專利名稱：床墊式睡眠監(jiān)測報警裝置的制作方法
床墊式睡眠監(jiān)測報警裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人體睡眠時生理特征信息的監(jiān)測裝置，特別涉及一種人體睡眠時的心跳、呼吸以及體動的監(jiān)測裝置。背景技術(shù)：
近年來，睡眠質(zhì)量逐漸成為大眾關(guān)注的問題。根據(jù)最近的調(diào)查，中國大約有2億人打鼾，5000萬人在睡眠中發(fā)生呼吸暫停，還有近3億人失眠，以及存在尚不為大多數(shù)中國人知的發(fā)生性睡病、不寧腿綜合征、兒童睡眠暫停等約90種睡眠疾病。如果發(fā)現(xiàn)及時，并得到正確的治療，其中大多數(shù)的患者的病情都能夠得到改善。但是大多數(shù)患者限于傳統(tǒng)觀念，很少與醫(yī)生討論自己的睡眠情況，以至于錯過最好的醫(yī)治時期。
因此，能夠?qū)ζ胀ㄈ说乃咔闆r進行監(jiān)測，提供科學(xué)的睡眠情況報告，當(dāng)使用者出現(xiàn)生命垂危的癥狀時提供報警功能的相關(guān)產(chǎn)品對改善國人睡眠質(zhì)量，防止睡眠時發(fā)生猝死有著重要的意義。
目前，可以監(jiān)測使用者呼吸、心跳、體動的產(chǎn)品主要有通過在人體上粘貼電極片， 測量呼吸心跳時人體電阻率變化的多導(dǎo)睡眠儀，或者監(jiān)測使用者鼻腔氣流情況的面罩式監(jiān)測器。這些侵入性裝置粘附于人體，無疑會對使用者的睡眠情況造成不良影響。
非侵入性裝置有基于壓電陶瓷，電容式和光纖傳感器。這些傳感器需要安裝在剛性的裝置上面，同樣影響使用者睡眠。
并且，這些裝置只能提供的原始的波形數(shù)據(jù)，普通人難以理解其含義，需要專業(yè)的醫(yī)師指導(dǎo)才能了解自己的睡眠情況。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種柔軟舒適、安裝靈活、非侵入式的裝置，該裝置適于各個年齡段，能夠監(jiān)測睡眠時人體心跳、呼吸和體動情況，并對使用者的睡眠質(zhì)量進行科學(xué)評估。
本專利采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
床墊式睡眠監(jiān)測報警裝置，其主要分為傳感器單元，監(jiān)控單元和遠程控制單元，傳感器單元由床墊、置于床墊內(nèi)部的液體囊、與液體囊相連接的液體導(dǎo)管、置于液體導(dǎo)管末端的壓電傳感器組成；監(jiān)控單元由信號處理電路、存儲器以及信號傳輸電路組成；遠程控制單元由無線傳輸電路、信號處理電路、顯示和控制面板以及聲光報警裝置組成。
上述的床墊式人體睡眠監(jiān)測裝置，其特征是壓電傳感器感應(yīng)由人體呼吸、心跳和體動引起的床墊壓力變化信息，并輸出電信號；所述監(jiān)控單元的信號處理電路對該電信號進行處理，提取出對應(yīng)的呼吸、心跳、體動信號；當(dāng)
睡眠信息，以圖表或者文檔的形式提供一個睡眠報告包括睡眠時間出現(xiàn)危險情況時，比如呼吸和心跳過慢或者過快、甚至停止時，上述的信號處理電路會通過信號傳輸電路，使遠程控制單元發(fā)出警報，提醒監(jiān)護人員，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
上述的床墊式人體睡眠監(jiān)測裝置，其特征在于采用硅油作為液體囊的填充物。
上述的床墊式人體睡眠監(jiān)測裝置，其特征在于所述的遠程控制單元可以根據(jù)監(jiān)控單元記錄的、睡眠深淺、呼吸事件、心率事件等。
上述的床墊式人體睡眠監(jiān)測裝置，其特征是具有以下步驟
(I)電信號產(chǎn)生過程由于人體心跳、呼吸、體動，引起床墊內(nèi)部液體產(chǎn)生壓力波動，導(dǎo)管末端的壓電傳感器感應(yīng)壓力變化，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號。
(2)信號處理過程電壓信號經(jīng)過濾波，放大，修正，平滑，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，將得到的數(shù)字信號送入信號處理電路處理。
(3)信號統(tǒng)計過程信號處理電路將微動作、呼吸、心跳信號進行分離，測量每個信號的頻率，同時將相關(guān)參數(shù)送入存儲器。
(4)分析過程睡眠結(jié)束后，信號處理電路對存儲器中的數(shù)據(jù)進行分析，計算出使用者當(dāng)晚的睡眠質(zhì)量。
(5)反饋過程使用者需要時，可以從存儲器中調(diào)出以表格或者圖形界面顯示的近段時間的睡眠質(zhì)量情況。
(6)報警過程當(dāng)呼吸次數(shù)低于每分鐘10次，或者連續(xù)20秒沒有任何呼吸，監(jiān)控單元產(chǎn)生報警信號，通過信號傳輸電路傳送給遠程控制單元，遠程控制單元發(fā)出聲光報警信號提醒護理者。
本發(fā)明專利的有益效果是能夠利用本專利的裝置實現(xiàn)對人體睡眠時的生理特征的監(jiān)測，提前發(fā)現(xiàn)可能存在的睡眠疾??；實現(xiàn)對使用者的遠程實時監(jiān)控，實時將使用者的睡眠信息展示給護理者并在發(fā)生危險情況的時候發(fā)出報警信號。本專利具有不需要與人體發(fā)生接觸、不影響睡眠、安裝方便和適于家庭使用的特點。
具體實施方式
和


如圖1所示的本專利床墊式睡眠監(jiān)測報警裝置示意圖，其中1、內(nèi)置液體腔囊的床墊，2、人體，3、液體導(dǎo) 管，4、壓電傳感器，5、監(jiān)測單元，6、遠程控制單元。
