基于光纤光栅传感技术的智能床垫、监测系统及监测方法 专利技术说明

家具;门窗制品及其配附件制造技术1.本发明涉及光纤光栅传感技术领域，特别是涉及一种基于光纤光栅传感技术的智能床垫、监测系统及监测方法。背景技术：2.养老院的老人和医疗机构的患者因长期卧床会导致严重的压疮，这种压疮有时是致命的。压疮是一种由于皮肤所受压力导致的皮肤溃疡，是局部组织长期受压导致的软组织坏死的现象。另外，手术中最常见的皮肤损伤是压疮。例如，手术中处于仰卧位中的患者的枕骨、肩胛骨、手肘、骶骨、足跟和足趾等很容易受到损伤；手术中处于侧卧位中的患者的额部、手肘、下颌、胸前、生殖器官、膝盖、足趾等也容易受到压力性损伤。3.现有的技术方案预防压疮的方法主要为人工方法为主。例如：在铺床单时保持床单平整，避免皱褶；注意检查并清理可能被患者压在身体下方的硬物；对于时间过长的手术，每间隔30分钟帮助患者轻微移动，减少对皮肤受力点的压迫；避免患者局部组织受压，直接伤害患者的皮肤等。尽管提前采取各种措施，也难以完全避免压疮的产生。因此需要有相关设备以便尽早发现压疮的产生，及时进行治疗。4.现有的技术方案中智能干预的方法为悬浮气垫床，悬浮气垫床产生的波浪形的空气流动能够有效降低压疮的产生。但是现有的气垫床通常以圆柱条形的充气柱为主，条形长度较长，面积较大，只能在短时间使用时起到较好的预防效果，长期使用效果欠佳。在现有智能干预的方法中，监测数据主要集中在监测人体的呼吸率、心率和体动三个指标。监测数据缺少皮肤所受压力及持续时间、温度、湿度、身体倾斜角度和体重，以及对患者手术体位记忆标注，设置患者非正常移动警示以预防术中患者发生非正常移位而导致坠床、电灼伤、手术意外等情况发生。所以设计一种能够监测多数据、记忆标注手术体位、警示非正常移动的智能床垫是非常有必要的。技术实现要素：5.本发明的目的是提供一种基于光纤光栅传感技术的智能床垫、监测系统及监测方法，用以解决现有床垫的圆柱条形充气柱只能在短时间使用起到较好的预防效果以及现有技术中对患者监测数据单一，不能记忆标注手术体位和不能进行告警的问题。6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：7.一种基于光纤光栅传感技术的智能床垫，所述床垫包括：由下至上依次设置的床垫支撑结构、第一气囊柱体、第二气囊柱体和床罩；8.所述床垫支撑结构，用于采集患者的上半身倾斜角度和下半身倾斜角度；9.所述第一气囊柱体，用于采集患者的体重；10.所述床罩，用于采集患者与床垫接触区域的皮肤所受压力、接触温度和接触湿度；11.所述第二气囊柱体，用于根据所述床罩的采集数据进行充气或放气。12.可选地，所述床垫支撑结构包括：13.第一光纤光栅倾斜角度传感器，用于采集患者的上半身倾斜角度；14.第二光纤光栅倾斜角度传感器，用于采集患者的下半身倾斜角度。15.可选地，所述第一气囊柱体包括光纤光栅气体压力传感器，所述第一气囊柱体的放气管道上设置有人工开关放气阀。16.可选地，所述第二气囊柱体设置多个单元气囊柱体、供气嘴对接台和抽气嘴对接台；每个所述单元气囊柱体均与所述供气嘴对接台和所述抽气嘴对接台连接。17.可选地，所述床罩包括多组串联的传感单元；所述传感单元包括串联的光纤光栅压力传感器、光纤光栅温度传感器和光纤光栅湿度传感器；所述传感单元位于所述单元气囊柱体的正上方。18.一种监测系统，所述监测系统应用于上述的基于光纤光栅传感技术的智能床垫，所述监测系统包括：19.基于光纤光栅传感技术的智能床垫，用于监测患者的身体状态数据；所述身体状态数据包括：上半身倾斜角度、下半身倾斜角度、患者的体重、患者与床垫接触区域的皮肤所受压力、接触温度和接触湿度；20.