CN100435762C - 无线分体式止鼾仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线分体式止鼾仪，其包括声信转发器、脉冲刺激器，且分别装设在其各自的壳体内；声信转发器包括拾音器和信号放大电路、信号处理电路、信号发射电路，脉冲刺激器包括信号接收电路、脉冲输出电极和脉冲发生电路、脉冲调制电路，且声信转发器之信号发射电路是射频发射电路，其之信号处理电路包括微处理器的信号接口与按键连结构成的按键设定电路；脉冲刺激器的信号接收电路是电磁波射频接收电路，其脉冲调制电路包括微处理器的信号接口与开关管连结构成的脉宽调制电路和脉幅调制电路。本发明提供一种能够高保真地接受人体鼾声、能够精确地无线传输鼾声信号、不会使人体产生异物感、且刺激合理有效的无线分体式止鼾仪。

Description

无线分体式止鼾仪

技术领域

本发明涉及一种防止打鼾的器具，尤其涉及一种通过接触电极施加电流来防止打鼾的电子仪器。

背景技术

鼾声是在睡眠时软腭、舌根等咽部软组织随呼吸气流颤动所产生的节律性声音。现代医学研究表明，轻度打鼾一般不会影响他人休息，也不会影响自身健康。但当鼾声超过60分贝左右时，就会影响到同室人休息或导致他人烦恼，更严重时可导致个人的缺氧症状，使呼吸停顿，成为睡眠呼吸暂停综合症(Sleep Apnea Syndrome)。因此，使打鼾者停止打鼾，不仅关系到同室他人的休息，也关系到打鼾者自身的身体健康。

目前市面上的止鼾产品很多，主要有两大类：

一类产品可以增大鼻腔，通过顺畅呼吸来消除鼾声，止鼾器可以通过手术植入到鼻腔或咽喉附近，或不用手术而是睡觉时将止鼾器插入鼻腔或含在口中；但通过手术植入的止鼾器和在睡觉时戴在口中或插入鼻腔的止鼾器均会使人产生异物感，让人觉得不舒服，影响打鼾者的睡眠质量；

另一类产品为刺激式止鼾仪，其包括麦克风等设备，由麦克风检测到鼾声，再通过某种刺激方法唤醒打鼾者，使打鼾者改变睡姿而停止打鼾。而在刺激式止鼾仪中，又可以根据其刺激方法的不同分成以下三类：

1)声音刺激式止鼾仪：

这种声音刺激式止鼾仪在检测到鼾声之后，通过一个发音装置(主要使用耳塞)刺激人体听觉，使打鼾者停止打鼾。大部分声音刺激式止鼾仪使用耳塞，同样存在上述的异物感问题；其它类型声音刺激式止鼾仪一般使用放置在床头的发声装置，这类产品强度过小就不能起到止鼾的效果，强度过大又会使得打鼾者无法安睡，难以保证其效果。

2)振动刺激式止鼾仪：

这种止鼾仪采用的是机械振动的方式来唤醒打鼾者，有戴在手腕上的手表式的，有振动枕头或枕巾式的，也有振动整张床的。和声音刺激式止鼾仪一样，振动强度过小就不能起到止鼾的效果，振动强度过大又会使得打鼾者无法安睡，效果难以保证。

3)电流刺激式止鼾仪：

这种止鼾仪使用的是一对电极，通常将电极贴在手腕上或是人体背部，通过电流来刺激人体达到止鼾效果。采取电流刺激的方式，可以避免以上所述各种止鼾仪产品的异物感缺点，而且能保证止鼾效果。

现在市场上电流刺激式的止鼾仪产品，如台湾优基实业有限公司的“电子安睡止鼾器”(台湾公告号：361246)，但其产品的声音检测装置与电刺激发生装置均安放在戴在手腕的表上，由于睡眠时打鼾者手放的位置不定，有时放在被窝里，有时又会放在被窝外，这样产品在止鼾原理的第一个环节——收集和检测鼾声的时候就容易产生误差，无法正确判断鼾声，更不能精确地检测鼾声的频率，其止鼾效果应受到质疑。

