專利名稱：用于防治睡眠呼吸障礙的裝置及使用其的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于防治睡眠呼吸障礙的裝置和使用該裝置的睡眠呼 吸障礙的防治方、法；并且，尤其涉及這樣的用于防治睡眠呼吸障礙的裝置 和使用該裝置的睡眠呼吸障礙的防治方法，其能夠自然改變睡姿以停止打 鼾或睡眠呼吸暫停而不會喚醒睡眠者,并且即使睡眠者無意識地移動，也能 夠通過基于環(huán)境噪聲精確判斷幽民者是否打鼾來使這種姿勢精確地改變。
背景技術(shù)：
一般來說，被劃分為睡眠呼吸紊亂的習(xí)慣性打鼾、阻塞性睡眠呼吸暫 停和上氣道阻力綜合癥是這樣的疾病，其中在睡眠過程中出現(xiàn)上氣道的反 復(fù)閉合。這種疾病通過降低晚上的睡眠效率而妨礙正常睡眠，并且特別是 降低血氧飽和度[參見Chrokroverty S.(1994) Sleep Disorder Medicine. Butterworth-Heinemann]。睡眠呼吸紊亂引起白天倦睡、注意力下降、記憶力減退、學(xué)習(xí)能力降 低、慢性疲勞等。此外，睡眠呼吸紊亂導(dǎo)致建筑工地和工作場所的事故以及由于疲勞駕駛弓胞的交通事故，從而給社會和經(jīng)濟(jì)造成損失。最近有若干關(guān)于睡眠呼吸紊亂與肥胖、高血壓、糖尿病、癡呆、心血 管疾病、心臟麻痹、性功能減退、腦血管疾病、癱瘓和新陳代謝綜合癥的發(fā)生之間緊密關(guān)聯(lián)的報道。[參見Prospective study of the association between sleep-disordered breathing and hypertension. N Engl Med 2000;342:1378-1384]。如同這樣的人體上氣道閉合將通過參考附圖在下文進(jìn)行解釋。 在圖1A中所示，用來將空氣引入支氣管和肺(均未示出)的上氣道4 被保持在正常狀態(tài)下。然而，參照圖IB中所示的阻塞性睡眠呼吸暫停狀態(tài)， /Al粵8后部延伸出的軟組織6由于自重和舌頭7的重量而受壓，由此閉合 了上氣道4。仰臥位的睡眠加重了上呼氣道4的閉合。此外，上氣道4的這種閉合導(dǎo)致阻塞性睡眠呼吸暫停，其中在睡眠過程中呼吸停止或中斷，并且在睡 目民過程中上氣道4部分閉合時出現(xiàn)打鼾。人們嘗i舒中種方法治療打鼾或睡眠呼吸暫停。一般來說，人們已經(jīng)試圖通過在睡眠過程中使用一種功能性枕墊來治 療睡眠呼吸紊亂，并且已經(jīng)開發(fā)了一種枕墊，這種枕墊主要通過提高側(cè)臥 位或頭部位置進(jìn)行姿勢糾正來防治睡眠呼吸紊亂。最近，NASA開發(fā)的一種由聚合物泡沫制造的記f乙泡沫枕墊己經(jīng)被商業(yè)發(fā)售,同時宣稱該枕墊用于防治睡眠呼吸紊亂。盡管這種記憶泡沫枕墊按 人類工程學(xué)設(shè)計，用于吸收傳輸至人體的負(fù)載和震擾，并且在釋放負(fù)載后 回到原來的形狀，它對治療打鼾或睡眠呼吸暫停并沒有帶來顯著的改進(jìn)。 為了解決這種問題，人們開發(fā)了許多裝置和方法，這將在下文中參照附圖進(jìn)行解釋。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種實施方式，在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交并登記的專利號為20-0236225的實用新型，如圖2所示，為"通過感測打鼾來驅(qū)動打鼾 防治枕墊的裝置(apparatus of driving a snoring prevention pillow sheet by sensing snoring)"。