CN104887381A - 一种维持人体侧卧睡眠的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种维持人体侧卧睡眠的装置及方法。该装置包括卧姿识别组件，卧姿识别组件与电器驱动组件电连接，电器驱动组件与唤醒组件电连接。卧姿识别组件和电器驱动组件之间还设置有一个卧姿信息处理组件。本发明还包括使用维持人体侧卧睡眠的装置进行维持人体侧卧睡眠的方法，当人体仰卧或俯卧时，立刻被卧姿识别组件识别；卧姿识别组件直接向电器驱动组件发出指令，或通过卧姿信息处理组件向电器驱动组件发出指令；电器驱动组件接收该指令后，立刻驱动唤醒组件唤醒人体，使用户维持侧卧；或者驱动翻身床的电机，使翻身床实现侧翻，从而实现将人体翻身至侧卧。本发明能够及时纠正人体的不良睡眠姿势，维持人体全程健康睡眠姿势，预防打鼾和睡眠呼吸暂停。

Description

一种维持人体侧卧睡眠的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种维持人体侧卧睡眠的装置及方法，属于医疗保健器械领域。

背景技术

众所周知，侧卧是人类最健康的睡眠姿势，睡眠质量也最高。侧卧睡眠有利于是避免或缓解打鼾，对眠呼吸暂停患者也是最佳睡姿。现有技术中没有维持人体侧卧睡眠的装置或方法，大多是通过止鼾器等装置来缓解用户打鼾，并促使用户变化睡姿，来提高用户睡眠质量。

CN201220290555.0公开了一种止鼾器，通过这种止鼾器上侦测孔里面的拾音器侦测到人体发出的鼾声，且鼾声必须达到70+5dB以上。当止鼾器侦测到70+5dB的鼾声10=1秒以上时，由止鼾器发出生物电针脉冲信号，并传至打鼾患者神经中枢，使患者悬雍垂等相关呼吸器官收缩调整，止鼾器在不吵醒使用者的前提下促使使用者因反射作用变换卧姿。该装置对鼾声较大的鼾症患者有一定作用，但存在以下缺陷：第一，该止鼾器对鼾声强度小于70+5dB的鼾症患者无效，而现实中绝大多数鼾症患者的鼾声都在70+5dB以下，因此在使用范围上有很大的局限性。第二，该止鼾器因为是侦测声音强度，所以无法使不发出鼾声的睡眠呼吸暂停患者变换卧姿，所以对睡眠呼吸暂停患者无效。第三，因为是侦测声音强度，使用者必须在发出一定强度的鼾声之后才能获得止鼾，所以该止鼾器只能被动止鼾，不能主动防止打鼾。第四，该止鼾器促使使用者变换卧姿的手段是在不吵醒鼾症患者的前提下采用生物电针刺激，因此，不吵醒鼾症患者变换卧姿具有不确定性，有可能仍然保持仰卧，或者变换为对身体健康更加不利的俯卧。第五，该止鼾器不能区分鼾声与其它声音的差异，仅仅根据声音强度处置，有可能将雷声和其它噪音误认为鼾声，一律按鼾声处置，从而影响使用者睡眠质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有止鼾器变换卧姿技术存在的上述缺陷，提供一种维持人体侧卧睡眠的装置及方法，维持人体全程侧卧睡眠，有效防止打鼾和睡眠呼吸暂停，使人体获得健康睡眠姿势。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种维持人体侧卧睡眠的装置，包括卧姿识别组件，所述卧姿识别组件与电器驱动组件电连接，电器驱动组件与唤醒组件电连接。

