[发明专利]一种睡眠中心跳、呼吸无线自动监测与预警系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种人体多生理参数监测系统，特别是涉及一种睡眠心跳、呼吸无线自动监测与预警系统。属于医疗健康电子监测仪器技术领域。

【背景技术】

众所周知，心跳和呼吸是人体最重要生理活动，如果不能正常进行，将会严重影响人体健康，甚至威胁生命。但是近年来，心血管疾病和睡眠呼吸暂停综合征(sleep apnea syndrome，SAS)发病率越来越高，对人类健康构成严重威胁。

心血管疾病已经成为危害人类健康的第一杀手。有研究机构预计未来20年内，由于老龄化和人口持续增长，我国成人心血管疾病发病率每年将增加50％以上，高血压、高胆固醇血征、糖尿病、肥胖、吸烟等心血管疾病危险因素的持续存在将加剧心血管疾病发病率的增长。由于心血管疾病特别是心脏病发病的偶然性强，致死率高，而且很多在夜间睡眠时发生，及时发现与治疗对挽救患者的生命意义重大。

睡眠呼吸暂停综合征以阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)最为常见，在成年人中的发病率约为2％～4％，特点是睡眠中由于部分或完全性的上呼吸道阻塞而导致呼吸暂停或呼吸不足。睡眠期间反复的呼吸暂停导致全身缺氧和血液中的二氧化碳不能及时排出，使各器官系统受到损害，尤其是大脑和心脏。如果不及时治疗可能导致高血压、冠心病、心律失常、肺动脉高压、肺心病、血液粘稠度增高，甚至导致夜间睡中猝死。

鉴于以上所述两种疾病的严重危害，对心跳和呼吸的实时监测特别是睡眠中的实时监测变得异常重要。传统监测心跳和呼吸的方法虽有很多，却存在诸多不足。

目前常使用心电图仪、心音图、超声心动图等监测心跳，但其价格昂贵，接线复杂，易给人带来巨大心理压力，不宜用作睡眠时心脏活动的实时监测。传统的呼吸监测是采用多导睡眠呼吸检测分析仪，这种仪器价格昂贵，结构复杂，要求专业人员操作，应用也仅限于临床诊断。有资料显示，目前我国睡眠呼吸暂停综合征患者的就诊率仅为10％左右，很多患者因得不到早期诊断和及时有效的治疗而延误病情，甚至威胁到生命。

国内外很多学者对心跳呼吸监测方法做了改进，主要有基于压电陶瓷(国家实用新型专利：一种摇床婴儿心跳呼吸检测预警装置(01253413.7))、电容和光纤传感器(国家发明专利：一种非接触式心动和呼吸检测技术(200410088749.2))、气垫(国家发明专利：气垫式人体呼吸、心跳和翻身自动监测装置及检测方法(200610097472.9))，但这些方法信号传输都采用有线方式，并且需要特制的背垫；也有人提出信号无线传输的监测系统(国家发明专利：无线传输的睡眠呼吸信息腹式监测与预警系统(200910038006.7))，但是此系统的仅能监测呼吸信号，而且呼吸信号传感发射装置需要电池供电，若电池在使用过程中电量耗尽，系统便停止工作；另外，也有基于声波、红外和激光的人体呼吸、心跳监测，但由于这些信号易衰减，或易被衣服、被褥阻挡而加大监测难度，不适宜用于家庭日常保健。

【发明内容】

为了解决上述心跳与呼吸监测系统中所存在的操作复杂，影响正常睡眠、易受干扰等不足之处，本发明提出了一种新型的心跳、呼吸监测方法，其特征在于：信号采集、预处理和发射电路无源方式工作，测量信号无线传输，心跳和呼吸生理信息同时提取，安装方便，不影响正常休息，并在人体发生突发心脏疾病、呼吸中断或异常变化时及时发出预警。本系统能够实现对心脏功能、呼吸状况的综合检测分析，存储的数据可以作为疾病诊断的参考依据，及时的预警可以在突发疾病时缩短救援时间，减小疾病的危害。

本发明通过以下方式实施(图1)：一种睡眠心跳、呼吸无线自动监测与预警系统，该系统主要由粘贴在人体皮肤上的心跳、呼吸生理信号检测单元(1)、制作在柔性PCB上的信号预处理及发射单元(2)和无线信号接收、处理、存储及预警装置(3)组成。其特征在于通过由聚合物压电薄膜传感器构成的生理信号检测单元(1)探测心跳、呼吸特征信息；制作在柔性PCB上的信号预处理电路(4)对已探测信号进行预处理，包括去除噪声，放大和模数转换，再经制作在柔性PCB上的射频信号发射电路(5)完成信号调制，后经偶极子天线(7)完成信号发射；无线信号接收、处理、存储及预警装置(3)对偶极子天线(7)发送过来的信号完成接收、解调、心跳和呼吸信号分离以及进一步的数字信号处理分析，并在监测到心跳、呼吸信号异常情况时自动预警。

所述的生理特征检测单元(1)由图2所示的柔性聚合物压电薄膜传感器构成，这种传感器具有结构柔软、相应速度快、响应信号幅度大、信噪比高等优点，非常适合监测生理信号。