該打鼾防治裝置包括打鼾信號感測單元10，它輸入鼾 聲和各種其它噪音并輸出所期望的打鼾信號；控制器30，其分析從打鼾信 號感測單元10施加的信號，并且如果施加的信號確信為打鼾信號，貝U啟動 回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動器40;存儲器，其存儲從控制器30施加的信號或向控制器 30輸出；回轉(zhuǎn)存儲器驅(qū)動器40，其中回轉(zhuǎn)馬達(dá)42被從控制器30施加的信 號驅(qū)動，以驅(qū)動姿勢改變板46，由此改變了枕墊的形狀?？刂破?0處理從 打鼾信號感測單元10施加的打鼾信號和噪音信號，以獲得最后的數(shù)據(jù)，并 當(dāng)最后數(shù)據(jù)持續(xù)具有大于閾值的值時，計算持續(xù)時間。與設(shè)定時附目比， 如果持續(xù)時間較高，那么控制器30計算最大點的數(shù)目，該最大點存在于該 持續(xù)時間中。如果最大點的數(shù)目高于最大點的設(shè)定值，那么控制器30就把 該信號確定為打鼾信號。此外，如果感測到的打鼾信號與設(shè)定值的數(shù)目一 樣多，控制器30則將驅(qū)動信號施加到回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動器40以驅(qū)動回轉(zhuǎn)馬達(dá) 42。根據(jù)另一現(xiàn)有技術(shù)的實施方式，其是在韓國知識產(chǎn)權(quán)局申請并登記的 專利號為No.20—0395890的實用新型，如圖3A到3C所示，是"^1>打鼾 的裝置(apparatus for reducing snoring)"。這種打鼾防治裝置包括空氣墊71，其檢湖幡眠者的呼吸，當(dāng)感測到打鼾時，空氣墊由于注入其中的空氣而膨脹起來，由此糾正了睡眠者的睡姿；與空氣墊71結(jié)合的空氣管72， 其將檢測到的呼吸傳輸?shù)较乱患壊⑶页洚?dāng)注入和排放空氣的通道；傳感器， 其將傳輸?shù)娇諝夤?2的呼吸轉(zhuǎn)換成電信號；前置放大器，期每從傳感器輸 出的呼吸感測信號前置放大；帶通濾波單元，對于每一譜帶，其X寸/人前置 放大器輸出的呼吸感測信號進(jìn)行濾波，并且將它作為心,呼斷打鼾判斷信 號輸出；函數(shù)輸入單元，用來輸入函數(shù)和模式轉(zhuǎn)換信號；中央處理單元73， 其響應(yīng)函數(shù)輸入單元的輸入信號、基于由前置放大器和帶通濾波單元而獲 得的信號確定是否存在打鼾，所述中央處理單元控制呼吸狀態(tài)的顯示，并 且如果確定為打鼾，那么其產(chǎn)生空氣注入信號用以使空氣墊膨脹，并如果 在空氣墊膨脹之后沒有感測到打鼾，那么在設(shè)定時間之后，產(chǎn)生控制信號 以排放注入到空氣墊中的空氣；顯示器，其根據(jù)從中央處理單元73傳輸來 的狀態(tài)顯示控制信號，在屏幕上顯示睡眠者的呼吸狀態(tài)、心跳狀況等；驅(qū) 動器，其用于輸出從中央處理單元輸出的發(fā)光二極管控制信號、空氣注入 控制信號和排放控制信號，作為空氣注入控制和排放控制信號中每個的每 個相應(yīng)的驅(qū)動信號；發(fā)光二極管(LED)用于可視地顯示是否提供了電源 和根據(jù)從驅(qū)動器輸出的發(fā)光二極管驅(qū)動信號的函數(shù)操作狀態(tài)；馬達(dá)，其根 據(jù)從驅(qū)動器輸出的空氣注入信號驅(qū)動泵，該泵將空氣注入到空氣墊71中； 和排放電磁鐵，其根據(jù)從驅(qū)動器輸出的排放控制信號打開和關(guān)閉排放閥。