一種阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣症候群患者初篩系統的製作方法

2023-06-15 21:14:56 1

專利名稱：一種阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣症候群患者初篩系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣症候群(OSAHS)患者初篩系統，特別是一種對OSAHS患者進行初篩的設備和方法。
背景技術：
阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣症候群(Obstructive SleepApnea-HypopneaSyndrome, 0SAHS)是一種睡眠時因上呼吸道軟組織塌陷、阻塞而形成的呼吸暫停或通氣不足的睡眠呼吸障礙疾病。OSAHS以呼吸暫停、通氣不足、打鼾等為臨床特徵，因睡眠時長期通氣不足，造成低血氧症等疾病。現代醫學研究表明OSAHS是心臟病、高血壓、糖尿病等慢性疾病的源頭性疾病，聯合國國際衛生組織將其列入威脅人類健康的重大疾病之一。OSAHS的發病率高達人群中的6%-7%，目前對OSAHS患者進行多導睡眠監測(Polysomnography，PSG)是診斷OSAHS的金標準。但PSG檢查時需要給病人粘貼幾十個電極，不僅醫護人員操作起來十分複雜，而且病人要承受昂貴的檢查費用。此外病人的生理、心理負荷較大，在全身粘貼了幾十個電極後，其睡眠狀態與在家中自然睡眠狀態也有明顯不同。因而，許多患者不願意接受OSAHS檢查。所以，需要提供一種新的OSAHS患者的初篩儀器和方法，這種儀器和方法要求儘可能少的幹擾OSAHS患者的自然睡眠狀況。同時，其檢測數據需具有科學性和嚴謹性，並能增強患者科學對待OSAHS疾病的態度。

發明內容
本發明提供了一種阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣症候群患者初篩系統和方法，儘可能少的幹擾OSAHS患者的自然睡眠狀態，同時可以獲得鑑別OSAHS患者的關鍵數據。依據國際睡眠協會的OSAHS診斷標準，呼吸暫停的鑑別必須符合以下三個條件:1.溫度感應的氣流振幅基準振幅減少彡90% ；2.事件持續時間超過10秒鐘；3.至少90%事件合乎氣流振幅減少標準。依據國際睡眠協會的OSAHS診斷標準，低通氣的判據必須符合以下四項標準:1.鼻腔壓力之氣流振幅較基準振幅減少彡30% ；2.氣流振幅減少時間持續超過10秒鐘；3.血氧飽和度降低彡4% ；4.至少90%時間合乎氣流振幅減少標準。依據國際睡眠協會的OSAHS診斷標準，OSAHS分成阻塞型、中樞型、混合型，其判斷依據是:1.阻塞型:未有口鼻氣流期間結合著持續或增強的吸氣動作，判定為阻塞型OSAHS。

2.中樞型:未有口鼻氣流期間結合著缺乏的吸氣動作，判定為中樞型0SAHS。3.混合型:未有口鼻氣流期間結合著部分吸氣動作的缺乏與隨後部分吸氣動作的恢復，判定為混合型OSAHS。本發明是這樣實現的:。一種阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣症候群(OSAHS)初篩系統，所述OSAHS初篩系統含有:單片機1、計算機2、口鼻氣流監測模塊3、胸腹呼吸運動監測模塊4、血氧心率監測模塊5 ;其中，口鼻氣流監測模塊3、胸腹呼吸運動監測模塊4、血氧心率監測模塊5與單片機I通過有線或無線方式連接在一起；單片機I與計算機2通過有線或者無線方式連接在一起。進一步，所述OSAHS初篩系統含有視頻音頻監測模塊6，視頻音頻監測模塊6通過有線或無線方式與計算機2連接在一起。所述視頻音頻監測模塊6是具有低亮度成像功能的攝像機或紅外攝像機。所述視頻音頻監測模塊6含有至少I臺攝像機，可以通過不同角度來拍攝患者的睡眠姿態和睡眠時口鼻處的特寫鏡頭。