便攜式睡眠監測設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型具體公開了一種便攜式睡眠監測設備，該設備包括信號采集裝置、處理控制裝置和信號傳輸裝置，所述處理控制裝置與所述信號采集裝置電性連接，所述信號傳輸裝置與所述處理控制裝置電性連接；其中，所述信號采集裝置包括胸阻抗采集器、心率采集器、鼾聲采集器、體動檢測器，且所述胸阻抗采集器、心率采集器、鼾聲采集器和體動檢測器分別與處理控制裝置連接。本實用新型具有不僅能作為檢測OSAHS，還可以區分不同的OSAHS類別的重要參考信息。
【專利說明】
便攜式睡眠監測設備
技術領域
[0001]本實用新型屬于生物醫療監測技術領域，尤其是涉及一種便攜式睡眠監測設備。
【背景技術】
[0002]生物阻抗技術是一種利用生物組織及器官的電特性提取人體生理與病理信息的無創檢測技術。不同的人體組織與器官具有獨特的生物阻抗特性，組織與器官的狀態或功能變化也將伴隨相應的生物阻抗特性改變。比如現有技術中有利用膈肌疲勞程度與胸部呼吸電阻抗信號及腹部呼吸電阻抗信號的波峰的同步程度有關的原理，將膈肌疲勞程度分為不同的類型。生物阻抗技術在臨床醫學方面有無創無損、便于長時間實時監護及低成本等優勢，使得生物阻抗技術應用于臨床醫學或醫療保健領域具有很大的潛力與價值。
[0003]對于睡眠呼吸狀態的監測直接關系到睡眠疾病的研究，因此睡眠呼吸監測成為睡眠醫學中重點關注的話題。在睡眠疾病中，睡眠呼吸暫停是指睡眠中呼吸停止的睡眠障礙，具體為在連續7小時睡眠中發生30次以上的呼吸暫停，每次氣流中止1s以上含10s，或平均每小時睡眠呼吸暫停低通氣次數呼吸紊亂指數超過5次，而引起慢性低氧血癥及高碳酸血癥的臨床綜合征。它可分為中樞型、阻塞型及混合型。其中，阻塞性睡眠呼吸暫停(Obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS)，是在睡眠中咽喉附近的軟組織松弛而造成上呼吸道狹窄甚至阻塞從而呼吸暫停；中樞性睡眠呼吸暫停(Central sleepapnea-hypopnea syndrome,OSAHS)，是與控制呼吸的中樞神經系統功能失調有關，暫時失去呼吸功能的中樞神經驅動，這種呼吸障礙不是氣道阻塞引起的，通常上氣道無氣流通過的時間>10s，無胸腹呼吸運動；以及上述兩者的混合型。目前據統計，有呼吸睡眠障礙的人數占總人口的2%?4%，并且該數字有明顯上升的趨勢。由各種原因導致睡眠中反復出現的呼吸暫停/低通氣、高碳酸血癥、睡眠中斷，從而使機體發生一系列病理生理改變的臨床綜合癥稱為睡眠呼吸暫停及低通氣綜合癥(Sleep Apnea Hypopnea Syndrome，SAHS)。而對于上述睡眠呼吸障礙盡早合理的診治，可提高患者的生活質量預防各種并發癥的發生。因此，對睡眠呼吸的監測是預防和診治睡眠呼吸障礙的首要步驟。
[0004]目前市場已有多種睡眠呼吸監測設備，比如:康泰睡眠呼吸初篩儀和Sleeplmage睡眠監測設備。其中所述康泰睡眠呼吸初篩儀采用血氧和鼻氣流兩路信號對睡眠呼吸障礙及低通氣事件進行分時檢測，但無法提供睡眠狀態和睡眠質量的診斷信息。而Sleeplmage睡眠監測設備采用呼吸、心率和鼾聲信號對夜晚睡眠狀態進行分析同時也向醫生給出足夠的原始生物特征數據來區別阻塞性睡眠呼吸中止癥和其它睡眠相關的呼吸障礙，但由于該設備的呼吸信號是從心電信號里面提取的，即呼吸信號與心率信號不是獨立的采集通道，所以該呼吸信號的信號質量和可靠性方面有所欠缺，而且該設備還無法測量睡眠呼吸暫停及低通氣指數(AHI)。
【實用新型內容】