這樣，根據(jù)圖2中現(xiàn)有技術(shù)的實施方式，如果感觀倒并確定打鼾，那 么打鼾防治裝置將自動地驅(qū)動打鼾防治枕墊，從而使睡眠者偏向一側(cè)，由 此使得睡眠者不再打鼾。然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實施方式，該打鼾防治裝 置不能從感測到打鼾后的打鼾防治枕墊被傾斜的狀態(tài)返回到原來狀態(tài)，除 非用戶手動復(fù)位該裝置?？煽康夭僮髟撗b置存在問題，因為如果睡眠者在 睡眠過程中移動離開了枕墊或改變了體位，那么防治打鼾就變得困難了。 此外，因為在凸輪軸和板之間的機(jī)械摩擦產(chǎn)生了噪聲，睡眠者的正常睡眠 可能會被干擾。此外，根據(jù)圖3A到3C的現(xiàn)有技術(shù)的另一實施方式的打鼾防治裝置， 通過使用空氣墊71來改變姿勢，但是其并不是主動型的，并且由于干擾了睡眠者的正常豳民會弄醒睡眠者，因為其促使睡眠者改變他自e/她自己的姿勢。在鵬民者移動或改變了他的體位時，睡眠者從空氣墊71的膨脹部分 移開的情況下，甚至是這樣的姿勢改變也不能被引起，所以可靠地操作該 裝置也存在問題。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種用于防治睡眠呼吸障礙的裝置和 使用該裝置的睡眠呼吸障礙防治方法，其能夠自然地改變睡姿來阻止打鼾 或睡眠呼吸暫停，而不會弄醒睡眠者，并且即使睡眠者無意識地移動，其 也能夠通過基于周圍環(huán)境的噪聲而精確地判斷睡眠者是否打鼾或經(jīng)受睡眠 呼吸暫停從而精確地改變姿勢，由此使得睡眠者能夠進(jìn)行正常睡眠，并防 止出現(xiàn)如阻塞性睡眠呼吸暫停那樣的呼吸紊亂。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種睡眠呼吸障礙防治裝置，用于防治 打鼾或睡眠呼吸暫停，其包括供睡眠者穿著的人體可穿著單元；在人體可穿著單元背面設(shè)置的空氣室，該空氣室能夠收縮和膨脹； 將空氣供應(yīng)給空氣室的空氣供給單元；壓力檢測單元，用于測量空氣室的每一壓力并且將每一壓力作為 電信號輸出；和控制器，當(dāng)檢測到睡眠者打鼾或睡眠呼吸暫停時，用于接收從壓力檢 測單元輸出的信號，從而通過使用空氣供給單元將空氣供應(yīng)到空氣室來改 變睡眠者的姿勢。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種睡眠呼吸障礙防治方法，用于防治 打鼾或睡眠呼吸暫停，其中睡眠者穿著人體可穿著單元，其具有可收縮和 可膨脹的空氣室，所述空氣室設(shè)置在人體可穿著單元的背面，該方法包括 如下步驟將用于壓力觀糧的空氣供應(yīng)到空氣室；測量被睡眠者的重量加壓的空氣室的壓力；從壓力中提取生物信號；確定是否檢測到打鼾或睡眠呼吸暫停；和如果在生物信號中檢測到打鼾或睡眠呼吸暫停，則將空氣供應(yīng)到空氣室，使空氣室膨脹以改變睡目賭的姿勢。


