一種基于氣墊床的呼吸信號傳感器的恒流源供電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種恒流源供電電路，尤其涉及一種基于氣墊床的呼吸信號傳感 器的恒流源供電電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 睡眠呼吸暫停綜合征（Sleep Apnea Syndrome:SAS)是人類生命和健康的潛 在殺手[1]。SAS是一種睡眠中發(fā)生呼吸暫停的睡眠障礙。根據(jù)R&K手冊[1]，人體睡眠 中的呼吸障礙可分成兩種 [2]:①無呼吸（Apnea) : 口或者鼻的氣流停止流動超過十秒； ②低呼吸（Hypopnea):換氣量低于50%時間超過十秒。醫(yī)學(xué)上，"無呼吸/低呼吸指 數(shù)"(Apnea_hypopnea Index，AHI)定義是指平均一小時內(nèi)無呼吸及低呼吸事件的次數(shù)。在 成人，普遍將AHI高于5診斷為患有睡眠呼吸暫停；在兒童，診斷數(shù)值未有定案，有人將AHI 高于1. 5定義為兒童睡眠呼吸暫停[3]。呼吸暫停綜合癥一般可以分為以下3種類型：阻塞 性睡眠呼吸暫停（0SA)，中樞性呼吸暫停（CSA)及混合型睡眠暫停（MSA) [3]。其中0SA患者 最為普遍，占84%的比例。0SA與CSA的主要區(qū)別在于呼吸道是否通暢。
[0003] 成人呼吸暫停臨床表現(xiàn)為鼾聲巨大；鼾聲時常因呼吸暫停中斷，然后出現(xiàn)喘氣； 日間嗜睡，日間專注度，認(rèn)知能力下降；清晨頭痛；體重增加等。兒童發(fā)生呼吸暫停表現(xiàn)為 夜間睡眠時有打鼾、呼吸聲音異常；白天會有好動及嗜睡 [4]。這些癥狀比較十分常見，也因 此容易被忽略。事實(shí)上，統(tǒng)計(jì)資料顯示，國外睡眠呼吸暫停綜合征的發(fā)病率是2%到4%，我 國的統(tǒng)計(jì)大概是3%到4%左右，并有逐年提高的趨勢 [5]，呼吸暫停綜合癥在中年男性最為 普遍；男性的發(fā)病率約為女性的2至8倍。
[0004] 其中早產(chǎn)兒的呼吸暫停綜合癥，因早產(chǎn)兒發(fā)病率高、抵抗力較弱、危害嚴(yán)重，尤為 受關(guān)注。由于早產(chǎn)兒的中樞呼吸系統(tǒng)發(fā)育不完善，區(qū)別于成人，其調(diào)節(jié)呼吸的能力有限，容 易出現(xiàn)呼吸障礙，因此這個群體患上呼吸暫停綜合癥的概率比一般群體要高得多。據(jù)臨床 統(tǒng)計(jì)，約40~50%的早產(chǎn)兒會有周期性呼吸的癥狀出現(xiàn)；周期性呼吸是呼吸異常的一種， 表現(xiàn)為呼吸加快加強(qiáng)減弱減慢的交替出現(xiàn)。因?yàn)樵绠a(chǎn)兒自主調(diào)節(jié)呼吸的能力弱，患有周期 性呼吸的早產(chǎn)兒中約有一半會發(fā)展為呼吸暫停。而且胎齡越小的早產(chǎn)兒，身體功能越不完 善，患上呼吸暫停綜合癥的概率越大 [6]。此外缺氧、體溫變化、低血糖等因素同樣可能導(dǎo)致 新生兒的呼吸暫停綜合癥。呼吸暫停對于新生兒來說是一種嚴(yán)重生理障礙。當(dāng)發(fā)現(xiàn)新生兒 出現(xiàn)呼吸暫停時，需要盡快對其實(shí)施呼吸幫助和其他救助措施，維持生命機(jī)體的正常工作。 如沒有得到及時處理，長時期缺氧可導(dǎo)致腦損傷、肌肉萎縮等，對新生兒的身體和智力發(fā) 展不利，嚴(yán)重時甚至造成窒息死亡 [7]。
[0005] 成年人及兒童的呼吸暫停并未受到廣泛的關(guān)注，雖然其沒有癌癥、肺結(jié)核等疾病 的致死率高，但是其對患者個人和社會都具有明顯的危害，如圖1所示。它不僅影響患者個 人休息，導(dǎo)致個人日間疲憊；而且睡眠過程中長期缺氧嚴(yán)重?fù)p害機(jī)體各臟器的機(jī)體功能 [8]， 例如可導(dǎo)致心臟供血能力不足、血壓增高、胸悶氣短、頭暈眼花、內(nèi)分泌失調(diào)及肌無力等，嚴(yán) 重時甚至發(fā)生猝死。對于老年人，呼吸暫?？赡軐?dǎo)致或者加重某些心血管疾??；對于兒童， 呼吸暫?？赡軐?dǎo)致其發(fā)育滯后、體格瘦弱；對于孕婦呼吸暫?？赡苡绊懱旱陌l(fā)育；除此 以外，呼吸暫停常常打擾周圍人的睡眠，給家庭和社會帶來不便。
