專利名稱：睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術：
睡眠障礙是許多疾病形成和發(fā)展的重要因素，不僅可能引起人體各種生理功能的低下，而且還會導致一系列周身性病變，疾患可引起嚴重的低血氧癥及睡眠紊亂，與高血壓、心率失常、心腦血管疾病及呼吸衰竭等疾病的發(fā)生密切相關，少數(shù)患者可夜間猝死。因此睡眠障礙日益受到國內外醫(yī)學界的廣泛重視。新生兒呼吸暫停的定義是呼吸道氣流停止大于等于20s伴或不伴心率減慢， 或小于15s伴有心率減慢，新生兒及嬰兒的睡眠呼吸暫停之所以引起人們的極大興趣，因為它可能是引起猝死的重要原因。新生兒及嬰兒的生理特點不同于成年人，睡眠呼吸暫停對其健康的危害比成人更大，新生兒及嬰兒全身各個系統(tǒng)特別是神經(jīng)系統(tǒng)功能發(fā)育尚不完善，呼吸中樞的反饋調節(jié)功能也不穩(wěn)定，特別是早產兒，在睡眠時更易發(fā)生睡眠呼吸暫停，睡眠呼吸暫停可能是新生兒猝死的原因之一，睡眠呼吸暫停對患兒心血管系統(tǒng)的影響尤其明顯，睡眠呼吸暫停發(fā)生后5-10秒，即可見患兒的心率快速下降，20秒后即可出現(xiàn)口唇、指端青紫，有些患兒由于延誤診治，一入院即表現(xiàn)為心功能不全，病情危重，伴有生命危險。然而目前還沒有可以方便地對新生兒或有睡眠障礙的患者進行呼吸和心率進行監(jiān)測的方法或設備。

實用新型內容為了克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，本實用新型提供了ー種睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)使用方便，設計巧妙，可靠性高，不影響被監(jiān)測對象的睡眠。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的主要技術方案是ー種睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于采集睡眠狀態(tài)下的人體背部或腹部的含有心跳信息和/或呼吸信息的體表運動信號和/或體表對外界的施カ變化信號的一個或多個傳感器、用于將所述運動和/或施カ變化信號預處理成適于傳輸?shù)陌奶盘柡?或呼吸信號的原始數(shù)字信號的預處理電路、通過無線傳輸方式傳遞所述原始數(shù)字信號的無線傳輸模塊、用于分析處理所述原始數(shù)字信號以得出心率和/或呼吸率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析處理模塊，所述傳感器為下列任意ー種(I)所述傳感器為用于測量睡眠狀態(tài)下人體對外施加壓カ的壓カ傳感器、壓電傳感器或壓電電纜，所述壓電電纜優(yōu)選為“S”型；(2)所述傳感器為用于采集人體腹部體表運動狀態(tài)的加速度傳感器或陀螺儀。所述睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)還可以包括用于固定所述傳感器的載體，所述傳感器與所述預處理電路采用集成或分立方式設置，對于不同的傳感器，所述傳感器及其對應的安裝方式以及采用該種安裝方式所用的載體間的組合關系為(I)當所述傳感器為壓カ傳感器、壓電傳感器或壓電電纜時，所述載體為用于在其內鋪設所述傳感器的床墊，所述傳感器鋪設于所述床墊中，優(yōu)選鋪設于床墊上與人體胸腹部對應的位置，所述壓電電纜優(yōu)選按“S”型鋪設在所述床墊內；(2)當所述傳感器為加速度傳感器或陀螺儀時，所述載體為用于將所述傳感器貼附在人體腹部的粘結劑或用于將所述傳感器固定于人體腹部的綁帶或粘結膠帶，所述綁帶為帶松緊性的綁帶。所述預處理電路還可以包括依次連接的信號放大、濾波電路，A/D轉換電路和單片機。當所述傳感器及其對應的安裝方式以及采用該種安裝方式所用的載體間為組合關系(I)時，所述預處理電路和傳感器一同設在所述床墊內；當所述傳感器及其對應的安 裝方式以及采用該種安裝方式所用的載體間為組合關系(2)時，所述預處理電路與所述加速度傳感器或陀螺儀集成在同一個殼體內，且所述加速度傳感器的加速度信號輸出端連接所述預處理電路的信號輸入端，或所述陀螺儀的位移信號輸出端連接所述預處理電路的信號輸入端。