CN113208564B

CN113208564B - 一种多导睡眠呼吸暂停监测装置、系统及方法

Info

Publication number: CN113208564B
Application number: CN202110490903.2A
Authority: CN
Inventors: 李玮; 孙海航; 李金玥; 马德东; 雷晟暄; 王平; 赵宇航; 和茹欣; 苏雯菁; 兰琦
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2022-10-14
Anticipated expiration: 2041-05-06
Also published as: CN113208564A

Abstract

本发明公开一种多导睡眠呼吸暂停监测装置、系统及方法，包括：血氧判断模块，被配置为根据血氧饱和度与饱和阈值进行多导睡眠呼吸暂停的初步判断；呼吸暂停类型判断模块，被配置为在得到呼吸异常的初步判断结果时，获取胸腹起伏波形图，根据胸腹起伏波形图与正常呼吸波形图的比较，得到阻塞性睡眠呼吸暂停或中枢性睡眠呼吸暂停的呼吸异常判断结果；体位判断模块，被配置为若为阻塞性睡眠呼吸暂停，根据人体各部位的受压状态得到体位信息，根据体位信息与血氧饱和度的相关性判断是否为体位型呼吸暂停。提高判断的准确性，简化传统睡眠多导检测方法，解决成本过高而诊断率不足的问题，降低因检测仪器太多、环境陌生而导致的检测数据偏差的问题。

Description

一种多导睡眠呼吸暂停监测装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及睡眠呼吸暂停监测设备技术领域，特别是涉及一种多导睡眠呼吸暂停监测装置、系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

睡眠呼吸暂停(SA)是指睡眠过程中口鼻呼吸气流均停止10s以上，低通气是指睡眠过程中呼吸气流强度(幅度)较基础水平降低50％以上，并伴有动脉血氧饱和度(SaO₂)较基础水平下降≥4％。根据睡眠过程中呼吸暂停时胸腹运动情况，临床上将睡眠呼吸暂停综合症分为中枢性(CSA)、阻塞性(OSA)、混合性(MSA)。睡眠呼吸暂停综合症的大部分(可以说八成以上)是阻塞性睡眠呼吸暂停综合症，这是由于上呼吸道变窄使空气无法被输送到肺部而引起的，上呼吸道狭窄的原因是由于睡眠时使得上呼吸道的肌肉紧张放松，原本狭窄的上呼吸道变得更窄，由于肥胖等使得上呼吸道变窄是主要原因，可以说在睡眠时发生的呼吸暂停状态的大部分都是胸部停止运动而只有腹部运动。

睡眠呼吸暂停综合征诊断的金标准为多导睡眠监测(PSG)，PSG是一种通过整夜监测病人睡眠状态时生理、病理指标的主要检测仪器，检测项目有：口鼻气流、胸腹呼吸运动、血氧饱和度，睡眠体位、心电图、脑电图、肌电图及眼动图等，经电脑及人工处理后得出较为可靠的睡眠诊断结果；其判断标准为1997年9月在德国Marburg举行的第五届睡眠呼吸暂停会议的有关规定，以平均每小时睡眠中的呼吸暂停加上低通气次数(AHI)大于或等于5次为诊断睡眠呼吸暂停(SAS)的国际标准。

Crouzon综合征的并发症包括视乳头神经水肿、支气管狭窄、皮肤异常、阻塞性睡眠呼吸暂停、听力下降、蝴蝶椎、颅内高压、脑积水、自发性小脑扁桃体疝和智力发育迟缓等；crouzon综合征患者易出现睡眠时的呼吸障碍甚至呼吸暂停。据目前所知，人类进行呼吸时，由于空气进入肺部从而使胸部扩张，此时相邻的腹部也同时运动，在睡眠时也是如此；相应地，如果在活动时有意识地屏住呼吸，则胸部和腹部均不运动；但是，如果在睡眠时呼吸暂停，则该运动会发生变化，也就是说，由于在呼吸暂停时空气不会流入肺部，所以胸部的运动停止，而腹部的运动不停止，这是由于人体的上呼吸道狭窄而引起的现象。一旦上呼吸道变得狭窄，即使想呼吸空气也不会进入肺部，因此，不会引起胸部的扩张(胸部停止运动)，而只有腹部运动。

