一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，它包括用于采集睡眠狀態(tài)下的人體心率和呼吸信息前端采集設備和用于前端采集設備采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述的前端采集設備包括用于向人體胸部發(fā)射和接收發(fā)射信號的雷達裝置和采集人體睡眠過程圖像的攝像機，攝像機的輸出與硬盤錄像機相連，雷達裝置和硬盤錄像機的輸出分別通過網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連。本發(fā)明在睡眠姿勢穩(wěn)定的情況下,基本可以獲得精確的呼吸率和心率數(shù)，能夠長時間檢測人體睡眠時的心率和呼吸情況，一旦發(fā)生異常情況，報警器發(fā)出警報，并將報警信號發(fā)送到指定的移動設備，通知其他人員，能夠對監(jiān)測人員進行及時救治處理，使用不受拘束，不影響使用者的睡眠。
【專利說明】一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]人的一生中，近三分之一的時間是在睡眠中度過的，睡眠時體內新陳代謝及一切生理活動都降低，機體處于保護性抑制狀態(tài)，避免神經(jīng)細胞過渡消耗而功能衰竭，同時睡眠可以使疲勞的神經(jīng)恢復正常的生理功能，睡眠對維持人的正常免疫功能是必須的。睡眠對于身體維持正常的生理功能以及生長發(fā)育也是極為重要，與健康息息相關。但調查顯示，相當大的人群患有睡眠障礙或和睡眠有關的疾病，成人中約有30 %出現(xiàn)睡眠障礙，其中三成情況嚴重，嚴重影響 人體的心血管肌肉等器官的功能，危害著許多人的健康。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。通過分析睡眠期間的生理信號可以檢測出某些疾病的存在，有很重要的臨床意義。
[0003]目前已有多種睡眠檢測方法投人臨床使用。其中多導睡眠分析儀能夠監(jiān)測除腦電圖外，包括心電圖、肌電圖、眼動圖、胸式和腹式呼吸張力圖、鼻及口通氣量、體位體動、血氧飽和度以及陰莖海綿體肌容積在內的10余個通道的生理信號。但是使用多導睡眠分析儀監(jiān)測睡眠，需要病人留院觀察，還需要專門的醫(yī)務人員監(jiān)控病人。因此雖然使用多導睡眠分析儀可以獲取非常完整的數(shù)據(jù)用于睡眠疾病診斷，但是費用較高，因而僅用于診斷少數(shù)病情較為嚴重的病人。隨著人民生活水平的提高和工作壓力的加大，發(fā)展一種能夠早期診斷睡眠疾病，但是廉價同時又無拘束，并可以在家庭使用的監(jiān)測系統(tǒng)，成了一個新的研究熱點。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種在睡眠姿勢穩(wěn)定的情況下，基本可以獲得精確的呼吸率和心率數(shù)，能夠長時間檢測人體睡眠時的心率和呼吸情況，一旦發(fā)生異常情況，報警器發(fā)出警報，并將報警信號發(fā)送到指定的移動設備，結構簡單、成本低，適用于大多數(shù)家庭使用的人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，它包括用于采集睡眠狀態(tài)下的人體心率和呼吸信息前端采集設備和用于前端采集設備采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述的前端采集設備包括用于向人體胸部發(fā)射和接收發(fā)射信號的雷達裝置和采集人體睡眠過程圖像的攝像機，攝像機的輸出與硬盤錄像機相連，雷達裝置和硬盤錄像機的輸出分別與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連。
[0006]所述的雷達裝置包括基帶信號處理器、發(fā)射模塊、接收模塊和雷達信號網(wǎng)絡傳輸模塊，發(fā)送模塊包括有源濾波電路、上變頻模塊、功率放大器和發(fā)射天線，接收模塊包括接收天線、低通濾波電路、低噪放大電路和下變頻模塊，基帶信號處理器的輸出依次與有源濾波電路、上變頻模塊和功率放大器相連，功率放大器的輸出信號通過發(fā)射天線發(fā)送到人體胸部，接收天線接收人體胸部反射的信號，并將接收到的信號依次經(jīng)過低通濾波電路、低噪放大電路和下變頻模塊連接基帶信號處理器，基帶信號處理器的輸出還與雷達信號網(wǎng)絡傳輸模塊相連，通過通信網(wǎng)絡將信號發(fā)送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0007]所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括: 雷達信號網(wǎng)絡接收模塊:接收雷達信號網(wǎng)絡傳輸模塊發(fā)送的雷達信號；
雷達信號處理模塊:將接收到的雷達信號轉換成心率或呼吸信息，得到由于呼吸和心臟活動引起的胸廓周期性起伏運動狀態(tài)；
圖像處理模塊:對硬盤錄像機的圖像進行分析處理，對呼吸運動所造成的身體細微起伏進行分析并提取運動信息的；