結(jié)合附圖，通過下文的實施方式的描述，本發(fā)明的上述和其它目的和 特征將顯而易見，其中圖1A和IB是用于解釋人體上氣道閉合的圖； 圖2是說明常規(guī)打鼾防治裝置的主要部件的圖；圖3A到圖3C是對另一常規(guī)打鼾防治裝置進(jìn)行說明的圖； 圖4A到圖4B示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的睡眠呼吸障礙防治驢的前 視圖和后視圖；圖5描述了根據(jù)本發(fā)明實施方式的睡眠呼吸障礙防治裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的睡眠呼吸障礙防治方法的流程圖；圖7A到7C是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的睡目民呼吸障礙防治裝置的操作的圖。
具體實施方式
下文中，將參考附圖對本發(fā)明的實施方式做詳細(xì)的描述。圖4A到4B示股艮據(jù)本發(fā)明實施方式的睡眠呼吸障礙防治裝置的前視 圖和后視圖，圖5示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的睡眠呼吸障礙防治裝置的結(jié) 構(gòu)圖。如上所示，本發(fā)明的睡眠呼吸障礙防治裝置磨包括供睡眠者穿著 的人體可穿著單元110，空氣室120、 130，其設(shè)置在人體可穿著單元110 的背面；空氣供給單元140，用于將空氣供應(yīng)給空氣室120、 130;壓力檢 測單元150，用于測量空氣室120、 130的壓力；和控制器160，用來接收 從壓力檢測單元150輸出的信號并且控制空氣供給單元140。供睡眠者穿著的人體可穿著單元110從多種不同的設(shè)計角度出發(fā)在考 慮到耐磨性和適用性的同時，采用一種可穿著單元的設(shè)計。此外，在這樣 的可穿著設(shè)計中，功能結(jié)構(gòu)和適合的材料選擇是必要的。尤其是，從人體 不受有害因素傷害的角度出發(fā)，所選材料要具有譬如舒適性、穩(wěn)定性、電 磁波的屏蔽功能、防靜電功能、絕緣功能等等。為了執(zhí)行MiI控制功能，人體可穿著單元11。不僅能通過所用材料排放在睡眠期間排出的汗，而且在人體的所有方向或在汗容易排出的腋窩區(qū) 域設(shè)置有氣孔，這樣在衣服里的熱量或濕氣可以很快排出，由此改善了穿 著舒適度。并且為了使材料和人體之間的摩擦減到最小，必須考慮縫紉的 方法。在這方面，人體可穿著單元110可以由健康材料(例如，殼聚糖纖維、銀纖維、竹纖維等，高科技材料，諸如，aqua-trans、 cool max mesh等) 或環(huán)境友好型材料(例如，有機(jī)棉、天絲、天然的礦物質(zhì)離子健康纖維等) 制成。人體可穿著單元110，雖然在圖中沒有示出，但可以設(shè)計成冬天的夾克 或短上衣形式?？紤]到在睡眠時穿著，可以設(shè)計成圖4A和4B中所示的馬 甲樣式。此外，人體可穿著單元110可以制成無袖汗衫形式，使得其與帶 袖的汗衫相比具有更好的透氣性，從耐艮制了在睡目民中增加術(shù)顯的因素。人體可穿著單元110可以做成各種樣式的汗衫，例如做成只有正面調(diào) 整部分(adjustoent)的樣式、具有正面調(diào)整部分且側(cè)面開口的樣式，既沒有 調(diào)整部分也沒有開口的樣式，等等。然而在該實施方式中，人體可穿著單 元110可以制成具有正面調(diào)整部分和側(cè)面開口的樣式，并且包括一對正面 部分lll，其覆蓋睡眠者的前上表面；和背面部分112，其覆蓋睡眠者的后 上表面。在正面部分111和在正面部分111與背面部分112之間的側(cè)面開口 之間的正面調(diào)整部分，通過易于使用的緊固件1B可獨立地連接，該緊固 件113使得易于進(jìn)行間隙的調(diào)整。