CN111743516A - 一种家用睡眠呼吸暂停监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家用睡眠呼吸暂停监测系统，包括雷达射频检测装置、血氧指环、移动终端、平台服务器；雷达射频检测装置与血氧指环通过蓝牙通讯连接，血氧指环与移动终端通过蓝牙通讯连接，移动终端与平台服务器通过网络连接，平台服务器与雷达射频检测装置通过网络连接。本发明通过雷达射频检测装置检测人体胸肺部起伏状况，通过血氧指环检测血液中血氧饱和程度；通过雷达射频检测装置和血氧指环的配合双重检测模式下，综合分析睡眠呼吸暂停的出现次数，判断的准确性高达百分之九十九；通过移动终端用户每日都可以浏览自己的夜间睡眠情况，对自己的夜间休息情况有一个更好的了解，有助于用户及时调整自己的行为习惯。

Description

一种家用睡眠呼吸暂停监测系统

技术领域

本发明涉及监测设备技术领域，具体为一种家用睡眠呼吸暂停监测系统。

背景技术

阻塞性睡眠呼吸暂停一般是指在睡眠时，口、鼻气流停止流通达10秒钟或更长的时间，并伴随着血氧浓度的下降。成人每晚睡眠出现超过30次这种情况或者AHI指数(睡眠中平均每小时呼吸暂停次数+低通气次数)超过5次，就可以被诊断为患有轻度阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSA)。除此之外，还有中枢性睡眠呼吸暂停(CSA)和混合型睡眠呼吸暂停(MSA)。研究表明全球近10亿成年人患有OSA，其中约一半为中度甚至是重度OSA患者，即AHI指数达到15到30次甚至30次以上。研究显示，截止至2012年，中国患有OSA人数达到1.77亿人，中至重度OSA患者达到了660万人。这项数据高居世界首位，是第二位的美国(540万人)的3倍多。长期患有OSA，轻则白天嗜睡，头晕头痛，记忆力减退，重则引发高血压，冠心病，糖尿病等疾病，甚至是猝死。OSA患者夜间发生呼吸暂停时，患者口、鼻气流消失，但胸腹部呼吸动作依然存在，常见患者胸腹部起伏十分剧烈，拼命挣扎直到上气道重新开放。CSA患者则不同，口、鼻气流消失，胸腹部起伏同时消失，患者一动不动。

本产品综合了血氧饱和度检测，通过血氧饱和度和雷达发射综合判断OSA和CSA次数。可以使患者有效区分是否患有呼吸暂停和何种呼吸暂停。正常人的血氧浓度为95-99之间，当血氧浓度长期保持在95以下时，会造成头晕脑胀，四肢无力，胸闷气短等不良现象，严重者(血氧浓度低于65)会造成呼吸骤停，心肌衰竭。

日常睡眠中，人们通常不知道自己睡觉的状态和状况，因此难以判断自己是否是OSA或CSA患者。市面上的检测产品多用非接触式，单雷达设备。这些设备误差率比较高，轻微的翻身或者体动都会导致误差率的产生。得出的呼吸暂停次数和深度睡眠时常均有很大的误差。因此，有必要设计一款检测设备结合雷达和接触式产品用于精确判断呼吸暂停次数。

为此，我们提出了一种家用睡眠呼吸暂停监测系统。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种家用睡眠呼吸暂停监测系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种家用睡眠呼吸暂停监测系统，包括：

用于检测人体胸肺部起伏状况的雷达射频检测装置；

用于检测血液中血氧饱和程度的血氧指环；

移动终端；

平台服务器；

其中，雷达射频检测装置与血氧指环通过蓝牙通讯连接，血氧指环与移动终端通过蓝牙通讯连接，移动终端与平台服务器通过网络连接，平台服务器与雷达射频检测装置通过网络连接。

具体地，雷达射频检测装置包括：

CPU；

雷达模块；

通信模块；

存储模块；

蓝牙模块；

其中，CPU的信号端口分别与雷达模块的信号端口、通信模块的信号端口、存储模块的信号端口、存储模块的信号端口连接；存储模块的信号输出端与通信模块的信号输入端连接；通信模块与平台服务器通过网络连接。