光纤光栅解调仪，与所述智能床垫连接，用于实时解调出所述身体状态数据对应的光波波长；21.计算机，与所述光纤光栅解调仪连接，用于根据接收到所述光波波长的变化量确定所述身体状态数据的变化量，并根据所述身体状态数据的变化量产生控制信号和进行告警；22.抽供气系统，分别与所述智能床垫和所述计算机连接，用于根据所述计算机产生的控制信号对所述智能床垫进行抽气或供气。23.可选地，所述抽供气系统包括：抽气单元、供气单元和控制单元；所述控制单元分别与所述抽气单元和所述供气单元连接；所述抽气单元包括：抽气泵、抽气管道和抽气阀；所述供气单元包括：供气泵、供气管道和供气阀；24.所述抽气泵的一端与所述控制单元连接，所述抽气泵的另一端分别与多个所述抽气管道的一端连接；各所述抽气管道的另一端与所述智能床垫的第二气囊柱体中每个单元气囊柱体的抽气嘴对接台连接；各所述抽气管道上设置有所述抽气阀；25.所述供气泵的一端与所述控制单元连接，所述供气泵的另一端分别与多个所述供气管道的一端连接；所述供气管道中的其中一个供气管道的另一端与所述第一气囊柱体的进气管道连接，剩余各所述供气管道的另一端通过所述供气嘴对接台与所述每个单元气囊柱体连接；各所述供气管道上设置有所述供气阀。26.一种监测方法，所述监测方法应用于上述的监测系统，所述监测方法包括：27.对采集到患者与智能床垫之间的初始数据信息进行解调，得到初始光波波长；所述初始数据信息包括初始压力信息、初始上半身倾斜角度信息和初始下半身倾斜角度信息；所述初始光波波长包括初始压力光波波长、初始上半身倾斜角度光波波长和初始下半身倾斜角度光波波长；28.对采集到患者与智能床垫之间的实时数据信息进行解调，得到实时光波波长；所述实时数据信息包括实时压力信息、实时上半身倾斜角度信息和实时下半身倾斜角度信息；所述实时光波波长包括实时压力光波波长、实时上半身倾斜角度光波波长和实时下半身倾斜角度光波波长；29.将所述实时光波波长和所述初始光波波长进行对比，得到身体状态数据的变化量；所述身体状态数据的变化量包括压力变化量、上半身倾斜角度变化量和下半身倾斜角度变化量；30.判断所述压力变化量是否达到或超过预设的压力变化量限值，得到第一判断结果；判断患者与智能床垫所接触的单元气囊柱体的接触时间是否达到或超过预设的接触时间限值，得到第二判断结果；根据所述第一判断结果以及所述第二判断结果，对患者与智能床垫所接触的单元气囊柱体进行交替抽气供气并进行告警；31.判断所述上半身倾斜角度是否达到或超过预设的上半身倾斜角度变化量限值，当所述上半身倾斜角度达到或超过预设的上半身倾斜角度变化量限值时，则进行告警并记忆标注手术上半身体位；判断所述下半身倾斜角度是否达到或超过预设的下半身倾斜角度变化量限值，当所述下半身倾斜角度达到或超过预设的下半身倾斜角度变化量限值时，则进行告警并记忆标注手术下半身体位。32.可选地，所述压力变化量的计算公式如下：33.δf(i)＝αδλf34.其中，δf(i)为所述压力变化量，i为光纤光栅压力传感器的数量，α为所述光纤光栅压力传感器的灵敏度，δλf为所述实时压力光波波长和所述初始压力光波波长的差值；35.所述上半身倾斜角度变化量的计算公式如下：[0036][0037]其中，δθ1为所述上半身倾斜角度变化量，为第一光纤光栅倾斜角度传感器的灵敏度，δλ1为所述实时上半身倾斜角度光波波长和所述初始上半身倾斜角度的差值；[0038]所述下半身倾斜角度变化量的计算公式如下：[0039][0040]其中，δθ2为所述下半身倾斜角度变化量，为第二光纤光栅倾斜角度传感器的灵敏度，δλ2为所述实时下半身倾斜角度光波波长和所述初始下半身倾斜角度的差值。