人體可穿著單元110的緊固件113只是一個例子，除了緊固件外的各 種其他結(jié)合和分離單元，諸如拉鏈、橡膠帶、按扣等都可以結(jié)合相同或不 同的方式被使用，以便連接正面調(diào)整部分和偵靦開口。因為人體可穿著單元110即使在打開正面調(diào)整部分和側(cè)面開口時也可 以穿著，所以即使對身體行動有障礙的病人，也可很容易地穿上和脫掉單 元110。此外，可能通過正面調(diào)整部分和偵靦開口進(jìn)行通氣，因此在睡眠時 增加術(shù)顯的因素大大受到限制。另外，人體可穿著單元110適于任何鵬 的人穿著，并且盡可能地減小了豳民時對人體產(chǎn)生的壓力，從而有助于睡 眠者的正常睡眠。空氣室120、 130設(shè)置在人體可穿著單元110的背面，即在背面部分112， 并且它們可以壓縮劍彭脹?？諝馐?20、 130被從空氣供給單元140供應(yīng)的 空氣膨脹，并且由可以壓縮和膨脹的構(gòu)件敏和材料制成。在這樣的構(gòu)件中，空氣室120、 130可以包括能夠被剪切或縫摺(darted)的部件。此外，空氣室 120、 130可以采用例如合成樹脂、天然橡膠、Ait橡膠、纖維等材料，它 們可以被膨脹或壓縮?？諝馐?20、 130有著能改變睡眠者姿勢的足夠的體 機(jī)例如從仰臥位到側(cè)臥位。在人體可穿著單元110的背面設(shè)置的空氣室120、 130使睡眠者偏向一 側(cè)，使得當(dāng)膨脹時能夠很容易地和自然地將睡眠者的姿勢從仰臣卜位改變到 側(cè)臥位。此處，空氣室120、 130如本發(fā)明具體實施方式
所示是成對設(shè)置的， 這樣可以交替地將豳民者的姿勢從仰臥位改變到左側(cè)或右偵啲偵吸卜位。空氣供給單元140，根據(jù)控制器160的控制信號，經(jīng)由空氣供給線121、 131有選擇性地將空氣供應(yīng)到空氣室120、 130。在這方面，可以4頓壓縮 氣體，并使用空氣泵、通過泵浦供應(yīng)空氣。壓力檢測單元150包括壓力測量傳自，并且安裝在與空氣室120、 130 相連的通道上(未示出)。壓力檢測單元150測量空氣室120、 130的壓力 變化，該壓力變化是由睡眠者的心跳、呼吸等引起的。它也測量被例如睡 眠者的重量加壓的空氣室的壓力，并且將該領(lǐng)糧的壓力值作為電信號輸出 到控制器160。同時，為了通過壓力檢測單元150測量壓力，空氣室120、 130需要充滿空氣，由此，為壓力測量的需要施加足夠#1只。此處充入的空 氣可以是當(dāng)豳民者以仰臣卜位躺下時不會感到不適的量?？刂破?60接收從壓力檢測單元150傳輸?shù)男盘枴４送猓?一旦檢測到 打鼾或睡眠呼吸暫停，空氣供給單元140被配置為將空氣供應(yīng)給空氣室， 以改變醐民者的姿勢，例如從仰臥位到側(cè)臥位，由此打開了睡眠者的上氣 道，從而糾正了睡眠者的呼吸紊亂。如本發(fā)明的實施方式中所示，在空氣 室120、 130成對設(shè)置的情況下，控制器160接收來自測量空氣室120、 130 中每個的壓力的壓力檢測單元150的信號，并且交替地膨脹空氣室，、130， 使得每次檢測到打鼾或睡眠呼吸暫停時，使睡眠者處于面對不同于先前體 位的方向的側(cè)臥位?？刂破鳉wf頓多個帶通熗波器161將從壓力檢測單元150傳輸?shù)男?號轉(zhuǎn)換為多個頻率，并且從每一頻帶計算睡眠者的呼吸次數(shù)、心跳次數(shù)、 打鼾次數(shù)、呼吸暫停次數(shù)等中的任一個或其組合。