所述陀螺儀優(yōu)選為微機械式陀螺儀。所述數(shù)據(jù)分析處理模塊可以為監(jiān)控主機，所述監(jiān)控主機包括用于分析、處理所述原始數(shù)字信號以及協(xié)調與控制所述監(jiān)控主機中其他功能子模塊工作的處理器、用于外部信息和外部控制指令輸入的按鍵和用于輸出監(jiān)測結果的顯示屏。所述監(jiān)控主機還可以設有用于當檢測到人體呼吸暫停時刺激人體的腳心、使人體的神經(jīng)系統(tǒng)興奮呼吸正常的刺激模塊，所述刺激模塊連接所述處理器。所述監(jiān)控主機還可以設有用于檢測到人體呼吸暫停時進行報警的報警模塊，所述報警模塊連接所述處理器。本實用新型的有益效果是由于信號采集端(通過傳感器獲得原始數(shù)字信號的一端)與監(jiān)控端(對原始數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)分析處理的一端)之間采用無線連接方法進行通信，可有效避免有線連接可能對被監(jiān)測人體(特別是被監(jiān)測人體是嬰兒吋)造成的一切潛在危險，例如可以防止有線電路纏住嬰兒的脖子的危險發(fā)生。該系統(tǒng)不僅可以監(jiān)測睡眠狀態(tài)下的人體的心跳和呼吸情況，可以用于評估睡眠的質量，而且能夠為某些疾病提供有力的診斷方法和工具。采用高靈敏度壓カ傳感器內置于床墊中的信號采集方式監(jiān)測睡眠心率、呼吸，構思巧妙，實現(xiàn)了無接觸測量，對用戶的正常睡眠完全沒有影響，因此提高了監(jiān)測的可信度和可靠性。采集端采用紐扣電池供電以及供電部分的低功耗設計，顯著延長了電池的工作時間，提高了信號采集端的安全性和工作可靠性。采用的加速度傳感器、微機械陀螺儀，不僅靈敏度好，而且體積小，可以很方便地固定在人體的腹部，能夠準確監(jiān)測到使用者的呼吸過程，而且不會對使用者造成影響；通過在監(jiān)控主機上設置專用分析軟件和算法可以方便地提取出被監(jiān)護者睡眠時的呼吸信號和心跳信號，并通過監(jiān)控端清晰地顯示出呼吸和心跳波形，以便供進ー步自動識別心率與呼吸率使用，或供醫(yī)生進行分析與診斷被監(jiān)護者的生命特征是否正常，以便及時采取必要的治療措施，從而保證被監(jiān)護者的健康狀況；針對新生兒設計的報警、刺激模塊，可以在檢測到新生兒呼吸暫停時刺激新生兒的腳心，促使新生兒的神經(jīng)系統(tǒng)興奮，恢復正常的呼吸。

圖I為本實用新型的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)的原理框圖；圖2為與本實用新型采集端的一種實施例的結構示意圖；圖3為本實用新型的采集端的原理框圖；圖4為本實用新型的監(jiān)控端的原理框圖；圖5為本實用新型的體動檢測的流程圖；圖6為本實用新型檢測睡眠心率和呼吸的總體流程圖；圖7為本實用新型利用加速度傳感器監(jiān)測呼吸的一種采集端實施例的設計框圖；圖8為利用加速度傳感器監(jiān)測呼吸時的加速度曲線圖；圖9為本實用新型利用陀螺儀監(jiān)測呼吸的一種采集端實施例的設計框圖；圖10為利用陀螺儀監(jiān)測呼吸時的位移曲線圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型還提供了ー種睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于采集睡眠狀態(tài)下的人體的含有心跳信息和/或呼吸信息的體表運動信號和/或體表對外界的施力變化信號(由于人體呼吸和心臟跳動都會使人體對接觸人體體表的外界事物施加微小的、隨呼吸和心跳變化的壓力，所述體表對外界的施力信號即指上述微小的、隨呼吸和心跳變化的壓カ信號)的一個或多個傳感器、用于將所述運動和/或施カ變化信號預處理成適于傳輸?shù)陌奶盘柡?