一種改善打鼾、睡眠呼吸暫停低通氣癥狀的可充氣式床墊的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種改善打鼾、睡眠呼吸暫停低通氣癥狀的可充氣式床墊，包括控制電路、監(jiān)測系統(tǒng)、氣路及床墊，所述的床墊包括兩個氣囊，所述的氣路分別連接兩個氣囊，所述的控制電路通過控制氣路從而控制氣囊的充放氣。本實用新型改變了以往的止鼾干預手段，實現(xiàn)了在不影響使用者睡眠的情況下，改變使用者睡姿，改善打鼾、睡眠呼吸暫停低通氣癥狀。
【專利說明】
一種改善打鼾、睡眠呼吸暫停低通氣癥狀的可充氣式床墊
技術領域
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療儀器領域，更具體地，涉及一種用于改善打鼾、睡眠呼吸暫停低通氣癥狀的床墊。
【背景技術】
[0002]常見的睡眠呼吸障礙疾病包括鼾癥和阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(OSAHS)，這兩病可以看做是同一種病的不同發(fā)展階段，均表現(xiàn)為睡眠時打鼾，嚴重時會出現(xiàn)呼吸暫停、憋氣、白天嗜睡等情況，進一步發(fā)展可以出現(xiàn)高血壓、糖尿病、心腦血管意外等嚴重病癥。鼾癥在我國成年人中患病率達12-38 %，OSAHS在我國成年人中患病率為4.1 %。OSAHS和鼾癥的病因有個共同點，都是睡眠時因上呼吸道塌陷、狹窄導致患者低通氣甚至窒息。研究發(fā)現(xiàn)亞洲人中67-75 %的OSAHS患者因仰臥加重了病情，25-30 %的患者直接由仰臥導致該病發(fā)生。國外學者通過體位干預的治療方法，令患者睡眠時避免仰臥，從而減少了45-63.4%的睡眠呼吸暫停低通氣指數(shù)，顯著改善了疾病癥狀。有學者研究建議該病患者睡眠時側(cè)臥30度以上，頸椎支撐高于7cm，肩胛骨支撐高于3cm，即可減少80%以上的睡眠呼吸暫停低通氣指數(shù)。
[0003]目前，常見的止鼾設備干預手段是運用震動、聲音、電刺激等方式，喚醒使用者，令呼吸道肌肉發(fā)生條件反射式收縮，重新開放呼吸道，解除氣道狹窄、阻塞，達到止鼾的目的。常見體位干預裝置多為患者背后安放的某種障礙物或支撐物，阻止使用者仰臥，放置則起效，抽除則無效，不存在時機掌控的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于，提供可以通過適時地、不影響睡眠地方式來改變使用者體位，以改善因仰臥導致的打鼾狀態(tài)和低血氧飽和度狀態(tài)。
[0005]根據(jù)以上目的，本實用新型首先提供一種用于打鼾、睡眠呼吸暫停低通氣癥狀的床墊，包括控制電路、監(jiān)測系統(tǒng)、氣路及床墊，所述的床墊包括兩個氣囊，所述的氣路分別連接兩個氣囊，所述的控制電路通過控制氣路從而控制氣囊的充放氣。
[0006]所述的氣路包括多個氣栗、二位三通電磁閥、二通電磁閥、多個單向閥及用于連接氣路的氣管。
[0007]所述的的多個氣栗包括第一氣栗和第二氣栗，第一氣栗連接二通電磁閥的進氣口，第二氣栗連接第一單向閥，二通電磁閥的出氣口和第一單向閥同時連接到二位三通電磁閥的進氣口上，二位三通電磁閥的兩個出氣口分別連接兩個氣囊。
[0008]與氣囊連接的氣管上還設有用于防止氣囊壓力過高的第二單向閥和第三單向閥。
[0009]所述的第一氣栗用于排除氣囊的氣體，所述的第二氣栗用于氣囊的充氣，所述的二通電磁閥在氣囊排氣的時候打開，在氣囊充氣的時候關閉。
[0010]所述的二位三通電磁閥通過是否通電實現(xiàn)兩個氣囊的切換，未通電時與一個氣囊通氣，通電時與另外一個氣囊通氣。[0011 ]所述的監(jiān)測系統(tǒng)為血氧監(jiān)測儀和麥克風。