例如，控制器160作為電信號接收來自壓力檢測單元140的空氣室120、 130的變化的壓力。此外，控制器160通過分析由帶通滄波器161濾波獲得的在0.1-0.5他頻帶和0.7-2.0他頻帶中的波形周期來計算呼吸次數(shù)和心跳次 數(shù)，并根據(jù)在50Hz以上頻帶中存在的波形數(shù)來計算打鼾次數(shù)或睡眠呼吸暫 停次數(shù)。該頻帶數(shù)值的變化取決于働民者的身體狀況、臨床研究方法等。 尤其是，是否存在打鼾或睡眠呼吸暫停可以通過觀察頻率特征來確定，所 述頻率特征基于使用STFT(短時傅里葉變換)方法在臨床研究中獲得的結(jié) 果。此外，睡眠呼吸暫停一般指一個人不呼吸超過10秒左右的情況，并且 這種情況在一小時內(nèi)出現(xiàn)5次或更多次。因為本發(fā)明的實施方式是通過當(dāng) 出現(xiàn)這種睡眠呼吸暫停時，促使姿勢的改變來防治睡目民呼吸暫停，所以在 10秒鐘的時間周期內(nèi)檢觀'j不到呼吸就確定出現(xiàn)了睡眠呼吸暫停。同時，設(shè)置存儲器170，以便將控制器160計算的呼吸次數(shù)、心跳次數(shù)、 打鼾次數(shù)和呼吸暫停次數(shù)的任意一個，或它們的組合作為數(shù)據(jù)存儲。此外， 將顯示單元180設(shè)置為根據(jù)存儲在存儲器部件170中的繊的選擇信號， 例如根據(jù)來自輸入單元的用戶給出的操作信號，夕卜部顯満^H中的最大呼 吸次數(shù)、每分鐘的最小呼吸次數(shù)、每么H中的平均呼吸次數(shù)、打鼾累積次數(shù) 中的任意一個或其組合。此外，設(shè)置諸如USB (通用串行總線)端口等的 輸出單元190以將存儲在存儲器170的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街T如個人計算機(jī)、醫(yī)療 設(shè)備、分析設(shè)備等外部設(shè)備?？刂破?60肯,控制空氣供給單元140，以直接收縮和膨脹空氣室120、 130。例如，如果空氣供給單元140是空氣泵，那么由泵通過正向旋轉(zhuǎn)和反 向旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)收縮和膨脹。此外，雖然在此并沒有限定，但是如本發(fā)明實施 方式中，由控制器160控制的三向閥m、 132被分別安裝在通赴，即空 氣供給線121、 131上，通過其從空氣供給單元140供應(yīng)空氣，使得膨脹的 空氣室120、 130能夠排放空氣進(jìn)行收縮。例如，三向閥122、 B2可以是電磁閥，它們能夠由來自控制器160的 控制信號操作。另一方面，空氣供給單元140、控制器160、存儲器170、顯示單元180 等可以與人體可穿著單元110分離安裝，但是也能夠分別地附著其上，以 便于使用和盡量減小對睡眠者的干擾。在此，可以將控制器160、存儲器 170、顯示單元180安裝在控制箱210 (如圖4A中所示)內(nèi)，其外表面具 有多個操作按鈕(未示出)并粘到人體可穿著單元110上，且通過容易使 用的可再充電的電池來樹共供給空氣供給單元140、控制器160等的電能。以這種結(jié)構(gòu)制造的睡眠呼吸障礙防治裝置的操作將被替代為對根據(jù)本 發(fā)明實施方式的睡眠呼吸障礙防治方法的詳細(xì)說明。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的睡眠呼吸障礙防治方法的流程圖。 