CN202920148U - 一种远程无线睡眠监护仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种远程无线睡眠监护仪，由采集器(2)和主机(1)构成，所述采集器(2)内设置血氧脉搏波信号采集探头，所述主机(1)包括信息采集模块、控制模块、无线传输模块、显示模块和电源模块。信息采集模块采集睡眠相关信号并实时传输至控制模块，控制模块对接收的数据进行分析、存储后再把数据实时传输至无线传输模块，无线传输模块把接收的数据传输至同样具有无线接收功能的接收端。显示模块供使用者查看信息。电源模块用以供电。本实用新型不仅能让使用者足不出户就获得以前在医院才能完成的全面睡眠监护，还能判断使用者睡眠过程中的睡眠呼吸暂停中止次数以及智能唤醒，且远端人员可以实时掌握使用者的睡眠生理信息。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种医疗仪器，具体涉及一种远程无线睡眠监护仪。
背景技术
伴随着后工业化时代的到来，人们的生活节奏越来越快，越来越多的人面临着各种各样的睡眠问题，比如失眠、嗜睡以及睡眠呼吸暂停综合症等。据中国睡眠研究会公布的最新睡眠调查结果显示，中国成年人失眠发生率为38.2％，高于国外发达国家的失眠发生率。其中，北京、广州等大城市有睡眠障碍的人更是占到六成以上，医生、记者、教师、软件研发员、警察、企业家等都是睡眠问题高发人群。
一般情况下，对各种睡眠和呼吸疾病进行诊断，标准手段是使用PSG多导睡眠监测仪。PSG是目前唯一一款能够客观、科学的定量记录和分析使用者睡眠质量的设备。不过PSG的缺点也是显而易见的。首先，使用者的检测过程，只能在医院或者实验室中进行，使用者在陌生的环境下进行睡眠检测，极容易被外界干扰，导致用户睡眠不正常，或睡眠检测失败，即使用者失眠，因此检测结果有可能不能表征用户的真实情况；其次，医院或实验室需要运营一个睡眠中心，费用不菲，这些费用最终都会被转移到使用者身上，增加使用者的经济负担；最后使用者使用PSG测量，只能进行夜间的睡眠监测，忽略了日间信号对于夜间信号的参照作用，无法进行白天的嗜睡和长期的睡眠昼夜节律的监护。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种远程无线睡眠监护仪，使用日趋成熟的采集器技术、蓝牙通信技术、微处理器技术实现实时精确监测、存储和自动分析睡眠生理信号参数及判断睡眠呼吸暂停中止次数以及智能唤醒的目的，同时，使用者还可以在实时查看数据的同时也通过无线传输方式传输至具无线接收功能的接收端，供远端的人们掌握。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种远程无线睡眠监护仪，由采集器和主机构成，其特征在于，所述采集器内设置血氧脉搏波信号采集探头，所述主机包括信息采集模块、控制模块、无线传输模块、显示模块和电源模块；信息采集模块采集运动信号、外界声音信号及外界亮度信号并实时传输至控制模块，控制模块对接收的数据进行分析、存储后再把数据实时传输至无线传输模块，无线传输模块把接收的数据传输至同样具有无线接收功能的接收端；显示模块供使用者查看信息；电源模块用以供电。
所述采集器与主机之间采用可插拔接头连接。
所述血氧脉搏波信号采集探头采用双组血氧脉搏波探头。
所述信息采集模块包括采集运动信号的三轴加速度传感器、采集外界声音信号的声音传感器和采集外界亮度信号的亮度传感器。
所述控制模块包括嵌入式ARM微处理器。
所述显示模块包括液晶显示器。
所述电源模块包括具有充电管理功能的充电芯片和锂电池模组。
所述无线传输模块包括蓝牙通信装置。
本实用新型的有益效果在于，一种远程无线便携式睡眠监护仪，采集信息准确、多样，不仅能让使用者足不出户就获得以前在医院才能完成的全面睡眠监护，包括睡眠分期功能、鼾声严重程度的判定功能、睡眠昼夜节律分析功能、呼吸暂停严重程度评估功能，及睡眠呼吸暂停中止次数判断功能和早上智能睡眠唤醒功能，远端人员可以实时掌握使用者的生理信息，既能为人们做检查提供方便，又能减轻医院的门诊负担，是解决当前社会医疗资源紧张状况行之有效的办法。