所述OSAHS初篩系統的計算機2含有能重置或同步設定單片機I和視頻音頻監測模塊6的數據記錄時間的時間設置模塊21。所述OSAHS初篩系統的計算機2含有能自動調節攝像機並連續拍攝指定圖像的圖像鎖定模塊22，圖像鎖定模塊22能引導攝像機跟蹤拍攝特定的睡眠姿態和跟蹤拍攝睡眠時口鼻處的特寫鏡頭。所述OSAHS初篩系統的計算機2含有當監測信號異常時能發送警示信號的報警模塊23，當信號丟失或 生理信號異常時，能提醒患者家屬去檢查傳感器的連接情況或者及時喚醒患者。所述OSAHS初篩系統的單片機I含有數據儲存模塊11、顯示模塊12、指令輸入模塊13、時間模塊14、邏輯處理模塊15、A/D轉換模塊16、輸入埠 17和輸出埠 18、電池模塊19 ;A/D轉換模塊16將傳感器收集到的模擬信號轉為數位訊號輸入邏輯處理模塊15 ;邏輯處理模塊15對輸入的信號進行處理,一方面存入數據儲存模塊11中，另一方面在顯不模塊12中顯示直觀的監測數據圖表；指令輸入模塊13可以輸入指令，更改監測圖標的類型；時間模塊14可以接受計算機2傳來的時間設定參數與計算機2保持時間同步；輸入埠 17和輸出埠 18用於與計算機2和口鼻氣流監測模塊3、胸腹呼吸運動監測模塊4、血氧心率監測模塊5之間的數據交換，電池模塊19提供電源。所述單片機I的輸入埠 17和輸出埠 18採用有線連接或無線連接。進一步，所述無線方式連接是採用WiFi無線區域網技術。所述無線方式連接是還可以採用GPRS/CDMA/3G無線網絡技術。所述OSAHS初篩系統的計算機2通過網際網路與遠程醫療監測平臺7聯繫在一起，或與指定的智慧型手機8聯繫在一起，醫護人員可以通過遠程醫療監測平臺7或智慧型手機8即時觀察監測數據，並提供醫療指導。所述單片機I可以安裝在監測胸腹呼吸運動的胸部綁帶41上或腹部綁帶42上。通過WiFi無線區域網與計算機相連，大大提高了患者的舒適度。所述單片機I可以安裝在背心9上，背心9含有能監測胸腹呼吸運動的胸部綁帶91和腹部綁帶92，以及能納入單片機I的口袋93、能固定安裝連接線的固定扣94。這樣患者監測時，僅需將這種背心9穿在身上，將口鼻氣流傳感器貼在口鼻部指定位置，將血氧心率傳感器夾在中指上，並將連接線通過固定扣94在背心上固定好，微型尺寸的單片機I裝在背心的口袋裡，通過WiFi無線區域網與計算機相連，大大提高了患者的舒適度。本發明中，各個模塊的功能如下:所述口鼻氣流監測模塊3，用於監測口鼻氣流，通常採用溫度感應型口鼻氣流傳感器。所述胸腹呼吸運動監測模塊4，用於監測胸腹呼吸運動，通常採用胸部綁帶和腹部綁帶式傳感器。所述血氧心率監測模塊5，用於監測血氧飽和度和心率。所述視頻音頻監測模塊6，用於監測和記錄睡眠姿態、口鼻形態、頭頸部運動以及
鼻幹聲。所述數據儲存模塊11，用於採集的各種監測數據的存儲以及各種分析結果的存儲。所述顯示模塊 12，用於睡眠監測數據的顯示。所述指令輸入模塊13，用於操作指令輸入。所述時間模塊14，用於時間設置和保持各設備的時間同步。所述邏輯處理模塊15，完成系統的邏輯處理功能。所述A/D轉換模塊16，將模擬的傳感器信號變為數位訊號。所述輸入埠 17，接入各種信號，可以採用有線連接的接口，也可以是各種無線連接的接口。所述輸出埠 18，輸出各種信號，可以採用有線連接的接口，也可以是各種無線連接的接口。所述電池模塊19，提供系統所需電源。所述時間設置模塊21,用於時間的設置與時間的同步。所述圖像鎖定模塊22，用於鎖定特定圖像，並引導攝像機自動跟蹤該圖像。所述報警模塊23，用於信號丟失時報警，提示醫護人員檢查傳感器的連接固定情況；或者當出現異常生理信號時發出警報，及時喚醒患者。上述各種模塊均為現有技術中已存在的產品，本發明的發明點在於對上述各模塊的有機組合和使用，提出一種OSAHS患者的初篩系統以及一種初篩方法,而不在於各模塊本身，故對各模塊本身的結構不再贅述。本系統的工作原理如下:經口鼻氣流監測模塊3，胸腹呼吸運動監測模塊4和血氧心率監測模塊5，採集到的模擬信號數據，通過單片機I的輸入埠 17，輸入到單片機I內。