[0005]針對上述現有技術存在的不足，本實用新型的目的是提供一種適合個人或家庭以及實景睡眠監測的簡單易用的便攜式睡眠監測設備。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案如下:
[0007]種便攜式睡眠監測設備，該設備包括:
[0008]信號采集裝置；
[0009]處理控制裝置，與所述信號采集裝置電性連接;以及
[0010]信號傳輸裝置，與所述處理控制裝置電性連接；
[0011]其中，所述信號采集裝置包括胸阻抗采集器、心率采集器、鼾聲采集器、體動檢測器，且所述胸阻抗采集器、心率采集器、鼾聲采集器和體動檢測器分別與處理控制裝置連接。
[0012]優選的，所述胸阻抗采集器通過兩個或兩個以上測量電極與位于人體胸部或人體胸部附近的體表皮膚接觸。
[0013]優選的，所述心電采集器通過兩個或兩個以上測量電極與位于人體胸部或人體胸部附近的體表皮膚接觸。
[0014]優選的，所述鼾聲采集器包括鼾聲采集孔和鼾聲傳感器，所述鼾聲采集器通過位于所述信號采集裝置殼體的鼾聲采集孔以及內設鼾聲傳感器來采集人體處于睡眠狀態下的鼾聲信號。
[0015]優選的，所述處理控制裝置包括微控制器和與所述微控制器電性連接的信號存儲器，其中所述微控制器用于控制對人體處于睡眠呼吸狀態中各種生理特征信號的檢測，所述信號存儲器用于存儲采集各種生理特征信號。
[0016]優選的，所述信號采集裝置還包括鼻氣流采集單元，所述鼻氣流采集單元與所述處理控制裝置電性連接。
[0017]進一步優選的，所述鼻氣流采集器包括鼻氧管和與所述鼻氧管鼻氣流傳感器;所述鼻氧管一端插入人體鼻部的鼻孔內，其另一端與所述信號采集裝置的殼體內設鼻氣流傳感器連接。
[0018]更一步優選的，所述信號采集裝置還包括血氧采集單元，所述血氧采集單元與所述處理控制裝置電性連接。
[0019]采用上述結構后，本實用新型和現有技術相比所具有的優點是:本技術方案采用基于生物阻抗技術獲取胸阻抗特征信號、心率特征信號、鼾聲特征信號、體動特征信號、鼻氣流特征信號和血氧飽和度特征信號的六個獨立通道來分別同時監測睡眠呼吸狀態的生理特征信號，從而實現實景監測。本實用新型不僅能作為檢測0SAHS，還可以區分不同的OSAHS類別的重要參考信息。
【附圖說明】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明:
[0021 ]圖1是本實用新型實施例一所述便攜式睡眠監測設備的結構框架示意圖；
[0022]圖2是本實用新型實施例一所述處理控制裝置的結構示意圖；
[0023]圖3是本實用新型實施例一所述便攜式睡眠監測設備的人體佩戴示意圖；
[0024]圖4是本實用新型實施例二所述便攜式睡眠監測設備的結構框架示意圖；
[0025]圖5是本實用新型實施例二所述便攜式睡眠監測設備的人體佩戴示意圖
[0026]圖6是本實用新型實施例三所述便攜式睡眠監測設備的結構框架示意圖；
[0027]圖7是本實用新型實施例三所述便攜式睡眠監測設備的人體佩戴示意圖。
[0028]附圖標記:
[0029]100-睡眠監測設備，110-信號采集裝置，111-胸阻抗采集器，1111、1112-電極，112-心率采集器，113-鼾聲采集器，1131-鼾聲采集孔，114-體動采集器，115-鼻氣流采集器，1151-鼻氧管，116-血氧采集器，120-處理控制裝置，121-微控制器，122-信號存儲器，130-信號傳輸器。
【具體實施方式】
[0030]本實用新型以下實施例所述的睡眠監測設備及監測方法主要采用生物阻抗技術來獲取睡眠呼吸信號以及與生物阻抗測量電極共用采集心率信號，同時結合采集鼾聲、體動、鼻氣流或血氧等作為參考信號，從而用于進行人體睡眠狀態下的呼吸暫停時間檢測、睡眠呼吸暫停綜合征的分類診斷以及睡眠質量評估，尤其適合于亞健康人群的自我監測。為了使監測設備便于攜帶和信號采集以及更大滿足人體監測舒適度，本實用新型所述監測設備都具有電源供應器，以下方案說明不再贅述。以下所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不因此而限定本實用新型的保護范圍。
