基于光纤传输的血液光吸收的人体身体状态信息提取方法与流程

基于光纤传输的血液光吸收的人体身体状态信息提取方法
1.此案是“专利名称一种用于核磁共振检测时的人体状态检测装置及方法、申请日2022-1-7、申请号2022100141767”的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及一种人体状态检测装置及方法，特别是基于光纤传输的血液光吸收的人体身体状态信息提取方法。应用于核磁共振检测时的人体状态观察。


背景技术：

3.在做磁共振时，病人身上不能有金属物品。正常情况下，在做磁共振之前，医生会要求病人不能带有金属物品，因为在做磁共振检查时，磁共振产生的强大磁力会使金属物品发生移位，可能会对人身体造成意外伤害。
4.再有，体外的金属物品还可能会在磁场的作用下被吸入机器内而毁坏机器。还有某些病人体内植入治疗使用的金属装置也会在强大的磁场下发生植入物移位或脱落，而对核磁检测者造成伤害。
5.对于儿童病核磁检测者，通常情况下，病人进入磁共振室时，需要进行室外观察，室外观察是通过透明玻璃窗口进行，由于光线和环境影响，会带来管理的不变。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种使用方便、在任何地方都能观察到核磁共振检测时人体状态的基于光纤传输的血液光吸收的人体身体状态信息提取方法。
7.本发明的目的是这样实现的，基于光纤光传导的人体身体状态信息提取方法，其特征是：至少包括如下步骤：1）通过向输入光光纤（1）输入容易由血液吸收的波长的单波长光；2）通过输出光光纤（2）接收血液吸收后的光波能量；3）通过对接收血液吸收后的光波能量分析获取检测者健康信息。
8.向输入光光纤（1）输入容易由血液吸收的波长的单波长光，是由控制器(9)向输入光光纤(1)发送耦合输入光；向输入光光纤(1)发送耦合输入光是以60hz以上两倍的频率控制发光led19工作；控制器(9)在led(19)工作其间，接收通过输出光光纤(2)接收的人体检测部位散射返回光；对所散射返回光的时段的光强进行比较，寻找最小光强点，通过最小光强点获取它们的周期。
9.所述的步骤1）包括如下步骤：1）使控制器(9)向输入光光纤(1)发送耦合输入光时间点与检测者脉搏最小光强点同步；2）调整向输入光光纤(1)发送耦合输入光的频率宽度t2，使t2宽度接近脉搏时间
宽度t4；3）使频率宽度t2和时间宽度t4同步，获取频率宽度t2内的脉搏信息，依据脉搏信息分析检测者的状态信息。
10.输入容易由血液吸收的波长的单波长光是向led(19)提供恒流，使led(19)发光强度保持恒定。
11.脉搏时间宽度t4的采样，是通过更高频率的调制波完成，通过控制发光led(19)工作时，由输出光光纤(2)接收人体检测部位返回光，经放大和a/d转换，对信号进行数字低通滤波处理或模拟低通滤波处理，得到一个完整的脉搏信号。
12.输入光光纤(1)和输出光光纤(2)或由多芯光纤组成，多芯光纤一端分开形成两组，另一端合并为一体，合并为一体的进入光汇聚腔(7)内。
13.led(19)发光耦合到输入光光纤(1)的端面，光纤的另下端由光纤引入到人体皮肤面(5)，由进入血管(6)的光散射后，由输出光光纤(2)一端接收，通过光纤返回到光敏器件(18)端，经光敏器件(18)将光信号转换成电信号，由放大器处理电路(20)放大送入到处理器(17)的a/d端口，将模拟信号转换成数字信号，通过接口送到监控器(14)进行显示。
14.输入光光纤(1)和输出光光纤(2)或由两组光纤构成，输入光光纤(1)和输出光光纤(2)独立分开。
15.输入光光纤(1)和输出光光纤(2)外有光纤端头保护套(4)，光纤端头保护套(4)与光纤头贴合耦合面(3)接合，使用时，手持光纤端头保护套(4)固定光纤头贴合耦合面(3)与人体皮肤面(5)接触固定，固定过程中能不会损坏输入光光纤(1)和输出光光纤(2)。