[0041]可选地，所述监测方法还包括：测量患者的体重以及监测患者与智能床垫之间的接触温度和接触湿度；[0042]所述测量患者的体重具体包括：[0043]获取智能床垫中第一气囊柱体在充气状态时的第一内部压力；[0044]获取所述第一气囊柱体在放气过程中的第二内部压力与放气持续时间的关系曲线；[0045]根据所述第一内部压力以及所述关系曲线通过曲线拟合计算所述压力变化寿命；[0046]根据所述压力变化寿命计算患者的实时体重；[0047]所述监测患者与智能床垫之间的接触温度和接触湿度具体包括：[0048]对采集到患者与智能床垫之间的初始温度信息和初始湿度信息进行解调，得到初始温度光波波长和初始湿度光波波长；[0049]对采集到患者与智能床垫之间的实时温度信息和实时湿度信息进行解调，得到实时温度光波波长和实时湿度光波波长；[0050]将所述实时温度光波波长和所述初始温度光波波长进行对比，所述实时湿度光波波长和所述初始湿度光波波长进行对比，得到温度变化量和湿度变化量；[0051]分别判断所述温度变化量和所述湿度变化量是否达到或超过预设的温度变化限值和湿度变化限值；[0052]若是，则进行告警；[0053]所述温度变化量的计算公式如下：[0054]δt(j)＝βδλt[0055]其中，δt(j)为所述温度变化量，j为第j个光纤光栅温度传感器，β为所述光纤光栅温度传感器的灵敏度，δλt为所述实时温度光波波长和所述初始温度光波波长的差值；[0056]所述湿度变化量的计算公式如下：[0057]δh(k)＝γδλh[0058]其中，δh(k)为所述湿度变化量，k为第k个光纤光栅湿度传感器，γ为所述光纤光栅湿度传感器的灵敏度，δλh为所述实时湿度光波波长和所述初始湿度光波波长的差值。[0059]根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：[0060]本发明提供的基于光纤光栅传感技术的智能床垫、监测系统及监测方法，智能床垫中的床垫支撑结构能够采集患者的上半身倾斜角度和下半身倾斜角度，从而能记忆标注手术体位。第一气囊柱体用于采集患者的体重，床罩用于采集患者与床垫接触区域的皮肤所受压力、接触温度和接触湿度，本发明监测数据多样，解决了监测数据单一的问题。第二气囊柱体能够根据床罩的监测结果进行充气或放气，动态调节能够有效避免患者产生压疮。附图说明[0061]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0062]图1为本发明实施例一提供的基于光纤光栅传感技术的智能床垫的结构示意图；[0063]图2为本发明实施例一提供的床垫支撑结构的光纤光栅传感器分布位置示意图；[0064]图3为本发明实施例一提供的床垫支撑结构的光纤光栅传感器倾斜角度示意图；[0065]图4为本发明实施例一提供的第一气囊柱体的结构示意图；[0066]图5为本发明实施例一提供的床罩的光纤光栅传感器分布位置示意图；[0067]图6为本发明实施例一提供的第二气囊柱体的结构示意图；[0068]图7为本发明实施例一提供的每个单元气囊柱体与床罩的光纤光栅传感器的位置示意图；[0069]图8为本发明实施例二提供的监测系统的结构框图；[0070]图9为本发明实施例二提供的抽供气系统的结构框图；[0071]图10为本发明实施例二提供的抽供气系统的连接示意图；[0072]图11为本发明实施例三提供的监测方法的流程图；[0073]图12为本发明实施例三提供的测量体重时压力与放气持续时间的关系曲线图。