圖2所示床墊結(jié)構(gòu)圖，其中1、床墊，3、液體導(dǎo)管，4、壓電傳感器，7、并行放置的圓柱體形液體腔囊。
圖3所示監(jiān)控單元框圖，其中4、壓電傳感器，5、監(jiān)測單元，8、信號處理電路，9、無線傳輸電路，10、存儲器。
圖4所示的遠程控制單元框圖，其中11、無線傳輸電路，12、顯示和控制面板，13、 信號處理電路，14、聲光報警裝置。
圖5所示的信號處理框圖，其中15、濾波器，16、放大器，17、修正器，18、平滑器， 19、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，20、微處理器，21、判定存在危險過程，22、發(fā)送報警信號過程。
床墊(I)與液體導(dǎo)管(3)相連，當(dāng)人體的呼吸、心跳或者運動時引起床墊內(nèi)部液體壓力變化，液體導(dǎo)管末端的壓電傳感器(4)感應(yīng)這些變化，并將其傳化為電信號。這些微弱的模擬電信號經(jīng)過濾波器(15)，放大器(16)，修正器(17)，平滑器(18)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(19) 處理后，得到相應(yīng)的數(shù)字信號。這些數(shù)字信號經(jīng)過微處理器(20)處理，可以提取得到相應(yīng)的呼吸、心跳或者體動的信息。一方面這些信息被送入存儲器中，睡眠過程結(jié)束后，微處理器從存儲器(10)中提取出有用的參數(shù)，給出對上次睡眠質(zhì)量情況的評價；另一方面，微處理器(20)對這些呼吸、心跳或者體動信息進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)存在危險，比如呼吸暫停，心跳過緩或者過快等，微處理器(20)控制無線傳輸電路(11)發(fā)送報警信號，提醒護理者。遠程控制單元(6)有顯示和控制面板(12)，可以實時監(jiān)視使用者情況并對監(jiān)測單元進行 控制。
權(quán)利要求
1.床墊式睡眠監(jiān)測報警裝置，其主要分為傳感器單元、監(jiān)控單元和遠程控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的床墊式睡眠監(jiān)測裝置，其特征在于所述傳感器單元由床墊、 置于床墊內(nèi)部的液體囊、與液體囊相連接的液體導(dǎo)管、置于液體導(dǎo)管末端的壓電傳感器組成，壓電傳感器感應(yīng)人體呼吸、心跳和體動引起的床墊內(nèi)部壓力變化信息，輸出相應(yīng)的電信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的置于床墊內(nèi)部的液體囊，其特征在于采用硅油作為液體囊的填充物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的床墊式睡眠監(jiān)測裝置，其特征是具有以下步驟(1)電信號產(chǎn)生過程人體的心跳、呼吸以及體動會引起床墊內(nèi)部的液體囊中的液體發(fā)生壓力波動，液體導(dǎo)管末端的壓電傳感器感應(yīng)壓力變化，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號。(2)信號處理過程壓電傳感器產(chǎn)生的電信號經(jīng)過濾波，放人，修正，平滑，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，將最終得到的數(shù)字信號送入信號處理電路處理。(3)信號統(tǒng)計過程信號處理電路將心跳、呼吸以及體動信號進行分離，并將相關(guān)參數(shù)寫入存儲器。(4)分析過程睡眠結(jié)束后，信號處理電路對存儲器中的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，對使用者當(dāng)晚的睡眠質(zhì)量進行評估。(5)反饋過程使用者需要時，可以從存儲器中調(diào)出以表格或者圖形界面顯示的近段時間的睡眠質(zhì)量情況。(6)報警過程當(dāng)呼吸次數(shù)低于每分鐘10次，或者連續(xù)20秒沒有任何呼吸，監(jiān)控單元產(chǎn)生報警信號，通過信號傳輸電路傳送給遠程控制單元，遠程控制單元發(fā)出聲光報警信號提醒護理者。
全文摘要
本發(fā)明提供一種床墊式睡眠監(jiān)測報警裝置，其主要分為傳感器單元、監(jiān)控單元和遠程控制單元，傳感器單元由床墊、置于床墊內(nèi)部的液體囊、與液體囊相連接的液體導(dǎo)管以及置于液體導(dǎo)管末端的壓電傳感器組成，監(jiān)控單元由信號處理電路、存儲器以及信號傳輸電路組成，遠程控制單元由無線傳輸電路、信號處理電路、顯示和控制面板以及聲光報警裝置組成。使用者的呼吸、心跳以及體動引起床墊內(nèi)部液體壓力變化，壓電傳感器感應(yīng)這些壓力變化信息，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號。監(jiān)控單元對這些電信號進行處理，分離出呼吸信號和心跳信號，當(dāng)使用者出現(xiàn)呼吸暫?；蛐奶惓r，遠程控制單元將發(fā)出聲光警報，提醒監(jiān)護者。
文檔編號A61B5/113GK103006235SQ20111028243
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者陳俊宇, 王新安, 沈勁鵬, 阮正坤, 杜艷, 張興 申請人:北京大學(xué)深圳研究生院