或呼吸信號的原始數(shù)字信號的預處理電路、通過無線傳輸方式傳遞所述原始數(shù)字信號的無線傳輸模塊、可用于分析處理所述原始數(shù)字信號以得出心率和/或呼吸率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析處理模塊和用于固定所述傳感器的載體，所述傳感器與所述預處理電路采用集成或分立方式設置，所述傳感器、預處理電路和載體所在的一端可稱為采集端，所述數(shù)據(jù)分析處理模塊所在的一端可稱為監(jiān)控端。采集端與監(jiān)控端之間以無線方式進行通信，以獲得心率和/或呼吸率數(shù)據(jù)等與心跳、呼吸相關的生理信息數(shù)據(jù)。所述ー個或多個傳感器及其對應的安裝方式以及采用該種安裝方式所用的載體可以是下列任意一種組合(I)所述ー個或多個傳感器可以為壓カ傳感器、壓電傳感器或壓電電纜，當為多個傳感器時，可以采用相串聯(lián)的形式，所述載體為用于在其內鋪設所述傳感器的床墊(指所有可墊在人體下方且不影響人的正常睡眠的墊狀物)，所述傳感器鋪設于所述床墊中，優(yōu)選鋪設于床墊上與人體胸腹部對應的位置。這種組合方式用于檢測心跳信號和/或呼吸信號；如圖2為采用壓電電纜作為傳感器的床墊示意圖，壓電電纜是另ー種形式的壓電薄膜傳感器，其采用同軸設計，層與層之間采用絕緣材料，當壓電電纜被壓縮或拉伸時，發(fā)生壓電效應，從而產生正比于壓カ的電荷或者電壓信號，而且壓電電纜的高靈敏度使低電平振動信號容易檢測，所述壓電電纜鋪設在床墊上與人體背部(也可以說是人體胸腹部)對應的位置，并優(yōu)選按“S”型鋪設。當人躺在所述床墊上時，床墊里面的高靈敏度壓カ傳感器可以檢測到人呼吸和心跳時人體對床墊的微小壓カ變化，并將這種微小的壓カ變化轉變?yōu)殡娦盘栞敵?，通過一定的電路后采集到該信號，然后通過相應的算法計算心率、呼吸和對體動進行判斷等，還可將監(jiān)測結果顯示出來。所述床墊的供電部分采用3V電池供電，并且對該部分電路進行了低功耗設計，延長了電池工作時間。(2)所述ー個或多個傳感器(優(yōu)選采用ー個傳感器)可以為加速度傳感器或陀螺儀，所述載體為用于將所述傳感器貼附在人體腹部的粘結劑或用于將所述傳感器固定于人體腹部的綁帶或粘結膠帶，優(yōu)選為有松緊性的綁帶，這種組合方式主要用于檢測呼吸信號。所述加速度傳感器或陀螺儀可以為單軸或多軸傳感器，本申請以上下為軸的單軸傳感器為例介紹了該系統(tǒng)的使用原理，所有多軸傳感器也在本發(fā)明的保護范圍之內。所述采集睡眠狀態(tài)下的人體的含有心跳信息和/或呼吸信息的體表運動信號和/或體表對外界的施力信號的方式可以為下列任意一種米集方式(一)將壓カ傳感器內置于床墊中，優(yōu)選置于床墊上與人體胸腹部對應的位置，利用所述壓カ傳感器感測呼吸和心跳時人體對床墊的微小壓カ變化，獲取所述施カ信號；該種采集方式可同時采集到體表運動信號和體表對外界的施力信號，因此既可用于睡眠心率·和呼吸的同時監(jiān)測，也可用于睡眠心率和睡眠呼吸中其中任何ー種的監(jiān)測。(ニ)將加速度傳感器或陀螺儀直接貼附在腹部或用綁帶固定在腹部，利用所述加速度傳感器感測呼吸時腹部運動過程中加速度的變化，或利用所述陀螺儀感測呼吸時腹部運動過程中位移的變化，獲取所述運動信號。該種采集方式采集的是體表運動信號，用于睡眠呼吸的監(jiān)測。對于所述采集方式(一)，所述數(shù)據(jù)分析處理模塊進行數(shù)據(jù)分析處理的方法為( I)檢測和識別體動信號申請人通過大量的試驗，對大量的來自于床墊的原始數(shù)字信號分析得到，體動(一般可分為大體動和小體動兩種，大體動包括上床、翻身和起床等，小體動包括上下肢體的小幅度晃動和咳嗽等)信號要遠遠大于呼吸信號和心跳信號，對心率、呼吸監(jiān)測來說屬于相當大的干擾信號，通過分段計算所述原始數(shù)字信號的標準差和檢測波形的幅值，當所得標準差與幅值均大于相應閾值(分別為根據(jù)體動特點預先設定的標準差和幅值的上限值，當實際值超過相應閾值時，表示相應段的數(shù)據(jù)為體動發(fā)生時對應的原始數(shù)字信號)吋，則標記相應段的原始數(shù)據(jù)信號為體動信號，并設置體動標志。其目的是剔除該段信號，即不對標記為體動信號的原始數(shù)字信號進行后續(xù)的處理，從而通過減少低價值的數(shù)據(jù)分析和處理的量提高監(jiān)測效率，體動檢測的流程如圖5所示。