CN104095620A - 体征监测震动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种体征监测震动装置，被监测者穿戴能够实时监测出被监测者睡眠时的心率信号和肺部的压力信号，并在被监测者打鼾时进行震动，其特征在于，包括：穿戴本体；心电采集部；压力采集部；信号放大部；滤波部；模数转换部；信号转换部；血氧饱和度计算部；正常范围值存储部；震动部；判断部；以及控制部，与模数转换部、温度值计算部、心率值计算部、呼吸频率值计算部、血氧饱和度计算部、温度值存储部、心率值存储部、呼吸频率值存储部、血氧饱和度存储部、报警发出部和判断部分别相连接，当判断为打鼾状态时，控制震动部进行震动。

Description

体征监测震动装置

技术领域

本发明涉及一种体征监测震动装置，特别涉及一种能够穿戴于被监测者上身部，通过实时监测被监测者的心电信号和肺部的压力信号判断出被监测者处于打鼾状态并进行震动的体征监测震动装置。

背景技术

睡眠是人体重要的生理状态，睡眠质量对人的健康至关重要，良好的睡眠有利于提高人们的生活质量和工作效率。而近年来，睡眠呼吸疾病发病率呈上升趋势，其中睡眠呼吸暂停综合症是最常见的一种。所谓睡眠呼吸暂停综合症医学上是指夜间睡觉过程中发生呼吸暂停和低通气反复发作30次以上，或者睡眠呼吸暂停低通气指数大于或等于5次/小时。睡眠呼吸暂停是指睡眠过程中口鼻呼吸气流均停止10秒以上，低通气是指睡眠呼吸气流下降50％以上并伴有血氧饱和度下降大于等于4％。临床特征是由响亮鼾声、短暂气喘及持续10秒以上的呼吸暂停交替组成，呼吸暂停表现口鼻气流停止，但胸腹式呼吸仍存在。呼吸暂停产生窒息感及伴随身体运动可突然惊醒，出现几次呼吸后再次入睡。白天感觉疲劳、困倦、没精神、晨起头痛、迟钝，以及记忆力、注意力、判断力和警觉力下降。可出现抑郁、焦虑、易激惹、口干和高血压等。

若肌体长期处于这种异常睡眠下，极可能引起低氧血症、高碳酸血症，进而引发一系列病理生理变化，如多器官的衰竭、肾脏衰竭、老年痴呆、心率失常等。并且已有研究发现，睡眠呼吸暂停综合症有引起心绞痛、心肌梗死、增加脑血栓、加速动脉粥样硬化的发生等危险。而对于儿童来讲，睡眠呼吸暂停综合症则可能导致发育尤其是面部发育异常、认知行为能力低、学习成绩下降等危害。

尽管睡眠呼吸暂停综合症的危害很大，但由于人们对该疾病认识不足、诊断意识不强，造成漏诊率、误诊率较高。随着医学的发展，人们逐渐意识到睡眠呼吸障碍带来的不良影响，国内外针对睡眠呼吸暂停综合症的研究也越来越多。

目前的体征监测震动装置并不能够穿戴在身上，不便于携带。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实时监测体征、并在被监测者处于打鼾状态时发出震动的体征监测震动装置。

本发明提供的一种体征监测震动装置，被监测者穿戴能够实时监测出被监测者睡眠时的心率信号和肺部的压力信号，并在被监测者打鼾时进行震动，其特征在于，包括：穿戴本体，用于固定在被监测者的上身部位；心电采集部，设置于穿戴本体的表面位于被监测者的心脏部位置，用于实时采集被监测者的心电信号；压力采集部，设置于表面位于被监测者的肺部位置，用于实时采集肺部的压力信号；信号放大部，与心电采集部和压力采集部分别相连接，用于将心电信号和压力信号分别进行放大形成放大心电信号和放大压力信号；滤波部，与信号放大部相连接，用于将放大心电信号和放大压力信号分别进行滤波形成滤波心电信号和滤波压力信号；模数转换部，与滤波部相连接，用于将滤波心电信号和滤波压力信号分别转换为数字心电信号和数字压力信号；信号转换部，将数字心电信号和数字压力信号分别转换为实时心率值和实时呼吸频率值；血氧饱和度计算部，根据实时心率值计算出实时血氧饱和度；正常范围值存储部，用于存储预定的正常心率阈值、正常呼吸频率阈值和正常血氧饱和度下限阈值；震动部，用于发出震动从而使被监测者停止打鼾；判断部，用于对实时呼吸频率值与正常呼吸频率阈值以及实时血氧饱和度与正常血氧饱和度下限阈值分别进行判断，当实时呼吸频率值超出正常呼吸频率阈值并且实时血氧饱和度小于正常血氧饱和度下限阈值时，判断为被监测者处于打鼾状态；以及控制部，与模数转换部、温度值计算部、心率值计算部、呼吸频率值计算部、血氧饱和度计算部、温度值存储部、心率值存储部、呼吸频率值存储部、血氧饱和度存储部、报警发出部和判断部分别相连接，当判断为打鼾状态时，控制震动部进行震动。

