一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括用于采集睡眠狀態(tài)下的人體心率和呼吸信息前端采集設(shè)備和用于前端采集設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述的前端采集設(shè)備包括用于向人體胸部發(fā)射和接收發(fā)射信號(hào)的雷達(dá)裝置和采集人體睡眠過(guò)程圖像的攝像機(jī)，攝像機(jī)的輸出與硬盤錄像機(jī)相連，雷達(dá)裝置和硬盤錄像機(jī)的輸出分別通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連。本發(fā)明在睡眠姿勢(shì)穩(wěn)定的情況下,基本可以獲得精確的呼吸率和心率數(shù)，能夠長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)人體睡眠時(shí)的心率和呼吸情況，一旦發(fā)生異常情況，報(bào)警器發(fā)出警報(bào)，并將報(bào)警信號(hào)發(fā)送到指定的移動(dòng)設(shè)備，通知其他人員，能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)人員進(jìn)行及時(shí)救治處理，使用不受拘束，不影響使用者的睡眠。
【專利說(shuō)明】一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]人的一生中，近三分之一的時(shí)間是在睡眠中度過(guò)的，睡眠時(shí)體內(nèi)新陳代謝及一切生理活動(dòng)都降低，機(jī)體處于保護(hù)性抑制狀態(tài)，避免神經(jīng)細(xì)胞過(guò)渡消耗而功能衰竭，同時(shí)睡眠可以使疲勞的神經(jīng)恢復(fù)正常的生理功能，睡眠對(duì)維持人的正常免疫功能是必須的。睡眠對(duì)于身體維持正常的生理功能以及生長(zhǎng)發(fā)育也是極為重要，與健康息息相關(guān)。但調(diào)查顯示，相當(dāng)大的人群患有睡眠障礙或和睡眠有關(guān)的疾病，成人中約有30 %出現(xiàn)睡眠障礙，其中三成情況嚴(yán)重，嚴(yán)重影響 人體的心血管肌肉等器官的功能，危害著許多人的健康。睡眠障礙是許多疾病形成和發(fā)展的重要因素，不僅可能引起人體各種生理功能的低下，而且還會(huì)導(dǎo)致一系列周身性病變，疾患可引起嚴(yán)重的低血氧癥及睡眠紊亂，與高血壓、心率失常、心腦血管疾病及呼吸衰竭等疾病的發(fā)生密切相關(guān)，少數(shù)患者可夜間猝死。因此睡眠障礙日益受到國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)界的廣泛重視。通過(guò)分析睡眠期間的生理信號(hào)可以檢測(cè)出某些疾病的存在，有很重要的臨床意義。
[0003]目前已有多種睡眠檢測(cè)方法投人臨床使用。其中多導(dǎo)睡眠分析儀能夠監(jiān)測(cè)除腦電圖外，包括心電圖、肌電圖、眼動(dòng)圖、胸式和腹式呼吸張力圖、鼻及口通氣量、體位體動(dòng)、血氧飽和度以及陰莖海綿體肌容積在內(nèi)的10余個(gè)通道的生理信號(hào)。但是使用多導(dǎo)睡眠分析儀監(jiān)測(cè)睡眠，需要病人留院觀察，還需要專門的醫(yī)務(wù)人員監(jiān)控病人。因此雖然使用多導(dǎo)睡眠分析儀可以獲取非常完整的數(shù)據(jù)用于睡眠疾病診斷，但是費(fèi)用較高，因而僅用于診斷少數(shù)病情較為嚴(yán)重的病人。隨著人民生活水平的提高和工作壓力的加大，發(fā)展一種能夠早期診斷睡眠疾病，但是廉價(jià)同時(shí)又無(wú)拘束，并可以在家庭使用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，成了一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在睡眠姿勢(shì)穩(wěn)定的情況下，基本可以獲得精確的呼吸率和心率數(shù)，能夠長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)人體睡眠時(shí)的心率和呼吸情況，一旦發(fā)生異常情況，報(bào)警器發(fā)出警報(bào)，并將報(bào)警信號(hào)發(fā)送到指定的移動(dòng)設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，適用于大多數(shù)家庭使用的人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括用于采集睡眠狀態(tài)下的人體心率和呼吸信息前端采集設(shè)備和用于前端采集設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述的前端采集設(shè)備包括用于向人體胸部發(fā)射和接收發(fā)射信號(hào)的雷達(dá)裝置和采集人體睡眠過(guò)程圖像的攝像機(jī)，攝像機(jī)的輸出與硬盤錄像機(jī)相連，雷達(dá)裝置和硬盤錄像機(jī)的輸出分別與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連。
[0006]所述的雷達(dá)裝置包括基帶信號(hào)處理器、發(fā)射模塊、接收模塊和雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，發(fā)送模塊包括有源濾波電路、上變頻模塊、功率放大器和發(fā)射天線，接收模塊包括接收天線、低通濾波電路、低噪放大電路和下變頻模塊，基帶信號(hào)處理器的輸出依次與有源濾波電路、上變頻模塊和功率放大器相連，功率放大器的輸出信號(hào)通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送到人體胸部，接收天線接收人體胸部反射的信號(hào)，并將接收到的信號(hào)依次經(jīng)過(guò)低通濾波電路、低噪放大電路和下變頻模塊連接基帶信號(hào)處理器，基帶信號(hào)處理器的輸出還與雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊相連，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0007]所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括: 雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)接收模塊:接收雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊發(fā)送的雷達(dá)信號(hào)；