必要情況下可以通過計算體動時間和對比標準差大小進ー步識別體動為大體動還是小體動(其理論依據(jù)是大體動一般持續(xù)時間都在5s以上，標準差稍大，而小體動持續(xù)時間一般在5s以下，標準差略小)，優(yōu)選地以僅僅累加體動時間的簡單方法進行區(qū)分，具體為當體動標志指示為體動時，記錄和累加體動時間，當累加得到的體動時間大于等于5s吋，標識為大體動，當累加得到的體動時間小于5s吋，標識為小體動。當然，該方法中的閾值(“5s”)也可以根據(jù)實際情況改用其他具體數(shù)值。實踐中，當體動特別頻繁時，忽略掉相鄰兩次體動之間的心跳信號和/或呼吸信號也是ー種提高監(jiān)測效率的有效手段，具體方法是當相鄰的兩個體動之間的相隔時間小于或等于ー個預設的特定值時，則把中間的非體動狀態(tài)也歸為體動狀態(tài)，即將所述間隔時間所對應的原始數(shù)字信號標記為體動信號。這個預設的特定值優(yōu)選為2s。體動狀態(tài)時，為了避免呼吸和心率的錯誤計算，只對分離提取出的心跳信號和/或呼吸信號進行波形顯示，而不進一歩對其進行檢測和計算。當沒發(fā)生體動時，除了顯示心跳信號和/或呼吸信號波形外，還繼續(xù)對心跳信號和/或呼吸信號進行后續(xù)處理，最后檢測并計算出實時的心率值和/或呼吸率。(2)提取心跳信號和/或呼吸信號利用小波分解對信號具有多分辨的特點和心跳信號、呼吸信號及干擾信號的主要集中頻帶的不同，對非體動信號的所述原始數(shù)字信號(即沒有設置體動標志的段所對應的原始數(shù)字信號)進行連續(xù)小波變換多層分解，使干擾信號與心跳信號和/或呼吸信號分別集中在不同尺度分量上，從而得到心跳信號和/或呼吸信號，優(yōu)選以三次樣條小波為基函數(shù)進行多層分解，三次樣條小波的分解系數(shù)優(yōu)選為0、0. 0625,0. 25,0. 375,0. 25,0. 0625,0 和 0 ;重構系數(shù)優(yōu)選為-0. 0008,-0. 01643,-0. 10872、-0. 59261,0. 59261,0. 10872,0. 01643和0. 0008，以這兩組系數(shù)為變換分解的基函數(shù)表達，進行多尺度的分解，得到各尺度小波分量，其中所述心跳信號和呼吸信號分別主要集中在 小波分解后的第5、9尺度分量上，也就是說可以分別將小波分解后的第5、9尺度分量作為所述心跳信號和呼吸信號，達到信號提取的目的。以此實現(xiàn)從原始數(shù)字信號中提取心跳信號和/或呼吸信號的目的。在心跳信號和呼吸信號成功提取的基礎上進行心率和呼吸率的檢測，可以分析被監(jiān)護患者的生命特征和呼吸是否正常，是否有心率異常、呼吸暫?；蛲Ｖ?。為了使所述心跳信號的每個心搏更加清晰，便于自動識別與醫(yī)生診斷，優(yōu)選對小波變換后得到的心跳信號進行峰值變換，并以峰值變換后的心跳信號作為心率計算的基礎。峰值變換的公式如下
4 r AvI
3 = — Xn+J I ' (Xn — ) + I.':— ―11 ■ (Xn —其中為峰值變換前的信號，為峰值變換后的信號U為進行峰值變換的步長。在峰值變換后得到的心跳信號用于給醫(yī)生進行診斷或進一步自動分析心率，通過自適應的幅度閾值結合斜率分析準確的識別心搏，用以進一步的實時檢測心率，以達到實時遠程監(jiān)護患者的心率是否正常的目的。(3)計算心率和/或呼吸率根據(jù)提取的所述心跳信號，結合其幅值和斜率識別出心搏信號，計算出每分鐘內心搏信號的個數(shù)從而得到所述心率；根據(jù)提取的呼吸信號，計算出其在每分鐘內呼吸周期的個數(shù)從而得到所述呼吸率。對于所述采集方式(二)，所述數(shù)據(jù)分析處理模塊進行數(shù)據(jù)分析處理的方法為所述數(shù)據(jù)分析處理模塊將原始數(shù)字信號由正向或反向最大變?yōu)榉聪蚧蛘蜃畲螅儆煞聪蚧蛘蜃畲笞優(yōu)檎蚧蚍聪蜃畲笠曌饕粋€呼吸周期，然后計算出每分鐘內呼吸周期的個數(shù)，從而得到呼吸率。