專利名稱：一種鼾聲測量儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鼾聲測量儀。
背景技術：
在傳統(tǒng)觀念中，多認為打鼾是熟睡的表現(xiàn)，甚至覺得打鼾愈大聲，代表睡眠質量愈好，因此多不會注意到打鼾背后的問題。我國調查，發(fā)現(xiàn)個別地區(qū)四十歲以上的人口，睡眠中呈現(xiàn)鼾聲的盛行率是43. 48% (男性51. 69%，女性35.52% )，其中輕、中、重度鼾聲的盛行率分別為26. 83%、13. 21 %、與3. 44%。重度打鼾患者可能患有“睡眠呼吸中止癥 (obstructive sleep apnea syndrome，0SAS) ”，在美國做過睡眠呼吸中止癥的盛行率調查， 統(tǒng)計結果有高達 8. 5%的人口有這樣的問題，足見打鼾問題的嚴重性。兒童亦會有打鼾的情況，根據統(tǒng)計以4 7歲兒童較常見，其中10%是單純的打鼾，3%并有睡眠呼吸中止癥，此情況間接造成兒童情緒改變、注意力不集中、學習障礙等等，由于學齡前兒童正是學習的最佳時機，家長不可輕忽，以免影響孩子學習的狀況。打鼾者的呼吸道通常比正常人狹窄，白天清醒時咽喉部肌肉收縮使呼吸道保持開放，不會發(fā)生堵塞，但夜間睡眠時神經興奮性下降、肌肉松弛，因此呼吸道受阻變窄，當氣流通過狹窄部位時，呼吸會感到困難，導致必須以比平常呼吸多4至7倍的力量方能呼吸，當強力的呼吸通過狹窄的氣管時，會引起懸雍垂或后顎帆的異常振動，于是引起鼾聲，嚴重時甚至會引發(fā)睡眠呼吸中止癥，影響人的身體健康。就醫(yī)學上診斷而言，睡眠呼吸中止癥候群的診斷標準如下，病人需符合下列A或B 標準，再加上C標準條件，可診斷為睡眠呼吸中止癥A.不能以其它原因做更好解釋的白天嗜睡B.不能以其它原因做更好解釋的以下情形，符合二者或二者以上睡眠中的窒息或喘息睡眠中反復醒來無法恢復精神的睡眠白天疲勞注意力不集中C.夜間監(jiān)測證實每小時的睡眠中有5次或以上超過10秒的阻塞性呼吸事件，或每 7小時睡眠有30次的事件。這事件包括任何阻塞呼吸停止、呼吸低下或因費力呼吸而醒來的情形。人類有三分之一的時間處于睡眠狀態(tài)，睡眠質量不但影響個人生理健康，更是心理健康與生活質量狀態(tài)的重要指針。若鼾聲只是輕哼幾下，還無傷大雅，但嚴重的打鼾則可能伴隨呼吸暫停或睡眠呼吸中止癥的危險，導致腦部缺氧、睡眠中斷，經年累月之后記憶力、注意力、性功能、工作效率和工作質量都會受到影響。當前國內外同類課題主要由三類構成。第一類使用夜間多項生理監(jiān)測儀。即由腦波圖、眼動圖、心電圖、鼻口腔呼吸流量、腹胸呼吸運動、血氧、打鼾次數(shù)…等生理訊號，進行綜合性的評估。雖然實現(xiàn)了對鼾聲幅值和頻率的計算。但需要在身上配戴多種儀器，不方便也影響睡眠，而且只能在特定實驗室中進行，也不適合做長期與普遍的監(jiān)測，復雜度高。第二類為手術治療。手術治療顧名思義就是對鼾聲患者進行手術。而對其手術治療的對象并不進行鼾聲大小的檢驗。一般是通過X光后，發(fā)現(xiàn)氣管平面以上的上呼吸道狹窄都可以確定動手術，具體包括鼻中隔偏曲，鼻息肉等引起鼻部狹窄。咽部狹窄扁桃體肥大，咽部松弛，懸雍垂過長。舌體肥大，舌根部腫瘤、舌后綴等引起咽腔狹窄。頌面部發(fā)育畸形，如小頌畸形等，肥胖。手術一般是切除多余或過多的部分。雖然能治療鼾聲，但正常人這些地方大小多少都不盡相同，鼾聲患者切除多少多余或過多的部分更從X光當中無法看出，缺少一個參考標準。第三類為儀器治療。國內已研制了多種止鼾的電子裝置，電路結構和功能大致相同。其基本思路是，讓電路產生的電壓刺激信號刺激患者皮膚的一定部，以此驚醒患者。但是存在一個主要弱點電路缺少對鼾聲頻率甄別部分，致使電路容易引起誤觸發(fā)，嚴重影響患者的休息。綜上所述，國內外無該類方便攜帶、可大量普及，并且可應用醫(yī)療監(jiān)護、日常生活等對鼾聲監(jiān)測的各種場合的儀器。所以鼾聲測量儀具有很好的推廣價值和廣泛的應用前
