一種遠程無線睡眠監護儀的製作方法

2023-12-07 02:31:31 2

專利名稱：一種遠程無線睡眠監護儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種醫療儀器，具體涉及一種遠程無線睡眠監護儀。
背景技術：
伴隨著後工業化時代的到來，人們的生活節奏越來越快，越來越多的人面臨著各種各樣的睡眠問題，比如失眠、嗜睡以及睡眠呼吸暫停綜合症等。據中國睡眠研究會公布的最新睡眠調查結果顯示，中國成年人失眠發生率為38.2%，高於國外發達國家的失眠發生率。其中，北京、廣州等大城市有睡眠障礙的人更是佔到六成以上，醫生、記者、教師、軟體研發員、警察、企業家等都是睡眠問題高發人群。一般情況下，對各種睡眠和呼吸疾病進行診斷，標準手段是使用PSG多導睡眠監測儀。PSG是目前唯一一款能夠客觀、科學的定量記錄和分析使用者睡眠質量的設備。不過PSG的缺點也是顯而易見的。首先，使用者的檢測過程，只能在醫院或者實驗室中進行，使用者在陌生的環境下進行睡眠檢測，極容易被外界幹擾，導致用戶睡眠不正常，或睡眠檢測失敗，即使用者失眠，因此檢測結果有可能不能表徵用戶的真實情況；其次，醫院或實驗室需要運營一個睡眠中心，費用不菲，這些費用最終都會被轉移到使用者身上，增加使用者的經濟負擔；最後使用者使用PSG測量，只能進行夜間的睡眠監測，忽略了日間信號對於夜間信號的參照作用，無法進行白天的嗜睡和長期的睡眠晝夜節律的監護。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，提供一種遠程無線睡眠監護儀，使用日趨成熟的採集器技術、藍牙通信技術、微處理器技術實現實時精確監測、存儲和自動分析睡眠生理信號參數及判斷睡眠呼吸暫停中止次數以及智能喚醒的目的，同時，使用者還可以在實時查看數據的同時也通過無線傳輸方式傳輸至具無線接收功能的接收端，供遠端的人們掌握。為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種遠程無線睡眠監護儀，由採集器和主機構成，其特徵在於，所述採集器內設置血氧脈搏波信號採集探頭，所述主機包括信息採集模塊、控制模塊、無線傳輸模塊、顯示模塊和電源模塊；信息採集模塊採集運動信號、外界聲音信號及外界亮度信號並實時傳輸至控制模塊，控制模塊對接收的數據進行分析、存儲後再把數據實時傳輸至無線傳輸模塊，無線傳輸模塊把接收的數據傳輸至同樣具有無線接收功能的接收端；顯示模塊供使用者查看信息；電源模塊用以供電。所述採集器與主機之間採用可插拔接頭連接。所述血氧脈搏波信號採集探頭採用雙組血氧脈搏波探頭。所述信息採集模塊包括採集運動信號的三軸加速度傳感器、採集外界聲音信號的聲音傳感器和採集外界亮度信號的亮度傳感器。所述控制模塊包括嵌入式ARM微處理器。所述顯示模塊包括液晶顯示器。[0011]所述電源模塊包括具有充電管理功能的充電晶片和鋰電池模組。所述無線傳輸模塊包括藍牙通信裝置。本實用新型的有益效果在於，一種遠程無線可攜式睡眠監護儀，採集信息準確、多樣，不僅能讓使用者足不出戶就獲得以前在醫院才能完成的全面睡眠監護，包括睡眠分期功能、鼾聲嚴重程度的判定功能、睡眠晝夜節律分析功能、呼吸暫停嚴重程度評估功能，及睡眠呼吸暫停中止次數判斷功能和早上智能睡眠喚醒功能，遠端人員可以實時掌握使用者的生理信息，既能為人們做檢查提供方便，又能減輕醫院的門診負擔，是解決當前社會醫療資源緊張狀況行之有效的辦法。

圖1為本實用新型的實物示意圖；圖2為本實用新型的原理框架圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明，但不以任何方式限制本實用新型的範圍。如圖1和2所示，一種遠程無線睡眠監護儀，由採集器2和主機I構成，其特徵在於，所述採集器2內設置血氧脈搏波信號採集探頭，所述主機I為腕錶式，外殼的機械外形尺寸為50mmX 50mmX 22mm,包括信息採集模塊、控制模塊、無線傳輸模塊、顯示模塊和電源模塊；信息採集模塊採集運動信號、外界聲音信號及外界亮度信號並實時傳輸至控制模塊，控制模塊對接收的數據進行分析、存儲後再把數據實時傳輸至無線傳輸模塊，無線傳輸模塊把接收的數據傳輸至同樣具有無線接收功能的接收端；顯示模塊供使用者查看信息；電源模塊用以供電。