[發(fā)明專利]一種基于鼻氣流信號(hào)的睡眠呼吸暫停癥檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210753586.3
• 申請(qǐng)日: 2022-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114931363A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦定宇;許來(lái)才;宋洋;李華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京小橙健康科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): A61B5/00
• 分類號(hào): A61B5/00;A61B5/087
• 代理公司: 杭州麥知專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33397
• 代理人: 李兵

1.一種基于鼻氣流信號(hào)的睡眠呼吸暫停癥檢測(cè)方法，其特征在于：包括以下步驟；

S1：鼻氣流信號(hào)采集與提醒裝置設(shè)置，鼻氣流信號(hào)采集與提醒裝置包括圓形頭環(huán)、固定在頭環(huán)內(nèi)的提醒馬達(dá)、固定在頭環(huán)上的鼻氣流信號(hào)處理主機(jī)、與主機(jī)相連的鼻托、與鼻托相連的鼻氣流檢測(cè)器；

S2：裝置使用，用戶在睡前將頭環(huán)戴到頭上，通過(guò)頭環(huán)將主機(jī)固定到額頭處，鼻托通過(guò)主機(jī)TypeC口接入主機(jī)并架在鼻子上，下部將相連的鼻氣流檢測(cè)器插入鼻腔，打開(kāi)主機(jī)電源，人體睡眠時(shí)無(wú)論用口鼻呼吸，都會(huì)有在鼻腔處產(chǎn)生溫暖氣流流動(dòng)，鼻氣流傳感器可感知鼻腔的溫度與壓力變化并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)變化；

S3：模擬信號(hào)處理，鼻氣流檢測(cè)器輸出的電壓信號(hào)很小，模擬信號(hào)需要經(jīng)過(guò)專門的采集放大芯片放大后接入MCU的ADC接口，MCU獲取的鼻氣流信號(hào)中有大量的干擾信號(hào)，需要進(jìn)行數(shù)字濾波處理，對(duì)于ADC信號(hào)匹配引入的零點(diǎn)漂移和低頻干擾，需要進(jìn)行高通濾波濾除，對(duì)于模擬信號(hào)中未完全濾除的工頻干擾，需要進(jìn)行陷波，對(duì)于明顯超出鼻氣流頻率的進(jìn)行低通濾波濾除，對(duì)于由翻身、打呼等引起的高幅值偽跡，需要進(jìn)行截幅處理；

S4：用戶提醒，主機(jī)存儲(chǔ)出現(xiàn)的異常呼吸狀態(tài)次數(shù)，計(jì)算每個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)(如一晚睡眠)的AHI指數(shù)并進(jìn)行輔助醫(yī)學(xué)判定，睡眠結(jié)束后主機(jī)可通過(guò)藍(lán)牙將一晚的睡眠情況和判定結(jié)果推送給手機(jī)APP，在實(shí)際實(shí)施中，主機(jī)判斷實(shí)時(shí)的呼吸狀態(tài)，當(dāng)用戶出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間呼吸暫停時(shí)，啟動(dòng)頭帶中的馬達(dá)對(duì)用戶進(jìn)行提醒，避免長(zhǎng)時(shí)間的呼吸暫停對(duì)用戶造成的影響。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鼻氣流信號(hào)的睡眠呼吸暫停癥檢測(cè)方法，其特征在于：受限于器材成本及相應(yīng)的精確度，無(wú)法確保鼻氣流傳感器輸出電壓為零來(lái)嚴(yán)格表示呼吸暫停，而是設(shè)定一個(gè)信號(hào)幅值的閾值范圍，當(dāng)信號(hào)在這個(gè)閾值范圍內(nèi)則判定用戶處于對(duì)應(yīng)的呼吸狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鼻氣流信號(hào)的睡眠呼吸暫停癥檢測(cè)方法，其特征在于：在具體實(shí)施中，受限于環(huán)境溫度濕度、人員皮膚、設(shè)備標(biāo)定等差異，由鼻氣流檢測(cè)器中的鼻氣流傳感器還原出來(lái)的鼻腔氣流信號(hào)在不同場(chǎng)景下的放大比率有一定的偏差，使用固定的閾值進(jìn)行判斷會(huì)使判別標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)波動(dòng)，失去準(zhǔn)確性，因此使用歷史的鼻氣流信號(hào)記錄進(jìn)行閾值的自適應(yīng)計(jì)算，即將前一個(gè)時(shí)間段(如一分鐘)的絕對(duì)值平均數(shù)的50％作為低通氣閾值(如圖2中的Threshold1)，

