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CN102697488A - 无拘束型睡眠中生理信息检测装置 - Google Patents

无拘束型睡眠中生理信息检测装置 Download PDF

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CN102697488A CN2012102166746A CN201210216674A CN102697488A CN 102697488 A CN102697488 A CN 102697488A CN 2012102166746 A CN2012102166746 A CN 2012102166746A CN 201210216674 A CN201210216674 A CN 201210216674A CN 102697488 A CN102697488 A CN 102697488A
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Abstract

无拘束型睡眠中生理信息检测装置，涉及无拘束型睡眠中生理信息检测装置。为了解决现有的生理信息检测装置在人体上佩戴多种电极或其他传感器，检测时造成被测者心理及生理上负担，影响人正常睡眠；操作复杂，需要专业人员给予操作检测，且价格昂贵问题。本发明把装满水并具备一定软度的塑料软管放置在两块平板之间，调整连接螺栓使塑料软管与两块硬板恰好夹紧，塑料软管的一端密封，另一端接压力转换器，压力转换器输出接后续信号处理电路，形成了睡眠信息检测的传感装置。由于人的呼吸、心跳和打鼾动作所引发水的振动无论是强度还是频率有一定差异，因此通过对信号进行放大、去噪、分离，就可获得不同睡眠中生理信息信号。本发明应用于医护领域。