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發(fā)明內容
本發(fā)明即在發(fā)展一種適合居家環(huán)境使用之鼾聲監(jiān)測儀器，能以“非察覺性 (non-conscious)”為設計重點，長期監(jiān)測睡眠鼾聲與睡眠呼吸中止癥鼾聲模式特征，最終將鼾聲的嚴重程度以睡眠呼吸中止癥可能性分級方式表示出來，供醫(yī)生做診斷參考。一種鼾聲測量儀，包括順次連接的鼾聲信號采集模塊、一級放大電路、600HZ低通濾波電路、50HZ帶阻濾波電路、二級放大電路、施密特觸發(fā)器整形電路、控制模塊，以及與控制模塊連接的LCD顯示電路和按鍵控制電路；鼾聲信號采集模塊采用HS-3型喉頭式壓電鼾聲傳感器。所述的鼾聲測量儀，所述一級放大電路采用T型電阻網絡和自舉擴展結合構成高輸入電阻高電壓增益反響運算放大器，所有的運算放大器均選用LM324。所述的鼾聲測量儀，所述600HZ低通濾波器采用壓控電壓源二階低通濾波電路， 將3. 3KHZ的干擾信號去掉，電路中既引入了負反饋，又引入了正反饋，運放選用LM324。所述的鼾聲測量儀，所述50HZ帶阻濾波電路用于對50HZ交流電進行去干擾，運算放大器使用LM324。所述的鼾聲測量儀，所述二級放大電路用于將前面輸出的信號放大到一定的范圍內，滿足555定時器構成的施密特觸發(fā)器的閾值的要求，將有用信號放大到4V以上，將干擾信號等無用信號放大到4V以下，運算放大器用LM324。本發(fā)明結合濾波技術、訊號處理技術、以及生理訊號感測技術，以“非察覺性 (non-conscious)”為設計重點，對受測者的鼾聲與睡眠呼吸中止癥情形做長期監(jiān)控，能做實時鼾聲感測與綜合顯示，供醫(yī)生做診斷參考。產品定位上屬于居家使用產品，故低售價、 大眾化也是考量重點。


圖1為本發(fā)明鼾聲測量儀的系統(tǒng)方框圖；圖2為一級放大電路電路原理圖；圖3為600HZ低通濾波電路電路原理圖；圖4為50HZ帶阻濾波電路電路原理圖；圖5為二級放大電路電路原理圖；圖6為施密特觸發(fā)器電路；圖7為按鈕與液晶顯示部分。
具體實施例方式以下結合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。實施例1參考圖1，為本發(fā)明鼾聲測量儀的系統(tǒng)方框圖，包括鼾聲信號采集模塊、一級放大電路、600HZ低通濾波電路、50HZ帶阻濾波電路、二級放大電路、施密特觸發(fā)器整形電路、 控制模塊LCD，以及與控制模塊連接的顯示電路和按鍵控制電路；鼾聲信號采集模塊采用 HS-3型喉頭式壓電鼾聲傳感器；單片機(C51系列)作為系統(tǒng)的控制模塊，把作為鼾聲信號采集模塊的HS-3型喉頭式壓電鼾聲傳感器采集的數(shù)據經過一級放大電路、600HZ低通濾波電路、50HZ帶阻濾波電路、二級放大電路和由555時鐘芯片構成的施密特觸發(fā)器轉換后，利用控制模塊來對數(shù)據進行處理，從而把結果傳輸?shù)絃CD顯示電路，實現(xiàn)鼾聲頻率的顯示。