具体地，雷达射频检测装置还包括供电模块，供电模块包括第一电源、供电芯片板，第一电源通过供电芯片板分别为CPU、雷达模块、通信模块、存储模块、蓝牙模块供电。

具体地，血氧指环包括：

蓝牙芯片；

用于发出检测光的光接收管；

用于接收检测光的测量发光管；

其中，测量发光管的信号输出端与蓝牙芯片的信号输入端连接，蓝牙芯片分别与雷达射频检测装置的蓝牙模块、移动终端通过蓝牙通讯连接；

具体地，血氧指环还包括第二电源，第二电源分别为蓝牙芯片、光接收管和测量发光管供电。

本发明与现有技术相比具备以下有益效果：

本发明通过雷达射频检测装置检测人体胸肺部起伏状况，通过血氧指环检测血液中血氧饱和程度；通过雷达射频检测装置和血氧指环的配合双重检测模式下，综合分析睡眠呼吸暂停的出现次数，判断的准确性高达百分之九十九；通过移动终端用户每日都可以浏览自己的夜间睡眠情况，包括睡眠质量，心跳频率，呼吸率，呼吸暂停次数等；对自己的夜间休息情况有一个更好的了解，有助于用户及时调整自己的行为习惯。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图；

图2为本发明中雷达射频检测装置和血氧指环的结构框图；

图中：1-雷达射频检测装置，11-CPU，12-雷达模块，13-通信模块，14-存储模块，15-蓝牙模块，16-供电芯片板，2-血氧指环，21-蓝牙芯片，22-光接收管，23-测量发光管，24-第二电源，3-移动终端，4-平台服务器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供以下技术方案：

如图1所示，一种家用睡眠呼吸暂停监测系统，包括：

用于检测人体胸肺部起伏状况的雷达射频检测装置1；

用于检测血液中血氧饱和程度的血氧指环2；

移动终端3；

平台服务器4；

其中，雷达射频检测装置1与血氧指环2通过蓝牙通讯连接，血氧指环2与移动终端3通过蓝牙通讯连接，移动终端3与平台服务器4通过网络连接，平台服务器4与雷达射频检测装置1通过网络连接。

如图2所示，雷达射频检测装置1包括：

CPU11；

雷达模块12；

通信模块13；

存储模块14；

蓝牙模块15；

其中，CPU11的信号端口分别与雷达模块12的信号端口、通信模块13的信号端口、存储模块14的信号端口、存储模块14的信号端口连接；存储模块14的信号输出端与通信模块13的信号输入端连接；通信模块13与平台服务器4通过网络连接。

如图2所示，雷达射频检测装置1还包括供电模块，供电模块包括第一电源、供电芯片板16，第一电源通过供电芯片板16分别为CPU11、雷达模块12、通信模块13、存储模块14、蓝牙模块15供电。供电芯片板16用于合理分配各组件间电压。

如图2所示，血氧指环2包括：

蓝牙芯片21；

用于发出检测光的光接收管22；

用于接收检测光的测量发光管23；

其中，测量发光管23的信号输出端与蓝牙芯片21的信号输入端连接，蓝牙芯片21分别与雷达射频检测装置1的蓝牙模块15、移动终端3通过蓝牙通讯连接；

如图2所示，血氧指环2还包括第二电源24，第二电源24分别为蓝牙芯片21、光接收管22和测量发光管23供电。

本发明中，使用者也可以单独使用雷达射频检测装置1，不使用血氧指环2，那么就不会因血氧指环2束缚，产生不适感。

血氧指环2在闲置时，可以安放在雷达装置的背面开设的卡槽里，进行充电和存放，也能有效避免丢失。

本发明中雷达模块12选用超宽带雷达，通过实验选取最适合的频段和波长。通过雷达天线的发送和接收，捕捉人体胸肺部起伏状况，进而形成数字信号传递给CPU11；雷达模块12集成采用片上系统，拥有AD转换功能。通过对接收信号的高速采样和片上系统嵌入的核心算法综合分析出设备前人体的距离，心跳频率，呼吸频率，体动，呼吸暂停等详细数据。

本发明中CPU11为本产品的核心结构，从雷达模块12和蓝牙模块15传来的原始数据在CPU11被综合处理转化为心率，呼吸频率，呼吸暂停次数等直观化数据。

本发明中通信模块13由4G、5G或者WiFi功能组成。在联网状态下，通信模块13负责将设备分析完的数据，如心率，睡眠质量等，实时上传到平台服务器4，供用户下载和获得自己睡眠活动的详细数据以及变化曲线。并且用户还可以通过移动终端3APP经通信模块13控制设备，完成智能闹钟以及离床预警等人机交互功能。

存储模块14负责在离线状态或者是网络环境差时，保存和记录已产生的数据。在网络状态恢复时，产品通过通信模块13再次发送到服务器端口，用于完善和矫正平台服务器4上的数据。同时，产品也可以通过通信模块13下载新版本至存储模块14。在闲置且电量充足时时，自动进行系统升级和更新。

