本發(fā)明涉及生命體征監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于MZI的全光非接觸式生命體征監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

生命體征監(jiān)測對于人的日常生活、生命健康都有極其重要的意義。目前，對生命體征信號的監(jiān)控可以分為侵入式和非侵入式。侵入式監(jiān)測儀器基本上都是需要將探測器或者傳感器緊貼待測者皮膚或者心臟，才能獲得比較準(zhǔn)確的信息。然而，侵入式監(jiān)測儀器難以避免交叉感染、抗電磁干擾等問題，而且，侵入式監(jiān)測對于待測者的舒適度有較大影響，待測者可能會產(chǎn)生情緒波動以致影響到測量的準(zhǔn)確性。

非侵入監(jiān)測有較大的技術(shù)優(yōu)勢，對于待測者不需要貼緊皮膚或者心臟，即可進行實時準(zhǔn)確的生命體征監(jiān)測。目前市場上也有一部分基于電子傳感器的生命體征監(jiān)測產(chǎn)品，但是難以在電磁環(huán)境比較大的情況下使用，比如核磁共振。綜上所述，以往的生命體征產(chǎn)品都有以下一種或多種不足：

第一：侵入式監(jiān)測；

第二：對電磁干擾敏感；

第三：容易交叉感染；

第四：舒適度較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種全光非接觸式生命體征監(jiān)測裝置，提升抗電磁干擾的能力，避免交叉感染，確保舒適性和靈敏度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種全光非接觸式生命體征監(jiān)測裝置，包括：激光光源、第一n*n光纖耦合器、第一光纖、參考光纖、傳感光纖、第二n*n光纖耦合器、第二光纖、光電探測器和生命體征提取與分析模塊，所述激光光源的輸出端口通過第一光纖連接所述第一n*n光纖耦合器的輸入端，所述第一n*n光纖耦合器的兩個輸出端分別連接所述參考光纖和所述傳感光纖輸入端，所述參考光纖和所述傳感光纖的輸出端分別連接所述第二n*n光纖耦合器的輸入端，所述第二n*n光纖耦合器的輸出端通過第二光纖連接所述光電探測器，所述光電探測器的輸出端連接所述生命體征提取與分析模塊。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述生命體征提取與分析模塊包括智能終端及與之網(wǎng)絡(luò)通訊的云端，所述光電探測器的輸出端設(shè)置有與智能終端對應(yīng)的無線通訊端口或者有線通訊端口。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述智能終端為智能手機或者電腦。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述第一光纖和第二光纖分別為任意類型光纖。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述激光光源是連續(xù)光或者脈沖光的單波長激光器，包括DFB激光器和VCSEL激光器，同時激光光源發(fā)出的波長不限制，涵蓋所有波段。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述參考光纖和所述傳感光纖分別為任意光纖，且長度沒有限制。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述生命體征提取與分析模塊包含生命體征提取與分析算法，用于提取生命體征信號，所述提取生命體征信號包括體動、心率、心音、呼吸和血壓。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述全光非接觸式生命體征監(jiān)測裝置是基于MZI原理的全光生命體征傳感系統(tǒng)。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述第一n*n光纖耦合器為1*2光纖耦合器，所述第二n*n光纖耦合器為2*1光纖耦合器。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明指出的一種全光非接觸式生命體征監(jiān)測裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、無交叉感染、實時性強、功耗低、分布式遠程監(jiān)測、抗電磁干擾等優(yōu)點，可在家庭、養(yǎng)老院、醫(yī)院等場合使用，MZI對外界的微擾非常靈敏，可以非常敏感的捕捉到人體的呼吸、心跳等生命體征信號，光電探測器收集帶有生命體征信息的光信號并進行光電轉(zhuǎn)換，進一步通過生命體征提取和分析模塊得到最終的生命體征信息，這些信息可以被永久的存放在云端，進行大數(shù)據(jù)分析。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)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(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1是本發(fā)明一種全光非接觸式生命體征監(jiān)測裝置一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種全光非接觸式生命體征監(jiān)測裝置在沒有待測者情況下的信號圖；