另有一名称为Apparatus for stopping a sleeping person fromsnoring、专利号为GB2103807的英国专利，其装置虽然采用了无线分体技术，但其在无线通讯方面采用的是超声波，而使用超声波通讯有一个缺点：超声波十分容易受到外界环境因素的影响。使用超声波进行通讯时，收发超声波信号的各端之间必须是没有障碍物阻隔的，如果收发端之间存在着障碍物(人体或被褥等)，从发射端发射出来的超声波信号就会受到这些障碍物的阻挡而反射回去，这样，接收端无法准确接收到超声波信号，装置就不能精确地判断鼾声的出现及鼾声的频率，因此也就无法精确控制刺激装置对人体产生合理的刺激，从而影响到止鼾的效果。

发明内容

针对现有技术的上述缺点，本发明要达到的技术目的是要提供一种能够高保真地接受人体鼾声、能够精确地无线传输鼾声信号、不会使人体产生异物感、且刺激合理有效的无线分体式止鼾仪。

为此，本发明的技术解决方案是一种无线分体式止鼾仪，该止鼾仪包括接收鼾声并将其转化为发射信号的声信转发器、接收所述转换信号并再将其转化为低频电刺激脉冲的脉冲刺激器，所述的声信转发器和脉冲刺激器的电路装设在其各自的壳体内；所述的声信转发器包括拾音器和如下单元电路：信号放大电路、信号处理电路、信号发射电路，所述的脉冲刺激器包括信号接收电路、脉冲输出电极和介于其间的如下单元电路：脉冲发生电路、脉冲调制电路，且所述声信转发器之信号发射电路是电磁波射频发射电路，而其之信号处理电路包括微处理器的信号接口与按键连结构成的按键设定电路；所述脉冲刺激器的信号接收电路是电磁波射频接收电路，而其脉冲调制电路包括微处理器的信号接口与开关管连结构成的脉宽调制电路和脉幅调制电路。首先，本发明的的仪器针对植入式止鼾仪的缺点，采用低频电流脉冲刺激人体止鼾方式，这样就无须在鼻孔或口腔附近植入异物，不会使使用者产生异物感，对正常睡眠也不会产生影响。而且使用低频脉冲刺激，不仅对人体不会产生副作用，还兼有按摩和松弛神经的功效。

其次，针对现有的电流刺激式止鼾产品无法准确判断不同个体鼾声的缺点，本发明仪器的声信转发器采用微处理器的信号接口与按键连结构成按键设定电路，同时，脉冲刺激器采用微处理器的信号接口与开关管连结组成脉宽调制电路和脉幅调制电路，这样，在使用本产品之前，可先经按键设定电路向微处理器中输入使用者个体的鼾声资料，信号处理电路就能存储用户个体特征很强的鼾声精确频谱特征资料，而且经过按键设定电路还能存储个体特征很强的刺激手法资料。由于上述的电路改进，使得可以进一步采用多重鼾声辨别检测电路装置如：鼾声频率检测电路、鼾声间隔检测电路和鼾声出现频率检测电路，通过这些判断检测电路，本发明的产品可以准确地判断出周围产生的声音是否为鼾声，对鼾声的判断明显比现有同类产品更精确；而且，当信号处理电路判断鼾声存在，微处理器与开关管连结构成的脉宽调制电路和脉幅调制电路可以根据事先输入的用户个人刺激手法资料来调节电流刺激量和刺激方式，从而实现个体特征很强的刺激手法。

