CN109106372A - 一种基于光纤传感技术的生命体征监测光纤垫 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于光纤传感技术的生命体征监测光纤垫，包括光纤垫、独立头枕、胀缩垫、折叠校准板、气泵以及处理盒，所述独立头枕设有软包外壳，所述软包外壳内设有气囊，所述光纤垫包括感应外壳，所述感应外壳和所述软包外壳均设有温度感应器，所述软包外壳与所述气囊之间和所述感应外壳内均设有光纤光栅；所述胀缩垫包括顶垫和底垫，所述顶垫和所述底垫之间设有网格隔膜，所述底垫上设有气口，所述气口和所述气泵之间与所述气囊和所述气泵之间均设有稳压通断器，所述折叠校准板设有调整底脚和水平传感器，所述处理盒设有光纤解调仪和处理器，本发明具有高精准度和高舒适度，并且使用场所不受限。

Description

一种基于光纤传感技术的生命体征监测光纤垫

技术领域

本发明涉及光纤光栅传感领域，具体涉及一种基于光纤传感技术的生命体征监测光纤垫。

背景技术

人体的一些基本生理参数，如脉搏、心率等，是判断健康与否的一个重要标准。但是，进行人工监测和陪护需要消耗大量的人力财力。因此，使用仪器进行监测是一个比较好的解决方案。

目前，主流的监测方法大多是穿戴式的，通过在被测对象身上安装监测设备来进行体征信息的采集。这些通过压力、温度等传感器进行监测的设备有着一定的局限性，就是需要穿戴在监测对象身上来进行测量。例如心率、呼吸频率监测仪需要在监测对象胸口贴上数个探头，这对于对象来说增添了很多束缚，无疑是不舒适的，也造成了一定的活动限制。而且传统的各式传感器结构复杂，易受到其他仪器的电磁干扰，造成读数不准确的现象。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种基于光纤传感技术的生命体征监测光纤垫，具有高精准度和高舒适度，并且使用场所不受限。

本发明提供了如下的技术方案：

一种基于光纤传感技术的生命体征监测光纤垫，包括光纤垫、独立头枕、胀缩垫、折叠校准板、气泵以及处理盒，所述光纤垫、所述胀缩垫以及所述折叠校准板从上到下依次层叠并连接；

所述独立头枕设于所述光纤垫顶部并与所述光纤垫连接，所述独立头枕设有软包外壳，所述软包外壳内设有气囊，所述软包外壳与所述气囊之间设有光纤光栅，所述光纤垫包括感应外壳，所述感应外壳和所述软包外壳均设有温度感应器，所述感应外壳内均匀设有所述光纤光栅；所述胀缩垫包括顶垫和底垫，所述顶垫和所述底垫之间均匀设有网格隔膜并通过所述网格隔膜连接，所述底垫上设有若干横向膜基、若干纵向膜基以及若干气口，所述横向膜基和所述纵向膜基均与所述网格隔膜连接，所述横向膜基和所述纵向膜基互相垂直交叉设于所述底垫上，所述气口设于所述横向膜基和所述纵向膜基之间，所述气口和所述气泵之间与所述气囊和所述气泵之间均设有稳压通断器并通过所述稳压通断器连接；所述折叠校准板包括两个端板和中间板，所述中间板与所述端板连接，所述中间板和所述端板均设有若干调整底脚和水平传感器；

所述处理盒内设有光纤解调仪和处理器，所述光纤光栅与所述光纤解调仪连接，所述处理器分别与所述光纤解调仪、所述温度感应器、所述稳压通断器、所述气泵、所述调整底脚以及所述水平传感器连接。

优选的，其特征在于，所述光纤垫设有恒温盖毯，所述恒温盖毯内设有温度调节器，所述温度调节器与所述处理器连接。

优选的，所述中间板和所述端板均设有4个所述调整底脚，所述中间板和所述端板为形状大小对应的长方形板，4个所述调整底脚分别设于所述中间板底部和所述端板底部的4个拐角处。

优选的，所述感应外壳为树脂聚合物外壳，树脂聚合物的延展性较好，较为舒适耐用。

优选的，所述独立头枕的两端与所述光纤垫之间设有夹扣并通过所述夹扣连接，所述气囊与所述稳压通断器之间设有连接件并通过所述连接件连接，所述连接件包括管插件和与所述管插件匹配的管接件，所述气囊与所述稳压通断器之间通过所述管插件与所述管接件连接。

