CN114159032A - 基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于信号监测技术领域，提供了基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置及方法。其中该装置包括温湿传感器，用于采集被监测者呼吸气体的温湿度信号；信号前端处理模块，用于对接收温湿传感器传送来的温湿度信号并进行放大及滤波处理；监控终端处理模块，用于根据接收到信号，计算被监测者的呼吸频率和呼吸暂停时间；当呼吸暂停时间大于呼吸周期且超过设定时间阈值时，判定被监测者发生睡眠呼吸暂停症并立即激活电刺激模块；电刺激模块，用于刺激被监测者的人中部位；监控终端处理模块，还用于根据设定时间段内被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数来确定被监测者患病的严重程度，进而从历史治疗数据库中查找出相匹配的治疗方案。
Description
技术领域
本发明属于信号监测技术领域，尤其涉及一种基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
睡眠呼吸暂停是指在连续7h睡眠中发生30次以上的呼吸暂停，每次气流中止10s以上(含10s)，或平均每小时低通气次数(呼吸紊乱指数)超过5次，而引起慢性低氧血症及高碳酸血症的临床综合征。这种病症的临床表现为打鼾，通常还伴有其他病症如心肌梗塞、高血压、心肌缺氧、中风等并发症，使得患病人群睡眠支离破碎无法进入深度睡眠，即使睡眠时间长也不能得到充分的休息，进而导致患者白天精神不足、困倦、头痛以及记忆力、注意力、判断力下降，对人的身心健康产生严重的不良影响。因此对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征进行检测非常必要。
发明人发现，传统的睡眠呼吸暂停症监测技术存在以下问题：(1)需要在患者身上使用多种传感器来监测各种生理信号，再由医生通过这些采集的信号进行诊断，从而导致医生的工作量非常大且成本高，而且由于患者需要使用多种传感器采集生理信号，导致患者的行动也收到限制，非常不方便；(2)针对睡眠呼吸暂停症患者治疗大多数根据医生经验，未考虑睡眠呼吸暂停症监测数据，这样可能导致无法与患者相匹配，从而使得治疗效果差。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置及方法，其仅基于被监测者呼吸气体的温湿度信号来监测睡眠呼吸暂停症，而且考虑了睡眠呼吸暂停症的监测数据，从而给出患者相匹配的治疗方案，提高治疗方案的匹配精准性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供了一种基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置，其包括：
温湿传感器，其用于采集被监测者呼吸气体的温湿度信号；
信号前端处理模块，其用于对接收温湿传感器传送来的温湿度信号并进行放大及滤波处理，再传送至监控终端处理模块；
监控终端处理模块，其用于根据接收到信号，计算被监测者的呼吸频率和呼吸暂停时间；当呼吸暂停时间大于呼吸周期且超过设定时间阈值时，判定被监测者发生睡眠呼吸暂停症并立即激活电刺激模块；
电刺激模块，其用于接收激活信号并刺激被监测者的人中部位；
所述监控终端处理模块，还用于根据设定时间段内被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数来确定被监测者患病的严重程度，基于严重程度从历史治疗数据库中查找出相匹配的治疗方案，以发送至对应医护者终端。
本发明的第二个方面提供了一种基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测方法，其包括：
接收经放大及滤波处理的被监测者呼吸气体的温湿度信号；
计算被监测者的呼吸频率和呼吸暂停时间；
当呼吸暂停时间大于呼吸周期且超过设定时间阈值时，判定被监测者发生睡眠呼吸暂停症并立即向电刺激模块下发激活，由电刺激模块刺激被监测者的人中部位；
根据设定时间段内被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数来确定被监测者患病的严重程度，基于严重程度从历史治疗数据库中查找出相匹配的治疗方案，以发送至对应医护者终端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置及方法，仅仅采集被监测者呼吸气体的温湿度信号，节省了大量监测元件，而且由信号前端处理模块对温湿度信号放大及滤波处理后传送至监控终端处理模块进行自动判断被监测者是否发生睡眠呼吸暂停症，当发生睡眠呼吸暂停症时，立即激活电刺激模块，由电刺激模块刺激被监测者的人中部位，从而达到监控和急救的目的；
