CN104323880B - 电子止鼾器和止鼾方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子止鼾器，包括止鼾器的本体和工作模块（2），本体包括联为一体的耳挂（11）和耳塞（12），工作模块位于该耳挂和耳塞的内腔中；工作模块包括鼾声收集电路（21）、以微处理器MCU为核心的控制电路（22）、警告提醒电路（23）和供电电路（24）；当该控制电路（22）判定其接收到的声音和振动信号达到各自的阈值时，即发送控制信号至位于耳塞内的警告提醒电路中，使其产生不会唤醒使用者的声音、震动或电极的刺激信号，以抑制鼾声。本发明的有益效果是：采用低功耗电子线路对患者鼾声的实时侦测,可以非常准确的收集患者的鼾声及打鼾声时振动，并可实时监测刺激效果,从而达到止鼾的效果,使患者能达到优质的睡眠质量。

Description

电子止鼾器和止鼾方法
技术领域 本发明涉及防止打鼾的器具，尤其涉及使用在耳部的电子式止鼾器和止鼾方法。
背景技术 人类的30%以上的时间是在睡眠中度过的，睡眠质量的好坏直接决定人的精神状态和身体健康。许多人在睡眠中打鼾，既影响自己的睡眠质量也会影响他人睡眠。为解决睡眠时打鼾人群的痛苦以及防止因打鼾所引发的各种身心疾病，人们研制了机械和电子止鼾器来阻止睡眠时打鼾。现有技术电子式止鼾器，如名为“智能止鼾器”的中国实用新型专利（专利号为ZL 201220290555.0），公开一电子止鼾器，所述止鼾器是佩戴带在使用者手腕上，侦测使用者睡眠时的声音，当侦测到使用者睡眠时的鼾声达到一定强度时，位于使用者手腕上的止鼾器即发出脉冲信号，经使用者的手臂传送至其中枢神经刺激，促使使用者在不被吵醒的状态下，改变睡姿，达到抑制和减少鼾声的效果。但是所述止鼾器因位于使用者的手腕处，距离口腔和鼻腔较远，而睡眠中人手是极易变换位置的，当手放在被子中时，止鼾器有可能收集不到鼾声。显然此类止鼾器距鼾声发出点较远,收集到的外界干扰音较多，易形成误判；而且所述止鼾器发出的脉冲刺激信号需通过手臂传入中枢神经，这种电流刺激使用者手臂使其调整呼吸的方式效果显然是不理想的。此外，现有技术此类配带在手腕上的止鼾器没有实时对患者的止鼾效果进行检测，无法形成长效的反馈机制。
发明内容 本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种电子止鼾器和止鼾方法，解决现有技术止鼾器判定鼾声不准确、阻止鼾声效果不明显等问题。
本发明为解决上述技术问题而提出的技术方案是，提出一种电子止鼾器，包括止鼾器的本体和容置于其内的工作模块， 尤其是，所述本体包括适于挂在使用者耳廓上的耳挂和适于放入耳孔处的耳塞，所述耳挂和耳塞联接为一体；所述工作模块位于该耳挂和耳塞构成的内腔中；所述工作模块包括鼾声收集电路、以微处理器MCU为核心的控制电路、警告提醒电路和供电电路；所述鼾声收集电路和警告提醒电路分别电联接至控制电路，所述供电电路分别向鼾声收集电路、控制电路和警告提醒电路提供低压直流电力；所述鼾声收集电路将其扩音器MIC和振动感应器，采集到的使用者睡眠中发出的声音和头部的振动信号进行处理后，分别送到所述控制电路；当该控制电路判定其接收到的声音和振动信号达到各自的阈值时，即发送控制信号至位于所述耳塞内的警告提醒电路中，使其产生不会唤醒使用者的声音、震动或电极的刺激信号，以抑制鼾声。
更佳的是，该电子止鼾器还包括鼾声收集管，所述鼾声收集管一端与耳塞相联通，另一端指向使用者的口鼻处，所述扩音器MIC位于鼾声收集管内。