Description

无拘束型睡眠中生理信息检测装置
技术领域
本发明涉及检测装置，具体涉及无拘束型睡眠中生理信息检测装置。
背景技术
睡眠呼吸暂停综合症也被称为鼾症、打鼾，即俗语说的打呼噜，简称OSAS，是由于某些原因而致上呼吸道阻塞，睡眠时有呼吸暂停，伴有缺氧、鼾声、白天嗜睡等症状的一种较复杂的疾病。好发于肥胖、老年人。上呼吸道任何一个部位的阻塞性病变都可致OSAS。睡眠呼吸暂停的定义是睡眠中口鼻气流中止超过10s以上，或每晚7h呼吸暂停加呼吸低通气达30次以上者。
睡眠呼吸暂停综合症是一种病因十分复杂而又尚未完全阐明的病理状态，属睡眠中呼吸调节紊乱。这种病理状态不仅有睡眠打鼾和日间极度嗜睡，还由于低通气或呼吸暂停引起反复发作的低氧高碳酸血症，可导致心肺和其他重要生命器官并发症，甚至发生猝死。因此OSAS是一种有潜在致死性的睡眠呼吸紊乱性疾病。
近年来研究发现睡眠呼吸暂停综合征可以是心脑血管疾病独立的危险因素。有资料报道高血压患者中睡眠呼吸暂停综合征患病率约30%～50%，在睡眠呼吸暂停综合征患者中高血压患病率为50%～80%，而一般人群中高血压患病率通常为10%～20%，可见两者之间的关系是十分密切的。睡眠呼吸暂停综合征不仅与高血压有关，而且与心律失常、冠心病也有密切关系。文献报道，睡眠呼吸暂停综合征人群中发生过许多睡眠中猝死的事件。另外一项研究发现重度睡眠呼吸暂停综合征患者中50%患有冠心病，近30%的睡眠呼吸暂停综合征患者在夜间睡眠过程中出现心肌缺血，发生心绞痛或心肌梗死。由此可见睡眠呼吸暂停综合征是引发心脑血管疾病的罪魁祸首之一，睡眠呼吸暂停综合征绝对不可小觑。
但是，睡眠呼吸暂停综合征患者的自觉症状相对较差。由于症状出现在睡眠中，此时患者的意识很低，当症状较轻时难以发现。而一旦影响到正常的睡眠，说明症状已经很重，容易引起其他严重的并发症。因此，早期发现、早期预防、早期治疗十分必要。
目前，呼吸、打鼾、心跳监测方面的仪器在国内主要集中于医院且为综合多参数仪的一个组成部分，从结构上来说，依旧需要在人体上佩戴多种电极或其他传感器，检测时会造成被测者心理及生理上的负担，影响人的正常睡眠；操作复杂，需要专业人员给予操作检测，且价格昂贵。
发明内容
本发明是为了解决现有的生理信息检测装置需要在人体上佩戴多种电极或其他传感器，检测时会造成被测者心理及生理上的负担，影响人的正常睡眠；操作复杂，需要专业人员给予操作检测，且价格昂贵的问题，从而提出了无拘束型睡眠中生理信息检测装置。
无拘束型睡眠中生理信息检测装置，它包括敏感装置、压力转换器、第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第一信号放大器、第二信号放大器、第三信号放大器、第一A/D转换器，第二A/D转换器、第三A/D转换器和计算机，计算机共有三个信号输入端，
所述的敏感装置包括两块平板，多个连接螺栓和塑料软管，
所述的塑料软管内部充满水，从平板的一角呈弧线状到平板长边同侧的另一角，并且通过多个连接螺栓固定于两个平行的平板之间，所述的塑料软管的一端密封固定于两块平板中间的边缘处，另一端与压力转换器的压力信号输入端连接，
压力转换器的检测信号输出端同时与第一滤波器滤波信号输入端、第二滤波器滤波信号输入端和第三滤波器滤波信号输入端连接，
第一滤波器的信号输出端与第一信号放大器6的信号输入端连接，该第一滤波器的滤波范围在0.1Hz~1Hz之间，
第一信号放大器的模拟信号输出端与第一A/D转换器的模拟信号输入端连接，
第一A/D转换器的数字信号输出端与计算机的第一信号输入端连接；
第二滤波器的信号输出端与第二信号放大器的信号输入端连接，该第二滤波器的滤波范围在0.8Hz~3Hz之间
第二信号放大器的模拟信号输出端与第二A/D转换器的模拟信号输入端连接，
第二A/D转换器的数字信号输出端与计算机的第二信号输入端连接；
第三滤波器的信号输出端与第三信号放大器的信号输入端连接，该第三滤波器的滤波范围在90Hz~200Hz之间，
第三信号放大器的模拟信号输出端与第三A/D转换器的模拟信号输入端连接，
第三A/D转换器的数字信号输出端与计算机的第三信号输入端连接。
被测者通过躺在床上、枕在枕头上睡觉，通过将无拘束型睡眠中生理信息检测装置放置于枕下就可以在不影响被测者正常睡眠的前提下实现被测者的睡眠中生理信息信号的无拘束、无意识检测；检测时不需要在人体上粘附任何的电极或其他类型的传感器，对睡姿也无特殊要求，可以实现家庭内的检测，结构简单，使用方便，检测的稳定性和舒适性好，为睡眠呼吸暂停综合征的早期发现、早期诊断以及睡眠中的危险预警提供了新型的传感检测装置。
附图说明
图1为无拘束型睡眠中生理信息检测装置的装置结构示意图，
图2为敏感装置的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的无拘束型睡眠中生理信息检测装置，它包括敏感装置1、压力转换器2、第一滤波器3、第二滤波器4、第三滤波器5、第一信号放大器6、第二信号放大器7、第三信号放大器8、第一A/D转换器9，第二A/D转换器10、第三A/D转换器11和计算机12，计算机12共有三个信号输入端，
所述的敏感装置1包括两块平板1-1，多个连接螺栓1-2和塑料软管1-3，
所述的塑料软管1-3内部充满水，从平板1-1的一角呈弧线状到平板长边同侧的另一角，并且通过多个连接螺栓1-2固定于两个平行的平板1-1之间，所述的塑料软管1-3的一端密封固定于两块平板1-1中间的边缘处，另一端与压力转换器2的压力信号输入端连接，
压力转换器2的滤波信号输出端同时与第一滤波器3滤波信号输入端、第二滤波器4滤波信号输入端和第三滤波器5滤波信号输入端连接，
第一滤波器3的信号输出端与第一信号放大器6的信号输入端连接，该第一滤波器3的滤波范围在0.1Hz~1Hz之间，得到呼吸信号，
第一信号放大器6的模拟信号输出端与第一A/D转换器9的模拟信号输入端连接，
第一A/D转换器9的数字信号输出端与计算机12的第一信号输入端连接；
第二滤波器4的信号输出端与第二信号放大器7的信号输入端连接，该第二滤波器4的滤波范围在0.8Hz~3Hz之间，得到心跳信号，
第二信号放大器7的模拟信号输出端与第二A/D转换器10的模拟信号输入端连接，
第二A/D转换器10的数字信号输出端与计算机12的第二信号输入端连接；
第三滤波器5的信号输出端与第三信号放大器8的信号输入端连接，该第三滤波器5的滤波范围在90Hz~200Hz之间，得到打鼾信号，
第三信号放大器8的模拟信号输出端与第三A/D转换器11的模拟信号输入端连接，
第三A/D转换器11的数字信号输出端与计算机12的第三信号输入端连接。
具体实施方式二、本实施方式与具体实施方式一所述的无拘束型睡眠中生理信息检测装置的区别在于，所述的敏感装置1的平板1-1为矩形。
具体实施方式三、本实施方式与具体实施方式二所述的无拘束型睡眠中生理信息检测装置的区别在于，连接螺栓1-2为三对，塑料软管1-3从平板1-1的一角呈弧线状到平板长边同侧的另一角，三对连接螺栓1-2中的两对连接螺栓1-2用于固定敏感装置的矩形平板1-1的两个端部，剩余的一对连接螺栓1-2位于两对连接螺栓1-2的对称位置。
无拘束型睡眠中生理信息检测装置把装满水并具备的邵氏硬度HD=36~40的塑料软管放置在两块硬板（亚克力板）之间，并且调整连接螺栓使塑料软管与两块硬板恰好夹紧。水管的一端密封，而另一端接压力传感器，传感器的输出接后续的信号处理电路。这样，就形成了睡眠信息检测的传感装置。把该装置放在枕头底下，人的呼吸、心跳、打鼾等三种动作会引起塑料软管中水的振动，这种振动通过水给压力传感器施加压力，由于三种动作所引发的水的振动无论是强度还是频率都有一定的差异，因此通过对信号进行放大、去噪、分离，就可获得不同的睡眠中的生理信息信号。研究表明，人在睡眠时身体的振动信号主要由四部分组成，包括呼吸产生的头部运动，其波动成分在0.1Hz~1Hz之间；由头部的血液拍动引起的重量变化，其波动成分在0.8Hz~3Hz之间；由打鼾引起的头骨振动，其波动成分在90Hz~200Hz之间；另外，还有由于睡眠中的翻身等引起的体动信号等。因此，通过高精度的滤波和放大电路，就可以检测出这些信号。

