[发明专利]一种基于光纤传感的生理参数监测助睡方法

说明书

本发明属于传感器技术、可穿戴设备等相关领域，公开了一种基于光纤传感的生理参数监测助睡方法，包括如下步骤：将生理信号采集前端布置在用户的休息处；所述生理信号采集前端进行采集用户的BCG信号；对所述BCG信号进行预处理；通过算法模型对预处理后的BCG信号进行监测判别。本发通过基于生理的微弱运动可致光纤微弯曲变形进而致光强度发生变化的原理，基于光纤传感的生理参数监测系统，并通过监测数据，该系统通过光探测器自适应地检测细小的光强变化获得心冲击图信号，利用信号处理算法获取心率、呼吸率和体动等信息。实验表明，研制的系统可在零负荷的状态下无感进行生理参数测量，在健康医疗领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于传感器技术、可穿戴设备等相关领域，具体涉及一种基于光纤传感的生理参数监测助睡方法。

背景技术

人的一生中有三分之一的时间是在睡眠中度过，睡眠是生命的需要，人不能没有睡眠，睡眠质量对于人体健康起着至关重要的作用。而在当下快节奏的时代，失眠、嗜睡、夜惊、梦魇等睡眠疾病越发严重。市面上常有睡眠监测的手环、手表等因需佩戴，测量时接触皮肤，因此舒适感差、个体依从性差，让较多用户不能适应。

心肺功能的监测是健康监护的重要组成部分，其中心率和呼吸率的实时测量是心肺功能检测的前提。而目前心率和呼吸率获取有以下几种方法：如心电图信号法、光电容积脉搏波法和心冲击图信号法等。基于ECG信号和PPG的生理参数监测方法，监测设备通过导线与使用者连接带来移动不便的弊端；同时检测电极需要与皮肤接触，粘贴过久会导致皮肤极不舒适，而且电极与皮肤接触会引入外界干扰降低信号获取的可信度；在一些特殊环境下，如强磁场，一般的设备会受到严重的干扰，不利于广泛推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光纤传感的生理参数监测助睡方法，以解决上述背景技术中提出现有技术中舒适度较差，进而依从性差，不利于广泛推广的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于光纤传感的生理参数监测助睡方法，包括如下步骤：

将生理信号采集前端布置在用户的休息处；

所述生理信号采集前端进行采集用户的BCG信号；

对所述BCG信号进行预处理；

通过算法模型对预处理后的BCG信号进行监测判别。

进一步的，所述生理信号采集前端包括：内镶光纤传感器的睡垫、探测器、光发射器、光接收器、发射器驱动电路、信号放大电路、高精度AD采样模块、蓝牙和WIFI通信电路、外设控制和指示电路；

其中，所述探测器和发射器构成前端信号提取部分，将所述BCG信号转换成光信号，再将光信号转换成电信号；

所述发射器驱动电路用于光发射器；

所述信号放大电路用于微弱电流转换成电压；

所述高精度AD采集模块用于采集经信号放大电路后的电压信号并发送给MCU,所述MCU将采集到的电压信号进行算法分析；

所述蓝牙和WIFI通信电路用于MCU和外设进行通信，将计算好的生理信号通过串口透传发送；

所述外设控制与指示包括按键、蜂鸣器、LED指示灯，用于设备和外界的交互。

进一步的，所述内镶光纤传感器的睡垫包括：多模光纤、微弯曲器、上下两层覆盖材料；其中，所述多模光纤位于整个结构的中心位置，且紧贴所述微弯曲器，所述上下两层柔软的覆盖材料将多模光纤和微弯曲器夹在中间。

进一步的，所述BCG信号进行预处理包括：对于低噪声微弱信号放大和对于个体差异消除。