由于將HS-3型喉頭式壓電鼾聲傳感器接入示波器，無信號輸入時，示波器顯示出 3. 3KHZ幅值很小的噪聲信號，信號傳入時必須對其進行濾波。而鼾聲的頻率一般為100 500HZ，所以選取600HZ的低通濾波器電路對其進行濾波。但是由于噪聲信號幅值很小，不易直接濾波，故先經過一級放大，將噪聲信號幅值放大到容易控制的范圍內。所有電路的電源使用220V 50HZ交流轉6V直流的適配器，需對信號進行50HZ帶阻濾波，減少50HZ電源對其信號的影響。由于信號只經過一級放大，還不能滿足TTL電平的幅值，對其要加入一個二級放大電路，將信號的幅值放大到需要的范圍內。正弦信號不方便單片機計數(shù)，添加一個施密特觸發(fā)器整形電路，將正弦信號轉化為方波，以方便單片機計數(shù)。實施例2一級放大電路參考圖2，為一級放大電路的電路原理圖，一級放大電路采用T型電阻網絡和自舉擴展結合構成高輸入電阻高電壓增益反響運算放大器，所有的運算放大器均選用性價比高的帶有真差動輸入的四運算放大器LM324，下方運放為主放大器，上方運放為輔助放大器， 為基本反向運算放大器，整個電路通過輔助放大器經另一 T型電阻網絡向主放大器提供輸入回路電流，以便提高整個放大電路的輸入電阻。實驗測得，選取1 3、1 4、1 5、1 9、1 10、1 11都為3601^，其余電阻都為101^。其電
壓放大倍數(shù)由主放大器決定
權利要求
1.一種鼾聲測量儀，其特征在于，包括順次連接的鼾聲信號采集模塊、一級放大電路、 600HZ低通濾波電路、50HZ帶阻濾波電路、二級放大電路、施密特觸發(fā)器整形電路、控制模塊，以及與控制模塊連接的LCD顯示電路和按鍵控制電路；鼾聲信號采集模塊采用HS-3型喉頭式壓電鼾聲傳感器。
2.根據權利要求1所述的鼾聲測量儀，其特征在于，所述一級放大電路采用T型電阻網絡和自舉擴展結合構成高輸入電阻高電壓增益反響運算放大器，所有的運算放大器均選用 LM3240
3.根據權利要求1所述的鼾聲測量儀，其特征在于，所述600HZ低通濾波器采用壓控電壓源二階低通濾波電路，將3. 3KHZ的干擾信號去掉，電路中既引入了負反饋，又引入了正反饋，運放選用LM324。
4.根據權利要求1所述的鼾聲測量儀，其特征在于，所述50HZ帶阻濾波電路用于對 50HZ交流電進行去干擾，運算放大器使用LM324。
5.根據權利要求1所述的鼾聲測量儀，其特征在于，所述二級放大電路用于將前面輸出的信號放大到一定的范圍內，滿足555定時器構成的施密特觸發(fā)器的閾值的要求，將有用信號放大到4V以上，將干擾信號等無用信號放大到4V以下，運算放大器用LM324。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鼾聲測量儀，包括順次連接的鼾聲信號采集模塊、一級放大電路、600Hz低通濾波電路、50Hz帶阻濾波電路、二級放大電路、施密特觸發(fā)器整形電路、控制模塊，以及與控制模塊連接的LCD顯示電路和按鍵控制電路；鼾聲信號采集模塊采用HS-3型喉頭式壓電鼾聲傳感器。結果表明鼾聲測量儀可以幫助患者方便快捷的測量出其打鼾次數(shù)、鼾聲平均頻率，以及其最小頻率、最大頻率和單次鼾聲最大持續(xù)時間，并將鼾聲的嚴重程度以睡眠呼吸中止癥可能性分級方式表示出來，供醫(yī)生做診斷參考。
文檔編號A61B5/00GK102429643SQ20111028994
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權日2011年9月28日
發(fā)明者盧超, 張林顥, 徐俊, 王歡 申請人:陜西理工學院