Threshold1＝(∑|P(K)|)/(2*N)

將前一個(gè)時(shí)間段(如一分鐘)的絕對(duì)值平均數(shù)的20％作為呼吸暫停閾值(如圖2中的Threshold2)。

Threshold2＝(∑|P(K)|)/(5*N)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鼻氣流信號(hào)的睡眠呼吸暫停癥檢測(cè)方法，其特征在于：ADC采集的數(shù)字信號(hào)，特征在于信號(hào)中包含了零點(diǎn)漂移、低頻干擾、工頻干擾、睡眠時(shí)人體翻身的偽跡等，需經(jīng)過(guò)低通濾波、高通濾波、工頻陷波、偽跡截副等處理，形成可分析的鼻氣流數(shù)字信號(hào)序列。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于鼻氣流信號(hào)的睡眠呼吸暫停癥檢測(cè)方法，其特征在于：當(dāng)實(shí)時(shí)采集信號(hào)落入所述閾值范圍內(nèi)，且持續(xù)時(shí)間在異常時(shí)長(zhǎng)和未佩戴時(shí)長(zhǎng)之間，則記錄一次異常呼吸狀態(tài)，避免由于短時(shí)間無(wú)害的呼吸暫停或設(shè)備脫落造成的誤報(bào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于鼻氣流信號(hào)的睡眠呼吸暫停癥檢測(cè)方法，其特征在于：在實(shí)際實(shí)施中，當(dāng)鼻氣流信號(hào)值的絕對(duì)值落入低通氣閾值區(qū)間則開(kāi)始低通氣狀態(tài)，落入呼吸暫停閾值區(qū)間則開(kāi)始呼吸暫停狀態(tài)，當(dāng)鼻氣流信號(hào)值離開(kāi)閾值區(qū)間且時(shí)間(根據(jù)持續(xù)的點(diǎn)數(shù)和采樣率計(jì)算)在異常時(shí)長(zhǎng)(異常狀態(tài)最小持續(xù)時(shí)長(zhǎng))和未佩戴時(shí)長(zhǎng)(超過(guò)此時(shí)長(zhǎng)則認(rèn)為未佩戴設(shè)備而非出現(xiàn)異常呼吸狀態(tài))之間則記錄一次低通氣或呼吸暫停狀態(tài)及開(kāi)始結(jié)束時(shí)間(兩種狀態(tài)不重疊或重復(fù)計(jì)算，優(yōu)先記錄呼吸暫停狀態(tài))。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鼻氣流信號(hào)的睡眠呼吸暫停癥檢測(cè)方法，其特征在于：鼻氣流信號(hào)處理主機(jī)包括信號(hào)放大單元、低通濾波單元、外部高精度AD采集單元和運(yùn)行控制主板，鼻氣流檢測(cè)器輸出的電壓信號(hào)通過(guò)信號(hào)放大單元、低通濾波單元處理后進(jìn)入外部高精度AD采集單元和微控制器，將鼻氣流檢測(cè)器輸出的電壓信號(hào)在測(cè)量過(guò)程中實(shí)時(shí)進(jìn)行零點(diǎn)校正，降低零點(diǎn)漂移對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，得到更平滑穩(wěn)定的呼吸信號(hào)。