所述採集器2與主機I之間採用可插拔接頭連接。在白天不使用的情況下可從遠程無線睡眠監護儀主機I上拔除，減少使用者的負擔。所述血氧脈搏波信號採集探頭使用光體積描記法，利用人體不同含氧量的組織吸收紅光和紅外光線的強度不同進行血氧值和脈搏的測定。脈率測量範圍為30-250bpm，血氧測量範圍為0-100%，在正常狀態下脈率測量精度誤差為±2bpm，血氧數值測量精度誤差為 ±2%。所述血氧脈搏波信號採集探頭具有較高的信號採樣率:雖然人體的脈搏波一般在5Hz以下，且在睡眠狀態時有時更不足1Hz，不過由於脈搏波形容易受幹擾，且對睡眠系統及其重要，為了能更加真實的體現脈搏波的細節和方便噪聲過濾，系統輸出120Hz的採樣率。由於睡眠監測時間長，一旦血氧脈搏波信號採集探頭的採樣率提高，人體組織也會相應的受到長時間的高強度的光線照射，這樣會直接導致人體組織局部積累大量熱量，極易引起人體組織的灼傷。所述血氧脈搏波信號採集探頭採用雙組血氧脈搏波探頭來克服此問題，即將人體富含血管的指尖放在探頭的兩組傳感器之間，每組包含一個發光器和一個光探測器，兩組傳感器每隔一定周期，例如:30min，交替工作，減少人體局部組織積累大量熱量，降低人體組織灼傷的發生機率。所述信息採集模塊包括採集運動信號的三軸加速度傳感器、採集外界聲音信號的聲音傳感器和採集外界亮度信號的亮度傳感器。所述三軸加速度傳感器能夠全天候連續工作，體積小、厚度薄，大小為3mmX5mmX lmm,且超低功耗，工作模式下電流低至23uA,待機模式下電流為0.1 μ A,解析度為12位，測量範圍達±16g。三軸加速度傳感器包含三個方向的加速度計，排列位置相互正交，三軸加速度傳感器包含多條壓電材料的帶子，這種壓電材料是單軸、串聯的雙壓電晶片。人體的運動引起這些帶子的運動，從而產生電荷的變化，該變化引起輸出電壓的不同。由不同的輸出電壓值檢測人體三個方向的加速度值。每個方向的採樣率皆為30Hz。低功耗模式支持基於運動的電源管理，從而以極低的功耗進行閾值感測和運動加速度測量。所述聲音傳感器採用MP3解碼晶片VS1003模塊，採集睡眠者周圍聲音強弱，用於研究噪聲強弱對於睡眠質量的影響以及評估使用者睡眠過程中的鼾聲強弱程度。為了節省內存空間和電池，只有當採集器2與主機I之間採用可插拔接頭連接時，此聲音傳感器才啟用，當採集器2從主機I上拔出時，聲音傳感器自動停止工作。所述亮度傳感器24小時全天候採集使用者周圍光線強弱，輔助進行晝夜判定和早上健康喚醒用戶。亮度傳感器功耗為0.04 3mA，暗電阻值> 20Mohm，暗電流值< 0.1uA。血氧脈搏波信號採集探頭和三軸加速度傳感器完成實現睡眠分期功能和睡眠呼吸暫停中止次數判斷功能的信息採集；血氧脈搏波信號採集探頭完成實現呼吸暫停嚴重程度評估功能的信息採集，聲音傳感器完成實現鼾聲嚴重程度的判定功能的信息採集。亮度傳感器完成實現睡眠晝夜節律分析和早上智能睡眠喚醒功能的信息採集。所述控制模塊包括嵌入式ARM微處理器。嵌入式ARM微處理器規格為ARM_Cortex_M3內核，最高頻率為72MHz。嵌入式ARM微處理器自身有時鐘晶片，只需增加一個紐扣電池就能準確記錄使用者檢測的時間和日期。控制模塊是遠程無線睡眠監護儀的核心模塊，負責控制其他模塊的工作，接收多個傳感器的數據，分析處理數據，發送數據等一系列的工作。所述顯示模塊包括液晶顯示器。所述顯示模塊內部採用低功耗的LC模塊，可實時顯示控制模塊傳輸的脈率值和血氧值，此外通過顯示模塊用戶可以了解電池，藍牙等器件的工作狀態。所述電源模塊包括具有充電管理功能的充電晶片和鋰電池模組。電源模塊內置充電晶片，能依據鋰電池模組實際電量情況，採用相對應的充電狀態，可以分別對電池進行小電流預充、恆流快充，快充滿時候進行恆壓充電，充滿後自動停止充電，在電池過充或過放時候自動保護，使電池的充電安全有效，極大延長電池壽命，電池選用鋰電池的額定電壓為3.7V，容量750mAh。體積小，輕便，壽命長。充滿電後，無外接電的情況下，連續使用不少於8個小時。所述無線傳輸模塊包括藍牙通信裝置。