CN211658136U - 一种头戴式鼾声监测及止鼾装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种头戴式鼾声监测及止鼾装置，包括头戴结构、和设置于头戴结构处的声音采集模块、压力检测模块、主控模块、电源模块、通信模块和反馈模块；电源模块、声音采集模块、压力检测模块、通信模块和反馈模块均与主控模块电性连接；通信模块用于与智能设备进行通信，声音采集模块用于采集用户的鼾声信号，压力检测模块用于获取用户睡眠过程中头部与枕头间的压力信号，主控模块用于联合检测识别鼾声信息以及由压力信号中提取的呼吸和睡姿信息，从而判断是否进行生物反馈刺激。本实用新型的头戴式鼾声监测及止鼾装置通过监测鼾声信息与压力信息的组合来判断是否对佩戴者进行生物反馈刺激，通过适当的刺激进而帮助用户达到止鼾目的。

Description

一种头戴式鼾声监测及止鼾装置

技术领域

本实用新型涉及智能穿戴技术领域，尤其涉及一种头戴式鼾声监测及止鼾装置。

背景技术

目前，鼾症和睡眠呼吸暂停综合征是一种常见病症，据调查统计，在人群中大约20-30％左右的人打鼾，而睡眠呼吸暂停综合征的发生率在4-10％，随着年龄的增长发病率越高。鼾症主因上呼吸道的功能性狭窄、或先天解剖因素所致，如气流经狭窄部位形成涡流,则导致软腭振动,继而发出打鼾声音,鼾声可大可小,鼾声与呼吸暂停间歇、交替出现,有的患者可发生憋醒，有的患者本人不知睡眠时打鼾和睡眠呼吸暂停,往往被同室居住的人觉察到。打鼾如果是由于饮酒、过度劳累等一过性的无需治疗，而常见的是习惯性单纯性的打鼾，由于常年打鼾，对身体造成潜在伤害，并由可能发展成睡眠呼吸暂停综合征。严重的呼吸暂停综合征临床表现为夜间睡眠打鼾伴呼吸暂停和白天嗜睡。由于呼吸暂停引起反复发作的夜间低氧和高碳酸血症，可导致高血压，冠心病，糖尿病和脑血管疾病等并发症及交通事故，甚至出现夜间猝死。

目前针对鼾症的治疗方法多种多样，首先是改善生活方式，如戒酒、加强运动等针对于习惯的治疗方式，其次是对症服用药物，激光手术等需要借助外部药物或者手术的治疗方式，但上述两种方式效果均不明显或有后遗症，对于较严重的呼吸暂停综合征患者可以采用家庭用呼吸机保持睡眠时气道正压治疗，但价格昂贵，普通人难于承担，而其他各种便携式穿戴式如手环、耳环、脚环、鼻夹等辅助性治疗方式，其治疗效果没有权威性认证。因此，设计一种更加方便使用且效果更好的止鼾装置成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种头戴式鼾声监测装置，其能准确检测和识别鼾声信息并进行生物反馈刺激使用户达到止鼾的效果。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种头戴式鼾声监测装置，包括头戴结构、和内嵌于头戴结构处的声音采集模块、压力检测模块、心率检测模块、主控模块、电源模块、通信模块和反馈模块；所述电源模块、声音采集模块、压力检测模块、心率检测模块、通信模块和反馈模块均与主控模块电性连接；

所述通信模块用于与智能终端设备进行通信，本案中通信模块集成在主控模块内部，所述声音采集模块用于将采集用户的鼾声信号，所述压力检测模块用于将获取用户睡眠过程中头部与枕头间的压力信号，所述主控模块用于根据检测到的鼾声信息以及压力信号中提取的呼吸率与睡姿信息来联合判断是否启动反馈模块以刺激用户达到止鼾目的。

进一步地，还包括与主控模块电性连接的心率检测模块，所述心率检测模块用于检测用户的心率信息，所述声音采集模块设置的采样频率大于3000Hz。

进一步地，所述头戴结构为环形头带，所述压力检测模块采用薄膜压力传感器阵列，多个压力传感器对称内嵌于环形头带处，当用户佩戴所述监测装置时，压力检测模块位于头的后部及两侧。