16.本发明的优点是：由于本发明通过置于磁共振室10或磁共振腔11外的控制器9，置于磁共振室10或磁共振腔11内的光纤头贴合耦合面3；控制器9和光纤头贴合耦合面3通过光纤连接；光纤头贴合耦合面3与人体检测部位密贴，所述的光纤包括输入光光纤1和输出光光纤2，控制器9向输入光光纤1发送耦合输入光，控制器9通过输出光光纤2接收人体检测部位返回光，通过分析体检测部位反回光随时间光强的变化，获取人体体征信息。
17.控制器9通过最小光强点获取脉搏的周期，产生一个组与脉搏的周期同步和脉搏同宽的同步时，通过向输入光光纤1输入660波长的或输入容易由血液吸收的波长的单波长光，通过输出光光纤2接收血液吸收后的光波能量，能准确的获取检测者健康信息。
18.脉搏时间宽度t4的采样，是通过更高频率的调制波完成，通过控制发光led19工作时，由输出光光纤2接收人体检测部位返回光，经放大和a/d转换，对信号进行数字低通滤波处理或模拟低通滤波处理，得到一个完整的脉搏信号。能对检测者心脉宽度和周期状态精确检测。本发明不仅适应于磁共振室，也适应环境差、噪声大的环境。
附图说明
19.下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明：图1是本发明实施例结构原理图；图2是本发明检测原理图；图3是光纤头贴合耦合面示意图；图4是多芯光纤构成的输入光光纤和输出光光纤结构；图5是光控器电路原理图；
图6是血流脉动频率示意图；图7是抽样检测输出脉冲示意图；图8是抽样检测输出脉冲和血流脉动频率配合图；图9是抽样检测输出脉冲放大图。图中，1、输入光光纤；2、输出光光纤；3、光纤头贴合耦合面；4、光纤端头保护套；5、人体皮肤面；6、血管；7、光汇聚腔；8、光纤收缩盘；9、控制器；10、磁共振室；11、磁共振腔；12、移动床体；13、病核磁检测者；14、监控器；15、电通信；16、光控器电路；17、处理器；18、光敏器件；19、发光led；20、放大器处理电路；21、恒流控制电路；22、usb接口电路；23、无线接口电路；24、电源电路。
具体实施方式
20.实施例1如图1、图2、图3所示，基于光纤传输的血液光吸收的人体身体状态信息提取方法，至少包括置于磁共振室10或磁共振腔11外的控制器9，包括：光控器电路16和置于磁共振室10或磁共振腔11内的光纤头贴合耦合面3；光控器电路16中的控制器9和光纤头贴合耦合面3通过光纤连接；光纤头贴合耦合面3与人体检测部位密贴，所述的光纤包括输入光光纤1和输出光光纤2，控制器9向输入光光纤1发送耦合输入光，控制器9通过输出光光纤2接收人体检测部位返回光，通过分析体检测部位反回光随时间光强的变化，获取人体体征信息。
21.所述的光纤头贴合耦合面3包括一光汇聚腔7，输入光光纤1和输出光光纤2一个端面在光汇聚腔7内，通过输入光光纤1照在人体皮肤面5进入血管6内，由于血液在血管6流动的脉动性，在时间轴上呈现出血流量大小周期性的分布，当适当波长的光进入血管6时，血流量大时光被大量吸收，当血流量小时光被大量散射，当量的散射和大量散射光进入光汇聚腔7，由输出光光纤2传回到控制器9，经控制器9处理分析得到人体体征信息。
22.为了使输入光光纤1和输出光光纤2能很好的照在人体皮肤面5进入血管6内，输入光光纤1和输出光光纤2外有光纤端头保护套4，光纤端头保护套4与光纤头贴合耦合面3接合，以便使用时，手持光纤端头保护套4固定光纤头贴合耦合面3与人体皮肤面5接触固定，固定过程中能不会损坏输入光光纤1和输出光光纤2。
23.上述的光汇聚腔7大小在光纤直径的5-10倍以内，光纤直径发和收的直径小于1mm，以使整体结构和大小保持在合理范围之内。
24.输入光光纤1和输出光光纤2或由两组光纤构成，输入光光纤1和输出光光纤2独立分开。
25.如图1所示，输入光光纤1和输出光光纤2在一个保护外套内，缠绕在光纤收缩盘8的轴上，光纤头贴合耦合面4引入人体皮肤面5时，可根据位置拉伸，以方便使用。光纤收缩盘8采用非金属材料，以适应磁共振室10的安全需要。