[0012]所述的控制電路包括用于控制監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測信號采集模塊、監(jiān)測信號處理模塊、藍牙模塊、用于控制氣路的控制模塊、存儲模塊、供電模塊、LED燈模塊。
[0013]監(jiān)測信號處理模塊通過處理監(jiān)測模塊采集的聲音信號來判斷是否打鼾。
[0014]所述的監(jiān)測信號處理模塊通過分析聲音信號的每I幀的能量，比對前三幀的平均值以及和鼾聲的能量特征進行對比，從而判斷聲音信號是否為鼾聲。
[0015]本實用新型具有以下的優(yōu)點:
[0016]1.自動識別鼾聲以及低血氧狀態(tài)，適時地改變使用者的仰臥睡姿。
[0017]2.本實用新型可以讓使用者達到合適的側(cè)臥姿勢。
[0018]3.通過本實用新型的鼾聲識別方法，可以有效降低環(huán)境噪聲的影響，從而準確的識別鼾聲。
[0019]4.本實用新型通過聲音和血氧飽和度的監(jiān)測，同時進行鼾聲和血氧兩個維度的判斷。兩者可共同存在，協(xié)同工作，也可單獨工作進行判斷。
[0020]5.可以監(jiān)測使用者睡眠時的鼾聲(或血氧飽和度)，并在環(huán)境噪音中自動準確識別鼾聲，然后適時地、可調(diào)節(jié)地、不影響睡眠地輕柔改變使用者的仰臥睡姿，令其側(cè)臥至少30°，改善氣道通氣狀態(tài)，達到止鼾的效果。該體位干預僅在程序判斷有必要時實行，并非整晚強制側(cè)臥，舒適性高，使用者可以長期堅持。
【附圖說明】
[0021]圖1為氣路的示意圖。
[0022]圖2為二位三通電磁閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為鼾聲判斷的流程。
[0024]圖4為充氣時氣路的氣體流向示意圖。
[0025]圖5為放氣時氣路的氣體流向示意圖。
[0026]圖6為床墊的使用狀態(tài)圖。
[0027]其中，I為第一氣栗，2為第二氣栗，3為二通電磁閥，4為二位三通電磁閥，5為第一單向閥，6為第二單向閥，7為第三單向閥，8為氣管，A和B為兩個不同的氣囊，9為二位三通電磁閥的進氣口，10為二位三通電磁閥的出氣口。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和具體實施例進一步詳細說明本實用新型。除非特別說明，本實用新型采用的試劑、設備和方法為本技術領域常規(guī)市購的試劑、設備和常規(guī)使用的方法。
[0029]實施例
[0030]本實用新型公開一種用于打鼾、睡眠呼吸暫停低通氣癥狀的床墊，包括控制電路、監(jiān)測系統(tǒng)、氣路及床墊，床墊包括兩個氣囊，氣路分別連接兩個氣囊，控制電路通過控制氣路從而控制氣囊的充放氣。氣路包括2個氣栗、二位三通電磁閥、二通電磁閥、多個單向閥及用于連接氣路的氣管，具體結(jié)構(gòu)如圖1所述。
[0031]二位三通電磁閥的結(jié)構(gòu)如圖2所述，當電磁閥未通電時，進氣口與出氣口 10連通，氣體可以從進氣口進入電磁閥并從出氣口 10流出，反向亦可；出氣口9處于閉合狀態(tài)，不與進氣口、出氣口 1的通路連接。當電磁閥通電時:進氣口與出氣口 9連通，氣體可以從進氣口進入電磁閥并從出氣口 9流出，反向亦可；出氣口10處于閉合狀態(tài)，不與進氣□、出氣口 9的通路連接。