[0031 ] 實施例一
[0032]如圖1至圖3所示，本實用新型實施例提供了一種便攜式睡眠監測設備，該設備包括信號采集裝置110、處理控制裝置120和信號傳輸裝置130，所述信號采集裝置110用于采集人體處于睡眠狀態的生理特征信號;所述處理控制裝置120與所述信號采集裝置110電性連接，用于控制所述信號采集裝置110對人體處于睡眠呼吸狀態中各種生理特征信號的檢測及信號采集儲存處理;所述信號傳輸裝置130與所述處理控制裝置120電性連接，用于輸出來自所述處理控制裝置120的生理特征信號。在本實用新型實施例中，所述信號傳輸裝置130設有信號導出接口(圖未示)，通過信號導出接口將采集所存儲的生理信號特征參數導出，以便于后續對信號數據的分析和睡眠呼吸狀態的診斷。
[0033]其中，所述信號采集裝置110包括用于采集人體處于睡眠狀態下胸阻抗特征信號的胸阻抗采集器111、用于采集人體處于睡眠狀態下心率特征信號的心率采集器112、用于采集人體處于睡眠狀態下鼾聲特征信號的鼾聲采集器113、用于采集人體處于睡眠狀態下體動特征信號的體動檢測器114。
[0034]所述胸阻抗采集器111通過兩個測量電極1111(或1112)與位于人體胸部或人體胸部附近的體表皮膚接觸。在本實用新型實施例中，所述測量電極1111位于人體左胸，另一所述測量電極1112位于人體左胸下方;其中，所述測量電極1111(或1112)即為激勵電極又為采集電極，也即是同時采集同時激勵。另外，所述心電采集器112通過與位于測量電極1111和\或測量電極1112來采集人體心率特征的心率信號。
[0035]所述鼾聲采集器113包括鼾聲采集孔1131和鼾聲傳感器(圖未示)，所述鼾聲采集器113通過位于所述信號采集裝置110殼體的鼾聲采集孔1131以及內設鼾聲傳感器來采集人體處于睡眠狀態下的鼾聲信號。
[0036]所述體動采集器114所采集的體動特征信號是為了獲得人體處于睡眠過程中的體動數這一指標，該體動數指標是用于判斷人們的睡眠質量，例如翻身次數等。在本實用新型實施例中該體動特征信號是作為在睡眠中單位時間內的體動數，是睡眠質量監測分析的重要參考指標。
[0037]在本實用新型實施例中，所述處理控制裝置120包括微控制器121和與所述微控制器121電性連接的信號存儲器122，其中所述微控制器121用于控制對人體處于睡眠呼吸狀態中各種生理特征信號的檢測，所述信號存儲器122用于存儲采集各種生理特征信號。
[0038]本實用新型實施例所述技術方案通過胸阻抗、心率、鼾聲和體動的四個獨立通道所采集的人體處于睡眠狀態下的生理特征信號，從而為進行人體睡眠狀態下的呼吸暫停判斷、睡眠呼吸暫停綜合征的分類診斷以及睡眠質量評估作臨床醫學檢測參考。而臨床醫學檢驗睡眠呼吸暫停及低通氣綜合(SAHS)應該盡量實景測量(日常生活狀態下測量)以確保測量的準確性。本實用新型所述監測設備可以方便地佩戴，在對受試者基本沒有不適影響的情況下進行實景測量;也適用于受試者長期監測，從而對自己的睡眠健康有切身的體會和認識，得知一些生活習慣的改變(比如戒煙戒酒，運動健身等)或治療方法對自己睡眠質量/睡眠呼吸狀態的影響，從而提高全民的健康水平，降低國民醫療開支。
[0039]實施例二