26.光纤头贴合耦合面4通过两端磁共振腔11的前后进口引入到移动床体12一侧，固定在核磁检测者13的人体皮肤面5上。
27.如图5所示，光控器电路16至少包括：处理器17、光敏器件18、发光led19、放大器处理电路20、恒流或恒压控制电路21、usb接口电路22、无线接口电路23、电源电路24、监控器14，处理器17通过恒流或恒压控制电路21控制led19发光，led19发光耦合到输入光光纤1的
端面，光纤的另下端由光纤引入到人体皮肤面5，由进入血管6的光散射后，由输出光光纤2一端接收，通过光纤返回到光敏器件18端，经光敏器件18将光信号转换成电信号，由放大器20放大送入到处理器17的a/d端口，将模拟信号转换成数字信号，通过接口送到监控器14进行显示。
28.光控器电路16放置在磁共振腔11外或磁共振室10外，由医护人员进行监控。
29.供给光控器电路16的电源电路24或是电池，采用电池维护方便，采用交流转换需要引入交流电，两种结构结合由使用者根据需要选择。
30.光控器电路16的接口有usb接口电路22和无线接口电路23，usb接口电路22可以和监控器14接口连接，无线接口电路23可以和监控器14接口连接也可以和外部移动端电连接，无线接口电路23或为wifi或为蓝牙。
31.如图6、图7、图8和图9所示，一种用于核磁共振检测时的人体状态检测方法，至少包括如下步骤：控制器9向输入光光纤1发送耦合输入光，控制器9通过输出光光纤2接收人体检测部位返回光，其特征是：控制器9向输入光光纤1发送耦合输入光是以60hz以上两倍的频率控制发光led19工作，恒流控制电路21控制向led19工作是向led19提供恒流，使led19发光强度保持恒定；控制器9在led19工作其间，接收通过输出光光纤2接收的人体检测部位散射返回光；对所散射返回光的时段的光强进行比较，寻找最小光强点，通过最小光强点获取它们的周期。
32.使控制器9向输入光光纤1发送耦合输入光时间点与检测者脉搏最小光强点同步；调整向输入光光纤1发送耦合输入光的频率宽度t2，使t2宽度接近脉搏时间宽度t4；使频率宽度t2和时间宽度t4同步，获取频率宽度t2内的脉搏信息，依据脉搏信息分析检测者的状态信息。
33.控制器9通过最小光强点获取脉搏的周期，产生一个组与脉搏的周期同步和脉搏同宽的同步时，通过向输入光光纤1输入660波长的或输入容易由血液吸收的波长的单波长光，通过输出光光纤2接收血液吸收后的光波能量，能准确的获取检测者健康信息。
34.如图9所示，脉搏时间宽度t4的采样，是通过更高频率的调制波完成，通过控制发光led19工作时，由输出光光纤2接收人体检测部位返回光，经放大和a/d转换，对信号进行数字低通滤波处理或模拟低通滤波处理，得到一个完整的脉搏信号。脉搏信号和脉搏周期被显示在监控器14上。
35.实施例2如图1、图2、图3和图4所示，一种用于核磁共振检测时的人体状态检测装置，至少包括置于磁共振室10或磁共振腔11外的控制器9，置于磁共振室10或磁共振腔11内的光纤头贴合耦合面3；控制器9和光纤头贴合耦合面3通过光纤连接；光纤头贴合耦合面3与人体检测部位密贴，所述的光纤包括输入光光纤1和输出光光纤2，控制器9向输入光光纤1发送耦合输入光，控制器9通过输出光光纤2接收人体检测部位返回光，通过分析体检测部位反回光随时间光强的变化，获取人体体征信息。
36.所述的光纤头贴合耦合面3包括一光汇聚腔7，输入光光纤1和输出光光纤2一个端
面在光汇聚腔7内，通过输入光光纤1照在人体皮肤面5进入血管6内，由于血液在血管6流动的脉动性，在时间轴上呈现出血流量大小周期性的分布，当适当波长的光进入血管6时，血流量大时光被大量吸收，当血流量小时光被大量散射，当量的散射和大量散射光进入光汇聚腔7，由输出光光纤2传回到控制器9，经控制器9处理分析得到人体体征信息。
37.为了使输入光光纤1和输出光光纤2能很好的照在人体皮肤面5进入血管6内，输入光光纤1和输出光光纤2外有光纤端头保护套4，光纤端头保护套4与光纤头贴合耦合面3接合，以便使用时，手持光纤端头保护套4固定光纤头贴合耦合面3与人体皮肤面5接触固定，固定过程中能不会损坏输入光光纤1和输出光光纤2。