具体实施方式[0074]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0075]本发明的目的是提供一种基于光纤光栅传感技术的智能床垫、监测系统及监测方法，光纤光栅解调仪解调光纤光栅传感器采集的信息，进而能监测到多种身体状态数据，通过设置多个圆柱形的单元气囊柱体代替现有技术中的条形气囊柱体，从而能够有效避免患者产生压疮。[0076]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。[0077]实施例一[0078]如图1所示，本发明提供的基于光纤光栅传感技术的智能床垫包括：由下至上依次设置的床垫支撑结构101、第一气囊柱体102、第二气囊柱体103和床罩104。[0079]床垫支撑结构101用于采集患者的上半身倾斜角度和下半身倾斜角度。如图2所示，床垫支撑结构101包括：用于采集患者的上半身倾斜角度的第一光纤光栅倾斜角度传感器21和用于采集患者的下半身倾斜角度的第二光纤光栅倾斜角度传感器22。第一光纤光栅倾斜角度传感器21和第二光纤光栅倾斜角度传感器22分别位于床垫支撑结构101的上半部分中心位置和下半部分中心位置。如图3所示，当患者躺在床上有角度变化时，传感器就可以测出患者上半身在床上的倾斜角度θ1和下半身在床上的倾斜角度θ2。[0080]第一气囊柱体102用于采集患者的体重。如图4所示，第一气囊柱体102包括光纤光栅气体压力传感器41。且第一气囊柱体102的放气管道43上设置有人工开关放气阀。[0081]床罩104用于采集患者与智能床垫接触区域的皮肤所受压力、接触温度和接触湿度。如图5所示，床罩104包括多组串联的传感单元，传感单元包括串联的光纤光栅压力传感器53、光纤光栅温度传感器54和光纤光栅湿度传感器55。床罩104表面为无菌防水防潮纤维布，内部填充棉花、鸭绒等材料。床罩104的出接口52与第一光纤光栅倾斜角度传感器21通过光纤或光缆连接。[0082]第二气囊柱体103用于根据床罩104的采集数据进行充气或放气。如图6所示，第二气囊柱体103设置多个单元气囊柱体61、供气嘴对接台62和抽气嘴对接台63；每个单元气囊柱体61均与供气嘴对接台62和抽气嘴对接台63连接，每个单元气囊柱体61能实现单独抽气供气。如图7所示，床罩104的传感单元位于单元气囊柱体61的正上方。[0083]实施例二[0084]针对实施例一中基于光纤光栅传感技术的智能床垫，本发明实施例二提供了一种监测系统。如图8所示，监测系统包括：基于光纤光栅传感技术的智能床垫1、光纤光栅解调仪2、计算机3和抽供气系统4。光纤光栅解调仪2的光接口31与床罩104的进接口51连接。[0085]基于光纤光栅传感技术的智能床垫1用于监测患者的身体状态数据；身体状态数据包括：上半身倾斜角度、下半身倾斜角度、患者的体重、患者与床垫接触区域的皮肤所受压力、接触温度和接触湿度。[0086]光纤光栅解调仪2与智能床垫1连接，用于实时解调出身体状态数据对应的光波波长。[0087]进一步地，光纤光栅解调仪2解调光波波长的工作原理为，当光束由外界传播进入光纤光栅fbg时，根据光纤光栅耦合模式理论，且当满足相位匹配条件时，光纤光栅fbg的反射光波波长满足：[0088]λb＝2neffλ[0089]上式中，neff与λ分别为有效折射率和光纤光栅周期。neff与λ的改变与温度和应变有关。上述有效折射率neff主要受到热光效应和弹光效应影响，λ主要受热膨胀效应影响导致光纤长度改变或拉伸使得长度改变。[0090]因此，布拉格光纤光栅的中心光波波长的漂移量可写成：[0091]δλb＝2neffδλ+2δneffλ[0092]由上式可知，光纤光栅fbg所处外界环境温度、湿度和压力变化会导致光纤光栅fbg的栅区长度或有效折射率neff改变，从而引起光纤光栅fbg中心光波波长的移动。