[實用新型]一種基于氣墊床的睡眠呼吸信號采集裝置

有效

• 申請號: 201420788422.5
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN204318758U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 段發階;蔣佳佳;姚少杰;王仁大
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本實用新型涉及一種呼吸監護系統，尤其涉及一種基于氣墊床的睡眠呼吸監護系統。

背景技術

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是一種睡眠中發生呼吸暫停的睡眠障礙。根據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。醫學上，“無呼吸/低呼吸指數”(Apnea-hypopnea?Index,AHI)定義是指平均一小時內無呼吸及低呼吸事件的次數。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(OSA)，中樞性呼吸暫停(CSA)及混合型睡眠暫停(MSA)^[3]。其中OSA患者最為普遍，占84％的比例。OSA與CSA的主要區別在于呼吸道是否通暢。

成人呼吸暫停臨床表現為鼾聲巨大；鼾聲時常因呼吸暫停中斷，然后出現喘氣；日間嗜睡，日間專注度，認知能力下降；清晨頭痛；體重增加等。兒童發生呼吸暫停表現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。事實上，統計資料顯示，國外睡眠呼吸暫停綜合征的發病率是2％到4％，我國的統計大概是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；男性的發病率約為女性的2至8倍。

其中早產兒的呼吸暫停綜合癥，因早產兒發病率高、抵抗力較弱、危害嚴重，尤為受關注。由于早產兒的中樞呼吸系統發育不完善，區別于成人，其調節呼吸的能力有限，容易出現呼吸障礙，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。據臨床統計，約40～50％的早產兒會有周期性呼吸的癥狀出現；周期性呼吸是呼吸異常的一種，表現為呼吸加快加強減弱減慢的交替出現。因為早產兒自主調節呼吸的能力弱，患有周期性呼吸的早產兒中約有一半會發展為呼吸暫停。而且胎齡越小的早產兒，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重生理障礙。當發現新生兒出現呼吸暫停時，需要盡快對其實施呼吸幫助和其他救助措施，維持生命機體的正常工作。如沒有得到及時處理,長時期缺氧可導致腦損傷、肌肉萎縮等，對新生兒的身體和智力發展不利，嚴重時甚至造成窒息死亡^[7]。

成年人及兒童的呼吸暫停并未受到廣泛的關注，雖然其沒有癌癥、肺結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1-1所示。它不僅影響患者個人休息，導致個人日間疲憊；而且睡眠過程中長期缺氧嚴重損害機體各臟器的機體功能^[8]，例如可導致心臟供血能力不足、血壓增高、胸悶氣短、頭暈眼花、內分泌失調及肌無力等，嚴重時甚至發生猝死。對于老年人，呼吸暫停可能導致或者加重某些心血管疾病；對于兒童，呼吸暫停可能導致其發育滯后、體格瘦弱；對于孕婦呼吸暫停可能影響胎兒的發育；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。

睡眠過程中的呼吸暫停會導致人體供養不足、機體功能紊亂；進而間接引起要有腦電圖、心跳、血氧飽和度、睡眠結構、呼吸利用、血壓等生理信號異常^[9]。其中呼吸是最明顯和直接的生理信號。同時呼吸是人體基本生命活動的重要標志。非正常的呼吸信號是呼吸道疾病，乃至生命危險的前兆。這也正是上述列舉所有家庭監護儀都會對呼吸信號進行檢測的原因。

呼吸是人體的一項基本生命活動，呼吸過程中人體及其周圍的多項物理量(如壓力、聲音、氣體流量、阻抗等)會發生變化。傳感器作為人體和醫療儀器的耦合環節，精確地檢測到這些物理量變化，并將其轉換為電信號。并通過信號處理技術，將其中蘊含的呼吸信號特征提取出來，從而反應出人體的呼吸狀況。這是呼吸信號檢測的一般原理。目前隨著傳感技術、無線通信技術、信號處理技術等的不斷進步和成熟，呼吸信號的檢測方式也不斷進步、成熟，根據傳感器或者電極與測試者接觸與否，可將呼吸檢測手段分為以下兩大類：接觸式檢測手段和非接觸式檢測手段。

(1)接觸式呼吸檢測手段