根据发明者的研究发现，胸部及腹部同时运动的呼吸时的动作，其波形是接近正弦波的波形，胸部停止运动而只有腹部运动的呼吸暂停时的动作波形是胸部传感器无波形，而腹部传感器有明显波形。其原因是，胸部与腹部均动作时，由于空气进入肺部而使胸部和腹部缓慢动作，因此动作的波形均接近正弦波，且可明显观察到胸部波形幅度大于腹部；当只有腹部动作时，由于空气不进入肺部而只有肌肉收缩的运动，因此，胸部传感器无波形而腹部传感器有明显波形。

如上所述，睡眠呼吸暂停综合症中的大部分为阻塞性睡眠呼吸暂停综合症，其余部分为中枢性睡眠呼吸暂停综合症，中枢性睡眠呼吸暂停综合症被认为是由于发出呼吸指令的脑部出现障碍而造成的，胸部和腹部的呼吸运动全部都消失，因此变成没有呼吸动作，可以说对于被检者的身体而言处于危险的状态下。如此，在睡眠呼吸暂停综合症中也存在如中枢性睡眠呼吸暂停综合症这样的症状被发现之后需要进行紧急应对的情况。

然而，在日常睡眠中，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，而传统的检测方法存在以下问题：一方面，传统的睡眠多导检测研究非常昂贵，需要在睡眠实验室以及参与人员进行通宵多导睡眠图(PSG)来评估，由于睡眠实验室的可用性有限以及与睡眠研究相关的高昂费用，睡眠呼吸暂停的诊断不足是一个大问题：据报道，约80％-85％的OSA患者未得到充分诊断。同时，睡眠呼吸暂停是心血管疾病(如高血压、中风和充血性心力衰竭)、思维障碍和糖尿病发展的重要危险因素。因此，需要选择使用有限数量的传感器源对睡眠呼吸暂停进行早期和简化的诊断。

另一方面，市面上的检测产品多用非接触式、单雷达设备。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；而使用拉力传感器监测胸腹部呼吸运动由于贴合人体皮肤，数据准确率高。因此，兼容胸腹部呼吸运动监测和接触式式检测的检测设备可以进一步精确判断呼吸暂停次数。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种多导睡眠呼吸暂停监测装置、系统及方法，通过胸腹部起伏状况和血氧饱和度的双重检测模式下，综合分析睡眠呼吸暂停的类型，提高判断的准确性；简化数据利用率较低的传统睡眠多导检测方法，无需在专业的睡眠实验室中进行，解决成本过高而诊断率不足的问题，降低因检测仪器太多、环境陌生而导致的睡眠数据不正常，检测数据偏差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种多导睡眠呼吸暂停监测装置，包括：

血氧判断模块，被配置为根据血氧饱和度与饱和阈值进行多导睡眠呼吸暂停的初步判断；

呼吸暂停类型判断模块，被配置为在得到呼吸异常的初步判断结果时，获取胸腹起伏波形图，根据胸腹起伏波形图与正常呼吸波形图的比较，得到阻塞性睡眠呼吸暂停或中枢性睡眠呼吸暂停的呼吸异常判断结果；

体位判断模块，被配置为若为阻塞性睡眠呼吸暂停，根据人体各部位的受压状态得到体位信息，根据体位信息与血氧饱和度的相关性判断是否为体位型呼吸暂停。

第二方面，本发明提供一种多导睡眠呼吸暂停监测系统，包括：血氧检测装置、胸腹起伏检测装置、压力检测装置和第二方面所述的多导睡眠呼吸暂停监测装置，多导睡眠呼吸暂停监测装置分别接收血氧检测装置发送的血氧饱和度、胸腹起伏检测装置发送的胸腹起伏波形图和压力检测装置发送的人体各部位的受压状态。