进一步，所述卧姿识别组件固定在人体的胸部或背部。

进一步，所述唤醒组件可放置在人体的止鼾穴位上，如中脘、阴陵泉、天枢、丰隆4个穴位，兼作震动按摩器或针灸电针。

进一步，所述唤醒组件也可放置在人体任何部位上，只要用户认为合适即可。

进一步，所述卧姿识别组件通过无线的方式与电器驱动组件电连接。

进一步，所述电器驱动组件可与唤醒组件设置为一体。

进一步，所述电器驱动组件和唤醒组件还可与卧姿识别组件设置为一体，一并固定在人体的胸部或背部。

进一步，所述卧姿识别组件和电器驱动组件之间还可设置一个卧姿信息处理组件，卧姿识别组件通过卧姿信息处理组件与电器驱动组件电连接。

进一步，所述卧姿识别组件可与卧姿信息处理组件设置为一体，固定在人体的胸部或背部。卧姿信息处理组件通过无线方式与电器驱动组件电连接。

进一步，所述卧姿信息处理组件还可设置在人体外周。卧姿识别组件通过无线的方式与卧姿信息处理组件电连接，卧姿信息处理组件通过无线的方式与电器驱动组件电连接。

进一步，所述卧姿识别组件、卧姿信息处理组件还可与电器驱动组件和唤醒组件设置为一体，固定在人体的胸部或背部。

进一步，所述卧姿识别组件为倾倒开关或陀螺仪。

进一步，所述卧姿信息处理组件为单片机或具有信息采集和控制功能的微型计算机，是采集、处理各种信息和输出控制信号的元器件。

进一步，所述电器驱动组件为继电器或三极管。

进一步，所述唤醒组件为小型振动电机或生物电针。

进一步，所述唤醒组件可用翻身床的电机替代，电器驱动组件和翻身床的电机电连接。卧姿信息处理组件与电器驱动组件设置为一体，嵌入翻身床内。

本发明以倾倒开关或陀螺仪作为传感器。当卧姿识别组件采用倾倒开关识别卧姿时，用一个或多个倾倒开关即可以检测到不同的卧姿；放在人体胸部或背部的倾倒开关随着人体翻身而改变倾倒开关的角度，当翻身达到一定角度时，倾倒开关就会给出开关信号，以达到识别卧姿的目的。当卧姿识别组件采用陀螺仪作为传感器时，利用陀螺仪的定轴性原理，将陀螺仪的某一轴向与人体翻身的轴向调整到一致，然后在陀螺仪该轴的径向上划分四个等分，每一等分为90度，再将0-89度定义为人体右侧卧，90-179度为俯卧，180-269度为左侧卧，270-359度为仰卧，通过程式编制，就可以识别人体的各种卧姿。

陀螺仪早已进入消费电子领域，价格低廉，广泛应用于手机和相机的防抖系统、儿童玩具的直升机等。

使用如前所述维持人体侧卧睡眠的装置进行维持人体侧卧睡眠的方法，包括如下步骤：

通过卧姿识别组件实时检测人体的卧姿；

当人体仰卧或俯卧时，立刻被卧姿识别组件识别；在不设置卧姿信息处理组件的情况下，卧姿识别组件向电器驱动组件发出指令；在设置有卧姿信息处理组件的情况下，卧姿识别组件向卧姿信息处理组件发送信息，卧姿信息处理组件获得人体仰卧或俯卧信息后，立刻向电器驱动组件发出指令；

电器驱动组件接收该指令后，立刻驱动唤醒组件唤醒人体，使用户侧卧；或者驱动翻身床的电机，使翻身床实现侧翻，从而实现将人体翻身至侧卧。

本发明的有益效果是：能够及时纠正人体的不良睡眠姿势，维持人体全程健康睡眠姿势，预防打鼾和睡眠呼吸暂停。

附图说明

图1是本发明第一个实施例的示意图。

图2是本发明第二个实施例的示意图。

图3是本发明第三个实施例的示意图。

图4是本发明第四个实施例的示意图。

图5是本发明第五个实施例的示意图。

图6是本发明第六个实施例的示意图。

图中：1——人体，2——无线电第一发射/接收器，3——卧姿识别组件，4——无线电第二发射/接收器，5 —— 电器驱动组件，6——唤醒组件，7——卧姿信息处理组件，8——翻身床，9——无线电第三发射/接收器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

