[發明專利]光纖傳感器以及監測微運動的方法

有效

• 申請號: 201680007181.8
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN107427260B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 胡峻浩
• 申請（專利權）人: 深圳市大耳馬科技有限公司
• 主分類號: A61B5/103
• 分類號: A61B5/103;A61B5/11;A61B5/113
• 代理公司: 深圳瑞天謹誠知識產權代理有限公司 44340
• 代理人: 溫青玲

本發明提供用于檢測微運動的光纖傳感器。在各種實施例中，傳感器包括一個環狀結構，由一根連續多模光纖排列成基本上位于一個平面內的多個大小相等的環而形成。環狀結構內的每個環與相鄰環部分重疊且橫向偏移。傳感器進一步包括一個耦合于環狀結構第一端部的光源、一個耦合于環狀結構第二端部的接收器、以及一個或多個控制和處理模塊。本發明還提供了制造和使用光纖傳感器的方法。

引置條款

本說明書提及的所有出版物和專利申請是以引用的方式整體納入本發明，如同每件單獨的出版物或專利申請具體地和個別地通過引用而被納入整體一樣。

技術領域

本發明涉及光纖領域，更具體地，涉及改進的光纖傳感器配置及其相關的制造及使用方法。

背景技術

隨著互聯網設備和數字醫療產業的到來，健康和健康監測已成為一個日益關注的領域。監控生命體征諸如心率、心沖擊信號以及呼吸率，在醫療保健機構內外都是需要的。在醫療機構內，生命體征的跟蹤：對于醫療服務提供者不在床邊時確保患者安全、診斷疾病、監測病人的進展、規劃病人的護理等可能是必不可少的。在醫療機構外部，跟蹤生命體征及姿態使個人能將他們的健康狀況量化和概念化，因此，幫助個人保持關注他們的健康和健康需要、明確進度、保持實現健康和健身目標所需的動力。

當前消費品市場上的生命體征追蹤器相當紛擾，例如，當前心率監視器通常需要把監視器放在病人的胸腔周圍。很多生命體征追蹤器僅包括一種類型的傳感器僅監測一種生命體征，諸如，例如心率。另外，在消費品市場很多生命體征監控器不太準確。在醫療機構內部，也有很多更精確的設備，但通常是很大的設備且放在病床邊，需要連接到插座和用導線連接到患者。這些床頭設備的附件會引起病人的焦慮，而且設備昂貴，不易攜帶，容易產生電磁干擾(EMI)。

在研究替代現有生命體征監控器設備方面，光纖傳感器已經獲得了越來越多的關注。光纖傳感器具有化學惰性且抗EMI。進一步地，他們可以攜帶并集成到設備中，諸如床墊和墊子中。固定裝置集成設備(Fixture-integrated devices)比起床邊設備和可穿戴設備具有更多優勢。例如，固定裝置集成設備允許減少傳感器、電子產品和電源之間的松散連接線或無線數據發射機。這種減少可以導致更高的可靠性、數據質量和安全性。

然而，光纖傳感器發展至今，還沒有被證明是傳統監控系統的合適替代品。例如，題為“用于醫療監護的嵌入醫用紡織品中的光纖傳感器”一文，《IEEE傳感器》期刊，2008年8(7)，第1215-1222頁，作者格里耶等人建議將單模宏彎光纖傳感器集成到測量呼吸速率的帶子中。由于纖維軸宏觀偏離直線，宏彎傳感器通常會遇到顯著的光損失，導致低靈敏度。這種傳感器不可能探測到精確測量心率或心沖擊信號所需的胸壁的細微活動。

在努力提高靈敏度方面，有人提出光纖傳感器的替代方法。例如，美國專利第6,498,652號，瓦沙尼亞等人揭露了一種光纖監控器，其利用光學相位干涉法來監控患者生命體征。光學相位干涉法有一些限制。例如，它需要昂貴的相位調制器和相干光源，這增加了巨大的成本和復雜性且使得廣泛商業化使用是不現實的。其它提議的設計努力平衡靈敏度、準確性及成本。因此，需要新型而有用的光纖傳感器。

發明內容

本發明提供新型而有用的光纖傳感器以及監測姿態和生命體征的相關系統和方法。這里提供的各種實施例克服了以前設計的光纖生命體征監測系統的一個或多個缺點。