CN210121139U - 一种睡眠监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种睡眠监测装置。它包括控制器、脑电采集模块、眼动电采集模块、下颌肌电采集模块、心电采集模块、口鼻气流采集模块、呼吸气压采集模块、血氧采集模块、胸呼吸检测模块、腹呼吸检测模块、腿动采集模块、鼾声采集模块和三轴加速度计，控制器分别与脑电采集模块、眼动电采集模块、下颌肌电采集模块、心电采集模块、口鼻气流采集模块、呼吸气压采集模块、血氧采集模块、胸呼吸检测模块、腹呼吸检测模块、腿动采集模块、鼾声采集模块和三轴加速度计电连接。本实用新型能够监测患者睡眠状态的脑电、眼动电、下颌肌电、心电、口鼻气流、呼吸气压、血氧、胸呼吸、腹呼吸、腿动、鼾声、体位数据，供睡眠分析设备或医生分析诊断。

Description

一种睡眠监测装置

技术领域

本实用新型涉及睡眠监测技术领域，尤其涉及一种睡眠监测装置。

背景技术

在现今忙碌的生活中，每个人随着竞争产生的压力将造成身体出现许多的不适，其中“睡眠障碍”已成为一般门诊患者最常见到的问题之一，由此可知近年来有睡眠困扰的人数愈来愈多；失眠病人使用安眠药，已然有成瘾与滥用的情形。除了工作压力大的成人有失眠困扰之外，有学业压力的学生也已经成为有失眠困扰的人群之一，所以不管是年长者还是年轻人都已经有此困扰，由此可见睡眠障碍问题已成为现代人通病之一。

目前，一般采用睡眠监测设备监测患者的睡眠情况，但是现有的睡眠监测设备监测患者的生理数据较少，不能准确反映患者的睡眠状况，不利于医生准确诊断，因此，急需一种能够全面监测患者睡眠生理数据情况的设备。

发明内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种睡眠监测装置，其能够监测患者睡眠状态的脑电、眼动电、下颌肌电、心电、口鼻气流、呼吸气压、血氧、胸呼吸、腹呼吸、腿动、鼾声、体位数据，供睡眠分析设备或医生分析诊断。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

本实用新型一种睡眠监测装置，包括控制器、脑电采集模块、眼动电采集模块、下颌肌电采集模块、心电采集模块、口鼻气流采集模块、呼吸气压采集模块、血氧采集模块、胸呼吸检测模块、腹呼吸检测模块、腿动采集模块、鼾声采集模块和三轴加速度计，所述控制器分别与脑电采集模块、眼动电采集模块、下颌肌电采集模块、心电采集模块、口鼻气流采集模块、呼吸气压采集模块、血氧采集模块、胸呼吸检测模块、腹呼吸检测模块、腿动采集模块、鼾声采集模块和三轴加速度计电连接。

在本技术方案中，脑电采集模块用于采集患者脑电数据；眼动电采集模块用于采集患者眼动电数据；下颌肌电采集模块用于采集患者下颌肌电数据；心电采集模块用于采集患者心电数据；口鼻气流采集模块用于采集患者口鼻气流数据；呼吸气压采集模块用于采集患者呼吸气压数据；血氧采集模块（为透射式血氧采集模块）通过佩戴在患者肢体末梢进行血氧的采集；胸呼吸检测模块用于检测患者胸呼吸情况；腹呼吸检测模块用于检测患者腹呼吸情况；腿动采集模块用于采集患者腿动情况；鼾声采集模块用于采集患者打鼾声数据；三轴加速度计设置在患者身体上，用于检测患者的体位变化情况。这些检测数据都输入到控制器，控制器将这些检测数据发送到移动端或PC端，供睡眠分析设备或医生分析诊断。

作为优选，所述呼吸气压采集模块包括鼻氧管、鲁尔接头和气压传感器，所述鲁尔接头两端分别与鼻氧管和气压传感器连接，所述气压传感器与控制器电连接。鼻氧管设置在患者鼻孔下方，患者呼出的气体通过鼻氧管进入气压传感器，气压传感器检测患者呼吸输出的压力，并将检测数据发送到控制器。

作为优选，所述一种睡眠监测装置还包括环境光传感器，所述环境光传感器与控制器电连接。环境光传感器检测患者睡眠过程中的环境光变化情况，对患者睡眠房间的开关灯操作进行判断，方便医生确定患者睡眠开始时间和准备入睡时间，避免传统的依靠患者或者医生进行登记等繁琐的人工程序。

