一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统的制作方法

本发明属于医疗，尤其涉及一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统。

背景技术：

1、阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(osahs)是一种常见且对人类健康有重要影响的疾病，临床表现复杂，其中睡眠时打鼾、呼吸暂停和白天过度嗜睡为主要表现之一，还可并发缺血性心脏病、肺动脉高压、慢性肺源性心脏病、高血压病、心律失常、糖尿病和脑血管疾病等。

2、上气道扩张肌功能紊乱是osahs的重要发病因素之一，口咽气道是睡眠状态下最易发生狭窄、塌陷的部位，而上气道主要的扩张肌-颏舌肌构成了口咽部的前壁，其功能与上气道塌陷及气道阻力增加密切相关。osahs患者清醒时舌下神经冲动及颏舌肌张力代偿性增加，睡眠时代偿作用消失，颏舌肌张力较清醒时明显下降，诱发舌根后坠，导致咽部狭窄，进而反复发生呼吸暂停或低通气事件。

3、对于上述疾病，目前诊断治疗较为常用的设备是：多导睡眠仪，由于其结构复杂，价格高昂，仅是少数大城市的医院使用，从而导致无法普及，致使大多数基层偏远地区的患者得不到及时有效的诊断治疗；

4、因此，为了让更多的患者享受到便捷的诊断服务，本发明提出了一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统，旨在解决问题。

2、本发明是这样实现的，一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统，包括：微型化穿戴式主体，佩戴于耳前侧临近颞浅动脉、颞浅静脉、颈外动脉区，微型化穿戴式主体内部设置有多导睡眠监测系统，多导睡眠监测系统包括有设备单元组、监测单元组以及控制单元组；控制单元组用于控制监测单元、设备单元的运行以及对处理采集的各种生理数据，并将其进行后处理，监测单元组用于监测睡眠的各项生理参数，设备单元组用于构成整个监测系统电路、信号的连通传输，通过将微型化穿戴式主体佩戴于耳前颞区，然后启动控制单元组驱动监测单元组对睡眠各项因素进行监测，监测数据在设备单元的传输下，转移到控制单元组内进行分析处理，实现对睡眠呼吸暂停等疾病的快捷准确式诊断，同时整个设备体积小，使用与携带便捷，临床操作性好，可反复使用，具有较高的普及应用能力，设备单元组包括有电源管理单元，无线数据传输单元、声光提示单元，均设置与控制逻辑单元连接，监测单元组包括有血氧监测单元、血压监测单元、心电心率监测单元、呼吸音监测单元、睡眠深度监测单元、前额叶脑电监测单元、体温监测单元，血氧监测单元内靠近耳侧颞浅动脉、颞浅静脉、颈外动脉区的位置设置有多波长光电管ⅰ，多波长光电管ⅱ以及接收光电传感器及其驱动电路和数据采集电路，通过上述结构对上述耳侧区域进行血氧饱和度监测，血压监测单元包括有多波长光电管ⅲ，多波长光电管ⅳ，通过多波长光电管ⅲ，多波长光电管ⅳ与心电心率监测单元配合获取生物信号，通过心电信号(ecg)及光电容积脉搏波计算方法，建立收缩压及舒张压的测算关系，心电心率监测单元包括有电极，通过对靠近颞浅动脉、颞浅静脉、颈外动脉区的体表生物电位进行高分辨率采样及滤波处理，还原得到ecg波形，进而可得心率等指标数据，呼吸音监测单元使用可采集音频信号的振动传感器构成并紧贴于皮肤与骨骼之间皮下组织较薄的位置即近颞骨区与下颌骨区，该区域邻近鼻腔，呼吸音传导清晰，通过呼吸期间对该骨区的振动效应，对微振动信号进行拾取，经特定滤波及放大处理后可获得自然呼吸状态下的“呼吸音”，十分容易判别鼾声与呼吸声，前额叶脑电监测单元使用微型化穿戴式多导睡眠监测产品靠近皮肤侧的四路差分电极进行体表生物电位检测，通过滤波及算法处理，可分离出近前额叶脑电数据，该数据用于识别睡眠状态，同时该产品还可获得快速眼动期数据；睡眠深度监测单元利用多轴加速度传感器识别体动数据特征，结合心率、血压及前额叶脑电数据等，推算出当前的睡眠深度；体温监测单元利用接触皮肤位置放置的温度传感器，通过对局部皮肤温度及血氧的持续联合监测，将血氧计算值与温度测量t值做分段拟合，推算出当前的体温数据。

3、优选的，所述微型化穿戴式主体设置为类硬币大小的圆形壳体结构，且厚度在5-8mm，壳体结构内侧设置有凝胶涂层，凝胶涂层具备生物相容性，与皮肤进行黏贴穿戴，同时起到信号传导以及黏附固定的作用。

4、优选的，所述电源管理单元包括有锂电池组，以及用于控制锂电池组运行的控制开关模块，控制开关模块与锂电池组配合，对锂电池输出电压进行调节以及进行低功耗管理。

5、锂电池组的一侧设置有充电接口单元，通过充电接口单元对锂电池组进行充电，该接口可设置为磁吸接口或者标准usb接口。

6、优选的，所述声光提示单元30设置为多色光状态提示及蜂鸣器或语音提示部分，通过声光信息表征微型化穿戴式多导睡眠监测系统的工作状态。

7、通过心电信号(ecg)及光电容积脉搏波计算方法，建立收缩压及舒张压的测算关系如下：通过对ecg寻峰得pecg，多波长光电发送寻峰ppho_elec_t、接收寻峰ppho_elec_r，计算相位峰值延时δdelay及相位差dphase，以pecg为中心值，以ppho_elec为二分之一带宽进行窗函数移动，filtercoeff为加权滤波因子，fucwin为动态窗函数，kn为变量系数，计算数据窗口期内的的参数，算法公式如下所示：