进一步地，所述头戴结构为头带或者帽子；所述头戴结构处还设置有活动卡扣或者伸缩带，所述活动卡扣或者伸缩带用于调节头戴结构的松紧程度。

进一步地，所述通信模块为蓝牙模块，所述心率检测模块为心率传感器；所述心率传感器的型号为MAX86150；所述运动信息模块、定位模块、心率检测模块、主控模块、电源模块、通信模块和反馈模块均印制于柔性电路板上；所述柔性电路板与头戴结构固定连接。

进一步地，所述柔性电路板通过透明硅胶内嵌于头戴结构的内侧，当用户佩戴所述监测装置时，所述透明硅胶内的心率检测模块与用户的头部皮肤贴合以检测用户的心率信号；所述反馈模块为微型蜂鸣器或者振动器；所述主控模块的型号为DA14580。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的头戴式鼾声监测装置通过监测鼾声信息及头部与枕头间的压力信息，来联合判断是否对佩戴者进行生物反馈刺激，进而帮助其止鼾。

附图说明

图1为实施例一的头戴式鼾声监测装置的电路原理框图；

图2为实施例一的头戴式鼾声监测装置的结构示意图。

附图标记：1、电源模块；2、心率检测模块；3、声音采集模块；4、主控模块；5、反馈模块；6、7、8、9及10均为压力检测模块；11、伸缩带；12、头戴结构。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，本实施例提供了一种头戴式鼾声监测装置，包括头戴结构12，和设置于头戴结构12处的声音采集模块3，压力检测模块6、7、8、9及10，主控模块4，电源模块1，反馈模块5；所述电源模块1、声音采集模块3、压力检测模块、反馈模块5均与主控模块4电性连接，其中主控模块内部集成了通信模块；

所述通信模块用于与外部智能设备进行通信，这里的智能设备主要指的是智能手机，用户通过其手机与本实施例中的监测装置通信，其可以通过在手机端APP来与监测装置交互。所述声音采集模块3用于将采集用户的鼾声信号，所述压力检测模块用于获取用户睡眠过程中头部与枕头间的压力信号，所述主控模块4用于根据鼾声信息以及压力信号中提取的呼吸率与睡姿信息来判断是否启动反馈模块5，以实施止鼾。在本实施例中主要是通过分析采集到的鼾声信息以及压力信号中提取的呼吸率与睡姿信息来进行识别是否启动生物反馈刺激，以帮助穿戴者达到止鼾目的。

更为优选地，还包括与主控模块4电性连接的心率检测模块2，所述心率检测模块2用于检测用户的心率信息，这样可以为用户采集更为多样的睡眠信息，便于进行用户的睡眠分析。

更为优选地，本实施例中的所述声音采集模块3设置的采样频率大于3000Hz。最为优选的，所述声音采集模块3设置的采样频率为4000Hz。由于鼾声的主要频谱分布在200～2000Hz，故采样频率设为4000Hz，不会出现欠采样的问题。

如图2所示在本实施例中，所述头戴结构12为环形头带，所述压力检测模块为薄膜压力传感器阵列，如图2所示，压力检测模块6、压力检测模块7、压力检测模块8、压力检测模块9及压力检测模块10对称设置于环形头带处，当用户佩戴所述监测装置时，多个压力检测模块位于头部后侧和两侧。这样可以更为准确的检测用户的呼吸率以及在睡眠过程中的姿态信息；因为成人一般不会出现趴着睡的情况，故而在进行压力检测模块位置设置时，其将压力检测模块设置于头部后侧和两侧，也即是当用户佩戴时，压力检测模块置于后脑勺及头两侧处，来检测睡眠过程中出现的压力值的变化以提取呼吸与睡姿信息。

所述头戴结构12除了可以是为头带外，还可以是帽子；更为优选地，所述头戴结构12处还设置有活动卡扣或者伸缩带11，所述活动卡扣或者伸缩带11用于调节头戴结构12的松紧程度。这样使得用户佩戴更舒适。

所述通信模块为蓝牙模块，集成在主控模块4内部，所述心率检测模块2为心率传感器；所述心率传感器的型号为MAX86150；所述声音采集模块3、压力检测模块、心率检测模块2、主控模块4、电源模块1、反馈模块5均印制于柔性电路板上；所述柔性电路板与头戴结构12固定连接；

所述柔性电路板通过透明硅胶板内嵌于头戴结构12的内侧，当用户佩戴所述监测装置时，所述透明硅胶内的心率检测模块2与用户的头部皮肤贴合以检测用户的心率信号；所述反馈模块5为微型蜂鸣器或者振动器；所述主控模块4的型号为DA14580。在本实施例中，通信模块可以是独立模块，也可以是集成在主控模块内部，其主要是实现与外部设备通信功能。在本实施例中优选的，采用将通信模块集成在主控模块内部的形式来提高器件的集成度。各模块均采用柔性电路板设计并集成在柔软的硅胶板上，保证与人体有良好的贴合的同时有较好的舒适性，头带后部有调节松紧程度的魔术贴松紧带。