採集到的模擬信號數據經過A/D轉換模塊16的模數轉換後，變成數位訊號。邏輯處理模塊15，對採集到的上述數據進行處理，在顯示模塊12中以圖表和數字形式顯示；同時通過輸出埠 18，以有線或無線的方式，將上述數據傳輸到計算機2中。計算機2可以將上述數據處理後，通過網際網路傳輸到醫院的遠程醫療監測平臺7上，或者將上述數據傳送到指定的患者家屬或醫護人員的智慧型手機8上。醫護人員可以在觀察研究上述數據後將相關醫療指令反饋給計算機2和單片機1，計算機2和單片機I可以自動執行醫護人員發出的醫療指令。本發明通過口鼻氣流監測、胸腹呼吸運動監測、血氧心率監測這三組核心睡眠監測模塊組成的睡眠監測系統，將阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣症候群(OSAHS)患者從睡眠呼吸障礙中初篩出來，一方面得到了較為科學的監測數據，另一方面儘可能減少了患者身上的傳感器的數量，而且可以在患者自己家中的自然睡眠狀態下進行監測，得到的數據更符合患者日常生活的睡眠事實。特別是本發明之OSAHS初篩系統配上視頻音頻模塊後，更能形象的展示患者睡眠時呼吸暫停和憋氣症狀，警示患者及時到睡眠專科醫院進行治療。


圖1是本發明之系統組成框圖。圖2是本發明之帶視頻音頻監測模塊的系統組成框圖。圖3是本發明之單片機的系統組成框圖。圖4是本發明之單片機安裝在腹部綁帶上的結構示意圖。圖5是本發明之單片機安裝在背心上的結構示意圖。上述圖中，I為單片機，2為計算機，3為口鼻氣流監測模塊，4為胸腹呼吸運動監測模塊，5為血氧心率監測模塊，6為視頻音頻監測模塊，7為遠程醫療監測平臺，8為智慧型手機，9為背心，11為數據儲存模塊，12為顯示模塊，13為指令輸入模塊，14為時間模塊，15為邏輯處理模塊，16為A/D轉換模塊，17為輸入埠，18為輸出埠，19為電池模塊，21為時間設置模塊，22為圖像鎖定模塊，23為報警模塊，41為胸部綁帶，42為腹部綁帶，91為背心上的胸部綁帶，92為背心上的腹部綁帶，93為背心上的口袋，94為背心上的固定扣。
具體實施例

實施例1:本發明之OSAHS初篩系統參考圖1、圖3，本實施例展示了一種基本型的本發明之阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣症候群(OSAHS)初篩系統，所述OSAHS初篩系統含有:單片機1、計算機2、口鼻氣流監測模塊3、胸腹呼吸運動監測模塊4、血氧心率監測模塊5 ;其中，口鼻氣流監測模塊3、胸腹呼吸運動監測模塊4、血氧心率監測模塊5與單片機I通過有線或無線方式連接在一起；單片機I與計算機2通過有線或者無線方式連接在一起。經口鼻氣流監測模塊3，胸腹呼吸運動監測模塊4和血氧心率監測模塊5，採集到的模擬信號數據，通過單片機I的輸入埠 17，輸入到單片機I內。採集到的模擬信號數據經過A/D轉換模塊16的模數轉換後，變成數位訊號。邏輯處理模塊15，對採集到的上述數據進行處理，在顯示模塊12中以圖表和數字形式顯示；同時通過輸出埠 18，以有線或無線的方式，將上述數據傳輸到計算機2中。計算機2可以將上述數據處理後，通過網際網路傳輸到醫院的遠程醫療監測平臺7上，或者將上述數據傳送到指定的患者家屬或醫護人員的智慧型手機8上。醫護人員可以在觀察研究上述數據後，將相關醫療指令反饋給計算機2和單片機I。計算機2和單片機I可以自動執行醫護人員發出的醫療指令。本發明通過口鼻氣流監測、胸腹呼吸運動監測、血氧心率監測這三組核心睡眠監測模塊組成的睡眠監測OSAHS初篩系統，通過口鼻氣流和胸腹呼吸運動之間的關係，可以判斷出睡眠呼吸暫停的類型是阻塞型還是中樞型或混合型。口鼻氣流、胸腹呼吸和血氧可以判斷出是否存在低通氣症狀。通過口鼻氣流監測、胸腹呼吸運動監測、血氧心率監測可以計算出呼吸暫停低通氣指數(Apnea& hypopnea index,AHI)。