参照图1，一种维持人体侧卧睡眠的装置，包括卧姿识别组件3，所述卧姿识别组件3与电器驱动组件5电连接，电器驱动组件5与唤醒组件6电连接。

本实施例中，卧姿识别组件3固定在人体1的胸部。电器驱动组件5和唤醒组件6设置为一体，放置在人体1的腿部，卧姿识别组件3通过无线的方式与电器驱动组件5电连接，卧姿识别组件3与无线电第一发射/接收器2电连接，电器驱动组件5与无线电第二发射/接收器4电连接。电器驱动组件5与唤醒组件6设置为一体。

本实施例中，所述卧姿识别组件4为倾倒开关。

所述电器驱动组件为继电器或三极管。

所述唤醒组件6为小型振动电机或生物电针。

使用本实施例所述维持人体侧卧睡眠的装置进行维持人体侧卧睡眠的方法，包括如下步骤：

通过卧姿识别组件3实时检测人体的卧姿；当人体1仰卧或俯卧时，立刻被卧姿识别组3件识别，卧姿识别组件3通过无线电第一发射/接收器2、无线电第二发射/接收器4向电器驱动组件5 发出指令，电器驱动组件5接收该指令后，立刻驱动唤醒组件 6唤醒人体1，使用户侧卧。

本实施例以倾倒开关作为传感器。当卧姿识别组件3采用倾倒开关识别卧姿时，用一个或多个倾倒开关即可以检测到不同的卧姿；放在人体1胸部的倾倒开关随着人体翻身而改变倾倒开关的角度，当翻身达到预设角度时，倾倒开关就会给出开关信号，以达到识别卧姿的目的。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：

参照图2，所述卧姿识别组件3、电器驱动组件5与唤醒组件 6设置为一体，一并固定在人体1的胸部。本实施例中，无需再设置无线电第一发射/接收器2和无线电第二发射/接收器4。

本实施例中，所述卧姿识别组件4为陀螺仪。

当人体1仰卧或俯卧时，立刻被卧姿识别组件3识别，卧姿识别组件3立刻触发电器驱动组件5，电器驱动组件5立刻驱动唤醒组件6，通过唤醒组件6唤醒人体 1，使之维持侧卧。

本实施例以陀螺仪作为传感器。当卧姿识别组件采用陀螺仪作为传感器时，利用陀螺仪的定轴性原理，将陀螺仪的某一轴向与人体翻身的轴向调整到一致，然后在陀螺仪该轴的径向上划分四个等分，每一等分为90度，再将0-89度定义为人体右侧卧，90-179度为俯卧，180-269度为左侧卧，270-359度为仰卧，通过程式编制，就可以识别人体的各种卧姿。

陀螺仪早已进入消费电子领域，价格低廉，广泛应用于手机和相机的防抖系统、儿童玩具的直升机等。

陀螺仪是一种体积小、功能强大的智能芯片，以InvenSense公司生产的MPU-6050芯片为例，芯片封装尺寸为4x4x0.9mm，可以整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之轴间差的问题，减少了大量的包装空间。MPU-6050整合了3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个I2C端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他传感器的数位运动处理(DMP: Digital Motion Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的9轴融合演算技术。

InvenSense的运动处理资料库，可处理运动感测的复杂数据，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，并为应用开发提供架构化的API。

MPU-6050的角速度全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec (dps)，可准确追緃快速与慢速动作，并且，用户可程式控制的加速器全格感测范围为±2g、±4g±8g与±16g。产品传输可透过最高至400kHz的I2C或最高达20MHz的SPI。

MPU-6050可在不同电压下工作，VDD供电电压为2.5V±5%、3.0V±5%或3.3V±5%，逻辑接口VVDIO供电为1.8V± 5%。其他的特征包含内建的温度感测器、包含在运作环境中仅有±1%变动的振荡器。

MPU-6050可进行以数字输出6轴或9轴的旋转矩阵、四元数(quaternion)、欧拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据。

MPU-6050具有131 LSBs/°/sec 敏感度与全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec 的3轴角速度感测器。