[0040]如圖4和圖5所示，一種便攜式睡眠監測設備，該設備包括信號采集裝置110、處理控制裝置120和信號傳輸裝置130，所述信號采集裝置110用于采集人體處于睡眠狀態的生理特征信號;所述處理控制裝置120與所述信號采集裝置110電性連接，用于控制所述信號采集裝置110對人體處于睡眠呼吸狀態中各種生理特征信號的檢測及信號采集儲存處理；所述信號傳輸裝置130與所述處理控制裝置120電性連接，用于輸出來自所述處理控制裝置120的生理特征信號。在本實用新型實施例中，所述信號傳輸裝置130設有信號導出接口(圖未示)，通過信號導出接口將采集所存儲的生理信號特征參數導出，以便于后續對信號數據的分析和睡眠呼吸狀態的診斷。
[0041]其中，所述信號采集裝置110包括用于采集人體處于睡眠狀態下胸阻抗特征信號的胸阻抗采集器111、用于采集人體處于睡眠狀態下心率特征信號的心率采集器112、用于采集人體處于睡眠狀態下鼾聲特征信號的鼾聲采集器113、用于采集人體處于睡眠狀態下體動特征信號的體動檢測器114和用于采集人體處于睡眠狀態下鼻氣流特征信號的鼻氣流采集裝置115。
[0042]所述胸阻抗采集器111通過兩個測量電極1111(或1112)與位于人體胸部或人體胸部附近的體表皮膚接觸。在本實用新型實施例中，所述測量電極1111位于人體右胸，另一所述測量電極1112位于人體左胸;其中，所述測量電極1111(或1112)即為激勵電極又為采集電極，也即是同時采集同時激勵。另外，所述心電采集器112通過與位于測量電極1111和\或測量電極1112來采集人體心率特征的心率信號。
[0043]所述鼾聲采集器113包括鼾聲采集孔1131和鼾聲傳感器，所述鼾聲采集器113通過位于所述信號采集裝置110殼體的鼾聲采集孔1131以及內設鼾聲傳感器來采集人體處于睡眠狀態下的鼾聲信號。
[0044]所述體動采集器114所采集的體動特征信號是為了獲得人體處于睡眠過程中的體動數這一指標，該體動數指標是用于判斷人們的睡眠質量，例如翻身次數等。在本實用新型實施例中該體動特征信號是作為在睡眠中單位時間內的體動數，是睡眠質量監測分析的重要參考指標。
[0045]在本實用新型實施例中，所述鼻氣流采集器115包括鼻氧管1151和與所述鼻氧管1151鼻氣流傳感器;所述鼻氧管1151—端插入人體鼻部的鼻孔內，其另一端與所述信號米集裝置110的殼體內設鼻氣流傳感器連接。通過鼻氣流采集器115能為后續睡眠呼吸狀態及睡眠質量分析提供睡眠呼吸暫停及低通氣指數(AHI)。根據研究表明睡眠呼吸暫停及低通氣指數(AHI)是指每小時睡眠內呼吸暫停加上低通氣的次數。而在呼吸暫停是指睡眠過程中口鼻呼吸氣流完全停止10秒以上。
[0046]所述處理控制裝置120包括微控制器121和與所述微控制器121電性連接的信號存儲器122，其中所述微控制器121用于控制對人體處于睡眠呼吸狀態中各種生理特征信號的檢測，所述信號存儲器122用于存儲采集各種生理特征信號。
[0047]本實用新型實施例所述技術方案通過胸阻抗、心率、鼾聲、體動、鼻氣流的五個獨立通道所采集的人體處于睡眠狀態下的生理特征信號，從而為進行人體睡眠狀態下的呼吸暫停判斷、睡眠呼吸暫停綜合征的分類診斷以及睡眠質量評估作臨床醫學檢測參考。而臨床醫學檢驗睡眠呼吸暫停及低通氣綜合(SAHS)應該盡量實景測量(日常生活狀態下測量)以確保測量的準確性。本實用新型所述監測設備可以方便地佩戴，在對受試者基本沒有不適影響的情況下進行實景測量;也適用于受試者長期監測，從而對自己的睡眠健康有切身的體會和認識，得知一些生活習慣的改變(比如戒煙戒酒，運動健身等)或治療方法對自己睡眠質量/睡眠呼吸狀態的影響，從而提高全民的健康水平，降低國民醫療開支。
[0048]實施例三
