CN1292707C - 无电极睡眠状态和呼吸障碍事件传感装置 - Google Patents

Abstract

建立在从心动周期和呼吸状况检测睡眠结构和呼吸障碍事件理论上开发的无电极睡眠状态和呼吸障碍事件传感装置1，为床垫的形式，其床垫芯顺纵向被分隔成对应于被试者头、胸、臀、腿的4个区，每个区由四周边和底面限定一个流体囊11，囊内充设定压力的流体。导管13借穿过各流体囊及各区壁导孔12连通所述流体囊和微压/电量变换器14，其信号输出反映囊内的压力，即心动、体动和呼吸变化。本传感装置不需电极，没有联接导线，受检者无生理心理负担、不影响睡眠、自然地提取并监测其呼吸和心率及其变化，可以用常规检查方式获得整夜呼吸障碍事件及睡眠结构，费用低，有助于客观评价呼吸暂停对人生理的影响。

Description

无电极睡眠状态和呼吸障碍事件传感装置

技术领域

本发明涉及一种无电极睡眠状态和呼吸障碍事件传感装置，更具体地，涉及分区、流体囊式压力敏感床垫传感装置。

背景技术

随着睡眠医学的发展，睡眠检测越来越受到临床的重视，因为近20年来的研究证实，睡眠中的呼吸暂停与人类的许多疾病的发生、发展有密切关系，睡眠性呼吸暂停(SAS)其病理与生理的统一表现为睡眠时反复发生低氧血症、高碳酸血症、血液pH值下降失代偿，此三种现象在睡眠中反复发生会导致身体中一系列病理生理改变。睡眠医学目前涉及的临床科室有：呼吸科、神经内科、心血管科等。越来越多的临床专科、医生以及研究人员认识到睡眠对于一个健康体魄的重要意义以及不良的睡眠对于机体的严重侵蚀，因而睡眠检测类仪器成为近年来医疗仪器中的迫切需要。目前睡眠检测仪器在医院大部分用于呼吸科，即睡眠呼吸障碍是目前临床睡眠监测的一大方向。关于人类睡眠过程变化的规律，以及睡眠中诸如心率、呼吸、血压等等生命参数的变化规律，长期来人们所认识的首要特征是大脑活动的明显异于醒觉状态，因而从生理参数辨别睡眠—醒觉状态以及区分睡眠中的深睡、浅睡均是以脑电波为依据的。现此种监测仪器有两类，一类是多道睡眠监测仪，它检测时需住院，监测参数多(常规包括脑电、眼动、肌电、鼻气流、胸腹呼吸、心电、血氧等)，操作复杂，需要护士值班；另一类是携带式睡眠图仪，可以在医院贴好电极后让病人携带回家睡觉，于次日将记录盒送至医院回放分析给出结果报告。有的携带式初筛机不必粘贴脑电电极，但必需测量鼻气流、胸呼吸等，使用起来也不甚方便，而省略电极要以显著降低分析结果的准确度做为代价的。实际上以上用于睡眠呼吸的检测手段，原理上是一致的，在体表均需贴较多电极，不同的只是改变了记录存贮介质的位置。此二类仪器都建立在测定脑电的基础上，但是检测脑电需要脑电电极及其它各种电极，其处理相当麻烦，脑电信号也比其它信号更容易受干扰。希望能有利用脑电以外的生理信号的睡眠结构判别方法和仪器。

1966年以来本发明人等通过对心动周期分析，研究了仅仅利用心率变异性HRV的睡眠分类方法。对逐拍心动周期信号中隐含的睡眠结构信息进行的研究，发现了睡眠结构(包括醒觉W、快速眼动期REM、非快速眼动期NREM)与睡眠时的心动周期变化之间有相当好的耦合关系，用逐拍心动周期分析获得的睡眠结构结果和用脑电图分析睡眠结构的结果对比有平均符合率达85％的好的一致性。

进一步，为了彻底解决各种电极对被检测者的羁伴，解除它们对受检者造成的负担，从而解除造成影响睡眠而妨碍测量结果的真实性和自然性，希望在上述研究成果基础上发展出无电极睡眠状态的检测仪器。

此外，睡眠状态的变化除了与逐拍心动周期和SAS有关外，还伴随有腿动，不同睡眠时相中间发性腿动(PLM)特征有明显的差异，其相对频率、持续时间和引起醒觉效应都会随睡眠渐深而下降，腿动间隔则增长，在REM期，腿动间隔最长，持续时间最短。

发明内容

因此，本发明的目的之一是提供一种采用分区的、流体囊式压力敏感床垫传感装置，可以测量被检测者的心动周期、呼吸、体动及其变化，提供实现在无负荷、无电极条件下监测睡眠状况的信号需要。

本发明传感装置的技术方案是：一种无电极睡眠状态和呼吸障碍事件传感装置，其特征是：采用由床垫芯构成床垫的形式；所述床垫芯顺受检者躺卧的纵向被分隔成多个区，比如2-16个区，每个所述的区由四周边和底面限定，顶面开启；各区内设流体囊，所述囊内充设定压力的流体；各区设导孔穿过所述各流体囊及各区壁，至少一个所述导孔上设导管，借所述导孔连通所述流体囊内的流体到设在区外的微压/电量变换器，所述微压/电量变换器的电信号输出反映所连通区的流体囊内的压力变化。