而且，本发明仪器通过信号发射电路发送电磁波射频指令给低频脉冲刺激发生部分的信息接收电路；在无线通讯方面采用电磁波射频技术(RF)这种通讯技术，既可避免用导线连接时有可能产生的危险，如电线缠绕身体等，又不会出现如超声波通讯时障碍物阻隔所造成的通讯干扰的情况，实际应用中，能保证声信转发器与脉冲刺激器间的通讯畅通无阻，传输准确性大增。当接收到指令后，脉冲刺激器中的脉冲电路就根据指令产生一系列极为适宜个体的电脉冲，通过人体接触电极产生一个刺激电流作用于人体表面，给人体适当的低频脉冲电流刺激，实现不唤醒打鼾者、而仅使打鼾者稍感不适并改变其睡姿，就能停止打鼾。消除鼾声的效果效果显著增加。

为了使得本发明的仪器达到低耗高效、智能待机，使得仪器待机状态的能耗降至最低，所述单元电路均带有各自的电源控制电路，所述电源控制电路均与相应的微处理器信号接口相连接。

为使本发明仪器的按键设定电路能更高效地输入使用者个体的资料，所述声信转发器和脉冲刺激器均包括各自的发光管显示器及其电路。

基于两个部分之间采用无线电射频技术(RF)通讯的优点，本发明仪器很重要的一点改进为：无线分体式结构即产品的两个主要部分——声音检测判断部分和低频脉冲刺激发生部分是可以分离的，具体分体结构包括：

所述的声信转发器的壳体与脉冲刺激器的壳体具有易拆卸的相互嵌配机械结构和机电结构，所述脉冲刺激器的壳体以及所述的声信转发器的壳体内均设有电池舱。所述脉冲刺激器的的壳体上端设有容纳并锁扣所述声信转发器壳体的凹槽结构，所述脉冲刺激器的的壳体下端裸露地设有一对所述脉冲输出电极的金属接触极片；所述脉冲刺激器的壳体上设有绑定人体的绑带；所述声信转发器的壳体上端设有装配所述拾音器的孔口；所述显示器分别装配在各自的壳体上端。

上述分体结构类改进使得本发明仪器的两个部分壳体即其内部电路可以是结合为一体的，也可以分开，使得测定鼾声精确程度和使用方便性进一步提高：使用者可以根据自己的需要和使用习惯，选择在睡觉前只将脉冲刺激器的壳体用绑带绑定在人体四肢上而使得其下端的输出电极金属接触极片紧贴皮肤，声音检测判断部分则分离另置于打鼾者头部附近，以更为准确地收集和判断鼾声，从而避免由于声音收集装置被被子等遮盖住而影响声音收集的效果。当然，使用者可以按需要选择，将声音检测判断部分和低频脉冲刺激发生部分结合为一体使用，灵活方便。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明声信转发器的电路原理框图。

图2为本发明声信转发器的电路结构示意图。

图3、4为本发明声信转发器壳体的上、下端示意图。

图5为本发明脉冲刺激器的电路原理框图。

图6为本发明脉冲刺激器的电路结构示意图。

图7、8为本发明脉冲刺激器壳体的上、下端示意图。

图9、10为本发明无线分体式止鼾仪的分离、嵌配状态示意图。

图11为本发明无线分体式止鼾仪在分离状态下使用的示意图。

具体实施方式

声信转发器实施例：

如图1，所示为一种无线分体式止鼾仪的声信转发器电路原理框图。声信转发器接收鼾声并将其转换为发射信号，其包括拾音器和如下单元电路：信号放大电路、信号处理电路、信号发射电路，所述声信转发器之信号发射电路是电磁波射频发射电路，而其之信号处理电路包括微处理器的信号接口与按键连结构成的按键设定电路；信号放大电路、信号处理电路、信号发射电路诸单元电路均带有各自的电源控制电路，各电源控制电路均与相应的微处理器信号接口相连接。声信转发器还包括显示器及其显示器电路。