所述鼾声收集电路包括以所述扩音器MIC为核心的声音采集电路和以所述振动传感器为核心的振动采集电路；所述声音采集电路包括第一、二低频滤波电路和第一运算放大电路；所述扩音器MIC将收集到声音转换为电信号，送至第一低频滤波电路滤波后送至第一运算放大电路放大处理，再送至第二低频滤波电路滤波后送至控制电路；所述振动传感器是三轴加速度传感器集成电路U12，所述振动采集电路三轴加速度传感器集成电路U12将感应到的振动信号转换成电信号送至所述控制电路。
所述警告提醒电路包括声音刺激电路、震动刺激电路和电极刺激电路，所述声音刺激电路、震动刺激电路或电极刺激电路分别电联接至所述控制电路；所述控制电路输送脉冲信号，触发所述声音刺激电路的扬声器BL1、震动刺激电路的震动电机T1或电极刺激电路的电击片P1产生声音、震动或电极的刺激信号。
所述声音采集电路还包括第二运算放大电路，由第二低频滤波电路滤波后的电信号不仅被送至控制电路，还被送至所述第二运算放大电路放大后，再送至所述控制电路。
本发明为解决上述技术问题而又提出的技术方案是，一种电子止鼾器的止鼾方法，所述电子止鼾器包括本体和容置于其内的工作模块，所述本体设置有适于挂在使用者耳廓上的耳挂和可放入使用者耳孔处的耳塞；所述电子止鼾器的止鼾方法包括：
A.所述工作模块采集使用者睡眠中发出的声音及其头部的振动；
B.当所述工作模块确定所采集的声音大于等于声音阈值、所述采集的振动也大于等于振动阀值时，产生不会唤醒使用者的刺激声音、震动或电极刺激信号模式之一、经由耳塞刺激使用者；
C.所述工作模块再次采集使用者睡眠中发出的声音和其头部的振动，如果确定所采集的声音仍大于等于声音阈值和所述采集的振动也达振动阀值时，就提高原刺激信号模式的等级或更换刺激信号模式; 如果确定所采集的声音小于预先设定的声音阈值或所述采集的振动小于振动阀值时，则返回步骤A。
所述方法还包括当所述工作模块确定所采集的声音大于等于声音阈值和所述采集的振动也大于等于振动阀值时，即记录一次鼾声次数、鼾声数据和/或振动数据。
所述方法还包括当所述工作模块采集的声音小于声音阈值或所述采集的振动小于振动阀值时，记录一次止鼾声次数。
所述声音阈值设定为一分钟有60dB三次或以上，或是设定为经验值，该经验值是通过预先录制和分析使用者的鼾声得到的。
所述工作模块包括鼾声收集电路、由微处理器MCU为核心的控制电路、警告提醒电路和供电电路；所述鼾声收集电路和警告提醒电路分别电联接至控制电路，所述供电电路分别向鼾声收集电路、控制电路和警告提醒电路供电，所述鼾声收集电路通过其扩音器MIC和振动感应器，采集使用者睡眠中发出的声音和头部的振动信号。
所述方法还包括设置一鼾声收集管，所述鼾声收集管一端与耳塞相联通，另一端指向使用者的口鼻处，所述工作模块的扩音器MIC被置放位于鼾声收集管内，以近距离收集使用者睡眠时发出声音。
所述鼾声收集电路包括以所述扩音器MIC为核心的声音采集电路和以所述振动传感器为核心的振动采集电路；所述声音采集电路包括第一、二低频滤波电路和第一运算放大电路；所述扩音器MIC将收集到声音转换为电信号，送至第一低频滤波电路滤波后送至第一运算放大电路放大处理，再送至第二低频滤波电路滤波后送至控制电路；所述振动传感器是三轴加速度传感器集成电路U4，所述振动采集电路的三轴加速度传感器集成电路U4将感应到的振动信号转换成电信号送至所述控制电路。