所述的区可以取为4个，分别位于受检者的头、胸、臀和腿部。

所述床垫还可以由床垫芯和包裹床垫芯的透气棉、床垫套组成，透气棉和床垫套在各区顶面将各区的流体囊约束在对应的区内。

本发明传感装置的技术方案的优点是：

1.由于睡眠床垫采用分区设计，感应压力的体积较小，提高了系统的灵敏度，能快速响应人体微小运动引起的压力变化。

2.由于采用微动监测技术，所以在受检者身上不需电极，没有联接导线，即可在受检者不增加生理心理负荷、不影响睡眠的情况下，自然地提取并监测其呼吸和心率及其变化。

3.监测费用低，睡眠呼吸检测的高费用显然与睡眠呼吸暂停综合征的高发病率不相适应，这使得太多的患者因为不能享用这一技术而失去了正确诊断和治疗的机会，而本发明低成本和低消耗的优势将打破睡眠检测高费用造成的壁垒。

4.可以以单人或集体的方式进行检测，每个传感装置对应一个受检者，而多个传感装置信号连到一个主机，主机以联网的方式接收多床位的信号并同时进行分析，适用于普通病房的病床，这又相应地降低了检查费用。

5.除了睡眠呼吸连续检查之外，传感装置信号可供主机处理后描绘出受检者整夜的睡眠结构图，这在很多情况下，例如对于评价患者的心血管疾患极有用。

总之，本发明将可能使得睡眠呼吸以及睡眠结构(质量)检测成为医院的普通常规检查，也使得医生对患者在睡眠中的表现有更广泛丰富的客观了解，有助于医生和研究人员评价睡眠生理病理与人体其它系统的生理病理之间的关系，从而促进睡眠医学和研究的发展。

附图说明

图1是本发明传感装置实施例监测状态示意图。

图2是本发明传感装置实施例构成的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图详细描述实施例，通过实施例可以更清楚理解本发明的构思。

图1、2是本发明传感装置实施例监测状态和构成的示意图。这是一种床垫式的传感装置，传感装置的构成中1是床垫形式的垫，从里到外分别由橡胶床垫芯、包裹床垫芯的透气棉和床垫套组成，本例中橡胶床垫芯顺受检者躺卧的纵向被分隔成互相隔离的多个区，比如2-16个区，本例中取为四个区，各区位置对应于受检者的头部、胸部、臀部、和腿部，各区有四周边和底限定，顶面向上开启。每个区内设有流体囊11，内充规定压力的流体，各区另设导孔12穿过流体囊11和区壁连通到区外，至少一个所述导孔上有导管13，导管的一端封接在导孔12上，另一端连接对应的微压/电量变换器14。床垫各区的顶面通过所包裹的透气棉、床垫套等将流体囊约束在对应的区内，被检测者躺在床垫面上，头、胸、臀、和腿分别隔床垫套等加压给流体囊，在此基础上身体的各种微动(心动和呼吸等)和体动使身体相应部位施加的压力上叠加小变化，反映为流体囊11内压力在头、胸、臀、腿的基本压力上叠加小的压力变化，此变化将顺所述导管13传递给所述变换器14。所述导管选用医用橡胶管或硅胶管，其内容积不易因内压变化而变化。

变换器14的电输出经滤波、放大器8及A/D变换器9变换后成为对应于头部、胸部、臀部、和腿部记录信号，从这些信号由微处理机对不同频率段的信号分离、提取，获得心冲击波、腿部脉搏冲击波、和呼吸波，进而提取出心动周期和呼吸参数，制作出表征呼吸暂停事件的列表和睡眠结构图。

Claims (6)

1.一种无电极睡眠状态和呼吸障碍事件传感装置，其特征是采用由床垫芯构成床垫的形式；所述床垫芯顺受检者躺卧的纵向被分隔成多个区，每个所述的区由四周边和底面限定，顶面开启；各区内设流体囊，所述囊内充设定压力的流体；各区设导孔穿过所述各流体囊及各区壁，至少一个所述导孔上设导管，借所述导孔连通所述流体囊内的流体到设在区外的微压/电量变换器，所述微压/电量变换器的电信号输出反映所连通区的流体囊内的压力变化。

2.根据权利要求1所述传感装置，其特征是所述的区为2-16个。

3.根据权利要求2所述传感装置，其特征是所述的区为4个，其位置分别对应于受检者的头部、胸部、臀部及腿部。

4.根据权利要求1-3中任一个所述传感装置，其特征是所述床垫芯各区的顶面通过透气棉和床垫套包裹所述床垫芯将所述流体囊约束在对应的区内。

5.根据权利要求1-3中任一个所述传感装置，其特征是所述导管为医用橡胶管或硅胶管。

6.根据权利要求4所述传感装置，其特征是所述导管为医用橡胶管或硅胶管。

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