在本实施例中针对所述头戴结构12为头带的情况进行具体的描述：打开头带上电源模块1开关，由头带集成蓝牙模块的主控系统(集成蓝牙模块的单片机系统)与手机蓝牙(APP)进行通信，蓝牙配对成功后由使用者手机APP发送开始工作指令，主控模块4即集成了蓝牙模块的单片机系统接收到指令后启动信号采集开始工作，包括人体鼾声信号的采集以及薄膜压力信息的采集分析(从压力信号中提取呼吸率及睡姿信息)，直到单片机接收到手机发送过来的停止工作指令或关闭电源模块1开关即停止采集工作；期间主控系统将采集到的鼾声信号进行特征分析，获取如幅度，能量等特征信息，薄膜压力信号则通过滤波等处理后得到呼吸率、睡姿等特征信息，然后对上述所获取的特征信息进行综合分析精准识别鼾声；得到鼾声识别结果后启动刺激模块，给鼾者施与刺激，让其调整睡姿；睡姿调整是否由仰卧位改为侧卧位，则通过分析薄膜压力阵列信号变化得出，而刺激强度分多个个等级，由弱变强，当睡姿改变或鼾声消失后，刺激停止；单片机系统将鼾声事件信息(鼾声发生开始时间及止鼾耗时等)、睡眠姿态信息实时发送到手机蓝牙端；手机蓝牙接收鼾声、睡姿、呼吸率以及心率等特征信息，各特征信息经手机端APP的进一步综合分析可得到睡眠质量报告，使用者醒后可打开APP分析数据，查看睡眠质量情况。整个使用过程要求手机距使用者保持5米以内的距离。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种头戴式鼾声监测及止鼾装置，其特征在于，包括头戴结构、和设置于头戴结构处的声音采集模块、压力检测模块、主控模块、电源模块、通信模块和反馈模块；所述电源模块、声音采集模块、压力检测模块、通信模块和反馈模块均与主控模块电性连接；

所述通信模块用于与外部智能终端设备进行通信，所述声音采集模块用于将采集用户的鼾声信号，所述压力检测模块用于将获取到的用户睡眠过程中头部与枕头间的压力信号，所述主控模块用于联合检测识别鼾声信息以及由压力信号中提取的呼吸率和睡姿信息，从而判断是否进行生物反馈刺激以帮助用户止鼾。

2.如权利要求1所述的一种头戴式鼾声监测及止鼾装置，其特征在于，还包括与主控模块电性连接的心率检测模块，所述心率检测模块用于检测用户的心率信息，所述声音采集模块设置的采样频率大于3000Hz。

3.如权利要求1或2所述的一种头戴式鼾声监测及止鼾装置，其特征在于，所述头戴结构为环形头带，所述压力检测模块为薄膜压力传感器阵列检测模块，且所述压力检测模块的数量为多个，多个压力检测模块对称内嵌于环形头带处，当用户佩戴所述监测装置时，多个压力检测模块位于头的后部及两侧。

4.如权利要求2所述的一种头戴式鼾声监测及止鼾装置，其特征在于，所述头戴结构为头带或者帽子；所述头戴结构处还设置有活动卡扣或者伸缩带，所述活动卡扣或者伸缩带用于调节头戴结构的松紧程度。

5.如权利要求2所述的一种头戴式鼾声监测及止鼾装置，其特征在于，所述通信模块为蓝牙模块，所述心率检测模块为心率传感器；所述心率传感器的型号为MAX86150；所述声音采集模块、压力检测模块、心率检测模块、主控模块、电源模块、通信模块和反馈模块均印制于柔性电路板上；所述柔性电路板与头戴结构固定连接。

6.如权利要求5所述的一种头戴式鼾声监测及止鼾装置，其特征在于，所述柔性电路板通过透明硅胶板内嵌于头戴结构的内侧，当用户佩戴所述监测装置时，所述透明硅胶内的心率检测模块与用户的头部皮肤贴合以检测用户的心率信号；所述反馈模块为微型蜂鸣器或者振动器；所述主控模块的型号为DA14580。

Images