附图说明
图1为本实用新型的实物示意图；
图2为本实用新型的原理框架图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不以任何方式限制本实用新型的范围。
如图1和2所示，一种远程无线睡眠监护仪，由采集器2和主机1构成，其特征在于，所述采集器2内设置血氧脉搏波信号采集探头，所述主机1为腕表式，外壳的机械外形尺寸为50mm×50mm×22mm，包括信息采集模块、控制模块、无线传输模块、显示模块和电源模块；信息采集模块采集运动信号、外界声音信号及外界亮度信号并实时传输至控制模块，控制模块对接收的数据进行分析、存储后再把数据实时传输至无线传输模块，无线传输模块把接收的数据传输至同样具有无线接收功能的接收端；显示模块供使用者查看信息；电源模块用以供电。
所述采集器2与主机1之间采用可插拔接头连接。在白天不使用的情况下可从远程无线睡眠监护仪主机1上拔除，减少使用者的负担。
所述血氧脉搏波信号采集探头使用光体积描记法，利用人体不同含氧量的组织吸收红光和红外光线的强度不同进行血氧值和脉搏的测定。脉率测量范围为30-250bpm，血氧测量范围为0-100％，在正常状态下脉率测量精度误差为±2bpm，血氧数值测量精度误差为±2％。
所述血氧脉搏波信号采集探头具有较高的信号采样率：虽然人体的脉搏波一般在5Hz以下，且在睡眠状态时有时更不足1Hz，不过由于脉搏波形容易受干扰，且对睡眠系统及其重要，为了能更加真实的体现脉搏波的细节和方便噪声过滤，系统输出120Hz的采样率。
由于睡眠监测时间长，一旦血氧脉搏波信号采集探头的采样率提高，人体组织也会相应的受到长时间的高强度的光线照射，这样会直接导致人体组织局部积累大量热量，极易引起人体组织的灼伤。
所述血氧脉搏波信号采集探头采用双组血氧脉搏波探头来克服此问题，即将人体富含血管的指尖放在探头的两组传感器之间，每组包含一个发光器和一个光探测器，两组传感器每隔一定周期，例如：30min，交替工作，减少人体局部组织积累大量热量，降低人体组织灼伤的发生几率。
所述信息采集模块包括采集运动信号的三轴加速度传感器、采集外界声音信号的声音传感器和采集外界亮度信号的亮度传感器。
所述三轴加速度传感器能够全天候连续工作，体积小、厚度薄，大小为3mm×5mm×1mm，且超低功耗，工作模式下电流低至23uA，待机模式下电流为0.1μA，分辨率为12位，测量范围达±16g。三轴加速度传感器包含三个方向的加速度计，排列位置相互正交，三轴加速度传感器包含多条压电材料的带子，这种压电材料是单轴、串联的双压电晶片。人体的运动引起这些带子的运动，从而产生电荷的变化，该变化引起输出电压的不同。由不同的输出电压值检测人体三个方向的加速度值。每个方向的采样率皆为30Hz。低功耗模式支持基于运动的电源管理，从而以极低的功耗进行阈值感测和运动加速度测量。
所述声音传感器采用MP3解码芯片VS1003模块，采集睡眠者周围声音强弱，用于研究噪声强弱对于睡眠质量的影响以及评估使用者睡眠过程中的鼾声强弱程度。为了节省内存空间和电池，只有当采集器2与主机1之间采用可插拔接头连接时，此声音传感器才启用，当采集器2从主机1上拔出时，声音传感器自动停止工作。
所述亮度传感器24小时全天候采集使用者周围光线强弱，辅助进行昼夜判定和早上健康唤醒用户。亮度传感器功耗为0.04～3mA，暗电阻值＞20Mohm，暗电流值＜0.1uA。
血氧脉搏波信号采集探头和三轴加速度传感器完成实现睡眠分期功能和睡眠呼吸暂停中止次数判断功能的信息采集；血氧脉搏波信号采集探头完成实现呼吸暂停严重程度评估功能的信息采集，声音传感器完成实现鼾声严重程度的判定功能的信息采集。亮度传感器完成实现睡眠昼夜节律分析和早上智能睡眠唤醒功能的信息采集。
所述控制模块包括嵌入式ARM微处理器。
嵌入式ARM微处理器规格为ARM_Cortex-M3内核，最高频率为72MHz。嵌入式ARM微处理器自身有时钟芯片，只需增加一个纽扣电池就能准确记录使用者检测的时间和日期。控制模块是远程无线睡眠监护仪的核心模块，负责控制其他模块的工作，接收多个传感器的数据，分析处理数据，发送数据等一系列的工作。