第三方面，本发明提供一种多导睡眠呼吸暂停监测方法，包括：

获取血氧饱和度、胸腹起伏波形图和人体各部位的受压状态；

根据血氧饱和度与饱和阈值进行多导睡眠呼吸暂停的初步判断；

在得到呼吸异常的初步判断结果时，根据胸腹起伏波形图与正常呼吸波形图的比较，得到阻塞性睡眠呼吸暂停或中枢性睡眠呼吸暂停的呼吸异常判断结果；

若为阻塞性睡眠呼吸暂停，根据人体各部位的受压状态得到体位信息，根据体位信息与血氧饱和度的相关性判断是否为体位型呼吸暂停。

第四方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第三方面所述的方法。

第五方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第三方面所述的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明在胸部和腹部分别设置拉力传感器，通过拉力传感器检测胸部和腹部的起伏状况，通过血氧指环检测血液中血氧饱和程度，相比于传统的PSG睡眠多导检测方式有所简化，通过拉力传感器所监测的胸腹部呼吸运动情况，即可判断出睡眠呼吸暂停次数及类型。

由于crouzon综合征患者绝大多数为阻塞性睡眠呼吸暂停，因而本发明的对传统检测方式进行简化后，提高诊断效率，且简化后仪器穿戴方便，成本大幅降低，有效改善由于检测仪器太多影响患者睡眠质量，进而降低检测数据准确度情况，且低成本的家用检测装置提高检测的普及性。

本发明实现了crouzon综合征患者对并发症阻塞性睡眠呼吸暂停的诊断，简化数据利用率较低的传统睡眠多导检测项目，也无需在专业的睡眠实验室中进行，一方面，大大降低成本，解决成本过高而诊断率不足的问题；另一方面，简化仪器，可穿戴式的设计提高使用者睡眠舒适度，降低因检测仪器太多、环境陌生而导致的检测数据偏差问题。

本发明通过拉力传感器和血氧指环的配合，在双重检测模式下，综合分析睡眠呼吸暂停的出现次数，提高判断的准确性；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。

本发明可实现长时间的稳定检测，可持续性强，不影响用户身体健康，几乎无辐射；且采用可穿戴式设计，成本较低，操作简单，在牺牲极小精确度的情况下，大大提升舒适度。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1提供的在血氧判断模块中数据处理过程示意图；

图2为本发明实施例1提供的在呼吸暂停类型判断模块中数据处理过程示意图；

图3为本发明实施例1提供的在体位判断模块中数据处理过程示意图；

图4为本发明实施例1提供的监测系统结构框图；

图5为本发明实施例1提供的监测系统结构框图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本实施例提供一种多导睡眠呼吸暂停监测装置，包括：

睡眠呼吸暂停(SA)是指睡眠过程中口鼻呼吸气流均停止10s以上，低通气是指睡眠过程中呼吸气流强度(幅度)较基础水平降低50％以上，并伴有动脉血氧饱和度(SaO₂)较基础水平下降≥4％。根据睡眠过程中呼吸暂停时胸腹运动情况，临床上将睡眠呼吸暂停综合症分为中枢性(CSA)、阻塞性(OSA)、混合性(MSA)。中枢性指呼吸暂停时胸腹运动消失，阻塞性指呼吸暂停时胸腹运动仍然存在，混合性指1次呼吸暂停过程中前半部具有中枢性特点，后半部具有阻塞性特点。临床上以阻塞性睡眠呼吸暂停征占大多数。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。