(2)本发明的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置及方法，考虑了睡眠呼吸暂停症的监测数据，根据设定时间段内被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数来确定被监测者患病的严重程度，基于严重程度从历史治疗数据库中查找出相匹配的治疗方案，给出了患者相匹配的个性化治疗方案，提高了治疗方案的匹配精准性及治疗效果。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置原理图；
图2是本发明实施例的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示，本实施例提供了一种基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置，其具体包括温湿传感器、信号前端处理模块、监控终端处理模块和电刺激模块。
下面给出各个模块的具体工作原理：
(1)温湿传感器
温湿传感器，其用于采集被监测者呼吸气体的温湿度信号。
在本实施例中，所述温湿传感器粘贴在被监测者鼻子下方人中处。
具体地，温湿传感器包括温度传感器与湿度传感器，具有简单易用，体积小巧，灵敏耐用的特点。旨在解决应用场景复杂多变，空间狭小，舒适性不足的问题。温度传感器采用体积小，温度系数大，灵敏度高，响应速度快的传感器使用线性补偿电路来弥补其热电特性非线性问题。
(2)信号前端处理模块
信号前端处理模块，其用于对接收温湿传感器传送来的温湿度信号并进行放大及滤波处理，再传送至监控终端处理模块。
在一个或多个实施例中，所述信号前端处理模块通过无线传输模块与监控终端处理模块通信。
其中，无线传输模块可为Wifi模块或是Zigbee等无线通信模块。
在具体实施中，所述信号前端处理模块包括依次串联连接的前置放大器、高通滤波器、程控放大器、低通滤波器、A/D转换电路和处理芯片。
其中，处理芯片可采用51系列单片机或是其他型号的数据处理芯片来实现。
由于前端处理模块接收到的温湿度信号比较微弱，本实施例利用信号前端处理模块使得接收到的温湿度信号进行放大以及干扰滤波处理，最后转换为处理芯片相匹配的数字信号，从而提高了信号处理的精度。
(3)监控终端处理模块
监控终端处理模块，其用于根据接收到信号，计算被监测者的呼吸频率和呼吸暂停时间；当呼吸暂停时间大于呼吸周期且超过设定时间阈值时，判定被监测者发生睡眠呼吸暂停症并立即激活电刺激模块。
在具体实施中，在所述监控终端处理模块中，采用移动平均法拟合温湿度变化曲线方法来计算被监测者的呼吸频率和呼吸暂停时间。例如：将采集到温湿度信号采用数组的形式表示，根据设定次数(比如：五次)采样时间间隔得到的温湿度信号，求取平均拟合得到温湿度变化曲线。再根据温湿度变化曲线查找出呼吸停止时刻，从而得到呼吸停止时间段。
在本实施例中，所述监控终端处理模块，还用于根据设定时间段内被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数来确定被监测者患病的严重程度，基于严重程度从历史治疗数据库中查找出相匹配的治疗方案，以发送至对应医护者终端。
其中，在所述监控终端处理模块中，设定时间段内的被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数越多，睡眠呼吸暂停症的严重程度越高。
例如：睡眠呼吸暂停症的严重程度可设置在A、B、C这三个等级；
A等级为：设定时间段(连续7h)内的被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数在30次～35次；
B等级为：设定时间段(连续7h)内的被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数在35次～40次；
C等级为：设定时间段(连续7h)内的被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数超过40次。
具体地，所述历史治疗数据库中预先存储有相关的睡眠呼吸暂停症严重程度与治疗方案。
例如，在历史治疗数据库中，A等级的治疗方案为一般治疗：比如减肥：饮食控制、药物和手术；睡眠***改变：侧位睡眠，抬高床头；戒烟酒，避免服用镇静剂等。B等级的治疗方案为药物治疗；C等级的治疗方案为器械治疗或手术治疗。
在一个或多个实施例中，所述监控终端处理模块，还用于：接收监控终端处理模块传送来的经相应治疗方案治疗后的被监测者的发生睡眠呼吸暂停症次数，并被监测者的历史发生睡眠呼吸暂停症次数比对，判断治疗的有效性。
在具体实施中，若治疗后的被监测者的发生睡眠呼吸暂停症次数小于其历史发生睡眠呼吸暂停症次数，则判定治疗有效；否则判定治疗无效，则向对应医护者终端发送判定结果，以修正治疗方案。
(4)电刺激模块
电刺激模块，其用于接收激活信号并刺激被监测者的人中部位。
本实施例的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置，仅仅采集被监测者呼吸气体的温湿度信号，节省了大量监测元件，而且由信号前端处理模块对温湿度信号放大及滤波处理后传送至监控终端处理模块进行自动判断被监测者是否发生睡眠呼吸暂停症，当发生睡眠呼吸暂停症时，立即激活电刺激模块，由电刺激模块刺激被监测者的人中部位，从而达到监控和急救的目的。
