【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤传感和医疗，尤其涉及一种基于smf-fmf传感结构的血压监测方法和血压监测装置。
技术介绍
1、心脏和血液疾病对人类健康的威胁越来越大，其中高血压尤为常见。血压反映心血管健康程度，是人类心血管系统的可靠指标。由于许多人不健康的饮食和缺乏锻炼，由于社会老龄化，高血压已成为老年人健康的主要威胁，高血压问题在人群中变得非常普遍。劳动力成本增加、医疗费用增加、医务人员短缺等问题逐渐浮出水面。因此，智能血压监测在日常生活中非常重要。
2、商用血压计通常采用充气袖带技术，其基本原理主要是示波法，其在测量过程中给人带来的不适和不便是其存在的主要问题。因此，为了使血压监测更加舒适、方便、准确，优质血压监测解决方案亟待提出。随着光纤技术的发展，光纤传感器逐渐应用于智能医疗保健领域。例如，基于光纤布拉格光栅的传感器，通过探测光纤布拉格光栅的光谱波动实现血压监测，但其具有成本高，解调方法复杂的缺点。此外，还有基于塑料光纤的光纤传感器的血压监测技术，其成本低，解调简单，但存在灵敏度较低的缺陷。
3、也即如何提供一种基于smf-fmf传感结构的血压监测方法和传感装置，以达到降低成本的同时保持高灵敏度的技术效果是本领域亟需解决的技术难题。
技术实现思路
1、针对上述存在问题，本专利技术旨在提供基于smf-fmf传感结构的血压监测方法和传感装置，至少解决上述一种技术问题。
2、为至少解决上述技术问题，第一方面，本专利技术提供了一种基于smf-fmf传感结构的
3、在多个不同指定血压值下利用非相干光时域反射仪在smf-fmf传感结构中激发出高阶模式；
4、通过所述非相干光时域反射仪对所述smf-fmf传感结构中传输的高阶模式进行探测，得到与每一个所述指定血压值相对应的背向瑞利散射强度曲线；
5、对每一个所述背向瑞利散射强度曲线解调，得到每一个所述背向瑞利散射强度曲线的最终跃变强度值，建立所述指定血压值与所述最终跃变强度值之间的对应关系；
6、将所述smf-fmf传感结构置于血压待测处，对所述非相干光时域反射仪在所述血压待测处探测得到的所述背向瑞利散射强度曲线进行计算得到所述血压待测处的实际跃变强度值，根据所述实际跃变强度值和所述对应关系计算得到所述血压待测处的实际血压值。
7、优选地，所述smf-fmf传感结构是由一段smf与一段fmf偏芯熔接形成的光纤传感结构，所述smf为单模光纤，所述fmf为少模光纤。
8、优选地，所述在多个不同指定血压值下利用非相干光时域反射仪在smf-fmf传感结构中激发出高阶模式，包括：
9、设定多个不同的指定血压值，针对每一个所述指定血压值，利用非相干光时域反射仪向smf远离fmf的一端注入激光信号，以在fmf中激发出高阶模式。
10、优选地，对每一个所述背向瑞利散射强度曲线解调，得到每一个所述背向瑞利散射强度曲线的最终跃变强度值，包括：
11、设置与预设脉宽大小相对应的窗口作为母窗口，依据所述母窗口分别在采集到的每一个所述背向瑞利散射强度曲线中滑动截取信号曲线段；所述预设脉宽大小为所述非相干光时域反射仪发射的单个脉冲的脉宽大小；
12、对所述信号曲线段进行跃变强度解调，得到与所述信号曲线段对应的中间跃变强度值；一个所述背向瑞利散射强度曲线具有多个的中间跃变强度值；
13、获取每一个所述背向瑞利散射强度曲线所对应的多个的所述中间跃变强度值中的最大值，得到每一个所述背向瑞利散射强度曲线的最终跃变强度值。
14、优选地，所述对所述信号曲线段进行跃变强度解调，得到与所述信号曲线段对应的中间跃变强度值，包括：
15、以所述母窗口的起始端为中心建立第一子窗口；
16、依据第一计算式计算所述第一子窗口内的平均强度，将计算得到的所述第一子窗口内的平均强度作为所述母窗口的起始强度；所述第一计算式为：
17、i1(t0)＝mean(i(t0-τ/2-τ1/2,t0+τ/2+τ1/2))；
18、以所述母窗口的终端为中心建立第二子窗口，所述第二子窗口的宽度为所述母窗口的宽度的5％；
19、依据第二计算式计算得到的所述第二子窗口内的平均强度作为所述母窗口的截止强度；所述第二计算式为：
20、i2(t0)＝mean(i(t0+τ/2-τ1/2,t0+τ/2+τ1/2))
21、依据差分计算式计算所述截止强度与所述起始强度之间的差分强度，所述差分强度为与所述信号曲线段对应的中间跃变强度值，所述差分计算式为：
22、δi(t0)＝i2(t0)-i1(t0)