所述显示模块包括液晶显示器。
所述显示模块内部采用低功耗的LC模块，可实时显示控制模块传输的脉率值和血氧值，此外通过显示模块用户可以了解电池，蓝牙等器件的工作状态。
所述电源模块包括具有充电管理功能的充电芯片和锂电池模组。
电源模块内置充电芯片，能依据锂电池模组实际电量情况，采用相对应的充电状态，可以分别对电池进行小电流预充、恒流快充，快充满时候进行恒压充电，充满后自动停止充电，在电池过充或过放时候自动保护，使电池的充电安全有效，极大延长电池寿命，电池选用锂电池的额定电压为3.7V，容量750mAh。体积小，轻便，寿命长。充满电后，无外接电的情况下，连续使用不少于8个小时。
所述无线传输模块包括蓝牙通信装置。
远程无线睡眠监护仪使用蓝牙通信装置进行无线传输，蓝牙通信装置通过SPI接口和控制模块进行数据通讯，其符合蓝牙2.0通信规范。规格为内置2.4G蓝牙天线射频座，收发距离10M，AT指令设置参数和发布命令，最高串口波特率为1382400bps。蓝牙通信装置与蓝牙接收设备建立物理链接后，接收蓝牙接收设备发送的握手包。握手成功后，蓝牙通信装置可向蓝牙接收设备实时传送控制模块中存储的睡眠监护生理数据。控制模块对蓝牙通信装置采取管理，在停止收发数据的间隔时间，蓝牙通信装置自动进入休眠状态，有效减少了蓝牙通信装置一直处于上传数据状态下的能耗，极大地提高了远程无线睡眠监护仪的锂电池续航时间，省电环保。
一个小巧的腕表型的远程无线睡眠监护仪和传统的PSG设备相比，体积小巧，采集过程简化，且实现功能多。远程无线睡眠监护仪是一款24小时全天候监测睡眠的仪器，在家庭环境中使用，操作方法简单，集成血氧脉搏波信号采集探头、三轴加速度传感器、声音传感器、亮度传感器，做成腕表的形式，减少了大量的线路，用最接近于自然状态的方式，对睡眠进行分析。使用者使用时只需像手表一样佩戴，达到睡眠干扰度最低，采集的数据可以源源不断的传送到同样具有无线接收功能的接收端，让远端人员随时查看使用者的睡眠生理信息，方便对使用者睡眠状况的实时掌握。
以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非限制本实用新型的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，故凡运用本实用新型说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种远程无线睡眠监护仪，由采集器(2)和主机(1)构成，其特征在于，所述采集器(2)内设置血氧脉搏波信号采集探头，所述主机(1)包括信息采集模块、控制模块、无线传输模块、显示模块和电源模块；信息采集模块采集运动信号、外界声音信号及外界亮度信号并实时传输至控制模块，控制模块对接收的数据进行分析、存储后再把数据实时传输至无线传输模块，无线传输模块把接收的数据传输至同样具有无线接收功能的接收端；显示模块供使用者查看信息；电源模块用以供电。
2.根据权利要求1所述的一种远程无线睡眠监护仪，其特征在于，所述采集器(2)与主机(1)之间采用可插拔接头连接。
3.根据权利要求1所述的一种远程无线睡眠监护仪，其特征在于，所述血氧脉搏波信号采集探头采用双组血氧脉搏波探头。
4.根据权利要求1所述的一种远程无线睡眠监护仪，其特征在于，所述信息采集模块包括采集运动信号的三轴加速度传感器、采集外界声音信号的声音传感器和采集外界亮度信号的亮度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种远程无线睡眠监护仪，其特征在于，所述控制模块包括嵌入式ARM微处理器。
6.根据权利要求1所述的一种远程无线睡眠监护仪，其特征在于，所述显示模块包括液晶显示器。
7.根据权利要求1所述的一种远程无线睡眠监护仪，其特征在于，所述电源模块包括具有充电管理功能的充电芯片和锂电池模组。
8.根据权利要求1所述的一种远程无线睡眠监护仪，其特征在于，所述无线传输模块包括蓝牙通信装置。
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