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructivesleep apnea hypopneasyndrome,OSAHS)指每夜7h的睡眠过程中呼吸暂停及低通气反复发作在30次以上，或睡眠呼吸暂停低通气指数(apnea-hypopneaindex,AHI)，即平均每小时睡眠中的呼吸暂停加上低通气次数大于或等于5次/h，以患者睡眠时咽腔反复暂时性塌陷导致呼吸停止为特征。引起咽腔塌陷的两大主要病理生理机制是上气道及邻近组织结构的异常和睡眠时维持上气道开放的调节功能紊乱。后者随睡眠可变因素(睡眠分期、体位)存在动态变化。仰卧位可能加重呼吸暂停，某些患者呼吸暂停低通气指数(apnea hypopnea index,AHI)随体位变化尤其显著。有研究发现仰卧位时舌根后气道截面积减小最明显，并提出舌根后气道塌陷是仰卧位AHI增加的主要原因。上述研究均提示咽腔阻塞机制随睡眠可变因素的动态变化性，其机制的阐明需对咽腔阻塞情况进行整夜分析；但并非所有患者AH I值随体位均显著变化，有学者据此将患者分为体位型(仰卧位AHI为非仰卧位2倍或以上)和非体位型，有报道提出体位型与非体位型是OSAHS进展的前后阶段，单纯打鼾者和轻症患者仅在仰卧位时打鼾加重，而随病情加重无论何种体位，患者都无法保持咽腔开放。

crouzon综合征又名颅面骨发育不全，为常染色体显性遗传病，属于颅缝早闭症的一种。由于颅缝的提前闭合，颅盖骨停止生长，不能与脑组织的生长协调发展，最终导致患者有严重的形态和功能异常，这种颅缝在大脑发育成熟前提前骨化闭合的病理状态称为颅缝早闭症。目前已报道超过70种，其中Crouzon综合征和Apert综合征属于较常见的两种，目前对这类疾病的治疗为手术矫形和处理并发症。Crouzon综合征发病率为活产儿的1/25000到1/31000左右，约占先天性颅缝早闭症的4.8％，患者中30％～60％为散发。患者表现各异，病情轻重不等，主要特征为颅缝过早闭合，从而继发颅腔狭小(短头、舟状头或三角头)、眼眶浅和眼球突出、鹰钩鼻、上颌骨发育不良和下颌相对前突等颅面畸形，这些解剖学改变可引起颅内高压、失明等并发症，少数患者智力受到影响，该病与其他颅缝早闭症的重要鉴别特征，是患者具有正常的手足外观。

Crouzon综合征的并发症包括视乳头神经水肿、支气管狭窄、皮肤异常、阻塞性睡眠呼吸暂停、听力下降、蝴蝶椎、颅内高压、脑积水、自发性小脑扁桃体疝和智力发育迟缓等。由于crouzon综合征患者的发育畸形，常见腺样体肥大致吸气期阻力增加，由于负压原因使上气道无骨性支架的软组织萎缩，导致软腭和舌根部向咽后壁贴近，加上扁桃体肥大，口咽侧壁向中部膨出，口咽部左右径缩小，形成咽阻塞。由于腺样体和(或)扁桃体的肥大，上呼吸道狭窄，气流通过狭窄的气道时，冲击鼻咽、口咽部的粘膜边缘和粘膜表面上的分泌物引起震颤，导致粗大鼾声，张口呼吸等症状。睡眠时气道的气体交换受阻，则出现呼吸暂停导致动脉血氧分压下降。另外，由于crouzon综合征患者上领骨发育不足，表现出中脸部后缩，相对领前突、反合，鼻腔及后鼻道狭小、阻塞等畸形，患者常诉鼻腔通气功能较差，也能导致患者睡眠时的呼吸障碍甚至呼吸暂停。

根据AHI和夜间SaO₂将SAHS分为轻、中、重度，见表1，其中以AHI作为主要判断标准，夜间最低SaO₂作为参考。

表1 SAHS的病情分度

病情分度	AHI(次/h)	夜间最低SaO<sub>2</sub>
			轻度	5～20	85～89
中度	21～40	80～84
			重度	>40	<80

本实施例综合血氧饱和度检测，通过血氧饱和度和拉力传感器的胸腹起伏状态综合判断OSA和CSA次数，可以使患者有效区分是否患有呼吸暂停和呼吸暂停的类型；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。