雷達(dá)信號(hào)處理模塊:將接收到的雷達(dá)信號(hào)轉(zhuǎn)換成心率或呼吸信息，得到由于呼吸和心臟活動(dòng)引起的胸廓周期性起伏運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
圖像處理模塊:對(duì)硬盤錄像機(jī)的圖像進(jìn)行分析處理，對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)所造成的身體細(xì)微起伏進(jìn)行分析并提取運(yùn)動(dòng)信息的；
微處理器:將處理后的心率和呼吸信息與預(yù)設(shè)的心率和呼吸信息進(jìn)行對(duì)比分析，判斷是否處于正常范圍，若有異常，則發(fā)出報(bào)警控制信號(hào)；
顯示器:將處理后的心率數(shù)據(jù)和呼吸數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，供用戶隨時(shí)查看；
報(bào)警器:若心率或呼吸數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，發(fā)出警報(bào)；
存儲(chǔ)器:將處理后的心率和呼吸數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，方便日后查看；
圖像處理模塊的輸入與硬盤錄像機(jī)相連，雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)接收模塊的輸出與雷達(dá)信號(hào)處理模塊相連，圖像處理模塊和雷達(dá)信號(hào)處理模塊的輸出分別與微處理器相連，微處理器的輸出分別與顯示器和報(bào)警器連接，微處理器還與存儲(chǔ)器相連。
[0008]所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括無(wú)線傳輸模塊，微處理器還用于將報(bào)警信號(hào)生成短信數(shù)據(jù)，并將生成的短信數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊發(fā)送到指定的移動(dòng)設(shè)備。
[0009]所述的無(wú)線傳輸模塊包括藍(lán)牙、ZigBee發(fā)送模塊、WIFI發(fā)送模塊或GSM發(fā)送模塊。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
1、在睡眠姿勢(shì)穩(wěn)定的情況下，基本可以獲得精確的呼吸率和心率數(shù)，能夠長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)人體睡眠時(shí)的心率和呼吸情況，一旦發(fā)生異常情況，報(bào)警器發(fā)出警報(bào)，并將報(bào)警信號(hào)發(fā)送到指定的移動(dòng)設(shè)備，通知其他人員，能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)人員進(jìn)行及時(shí)救治處理；
2、前端信號(hào)采設(shè)備不與人體接觸，可有效避免有線連接可能對(duì)被監(jiān)測(cè)人體，特別是被監(jiān)測(cè)人體是嬰兒時(shí)造成的一切潛在危險(xiǎn)，例如可以防止有線電路纏住嬰兒的脖子的危險(xiǎn)發(fā)生，使用不受拘束，不影響使用者的睡眠；
3、該系統(tǒng)不僅可以監(jiān)測(cè)睡眠狀態(tài)下的人體的心率和呼吸的情況，還可以用于評(píng)估睡眠的質(zhì)量，而且能夠?yàn)槟承┘膊√峁┯辛Φ脑\斷方法和工具；
4、采用常用的設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，適用于大多數(shù)家庭，能夠進(jìn)行推廣使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明所保護(hù)的內(nèi)容不局限于以下所述。[0013]如圖1所示，一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括用于采集睡眠狀態(tài)下的人體心率和呼吸信息前端采集設(shè)備和用于前端采集設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述的前端采集設(shè)備包括用于向人體胸部發(fā)射和接收發(fā)射信號(hào)的雷達(dá)裝置和采集人體睡眠過(guò)程圖像的攝像機(jī)，攝像機(jī)的輸出與硬盤錄像機(jī)相連，雷達(dá)裝置和硬盤錄像機(jī)的輸出分別與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連。
[0014]所述的雷達(dá)裝置包括基帶信號(hào)處理器、發(fā)射模塊、接收模塊和雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，發(fā)送模塊包括有源濾波電路、上變頻模塊、功率放大器和發(fā)射天線，接收模塊包括接收天線、低通濾波電路、低噪放大電路和下變頻模塊，基帶信號(hào)處理器的輸出依次與有源濾波電路、上變頻模塊和功率放大器相連，功率放大器的輸出信號(hào)通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送到人體胸部，接收天線接收人體胸部反射的信號(hào)，并將接收到的信號(hào)依次經(jīng)過(guò)低通濾波電路、低噪放大電路和下變頻模塊連接基帶信號(hào)處理器，基帶信號(hào)處理器的輸出還與雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊相連，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0015]所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括:
雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)接收模塊:接收雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊發(fā)送的雷達(dá)信號(hào)；
雷達(dá)信號(hào)處理模塊:將接收到的雷達(dá)信號(hào)轉(zhuǎn)換成心率或呼吸信息，得到由于呼吸和心臟活動(dòng)引起的胸廓周期性起伏運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
圖像處理模塊:對(duì)硬盤錄像機(jī)的圖像進(jìn)行分析處理，對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)所造成的身體細(xì)微起伏進(jìn)行分析并提取運(yùn)動(dòng)信息的；
微處理器:將處理后的心率和呼吸信息與預(yù)設(shè)的心率和呼吸信息進(jìn)行對(duì)比分析，判斷是否處于正常范圍，若有異常，則發(fā)出報(bào)警控制信號(hào)；