AHI,即睡眠中每小時呼吸暫停和低通氣的次數，是OSAHS診斷的最重要的參數，當AHI在5 15之間時，按照國際睡眠醫學協會的標準分為輕度OSAHS患者；當AHI在15 30之間時，為中度OSAHS患者；當AHI在30以上時，為重度OSAHS患者。本發明之OSAHS初篩系統，將OSAHS患者從睡眠呼吸障礙疾病中初篩出來，一方面得到了較為科學的監測數據；另一方面儘可能減少了患者身上的傳感器的數量，而且可以在患者家中熟悉的自然睡眠狀態下進行監測，得到的數據更符合患者日常生活的睡眠事實。本發明之OSAHS初篩系統的單片機I體積可以做得比較小，安裝在測量胸部呼吸運動的胸部綁帶41上，或者安裝在測量腹部呼吸運動的腹部綁帶42上，參考圖4。單片機I和計算機2之間可以通過WiFi無線區域網技術交換數據。進一步，口鼻氣流監測模塊3、胸腹呼吸運動監測模塊4、血氧心率監測模塊5與單片機I和計算機2之間，也可以採用WiFi無線區域網技術交換數據。這樣，各組件之間完全採用了無線連接技術。另外，無線方式連接是還可以採用GPRS/CDMA/3G無線網絡技術，但WiFi無線區域網技術的成本更低一些，可靠性更高。實施例2:本發明之帶視頻音頻的OSAHS初篩系統參考圖2，本實施例展示了一種本發明之帶視頻音頻模塊的OSAHS初篩系統。與實施例I的不同點在於增加了視頻音頻模塊6，視頻音頻模塊6採集到的數據通過有線或無線的方式與計算機2連接。視頻音頻數據經過計算機2處理後，與單片機I傳來的口鼻氣流、胸腹呼吸、血氧、心率數據結合，在計算機2的顯示器上以直觀的圖表和數據顯示出來，方面醫護人員閱讀。這樣，不僅有口鼻氣流、胸腹呼吸、血氧、心率等醫學數據，還可以同步觀察到呼吸暫停時的憋氣症狀 和口鼻處的面部表情。形象直觀，可以增強患者對OSAHS的重視程度。計算機2上設有時間設置模塊21，時間設置模塊21用於時間的設置與時間的同步，可以保持口鼻氣流監測模塊3，胸腹呼吸運動監測模塊4、血氧心率監測模塊5和視頻音頻模塊6的時間同步。此外，計算機2上還可以設有圖像鎖定模塊22，用於鎖定特定圖像，如口鼻部，或頭部，或上半身或全身，並引導攝像機自動跟蹤該圖像。視頻音頻模塊6採用攝像機和麥克風。通常採用具有夜光攝影功能的攝像機，或者採用紅外攝像機。視頻音頻模塊6可用多個攝像頭組成，構成不同的觀察角度。此外，計算機2上還可以設有報警模塊23，用於信號丟失時報警，提示醫護人員檢查傳感器的連接固定情況；或者當出現異常生理信號時發出警報，及時喚醒患者。實施例3:本發明之背心式OSAHS初篩系統參考圖5，本實施例展示了一種本發明之背心式OSAHS初篩系統。所述背心式OSAHS初篩系統增加了背心9，背心9採用全棉的彈性內衣，其上設有胸部綁帶91、腹部綁帶92、口袋93和固定扣94。胸部綁帶91上設有監測胸部呼吸運動的傳感器；腹部綁帶92上設有監測腹部呼吸運動的傳感器；口袋93可以安裝單片機I ;固定扣94可以固定與各傳感器連接的導線。單片機I可以安裝在背心9上，背心9含有能監測胸腹呼吸運動的胸部綁帶91和腹部綁帶92，以及能納入單片機I的口袋93、能固定安裝連接線的固定扣94。這樣患者監測時，僅需將這種背心9穿在身上，將口鼻氣流傳感器貼在口鼻部指定位置，將血氧心率傳感器夾在中指上，並將連接線通過固定扣94在背心上固定好，微型尺寸的單片機I裝在背心的口袋裡，通過WiFi無線區域網 與計算機相連，大大提高了患者的舒適度。
權利要求
1.一種阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣症候群(OSAHS)初篩系統，其特徵在於所述OSAHS初篩系統含有:單片機(I)、計算機(2)、口鼻氣流監測模塊(3)、胸腹呼吸運動監測模塊(4)、血氧心率監測模塊(5);其中，口鼻氣流監測模塊(3)、胸腹呼吸運動監測模塊(4)、血氧心率監測模塊(5)與單片機(I)通過有線或無線方式連接在一起；單片機(I)與計算機(2)通過有線或者無線方式連接在一起。