所述采集方式(二)中，利用所述陀螺儀檢測的是腹部的被檢測點的位移，當人體吸氣時，人體腹部由最低點向上運動，呼氣時，人體腹部由最高點向下運動。利用加速度傳感器檢測的是腹部的被檢測點的運動加速度，人體吸氣時，人體腹部由最低點向上運動，前半段為加速度向上且逐漸減小到O的加速運動，后半段為加速度向下的減速運動，當向上運動的速度減為O時，向上運動的位移最大，吸氣過程完成；人體呼氣時，人體腹部由最高點向下運動，前半段為加速度向下且逐漸減小到O的加速運動，后半段為加速度向上的減速運動，當向下的速度減小為O時，向下運動的位移最大，呼氣過程結束。本實施例的加速度曲線和位移曲線分別如圖8和圖10所示，由于正常情況下呼吸具有周期性，因此相應的位移曲線和加速度曲線也呈現(xiàn)為周期性變化曲線，因此可以認為曲線上由正向或反向最大變?yōu)榉聪蚧蛘蜃畲螅儆煞聪蚧蛘蜃畲笞優(yōu)檎蚧蚍聪蜃畲鬄橐粋€呼吸周期。如圖3所示，所述預處理電路可以包括依次連接的信號放大、濾波電路，A/D轉換電路和單片機。由于所述預處理電路體積小、功耗低，當所述一個或多個傳感器及其對應的安裝方式以及采用該種安裝方式所用的載體為組合(I)時，所述預處理電路優(yōu)選和所述傳感器一同設在所述床墊內，以節(jié)省安裝空間，以便減小設備整體的體積。同理，當所述一個或多個傳感器及其對應的安裝方式以及采用該種安裝方式所用的載體為組合(2)時，所述預處理電路與所述加速度傳感器或陀螺儀集成在同一個殼體內，且所述加速度傳感器的加速度信號輸出端連接所述預處理電路的信號輸入端，或所述陀螺儀的位移信號輸出端連接所述預處理電路的信號輸入端，以便信號的采集。所述數(shù)據(jù)分析處理模塊為監(jiān)控主機，如圖4所示，所述監(jiān)控主機包括用于分析、處理所述原始數(shù)字信號以及協(xié)調與控制所述監(jiān)控主機中其他功能子模塊工作的處理器、用于外部信息和外部控制指令輸入的按鍵和用于輸出監(jiān)測結果的顯示屏。所述預處理電路與數(shù)據(jù)分析處理模塊之間通過配套的無線通信模塊進行無線通信。圖7所示為采用加速度傳感器實現(xiàn)呼吸監(jiān)測的一個實施例中的采集端的組成框圖，所述加速度傳感器依次連接信號放大、濾波電路，A/D轉換電路，單片機(與所述信號放大、濾波電路和A/D轉換電路組成所述預處理電路)以及無線傳輸模塊。所述加速度傳感器輸出的原始模擬信號經(jīng)過信號放大、濾波電路的處理后輸入A/D轉換電路進行模數(shù)轉換，然后經(jīng)所述單片機通過無線傳輸模塊將獲得的原始數(shù)字信號上傳到監(jiān)控端的所述數(shù)據(jù)分 析處理模塊，經(jīng)過一定的處理后得到呼吸時的波形，同時計算出呼吸率。為了使用時更加方便(能夠固定在腹部并對使用者不會產生任何影響)，并盡可能減小產品的體積，采用紐扣電池進行供電；為了延長電池的使用時間，在電源管理方面進行低功耗設計，而且采用無線傳輸使用戶使用起來更加方便。利用加速度傳感器可以精確地檢測到微小的加速度變化，輸出呼吸波形好，能夠準確測量出呼吸的過程。圖9所示為采用陀螺儀實現(xiàn)呼吸監(jiān)測的一個實施例中的采集端的組成框圖，包括依次連接的陀螺儀、單片機、無線傳輸模塊，利用所述陀螺儀可以精確地檢測到微小的位移或方位的變化，把位移或方位變化波形看作呼吸波形，就能夠準確測量出呼吸的過程。本實用新型所使用的陀螺儀內部具有AD采樣和溫度補償?shù)裙δ埽婢呶灰苹蚍轿粋鞲衅?、預處理電路和A/D轉換電路的全部功能，能夠采用SPI接口將數(shù)據(jù)送入單片機，簡化了外部電路的設計，使產品可以做得更小。所述陀螺儀優(yōu)選采用微機械陀螺儀，其體積小，重量輕，易于數(shù)字化，智能化，可以數(shù)字輸出，有溫度補償、零位校正等，可方便地固定在使用者腹部，并對使用者沒有影響。該采集端還設有電源模塊，并采用紐扣電池進行供電，可以減小產品的體積，為了延長電池的使用時間，在電源管理方面進行低功耗設計。采用了無線傳輸數(shù)據(jù)的方式，使用戶使用起來更加方便。所述監(jiān)控主機用于接收床墊內采集的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理，顯示心率、呼吸等，對用戶的生理信息進行監(jiān)控，同時該監(jiān)控主機還可以進行數(shù)據(jù)的存儲，為某些疾病的診斷提供有效的幫助。