遠程無線睡眠監護儀使用藍牙通信裝置進行無線傳輸，藍牙通信裝置通過SPI接口和控制模塊進行數據通訊，其符合藍牙2.0通信規範。規格為內置2.4G藍牙天線射頻座，收發距離10M，AT指令設置參數和發布命令，最高串口波特率為1382400bps。藍牙通信裝置與藍牙接收設備建立物理連結後，接收藍牙接收設備發送的握手包。握手成功後，藍牙通信裝置可向藍牙接收設備實時傳送控制模塊中存儲的睡眠監護生理數據。控制模塊對藍牙通信裝置採取管理，在停止收發數據的間隔時間，藍牙通信裝置自動進入休眠狀態，有效減少了藍牙通信裝置一直處於上傳數據狀態下的能耗，極大地提高了遠程無線睡眠監護儀的鋰電池續航時間，省電環保。一個小巧的腕錶型的遠程無線睡眠監護儀和傳統的PSG設備相比，體積小巧，採集過程簡化，且實現功能多。遠程無線睡眠監護儀是一款24小時全天候監測睡眠的儀器，在家庭環境中使用，操作方法簡單，集成血氧脈搏波信號採集探頭、三軸加速度傳感器、聲音傳感器、亮度傳感器，做成腕錶的形式，減少了大量的線路，用最接近於自然狀態的方式，對睡眠進行分析。使用者使用時只需像手錶一樣佩戴，達到睡眠幹擾度最低，採集的數據可以源源不斷的傳送到同樣具有無線接收功能的接收端，讓遠端人員隨時查看使用者的睡眠生理信息，方便對使用者睡眠狀況的實時掌握。以上所述僅為本實用新型的較佳可行實施例，並非限制本實用新型的保護範圍，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化，故凡運用本實用新型說明書及附圖內容所作出的等效結構變化，均包含在本實用新型的保護範圍內。
權利要求1.一種遠程無線睡眠監護儀，由採集器(2)和主機(I)構成，其特徵在於，所述採集器(2)內設置血氧脈搏波信號採集探頭，所述主機(I)包括信息採集模塊、控制模塊、無線傳輸模塊、顯示模塊和電源模塊；信息採集模塊採集運動信號、外界聲音信號及外界亮度信號並實時傳輸至控制模塊，控制模塊對接收的數據進行分析、存儲後再把數據實時傳輸至無線傳輸模塊，無線傳輸模塊把接收的數據傳輸至同樣具有無線接收功能的接收端；顯示模塊供使用者查看信息；電源模塊用以供電。
2.根據權利要求1所述的一種遠程無線睡眠監護儀，其特徵在於，所述採集器(2)與主機(I)之間採用可插拔接頭連接。
3.根據權利要求1所述的一種遠程無線睡眠監護儀，其特徵在於，所述血氧脈搏波信號採集探頭採用雙組血氧脈搏波探頭。
4.根據權利要求1所述的一種遠程無線睡眠監護儀，其特徵在於，所述信息採集模塊包括採集運動信號的三軸加速度傳感器、採集外界聲音信號的聲音傳感器和採集外界亮度信號的亮度傳感器。
5.根據權利要求1所述的一種遠程無線睡眠監護儀，其特徵在於，所述控制模塊包括嵌入式ARM微處理器。
6.根據權利要求1所述的一種遠程無線睡眠監護儀，其特徵在於，所述顯示模塊包括液晶顯示器。
7.根據權利要求1所述的一種遠程無線睡眠監護儀，其特徵在於，所述電源模塊包括具有充電管理功能的充電晶片和鋰電池模組。
8.根據權利要求1所述的一種遠程無線睡眠監護儀，其特徵在於，所述無線傳輸模塊包括藍牙通信裝置。
專利摘要本實用新型公開一種遠程無線睡眠監護儀，由採集器(2)和主機(1)構成，所述採集器(2)內設置血氧脈搏波信號採集探頭，所述主機(1)包括信息採集模塊、控制模塊、無線傳輸模塊、顯示模塊和電源模塊。信息採集模塊採集睡眠相關信號並實時傳輸至控制模塊，控制模塊對接收的數據進行分析、存儲後再把數據實時傳輸至無線傳輸模塊，無線傳輸模塊把接收的數據傳輸至同樣具有無線接收功能的接收端。顯示模塊供使用者查看信息。電源模塊用以供電。本實用新型不僅能讓使用者足不出戶就獲得以前在醫院才能完成的全面睡眠監護，還能判斷使用者睡眠過程中的睡眠呼吸暫停中止次數以及智能喚醒，且遠端人員可以實時掌握使用者的睡眠生理信息。
文檔編號A61B5/00GK202920148SQ20122047344
公開日2013年5月8日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者張濤濤, 劉孝鋒, 蘇雨軒, 王元鵬, 張黔 申請人:深圳市新元素醫療技術開發有限公司