同现有技术相比，本发明的有益效果是：通过电子式耳塞型低功耗电子线路对患者鼾声的实时侦测, 因鼾声的收集点距离患者的口腔和鼻腔很近,可以非常准确的收集患者的鼾声及打鼾声时的头部振动，有效地降低了环境声音的干扰，为鼾声的准确分析判断提供了精准的依据；对患者发出多种干扰信号刺激患者睡眠进程,并可实时监测刺激效果,从而达到止鼾的效果,使患者能达到优质的睡眠质量。
附图说明 图1 是本发明电子止鼾器和止鼾方法之优选实施例中电子止鼾器的轴测投影示意图；
图2 是所述优选实施例的电子止鼾器的各部件分离状态的轴测投影示意图；
图3 是所述优选实施例中电子止鼾器的工作模块2的结构示意图；
图4 是所述优选实施例中工作模块2之电子鼾声收集电路21的电路原理示意图；
图5 是所述优选实施例中工作模块2之控制电路22的电路原理示意图；
图6 是所述优选实施例中工作模块2之警告提醒电路23的电路原理示意图；
图7是所述优选实施例中工作模块2之供电电路24的电路原理示意图；
图8是所述优选实施例中工作模块2之状态指示电路25的电路原理示意图；
图9是所述优选实施例的电子止鼾器的工作流程。
具体实施方式 下面，结合附图所示之优选实施例进一步阐述本发明。
参见图1至3，本发明的优选实施例是，一种电子止鼾器，包括止鼾器的本体和容置于其内的工作模块，所述本体1包括适于挂在使用者耳廓上的耳挂11和适于放入耳孔处的耳塞12，所述耳挂11和耳塞12联接为一体；所述工作模块2位于该耳挂11和耳塞12构成的内腔中。参见图3，所述工作模块2包括鼾声收集电路21、以微处理器MCU为核心的控制电路22、警告提醒电路23和供电电路24；所述鼾声收集电路21和警告提醒电路23分别电联接至控制电路22，所述供电电路24分别向鼾声收集电路21、控制电路22和警告提醒电路23提供低压直流电力；所述鼾声收集电路21将其扩音器MIC和振动感应器，采集到的使用者睡眠中发出的声音和头部的振动信号进行处理后，分别送到控制电路22；当该控制电路22判定其接收到的声音和振动信号达到各自的阈值时，即发送控制信号至位于所述耳塞12内的警告提醒电路23中，使其产生不会唤醒使用者的声音、震动或电极的刺激信号，以抑制鼾声。
参见图2，本例中，本体1还设置有鼾声收集管13，该鼾声收集管13的一端与耳塞12相联通，另一端指向使用者的口鼻处，所述鼾声收集电路21的扩音器MIC位于鼾声收集管13内。这样就可以近距离地、精准地收集人体睡觉时发出的鼾声。
参见4，所述鼾声收集电路21包括以所述扩音器MIC为核心的声音采集电路210和以所述振动传感器为核心的振动采集电路211；所述声音采集电路210包括第一、二低频滤波电路2101、2102和第一运算放大电路2103；所述扩音器MIC将收集到的声音转换为电信号，送至第一低频滤波电路2101滤波后送至第一运算放大电路2103放大处理，再送至第二低频滤波电路2102滤波后送至控制电路22；所述振动传感器是三轴加速度传感器集成电路U12，所述振动采集电路211三轴加速度传感器集成电路U12将感应到的振动信号转换成电信号送至所述控制电路22。由该控制电路22判定其接收的声音和振动是否达各自的阈值，也判定使用者是否处于打鼾状态；当声音一分钟有60dB三次或以上，同时振动达标到设定的某阈值时，即确认为鼾声。为了达到更好效果，要本实施例的声音采集电路210还设置有第二运算放大电路2104，即第二低频滤波电路2102滤波后的电信号不仅被送至控制电路22，还被送至该第二运算放大电路2104放大后，再送至所述控制电路22，以便与控制电路22中存储的鼾声经验值比较，判定是否为使用者的鼾声。所述的经验值通过预先录制和分析使用者鼾声得到。