8、speak＝k0*pecg*k1*ppho_elec*k2*dphase*k3*δdelay

9、

10、bp＝speak*filtercoeff*fucwin_bp

11、bo＝speak*filtercoeff*fucwin_bo

12、通过上述算法可准确获得任意时刻的血压(bp)、血氧数据(bo)。

13、心率心律指标数据测算算法公式如下：心率＝speak*filtercoeff*fucwin_hr1

14、心律＝speak*filtercoeff*fucwin_hr2。

15、优选的，快速眼动期数据测算公式如下；

16、

17、eeg＝ρ0*k0*ediff1*ediff2*fucwin_eeg

18、其中，ρ0为delta-gamma频带内的加权校准系数，kn为权重；rn为对应频带的特征比例，等于该频带内能量除总频带能量，n为采样序列数；ediff1为单路差分信号，ediff2为第2路差分信号。

19、本发明提供的一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统有益效果：1.解决了当前无简易便捷化使用的多导睡眠监测仪器问题，通过采用超轻量、微型化、无导线设计，临床操作性大大提高，可重复性好；

20、2.解决了临床多导睡眠监测操作繁琐、连接导线错综复杂、大部分仅能在医疗环境下使用的问题，通过极简操作设计，方便易用；

21、3.创新性的对近颞浅动脉、颞浅静脉、颈外动脉区的体表生物电位及血氧、血压、前额叶脑电、心电、心率、心律、体温、呼吸骨传导信号、体动等多参数采集分析，实现一个部位多种参数测量，实现对睡眠呼吸暂停等疾病的便捷诊断。

技术特征：

1.一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统，其特征在于，包括：微型化穿戴式主体(01)，佩戴于耳前侧临近颞浅动脉、颞浅静脉、颈外动脉区，微型化穿戴式主体(01)内部设置有多导睡眠监测系统，所述多导睡眠监测系统包括有设备单元组、监测单元组以及控制单元组；控制单元组用于控制监测单元、设备单元的运行以及对处理采集的各种生理数据，并将其进行后处理，所述监测单元组用于监测睡眠的各项生理参数，设备单元组用于构成整个监测系统电路、信号的连通传输；所述控制单元组包括有控制逻辑单元(10)，控制逻辑单元(10)设置为低功耗处理器，用于处理采集到的多种生理参数并将数据进行后处理；

2.根据权利要求1所述的一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统，其特征在于，所述微型化穿戴式主体(01)设置为类硬币大小的圆形壳体结构，且厚度在5-8mm，壳体结构内侧设置有凝胶涂层(02)，凝胶涂层(02)具备生物相容性，与皮肤进行黏贴穿戴，同时起到信号传导以及黏附固定的作用。

3.根据权利要求1所述的一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统，其特征在于，所述电源管理单元(40)包括有锂电池组，以及用于控制锂电池组运行的控制开关模块，控制开关模块与锂电池组配合，对锂电池输出电压进行调节以及进行低功耗管理。

4.根据权利要求3所述的一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统，其特征在于，所述锂电池组的一侧设置有充电接口单元(60)，通过充电接口单元(60)对锂电池组进行充电，该接口可设置为磁吸接口或者标准usb接口。

5.根据权利要求1所述的一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统，其特征在于，所述声光提示单元(30)设置为多色光状态提示及蜂鸣器或语音提示部分，通过声光信息表征微型化穿戴式多导睡眠监测系统的工作状态。

6.根据权利要求1所述的一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统，其特征在于，通过心电信号(ecg)及光电容积脉搏波计算方法，建立收缩压及舒张压的测算关系如下：通过对ecg寻峰得pecg，多波长光电发送寻峰ppho_elec_t、接收寻峰ppho_elec_r，计算相位峰值延时δdelay及相位差dphase，以pecg为中心值，以ppho_elec为二分之一带宽进行窗函数移动，fi ltercoeff为加权滤波因子，fucwin为动态窗函数，kn为变量系数，计算数据窗口期内的的参数，算法公式如下所示：

7.根据权利要求1所述的一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统，其特征在于，心率心律指标数据测算算法公式如下：心率＝speak*fi ltercoeff*fucwin_hr1

8.根据权利要求1所述的一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统，其特征在于，快速眼动期数据测算公式如下；

技术总结
本发明属于医疗技术领域，尤其涉及一种微型化穿戴式多导睡眠监测系统，包括微型化穿戴式主体、血氧监测单元、血压监测单元、心电心率监测单元、呼吸音监测单元、睡眠深度监测单元、前额叶脑电监测单元、体温监测单元、控制逻辑单元、无线数据传输单元、声光提示单元、电源管理单元、锂电池单元、充电接口单元，本发明充分利用耳前颞区、前额区的生理优势，采用微型化穿戴式监测技术，将血氧、血压、心电、体温、睡眠呼吸指数及脑电等多参数监测融合，构建了超轻量、微型化、无导线的穿戴式多导睡眠呼吸监测系统，解决了临床多导睡眠监测操作繁琐、连接导线错综复杂的问题，在家庭环境或医疗环境下皆可以方便使用，能够覆盖更多的患者群体。

技术研发人员：李浩,王震华
受保护的技术使用者：复远数科医疗（杭州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8