本实施例的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置，考虑了睡眠呼吸暂停症的监测数据，根据设定时间段内被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数来确定被监测者患病的严重程度，基于严重程度从历史治疗数据库中查找出相匹配的治疗方案，给出了患者相匹配的个性化治疗方案，提高了治疗方案的匹配精准性及治疗效果。
参照图2，本实施例提供了一种基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测方法，其具体包括如下步骤：
步骤1：接收经放大及滤波处理的被监测者呼吸气体的温湿度信号；
步骤2：计算被监测者的呼吸频率和呼吸暂停时间；
步骤3：当呼吸暂停时间大于呼吸周期且超过设定时间阈值时，判定被监测者发生睡眠呼吸暂停症并立即向电刺激模块下发激活，由电刺激模块刺激被监测者的人中部位；
步骤4：根据设定时间段内被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数来确定被监测者患病的严重程度，基于严重程度从历史治疗数据库中查找出相匹配的治疗方案，以发送至对应医护者终端。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置，其特征在于，包括：
温湿传感器，其用于采集被监测者呼吸气体的温湿度信号；
信号前端处理模块，其用于对接收温湿传感器传送来的温湿度信号并进行放大及滤波处理，再传送至监控终端处理模块；
监控终端处理模块，其用于根据接收到信号，计算被监测者的呼吸频率和呼吸暂停时间；当呼吸暂停时间大于呼吸周期且超过设定时间阈值时，判定被监测者发生睡眠呼吸暂停症并立即激活电刺激模块；
电刺激模块，其用于接收激活信号并刺激被监测者的人中部位；
所述监控终端处理模块，还用于根据设定时间段内被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数来确定被监测者患病的严重程度，基于严重程度从历史治疗数据库中查找出相匹配的治疗方案，以发送至对应医护者终端。
2.如权利要求1所述的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置，其特征在于，所述监控终端处理模块，还用于：接收监控终端处理模块传送来的经相应治疗方案治疗后的被监测者的发生睡眠呼吸暂停症次数，并被监测者的历史发生睡眠呼吸暂停症次数比对，判断治疗的有效性。
3.如权利要求2所述的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置，其特征在于，在所述监控终端处理模块中，若治疗后的被监测者的发生睡眠呼吸暂停症次数小于其历史发生睡眠呼吸暂停症次数，则判定治疗有效；否则判定治疗无效，则向对应医护者终端发送判定结果，以修正治疗方案。
4.如权利要求1所述的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置，其特征在于，在所述监控终端处理模块中，采用移动平均法拟合温湿度变化曲线方法来计算被监测者的呼吸频率和呼吸暂停时间。
5.如权利要求1所述的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置，其特征在于，所述历史治疗数据库中预先存储有相关的睡眠呼吸暂停症严重程度与治疗方案。
6.如权利要求1所述的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置，其特征在于，在所述监控终端处理模块中，设定时间段内的被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数越多，睡眠呼吸暂停症的严重程度越高。
7.如权利要求1所述的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置，其特征在于，所述信号前端处理模块通过无线传输模块与监控终端处理模块通信。
8.如权利要求1所述的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置，其特征在于，所述信号前端处理模块包括依次串联连接的前置放大器、高通滤波器、程控放大器、低通滤波器、A/D转换电路和处理芯片。
9.如权利要求1所述的基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测装置，其特征在于，所述温湿传感器粘贴在被监测者鼻子下方人中处。
10.一种基于温湿传感器的睡眠呼吸暂停症监测方法，其特征在于，包括：
接收经放大及滤波处理的被监测者呼吸气体的温湿度信号；
计算被监测者的呼吸频率和呼吸暂停时间；
当呼吸暂停时间大于呼吸周期且超过设定时间阈值时，判定被监测者发生睡眠呼吸暂停症并立即向电刺激模块下发激活，由电刺激模块刺激被监测者的人中部位；
根据设定时间段内被监测者发生睡眠呼吸暂停症次数来确定被监测者患病的严重程度，基于严重程度从历史治疗数据库中查找出相匹配的治疗方案，以发送至对应医护者终端。
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