基于体位疗法的智能止鼾背垫的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明为一种可改善睡眠呼吸暂停、低通气及打鼾状态的智能背垫，具体涉及一种监测使用者睡眠时因呼吸暂停、低通气而造成的反复低血氧饱和度或严重打鼾状态的床垫，该设备通过改变使用者体位来改善因仰卧导致的低血氧饱和度状态以及打鼾状态。
【背景技术】
[0002]阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(0SAHS)是一种严重影响生活并危及生命的慢性疾病。常表现为睡眠时严重打鼾、呼吸暂停或憋气、晨起头痛、白天嗜睡、记忆力减退、夜尿增多、阳痿等，进一步发展可诱发高血压、糖尿病、冠心病、中风等严重病症，是多种全身疾患的危险因素。我国成年人中0SAHS患病率为4.1%，并且随年龄段上升而不断升高，5年病死率为11-13%【1】。由于该病危害隐匿难以自觉，且诊治过程不便，患者依从性不佳，以致于大量患者深受其害而不自知或无法有效改善。鼾症被认为是0SAHS的一种前驱状态，我国男性中的患病率高达15?38%，女性中达12?25%。鼾声是上呼吸道阻力增加后、气流振动产生的一种声学现象，其频率、强度可以从侧面反映出呼吸道阻塞的严重程度。轻度的打鼾对人体并无损害，但随着其不断症状加重，鼾声甚至可高达100分贝，更是伴有越来越频繁的呼吸暂停、低通气，不仅严重影响枕边家人的休息，更是一步步在向危害健康的0SAHS在发展。
[0003]0SAHS和鼾症的病因有个共同点，就是睡眠时上呼吸道塌陷、狭窄，导致患者低通气甚至窒息。体位疗法是睡眠呼吸领域的传统疗法，近年来通过一系列临床试验，重新评价了其有效性，并被认为是一种具有前途的治疗方向【2】。研究发现亚洲人中67-75%的0SAHS患者因仰卧加重了病情，25-30%的患者直接由仰卧导致该病发生【3】。国外学者通过体位干预的治疗方法，令患者睡眠时避免仰卧，从而减少了45-63.4%的睡眠呼吸暂停低通气指数，显著改善了疾病症状【4-7】。有学者研究建议该病患者睡眠时侧卧40度以上，颈椎支撑高于7cm，肩胛骨支撑高于3cm，即可减少80%以上的睡眠呼吸暂停低通气指数【8】。
[0004]目前国内尚无将体位疗法的临床成果转化为睡眠健康的产品，市场存在空白。预防与治疗鼾症、0SAHS疾病蕴藏着巨大的人群健康需求。本项目在国外学术研究的基础上，优化改进其传统疗法模式，研发一款适宜在居家环境应用、舒适易于长期坚持使用的智能止鼾监测床垫。其先进性和创新性在于:
[0005]对传统体位疗法的优化创新。止鼾设备的原理大多是运用震动、声音、电刺激等方式唤醒使用者，令呼吸道肌肉发生条件反射式收缩，解除气道狭窄、阻塞，达到止鼾的目的。但上述思路在止鼾的过程中，往往会造成睡眠破碎，降低睡眠质量。体位干预设备的常见手段是在背后安放支撑物以阻止使用者仰卧，不考虑时机掌控的问题。但此类长期保持侧卧状态的思路往往令使用者难以忍受，因为睡觉翻身其实是身体均衡受压的一种自行调节，不分时机地强制侧卧大大降低了使用者的长期坚持意愿。本项目的产品是基于传统体位疗法的优化改进，可以通过算法判断、医学原理，适时地改变使用者体位，且不打扰正常睡眠，以改善因仰卧导致的打鼾、低通气、低血氧饱和度状态。
[0006]参考文献
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【发明内容】
[0015]现有技术的缺陷及不足:
[0016]目前，止鼾设备的原理大多是运用震动、声音、电刺激等方式(如止鼾手环、止鼾耳机等)来轻度唤醒使用者，令呼吸道肌肉发生条件反射式收缩，解除气道狭窄、阻塞，达到止鼾的目的。但上述思路在止鼾的过程中，往往难以掌控唤醒的程度，会造成使用者睡眠破碎，反而降低了睡眠质量。
[0017]而体位干预设备的常见手段是在背后安放支撑物(如背囊、网球等)以阻止使用者仰卧，不考虑时机掌控的问题。但此类长期保持侧卧状态的干预方案往往令使用者难以忍受，因为睡觉翻身其实是身体均衡受压的一种自行调节，不分时机地强制侧卧会大大降低使用者的长期坚持意愿，有违院外长期改善的治疗初衷。
[0018]要解决的技术问题:
[0019]本发明提供一种可监测并改善睡眠呼吸暂停及低通气的智能止鼾背垫。本发明是基于传统体位疗法的优化改进，可以通过算法判断、医学原理，适时地改变使用者体位，且不打扰正常睡眠，以改善因仰卧导致的打鼾、低通气、低血氧饱和度等不良状态。
[0020]1算法可从环境噪声中准确识别鼾声。
[0021 ] 2只有当鼾声出现并达到一定规律标准时，可适时地帮助使用者侧卧以改善通气状况。
[0022]3该体位干预措施为气囊充气托举使用者背部，改变体位的物理作用效果明确，且干预动作轻柔缓慢，不会影响使用者睡眠质量。
[0023]4可以监测用户睡眠时鼾声等不良状态生理指标，以及睡眠情况，给予相应的健康分析建议。
[0024]技术方案:
[0025]本案的智能止鼾背垫包括主控制器、床垫部分、智能手机端APP。其中主控制器用于信号处理与子模块的元件运行控制，床垫部分用于声音信号的采集与体位干预的执行，智能手机端APP用于数据报表的生成展示与用户睡眠数据的收集存储。
[0026]一、主控制器:主控制器主要是一片数字信号处理芯片，承担控制和信号处理的功能，同时控制所有子模块的正常运作。子模块如下:
[0027]麦克风信号米集模块:主要以麦克风作为信号输入源，经高增益低噪声放大器放大后，再以高阶低通滤波器进行滤波，把信号传递至主控制器的模数转换10。
[0028]蓝牙模块:主要用于与智能手机通信，发送监护数据至用户用以查看。
[0029]电机驱动模块:用于驱动充气电机，当气囊鼓起后可使用户侧卧。
[0030]存储模块:主要用于存储用户的声音数据。
[0031 ]电源与供电模块:主要用于系统供电。
[0032]二、床垫部分:床垫部分主要由埋入床垫的麦克风和体位干预气囊组成:
[0033]体位干预气囊:体位干预装置为并排的2个气囊，未鼓气状态下大小为60X26cm，鼓气状态下为直径16cm，长60cm的圆柱体。当控制器