[發(fā)明專利]用于生命體征監(jiān)測和呼吸與心率共提取的微彎曲光纖傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080003003.4
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112512412A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙前程;梁子翀;郭文生
• 申請（專利權(quán)）人: 香港應(yīng)用科技研究院有限公司
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205
• 代理公司: 北京世峰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11713
• 代理人: 卓霖;許向彤

1.一種光纖傳感器，包括：

光纜，其具有承載光的內(nèi)芯、圍繞所述內(nèi)芯的將光反射回所述內(nèi)芯的包層和外涂層，其中，所述內(nèi)芯的直徑為圍繞所述內(nèi)芯的所述包層的直徑的至少50％；

一對對稱的徑向環(huán)組，其通過將所述光纜布置在第一平面中并在所述一對對稱的徑向環(huán)組中的第一徑向環(huán)組中從內(nèi)部到外部盤繞所述光纜而在所述一對對稱的徑向環(huán)組中的第二徑向環(huán)組中從外部到內(nèi)部盤繞所述光纜而形成；

光源，其耦合成將輸入光輸入到所述光纜的第一端；

光接收器，其感測在所述輸入光傳過所述一對對稱的徑向環(huán)組之后由所述光接收器從所述光纜的第二端接收的接收光的強(qiáng)度變化；

網(wǎng)格層，其具有形成在所述網(wǎng)格層內(nèi)的開口，所述網(wǎng)格層形成在基本平行于所述第一平面的第二平面中；并且

其中，當(dāng)由身體施加壓力時，所述網(wǎng)格層壓在所述一對對稱的徑向環(huán)組中的所述光纜上，其中，所述光纜的第一部分部分地彎曲到所述開口中，而所述光纜的第二部分抵靠所述網(wǎng)格層屈曲，以改變傳過所述光纜的光的衰減。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感器，還包括：

模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其將來自所述光接收器的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字值；

控制和處理單元，其處理來自所述ADC的數(shù)字值以生成身體的呼吸率和心率，其中，身體由于呼吸和由于體內(nèi)的跳動的心臟而移動。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖傳感器，其中，所述控制和處理單元對所述數(shù)字值執(zhí)行多貝西dB5小波分解。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖傳感器，其中，所述控制和處理單元對所述數(shù)字值執(zhí)行多貝西dB5小波分解，以生成包括細(xì)節(jié)系數(shù)和近似系數(shù)的中間值；

其中，所述控制和處理單元對所述細(xì)節(jié)系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)，以生成重構(gòu)的dB5 4級細(xì)節(jié)波形；

其中，所述控制和處理單元對所述近似系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)，以生成重構(gòu)的dB5 6級近似波形；

其中，所述心率是從重構(gòu)的dB5 4級細(xì)節(jié)波形中的峰中提取的；

其中，所述呼吸率是從重構(gòu)的dB5 6級近似波形中的峰中提取的。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖傳感器，其中，將所述數(shù)字值與dB5縮放函數(shù)進(jìn)行卷積并下采樣以生成多個1級近似系數(shù)；

其中，將所述多個1級近似系數(shù)與dB5縮放函數(shù)進(jìn)行卷積并下采樣以生成多個2級近似系數(shù)；

其中，將所述多個2級近似系數(shù)與dB5縮放函數(shù)進(jìn)行卷積并下采樣以生成多個3級近似系數(shù)。

其中，將所述多個3級近似系數(shù)與dB5縮放函數(shù)進(jìn)行卷積并下采樣以生成多個4級近似系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖傳感器，其中，將所述多個3級近似系數(shù)與dB5小波函數(shù)進(jìn)行卷積并且下采樣以生成多個4級細(xì)節(jié)系數(shù)；

其中，將所述多個4級細(xì)節(jié)系數(shù)上采樣并通過dB5小波函數(shù)的逆變換進(jìn)行變換，以生成從中提取心率的重構(gòu)的dB5 4級細(xì)節(jié)波形。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖傳感器，其中，所述重構(gòu)的dB5 4級細(xì)節(jié)波形被輸出為心沖擊圖(BCG)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖傳感器，其中，將所述多個4級近似系數(shù)與所述dB5縮放函數(shù)進(jìn)行卷積并下采樣以生成多個5級近似系數(shù)；

其中，將所述多個5級近似系數(shù)與dB5小波函數(shù)進(jìn)行卷積并下采樣，以生成多個6級近似系數(shù)；

其中，將所述多個6級近似系數(shù)上采樣并用dB5縮放函數(shù)的逆函數(shù)進(jìn)行變換，以生成從中提取呼吸率的所述重構(gòu)的dB5 6級近似波形。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖傳感器，其中，所述網(wǎng)格層中的所述開口的表面積在包括所述開口的所述網(wǎng)格層的總表面積的30％至60％之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光纖傳感器，其中，傳過所述光纜的光通過所述光纜的微彎曲而被衰減。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光纖傳感器，其中，在所述一對對稱的徑向環(huán)組內(nèi)不發(fā)生所述光纜的交叉。