参见图5，本例中的控制电路22，以微处理器集成电路U4为核心构成的，微处理器集成电路U4分析鼾声收集电路21送来的声音和振动信号，进行分析后确认实在打鼾时，就会发出警告信号至提醒电路23来刺激打鼾者。警告模式有声音警告，震动警告，电极刺激警告。本例中，警告由小到大分四级，每3个鼾声加1级，直到鼾声停止。
参见图6，本例中警告提醒电路23包括声音刺激电路231、震动刺激电路231和电极刺激电路231，所述声音刺激电路231、震动刺激电路231或电极刺激电路231分别电联接至所述控制电路22。由控制电路22输送脉冲信号，触发所述声音刺激电路231的扬声器BL1、震动刺激电路231的震动电机T1或电极刺激电路231的电击片P1产生发出声音、震动或电极的刺激信号，控制电路22通过其输送脉冲信号的宽度来改变声音、震动和电极的刺激强度。本例中， 警告提醒的刺激信号模式按声音、震动和电极的顺序依次进行刺激。
参见7，本例中供电电路24包括锂离子电池DC和电池充电电路240，所述电池充电电路240中配置有符合USB标准的联接器,外部供电源经该联接器向所述锂离子电池充电路供电以向锂离子电池DC充电。同时，所述USB标准的联接器也电联接至控制电路22，作为与外部的数据交换接口。
参见图8，本例的工作模块2，还设置工作状态显示电路25，该电路有多个二极管构成，用于显示该电子止鼾器的各种工作状态。
参见图9，本实施例的电子止鼾器的工作流程是：
A.所述工作模块2采集使用者睡眠中发出的声音及其头部的振动；
B.当所述工作模块2确定所采集的声音大于等于声音阈值、所述采集的振动也大于等于振动阀值时，产生不会唤醒使用者的刺激声音、震动或电极刺激信号模式之一、经由耳塞12刺激使用者；同时记录一次鼾声次数、鼾声数据和/或振动数据。
C.所述工作模块2再次采集使用者睡眠中发出的声音和其头部的振动，如果确定所采集的声音仍大于等于声音阈值、所述采集的振动也达振动阀值时，就提高原刺激信号模式的等级或更换刺激信号模式; 如果确定所采集的声音小于预先设定的声音阈值或所述采集的振动小于振动阀值时，则返回步骤A，并记录一次止鼾声次数。
本例中，实施电路的主要元器件如下表所示：
本实施例的电子止鼾器使用时放置在耳朵处，鼾声收集电路距离人体鼾声声源-口鼻腔很近，能精准的收集人体睡觉时发出的鼾声，结合我们先进的数字语音模式识别技术的应用，声音采集电路和以三轴加速度传感器为核心的振动采集电路的实时检测，为实施刺激和干预提供了基础，同时也为检测刺激的效果提供了可靠依据。当有了准确的判断患者打鼾时，控制电路对打鼾模式发出刺激信号，刺激处理部分对患者做出不同强度的刺激，并记录再由麦克风和传感器收集止鼾的进行效果反馈，直至患者的睡眠正常，鼾声消失。
采用本申请的技术方案，可以记录使用者的打鼾声次数、鼾声的强弱及密度，作为医生诊断患者打鼾症的提供参考，为患者确定治疗方案提供更准确、科学的依据。

Claims (8)

