CN103006235A - 床垫式睡眠监测报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种床垫式睡眠监测报警装置，其主要分为传感器单元、监控单元和远程控制单元，传感器单元由床垫、置于床垫内部的液体囊、与液体囊相连接的液体导管以及置于液体导管末端的压电传感器组成，监控单元由信号处理电路、存储器以及信号传输电路组成，远程控制单元由无线传输电路、信号处理电路、显示和控制面板以及声光报警装置组成。使用者的呼吸、心跳以及体动引起床垫内部液体压力变化，压电传感器感应这些压力变化信息，产生相应的电信号。监控单元对这些电信号进行处理，分离出呼吸信号和心跳信号，当使用者出现呼吸暂停或心跳异常时，远程控制单元将发出声光警报，提醒监护者。

Description

床垫式睡眠监测报警装置

【技术领域】

本发明涉及一种人体睡眠时生理特征信息的监测装置，特别涉及一种人体睡眠时的心跳、呼吸以及体动的监测装置。

【背景技术】

近年来，睡眠质量逐渐成为大众关注的问题。根据最近的调查，中国大约有2亿人打鼾，5000万人在睡眠中发生呼吸暂停，还有近3亿人失眠，以及存在尚不为大多数中国人知的发生性睡病、不宁腿综合征、儿童睡眠暂停等约90种睡眠疾病。如果发现及时，并得到正确的治疗，其中大多数的患者的病情都能够得到改善。但是大多数患者限于传统观念，很少与医生讨论自己的睡眠情况，以至于错过最好的医治时期。

因此，能够对普通人的睡眠情况进行监测，提供科学的睡眠情况报告，当使用者出现生命垂危的症状时提供报警功能的相关产品对改善国人睡眠质量，防止睡眠时发生猝死有着重要的意义。

目前，可以监测使用者呼吸、心跳、体动的产品主要有通过在人体上粘贴电极片，测量呼吸心跳时人体电阻率变化的多导睡眠仪，或者监测使用者鼻腔气流情况的面罩式监测器。这些侵入性装置粘附于人体，无疑会对使用者的睡眠情况造成不良影响。

非侵入性装置有基于压电陶瓷，电容式和光纤传感器。这些传感器需要安装在刚性的装置上面，同样影响使用者睡眠。

并且，这些装置只能提供的原始的波形数据，普通人难以理解其含义，需要专业的医师指导才能了解自己的睡眠情况。

【发明内容】

为了解决上述问题，本发明提供一种柔软舒适、安装灵活、非侵入式的装置，该装置适于各个年龄段，能够监测睡眠时人体心跳、呼吸和体动情况，并对使用者的睡眠质量进行科学评估。

本专利采用以下技术方案来实现：

床垫式睡眠监测报警装置，其主要分为传感器单元，监控单元和远程控制单元，传感器单元由床垫、置于床垫内部的液体囊、与液体囊相连接的液体导管、置于液体导管末端的压电传感器组成；监控单元由信号处理电路、存储器以及信号传输电路组成；远程控制单元由无线传输电路、信号处理电路、显示和控制面板以及声光报警装置组成。

上述的床垫式人体睡眠监测装置，其特征是压电传感器感应由人体呼吸、心跳和体动引起的床垫压力变化信息，并输出电信号；所述监控单元的信号处理电路对该电信号进行处理，提取出对应的呼吸、心跳、体动信号；当

睡眠信息，以图表或者文档的形式提供一个睡眠报告：包括睡眠时间出现危险情况时，比如呼吸和心跳过慢或者过快、甚至停止时，上述的信号处理电路会通过信号传输电路，使远程控制单元发出警报，提醒监护人员，实现远程监控。

上述的床垫式人体睡眠监测装置，其特征在于采用硅油作为液体囊的填充物。

上述的床垫式人体睡眠监测装置，其特征在于所述的远程控制单元可以根据监控单元记录的、睡眠深浅、呼吸事件、心率事件等。

上述的床垫式人体睡眠监测装置，其特征是具有以下步骤

(1)电信号产生过程：由于人体心跳、呼吸、体动，引起床垫内部液体产生压力波动，导管末端的压电传感器感应压力变化，产生相应的电信号。

(2)信号处理过程：电压信号经过滤波，放大，修正，平滑，再经过模数转换，将得到的数字信号送入信号处理电路处理。

(3)信号统计过程：信号处理电路将微动作、呼吸、心跳信号进行分离，测量每个信号的频率，同时将相关参数送入存储器。

(4)分析过程：睡眠结束后，信号处理电路对存储器中的数据进行分析，计算出使用者当晚的睡眠质量。

(5)反馈过程：使用者需要时，可以从存储器中调出以表格或者图形界面显示的近段时间的睡眠质量情况。

(6)报警过程：当呼吸次数低于每分钟10次，或者连续20秒没有任何呼吸，监控单元产生报警信号，通过信号传输电路传送给远程控制单元，远程控制单元发出声光报警信号提醒护理者。