[0049]如圖6和圖7所示，一種便攜式睡眠監測設備，該設備包括信號采集裝置110、處理控制裝置120和信號傳輸裝置130，所述信號采集裝置110用于采集人體處于睡眠狀態的生理特征信號;所述處理控制裝置120與所述信號采集裝置110電性連接，用于控制所述信號采集裝置110對人體處于睡眠呼吸狀態中各種生理特征信號的檢測及信號采集儲存處理；所述信號傳輸裝置130與所述處理控制裝置120電性連接，用于輸出來自所述處理控制裝置120的生理特征信號。在本實用新型實施例中，所述信號傳輸裝置130設有信號導出接口(圖未示)，通過信號導出接口將采集所存儲的生理信號特征參數導出，以便于后續對信號數據的分析和睡眠呼吸狀態的診斷。
[0050]其中，所述信號采集裝置110包括用于采集人體處于睡眠狀態下胸阻抗特征信號的胸阻抗采集器111、用于采集人體處于睡眠狀態下心率特征信號的心率采集器112、用于采集人體處于睡眠狀態下鼾聲特征信號的鼾聲采集器113、用于采集人體處于睡眠狀態下體動特征信號的體動檢測器114、用于采集人體處于睡眠狀態下鼻氣流特征信號的鼻氣流采集裝置115和用于采集人體處于睡眠狀態下血氧飽和度特征信號的血氧采集裝置116。
[0051]所述胸阻抗采集器111通過兩個測量電極1111(或1112)與位于人體胸部或人體胸部附近的體表皮膚接觸。在本實用新型實施例中，所述測量電極1111位于人體右胸，另一所述測量電極1112位于人體左胸下方;其中，所述測量電極1111(或1112)即為激勵電極又為采集電極，也即是同時采集同時激勵。另外，所述心電采集器112通過與位于測量電極1111和\或測量電極1112來采集人體心率特征的心率信號。
[0052]所述鼾聲采集器113包括鼾聲采集孔1131和鼾聲傳感器，所述鼾聲采集器113通過位于所述信號采集裝置110殼體的鼾聲采集孔1131以及內設鼾聲傳感器來采集人體處于睡眠狀態下的鼾聲信號。
[0053]所述體動采集器114所采集的體動特征信號是為了獲得人體處于睡眠過程中的體動數這一指標，該體動數指標是用于判斷人們的睡眠質量，例如翻身次數等。在本實用新型實施例中該體動特征信號是作為在睡眠中單位時間內的體動數，是睡眠質量監測分析的重要參考指標。
[0054]在本實用新型實施例中，所述鼻氣流采集器115包括鼻氧管1151和與所述鼻氧管1151鼻氣流傳感器;所述鼻氧管1151—端插入人體鼻部的鼻孔內，其另一端與所述信號米集裝置110的殼體內設鼻氣流傳感器連接。通過鼻氣流采集器115能為后續睡眠呼吸狀態及睡眠質量分析提供睡眠呼吸暫停及低通氣指數(AHI)。根據研究表明睡眠呼吸暫停及低通氣指數(AHI)是指每小時睡眠內呼吸暫停加上低通氣的次數。而在呼吸暫停是指睡眠過程中口鼻呼吸氣流完全停止10秒以上。
[0055]由于低通氣是指睡眠過程中呼吸氣流強度(幅度)較基礎水平降低50%以上，并伴有血氧飽和度較基礎水平下降大于等于4%。因此，在本實用新型實施例中，所述血氧采集器116設置于所述睡眠監測設備的殼體內，為進一步的睡眠呼吸狀態及睡眠質量提供重要參考參數。
[0056]所述處理控制裝置120包括微控制器121和與所述微控制器121電性連接的信號存儲器122，其中所述微控制器121用于控制對人體處于睡眠呼吸狀態中各種生理特征信號的檢測，所述信號存儲器122用于存儲采集各種生理特征信號。
[0057]本實用新型實施例所述技術方案通過胸阻抗、心率、鼾聲、體動、鼻氣流和血氧的六個獨立通道所采集的人體處于睡眠狀態下的生理信號，從而為進行人體睡眠狀態下的呼吸暫停及低通氣指數的判斷、睡眠呼吸暫停綜合征的分類診斷以及睡眠質量評估作臨床醫學檢測參考。而臨床醫學檢驗睡眠呼吸暫停及低通氣綜合(SAHS)應該盡量實景測量(日常生活狀態下測量)以確保測量的準確性。本實用新型所述監測設備可以方便地佩戴，在對受試者基本沒有不適影響的情況下進行實景測量;也適用于受試者長期監測，從而對自己的睡眠健康有切身的體會和認識，得知一些生活習慣的改變(比如戒煙戒酒，運動健身等)或治療方法對自己睡眠質量/睡眠呼吸狀態的影響，從而提高全民的健康水平，降低國民醫療開支。
