CN107184208A - 一种具有综合功能的智能睡眠监测眼罩 - Google Patents

Abstract

一种具有综合功能的智能睡眠监测眼罩。本发明涉及一种多功能的睡眠监测眼罩装置，设计的智能眼罩装置由信号检测器和眼罩本体构成。信号检测器中包含了眼电信号检测和陀螺仪，眼电信号检测通过眼罩内侧缝合的导电织物作为电极采集生物电信号。陀螺仪可以检测受试者睡眠时期的身体活动状况和打鼾状态。智能睡眠监测眼罩可以检测受试者睡眠时期的眼电信号，检测到的信号经过信号处理由无线传输模块传输到智能移动端的APP软件。本发明采集的信号传输到智能移动端，生成易于观测的睡眠波形图案、睡眠时间节点、睡眠时期人体活动状况、呼吸打鼾等情况，并进行睡眠质量评估。信号检测器放置在眼罩的外侧，保证了人体使用时的舒适度。

Description

一种具有综合功能的智能睡眠监测眼罩

技术领域

本发明涉及一种具有多功能的智能睡眠监测眼罩，用于检测人体睡眠眼电信号，睡眠身体活动状况，等睡眠体征状况，并对睡眠质量做出评估， 涉及医疗健康领域。

背景技术

随着经济的发展和社会进步，现代人越来越注重自己的身体健康等状况，由于这种需求目前发明的用于检测睡眠质量的家用也仪器越来越多。睡眠是恢复体力、精力的充电时刻，睡眠质量的好坏影响着白天的工作学习效率，长期睡眠不好的人相应的身体抵抗力也会低于常人。这种情况下睡眠监测的重要性就体现了出来，虽然在医院可以进行全面的睡眠监测，但是在医院检测的花费昂贵，而且由于医院的睡眠环境与平时在家中有所不同，也会影响监测的准确性，家用的睡眠质量监测装置不仅体积小巧，而且可以根据用户的习惯随时使用，是一种方便快捷的睡眠质量监测手段，同时家用的睡眠质量监测装置可以存储较多的睡眠数据用于睡眠质量的综合评定。

目前家用的睡眠质量检测装置普遍只能检测比较单一的睡眠信号，如单一的眼电，脑电信号，或者是单一的心电，体温信号，虽然这些方法都可以监测用户的睡眠质量，但是采集的信号过于单一，不能综合评定睡眠质量。并且现在流行的家用睡眠质量监测装置以手环类，睡眠枕头类居多。手环类的监测装置通常是监测睡眠时人体翻身的活动状况，睡眠枕头可以监测睡眠时的人体活动状况，有些还带有音乐播放功能，但是睡眠枕头的材质与普通枕头通常不一，可能会直接影响用户的睡眠质量。

此款综合功能的睡眠质量监测眼罩就能够解决这些问题，患者通过佩戴睡眠质量检测眼罩不仅可以采集睡眠时的眼电信号，内置的陀螺仪还可以监测人体睡眠活动状况，如翻身、呼吸、打鼾等情况。通过CPU进行信号分类处理后由无线传输装置传输到手机微信端，进一步进行检测及评估就可以得到一系列的用户睡眠数据，由于使用的时间和地点全由用户自己选择，可以大量存储监测到的睡眠信号，由此得到大量的实证数据，便于医生在诊断病情时进行参考。且本发明中具有综合功能的睡眠监测眼罩体积小巧，设计成眼罩形状还可以在一定程度上提高睡眠质量，相对睡眠枕头来说价格亲民，款式多样。

中国专利公告号CN105231998A，专利申请名称“一种监测睡眠的方法和装置”，申请号201510697526.4公开了一种内置陀螺仪的睡眠监测耳机，利用陀螺仪采集用户的睡眠状态，然后根据当前的睡眠状态播放对应的音乐来提高用户的睡眠质量。但该专利申请存在以下不足：由于采用的是耳机的形式，有可能在睡眠时掉落，且耳机会影响用户睡眠时左右翻身的舒适度，用户睡着以后继续播放音乐甚至会影响睡眠质量。