如图1所示，在血氧判断模块中，初步判断多导睡眠呼吸暂停的数据处理方法包括：

S10：获取血氧饱和度数据；

S11：预设饱和阈值，判断血氧饱和度是否较饱和阈值下降≥4％；

S12：若血氧饱和度较饱和阈值下降≥4％，则返回，调取此前四个呼吸周期的拉力传感器数据，即胸腹起伏波形图；

S13：若血氧饱和度未较饱和阈值下降≥4％，则判断用户睡眠正常。

该初步判断多导睡眠呼吸暂停的数据处理方法，由于检测准确度高于拉力传感器，比之使用拉力传感器数据作为返查检测启动信号可以明显减少无用的计算量。

如图2所示，在呼吸暂停类型判断模块中，判断睡眠呼吸暂停类别的数据处理方法包括：

S20：通过胸部拉力传感器和腹部拉力传感器获取胸部和腹部的起伏波形数据；腹部拉力传感器和胸部拉力传感器会由于形变导致电阻变化，最后输出电流波形数据，因此可以根据波形判断该传感器形变状况。

S21：将得到的波形数据通过高斯滤波器，以消除高斯噪声；

高斯滤波是一种线性平滑滤波，适用于消除高斯噪声，广泛应用于图像处理的减噪过程，滤波后可以有效消除杂波，获得平滑波形，且可减小可能出现的基线偏移的误差影响。

S22：判断胸部拉力传感器和腹部拉力传感器是否均输出正常呼吸波形图；

具体地：获取患者清醒时的标准正常呼吸的拉力传感器波形，记录波的正常局部极大值为S1，波的正常局部极小值记为S2，且由于传感器位置不同，各传感器的S1、S2值不同，应分开存储使用；

将相邻两局部极大值之间的时间间隔取平均值，作为标准间隔T，T值应在2～4s范围内；返查时，以T/2长度为时间窗，以起始点为第一采样点，每次采样点移动一个时间窗，从返查区域内第一个极大值开始，直到返回血氧信号检测异常时刻；

将S1、S2的1/2定为阈值M，将在标准零值上下的两区域定为0值，超过阈值M的两区域定为1值；

对于能量有限信号x(t)、y(t)，讨论它们的相似性问题，也就是讨论在最小平方误差的准则下用y(t)来表示x(t)的问题(或反之)，为此，引入系数a，并调节a，使误差能量最小：

此时，其一阶导数为0，可以得到：

此时有：

为撇除信号能量大小的影响，引入归-化的相对误差能量概念：

式中，

为相关系数。

一般的，在建立起呼吸波形模板后，x(t)和y(t)分别代表模板和目标波形，在指定返查窗口宽度范围内积分；当相关系数比较大时，误差能量接近最小值，可以认为模板和目标波形近似程度较高。为了去除基线偏差造成的影响，往往要对目标波形进行基线的校准，即y'(t)＝y(t)-δ(t)，若相关系数＞0.75，则判定为呼吸正常波形。由于胸部和腹部各有四个传感器，可能出现各传感器判定结果不同的情况，则以至少三个传感器出现的相同判断结果作为最终判断结果。