2.根據權利要求1所述OSAHS初篩系統，其特徵在於所述OSAHS初篩系統含有視頻音頻監測模塊(6)，視頻音頻監測模塊(6)通過有線或無線方式與計算機(2)連接在一起。
3.根據權利要求2所述OSAHS初篩系統，其特徵在於所述視頻音頻監測模塊(6)是具有低亮度成像功能的攝像機或紅外攝像機。
4.根據權利要求3所述OSAHS初篩系統，其特徵在於所述視頻音頻監測模塊(6)含有至少I臺攝像機。
5.根據權利要求1所述OSAHS初篩系統，其特徵在於所述計算機(2)含有能重置或同步設定單片機(I)和視頻音頻監測模塊￠)的數據記錄時間的時間設置模塊(21)。
6.根據權利要求1所述OSAHS初篩系統，其特徵在於所述計算機(2)含有能自動調節攝像機並連續拍攝指定圖像的圖像鎖定模塊(22)。
7.根據權利要求1所述OSAHS初篩系統，其特徵在於所述計算機(2)含有當監測信號異常時能發送警示信號的報警模塊(23)。
8.根據權利要求1所述OSAHS初篩系統，其特徵在於所述單片機(I)含有數據儲存模塊(11)、顯示模塊(12)、指令輸入模塊(13)、時間模塊(14)、邏輯處理模塊(15)、A/D轉換模塊(16)、輸入埠 (17)和輸出埠(18)、電池模塊(19) ;A/D轉換模塊(16)將傳感器收集到的模擬信號轉為數位訊號輸入邏輯處理模塊(15);邏輯處理模塊(15)對輸入的信號進行處理，一方面存入數據儲存模塊(11)中，另一方面在顯示模塊(12)中顯示直觀的監測數據圖表；指令輸入模塊(13)可以輸入指令，更改監測圖標的類型；時間模塊(14)可以接受計算機(2)傳來的時間設定參數與計算機(2)保持時間同步；輸入埠(17)和輸出埠(18)用於與計算機(2)和口鼻氣流監測模塊(3)、胸腹呼吸運動監測模塊(4)、血氧心率監測模塊(5)之間的數據交換，電池模塊(19)提供電源。
9.根據權利要求8所述OSAHS初篩系統，其特徵在於所述輸入埠(17)和輸出埠(18)採用有線連接或無線連接。
10.根據權利要求1或2或9所述無線方式連接是採用WiFi無線區域網技術。
11.根據權利要求1或2或7所述無線方式連接是採用GPRS/CDMA/3G無線網絡技術。
12.據權利要求1所述OSAHS初篩系統，其特徵在於所述計算機(2)通過網際網路與遠程醫療監測平臺(7)聯繫在一起，或與指定的智慧型手機(8)聯繫在一起。
13.根據權利要求1所述OSAHS初篩系統，其特徵在於所述單片機(I)可以安裝在監測胸腹呼吸運動的胸部綁帶(41)上或腹部綁帶(42)上。
14.根據權利要求1所述OSAHS初篩系統，其特徵在於所述單片機(I)可以安裝在背心(9)上，背心(9)含有能監測胸腹呼吸運動的胸部綁帶(91)和腹部綁帶(92)，以及能納入單片機(I)的口袋(93)、能固定安裝連接線的固定扣(94)。
全文摘要
一種阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣症候群(OSAHS)初篩系統，所述初篩系統含有單片機、計算機、口鼻氣流監測模塊、胸腹呼吸運動監測模塊、血氧心率監測模塊；其中口鼻氣流監測模塊、胸腹呼吸運動監測模塊、血氧心率監測模塊與單片機通過有線或無線方式連接在一起；單片機與計算機通過有線或者無線方式連接在一起。本發明通過口鼻氣流監測、胸腹呼吸運動監測、血氧心率監測這三組核心睡眠監測模塊組成的睡眠監測系統，將OSAHS患者從睡眠呼吸障礙疾病中初篩出來，一方面得到了較科學的監測數據，另一方面儘可能減少了患者身上的傳感器的數量，且在患者家中的自然睡眠狀態下進行監測，得到的數據更符合患者日常生活的睡眠事實。特別是本發明之初篩系統配上視頻音頻模塊後，更能形象的展示患者睡眠時呼吸暫停和憋氣症狀，警示患者及時到睡眠專科醫院進行治療。
文檔編號A61B5/00GK103202687SQ201210010908
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者謝汝石, 周亮 申請人:謝汝石, 周亮