作为优选，所述鼾声采集模块包括咪头和第一信号调理电路，所述咪头通过第一信号调理电路与控制器电连接。咪头设置在靠近患者鼻子的位置，采集患者的打鼾声，咪头采集的数据通过第一信号调理电路滤波、放大等调理后输出到控制器。

作为优选，所述胸呼吸检测模块、腹呼吸检测模块结构相同，都包括呼吸检测带、第一激励信号产生模块和第二信号调理电路，所述呼吸检测带包括弹性绑带和设置在弹性绑带内的弯曲成正弦状的感应线圈，所述弹性绑带两端通过锁扣连接，所述感应线圈的两端分别位于弹性绑带的两端，所述感应线圈两端分别与第二信号调理电路的两个输入端电连接，所述第二信号调理电路的输出端与控制器电连接，所述第一激励信号产生模块的输出端与感应线圈一端电连接，所述第一激励信号产生模块的控制端与控制器电连接。

将胸呼吸检测模块的弹性绑带绕患者胸部一圈绑紧，胸呼吸检测时，第一激励信号产生模块给弹性绑带内的感应线圈一个激励信号，电感两端的电压通过第二信号调理电路滤波、放大等调理后输出到控制器，控制器根据电压变化计算出胸呼吸情况。患者呼吸时，感应线圈随呼吸动作电感值发生变化，电压发生变化。

作为优选，所述腿动采集模块包括用于贴合在人体小腿肌肉处的腿动传感器以及第三信号调理电路，所述腿动传感器通过第三信号调理电路与控制器电连接。通过将腿动传感器贴合在人体小腿肌肉部分，对患者的体动信息进行采集，用于对夜行症等睡眠体动信息的判断。

作为优选，所述脑电采集模块包括用于贴在头部左侧中央的电极片C3、用于贴在头部右侧中央的电极片C4、用于贴在左侧乳突的电极片M1、用于贴在右侧乳突的电极片M2、用于贴在头部中央部位的电极片CZ、用于贴在左额部的电极片F3、用于贴在右额部的电极片F4、用于贴在前额中心位置的电极片FPZ、用于贴在左侧枕骨的电极片O1、用于贴在右侧枕骨的电极片O2，所述眼动电采集模块包括用于贴在左眼外眦下1cm处的电极片E1、用于贴在右眼外眦下1cm处的电极片E2，所述下颌肌电采集模块包括用于贴在下颌骨前缘下2cm中线左旁开2cm处的电极片EMG-、用于贴在下颌骨前缘下2cm中线右旁开2cm处的电极片EMG+，所述心电采集模块包括用于贴在左髋部的电极片ECG+、用于贴在右锁骨外缘下2.54 cm 处的电极片ECG-。通过将电极片贴合在人体组织表面，采集人体的脑电、眼动电、下颌肌电、心电生理信号。

作为优选，所述一种睡眠监测装置还包括阻抗测试模块，所述阻抗测试模块包括第二激励信号产生模块、模拟开关和信号放大电路，所述第二激励信号产生模块的输出端与模拟开关的输入通道电连接，所述模拟开关的15个输出通道分别与电极片C3、电极片C4、电极片M1、电极片M2、电极片CZ、电极片F3、电极片F4、电极片O1、电极片O2、电极片E1、电极片E2、电极片EMG-、电极片EMG+、电极片ECG+、电极片ECG-电连接，所述信号放大电路的输入端与电极片FPZ电连接，所述信号放大电路的输出端与控制器电连接。

电极片FPZ贴在人体上时，需要人工检查是否贴好，然后，可通过阻抗测试模块检测其余电极片是否正确贴在人身上。当要检测除了电极片FPZ之外的某个电极片是否正确安装时，控制器控制模拟开关的输入通道与该电机对应的输出通道导通，第二激励信号产生模块产生一个交流激励信号，被测电极片、电极片FPZ和人体构成回路，信号放大电路将电极片FPZ输入的信号放大后输出至控制器，通过检测电极-患者皮肤之间的阻抗判断电极片和皮肤的接触效果，从而判断被测电极片是否安装正确。

作为优选，所述一种睡眠监测装置还包括存储模块和无线通信模块，所述控制器分别与存储模块和无线通信模块电连接。存储模块用于存储检测数据，便于医生查阅。无线通信模块用于与移动端或PC端无线通信，将采集到的数据发送到移动端或PC端。

作为优选，所述一种睡眠监测装置还包括蓄电池、USB接口和电源管理模块，所述电源管理模块分别与蓄电池、USB接口和控制器电连接。USB接口用于充电、数据传输，电源管理模块用于管理蓄电池充放电。