Claims (3)

1.无拘束型睡眠中生理信息检测装置，其特征在于，它包括敏感装置（1）、压力转换器（2）、第一滤波器（3）、第二滤波器（4）、第三滤波器（5）、第一信号放大器（6）、第二信号放大器（7）、第三信号放大器（8）、第一A/D转换器（9），第二A/D转换器（10）、第三A/D转换器（11）和计算机（12），计算机（12）共有三个信号输入端，
所述的敏感装置（1）包括两块平板（1-1），多个连接螺栓（1-2）和塑料软管（1-3），
所述的塑料软管（1-3）内部充满水，从平板1-1的一角呈弧线状到平板长边同侧的另一角，并且通过多个连接螺栓（1-2）固定于两个平行的平板（1-1）之间，所述的塑料软管（1-3）的一端密封固定于两块平板（1-1）中间的边缘处，另一端与压力转换器（2）的压力信号输入端连接，
压力转换器（2）的检测信号输出端同时与第一滤波器（3）滤波信号输入端、第二滤波器（4）滤波信号输入端和第三滤波器（5）滤波信号输入端连接，
第一滤波器（3）的信号输出端与第一信号放大器（6）的信号输入端连接，该第一滤波器（3）的滤波范围在0.1Hz~1Hz之间，
第一信号放大器（6）的模拟信号输出端与第一A/D转换器（9）的模拟信号输入端连接，
第一A/D转换器（9）的数字信号输出端与计算机（12）的第一信号输入端连接；
第二滤波器（4）的信号输出端与第二信号放大器（7）的信号输入端连接，该第二滤波器（4）的滤波范围在0.8Hz~3Hz之间
第二信号放大器（7）的模拟信号输出端与第二A/D转换器（10）的模拟信号输入端连接，
第二A/D转换器（10）的数字信号输出端与计算机（12）的第二信号输入端连接；
第三滤波器（5）的信号输出端与第三信号放大器（8）的信号输入端连接，该第三滤波器（5）的滤波范围在90Hz~200Hz之间，
第三信号放大器（8）的模拟信号输出端与第三A/D转换器（11）的模拟信号输入端连接，
第三A/D转换器（11）的数字信号输出端与计算机（12）的第三信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的无拘束型睡眠中生理信息检测装置，其特征在于,所述的敏感装置（1）的平板（1-1）为矩形。
3.根据权利要求2所述的无拘束型睡眠中生理信息检测装置，其特征在于,连接螺栓（1-2）为三对，塑料软管（1-3）从平板（1-1）的一角呈弧线状到平板长边同侧的另一角，三对连接螺栓（1-2）中的两对连接螺栓（1-2）用于固定敏感装置的矩形平板（1-1）的两个端部，剩余的一对连接螺栓（1-2）位于两对连接螺栓（1-2）的对称位置。
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