[0032]第一氣栗連接二通電磁閥的進氣口，第二氣栗連接第一單向閥，二通電磁閥的出氣口和第一單向閥同時連接到二位三通電磁閥的進氣口上，二位三通電磁閥的兩個出氣口分別連接兩個氣囊。與氣囊連接的氣管上還設有用于防止氣囊壓力過高的第二單向閥和第三單向閥。第一氣栗用于排除氣囊的氣體，第二氣栗用于氣囊的充氣，二通電磁閥在氣囊排氣的時候打開，在氣囊充氣的時候關閉。二位三通電磁閥通過是否通電實現(xiàn)兩個氣囊的切換，未通電時與一個氣囊通氣，通電時與另外一個氣囊通氣。監(jiān)測系統(tǒng)為血氧監(jiān)測儀和麥克風。
[0033]氣囊在未充氣狀態(tài)為50X20cm，充滿氣狀態(tài)為直徑14cm，長50cm的圓柱體。當控制電路判斷需要進行體位干預時，其中一個氣囊開始進行充氣，經(jīng)過5-10分鐘(可設置)的緩慢充氣過程，氣囊輕柔地抬起使用者背部，促使其發(fā)生30-90度的側(cè)臥，改善其上呼吸道通氣狀況。氣囊鼓起、用戶側(cè)臥后，氣囊維持20-30分鐘(可設置)。當強制側(cè)臥到達特定時長后(可設置，不超過I小時)，氣栗抽出氣囊內(nèi)氣體，經(jīng)過5-10分鐘的緩慢放氣過程，氣囊輕柔地撤除干預，此時患者仍保持側(cè)臥或重新回復仰臥。
[0034]控制電路主要是一片電路板，承擔控制和信號處理的功能，同時控制所有子模塊的正常運作。子模塊如下:
[0035]1.麥克風信號采集模塊
[0036]本模塊的主要元件為數(shù)字麥克風，用于采集聲音及輸出數(shù)字信號。
[0037]2.信號處理模塊
[0038]本模塊的主要元件為MCU，其中燒錄有鼾聲識別算法、設備控制算法等，用于信號處理及設備控制。
[0039]鼾聲識別算法流程如圖3所示:
[0040]3.藍牙模塊
[0041]本模塊的主要元件為藍牙4.0，用于與手機端進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0042]4.電機驅(qū)動模塊
[0043]本模塊的主要元件為雙MOS管IC，F(xiàn)DS6990A，用于對相關的板外元件(氣路部分元件)進行供電。
[0044]5.存儲模塊
[0045]本模塊主要元件為Flash，用于存儲用戶的鼾聲相關數(shù)據(jù)。
[0046]6.供電及穩(wěn)壓模塊
[0047]本模塊主要元件為升壓00001^?62014和穩(wěn)壓0)0芯片是幾1103-3.3，用于穩(wěn)定電壓在可用范圍。
[0048]7.LED 燈模塊
[0049]本模塊主要原件為LED燈，用于顯示設備的開機狀態(tài)。
[0050]實施例運作方式:
[0051]用戶在睡眠時躺在床墊部分上，控制電路采集鼾聲。當控制電路在I分鐘內(nèi)采集到5次鼾聲音頻，和/或用戶出現(xiàn)氧降事件(血氧飽和度下降> = 4%且維持超過10秒，被稱為氧降事件。該事件可以反映出患者低血氧飽和度情況及呼吸暫停/低通氣情況)時，則判斷用戶打鼾。
[0052]當控制電路判斷用戶處于打鼾狀態(tài)時，啟動第一氣栗(I)對氣囊B(16)進行充氣。
[0053]此時氣路流向如圖4所示，空氣由第二氣栗進氣口進入氣路中，途經(jīng)第一氣栗出氣口、第一單向閥、二位三通電磁閥，最終進入氣囊B中。由于未對二位三通電磁閥進行通電，故進氣口和出氣口9連通，出氣口 10不與另外兩口相連，處于封閉狀態(tài)。此時一位二通電磁閥處于未通電狀態(tài)，氣體無法從電磁閥處流出。當?shù)诙饫豕ぷ?0分鐘后，控制電路停止第一氣栗工作，并繼續(xù)采集鼾聲。
[0054]如果一直未出現(xiàn)連續(xù)鼾聲，則保持氣囊B的充氣狀態(tài)20分鐘，然后控制電路啟動第一氣栗對氣囊B進行排氣。
[0055]此時氣路如圖5所示，空氣由氣囊B流出，途經(jīng)二位三通電磁閥、二通電磁閥，由第二氣栗排出。由于未對二位三通電磁閥進行通電，故進氣口和電磁閥A的出氣口 9連通連通，電磁閥A的出氣口 10不與另外兩口相連，處于封閉狀態(tài)。當排氣栗工作10分鐘后，控制電路停止排氣栗工作。