本发明提供的一种体征监测震动装置，还具有这样的特征，包括：体温采集部，设置于表面，用于实时采集被监测者的体温信号；以及报警发出部，用于发出报警信号，其中，信号放大部，用于将体温信号进行放大形成放大体温信号；滤波部，用于将放大体温信号进行滤波体温信号；模数转换部，用于将滤波体温信号转换为数字体温信号；信号转换部，将数字体温信号转换为实时体温值；正常范围值存储部，用于存储预定的正常体温阈值；判断部，用于对实时体温值与正常体温阈值、实时心率值与正常心率阈值以及实时呼吸频率值与正常呼吸频率阈值分别进行判断，当实时体温值超出正常体温阈值时，判断为被监测者处于体温异常状态；当实时心率值超出正常心率阈值时，判断为被监测者处于心率异常状态；当实时呼吸频率值超出正常呼吸频率阈值时，判断为被监测者处于呼吸频率异常状态；以及控制部，与体温采集部和报警发出部分别相连接，用于当判断为温度异常状态、心率异常状态或呼吸频率异常状态时，控制报警发出部发出报警信号。

本发明提供的一种体征监测震动装置，还具有这样的特征：其中，控制部采用MSP430FG439单片机；放大部采用AD548放大器；震动部采用微型手机马达；以及体温采集部采用Pt100温度传感。

本发明提供的一种体征监测震动装置，还具有这样的特征：其中，正常心率阈值为50次/分钟至90次/分钟；正常呼吸频率阈值为15次/分钟至20次/分钟；正常血氧饱和度下限阈值为90％；以及正常体温阈值为36度至37.3度。

本发明提供的一种体征监测震动装置，还具有这样的特征，包括：脑波音乐发出部，与控制部相连接，用于发出脑波音乐，其中，控制部，当心电采集部采集到心电信号时，控制脑波音乐发出部发出脑波音乐。

发明作用和效果

根据本发明所涉及体征监测震动装置能够被穿戴于被监测者上身部位，实时监测出被监测者的心电信号和肺部的压力信号，通过对心电信号和压力信号的放大滤波与模数转换形成数字心电信号和数字压力信号，然后通过转换将数字压力信号和数字压力信号转换为实时心率值和实时呼吸频率值，根据实时心率值计算出实时血氧饱和度，当实时呼吸频率值超出正常呼吸频率阈值并且实时血氧饱和度小于正常血氧饱和度下限阈值时，判断为被监测者处于打鼾状态，控制震动部进行震动，从而起到了打断被监测者打鼾的目的。本发明提出的体征监测震动装置是能进行实时监测、并震动的一种高效的、便于携带的体征监测震动装置。

附图说明

图1是本发明在实施例中的体征监测震动装置的结构连接框图；以及

图2是本发明在实施例中的体征监测震动装置的正视结构示意图。

具体实施方式

以下参照附图实及施例对本发明所涉及的体征监测震动装置作详细的描述。

实施例

图1是本发明在实施例中的体征监测震动装置的结构连接框图。

如图1所示，本实例中的体征监测震动装置100能够穿戴于被监测者上身部，通过实时监测被监测者的心电信号和肺部的压力信号判断出被监测者处于打鼾状态并进行震动，能够在体温值、心率值或呼吸频率值异常时发出报警以及在监测到心电信号时发出脑波音乐，体征监测震动装置100包含心电采集部3、压力采集部2、体温采集部4、信号放大部5、滤波部6、模数转换部7、信号转换部8、血氧饱和度计算部9、正常范围值存储部10、震动部12、报警发出部11、脑波音乐发出部13、判断部14和控制部15。