S23：若胸部拉力传感器和腹部拉力传感器均输出呼吸正常波形，则判断患者睡眠呼吸正常，血氧饱和度下降原因可能为脱落等偶然因素；

S24：若胸部拉力传感器和腹部拉力传感器未均输出呼吸正常波形，则判断患者呼吸可能出现异常；

S25：再次判断是否是胸部拉力传感器无波形，而腹部拉力传感器有明显波形；

S26：若胸部拉力传感器无波形，而腹部拉力传感器有明显波形，则可判断为阻塞性睡眠呼吸暂停；

S27：若非胸部拉力传感器无波形，而腹部拉力传感器有明显波形，则再判断是否为胸部拉力传感器和腹部拉力传感器均无明显波形；

S28：若胸部拉力传感器和腹部拉力传感器均无明显波形，则可判断为中枢性睡眠呼吸暂停；

因返查4个呼吸周期内获值8次，若返查期间内值0明显多于1，且至少有6个0值连续出现，则此呼吸传感器无明显波形。

S29：若未出现胸部拉力传感器和腹部拉力传感器均无明显波形的情况，则该数据出现误差，不予采用。

该判断睡眠呼吸暂停类别的数据处理方法，由于胸部拉力传感器和腹部拉力传感器分开，因此比之传统雷达式检测方式，算法简单思路清晰且效果准确。

如图3所示，在体位判断模块中，判断阻塞性睡眠暂停患者是否为体位型的数据处理方法包括：

S30：在判断用户为阻塞性睡眠呼吸暂停后，通过压力传感器获取人体各部位的受压数据；

S31：压力传感器会由于受到压力而导致电阻变化，分析人体各部位压力传感器的电流变化情况，得到受压部位，进而获知用户体位信息；

S32：将血氧饱和度与体位信息对应存储；

S33：在血氧饱和度异常时，计算血氧饱和度与体位信息的相关性；

S34：判断血氧饱和度是否与体位信息有明显相关性；

S35：若血氧饱和度与体位信息有明显相关性，则判断该患者为体位型呼吸暂停；

S36：若血氧饱和度与体位信息无明显相关性，则判断该患者为非体位型呼吸暂停。

由于呼吸暂停患者整夜会间断出现多次呼吸暂停情况，若整夜95％以上出现睡眠呼吸暂停判断结果均为阻塞性睡眠呼吸暂停，则可输出认为患者为阻塞性睡眠呼吸暂停，中枢性睡眠呼吸暂停的判断同理；否则，则初步诊断为混合性睡眠呼吸暂停。

在判断体位时，在患者清醒时采取仰卧位、俯卧位、左右侧卧位，采集各体位各压力传感器示值，作为标准模型，若睡眠过程中各压力传感器示值符合某体位标准示值模型，误差在10％以内，则可判断为该体位。

实施例2

基于实施例1所述的多导睡眠呼吸暂停监测装置，本实施例提供一种多导睡眠呼吸暂停监测系统，包括：血氧检测装置、胸腹起伏检测装置、压力检测装置和多导睡眠呼吸暂停监测装置，多导睡眠呼吸暂停监测装置分别接收血氧检测装置、胸腹起伏检测装置、压力检测装置的血氧饱和度、胸腹起伏波形图和人体各部位的受压状态。

具体地，如图4所示，胸腹起伏检测装置采用拉力传感器1，用于检测人体胸腹部起伏状况；

血氧检测装置采用血氧指环2，用于检测血液中血氧饱和程度；

压力检测装置采用压力传感器3于监测体位信息；压力传感器3优先采用薄膜式压力传感器；

更进一步的，该多导睡眠呼吸暂停监测系统还包括平台服务器5；拉力传感器1与血氧指环2通过柔软细导线连接，拉力传感器1与薄膜式压力传感器装置通过织物连接并固定，血氧指环2和拉力传感器1、薄膜式压力传感器装置与呼吸暂停监测装置，即检测终端4通过柔软细导线连接，呼吸暂停监测装置与平台服务器5通过网络连接。

更进一步的，如图5所示，呼吸暂停监测装置4还包括CPU41、导线连接模块42、通信模块43、存储模块44；

更进一步的，CPU41的信号端口分别与拉力传感器的信号端口、通信模块的信号端口、存储模块的信号端口连接；CPU41为核心结构，从拉力传感器1传来的原始数据在CPU41被综合处理转化为呼吸频率、呼吸暂停次数等直观化数据。