微處理器:將處理后的心率和呼吸信息與預設的心率和呼吸信息進行對比分析，判斷是否處于正常范圍，若有異常，則發(fā)出報警控制信號；
顯示器:將處理后的心率數(shù)據(jù)和呼吸數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，供用戶隨時查看；
報警器:若心率或呼吸數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，發(fā)出警報；
存儲器:將處理后的心率和呼吸數(shù)據(jù)進行存儲，方便日后查看；
圖像處理模塊的輸入與硬盤錄像機相連，雷達信號網(wǎng)絡接收模塊的輸出與雷達信號處理模塊相連，圖像處理模塊和雷達信號處理模塊的輸出分別與微處理器相連，微處理器的輸出分別與顯示器和報警器連接，微處理器還與存儲器相連。
[0008]所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括無線傳輸模塊，微處理器還用于將報警信號生成短信數(shù)據(jù)，并將生成的短信數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊發(fā)送到指定的移動設備。
[0009]所述的無線傳輸模塊包括藍牙、ZigBee發(fā)送模塊、WIFI發(fā)送模塊或GSM發(fā)送模塊。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
1、在睡眠姿勢穩(wěn)定的情況下，基本可以獲得精確的呼吸率和心率數(shù)，能夠長時間檢測人體睡眠時的心率和呼吸情況，一旦發(fā)生異常情況，報警器發(fā)出警報，并將報警信號發(fā)送到指定的移動設備，通知其他人員，能夠對監(jiān)測人員進行及時救治處理；
2、前端信號采設備不與人體接觸，可有效避免有線連接可能對被監(jiān)測人體，特別是被監(jiān)測人體是嬰兒時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，使用不受拘束，不影響使用者的睡眠；
3、該系統(tǒng)不僅可以監(jiān)測睡眠狀態(tài)下的人體的心率和呼吸的情況，還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；
4、采用常用的設備，結構簡單、成本低廉，適用于大多數(shù)家庭，能夠進行推廣使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖進一步說明本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明所保護的內容不局限于以下所述。[0013]如圖1所示，一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，它包括用于采集睡眠狀態(tài)下的人體心率和呼吸信息前端采集設備和用于前端采集設備采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述的前端采集設備包括用于向人體胸部發(fā)射和接收發(fā)射信號的雷達裝置和采集人體睡眠過程圖像的攝像機，攝像機的輸出與硬盤錄像機相連，雷達裝置和硬盤錄像機的輸出分別與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連。
[0014]所述的雷達裝置包括基帶信號處理器、發(fā)射模塊、接收模塊和雷達信號網(wǎng)絡傳輸模塊，發(fā)送模塊包括有源濾波電路、上變頻模塊、功率放大器和發(fā)射天線，接收模塊包括接收天線、低通濾波電路、低噪放大電路和下變頻模塊，基帶信號處理器的輸出依次與有源濾波電路、上變頻模塊和功率放大器相連，功率放大器的輸出信號通過發(fā)射天線發(fā)送到人體胸部，接收天線接收人體胸部反射的信號，并將接收到的信號依次經(jīng)過低通濾波電路、低噪放大電路和下變頻模塊連接基帶信號處理器，基帶信號處理器的輸出還與雷達信號網(wǎng)絡傳輸模塊相連，通過通信網(wǎng)絡將信號發(fā)送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0015]所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括:
雷達信號網(wǎng)絡接收模塊:接收雷達信號網(wǎng)絡傳輸模塊發(fā)送的雷達信號；
雷達信號處理模塊:將接收到的雷達信號轉換成心率或呼吸信息，得到由于呼吸和心臟活動引起的胸廓周期性起伏運動狀態(tài)；
圖像處理模塊:對硬盤錄像機的圖像進行分析處理，對呼吸運動所造成的身體細微起伏進行分析并提取運動信息的；
微處理器:將處理后的心率和呼吸信息與預設的心率和呼吸信息進行對比分析，判斷是否處于正常范圍，若有異常，則發(fā)出報警控制信號；
顯示器:將處理后的心率數(shù)據(jù)和呼吸數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，供用戶隨時查看；