作为优选，所述一种睡眠监测装置还包括按键和指示灯，所述控制器分别与按键和指示灯电连接。

本实用新型的有益效果是：能够监测患者睡眠状态的脑电、眼动电、下颌肌电、心电、口鼻气流、呼吸气压、血氧、胸呼吸、腹呼吸、腿动、鼾声、体位数据，供睡眠分析设备或医生分析诊断。

附图说明

图1是实施例的电路原理连接框图；

图2是第一信号调理电路的电路图；

图3是呼吸检测带的结构示意图；

图4是第一激励信号产生模块的电路图；

图5是第二信号调理电路的电路图；

图6是第三信号调理电路的电路图；

图7是阻抗测试模块的电路图；

图8是无线通信模块的电路原理图；

图9是存储模块的电路原理图；

图10是电极片在人体上的放置位置示意图。

图中：1、控制器，2、脑电采集模块，3、眼动电采集模块，4、下颌肌电采集模块，5、心电采集模块，6、口鼻气流采集模块，7、呼吸气压采集模块，8、血氧采集模块，9、胸呼吸检测模块，10、腹呼吸检测模块，11、腿动采集模块，12、鼾声采集模块，13、三轴加速度计，14、环境光传感器，15、第二激励信号产生模块，16、模拟开关，17、信号放大电路，18、存储模块，19、无线通信模块，20、蓄电池，21、USB接口，22、电源管理模块，23、按键，24、指示灯，25、弹性绑带，26、感应线圈。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种睡眠监测装置，如图1所示，包括控制器1、脑电采集模块2、眼动电采集模块3、下颌肌电采集模块4、心电采集模块5、口鼻气流采集模块6、呼吸气压采集模块7、血氧采集模块8、胸呼吸检测模块9、腹呼吸检测模块10、腿动采集模块11、鼾声采集模块12、三轴加速度计13、环境光传感器14、存储模块18和无线通信模块19，控制器1分别与脑电采集模块2、眼动电采集模块3、下颌肌电采集模块4、心电采集模块5、口鼻气流采集模块6、呼吸气压采集模块7、血氧采集模块8、胸呼吸检测模块9、腹呼吸检测模块10、腿动采集模块11、鼾声采集模块12、三轴加速度计13、环境光传感器14、存储模块18和无线通信模块19电连接。

脑电采集模块用于采集患者脑电数据；眼动电采集模块用于采集患者眼动电数据；下颌肌电采集模块用于采集患者下颌肌电数据；心电采集模块用于采集患者心电数据；口鼻气流采集模块用于采集患者口鼻气流数据；呼吸气压采集模块用于采集患者呼吸气压数据；血氧采集模块（为透射式血氧采集模块）通过佩戴在患者肢体末梢进行血氧的采集；胸呼吸检测模块用于检测患者胸呼吸情况；腹呼吸检测模块用于检测患者腹呼吸情况；腿动采集模块用于采集患者腿动情况；鼾声采集模块用于采集患者打鼾声数据；三轴加速度计设置在患者身体上，用于检测患者的体位变化情况。

环境光传感器检测患者睡眠过程中的环境光变化情况，对患者睡眠房间的开关灯操作进行判断，方便医生确定患者睡眠开始时间和准备入睡时间，避免传统的依靠患者或者医生进行登记等繁琐的人工程序。

存储模块用于存储检测数据，便于医生查阅。无线通信模块用于与移动端或PC端无线通信，将采集到的数据发送到移动端或PC端，供睡眠分析设备或医生分析诊断。存储模块采用SD存储卡，电路图如图9所示；无线通信模块为蓝牙模块，电路图如图8所示。控制器采用STM32L496VET6芯片。环境光传感器采用OPT3001传感器。三轴加速度计采用ADXL362加速度计。血氧采集模块采用KS-CM01血氧探头。口鼻气流采集模块采用QD-1型口鼻气流传感器。

睡眠监测装置还包括蓄电池20、USB接口21、电源管理模块22、按键23和指示灯24，电源管理模块22分别与蓄电池20、USB接口21和控制器1电连接，控制器1分别与按键23和指示灯24电连接。USB接口用于充电、数据传输，电源管理模块用于管理蓄电池充放电。

呼吸气压采集模块7包括鼻氧管、鲁尔接头和气压传感器，鲁尔接头两端分别与鼻氧管和气压传感器连接，气压传感器与控制器1电连接。鼻氧管设置在患者鼻孔下方，患者呼出的气体通过鼻氧管进入气压传感器，气压传感器检测患者呼吸输出的压力，并将检测数据发送到控制器。气压传感器采用DLHR-L30G传感器。