[0093]计算机3与光纤光栅解调仪2连接，用于根据接收到光波波长的变化量确定身体状态数据的变化量，并根据身体状态数据的变化量产生控制信号和进行告警。告警是发出声音和颜色闪烁等。[0094]抽供气系统4分别与智能床垫1和计算机3连接，用于根据计算机3产生的控制信号对智能床垫1进行抽气或供气。如图9所示，抽气系统4具体包括：抽气单元92、供气单元93和控制单元91，控制单元91分别与抽气单元92和供气单元93连接。[0095]进一步地，如图10所示，抽气单元92包括：抽气泵921、抽气管道922和抽气阀923；供气单元93包括：供气泵931、供气管道932和供气阀933。抽气泵921的一端与控制单元91连接，抽气泵921的另一端分别与多个抽气管道922的一端连接；各抽气管道922的另一端与智能床垫1的第二气囊柱体103中每个单元气囊柱体61的抽气嘴对接台63连接；各抽气管道922上设置有抽气阀923；供气泵931的一端与控制单元91连接，供气泵931的另一端分别与多个供气管道932的一端连接；供气管道932中的其中一个供气管道932的另一端与第一气囊柱体102的进气管道42连接，剩余各供气管道932的另一端每个单元气囊柱体61的供气嘴对接台62连接；各供气管道932上设置有供气阀933。[0096]进一步地，光纤光栅解调仪2可以解调出单根光纤或光缆上连接的所有光纤光栅传感器带有的压力、温度、湿度、体重和倾斜角度信息的光波波长，再由计算机3通过控制系统91对抽气泵921、供气泵931和相应的抽气阀923和供气阀933进行控制，从而驱动抽气阀923和供气阀933进行开启和关闭。[0097]实施例三[0098]针对本发明实施例二中的监测系统，本发明还提供了一种监测方法，如图11所示，监测方法包括：[0099]步骤111：对采集到患者与智能床垫之间的初始数据信息进行解调，得到初始光波波长。初始数据信息包括初始压力信息、初始上半身倾斜角度信息和初始下半身倾斜角度信息；初始光波波长包括初始压力光波波长、初始上半身倾斜角度光波波长和初始下半身倾斜角度光波波长。[0100]步骤112：对采集到患者与智能床垫之间的实时数据信息进行解调，得到实时光波波长。实时数据信息包括实时压力信息、实时上半身倾斜角度信息和实时下半身倾斜角度信息；实时光波波长包括实时压力光波波长、实时上半身倾斜角度光波波长和实时下半身倾斜角度光波波长。[0101]步骤113：将实时光波波长和初始光波波长进行对比，得到身体状态数据的变化量。身体状态数据的变化量包括压力变化量、上半身倾斜角度变化量和下半身倾斜角度变化量。[0102]步骤114：判断压力变化量是否达到或超过预设的压力变化量限值，得到第一判断结果；判断患者与智能床垫所接触的单元气囊柱体的接触时间是否达到或超过预设的接触时间限值，得到第二判断结果；根据第一判断结果以及所述第二判断结果，对患者与智能床垫所接触的单元气囊柱体进行交替抽气供气并进行告警。单元气囊柱体的初始状态为充满气，若某个单元气囊柱体的压力变化量达到或超过预设的压力变化量限值，或接触时间达到或超过预设的接触时间限值，对此单元气囊柱体进行抽气和告警；若此单元气囊柱体的压力变化量再次达到或超过预设的压力变化量限值，或接触时间达到或超过预设的接触时间限值，对此单元气囊柱体进行放气和告警。[0103]步骤115：判断所述上半身倾斜角度是否达到或超过预设的上半身倾斜角度变化量限值，当所述上半身倾斜角度达到或超过预设的上半身倾斜角度变化量限值时，则进行告警并记忆标注手术上半身体位；判断所述下半身倾斜角度是否达到或超过预设的下半身倾斜角度变化量限值，当所述下半身倾斜角度达到或超过预设的下半身倾斜角度变化量限值时，则进行告警并记忆标注手术下半身体位。