1.一种电子止鼾器，包括止鼾器的本体(1)和容置于其内的工作模块(2)，其特征在于:所述本体(1)包括适于挂在使用者耳廓上的耳挂(11)和适于放入耳孔处的耳塞(12)，所述耳挂(11)和耳塞(12)联接为一体；所述工作模块(2)位于该耳挂(11)和耳塞(12)构成的内腔中；所述工作模块(2)包括鼾声收集电路(21)、以微处理器MCU为核心的控制电路(22)、警告提醒电路(23)和供电电路(24)；所述鼾声收集电路(21)和警告提醒电路(23)分别电联接至控制电路(22)，所述供电电路(24)分别向鼾声收集电路(21)、控制电路(22)和警告提醒电路(23)提供低压直流电力；所述鼾声收集电路(21)将其扩音器MIC和振动感应器，采集到的使用者睡眠中发出的声音和头部的振动信号进行处理后，分别送到所述控制电路(22)；当该控制电路(22)判定其接收到的声音和振动信号达到各自的阈值时，即发送控制信号至位于所述耳塞(12)内的警告提醒电路(23)中，使其产生不会唤醒使用者的声音、震动或电极的刺激信号，以抑制鼾声；
所述工作模块(2)再次采集使用者睡眠中发出的声音和其头部的振动，如果确定所采集的声音仍大于等于声音阈值、所述采集的振动也达振动阀值时，就提高原刺激信号模式的强度或更换刺激信号模式；如果确定所采集的声音小于预先设定的声音阈值或所述采集的振动小于振动阀值时，则重新采集使用者睡眠中发出的声音和其头部的振动。
2.如权利要求1的电子止鼾器，其特征在于：还包括鼾声收集管(13)，所述鼾声收集管(13)一端与耳塞(12)相联通，另一端指向使用者的口鼻处，所述扩音器MIC位于鼾声收集管(13)内。
3.如权利要求1的电子止鼾器，其特征在于：所述鼾声收集电路(21)包括以所述扩音器MIC为核心的声音采集电路(210)和以所述振动传感器为核心的振动采集电路(211)；所述声音采集电路(210)包括第一、二低频滤波电路(2101、2102)和第一运算放大电路(2103)；所述扩音器MIC将收集到声音转换为电信号，送至第一低频滤波电路(2101)滤波后送至第一运算放大电路(2103)放大处理，再送至第二低频滤波电路(2102)滤波后送至控制电路(22)；所述振动传感器是三轴加速度传感器集成电路U12，所述振动采集电路(211)三轴加速度传感器集成电路U12将感应到的振动信号转换成电信号送至所述控制电路(22)。
4.如权利要求1的电子止鼾器，其特征在于：所述警告提醒电路(23)包括声音刺激电路(231)、震动刺激电路(232)和电极刺激电路(233)，所述声音刺激电路(231)、震动刺激电路(232)或电极刺激电路(233)分别电联接至所述控制电路(22)；所述控制电路(22)输送脉冲信号，触发所述声音刺激电路(231)的扬声器BL1、震动刺激电路(232)的震动电机T1或电极刺激电路(233)的电击片P1产生声音、震动或电极的刺激信号。
5.如权利要求3所述的电子止鼾器，其特征在于：所述声音采集电路(210)还包括第二运算放大电路(2104)，由第二低频滤波电路(2102)滤波后的电信号不仅被送至控制电路(22)，还被送至所述第二运算放大电路(2104)放大后，再送至所述控制电路(22)。
6.如权利要求1所述的电子止鼾器，其特征在于：当所述工作模块(2)确定所采集的声音大于等于声音阈值和所述采集的振动也大于等于振动阀值时，即记录一次鼾声次数、鼾声数据和/或振动数据。
7.如权利要求1所述的电子止鼾器，其特征在于：当所述工作模块(2)采集的声音小于声音阈值或所述采集的振动小于振动阀值时，记录一次止鼾声次数。
8.如权利要求1所述的电子止鼾器，其特征在于：所述声音阈值设定为一分钟有60dB三次或以上，或是设定为经验值，该经验值是通过预先录制和分析使用者的鼾声得到的。
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