所述處理器設有用于檢測和識別體動信號的體動分析模塊、用于提取心跳信號和/或呼吸信號的待測信號提取模塊以及用于心率和/或呼吸率分析計算的分析計算模塊。其工作過程如圖6所示所述處理器采集到的原始數(shù)據(jù)首先通過所述體動分析模塊和待測信號提取模塊，進行體動檢測同時分離提取出呼吸信號和心跳信號，然后對提取得到的心跳信號和呼吸信號分別通過分析計算模塊，得到實時的心率和呼吸率；當非體動狀態(tài)時更新心率和呼吸率，而體動狀態(tài)時為了避免心率和呼吸率的計算錯誤，保持上一次檢測計算到的結果。所述無線傳輸模塊和/或預處理電路優(yōu)選采用紐扣電池供電和低功耗的電源管·理方式。所述監(jiān)控主機還設有用于當檢測到人體(特別是新生兒)呼吸暫停時刺激人體的腳心、使人體的神經(jīng)系統(tǒng)興奮呼吸正常的刺激模塊和用于檢測到人體呼吸暫停時進行報警的報警模塊，所述刺激模塊和報警模塊的信號輸入端連接所述處理器。當所述睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)檢測到人體呼吸暫停時，所述報警模塊可發(fā)出報警信號，同時利用所述刺激模塊刺激被監(jiān)測人體的腳心，使人體的神經(jīng)系統(tǒng)興奮，恢復正常呼吸。
權利要求1.ー種睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括用于采集睡眠狀態(tài)下的人體的含有心跳信息和/或呼吸信息的體表運動信號和/或體表對外界的施カ變化信號的ー個或多個傳感器、用于將所述運動和/或施カ變化信號預處理成適于傳輸?shù)陌奶盘柡?或呼吸信號的原始數(shù)字信號的預處理電路、通過無線傳輸方式傳遞所述原始數(shù)字信號的無線傳輸模塊、用于分析處理所述原始數(shù)字信號以得出心率和/或呼吸率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析處理模塊，所述傳感器為下列任意ー種 (1)所述傳感器為用于測量睡眠狀態(tài)下人體對外施加壓カ的壓カ傳感器、壓電傳感器或壓電電纜； (2)所述傳感器為用于采集人體腹部體表運動狀態(tài)的加速度傳感器或陀螺儀。
2.如權利要求I所述的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于還包括用于固定所述傳感器的載體，所述傳感器與所述預處理電路采用集成或分立方式設置，對于不同的傳感器，所述傳感器及其對應的安裝方式以及采用該種安裝方式所用的載體間的組合關系為 (1)當所述傳感器為壓カ傳感器、壓電傳感器或壓電電纜時，所述載體為用于在其內鋪設所述傳感器的床墊，所述傳感器鋪設于所述床墊中； (2)當所述傳感器為加速度傳感器或陀螺儀時，所述載體為用于將所述傳感器貼附在人體腹部的粘結劑或用于將所述傳感器固定于人體腹部的綁帶或粘結膠帶，所述綁帶為帶松緊性的綁帶。
3.如權利要求2所述的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述預處理電路包括依次連接的信號放大、濾波電路，A/D轉換電路和單片機。
4.如權利要求3所述的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于當所述傳感器及其對應的安裝方式以及采用該種安裝方式所用的載體間為組合關系(I)時，所述預處理電路和傳感器一同設在所述床墊內；當所述傳感器及其對應的安裝方式以及采用該種安裝方式所用的載體間為組合關系(2)時，所述預處理電路與所述加速度傳感器或陀螺儀集成在同一個殼體內，且所述加速度傳感器的加速度信號輸出端連接所述預處理電路的信號輸入端，或所述陀螺儀的位移信號輸出端連接所述預處理電路的信號輸入端。
5.如權利要求4所述的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述陀螺儀為微機械式陀螺儀。