報警器:若心率或呼吸數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，發(fā)出警報；
存儲器:將處理后的心率和呼吸數(shù)據(jù)進行存儲，方便日后查看；
圖像處理模塊的輸入與硬盤錄像機相連，雷達信號網(wǎng)絡接收模塊的輸出與雷達信號處理模塊相連，圖像處理模塊和雷達信號處理模塊的輸出分別與微處理器相連，微處理器的輸出分別與顯示器和報警器連接，微處理器還與存儲器相連。
[0016]所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括無線傳輸模塊，微處理器還用于將報警信號生成短信數(shù)據(jù)，并將生成的短信數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊發(fā)送到指定的移動設備。
[0017]所述的無線傳輸模塊包括藍牙、ZigBee發(fā)送模塊、WIFI發(fā)送模塊或GSM發(fā)送模塊。
[0018]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例， 而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:它包括用于采集睡眠狀態(tài)下的人體心率和呼吸信息前端采集設備和用于前端采集設備采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述的前端采集設備包括用于向人體胸部發(fā)射和接收發(fā)射信號的雷達裝置和采集人體睡眠過程圖像的攝像機，攝像機的輸出與硬盤錄像機相連，雷達裝置和硬盤錄像機的輸出分別與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的雷達裝置包括基帶信號處理器、發(fā)射模塊、接收模塊和雷達信號網(wǎng)絡傳輸模塊，發(fā)送模塊包括有源濾波電路、上變頻模塊、功率放大器和發(fā)射天線，接收模塊包括接收天線、低通濾波電路、低噪放大電路和下變頻模塊，基帶信號處理器的輸出依次與有源濾波電路、上變頻模塊和功率放大器相連，功率放大器的輸出信號通過發(fā)射天線發(fā)送到人體胸部，接收天線接收人體胸部反射的信號，并將接收到的信號依次經(jīng)過低通濾波電路、低噪放大電路和下變頻模塊連接基帶信號處理器，基帶信號處理器的輸出還與雷達信號網(wǎng)絡傳輸模塊相連，通過通信網(wǎng)絡將信號發(fā)送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
3.根據(jù) 權利要求1所述的一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括: 雷達信號網(wǎng)絡接收模塊:接收雷達信號網(wǎng)絡傳輸模塊發(fā)送的雷達信號； 雷達信號處理模塊:將接收到的雷達信號轉換成心率或呼吸信息，得到由于呼吸和心臟活動引起的胸廓周期性起伏運動狀態(tài)； 圖像處理模塊:對硬盤錄像機的圖像進行分析處理，對呼吸運動所造成的身體細微起伏進行分析并提取運動信息的； 微處理器:將處理后的心率和呼吸信息與預設的心率和呼吸信息進行對比分析，判斷是否處于正常范圍，若有異常，則發(fā)出報警控制信號； 顯示器:將處理后的心率數(shù)據(jù)和呼吸數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，供用戶隨時查看； 報警器:若心率或呼吸數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，發(fā)出警報； 存儲器:將處理后的心率和呼吸數(shù)據(jù)進行存儲，方便日后查看； 圖像處理模塊的輸入與硬盤錄像機相連，雷達信號網(wǎng)絡接收模塊的輸出與雷達信號處理模塊相連，圖像處理模塊和雷達信號處理模塊的輸出分別與微處理器相連，微處理器的輸出分別與顯示器和報警器連接，微處理器還與存儲器相連。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括無線傳輸模塊，微處理器還用于將報警信號生成短信數(shù)據(jù)，并將生成的短信數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊發(fā)送到指定的移動設備。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的無線傳輸模塊包括藍牙、ZigBee發(fā)送模塊、WIFI發(fā)送模塊或GSM發(fā)送模塊。
【文檔編號】A61B5/00GK103637780SQ201310564771
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權日:2013年11月14日
【發(fā)明者】朱磊, 賈弦飛 申請人:成都博約創(chuàng)信科技有限責任公司