穿戴本体1用于固定在被监测者的上身部位。

心电采集部3设置于穿戴本体1的表面位于被监测者的心脏部位置，用于实时采集被监测者的心电信号。

压力采集部2设置于穿戴本体1的表面位于被监测者的肺部位置，用于实时采集肺部的压力信号。

体温采集部4采用Pt100温度传感，设置于穿戴本体1的表面，用于实时采集被监测者的体温信号。

信号放大部5采用AD548放大器，与心电采集部3、压力采集部2和体温采集部4分别相连接，放大心电信号、压力信号和体温信号分别形成放大心电信号、放大压力信号和放大体温信号。

滤波部6与信号放大部5相连接，对放大心电信号、放大压力信号和放大体温信号分别进行滤波形成滤波心电信号、滤波压力信号和滤波体温信号。

模数转换部7与滤波部6相连接，将滤波心电信号、滤波压力信号和滤波体温信号分别转换为数字心电信号、数字压力信号和数字体温信号。

信号转换部8与控制部15相连接，将数字心电信号所述数字压力信号和数字体温信号分别转换为实时心率值、实时呼吸频率值和实时体温值。

血氧饱和度计算部9与控制部15相连接，根据实时心率值计算出实时血氧饱和度。

正常范围值存储部10与控制部15相连接，用于存储预定的正常心率阈值50次/分钟至90次/分钟、正常呼吸频率阈值15次/分钟至20次/分钟、正常体温阈值36度至37.3度和正常血氧饱和度下限阈值90％。

震动部12采用微型手机马达，与控制部15相连接，用于发出震动从而使被监测者停止打鼾。

脑波音乐发出部13设置于穿戴本体1的表面，与控制部15相连接，用于发出脑波音乐。

报警发出部11与控制部15相连接，用于发出报警信号。

判断部14与控制部15相连接，对实时呼吸频率值与正常呼吸频率阈值、实时血氧饱和度与正常血氧饱和度下限阈值分别进行判断，当实时呼吸频率值小于16次/分钟并且实时血氧饱和度小于90％时，判断为被监测者处于打鼾状态，控制部15控制震动部12进行震动，被监测者感受到震动而翻身，使得监测者停止打鼾。判断部14还对实时体温值与正常体温阈值、实时心率值与所述正常心率阈值以及实时心率值与正常心率阈值分别进行判断，当所述实时体温值超出36度至37.3度时，判断为被监测者处于体温异常状态；当实时心率值超出50次/分钟至90次/分钟时，判断为被监测者处于心率异常状态；当实时呼吸频率值超出15次/分钟至20次/分钟，判断为被监测者处于呼吸频率异常状态，当被监测者被判断为温度异常状态、心率异常状态或呼吸频率异常状态时，控制部15控制报警发出部11发出报警信号。

当心电采集部3采集到心电信号时，控制部15控制脑波音乐发出部13发出脑波音乐，帮助被监测者进入睡眠。

图2是本发明在实施例中的体征监测震动装置的正视结构示意图。

如图2所示，在本实施例中穿戴本体1采用马夹状，可被穿着与被监测者的上身部位。

心电采集部3、压力采集部2、体温采集部4、震动部12和脑波音乐发出部13分别设置于穿戴本体1表面相对于被监测者的胸前位置上。

压力采集部2、体温采集部4和震动部12分别位于被监测者胸前右侧位置，从图2正视方向看，震动部12位于左侧，体温采集部4居中，压力采集部2位于右侧，依次水品排列。

心电采集部3和脑波音乐发出部13分别位于被监测者胸前左侧位置，从图2正视方向看，心电采集部3位于左侧，脑波音乐发出部13位于右侧，依次水品排列。

实施例的作用与效果

本实施例所涉及的体征监测震动装置，能够被穿戴于被监测者上身部位，实时监测出被监测者的心电信号和肺部的压力信号，通过对心电信号和压力信号的放大滤波与模数转换形成数字心电信号和数字压力信号，然后通过转换将数字压力信号和数字压力信号转换为实时心率值和实时呼吸频率值，根据实时心率值计算出实时血氧饱和度，当实时呼吸频率值超出正常呼吸频率阈值并且实时血氧饱和度小于正常血氧饱和度下限阈值时，判断为被监测者处于打鼾状态，控制震动部进行震动，从而起到了打断被监测者打鼾的目的。还能够实时监测出被监测者的体温信号，当判断为被监测者处于呼吸频率异常状态，当被监测者被判断为处于温度异常状态、心率异常状态或呼吸频率异常状态时，控制部控制报警发出部发出报警信号。并且能够在监测到心电信号时，控制部控制脑波音乐发出部发出脑波音乐，帮助被监测者进入睡眠。本发明提出的体征监测震动装置是能进行实时监测体征、报警、在被监测者打鼾时震动、并发出脑波音乐的一种高效的、便于携带的体征监测震动装置。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种体征监测震动装置，被监测者穿戴能够实时监测出被监测者睡眠时的心率信号和肺部的压力信号，并在所述被监测者打鼾时进行震动，其特征在于，包括：