本发明专利的有益效果是：能够利用本专利的装置实现对人体睡眠时的生理特征的监测，提前发现可能存在的睡眠疾病；实现对使用者的远程实时监控，实时将使用者的睡眠信息展示给护理者并在发生危险情况的时候发出报警信号。本专利具有不需要与人体发生接触、不影响睡眠、安装方便和适于家庭使用的特点。

【具体实施方式和附图说明】

如图1所示的本专利床垫式睡眠监测报警装置示意图，其中1、内置液体腔囊的床垫，2、人体，3、液体导管，4、压电传感器，5、监测单元，6、远程控制单元。

图2所示床垫结构图，其中1、床垫，3、液体导管，4、压电传感器，7、并行放置的圆柱体形液体腔囊。

图3所示监控单元框图，其中4、压电传感器，5、监测单元，8、信号处理电路，9、无线传输电路，10、存储器。

图4所示的远程控制单元框图，其中11、无线传输电路，12、显示和控制面板，13、信号处理电路，14、声光报警装置。

图5所示的信号处理框图，其中15、滤波器，16、放大器，17、修正器，18、平滑器，19、模数转换器，20、微处理器，21、判定存在危险过程，22、发送报警信号过程。

床垫(1)与液体导管(3)相连，当人体的呼吸、心跳或者运动时引起床垫内部液体压力变化，液体导管末端的压电传感器(4)感应这些变化，并将其传化为电信号。这些微弱的模拟电信号经过滤波器(15)，放大器(16)，修正器(17)，平滑器(18)，模数转换器(19)处理后，得到相应的数字信号。这些数字信号经过微处理器(20)处理，可以提取得到相应的呼吸、心跳或者体动的信息。一方面这些信息被送入存储器中，睡眠过程结束后，微处理器从存储器(10)中提取出有用的参数，给出对上次睡眠质量情况的评价；另一方面，微处理器(20)对这些呼吸、心跳或者体动信息进行检查，如果发现存在危险，比如呼吸暂停，心跳过缓或者过快等，微处理器(20)控制无线传输电路(11)发送报警信号，提醒护理者。远程控制单元(6)有显示和控制面板(12)，可以实时监视使用者情况并对监测单元进行控制。

Claims (4)

1.床垫式睡眠监测报警装置，其主要分为传感器单元、监控单元和远程控制单元。

2.根据权利要求1所述的床垫式睡眠监测装置，其特征在于所述传感器单元由床垫、置于床垫内部的液体囊、与液体囊相连接的液体导管、置于液体导管末端的压电传感器组成，压电传感器感应人体呼吸、心跳和体动引起的床垫内部压力变化信息，输出相应的电信号。

3.根据权利要求2所述的置于床垫内部的液体囊，其特征在于采用硅油作为液体囊的填充物。

4.根据权利要求1所述的床垫式睡眠监测装置，其特征是具有以下步骤：

(1)电信号产生过程：人体的心跳、呼吸以及体动会引起床垫内部的液体囊中的液体发生压力波动，液体导管末端的压电传感器感应压力变化，产生相应的电信号。

(2)信号处理过程：压电传感器产生的电信号经过滤波，放人，修正，平滑，再经过模数转换，将最终得到的数字信号送入信号处理电路处理。

(3)信号统计过程：信号处理电路将心跳、呼吸以及体动信号进行分离，并将相关参数写入存储器。

(4)分析过程：睡眠结束后，信号处理电路对存储器中的数据进行统计处理，对使用者当晚的睡眠质量进行评估。

(5)反馈过程：使用者需要时，可以从存储器中调出以表格或者图形界面显示的近段时间的睡眠质量情况。

(6)报警过程：当呼吸次数低于每分钟10次，或者连续20秒没有任何呼吸，监控单元产生报警信号，通过信号传输电路传送给远程控制单元，远程控制单元发出声光报警信号提醒护理者。

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