[0058]由于現有技術的采集方式為采用單電極模式從心電信號中提取呼吸信號，而本實用新型實施例主要利用信號采集裝置中的胸阻抗采集器、心率信號采集裝置、鼾聲采集裝置、體動檢測裝置、鼻氣流采集裝置和血氧采集裝置的六通道結構的任意組合，分別單獨同時同步采集呼吸阻抗、心率、鼾聲、體動、鼻氣流和血氧飽和度的生理信號參數。該監測設備不僅能作為檢測0SAHS，還可以區分不同的OSAHS類別的重要參考信息。
[0059]上述內容僅為本實用新型的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員，依據本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
【主權項】
1.一種便攜式睡眠監測設備，該設備包括: 信號采集裝置(110); 處理控制裝置(120)，與所述信號采集裝置(110)電性連接；以及 信號傳輸裝置(130 )，與所述處理控制裝置(120)電性連接； 其中，所述信號采集裝置(110)包括胸阻抗采集器(111)、心率采集器(112)、鼾聲采集器(113)和體動檢測器(114)，且所述胸阻抗采集器(111)、心率采集器(112)、鼾聲采集器(113)和體動檢測器(114)分別與處理控制裝置(120)電性連接。2.根據權利要求1所述的便攜式睡眠監測設備，其特征在于，所述胸阻抗采集器(I11)通過兩個或兩個以上測量電極(1111，1112)與位于人體胸部或人體胸部附近的體表皮膚接觸。3.根據權利要求1所述的便攜式睡眠監測設備，其特征在于，所述心率采集器(112)通過兩個或兩個以上測量電極(1111，1112)與位于人體胸部或人體胸部附近的體表皮膚接觸。4.根據權利要求1所述的便攜式睡眠監測設備，其特征在于，所述鼾聲采集器(113)包括鼾聲采集孔(1131)和鼾聲傳感器，所述鼾聲采集器(113)通過位于所述信號采集裝置(110)殼體的鼾聲米集孔(1131)以及內設鼾聲傳感器來米集人體處于睡眠狀態下的鼾聲信號。5.根據權利要求1所述的便攜式睡眠監測設備，其特征在于，所述處理控制裝置(120)包括微控制器(121)和與所述微控制器(121)電性連接的信號存儲器(122)，其中所述微控制器(121)用于控制對人體處于睡眠呼吸狀態中各種生理特征信號的檢測，所述信號存儲器(122)用于存儲采集各種生理特征信號。6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的便攜式睡眠監測設備，其特征在于，所述信號采集裝置(110)還包括鼻氣流采集器(115)，所述鼻氣流采集器(115)與所述處理控制裝置(120)電性連接。7.根據權利要求6所述的睡眠監測設備，其特征在于，所述鼻氣流采集器(115)包括鼻氧管(1151)和與所述鼻氧管(1151)鼻氣流傳感器;所述鼻氧管(1151)—端插入人體鼻部的鼻孔內，其另一端與所述信號采集裝置(110)的殼體內設鼻氣流傳感器連接。8.根據權利要求6所述的便攜式睡眠監測設備，其特征在于，所述信號采集裝置(110)還包括血氧采集單元(116)，所述血氧采集單元(116)與所述處理控制裝置(120)電性連接。
【文檔編號】A61B5/145GK205658895SQ201620306339
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月13日
【發明人】戴濤, 徐現紅, 王奕剛, 高松
【申請人】思瀾科技（成都）有限公司