MPU-6050采用程式控制，且程式控制范围为±2g、±4g、±8g和±16g的3轴加速器。移除加速器与陀螺仪轴间敏感度，降低设定给予的影响与感测器的飘移。

数字运动处理(DMP: Digital Motion Processing)引擎可减少复杂的融合演算数据、感测器同步化、姿势感应等的负荷。

MPU-6050的运动处理数据库支持Android、Linux与Windows，内建之运作时间偏差与磁力感测器校正演算技术，免除了用户须另外进行校正的需求。以数位输出的温度传感器，以数位输入的同步引脚(Sync pin)支援视频电子影相稳定技术与GPS，可程式控制的中断(interrupt)支援姿势识别、摇摄、画面放大缩小、滚动、快速下降中断、high-G中断、零动作感应、触击感应、摇动感应功能。高达400kHz快速模式的I2C，或最高至20MHz的SPI串行主机接口(serial host interface)。

其余同实施例1。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于：

参照图3，所述卧姿识别组件3和电器驱动组件5之间还设置有一个卧姿信息处理组件7，卧姿识别组件3通过卧姿信息处理组件7与电器驱动组件5电连接。

所述卧姿信息处理组件7为单片机或具有信息采集和控制信号输出功能的微型计算机。

本实施例中，卧姿识别组件3与卧姿信息处理组件7设置为一体，固定在人体1的胸部。卧姿信息处理组件7通过无线方式与电器驱动组件5电连接，具体为：卧姿信息处理组件7通过无线电第三发射/接收器9、无线电第二发射/接收器4与电器驱动组件5连接。电器驱动组件 5和唤醒组件6电连接并设置为一体，放置在人体1的腿部。

使用如前所述维持人体侧卧睡眠的装置进行维持人体侧卧睡眠的方法，包括如下步骤：

通过卧姿识别组件3实时检测人体的卧姿；

当人体 1仰卧或俯卧时，立刻被卧姿识别组件 3识别；卧姿识别组件3向卧姿信息处理组件7发送信息，卧姿信息处理组件7获得人体仰卧或俯卧信息后，通过无线电第三发射/接收器9、无线电第二发射/接收器4向电器驱动组件5发出指令；

电器驱动组件5接收该指令后，立刻驱动唤醒组件6唤醒人体，使用户维持侧卧。

其余同实施例1。

实施例4：

本实施例与实施例3的区别在于：

参照图4，卧姿识别组件3固定在人体1的胸部，卧姿信息处理组件7设置在人体外周。卧姿识别组件3通过无线的方式与卧姿信息处理组件7电连接，卧姿信息处理组件7通过无线的方式与电器驱动组件5电连接，具体为：卧姿识别组件3通过无线电第一发射/接收器2、无线电第三发射/接收器9与卧姿信息处理组件7电连接，卧姿信息处理组件7通过无线电第三发射/接收器9、无线电第二发射/接收器4与电器驱动组件5连接。电器驱动组件5和唤醒组件 6 设置为一体，放置在人体1的腿部。

当人体1仰卧或俯卧时，立刻被卧姿识别组件3识别，卧姿识别组件3通过无线电第一发射/接收器2、无线电第三发射/接收器9向卧姿信息处理组件7发送信息，卧姿信息处理组件7进行信息处理后通过无线电第三发射/接收器9和无线电第二发射/接收器4向电器驱动组件5发出信号，电器驱动组件5立刻驱动唤醒组件6，通过唤醒组件6 唤醒人体 1，使用户侧卧。

其余同实施例3。

实施例5：

本实施例与实施例3的区别在于：

参照图5，所述卧姿识别组件3、卧姿信息处理组件7、电器驱动组件5和唤醒组件6设置为一体，固定在人体的胸部。

当人体1仰卧或俯卧时，立刻被卧姿识别组件3识别，卧姿识别组件3立刻向卧姿信息处理组件7发送信息，卧姿信息处理组件7经过信息处理后立刻向电器驱动组件5发出指令，电器驱动组件5接受指令后立刻驱动唤醒组件6唤醒人体1，使之维持侧卧。