优选的，所述处理盒内设有显示器和数据接口，所述显示器和所述数据接口均与所述综合处理器连接。

本发明的有益效果是：胀缩垫和独立头枕在使用过程中均能加大光纤垫的形变量，能够更加精准的监测人体生命体征；气泵和稳压通断器的结合使用，能够稳定地引起胀缩垫和独立头枕的形态变化，更加精准的监测，并且由于胀缩垫和独立头枕的形态变化引起人体的形态变化，从而使得人体骨骼形态的变化过程也成为监测的内容，能够更全面的参与人体生命体征监测；恒温盖毯能够保持恒定温度，能够在监测过程中避免外界温度干扰，减小监测误差；胀缩垫、独立头枕以及恒温盖毯在使用中不仅有利于提高监测的准确性并且增加被监测人的舒适度，使得被监测人更加放松自然，进而使监测结果更加准确。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明胀缩垫结构示意图

图中标记为：1、光纤垫；2、胀缩垫；3、折叠校准板；4、独立头枕；5、网格隔膜。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括光纤垫1、独立头枕4、胀缩垫2、折叠校准板3、气泵以及处理盒，光纤垫1、胀缩垫2以及折叠校准板3从上到下依次层叠并连接；独立头枕4设于光纤垫1顶部，独立头枕4的两端与光纤垫1之间设有夹扣并通过夹扣连接，独立头枕4设有软包外壳，软包外壳内设有气囊，软包外壳与气囊之间设有光纤光栅，光纤垫1设有恒温盖毯，恒温盖毯内设有温度调节器，光纤垫1设有感应外壳，感应外壳为树脂聚合物外壳，感应外壳和软包外壳均设有温度感应器，感应外壳内均匀设有光纤光栅；胀缩垫2包括顶垫和底垫，顶垫和底垫之间均匀设有网格隔膜5并通过网格隔膜5连接，底垫上设有若干横向膜基、若干纵向膜基以及若干气口，横向膜基和纵向膜基均与网格隔膜5连接，横向膜基和纵向膜基互相垂直交叉设于底垫上，气口设于横向膜基和纵向膜基之间，气口和气泵之间与气囊和气泵之间均设有稳压通断器并通过稳压通断器连接，气囊与稳压通断器之间设有连接件并通过连接件连接，连接件包括管插件和与管插件匹配的管接件，气囊与稳压通断器之间通过管插件与管接件连接；折叠校准板3包括两个端板和中间板，中间板与端板连接，中间板和端板均设有4个调整底脚，中间板和端板为形状大小对应的长方形板，4个调整底脚分别设于中间板底部和端板底部的4个拐角处，中间板和端板均设有水平传感器；处理盒内设有光纤解调仪、处理器、显示器以及数据接口。

本发明的控制连接关系为：光纤光栅与光纤解调仪连接，处理器分别与光纤解调仪、温度感应器、温度调节器、稳压通断器、显示器、数据接口、气泵、调整底脚以及水平传感器连接。

本发明的原理和使用方式为：折叠校准板3与胀缩垫2之间的连接是可以分离的，在对人进行生命体征监测之钱，先将折叠校准板3展开放置好并接电运行，处理盒中的处理器会接收到来自水平传感器的感应信号，若折叠校准板3不是水平放置的，则处理器将根据水平传感器感应到的数据信号对调整底脚做出命令，调整底脚开始调节高度，直至折叠校准板3为水平状态；

确认折叠校准板3为水平状态后，将胀缩垫2和光纤垫1放置于折叠校准板3上并做好连接固定工作，固定好胀缩垫2、光纤垫1以及折叠校准板3后，本发明就可以投入监测使用了；

在监测时，人躺在光纤垫1上或者坐在光纤垫1上造成感应外壳形变，连带光纤垫1内部的光纤光栅也形变，光纤解调器收到光纤光栅发出的信号，并作出相应计算整理，将结果发送给处理器，由处理器处理后并在在显示屏上显示；