[0006] 近年來居民對健康觀念越來越重視，家庭健康監(jiān)護(hù)（Home Health Care-HHC)的理 念已經(jīng)逐漸深入人心，居民對健康的投資越來越多。家庭健康監(jiān)護(hù)已經(jīng)成為醫(yī)療科學(xué)發(fā)展 的重要方向之一，同時也是社會文明進(jìn)步的重要標(biāo)志 [9]。家庭監(jiān)護(hù)儀器是家庭健康監(jiān)護(hù)的 重要部分。睡眠監(jiān)護(hù)儀器展現(xiàn)出巨大的市場潛力。許多發(fā)達(dá)國推出家庭睡眠監(jiān)護(hù)儀器，并 形成一定規(guī)模。我國的家庭睡眠監(jiān)護(hù)市場也逐漸壯大。與專業(yè)醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器相比，家庭監(jiān) 護(hù)儀器更加注重低成本、易操作、無干擾和便攜式等特點(diǎn)，表1是目前市場上幾種家庭睡眠 監(jiān)護(hù)儀器的典型代表 [1°]。
[0007] 表1目前國內(nèi)外典型家庭睡眠監(jiān)護(hù)儀器
[0008]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于氣墊床的呼吸信號傳感器的恒流源供電電路，其中，呼吸信號由傳感器采 集，該傳感器的結(jié)構(gòu)是4個P型電阻組成的惠斯通電橋結(jié)構(gòu)，所述P型電阻內(nèi)部有半導(dǎo)體膜 片，其特征在于： 恒流源供電電路包括運(yùn)算放大器、電阻R1、電阻R2、穩(wěn)壓二極管Dl和電容C1，所述傳 感器的+IN輸入端連接與運(yùn)算放大器的輸出端相連，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端同時與 所述電阻Rl的一端、所述穩(wěn)壓二極管Dl的陰極和所述傳感器的-IN輸入端連接，所述電阻 Rl的另一端連接至供電電壓，所述運(yùn)算放大器的反相輸入端通過所述電阻R2與接地電壓 相連，所述穩(wěn)壓二極管Dl的陽極同時與所述電容Cl的一端和接地電壓相連，所述電容Cl 的另一端接地。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氣墊床的呼吸信號傳感器的恒流源供電電路，其特征在 于，所述運(yùn)算放大器選用AnalogDevice公司生產(chǎn)的AD823AR運(yùn)算放大器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氣墊床的呼吸信號傳感器的恒流源供電電路，其特征在 于，所述電阻R2選用2.OkQ的金屬膜精密電阻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氣墊床的呼吸信號傳感器的恒流源供電電路，其特征 在于，所述穩(wěn)壓二極管Dl的型號為1N4736_3V0,其穩(wěn)壓值為3. 0V，產(chǎn)生的恒流源大小為 I. 5mA〇
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于氣墊床的呼吸信號傳感器的恒流源供電電路，其中，呼吸信號由傳感器采集，該傳感器的結(jié)構(gòu)是4個P型電阻組成的惠斯通電橋結(jié)構(gòu)，P型電阻內(nèi)部有半導(dǎo)體膜片，傳感器的+IN輸入端連接與運(yùn)算放大器的輸出端相連，運(yùn)算放大器的同相輸入端同時與電阻R1的一端、穩(wěn)壓二極管D1的陰極和傳感器的-IN輸入端連接，電阻R1的另一端連接至供電電壓，運(yùn)算放大器的反相輸入端通過電阻R2與接地電壓相連，穩(wěn)壓二極管D1的陽極同時與電容C1的一端和接地電壓相連，電容C1的另一端接地。采用恒流源供電時，傳感器輸出電壓不會受到溫度、傳感器精度等影響，不但減少了器件數(shù)量降低了成本，而且傳感器輸出的穩(wěn)定性更高。
【IPC分類】G05F1-56
【公開號】CN204536969
【申請?zhí)枴緾N201420787196
【發(fā)明人】段發(fā)階, 蔣佳佳, 姚少杰, 王仁大
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2014年12月12日