38.上述的光汇聚腔7大小在光纤直径的5-10倍以内，光纤直径发和收的直径小于1mm，以使整体结构和大小保持在合理范围之内。
39.输入光光纤1和输出光光纤2或由两组光纤构成，输入光光纤1和输出光光纤2独立分开。
40.如图1所示，输入光光纤1和输出光光纤2在一个保护外套内，缠绕在光纤收缩盘8的轴上，光纤头贴合耦合面4引入人体皮肤面5时，可根据位置拉伸，以方便使用。光纤收缩盘8采用非金属材料，以适应磁共振室10的安全需要。
41.光纤头贴合耦合面4通过两端磁共振腔11的前后进口引入到移动床体12一侧，固定在核磁检测者13的人体皮肤面5上。
42.如图4所示，输入光光纤1和输出光光纤2或由多芯光纤组成，多芯光纤一端分开形成两组，另一端合并为一体，合并为一体的进入光汇聚腔7内，这种结构具有光学设计简单，检测人体皮肤面5进入血管6的光和回波光融为一个点，有利于对准检测点，提高检测准确性。
43.如图5所示，光控器电路16至少包括：处理器17、光敏器件18、发光led19、放大器处理电路20、恒流或恒压控制电路21、usb接口电路22、无线接口电路23、电源电路24、监控器14，处理器17通过恒流或恒压控制电路21控制led19发光，led19发光耦合到输入光光纤1的端面，光纤的另下端由光纤引入到人体皮肤面5，由进入血管6的光散射后，由输出光光纤2一端接收，通过光纤返回到光敏器件18端，经光敏器件18将光信号转换成电信号，由放大器20放大送入到处理器17的a/d端口，将模拟信号转换成数字信号，通过接口送到监控器14进行显示。
44.光控器电路16放置在磁共振腔11外或磁共振室10外，由医护人员进行监控。
45.供给光控器电路16的电源电路24或是电池，采用电池维护方便，采用交流转换需要引入交流电，两种结构结合由使用者根据需要选择。
46.光控器电路16的接口有usb接口电路22和无线接口电路23，usb接口电路22可以和监控器14接口连接，无线接口电路23可以和监控器14接口连接也可以和外部移动端电连接，无线接口电路23或为wifi或为蓝牙。
47.如图6、图7、图8和图9所示，一种用于核磁共振检测时的人体状态检测方法，至少包括如下步骤：控制器9向输入光光纤1发送耦合输入光，控制器9通过输出光光纤2接收人体检测部位返回光，其特征是：控制器9向输入光光纤1发送耦合输入光是以60hz以上两倍的频率控制发光led19工作，恒流控制电路21控制向led19工作是向led19提供恒流，使led19发光强度保持恒定；
控制器9在led19工作其间，接收通过输出光光纤2接收的人体检测部位散射返回光；对所散射返回光的时段的光强进行比较，寻找最小光强点，通过最小光强点获取它们的周期。
48.使控制器9向输入光光纤1发送耦合输入光时间点与检测者脉搏最小光强点同步；调整向输入光光纤1发送耦合输入光的频率宽度t2，使t2宽度接近脉搏时间宽度t4；使频率宽度t2和时间宽度t4同步，获取频率宽度t2内的脉搏信息，依据脉搏信息分析检测者的状态信息。
49.控制器9通过最小光强点获取脉搏的周期，产生一个组与脉搏的周期同步和脉搏同宽的同步时，通过向输入光光纤1输入660波长的或输入容易由血液吸收的波长的单波长光，通过输出光光纤2接收血液吸收后的光波能量，能准确的获取检测者健康信息。
50.如图9所示，脉搏时间宽度t4的采样，是通过更高频率的调制波完成，通过控制发光led19工作时，由输出光光纤2接收人体检测部位返回光，经放大和a/d转换，对信号进行数字低通滤波处理或模拟低通滤波处理，得到一个完整的脉搏信号。脉搏信号和脉搏周期被显示在监控器14上。
51.本发明中，实施例1和实施例2的区别在输入光光纤1和输出光光纤2采用多芯光纤构成。
52.本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。