一种监测睡眠呼吸状态的睡眠仪制造技术

一种监测睡眠呼吸状态的睡眠仪，包括：睡眠监测器和移动终端；睡眠监测器包括监测器电源、雷达信号收发器和心跳呼吸显示器；雷达信号收发器输出的处理信号进入心跳呼吸显示器，在显示处理单元中进行心率信息和呼吸信息的处理产生显示波形，呼吸和心跳波形进入第一显示输出单元中进行显示，显示处理单元用来将心跳和呼吸信息通过第一无线通信单元向外发送；移动终端包括移动终端电源和睡眠分析器，移动终端通过睡眠分析器中的第二无线通信单元接收睡眠监测器发送的呼吸和心跳信号，并将呼吸和心跳信号送入睡眠分析单元进行睡眠分析，最后进入第二显示输出单元进行显示。本发明专利技术具有结构简单、成本低廉、体积小、辐射小、监测结果精度高、适用范围广等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及人体体征监测领域，特指一种监测睡眠呼吸状态的睡眠仪。
技术介绍
呼吸信号和心电信号是人体最重要的生命特征。对于有睡眠呼吸暂停的病人，或者刚出生的婴儿，以及某些患有呼吸系统疾病、心脏疾病的病人，需要实时监测其在睡眠期间的呼吸和心跳状况。另外，对于某些有睡眠障碍的人，希望得知每晚的睡眠时长，用于监测自己的身体状态。“多普勒雷达传感器”在生命体征监测上的研究与应用已经有较长的历史，雷达传感器可以在不直接接触人体的状况下，获知人体的生命体征信号，此类技术往往用于救援 生命搜救探测设备，如生命探测仪、穿墙雷达。此类雷达的功率较大，探测范围大，但是对于人体的辐射较大。现有的雷达技术尺寸较大，无法直接应用到家庭或者医院内部的呼吸监测。而且对于分析呼吸频率和心率的信号处理算法一直还不太成熟，尚未有成功的应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种结构简单紧凑、成本低廉、体积小、辐射小、监测结果精度高、适用范围广的监测睡眠呼吸状态的睡眠仪。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案 一种监测睡眠呼吸状态的睡眠仪，包括睡眠监测器和移动终端，所述睡眠监测器包括监测器电源、雷达信号收发器和心跳呼吸显示器； 所述雷达信号收发器包括压控振荡器、发射天线、接收天线、混频器和基带芯片，所述压控振荡器用来产生脉冲信号并传送到发射天线，所述发射天线用来向监测目标发送信号；所述接收天线用来接收监测目标反射回来的回波并送入混频器，然后与压控振荡器产生的脉冲信号进行混频；所述基带芯片用来对混频之后的信号进行呼吸频率计算、心率计算以及呼吸暂停监测后输出处理信号； 所述心跳呼吸显示器包括第一无线通信单元、显示处理单元、第一显示输出单元，所述基带芯片输出的处理信号进入心跳呼吸显示器，在所述显示处理单元中进行心率信息和呼吸信息的处理产生显示波形，呼吸和心跳波形进入所述第一显示输出单元中进行显示，所述显示处理单元用来将心跳和呼吸信息通过第一无线通信单元向外发送； 所述移动终端包括移动终端电源和睡眠分析器，所述睡眠分析器包括第二无线通信单元、睡眠分析单元和第二显示输出单元，所述移动终端通过第二无线通信单元接收睡眠监测器发送的呼吸和心跳信号，并将呼吸和心跳信号送入睡眠分析单元进行睡眠分析，最后进入第二显示输出单元进行显示。作为本专利技术的进一步改进 所述第一无线通信单元和第二无线通信单元采用WIFI单元。所述移动终端采用智能手机或PAD。本专利技术还包括网络接口，通过网络接口接入互联网。所述接收天线经依次相连的低噪放、由第二放大器和第三放大器组成的二级放大器后与混频器相连。所述压控振荡器经第一放大器与发射天线相连。