[发明专利]一种基于压电电缆传感器的睡眠呼吸状态监测装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及医疗电子器械、传感器和电路设计领域，具体涉及一种基于压电电缆传感器的睡眠呼吸状态监测装置。

【背景技术】

随着科技的发展，人民生活水平的提高，人们对睡眠生理、病理日益重视。经医学研究表明：打鼾的人很有可能患有“呼吸暂停综合症”。呼吸暂停的定义是指呼吸道停止气流达10s以上。如夜间打鼾且伴有间歇性呼吸暂停30次以上，每次暂停时间超过10s以上即可被诊断为“呼吸暂停综合症”。这是一种潜在的致死性疾病。其特点是睡眠时上呼吸道阻塞导致进行性缺氧、酸中毒、呼吸困难。造成白天嗜睡、头晕、头痛、记忆力衰退、乏力、反应迟缓、睡眠行为异常等症状。长期患“呼吸暂停综合症”可引起高血压、心律失常或猝死。

目前医生在诊断睡眠呼吸暂停症时常使用夜间睡眠呼吸多项生理监测仪，记录一整夜的睡眠周期，其中包括呼吸暂停以及呼吸变浅的次数、型态、缺氧指数、次数、心电图的变化、口鼻腔气流、胸腹部呼吸运动、耳垂血氧等信号的记录、打鼾次数等情形。虽然这些仪器测量较准确，但需要在身上配戴多种仪器，也必须在特定的医院中由专业人士操作才能进行测量，非常不方便，并且也容易影响患者的睡眠，所以不适合做长期的监测。并且这样的仪器价格昂贵，不太适合在家庭使用。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种低成本的睡眠呼吸状态监测装置，可以监测使用者在睡眠状态下的呼吸频率、呼吸暂停次数和呼吸暂停时间等呼吸特征参数。

为实现上述目的，本发明将多根压电电缆传感器以弯折的方式并联置入薄垫中，使用者身上不用附着任何东西，只需躺在薄垫上面，使用者的呼吸运动产生的压力变化由压电传感器转变为电信号，经过信号处理模块处理，得到呼吸频率、呼吸暂停次数和呼吸暂停时间等参数。在报警功能开启的情况下，如果发现呼吸暂停时间超过设定值，报警装置便会发出警报。使用者将SD卡或U盘插到存储接口，可以保存多个夜晚的呼吸状态监测数据。将这些数据复制到计算机上，由计算机软件进行处理和分析，可以得到睡眠呼吸状态统计结果。这些统计结果反映了使用者每晚的睡眠呼吸状态和多个夜晚的睡眠呼吸状态变化情况。

本发明的有益效果是：

采用压电电缆传感器作为感测人体呼吸的感测组件，保证了呼吸监测的精确性和准确性。压电电缆传感器以弯折的线条方式分布于整个薄垫，在任何位置部可以监测呼吸，而且人体不需要附着任何东西，对使用者限制小。这种监测装置重量轻，非常便携，可以实时监测使用者睡眠呼吸状态并具有报警功能，还能保存多个夜晚的睡眠呼吸状态数据并作统计分析，根据统计分析的结果，普通使用者可以知道自己的睡眠质量，呼吸疾病患者可以了解自己患病的严重程度，正在接受治疗的呼吸疾病患者可以判断自己的治疗效果。在断电、户外或不方便接电等特殊情况下，使用者可以用电池来供电。

【具体实施方式和附图说明】

本申请的特征及优点将通过实施例，结合附图进行说明。

图1为本睡眠呼吸状态监测装置的系统框图，由薄垫1、压电电缆传感器2、信号处理模块3、报警装置4、存储接口5、电池6、显示屏7以及键盘8组成。在用这种装置进行呼吸监测时，使用者只需要躺在薄垫上，使用者呼吸时，胸腹都会产生周期性的形变，压电电缆传感器感测这种微弱的形变，并把它转变为电信号，再经过信号处理模块3进行处理和分析，得到呼吸频率、呼吸暂停次数和呼吸暂停时间等呼吸特征参数数据，这些数据会自动保存在接到存储接口5上的SD卡或U盘中。在报警功能开启的情况下，如果发生异常情况，报警装置就会发出警报。

图2为一种压电电缆传感器的结构图。我们采用美国精量公司的压电电缆传感器，它是将压电聚合体加工成同轴电缆的形式，压电材料位于芯线和屏蔽线之间，当传感器受到压力或被拉伸时，就会产生电荷信号。传感器有两根引出线，里面的是信号线，外面的是屏蔽线。这种压电电缆传感器灵敏度高且具有良好的线性输出，非常适合用于人体生命信号的监测。

图3为置入了压电电缆传感器的薄垫的示意图。在薄垫里面，安装有6根压电电缆传感器，每根压电电缆传感器弯折两下。为了固定传感器，沿着传感器的边缘用针线缝紧，在空隙处放入棉花或海绵等柔性材料。具体实施时，薄垫的尺寸、传感器的根数、弯折次数、弯折间距等，都可以根据实际要求进行适当调整。

图4为本发明的一个实施例，显示了使用者2010年5月7日的呼吸监测结果。使用本发明，使用者可以保存每晚的呼吸频率、呼吸暂停次数和呼吸暂停时间等监测数据，将数据通过计算机软件处理和分析，就可以很方便地查看每晚的呼吸监测数据。