顯示器:將處理后的心率數(shù)據(jù)和呼吸數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，供用戶隨時(shí)查看；
報(bào)警器:若心率或呼吸數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，發(fā)出警報(bào)；
存儲(chǔ)器:將處理后的心率和呼吸數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，方便日后查看；
圖像處理模塊的輸入與硬盤錄像機(jī)相連，雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)接收模塊的輸出與雷達(dá)信號(hào)處理模塊相連，圖像處理模塊和雷達(dá)信號(hào)處理模塊的輸出分別與微處理器相連，微處理器的輸出分別與顯示器和報(bào)警器連接，微處理器還與存儲(chǔ)器相連。
[0016]所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括無(wú)線傳輸模塊，微處理器還用于將報(bào)警信號(hào)生成短信數(shù)據(jù)，并將生成的短信數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊發(fā)送到指定的移動(dòng)設(shè)備。
[0017]所述的無(wú)線傳輸模塊包括藍(lán)牙、ZigBee發(fā)送模塊、WIFI發(fā)送模塊或GSM發(fā)送模塊。
[0018]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例， 而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:它包括用于采集睡眠狀態(tài)下的人體心率和呼吸信息前端采集設(shè)備和用于前端采集設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述的前端采集設(shè)備包括用于向人體胸部發(fā)射和接收發(fā)射信號(hào)的雷達(dá)裝置和采集人體睡眠過(guò)程圖像的攝像機(jī)，攝像機(jī)的輸出與硬盤錄像機(jī)相連，雷達(dá)裝置和硬盤錄像機(jī)的輸出分別與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的雷達(dá)裝置包括基帶信號(hào)處理器、發(fā)射模塊、接收模塊和雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，發(fā)送模塊包括有源濾波電路、上變頻模塊、功率放大器和發(fā)射天線，接收模塊包括接收天線、低通濾波電路、低噪放大電路和下變頻模塊，基帶信號(hào)處理器的輸出依次與有源濾波電路、上變頻模塊和功率放大器相連，功率放大器的輸出信號(hào)通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送到人體胸部，接收天線接收人體胸部反射的信號(hào)，并將接收到的信號(hào)依次經(jīng)過(guò)低通濾波電路、低噪放大電路和下變頻模塊連接基帶信號(hào)處理器，基帶信號(hào)處理器的輸出還與雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊相連，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
3.根據(jù) 權(quán)利要求1所述的一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括: 雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)接收模塊:接收雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊發(fā)送的雷達(dá)信號(hào)； 雷達(dá)信號(hào)處理模塊:將接收到的雷達(dá)信號(hào)轉(zhuǎn)換成心率或呼吸信息，得到由于呼吸和心臟活動(dòng)引起的胸廓周期性起伏運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； 圖像處理模塊:對(duì)硬盤錄像機(jī)的圖像進(jìn)行分析處理，對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)所造成的身體細(xì)微起伏進(jìn)行分析并提取運(yùn)動(dòng)信息的； 微處理器:將處理后的心率和呼吸信息與預(yù)設(shè)的心率和呼吸信息進(jìn)行對(duì)比分析，判斷是否處于正常范圍，若有異常，則發(fā)出報(bào)警控制信號(hào)； 顯示器:將處理后的心率數(shù)據(jù)和呼吸數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，供用戶隨時(shí)查看； 報(bào)警器:若心率或呼吸數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，發(fā)出警報(bào)； 存儲(chǔ)器:將處理后的心率和呼吸數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，方便日后查看； 圖像處理模塊的輸入與硬盤錄像機(jī)相連，雷達(dá)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)接收模塊的輸出與雷達(dá)信號(hào)處理模塊相連，圖像處理模塊和雷達(dá)信號(hào)處理模塊的輸出分別與微處理器相連，微處理器的輸出分別與顯示器和報(bào)警器連接，微處理器還與存儲(chǔ)器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括無(wú)線傳輸模塊，微處理器還用于將報(bào)警信號(hào)生成短信數(shù)據(jù)，并將生成的短信數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊發(fā)送到指定的移動(dòng)設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種人體睡眠心率和呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的無(wú)線傳輸模塊包括藍(lán)牙、ZigBee發(fā)送模塊、WIFI發(fā)送模塊或GSM發(fā)送模塊。
【文檔編號(hào)】A61B5/00GK103637780SQ201310564771
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】朱磊, 賈弦飛 申請(qǐng)人:成都博約創(chuàng)信科技有限責(zé)任公司