信号传输给所述上位机，对用户在睡眠时的健康状态进行监测。

本发明的方法所采用的技术方案是：一种人体睡眠多体征非侵入式分布式光纤监测方法，其特征在于：通过分布式心跳/呼吸光纤光栅传感器测量心率与呼吸体征参数；通过分布式压力光纤光栅传感器与分布式温度光纤光栅传感器监测人体的温度场、压力场情况，测量温度、分析睡姿、离床情况。