23、其中，所述第一子窗口与所述第二子窗口的宽度相同；均为所述母窗口宽度的5％；t0为所述母窗口的中心位置，i1(t0)为t0处的起始强度；i2(t0)为t0处对的截止强度，τ为所述母窗口的宽度，τ1为所述第一子窗口或所述第二子窗口的宽度，δi(t0)为最终求得的t0处的中间跃变强度值，mean为取均值函数。
24、优选地，所述第一子窗口与所述第二子窗口的宽度均为所述母窗口宽度的5％。
25、优选地，所述建立所述指定血压值与所述最终跃变强度值之间的对应关系包括：
26、将多个所述指定血压值以及与每个所述指定血压值对应的所述最终跃变强度值进行拟合得到血压值与跃变强度值之间的拟合曲线，所述拟合曲线为所述对应关系。
27、优选地，所述将所述smf-fmf传感结构置于血压待测处，包括：
28、将所述smf-fmf传感结构封装后嵌入可穿戴纺织品中，待测者穿戴所述可穿戴纺织品以将所述smf-fmf传感结构置于待测者的血压待测处。
29、第二方面，本专利技术还提供了一种基于smf-fmf传感结构的血压监测装置，所述传感装置包括：
30、非相干光时域反射仪、封装好的smf-fmf传感结构和数据处理器，
31、所述非相干光时域反射仪的脉冲发射端与所述smf-fmf传感结构连接，所述数据处理器与所述非相干光时域反射仪的数据输出接口连接；
32、其中，所述非相干光时域反射仪用于在所述smf-fmf传感结构中激发出高阶模式；并对所述smf-fmf传感结构中传输的高阶模式进行探测得到对应的背向瑞利散射强度曲线；
33、所述smf-fmf传感结构用于在所述非相干光时域反射仪的脉冲作用下激发出高阶模式；
34、所述数据处理器用于建立所述血压值与所述跃变强度值之间的对应关系，并对所述背向瑞利散射强度曲线解调，得到所述背向瑞利散射强度曲线的最终跃变强度值，根据所述对应关系计算得到所述血压待测处与所述最终跃变强度值对应的实际血压值。
35、优选地，所述非相干光时域反射仪包括：
36、宽谱激光源、半导体光放大器、掺铒光纤放大器、光电探测器和环形器，所述宽谱激本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于SMF-FMF传感结构的血压监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的基于SMF-FMF传感结构的血压监测方法，其特征在于：
3.如权利要求2所述的基于SMF-FMF传感结构的血压监测方法，其特征在于，所述在多个不同指定血压值下利用非相干光时域反射仪在SMF-FMF传感结构中激发出高阶模式，包括：
4.如权利要求1所述的基于SMF-FMF传感结构的血压监测方法，其特征在于，所述对每一个所述背向瑞利散射强度曲线解调，得到每一个所述背向瑞利散射强度曲线的最终跃变强度值，包括：
5.如权利要求4所述的基于SMF-FMF传感结构的血压监测方法，其特征在于，所述对所述信号曲线段进行跃变强度解调，得到与所述信号曲线段对应的中间跃变强度值，包括：
6.如权利要求5所述的基于SMF-FMF传感结构的血压监测方法，其特征在于：
7.如权利要求1所述的基于SMF-FMF传感结构的血压监测方法，其特征在于，所述建立所述指定血压值与所述最终跃变强度值之间的对应关系包括：
8.如权利要求1所述
9.一种基于SMF-FMF传感结构的血压监测装置，其特征在于，所述传感装置包括：
10.如权利要求9所述的基于SMF-FMF传感结构的血压监测装置，其特征在于，所述非相干光时域反射仪包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于smf-fmf传感结构的血压监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的基于smf-fmf传感结构的血压监测方法，其特征在于：
3.如权利要求2所述的基于smf-fmf传感结构的血压监测方法，其特征在于，所述在多个不同指定血压值下利用非相干光时域反射仪在smf-fmf传感结构中激发出高阶模式，包括：
4.如权利要求1所述的基于smf-fmf传感结构的血压监测方法，其特征在于，所述对每一个所述背向瑞利散射强度曲线解调，得到每一个所述背向瑞利散射强度曲线的最终跃变强度值，包括：
5.如权利要求4所述的基于smf-fmf传感结构的血压监测方法，其特征在于，所述对所述信号曲线段进行跃变...
【专利技术属性】
技术研发人员：李聪，寻阳，
申请(专利权)人：华中科技大学同济医学院附属同济医院，
类型：发明
国别省市：
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