如图2，所示为声信转发器的具体电路结构：

1、拾音器：即图2中MICROPHONE，其接收到声音后转化成微弱的电信号，输入到后面的信号放大电路。

2、信号放大电路：主要由图2中的第一、二个(LM324)放大器U2A、U2B组成，

3、比较电路和滤波电路：第三个(LM324)放大器U2C用作比较，第四个(LM324)放大器U2D用作滤波整形，经处理后的波形通过三极管Q1送入单片机P1.7口，判断是否为鼾声。

4、按键设定电路：由单片机P3.3口与开关按键S1、电阻R19连接组成，用以输入个人资料。而按键设定电路、比较电路和滤波电路共同构成信号处理电路。

5、微处理器电路：主要由图2中AT89C2051单片机U6、其外围时钟电路、复位电路等组成，用来控制信号电路电源和射频发射电路电源的通断、鼾声的判断，控制射频发射电路发射信号以及显示、按键设定电路。

6、显示器及其电路：主要由图2中D1、D2两个LED组成，前者用来显示射频发射电路是否在发射信号，后者用来显示电路是否接收到鼾声。

7、射频发射电路电源控制电路：主要由图2中Q8、Q11两个三极管组成，有单片机P3.7口控制射频发射电路电源的通断。

8、射频发射电路：由图2中J1发射天线器件为主组成，当接收到鼾声后，由单片机P1.2口来控制发射电路发射信号。

9、信号电路电源控制电路：由图2中Q9、Q10两个三极管为主组成的电路，由单片机P1.3口控制信号电路电源的通断。

如图3，所示为声信转发器壳体I上端的示意图，包括显示器1，在显示器1下有与其配合使用的个人资料输入按键3，使用户能够根据个人情况调节输入资料，显示器1左下方为麦克风开口2，用以通过睡眠鼾声。

如图4，所示为声信转发器壳体I下端示意图，主要有一电路板4，上面置有用以接收睡眠鼾声的麦克风5、按键输入点6、射频RF数据传输电路7和电源电池8等。

脉冲刺激器实施例：

如图5，所示为一种无线分体式止鼾仪的脉冲刺激器电路原理框图。脉冲刺激器接收射频转换信号并再将其转化为低频电刺激脉冲。所述的脉冲刺激器包括信号接收电路、脉冲输出电极A、B，和介于其间的如下单元电路：脉冲发生电路、脉冲调制电路，所述脉冲刺激器的信号接收电路是电磁波射频接收电路，而其脉冲调制电路包括微处理器的信号接口与开关管连结构成的脉宽调制电路和脉幅调制电路。上述单元电路包括脉冲发生电路、脉冲调制电路均带有电源控制电路，所述电源控制电路均与相应的微处理器信号接口相连接。所述脉冲刺激器均包括发光管的显示电路。

如图6，所示为脉冲刺激器的具体电路结构：

1、变压器升压/稳压电路：主要由变压器TRANS及其外围电路组成，通过自激振荡产生合适的电压，然后由稳压二极管d2进行稳压后输出。

2、变压器升压电路电源控制电路：由图6中q1、q7两个三极管为主组成的电路，由单片机P1.6口控制变压器升压电路电源的通断。

3、脉幅调制电路：主要由图6中q9、q10、q21三个三极管和r3、r45、r46三个电阻组成，用以控制输出三种不同的刺激强度，由单片机P1.2、P1.3、P1.4口控制选择不同的强度。

4、脉宽调制电路：主要由单片机P1.5口，经q22、q23三极管、r44电阻为主的电路对脉冲宽度PWM调制，最后经q24通过j2端口输出。脉幅调制电路与脉宽调制电路共同构成脉冲调制电路。

5、微处理器电路：为图6中AT89C2051单片机u2、其外围时钟电路、复位电路等组成，用来控制变压器升压电路电源、PWM波调制、射频接收电路信号的接收和处理，以及控制按键及显示电路。

7、显示电路：主要由图中d5、d6、d7、d14四个LED组成，d5、d6、d7分别用来指示刺激强度的弱、中、强三档，后一个指示灯d14用来指示刺激时间设置状态，当这个指示灯亮时，d5、d6、d7分别用来指示刺激时间的短(10S)、中(15S)、长(20S)三档(20S)。