与现有技术相比，本专利技术的优点在于本专利技术监测睡眠呼吸状态的睡眠仪，结构简单紧凑、成本低廉、体积小、辐射小、监测结果精度高、适用范围广，其采用雷达传感器监测人在睡眠时段的呼吸和心跳信息，并进行呼吸暂停分析和睡眠时段分析，对人在睡眠时的健康状态进行监测；且本专利技术在使用过程中与人体无直接接触，更容易被病人和婴儿所接受和使用。附图说明 图1是本专利技术的结构原理示意图。图2是本专利技术基带芯片中采用的频域率估计算法的流程示意图。图3是本专利技术基带芯片中采用的时域率估计算法的流程示意图。图4是本专利技术基带芯片中采用的呼吸规则性判定方法的流程示意图。图5是本专利技术睡眠分析单元中采用的睡眠状态分析方法的流程示意图。具体实施例方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，本专利技术的监测睡眠呼吸状态的睡眠仪，包括睡眠监测器I和移动终端2 ;睡眠监测器I包括监测器电源5、雷达信号收发器3和心跳呼吸显示器4，雷达信号收发器3包括压控振荡器(VCO) 6、第一放大器7、发射天线8、接收天线9、低噪放10、第二放大器11、第三放大器12、混频器13和基带芯片14。压控振荡器6用来产生5GHz脉冲信号，通过第一放大器7后传送到发射天线8，发射天线8用来向监测目标发送雷达信号，接收天线9用来接收监测目标反射回来的回波，并经过低噪放10去除噪声后由第二放大器11和第三放大器12进行两级放大，然后送入混频器13，与压控振荡器6产生的脉冲信号进行混频。混频之后的信号进入基带芯片14进行去除噪声、呼吸信号检测和心跳信号检测，并进行呼吸频率计算，心率计算以及呼吸暂停监测。心跳呼吸显示器4包括第一无线通信单元17、显示处理单元16、第一显示输出单元15。基带芯片14输出的信号进入心跳呼吸显示器4，在显示处理单元16中进行心率信息和呼吸信息的处理产生显示波形，呼吸和心跳波形进入第一显示输出单元15进行显示。同时，显示处理单元16会把心跳和呼吸信息通过第一无线通信单元17向外发送。移动终端2包括移动终端电源21和睡眠分析器22，移动终端电源21为睡眠分析器22供电。睡眠分析器22包括第二无线通信单元20、睡眠分析单元19和第二显示输出单元18，移动终端2通过第二无线通信单元20接收睡眠监测器I发送的呼吸和心跳信号，并将呼吸和心跳信号送入睡眠分析单元19进行睡眠分析，最后进入第二显示输出单元18进行显示。本实施例中，第一无线通信单元17和第二无线通信单元20采用WIFI单元。本实施例中，移动终端2采用智能手机或PAD。本实施例中，雷达信号收发器3采用小型PCB板设计，各组成部件集成在小型PCB板上。本实施例中，心跳呼吸显示器4采用小型显示屏，以达到体积小的效果。进一步，本专利技术的睡眠仪还设置有网络接口，通过网络接口接入互联网，并将睡眠仪工作时的数据发送到专家系统所在的服务器。 本专利技术睡眠仪的工作流程为1.启动睡眠仪，睡眠仪开始自动搜寻监测目标。2.锁定监测目标后，进行呼吸频率计算和心率计算，并纪录呼吸曲线和心率曲线，通过WIFI发射获取的心跳信息和呼吸信息，并通过显示输出单元18显示呼吸频率和心跳频率。3.启动移动终端2上的睡眠仪应用软件，自动通过WIFI连接睡眠监测器1，并显示心率和呼吸频率信息。4.轻按移动终端2上的睡眠分析，给出睡眠状态信息，包括入睡时刻、醒来时刻、睡眠时长、浅睡时长、深睡时长、睡眠呼吸暂停次数以及平均心率和平均呼吸频率。5.轻按移动终端2上的设置，可以设置睡眠仪参数，可以启动或者关闭睡眠仪。6.轻按移动终端2上的“上传数据到专家系统”，可以将数据通过互联网发送到专家系统所在的服务器。本专利技术的睡眠仪可以用于家庭中的睡眠呼吸实时监测，包括婴儿监护、有心脏疾病或者呼吸系统疾病的病人的呼吸监测、失能老人的呼吸监测，并在严重呼吸障碍发生时进行报警；本专利技术也可以用于对普通人或者有睡眠障碍的人进行睡眠监测，用于监测睡眠的时长和睡眠质量；本专利技术还可以用于医院内的阻塞式睡眠呼吸暂停病人的睡眠呼吸监测，心脏病人的睡眠呼吸监测，以及其他需要进行呼吸监测的场合。