穿戴本体，用于固定在所述被监测者的上身部位；

心电采集部，设置于所述穿戴本体的表面位于所述被监测者的心脏部位置，用于实时采集所述被监测者的心电信号；

压力采集部，设置于所述表面位于所述被监测者的肺部位置，用于实时采集所述肺部的压力信号；

信号放大部，与所述心电采集部和所述压力采集部分别相连接，用于将所述心电信号和所述压力信号分别进行放大形成放大心电信号和放大压力信号；

滤波部，与所述信号放大部相连接，用于将所述放大心电信号和所述放大压力信号分别进行滤波形成滤波心电信号和滤波压力信号；

模数转换部，与所述滤波部相连接，用于将所述滤波心电信号和所述滤波压力信号分别转换为数字心电信号和数字压力信号；

信号转换部，将所述数字心电信号和所述数字压力信号分别转换为实时心率值和实时呼吸频率值；

血氧饱和度计算部，根据所述实时心率值计算出实时血氧饱和度；

正常范围值存储部，用于存储预定的正常心率阈值、正常呼吸频率阈值和正常血氧饱和度下限阈值；

震动部，用于发出震动从而使所述被监测者停止打鼾；

判断部，用于对所述实时呼吸频率值与所述正常呼吸频率阈值以及所述实时血氧饱和度与所述正常血氧饱和度下限阈值分别进行判断，当所述实时呼吸频率值超出所述正常呼吸频率阈值并且所述实时血氧饱和度小于所述正常血氧饱和度下限阈值时，判断为被监测者处于打鼾状态；以及

控制部，与所述模数转换部、所述温度值计算部、所述心率值计算部、所述呼吸频率值计算部、所述血氧饱和度计算部、所述温度值存储部、所述心率值存储部、所述呼吸频率值存储部、所述血氧饱和度存储部、所述报警发出部和所述判断部分别相连接，当判断为打鼾状态时，控制震动部进行震动。

2.根据权利要求1所述的体征监测震动装置，其特征还在于，还包括：

体温采集部，设置于所述表面，用于实时采集所述被监测者的体温信号；以及

报警发出部，用于发出报警信号，

其中，所述信号放大部，用于将所述体温信号进行放大形成放大体温信号；

所述滤波部，用于将所述放大体温信号进行滤波体温信号；

所述模数转换部，用于将所述滤波体温信号转换为数字体温信号；

所述信号转换部，将所述数字体温信号转换为实时体温值；

所述正常范围值存储部，用于存储预定的正常体温阈值；

所述判断部，用于对所述实时体温值与所述正常体温阈值、所述实时心率值与所述正常心率阈值以及所述实时呼吸频率值与所述正常呼吸频率阈值分别进行判断，当所述实时体温值超出所述正常体温阈值时，判断为所述被监测者处于体温异常状态；当所述实时心率值超出所述正常心率阈值时，判断为所述被监测者处于心率异常状态；当实时呼吸频率值超出所述正常呼吸频率阈值时，判断为所述被监测者处于呼吸频率异常状态；以及

所述控制部，与所述体温采集部和所述报警发出部分别相连接，用于当判断为温度异常状态、心率异常状态或呼吸频率异常状态时，控制报警发出部发出报警信号。

3.根据权利要求1或2所述的体征监测震动装置，其特征还在于：

其中，所述放大部采用AD548放大器；

所述体温采集部采用Pt100温度传感；

所述震动部采用微型手机马达；以及

所述控制部采用MSP430FG439单片机。

4.根据权利要求1或2所述的体征监测震动装置，其特征还在于：

其中，所述正常心率阈值为50次/分钟至90次/分钟；

所述正常呼吸频率阈值为15次/分钟至20次/分钟；

所述正常血氧饱和度下限阈值为90％；以及

所述正常体温阈值为36度至37.3度。

5.根据权利要求1所述的体征监测震动装置，其特征在于，还包括：

脑波音乐发出部，设置于所述表面，与所述控制部相连接，用于发出脑波音乐，

其中，所述控制部，当所述心电采集部采集到所述心电信号时，控制所述脑波音乐发出部发出脑波音乐。