鼾声采集模块12包括咪头和第一信号调理电路，咪头通过第一信号调理电路与控制器1电连接。咪头设置在靠近患者鼻子的位置，采集患者的打鼾声，咪头采集的数据通过第一信号调理电路滤波、放大等调理后输出到控制器。第一信号调理电路的电路图，如图2所示。

胸呼吸检测模块、腹呼吸检测模块结构相同，都包括呼吸检测带、第一激励信号产生模块和第二信号调理电路，如图3所示，呼吸检测带包括弹性绑带25和设置在弹性绑带25内的弯曲成正弦状的感应线圈26，弹性绑带25两端通过锁扣连接，感应线圈26的两端分别位于弹性绑带25的两端，感应线圈26两端分别与第二信号调理电路的两个输入端电连接，第二信号调理电路的输出端与控制器1电连接，第一激励信号产生模块的输出端与感应线圈26一端电连接，第一激励信号产生模块的控制端与控制器1电连接。

第一激励信号产生模块的电路图，如图4所示，第二信号调理电路的电路图，如图5所示。将胸呼吸检测模块的弹性绑带绕患者胸部一圈绑紧，胸呼吸检测时，第一激励信号产生模块给弹性绑带内的感应线圈一个激励信号，电感两端的电压通过第二信号调理电路滤波、放大等调理后输出到控制器，控制器根据电压变化计算出胸呼吸情况。患者呼吸时，感应线圈随呼吸动作电感值发生变化，电压发生变化。

腿动采集模块11包括用于贴合在人体小腿肌肉处的腿动传感器以及第三信号调理电路，腿动传感器通过第三信号调理电路与控制器1电连接。通过将腿动传感器贴合在人体小腿肌肉部分，对患者的腿动信息进行采集，用于对夜行症等睡眠体动信息的判断。第三信号调理电路的电路图，如图6所示。腿动传感器为TD-2型腿动传感器。

脑电采集模块2包括用于贴在头部左侧中央的电极片C3、用于贴在头部右侧中央的电极片C4、用于贴在左侧乳突的电极片M1、用于贴在右侧乳突的电极片M2、用于贴在头部中央部位的电极片CZ、用于贴在左额部的电极片F3、用于贴在右额部的电极片F4、用于贴在前额中心位置的电极片FPZ、用于贴在左侧枕骨的电极片O1、用于贴在右侧枕骨的电极片O2，眼动电采集模块3包括用于贴在左眼外眦下1cm处的电极片E1、用于贴在右眼外眦下1cm处的电极片E2，下颌肌电采集模块4包括用于贴在下颌骨前缘下2cm中线左旁开2cm处的电极片EMG-、用于贴在下颌骨前缘下2cm中线右旁开2cm处的电极片EMG+，心电采集模块5包括用于贴在左髋部的电极片ECG+、用于贴在右锁骨外缘下2.54 cm 处的电极片ECG-。

通过将电极片贴合在人体组织表面，采集人体的脑电、眼动电、下颌肌电、心电生理信号。这些电极片在人体上的放置位置如图10所示。

睡眠监测装置还包括阻抗测试模块，如图7所示，阻抗测试模块包括第二激励信号产生模块15、模拟开关16和信号放大电路17，第二激励信号产生模块15的输出端与模拟开关16的输入通道电连接，模拟开关16的15个输出通道分别与电极片C3、电极片C4、电极片M1、电极片M2、电极片CZ、电极片F3、电极片F4、电极片O1、电极片O2、电极片E1、电极片E2、电极片EMG-、电极片EMG+、电极片ECG+、电极片ECG-电连接，信号放大电路17的输入端与电极片FPZ电连接，信号放大电路17的输出端与控制器1电连接。

电极片FPZ贴在人体上时，需要人工检查是否贴好，然后，可通过阻抗测试模块检测其余电极片是否正确贴在人身上。当要检测除了电极片FPZ之外的某个电极片是否正确安装时，控制器控制模拟开关的输入通道与该电机对应的输出通道导通，第二激励信号产生模块产生一个交流激励信号，被测电极片、电极片FPZ和人体构成回路，信号放大电路将电极片FPZ输入的信号放大后输出至控制器，通过检测电极-患者皮肤之间的阻抗判断电极片和皮肤的接触效果，从而判断被测电极片是否安装正确。

Claims (10)