当向需要调整的过程进行抽供气时，除了改变所处位置的压力也能改变一点所处位置的接触温度和接触湿度。通过向气囊供气，此时皮肤和床垫的接触面积减小，从而降低接触温度和接触湿度。[0104]进一步地，步骤113中，压力变化量的计算公式如下：[0105]δf(i)＝αδλf[0106]其中，δf(i)为压力变化量，i为第i个光纤光栅压力传感器53，α为光纤光栅压力传感器53的灵敏度，δλf为实时压力光波波长和初始压力光波波长的差值。[0107]在本实施例中，光纤光栅压力传感器53的灵敏度为10pm/kpa。开始时患者与智能床垫1所接触区域的某个位置所受的压力为4kpa，经过一段时间由光纤光栅解调仪2测得光波波长变化为+10pm，则该位置所受的压力为(4+1)kpa。如果光纤光栅解调仪2测得光波波长变化为+80pm，则该位置所受的压力为12kpa。如果这个压力持续时间过长，则容易导致压疮。[0108]上半身倾斜角度变化量的计算公式如下：[0109][0110]其中，δθ1为上半身倾斜角度变化量，为第一光纤光栅倾斜角度传感器21的灵敏度，δλ1为实时上半身倾斜角度光波波长和初始上半身倾斜角度的差值。[0111]下半身倾斜角度变化量的计算公式如下：[0112][0113]其中，δθ2为下半身倾斜角度变化量，为第二光纤光栅倾斜角度传感器22的灵敏度，δλ2为实时下半身倾斜角度光波波长和初始下半身倾斜角度的差值。[0114]在本实施例中，第一光纤光栅倾斜角度传感器21的灵敏度和第二光纤光栅倾斜角度传感器22的灵敏度均为10pm/deg。开始时由光纤光栅解调仪2测得上半身和下半身所处位置与床垫的倾斜角度为0度。如果光纤光栅解调仪2测得上半身位置倾斜角度相关的光波波长变化为450pm，则上半身位置倾斜角度θ1为45度。如果光纤光栅解调仪2测得下半身位置倾斜角度相关的光波波长变化为100pm，则下半身位置倾斜角度θ2为10度。[0115]进一步地，监测方法还包括：测量患者的体重以及监测患者与智能床垫1之间的接触温度和接触湿度。[0116]所述测量患者的体重具体包括：[0117]获取智能床垫1中第一气囊柱体102在充气状态时的第一内部压力。[0118]获取所述第一气囊柱体102在放气过程中的第二内部压力与放气持续时间的关系曲线；关系曲线为图12所示。[0119]根据第一内部压力以及关系曲线通过曲线拟合计算压力变化寿命。[0120]压力变化寿命的计算公式如下：[0121]p(t)＝p0×exp(-t/τ)[0122]其中，p(t)为第二内部压力，p0第一内部压力，exp为以常数e为底的指数函数，t为放气持续时间，τ为压力变化寿命。[0123]根据压力变化寿命计算患者的实时体重。[0124]实时体重的计算公式如下：[0125]bw(t)＝ζ0+ζ1×τ[0126]其中，bw(t)为实时体重，ζ0和ζ1均是与智能床垫1的材料和尺寸有关的校正系数，τ为压力变化寿命。[0127]在本实施例中，光纤光栅气体压力传感器41的灵敏度为50pm/kpa。开始时人躺在智能床垫1上，此时为第一气囊柱体102充气，获得第一支撑状态；光纤光栅气体压力传感器测得第一气囊柱体102的第一内部压力。人工打开第一气囊柱体102的放气管道43的人工开关放气阀，如图12所示，在放气过程中计算机3通过光纤光栅气体压力传感器41测量其人工开关放气阀放气时测得的第二内部压力与放气持续时间的关系曲线，图12的关系曲线图横坐标为放气持续时间，纵坐标为第二内部压力。