本专利技术采用非接触式的方式进行呼吸监测，满足病人感觉舒适，不被束缚的人性化需求，具有很强的实用价值。如图2所示，为本专利技术基带芯片14中执行的频域率估计算法，用于在频域计算呼吸频率和心率。该频域率估计算法的步骤如下 1.取解调后数据X的M个样本(M= 2880或其他);这M个样本包含了非呼吸运动和其他噪声和干扰信号； 2.将数据X中的所有非呼吸信号和干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测睡眠呼吸状态的睡眠仪，其特征在于，包括：睡眠监测器（1）和移动终端（2），所述睡眠监测器（1）包括监测器电源（5）、雷达信号收发器（3）和心跳呼吸显示器（4）；所述雷达信号收发器（3）包括压控振荡器（6）、发射天线（8）、接收天线（9）、混频器（13）和基带芯片（14），所述压控振荡器（6）用来产生脉冲信号并传送到发射天线（8），所述发射天线（8）用来向监测目标发送信号；所述接收天线（9）用来接收监测目标反射回来的回波并送入混频器（13），然后与压控振荡器（6）产生的脉冲信号进行混频；所述基带芯片（14）用来对混频之后的信号进行呼吸频率计算、心率计算以及呼吸暂停监测后输出处理信号；所述心跳呼吸显示器（4）包括第一无线通信单元（17）、显示处理单元（16）、?第一显示输出单元（15），所述基带芯片（14）输出的处理信号进入心跳呼吸显示器（4），在所述显示处理单元（16）中进行心率信息和呼吸信息的处理产生显示波形，呼吸和心跳波形进入所述第一显示输出单元（15）中进行显示，所述显示处理单元（16）用来将心跳和呼吸信息通过第一无线通信单元（17）向外发送；所述移动终端（2）包括移动终端电源（21）和睡眠分析器（22），所述睡眠分析器（22）包括第二无线通信单元（20）、睡眠分析单元（19）和第二显示输出单元（18），所述移动终端（2）通过第二无线通信单元（20）接收睡眠监测器（1）发送的呼吸和心跳信号，并将呼吸和心跳信号送入睡眠分析单元（19）进行睡眠分析，最后进入第二显示输出单元（18）进行显示。...

【技术特征摘要】
1.一种监测睡眠呼吸状态的睡眠仪，其特征在于，包括睡眠监测器(I)和移动终端(2)，所述睡眠监测器(I)包括监测器电源(5)、雷达信号收发器(3)和心跳呼吸显示器(4); 所述雷达信号收发器(3)包括压控振荡器(6)、发射天线(8)、接收天线(9)、混频器(13)和基带芯片(14)，所述压控振荡器(6)用来产生脉冲信号并传送到发射天线(8)，所述发射天线(8)用来向监测目标发送信号；所述接收天线(9)用来接收监测目标反射回来的回波并送入混频器(13)，然后与压控振荡器(6)产生的脉冲信号进行混频；所述基带芯片(14)用来对混频之后的信号进行呼吸频率计算、心率计算以及呼吸暂停监测后输出处理信号; 所述心跳呼吸显示器(4)包括第一无线通信单元(17)、显示处理单元(16)、第一显示输出单元(15)，所述基带芯片(14)输出的处理信号进入心跳呼吸显示器(4)，在所述显示处理单元(16)中进行心率信息和呼吸信息的处理产生显示波形，呼吸和心跳波形进入所述第一显示输出单元(15)中进行显示，所述显示处理单元(16)用来将心跳和呼吸信息通过第一无线通信单元(17)向外发送； 所述移动终端(...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩明华，衣晓飞，王生水，吴锋涛，
申请(专利权)人：湖南纳雷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：