8、射频接收电路：由图中j1接收天线器件为主组成，当接收到发射电路发射过来的射频信号后，送入到单片机P1.7口，再由单片机指令脉冲刺激电路发出刺激电流。

如图7，所示为脉冲刺激器壳体II上端的示意图，包括脉冲电流发生调制电路板11，上面还置有RF数据信号接收电路10、电源电池12和刺激电流输出点13。

如图8，所示为脉冲刺激器壳体II下端的示意图，其与人体皮肤接触的一面有两个人体接触电极9，用以贴紧人体皮肤输出脉冲刺激电流。

如图9、10，所示分别为本发明无线分体式止鼾仪的声信转发器及其壳体I与脉冲刺激器及其壳体II之间分离或嵌配状态示意。

如图11，所示为本发明无线分体式止鼾仪的声信转发器壳体I与脉冲刺激器壳II体之间分离状态下使用的示意，通过脉冲刺激器壳体II上所设的绑带绑定在睡眠人体的左手臂上，而声信转发器及壳体I置于睡眠者头部附近，以准确地收集和判断鼾声，以避免由于麦克风受被襦等遮盖而影响声音收集的效果。壳体I中的声信转发器将声音信号用射频准确传输给壳体II中的脉冲刺激器，壳体II下端的人体接触电极9贴紧人体皮肤输出脉冲刺激电流，制止鼾声。

Claims (7)

1、一种无线分体式止鼾仪，该止鼾仪包括接收鼾声并将其转换为发射信号的声信转发器、接收所述的鼾声转换的发射信号并再将其转化为低频电刺激脉冲的脉冲刺激器，所述的声信转发器和脉冲刺激器的电路装设在其各自的壳体内；所述的声信转发器包括拾音器和如下单元电路：信号放大电路、信号处理电路、信号发射电路，所述的脉冲刺激器包括信号接收电路、脉冲输出电极和介于信号接收电路和脉冲输出电极之间的如下单元电路：脉冲发生电路、脉冲调制电路，其特征在于：所述声信转发器之信号发射电路是电磁波射频发射电路，而所述声信转发器之信号处理电路包括微处理器的信号接口与按键连结构成的按键设定电路；所述脉冲刺激器的信号接收电路是电磁波射频接收电路，而所述脉冲刺激器的脉冲调制电路包括微处理器的信号接口与开关管连结构成的脉宽调制电路和脉幅调制电路。

2、如权利要求1所述的无线分体式止鼾仪，其特征在于：所述的声信转发器和脉冲刺激器的电路均带有各自的电源控制电路，所述电源控制电路均与相应的微处理器信号接口相连接。

3、如权利要求1或2所述的无线分体式止鼾仪，其特征在于：所述声信转发器和脉冲刺激器均包括各自的发光管显示器及其电路。

4、如权利要求1或2所述的无线分体式止鼾仪，其特征在于：所述的声信转发器的壳体与脉冲刺激器的壳体具有易拆卸的相互嵌配机械结构和机电结构；所述脉冲刺激器的壳体以及所述的声信转发器的壳体内均设有电池舱。

5、如权利要求1或2所述的无线分体式止鼾仪，其特征在于：所述脉冲刺激器的壳体上端设有容纳并锁扣所述声信转发器壳体的凹槽结构，所述脉冲刺激器的壳体下端裸露地设有一对所述脉冲输出电极的金属接触极片，所述的声信转发器和脉冲刺激器各自的发光管显示器分别装配在各自的壳体上端。

6、如权利要求5所述的无线分体式止鼾仪，其特征在于：所述脉冲刺激器的壳体上设有绑定人体的绑带。

7、如权利要求5所述的无线分体式止鼾仪，其特征在于：所述声信转发器的壳体上端设有装配所述拾音器的孔口。

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