[0128]监测患者与智能床垫1之间的接触温度和接触湿度具体包括：[0129]对采集到患者与智能床垫1之间的初始温度信息和初始湿度信息进行解调，得到初始温度光波波长和初始湿度光波波长。[0130]对采集到患者与智能床垫1之间的实时温度信息和实时湿度信息进行解调，得到实时温度光波波长和实时湿度光波波长。[0131]将实时温度光波波长和初始温度光波波长进行对比，实时湿度光波波长和初始湿度光波波长进行对比，得到温度变化量和湿度变化量。[0132]分别判断温度变化量和湿度变化量是否达到或超过预设的温度变化限值和湿度变化限值。[0133]若是，则进行告警。[0134]温度变化量的计算公式如下：[0135]δt(j)＝βδλt[0136]其中，δt(j)为温度变化量，j为第j个光纤光栅温度传感器54，β为光纤光栅温度传感器54的灵敏度，δλt为实时温度光波波长和初始温度光波波长的差值。[0137]在本实施例中，光纤光栅温度传感器54的灵敏度为10pm/℃。开始时由光纤光栅解调仪2测得所处位置温度为22℃。如果光纤光栅解调仪2测得温度相关的光波波长变化为-30pm，则该位置的温度为19℃，这说明该位置有液体等。或如果光纤光栅解调仪2测得温度相关的光波波长变化为+100pm，则该位置的温度为32℃，这说明该位置有液体等。[0138]湿度变化量的计算公式如下：[0139]δh(k)＝γδλh[0140]其中，δh(k)为湿度变化量，k为第k个光纤光栅湿度传感器55，γ为光纤光栅湿度传感器55的灵敏度，δλh为实时湿度光波波长和初始湿度光波波长的差值。[0141]在本实施例中，光纤光栅湿度传感器55的灵敏度为5pm/％rh。开始时由光纤光栅解调仪2测得所处位置湿度为55％rh。如果光纤光栅解调仪2测得湿度相关的光波波长变化为+100pm，则该位置的温度为75％rh，这说明该位置可能有液体等。[0142]作为一个具体实施例，在计算机3显示的信息有：体重指数bmi＝bw(t)/身高2，体重最大变化δbw＝bw(t)-初始体重。上半身和下半身在床上的倾斜角度。皮肤受压状态“好”或者“不好”，“好”表示压力f(i，t)《fth(比如6kpa)，温度t(i，t)变化《t0(比如3℃)，湿度h(i，t)变化《h0(比如3％rh)，否则就是“不好”，t均为时间，要注意观察或干预。[0143]本发明提供的基于光纤光栅传感技术的智能床垫、监测系统及监测方法，采用单一光纤光栅传感技术平台，在一根光纤上监测数据。本发明能够减小智能床垫与人体接触区域的皮肤所受压力、温度和湿度，提高人体的舒适度，降低压疮的发生率与事故率。智能床垫中的床垫支撑结构能够采集患者的上半身倾斜角度和下半身倾斜角度，从而能记忆标注手术体位，预防手术中患者发生非正常移位而导致坠床、电灼伤等手术意外情况发生。第一气囊柱体用于采集患者的体重，床罩用于采集患者与床垫接触区域的皮肤所受压力、接触温度和接触湿度，本发明监测数据多样，解决了监测数据单一的问题。第二气囊柱体能够根据床罩的监测结果进行充气或放气，动态调节能够有效避免患者产生压疮。[0144]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。[0145]本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置、系统和方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。









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