更进一步的，存储模块44的信号输出端与通信模块43的信号输入端连接；

更进一步的，通信模块43与平台服务器5通过网络连接；

更进一步的，存储模块44负责在离线状态或者网络环境差时，保存和记录已产生的数据；在网络状态恢复时，通过通信模块43再次发送到服务器端口，用于完善和矫正平台服务器5上的数据，同时也可以通过通信模块43下载新版本至存储模块44，在闲置且电量充足时时，自动进行系统升级和更新。

更进一步的，呼吸暂停监测装置4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、拉力传感器、血氧指环、通信模块、存储模块供电。

在本实施例中，该装置采用有线连接设计，保证信息传输的稳定，且可避免用户忘记充电的问题。

如图5所示，拉力传感器检测装置中包括柔软弹性拉力传感器模块11、柔软非弹性穿戴固定模块12、导线连接模块13、导线连接模块14、连接模块15；

更进一步的，导线连接模块13与呼吸暂停监测装置4的导线连接模块42连接；导线连接模块14与血氧指环2的导线连接模块21连接，连接模块15与薄膜式压力传感器3的连接模块33连接。

在本实施例中，拉力传感器选用柔软弹性材质，通过传感器的形变情况改变电阻，捕捉人体胸腹部起伏状况，进而形成数字信号传递给CPU41，CPU41将信息传递给平台服务器5，方便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，也便于医生对患者睡眠情况进行分析；

同时，采用八对条状拉力传感器上下分布，胸部和腹部前后各设置四对，初次使用前可以根据患者情况进行调试，即在清醒时卧位采集呼吸胸腹部起伏情况，关闭采集信息无用的传感器，且保留的多个传感器可以起到相互印证的效果。

由于胸部和腹部各有四个拉力传感器，可能出现各拉力传感器判定结果不同的情况，则本实施例以至少三个拉力传感器出现的相同判断结果作为最终判断结果，传统的仅用一处传感器检测呼吸的简易多导睡眠检测设计容易造成偶然误差，而本实施例中传感器胸腹部分开，可以分别判断胸腹部的呼吸运动，检测更加科学准确。

如图5所示，血氧指环2包括导线连接模块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；

更进一步的，测量发光管23的信号输出端与导线连接模块21的信号输入端连接，导线连接模块21通过柔软导线与拉力传感器检测装置导线连接模块14连接。

更进一步的，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指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。本实施例使用测量发光管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氧饱和度的变化。

在物理结构上，血氧指环2由环装功能区构成，设计为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；血氧指环可使呼吸暂停监测装置4在血氧浓度下降超过30％时，发出警报，在血氧指环出现检测异常如脱落等情况时，发出信号使呼吸暂停监测装置亮起红色指示灯。

如图5所示，薄膜式压力传感器检测装置包括柔软薄膜式压力传感器模块31、柔软非弹性穿戴固定模块32、连接模块33；

更进一步的，连接模块33与拉力传感器检测装置的连接模块15连接。

在本实施例中，薄膜状压力传感器选用柔软弹性材质，分布在织物中，身前分布在第六至八肋前缘末端处，记为传感器A，身侧为腋中线第四和第八肋处左右各一处，左侧记为L1、L2，右侧记为R1、R2，身后在两肩胛冈处，记为B；通过传感器的受压情况，进而形成数字信号传递给CPU41，CPU4将信息进行处理，转化为人体体位变化传递给平台服务器5，可以进一步研究患者是否为体位型睡眠呼吸暂停患者，且可以将数据提供给呼吸暂停监测装置以消除拉力传感器中由于体动产生的影响。

在更多实施例中，还提供：

一种基于实施例2的多导睡眠呼吸暂停监测系统所实现的多导睡眠呼吸暂停监测方法，具体包括以下步骤：

获取血氧饱和度、胸腹起伏波形图以及人体各部位的受压状态；

在得到呼吸异常的初步判断结果时，获取胸腹起伏波形图，根据胸腹起伏波形图与正常呼吸波形图的比较，得到阻塞性睡眠呼吸暂停或中枢性睡眠呼吸暂停的呼吸异常判断结果；

在更多实施例中，还提供：

一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述的多导睡眠呼吸暂停监测方法。为了简洁，在此不再赘述。

