[发明专利]智能睡眠监控系统

说明书

技术领域

 本发明涉及一种睡眠监控系统，尤其涉及一种成本低廉，接触面积小, 操作简易的睡眠监控系统。

背景技术

医学数据表明，夜间是疾病的高发期。急性心肌梗塞在夜间的发病率约占全天总发病率的一半，脑血栓患者在睡眠中发病猝死的人数高达 70%～80%。另外，许多疾病也多在夜间加重，包括心功能不全、支气管炎、哮喘等。尤其是老年和重症患者，夜间发病概率更大，当今市面上的检测系统大多采用绷带或贴片传感的形式，不但设备造价高，不利于家庭检测，而且在检测过程中，极大地影响了被测者的睡眠质量，带来更大的隐患。

发明内容

本发明的目的是解决现有睡眠检测系统存在造价高和使用影响被测者睡眠质量的问题，提出一种智能睡眠监控系统。该系统不仅能够利用气垫装置检测被测者的心率、呼吸、位移信号，并实时显示数据值，还可以通过控制电机进行睡姿调整和异常情况报警。

本发明的技术方案是:

智能睡眠监控系统，包括生理信号采集模块、MCU控制模块、电源模块、睡姿调整模块和报警抢救模块；

生理信号采集模块，包括一个可形变气囊，一路MP5010压力传感器、三路由滤波电路和放大电路构成的带通滤波器，人体平躺压在可形变气囊上，由于人体心跳时心肌收缩，呼吸过程中胸腔收缩以及其他肌肉运动所产生的力改变了可形变气囊的体积，导致可形变气囊内部压强产生轻微变化，可形变气囊通过导管与MP5010压力传感器相连，MP5010压力传感器将压强变化转化为电信号，由于呼吸、心率、位移信号的频率不同，分别通过通频带不同的四阶巴特沃兹滤波器，将呼吸、心率、位移信号分离提取后，分三路传入MCU控制模块。

MCU控制模块，包括由3路AD620组成的A/D转换模块和主控芯片；A/D转换模块分别将生理信号采集模块采集的人体的呼吸、心率、位移三路模拟信号转换成数字信号并分别送入主控芯片，主控芯片对送入的呼吸、心率、位移和鼾声的数字信号进行分析判断，得到人体呼吸、心率、位移信息，MCU控制模块I/O口接收三路采集到的信号，根据医疗知识，对采集的电信号进行处理与诊断。检测被测体是否有睡眠呼吸终止，心脏骤停，猝死，跌落等症状，当检测到异常状况时，MCU控制模块向通过控制PWM波输出来驱动睡姿调整模块中的步进电机，调整睡姿，从而使得睡眠呼吸得到改善。并针对危险症状，驱动报警抢救模块进行相应的灯光和声音报警。

睡姿调整模块：主要包括DM542或同类的步进电机驱动适配器、相应功率的步进电机以及形状受电机控制的睡姿调整枕头，所述睡姿调整枕头由左右两翼构成，左右两翼靠近中部相对一侧各安装有一个传动齿轮，并同时与步进电机轴上安装的驱动齿轮直接或间接啮合；

所述的步进电机驱动适配器用于接收MCU控制模块发出的步进电机驱动脉冲以及方向、使能控制信号，并对睡姿调整枕头进行睡姿调整；

报警抢救模块：包括灯光报警和声音报警，用于接收MCU控制模块发出的指令并报警，当MCU控制模块分析出掉床、心脏信号异常的危险症状时，驱动报警抢救模块进行相应的灯光和/或声音报警。

所述的压力传感器采用freescale公司生产的MPX5010，所述的电机采用两相混合式步进电机，所述的MCU控制模块采用HT66F50芯片。

所述的MCU控制模块进行信号处理的方法即通过四阶巴特沃兹滤波器或者其他阶次的模拟滤波器，设计通频带分别为心率信号0～1Hz、呼吸信号1～2Hz、位移信号10～15Hz的三路带通模拟滤波器；从而从肌肉运动所产生的压力变化的信号中分解出心率信号、呼吸信号、位移信号。

所述的睡姿调整模块采用两相混合式步进电机调整枕头的形变及位移，当MCU控制模块分析出人体呼吸信号没有，心率信号加快或不变，位移信号都正常时，通过MCU控制模块I/O口向睡姿调整模块发出电机驱动信号，使得步进电机逆时针旋转20个PWM脉冲即36度，由于齿轮传动，此时睡姿调整枕头两翼向下运动，被测者的头部被顶起，之后改变电机方向信号，使步进电机顺时针转动2倍逆时针转动角度即72度，此时睡姿调整枕头两翼向下运动，被测者的头部被陷入睡姿调整枕头中心部分，此时被测者头部保持向上状态，此后，再次改变电机方向信号，使电机逆时针转动36度，此时睡姿调整枕头两翼重新保持水平，睡姿调整结束。

本发明的优点和有益效果：