1.一种睡眠监测装置，其特征在于，包括控制器（1）、脑电采集模块（2）、眼动电采集模块（3）、下颌肌电采集模块（4）、心电采集模块（5）、口鼻气流采集模块（6）、呼吸气压采集模块（7）、血氧采集模块（8）、胸呼吸检测模块（9）、腹呼吸检测模块（10）、腿动采集模块（11）、鼾声采集模块（12）和三轴加速度计（13），所述控制器（1）分别与脑电采集模块（2）、眼动电采集模块（3）、下颌肌电采集模块（4）、心电采集模块（5）、口鼻气流采集模块（6）、呼吸气压采集模块（7）、血氧采集模块（8）、胸呼吸检测模块（9）、腹呼吸检测模块（10）、腿动采集模块（11）、鼾声采集模块（12）和三轴加速度计（13）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种睡眠监测装置，其特征在于，所述呼吸气压采集模块（7）包括鼻氧管、鲁尔接头和气压传感器，所述鲁尔接头两端分别与鼻氧管和气压传感器连接，所述气压传感器与控制器（1）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种睡眠监测装置，其特征在于，还包括环境光传感器（14），所述环境光传感器（14）与控制器（1）电连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种睡眠监测装置，其特征在于，所述鼾声采集模块（12）包括咪头和第一信号调理电路，所述咪头通过第一信号调理电路与控制器（1）电连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种睡眠监测装置，其特征在于，所述胸呼吸检测模块（9）、腹呼吸检测模块（10）结构相同，都包括呼吸检测带、第一激励信号产生模块和第二信号调理电路，所述呼吸检测带包括弹性绑带（25）和设置在弹性绑带（25）内的弯曲成正弦状的感应线圈（26），所述弹性绑带（25）两端通过锁扣连接，所述感应线圈（26）的两端分别位于弹性绑带（25）的两端，所述感应线圈（26）两端分别与第二信号调理电路的两个输入端电连接，所述第二信号调理电路的输出端与控制器（1）电连接，所述第一激励信号产生模块的输出端与感应线圈（26）一端电连接，所述第一激励信号产生模块的控制端与控制器（1）电连接。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种睡眠监测装置，其特征在于，所述腿动采集模块（11）包括用于贴合在人体小腿肌肉处的腿动传感器以及第三信号调理电路，所述腿动传感器通过第三信号调理电路与控制器（1）电连接。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种睡眠监测装置，其特征在于，所述脑电采集模块（2）包括用于贴在头部左侧中央的电极片C3、用于贴在头部右侧中央的电极片C4、用于贴在左侧乳突的电极片M1、用于贴在右侧乳突的电极片M2、用于贴在头部中央部位的电极片CZ、用于贴在左额部的电极片F3、用于贴在右额部的电极片F4、用于贴在前额中心位置的电极片FPZ、用于贴在左侧枕骨的电极片O1、用于贴在右侧枕骨的电极片O2，所述眼动电采集模块（3）包括用于贴在左眼外眦下1cm处的电极片E1、用于贴在右眼外眦下1cm处的电极片E2，所述下颌肌电采集模块（4）包括用于贴在下颌骨前缘下2cm中线左旁开2cm处的电极片EMG-、用于贴在下颌骨前缘下2cm中线右旁开2cm处的电极片EMG+，所述心电采集模块（5）包括用于贴在左髋部的电极片ECG+、用于贴在右锁骨外缘下2.54 cm 处的电极片ECG-。

8.根据权利要求7所述的一种睡眠监测装置，其特征在于，还包括阻抗测试模块，所述阻抗测试模块包括第二激励信号产生模块（15）、模拟开关（16）和信号放大电路（17），所述第二激励信号产生模块（15）的输出端与模拟开关（16）的输入通道电连接，所述模拟开关（16）的15个输出通道分别与电极片C3、电极片C4、电极片M1、电极片M2、电极片CZ、电极片F3、电极片F4、电极片O1、电极片O2、电极片E1、电极片E2、电极片EMG-、电极片EMG+、电极片ECG+、电极片ECG-电连接，所述信号放大电路（17）的输入端与电极片FPZ电连接，所述信号放大电路（17）的输出端与控制器（1）电连接。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种睡眠监测装置，其特征在于，还包括存储模块（18）和无线通信模块（19），所述控制器（1）分别与存储模块（18）和无线通信模块（19）电连接。

10.根据权利要求1或2或3所述的一种睡眠监测装置，其特征在于，还包括蓄电池（20）、USB接口（21）和电源管理模块（22），所述电源管理模块（22）分别与蓄电池（20）、USB接口（21）和控制器（1）电连接。

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