应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。

一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述的多导睡眠呼吸暂停监测方法。

多导睡眠呼吸暂停监测方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种多导睡眠呼吸暂停监测装置，其特征在于，包括：

在血氧判断模块中，多导睡眠呼吸暂停的初步判断过程包括：判断血氧饱和度是否较饱和阈值下降≥4％；若是，则调取前四个呼吸周期的胸腹起伏波形图；否则判断睡眠呼吸正常；

该初步判断多导睡眠呼吸暂停的数据处理方法，由于检测准确度高于拉力传感器，比之使用拉力传感器数据作为返查检测启动信号可以明显减少无用的计算量；

其中，判断胸部拉力传感器和腹部拉力传感器是否均输出正常呼吸波形图，包括：

获取患者清醒时的标准正常呼吸的拉力传感器波形，记录波的正常局部极大值为S1，波的正常局部极小值记为S2，且由于传感器位置不同，各传感器的S1、S2值不同，应分开存储使用；

对于能量有限信号x(t)、y(t)，讨论它们的相似性问题，也就是讨论在最小平方误差的准则下用y(t)来表示x(t)的问题或反之，为此，引入系数a，并调节a，使误差能量最小：

若x(t)、y(t)的相关系数＞0.75，则判定为呼吸正常波形；

因返查4个呼吸周期内获值8次，若返查期间内值0明显多于1，且至少有6个0值连续出现，则此呼吸传感器无明显波形；

在呼吸暂停类型判断模块中，阻塞性睡眠呼吸暂停或中枢性睡眠呼吸暂停的呼吸异常判断结果的过程包括：

若胸部起伏波形图和腹部起伏波形图均输出呼吸正常波形，则判断睡眠呼吸正常，血氧饱和度下降原因可能为脱落等偶然因素；

否则，判断是否是胸部起伏波形图无波形，而腹部起伏波形图有波形，若是，则判断为阻塞性睡眠呼吸暂停；

否则，判断判断胸部起伏波形图和腹部起伏波形图是否均无波形；若是，则判断为中枢性睡眠呼吸暂停；否则舍弃该次数据；

2.如权利要求1所述的一种多导睡眠呼吸暂停监测装置，其特征在于，在体位判断模块中，判断阻塞性睡眠暂停患者是否为体位型的过程包括：

在血氧饱和度异常时，计算血氧饱和度与体位信息的相关性；

判断血氧饱和度与体位信息是否具有相关性；

若是，则判断为体位型呼吸暂停；否则，判断为非体位型呼吸暂停。

3.如权利要求1所述的一种多导睡眠呼吸暂停监测装置，其特征在于，根据人体各部位的受压状态得到体位信息的过程包括根据设于人体各部位的压力传感器的电流变化得到受压部位，以此得到体位信息。

4.如权利要求1所述的一种多导睡眠呼吸暂停监测装置，其特征在于，血氧饱和度的获取过程包括：通过测量发光管发射波长为660nm和900nm的光，通过光接收管得到的反射光的比值反映血氧饱和度的变化。

5.一种多导睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，包括：血氧检测装置、胸腹起伏检测装置、压力检测装置和权利要求1-4任一项所述的多导睡眠呼吸暂停监测装置，多导睡眠呼吸暂停监测装置分别接收血氧检测装置发送的血氧饱和度、胸腹起伏检测装置发送的胸腹起伏波形图和压力检测装置发送的人体各部位的受压状态。

6.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，基于权利要求5所述的多导睡眠呼吸暂停监测系统实现。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，基于权利要求5所述的多导睡眠呼吸暂停监测系统实现。