其余同实施例3。

实施例6：

本实施例与实施例3的区别在于：

参照图6，所述唤醒组件6用翻身床8的电机替代，电器驱动组件5和翻身床8的电机电连接。卧姿信息处理组件7与电器驱动组件5设置为一体，嵌入翻身床内。卧姿识别组件3固定在人体1的胸部。卧姿识别组件3通过无线的方式与卧姿信息处理组件7电连接，具体为：卧姿识别组件3通过无线电第一发射/接收器2、无线电第三发射/接收器9与卧姿信息处理组件7电连接。

当人体 1仰卧或俯卧时，立刻被卧姿识别组件3识别，卧姿识别组件3立刻通过无线通信向卧姿信息处理组件7发送信息，卧姿信息处理组件7获得该信号后，经过数据处理并立刻向电器驱动组件5发出指令，电器驱动组件5接受该指令后立刻驱动翻身床8，将人体翻身至侧卧。

其余同实施例3。

以上对本发明的几种优选具体实施方式作了详细介绍。所述具体实施方式只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种维持人体侧卧睡眠的装置，其特征在于，包括卧姿识别组件，所述卧姿识别组件与电器驱动组件电连接，电器驱动组件与唤醒组件电连接；所述卧姿识别组件固定在人体的胸部或背部。

2.根据权利要求1所述的维持人体侧卧睡眠的装置，其特征在于，所述卧姿识别组件通过无线的方式与电器驱动组件电连接。

3.根据权利要求1或2所述的维持人体侧卧睡眠的装置，其特征在于，所述电器驱动组件与唤醒组件设置为一体；或者，电器驱动组件和唤醒组件与卧姿识别组件设置为一体，一并固定在人体的胸部或背部。

4.根据权利要求1或2所述的维持人体侧卧睡眠的装置，其特征在于，所述卧姿识别组件和电器驱动组件之间还设置有一个卧姿信息处理组件，卧姿识别组件通过卧姿信息处理组件与电器驱动组件电连接。

5.根据权利要求4所述的维持人体侧卧睡眠的装置，其特征在于，所述卧姿识别组件可与卧姿信息处理组件设置为一体，固定在人体的胸部或背部；或者卧姿识别组件、卧姿信息处理组件与电器驱动组件和唤醒组件设置为一体，固定在人体的胸部或背部。

6.根据权利要求4所述的维持人体侧卧睡眠的装置，其特征在于，所述卧姿信息处理组件设置在人体外周；卧姿识别组件通过无线的方式与卧姿信息处理组件电连接，卧姿信息处理组件通过无线的方式与电器驱动组件电连接。

7.根据权利要求1或2所述的维持人体侧卧睡眠的装置，其特征在于，所述卧姿识别组件为倾倒开关或陀螺仪，所述卧姿信息处理组件为单片机或具有信息采集和控制信号输出功能的微型计算机，所述电器驱动组件为继电器或三极管，所述唤醒组件为小型振动电机或生物电针。

8.根据权利要求4所述的维持人体侧卧睡眠的装置，其特征在于，所述唤醒组件用翻身床的电机替代，电器驱动组件和翻身床的电机电连接；卧姿信息处理组件与电器驱动组件设置为一体，嵌入翻身床内。

9.使用如权利要求1-8任一项所述维持人体侧卧睡眠的装置进行维持人体侧卧睡眠的方法，包括如下步骤：

通过卧姿识别组件实时检测人体的卧姿；

当人体仰卧或俯卧时，立刻被卧姿识别组件识别；在不设置卧姿信息处理组件的情况下，卧姿识别组件向电器驱动组件发出指令；在设置有卧姿信息处理组件的情况下，卧姿识别组件向卧姿信息处理组件发送信息，卧姿信息处理组件获得人体仰卧或俯卧信息后，立刻向电器驱动组件发出指令；

电器驱动组件接收该指令后，立刻驱动唤醒组件唤醒人体，使用户侧卧；或者驱动翻身床的电机，使翻身床实现侧翻，从而实现将人体翻身至侧卧。