蓝牙模块15用于和血氧指环2的实时传输，当蓝牙端产生信号时，传输给CPU11综合处理，当没有信号时，CPU11单独处理雷达数据。

蓝牙芯片21采用低功率蓝牙芯片21，低功率蓝牙芯片21可以有效节省电量，保证即使在连续几晚忘记充电的情况下依旧可以被使用。血氧指环2实际用途为探测血液中脉搏血氧的饱和程度SpO2。SpO2实际指的是血氧含量与血氧容量的百分比。根据氧和血蛋白HbO2和还原血蛋白Hb在红光和红外光区域的光谱特性，可知在红光区(600-700nm)HbO2和Hb的吸收差别很大，血液的光吸收程度和光散射程度极大的依赖于血氧饱和度；而在红外光谱区(800-1000nm),则吸收差别较大，血液的光吸收程度和光散射程度主要与血红蛋白含量为主。因此无论是静脉血还是动脉血都可以反映出血氧饱和度。本产品使用测量发光管23发射波长在660nm和900nm的光，光接收管22得到的反射光的比值将最敏感的反映出血饱和度的变化。

物理结构上，血氧指环2由环装功能区构成。设计有一个圆形半指宽度的指托，测量发光管23和光接收管22分别位于两侧。功能区块包括电源和蓝牙芯片21安装于环上即可。可设计通用款和设计款，通用款指环佩戴于大拇指指节下部，设计款指环可按照用户需求定制方便佩戴在任意手指上。血氧指环2可通过蓝牙芯片21直接和移动终端3(可以选用手机、pad等)直连，可在没有网络时与移动终端3共享数据，并使移动终端3在血氧浓度下降超过30％时，发出警报。

本发明结合了接触和非接触式检测，综合分析睡眠呼吸暂停的出现次数。一方面，针对不想带血氧指环2，嫌麻烦的用户提供非接触式检测的便利条件；另一方面，为想知道自己准确呼吸暂停次数，想知道自己是否患有OSA的用户，提供双重检测方式，0误差精准判断OSA次数。

本发明受众广泛，操作简单：

两种方式并存，实现模糊分析和精准分析。针对用户群体更广，也可被一些没有具体需求但是有保健概念的用户所购买。模糊检测时，仅需雷达射频检测装置1工作。精准操作时，需要雷达射频检测装置1和血氧指环2的同时联动工作。整个流程无需手动完成某些特定步骤，加强了产品的便利性。

本发明长时间稳定检测，可持续性强，不影响用户身体健康，辐射小：

本产品不同于传统的超宽带雷达采用生物毫米波技术，功耗极低，且工作信号波段被人体全反射，对人体无任何危害。

本发明束缚性小，体验舒适：

产品不同于传统的多导睡眠检测仪，束缚性很小，仅需一个可选择性佩戴的指环。在牺牲极小精确度的情况下，大大提升了舒适度。指环设计有指托，可采用乳胶垫螺纹设计，增大摩擦力的同时增加了用户的舒适性。

本发明判断准确，效果直观：

双重检测模式下，判断的准确性高达百分之九十九。用户每日都可以在移动终端3APP上浏览自己的夜间睡眠情况，包括睡眠质量，心跳频率，呼吸率，呼吸暂停次数等等。对自己的夜间休息情况有一个更好的了解，有助于用户及时调整自己的行为习惯。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种家用睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，包括：

用于检测人体胸肺部起伏状况的雷达射频检测装置；

用于检测血液中血氧饱和程度的血氧指环；

移动终端；

平台服务器；

其中，雷达射频检测装置与血氧指环通过蓝牙通讯连接，血氧指环与移动终端通过蓝牙通讯连接，移动终端与平台服务器通过网络连接，平台服务器与雷达射频检测装置通过网络连接。

2.根据权利要求1所述的一种家用睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，雷达射频检测装置包括：

CPU；

雷达模块；

通信模块；

存储模块；

蓝牙模块；

其中，CPU的信号端口分别与雷达模块的信号端口、通信模块的信号端口、存储模块的信号端口、存储模块的信号端口连接；存储模块的信号输出端与通信模块的信号输入端连接；通信模块与平台服务器通过网络连接。

3.根据权利要求2所述的一种家用睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，雷达射频检测装置还包括供电模块，供电模块包括第一电源、供电芯片板，第一电源通过供电芯片板分别为CPU、雷达模块、通信模块、存储模块、蓝牙模块供电。

4.根据权利要求2或3所述的一种家用睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，血氧指环包括：

蓝牙芯片；

用于发出检测光的光接收管；

用于接收检测光的测量发光管；

其中，测量发光管的信号输出端与蓝牙芯片的信号输入端连接，蓝牙芯片分别与雷达射频检测装置的蓝牙模块、移动终端通过蓝牙通讯连接。

5.根据权利要求4所述的一种家用睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，血氧指环还包括第二电源，第二电源分别为蓝牙芯片、光接收管和测量发光管供电。

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