根据实际监测需求，选择性的投入使用胀缩垫2、独立头枕4以及恒温盖毯，胀缩垫2的网格隔膜5与顶垫和底垫连接形成了一个可以容纳空气的气腔，这个气腔的进出气都是通过气口上的稳压通断器达成的，所以处理器通过控制稳压通断器和气泵达成对胀缩垫2的控制；独立头枕4通过夹扣与光纤垫1连接并固定，管接件和管插件连接使得气泵与气囊连接，由处理器通过控制稳压通断器和气泵达成对气囊的控制，从而控制独立头枕4；胀缩垫2和独立头枕4的优势均是通过加大光纤垫1的形变来更好的监测数据，例如：由于人体重量，在胀缩垫2充气膨胀过程中，透过光纤垫1，胀缩垫2每一处受的压力是不同，形变量也不一样，从而加剧了与胀缩垫2连接的光纤垫1的形变量，使得检测数据更加精准，并且由于光纤垫1形变增加，也能更好的贴合人体形状，进一步的能够感受各个骨骼形态和在发型形变时，人体部位是如何改变受力的，尤其是独立头枕4的胀缩，能够显著改变颈椎支撑力，并引起颈椎形态变化，连带着脊椎对光纤垫1的受力改变，所以能够更精准的监测人体的体征等信息；恒温盖毯在长时间的监测人体生命体征时，通过管理温度，使得监测时受到外界干扰小，减少外界误差；

此外，胀缩垫2、独立头枕4以及恒温盖毯在使用过程中，都可以增加被监测人的舒适度，达成精准监测的同时，改善被监测人的体感舒适度，使得被监测人在检测过程中更加舒适自然并且放松，进而使监测数据更加准确，并且本发明的这种高舒适度监测环境可以达成被监测人的睡眠环境，适合长时间的监测，能监测的范围更广。

本发明的优势为：具有高舒适度和高精准度，并且有自调整水平校准功能，适用范围更广，能够监测脉搏、心率、体温、骨骼形态以及骨骼受力变化等生命体征参数，并且能够适用于长时间监测，受外界干扰小，对被监测人的束缚影响小。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于光纤传感技术的生命体征监测光纤垫，其特征在于，包括光纤垫、独立头枕、胀缩垫、折叠校准板、气泵以及处理盒，所述光纤垫、所述胀缩垫以及所述折叠校准板从上到下依次层叠并连接；

所述独立头枕设于所述光纤垫顶部并与所述光纤垫连接，所述独立头枕设有软包外壳，所述软包外壳内设有气囊，所述软包外壳与所述气囊之间设有光纤光栅，所述光纤垫包括感应外壳，所述感应外壳和所述软包外壳均设有温度感应器，所述感应外壳内均匀设有所述光纤光栅；所述胀缩垫包括顶垫和底垫，所述顶垫和所述底垫之间均匀设有网格隔膜并通过所述网格隔膜连接，所述底垫上设有若干横向膜基、若干纵向膜基以及若干气口，所述横向膜基和所述纵向膜基均与所述网格隔膜连接，所述横向膜基和所述纵向膜基互相垂直交叉设于所述底垫上，所述气口设于所述横向膜基和所述纵向膜基之间，所述气口和所述气泵之间与所述气囊和所述气泵之间均设有稳压通断器并通过所述稳压通断器连接；所述折叠校准板包括两个端板和中间板，所述中间板与所述端板连接，所述中间板和所述端板均设有若干调整底脚和水平传感器；

所述处理盒内设有光纤解调仪和处理器，所述光纤光栅与所述光纤解调仪连接，所述处理器分别与所述光纤解调仪、所述温度感应器、所述稳压通断器、所述气泵、所述调整底脚以及所述水平传感器连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感技术的生命体征监测光纤垫，其特征在于，所述光纤垫设有恒温盖毯，所述恒温盖毯内设有温度调节器，所述温度调节器与所述处理器连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感技术的生命体征监测光纤垫，其特征在于，所述中间板和所述端板均设有4个所述调整底脚，所述中间板和所述端板为形状大小对应的长方形板，4个所述调整底脚分别设于所述中间板底部和所述端板底部的4个拐角处。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感技术的生命体征监测光纤垫，其特征在于，所述感应外壳为树脂聚合物外壳。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感技术的生命体征监测光纤垫，其特征在于，所述独立头枕的两端与所述光纤垫之间设有夹扣并通过所述夹扣连接，所述气囊与所述稳压通断器之间设有连接件并通过所述连接件连接，所述连接件包括管插件和与所述管插件匹配的管接件，所述气囊与所述稳压通断器之间通过所述管插件与所述管接件连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感技术的生命体征监测光纤垫，其特征在于，所述处理盒内设有显示器和数据接口，所述显示器和所述数据接口均与所述综合处理器连接。