中国专利公告号CN106562762A，专利申请名称“一种睡眠监测及改善装置和方法”，申请号201610659119.9公开了一种利用陀螺仪监测用户的睡眠心率和呼吸率的一种监测装置。该装置仅包含装置本身，装置可以置于枕头，床垫，眼罩或链接耳机。陀螺仪检测到用户的震动状态时转换成数字信号并进行处理，处理后得到用户的睡眠心率和呼吸率，然后根据用户的不同睡眠状态发射有助于睡眠的阿尔法波，可以同时监测和改善用户的睡眠质量。但该专利申请存在以下不足：只含有陀螺仪装置无法监测用户的睡眠眼电等信号，监测准确率有待提高；只含有装置本身需要用户自己放置于枕头或眼罩上，没有固定的放置地点有可能影响测试效果，如因为放置的位置不同，同样的睡眠状况会得出不同的睡眠质量结论。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有综合功能的睡眠质量监测装置，通过该装置实现家用睡眠质量检测，同时收集数据进行睡眠质量分析，以解决背景技术中存在的各种问题。本设备采用眼罩形状的设计，从而实现信号检测装置的良好固定。

为到达上述目的，本发明的技术方案是：一种采用导电织物的具有综合功能的智能睡眠监测眼罩，包括眼罩本体和信号检测器，信号检测器包括电路板和壳体。电路板上焊接了仪用放大器、金属四合扣、陀螺仪、滤波器和CPU控制元件。眼罩导电织物上缝合了金属四合扣，利用固定用的金属四合扣配对连接，把信号检测器固定到眼罩上端，通过导电织物收集眼电信号传给仪用放大器输入端，同时陀螺仪通过内置传感器采集受试者睡眠时的呼吸打鼾等运动状态，以及翻身情况。

为了保证信号收集的准确性，电极采集的信号后通过仪用放大器放大，滤波器滤波，CPU进行整理，最后进行软件信号补偿。眼电信号检测电路作为常规电生理信号采集电路，已经非常成熟，不在本专利中作更多阐述。壳体下端设计成凹槽状，可以让壳体搭在鼻梁上，通过这种方式，让打鼾的震动很好的通过壳体传输到壳体内的陀螺仪上，提高检测打鼾的准确性。

CPU控制元件对信号补偿数据后，将数据通过无线传输模块发送到智能终端的微信上或其它APP应用，实时显示数据进行睡眠质量的评估。如有异常，可及时求医问诊，便于医生诊断治疗。

所述眼罩本体除了电极和眼电信号通路外，可采用一般织物材料，两端由可伸缩式材料连接，可佩戴于受试者头部。眼罩与所述信号检测器壳体采用可脱卸式的四合扣连接，眼罩可更换，便于清洗，或在损坏时可替换。而且眼罩还有不同颜色，可以根据个人爱好选择，或者基于卫生标准，不同的人使用时也建议更换。

优选地，所述信号检测器中的陀螺仪采用ATK-MPU6050陀螺仪，该仪器上整合了3轴陀螺仪和3轴加速度传感器，自带数字运动处理器，降低了运动处理运算对操作系统的负荷和开发难度。CPU控制元件采用FPGA，DSP芯片，优选单片机芯片。

该信号检测器与眼罩外侧上端的导电银织物利用金属四合扣连接，进行电信号的传输，收集到的信号通过CPU算法补进行补偿。

优选地，所述信号检测器壳体为扁平圆形形状，依照人体结构学设计，不影响睡眠时的翻身等动作，保证佩戴的舒适感。

优选地，所述信号检测器壳体一侧装配开关按键，用于及时开关机，节约电池电量，另一侧焊接有金属四合扣用于传输电信号和方便固定。

本发明有益效果是：所述智能眼罩可同时监测眼电信号和用户翻身、打鼾等睡眠活动状况，与单一生理活动参数监测相比大大提高了睡眠监测的准确性，为后续的睡眠质量评估提供了重要的事实依据。

该专利中具有多功能的的智能睡眠监测眼罩可实时监测收集眼电信号和睡眠活动状况制成相应的睡眠波形，还可以根据睡眠波形的收集对睡眠质量进行评估，对睡眠程度进行区分，分析受试者的睡眠质量，同时传输到智能手机APP端或微信端。手机APP端或微信端可存储睡眠记录，便于以后进行分析处理，如有异常，可直接分享到医生智能终端，便于医生分析诊断病情。