圖3是本發(fā)明一種全光非接觸式生命體征監(jiān)測裝置在待測者體動情況下的信號圖；

圖4是本發(fā)明一種全光非接觸式生命體征監(jiān)測裝置在待測者呼吸情況下的信號圖；

圖5是本發(fā)明一種全光非接觸式生命體征監(jiān)測裝置在待測者屏住呼吸情況下的心跳信號圖。

具體實施方式

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

請參閱圖1至圖5，本發(fā)明實施例包括：

一種全光非接觸式生命體征監(jiān)測裝置，包括：激光光源1、第一n*n光纖耦合器2、第一光纖9、參考光纖3、傳感光纖4、第二n*n光纖耦合器5、第二光纖6、光電探測器7和生命體征提取與分析模塊8，所述激光光源1的輸出端口通過第一光纖9連接所述第一n*n光纖耦合器2的輸入端，所述第一n*n光纖耦合器2的兩個輸出端分別連接所述參考光纖3和所述傳感光纖4輸入端，所述參考光纖3和所述傳感光纖4的輸出端分別連接所述第二n*n光纖耦合器5的輸入端，所述第二n*n光纖耦合器5的輸出端通過第二光纖6連接所述光電探測器7，所述光電探測器7的輸出端連接所述生命體征提取與分析模塊8。全光非接觸式設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，抗電磁干擾性能好，可在家庭、養(yǎng)老院、醫(yī)院等場合使用。

進一步的，所述第一n*n光纖耦合器采用1*2光纖耦合器，所述第二n*n光纖耦合器采用2*1光纖耦合器。

所述生命體征提取與分析模塊8包括智能終端及與之網(wǎng)絡(luò)通訊的云端，所述光電探測器7的輸出端設(shè)置有與智能終端對應(yīng)的無線通訊端口或者有線通訊端口，所述智能終端為智能手機或者電腦。所述全光非接觸式生命體征監(jiān)測裝置是基于馬赫曾德爾干涉儀MZI原理的全光生命體征傳感系統(tǒng)，MZI對外界的微擾非常靈敏，可以非常敏感的捕捉到人體的呼吸、心跳等生命體征信號，光電探測器7收集帶有生命體征信息的光信號并進行光電轉(zhuǎn)換，進一步通過生命體征提取和分析模塊8得到最終的生命體征信息，這些信息可以被永久的存放在云端，進行大數(shù)據(jù)分析。

所述第一光纖9和第二光纖6分別為任意類型光纖，所述參考光纖3和所述傳感光纖4分別為任意光纖，且波長沒有限制。所述激光光源1是連續(xù)光或者脈沖光的單波長激光器，包括DFB激光器、VCSEL激光器等，同時激光光源發(fā)出的波長不限制，涵蓋所有波段，適用性強。

所述生命體征提取與分析模塊8包含生命體征提取與分析算法，用于提取生命體征信號，所述提取生命體征信號包括體動、心率、心音、呼吸和血壓等。所述非侵入式全光MZI生命體征監(jiān)測裝置，利用心跳、呼吸、體動引起環(huán)境的微擾，影響MZI的傳感光纖與參考光纖的相位差，從而導(dǎo)致輸出光強發(fā)生變化。假設(shè)激光光源強度是I₀，參考光纖和傳感光纖的輸入光強分別為I₁和I₂，參考光纖和傳感光纖的長度分別為L₁和L₂，參考光纖和傳感光纖的累計相位分別為和相位差為參考光纖和傳感光纖的有效折射率分別為波長n_eff1和n_eff2，波長為λ，光電探測器接收到的光強為I_PD，不考慮光纖損耗，則

人體的體動、呼吸、心跳等微擾會影響光纖的有效折射率和長度，并影響相位差和I_PD。因此，根據(jù)接收到的光強再根據(jù)生命體征提取與分析算法，就可以得到生命體征信號。

綜上所述，本發(fā)明指出的一種全光非接觸式生命體征監(jiān)測裝置，本發(fā)明提出的全光非侵入式的基于MZI的生命體征監(jiān)測裝置與方法，可以有效克服以上不足，利用全光纖MZI進行人體的生命體征監(jiān)測，完全可以達到非侵入式監(jiān)測，具備抗電磁干擾、無交叉感染、舒適性好和靈敏度高等優(yōu)點。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。