[0056]當氣囊B處于充氣完畢狀態(tài)，且控制電路在I分鐘內(nèi)采集到5次鼾聲音頻，和/或用戶出現(xiàn)氧降事件(血氧飽和度下降> =4 %且維持超過1秒，被稱為氧降事件。該事件可以反映出患者低血氧飽和度情況及呼吸暫停/低通氣情況)時，氣囊B不維持充氣狀態(tài)，進入排氣狀態(tài)。
[0057]當氣囊B排氣完畢后，開始向氣囊A進行充氣。
[0058]空氣由第一氣栗進氣口進入氣路中，途經(jīng)第一氣栗出氣口、單向閥A、二位三通電磁閥，最終進入氣囊A中。此時對二位三通電磁閥進行通電，故進氣口和出氣口 10連通，出氣口 9不與另外兩口相連，處于封閉狀態(tài)。此時一位二通電磁閥處于未通電狀態(tài)，氣體無法從電磁閥處流出。當?shù)谝粴饫豕ぷ?0分鐘后，控制電路停止第一氣栗工作，并繼續(xù)采集鼾聲。
【主權(quán)項】
1.一種改善打鼾、睡眠呼吸暫停低通氣癥狀的可充氣式床墊，其特征在于，包括控制電路、監(jiān)測系統(tǒng)、氣路及床墊，所述的床墊包括兩個氣囊，所述的氣路分別連接兩個氣囊，所述的控制電路通過控制氣路從而控制氣囊的充放氣，所述的氣路包括多個氣栗、二位三通電磁閥、二通電磁閥、多個單向閥及用于連接氣路的氣管，所述的多個氣栗包括第一氣栗和第二氣栗，第一氣栗連接二通電磁閥的進氣口，第二氣栗連接第一單向閥，二通電磁閥的出氣口和第一單向閥同時連接到二位三通電磁閥的進氣口上，二位三通電磁閥的兩個出氣口分別連接兩個氣囊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善打鼾、睡眠呼吸暫停低通氣癥狀的可充氣式床墊，其特征在于，與氣囊連接的氣管上還設有用于防止氣囊壓力過高的第二單向閥和第三單向閥。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善打鼾、睡眠呼吸暫停低通氣癥狀的可充氣式床墊，其特征在于，所述的第一氣栗用于排除氣囊的氣體，所述的第二氣栗用于氣囊的充氣，所述的二通電磁閥在氣囊排氣的時候打開，在氣囊充氣的時候關閉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善打鼾、睡眠呼吸暫停低通氣癥狀的可充氣式床墊，其特征在于，所述的二位三通電磁閥通過是否通電實現(xiàn)兩個氣囊的切換，未通電時與一個氣囊通氣，通電時與另外一個氣囊通氣。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的改善打鼾、睡眠呼吸暫停低通氣癥狀的可充氣式床墊，其特征在于，所述的監(jiān)測系統(tǒng)為血氧監(jiān)測儀和麥克風。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改善打鼾、睡眠呼吸暫停低通氣癥狀的可充氣式床墊，其特征在于，所述的控制電路包括用于控制監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測信號采集模塊、監(jiān)測信號處理模塊、藍牙模塊、用于控制氣路的控制模塊、存儲模塊、供電模塊、LED燈模塊。
【文檔編號】A61B5/00GK205548852SQ201620145503
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月27日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】廣州逸善舒晨生物科技有限公司