说明书附图：

图1为本发明所述的具有综合功能的智能睡眠监测眼罩装配图。1为眼罩本体，2信号检测器，3用于信号传输的导电织物条，5为信号检测器开关。

图2为具有综合功能的智能睡眠监测眼罩。6为眼罩外侧，3为导电织物条，4为固定用的金属四合扣。

图3为智能眼罩内侧图。7为眼罩内侧，8为采集眼电信号的可导电织物，9为作为基准电位的导电织物。

图4为信号检测器，2为信号检测器本体，4为金属四合扣，信号监测器2上设计有眼电信号监测器和ATK-MPU6050陀螺仪。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步的具体描述。

一种具有综合功能的智能睡眠监测装置，如图1、图2、图3、图4所示，包括眼罩本体1，信号检测器2，条状导电织物3，金属四合扣4，信号检测器开关5，眼罩外侧6，眼罩内侧7，采集眼电信号的导电织物8，作为基准电位的导电织物9，金属四合扣透孔10。信号检测器壳体可脱卸地连接眼罩，眼罩由柔软棉织物材质制成，而且由于结构设计符合人体结构学，能使佩戴舒适，眼罩设计与壳体完美结合，可以很好的固定壳体。

如图1所示，图1为装配图，眼罩本体1为不规则长椭圆形状，眼罩本体1上装配有信号检测器2，缝合有导电织物条3用于生物电信号传输。

如图2所示，眼罩外侧6缝合有金属四合扣4，导电织物条3用于眼电信号的传输。

如图3所示，眼罩内侧7上缝合有可导电织物8和9，可导电织物8用于采集受试者睡眠眼电信号，导电织物9用于作为基准电位点。

如图4所示，眼电信号检测器2上焊接有金属四合扣4用于固定在眼罩上，金属四合扣4中有透孔10，信号检测器内部焊接有眼电信号检测器，陀螺仪和无线传输装置。

金属四合扣4在导电织物3和眼电信号检测器2上的金属四合扣4分别是公母扣，配对扣合。

使用方法：将眼罩固定于使用者头部，保证可导电织物位于使用者眼睛两侧，便于采集眼电信号。打开手机APP，信号检测器开机建立和APP的通信连接后即可实时收集睡眠眼电信号，陀螺仪可实时检测人体睡眠活动状况。通过对智能睡眠监测眼罩实时监测收集的眼电信号和睡眠活动状况数据的分析，实现对睡眠质量进行评估，对睡眠程度进行区分。眼罩脏了之后，可将壳体取下，对眼罩进行清洗消毒，下次再用时将壳体扣合在眼罩上，固定于受试者头部即可。由于眼罩可以脱卸，在其损坏之后也可方便地更换。

上述所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作优选举例说明。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改或补充或等同替代，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.本发明为一种监测睡眠的智能眼罩，其特征在于：智能睡眠监测眼罩由眼罩本体、其上缝合的导电织物和信号检测器构成，可以监测眼电信号和打鼾状态和睡眠翻身状态；监测的数据通过无线通信模块传输到智能移动终端，并可以传输到医院和医生，方便健康干预和管理。

2.根据权利要求1所述的导电织物缝合在眼罩表面，眼罩内侧缝合的导电织物作为电极，缝合在眼罩内侧左右两侧的导电织物用于采集生物电信号，缝合在眼罩内侧上端的导电织物作为基准电位；外侧缝合了导电织物条，作为信号传输线；电极和导电织物条一端缝合，导电织物条另上端缝合有金属四合扣。

3.根据权利要求1所述的信号检测器，其特征在于：信号检测器包括壳体、电路板和与电路板相连的供电电池。

4.根据权利要求3所述的电路板上焊接了眼电信号检测器电路，陀螺仪传感器，CPU主控芯片控制，无线通信模块和金属四合扣。

5.根据权利要求3所述的陀螺仪传感器，其特征在于：放置在信号检测器内，信号检测器靠着鼻梁，通过检测打鼾的震动信号的强度、时间等参数判定呼吸睡眠暂停综合症的情况；同时，通过陀螺仪传感器检测佩戴者的翻身情况。

6.根据权利要求3所述的壳体，其特征在于：采用塑胶材料，上下壳扣合而成；下壳开口，金属四合扣可以透出，壳体下端设计成凹槽状，可以让壳体搭在鼻梁上，将打鼾的震动传输到壳体内的陀螺仪上。

7.根据权利要求3所述的金属四合扣，其特征在于：可以和导电织物条上的金属四合扣对应扣合，实现织物电极的信号传输到电路板上的眼电信号检测器电路；同时，实现了信号检测器在眼罩本体上的固定。

8.据权利要求3所述的与电路板相连的供电电池采用可充电电池。