6.如權利要求1、2、3、4或5所述的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)分析處理模塊為監(jiān)控主機，所述監(jiān)控主機包括用于分析、處理所述原始數(shù)字信號以及協(xié)調與控制所述監(jiān)控主機中其他功能子模塊工作的處理器、用于外部信息和外部控制指令輸入的按鍵和用于輸出監(jiān)測結果的顯示屏。
7.如權利要求6所述的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控主機還設有用于當檢測到人體呼吸暫停時刺激人體的腳心、使人體的神經(jīng)系統(tǒng)興奮呼吸正常的刺激模塊，所述刺激模塊連接所述處理器。
8.如權利要求7所述的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控主機還設有用于檢測到人體呼吸暫停時進行報警的報警模塊，所述報警模塊連接所述處理器。
9.如權利要求2所述的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于當所述傳感器及其對應的安裝方式以及采用該種安裝方式所用的載體間為組合關系(I)時，所述傳感器鋪設于床墊上與人體胸腹部對應的位置，其中，當所述傳感器為壓電電纜時，所述壓電電纜按“S”型鋪設在所述床墊內。
10.如權利要求9所述的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述預處理電路包括依次連接的信號放大、濾波電路，A/D轉換電路和單片機。
11.如權利要求10所述的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于當所述傳感器及其對應的安裝方式以及采用該種安裝方式所用的載體間為組合關系(I)時，所述預處理電路和傳感器一同設在所述床墊內。
12.如權利要求9、10或11所述的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)分析處理模塊為監(jiān)控主機，所述監(jiān)控主機包括用于分析、處理所述原始數(shù)字信號以及協(xié)調與控制所述監(jiān)控主機中其他功能子模塊工作的處理器、用于外部信息和外部控制指令輸入的按鍵和用于輸出監(jiān)測結果的顯示屏。
13.如權利要求12所述的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控主機還設有用于當檢測到人體呼吸暫停時刺激人體的腳心、使人體的神經(jīng)系統(tǒng)興奮呼吸正常的刺激模塊，所述刺激模塊連接所述處理器。
14.如權利要求13所述的睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控主機還設有用于檢測到人體呼吸暫停時進行報警的報警模塊，所述報警模塊連接所述處理器。
專利摘要本實用新型涉及一種睡眠心率、呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于采集睡眠狀態(tài)下的人體的含有心跳信息和/或呼吸信息的體表運動信號和/或體表對外界的施力信號的一個或多個傳感器、用于將所述運動和/或施力信號預處理成適于傳輸?shù)陌奶盘柡?或呼吸信號的原始數(shù)字信號的預處理電路、通過無線傳輸方式傳遞所述原始數(shù)字信號的無線傳輸模塊、用于分析處理所述原始數(shù)字信號以得出心率和/或呼吸率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析處理模塊和用于固定所述傳感器的載體，所述傳感器與所述預處理電路采用集成或分立方式設置。本實用新型使用方便、測量可靠性高，而且不影響使用者睡眠。
文檔編號A61B5/0205GK202568219SQ20122007345
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月1日 優(yōu)先權日2012年3月1日
發(fā)明者劉忠英, 劉遵昭, 王秀清 申請人:北京麥邦光電儀器有限公司