如附圖所示，本發(fā)明的睡眠呼吸障礙防治方法，用來防治穿著人體可穿著 單元110的豳民者的打鼾或睡目民呼吸暫停，其中，在該人體可穿著單元的 背面設(shè)置有可收縮和膨脹的空氣室。睡眠呼吸障礙防治方fe^括如下步驟: 將用于測量壓力的空氣供應(yīng)給空氣室(S10);測量空氣室的壓力(S30); 從這樣測量的壓力中提取生物信號(S40);確定在該生物信號中是否顯示打鼾或睡眠呼吸暫停(S50);并如果檢測到打鼾或睡眠呼吸暫停，那么改 變睡眠者的姿勢(S60)。在將用于測量壓力的空氣供應(yīng)給空氣室的步驟(S10)中，如果當(dāng)睡眠 者穿著人體可穿著單元110平坦鵬尚下時該裝置被配置為開始啟動，供應(yīng) 測量空氣室120、 130的壓力所用的空氣，使得豳民者以仰臣卜創(chuàng)尚下時不會 感到不適。同時，為了在供應(yīng)用于測量壓力的空氣的步驟之后精確測量空氣室 120、 130的壓力，增加特定時間的時間延遲，例如15—25秒或優(yōu)選為20 秒左右以穩(wěn)定空氣室120、 130，在該時間延遲中不測量壓力。在測量空氣室壓力的步驟(S30)中，在穩(wěn)定空氣室的步驟(S20)后， 通過壓力檢測單元150測量被醐民者重量加壓的空氣室120、 130的壓力。 在此，測量持續(xù)時間約為5到15秒，1M為10秒左右。壓力檢測單元150 基于睡眠者心跳、呼吸等檢測在空氣室120、 130中的壓力變化，并且將壓 力變化作為電信號輸出到控制器160。在從所領(lǐng)懂的壓力中提取生物信號的步驟(S40)中，由壓力檢測單元 150測量的用于輸入值的電信號通過一個或多個帶通熗波器161對每一頻帶 進(jìn)行濾波。此外，如上所述，基于每一頻帶，計算呼吸次數(shù)、心跳次數(shù)、 打鼾次數(shù)和呼吸暫停次數(shù)或其組合。在此，對于打鼾或睡眠呼吸暫停的情 況，可以通JlE察頻率特征來確定是否發(fā)生了打鼾或睡眠呼吸暫停，該頻 率特征是基于使用STFr(短時傅里葉變換)方法在臨床研究中獲得的結(jié)果。 此外，睡眠呼吸暫停一般是指一個人不呼吸超過大約10秒左右的情況，并 且這種情況在一小時內(nèi)出現(xiàn)5次或更多次。因為本發(fā)明的實施方式通過當(dāng) 出現(xiàn)這種睡眠呼吸暫停時，促使姿勢的改變來防治睡眠呼吸暫停，所以在10秒鐘的時間周期內(nèi)檢測不到呼吸就確定出現(xiàn)了睡眠呼吸暫停。同時，提取的生物信號能夠經(jīng)顯示單元觸作為最大值、最小值、平 均值等外部顯示，并且數(shù)據(jù)可以通過諸如個人計算l幾、診斷設(shè)備等的外部設(shè)備傳輸?shù)捷敵鰡卧?90。在確定生物信號中是否檢湖倒打鼾或睡眠呼吸暫停的步驟(S50)中， 基于從睡眠者獲得的一個或多個數(shù)據(jù)來確定打鼾或睡眠呼吸暫停的存在。 一旦檢測到打鼾或睡眠呼吸暫停，執(zhí)行改變睡眠者的姿勢的步驟(S60)。當(dāng)檢觀倒打鼾或睡眠呼吸暫停時，空氣供給單元140開始向空氣室120、 130供應(yīng)空氣，由此來使空氣室120、 130膨脹。在此，在人體可穿著單元 110背面的左側(cè)和右側(cè)分別設(shè)置了空氣室120、 130的情況下，如在該實施 方式中，空氣首先供給空氣室120、 130中的任何一個，由此將睡眠者的姿 勢從仰臥位(圖7A中示出)改變到側(cè)臥位(圖7B所示)，從而打開了上 氣道，糾正了睡眠者的呼吸紊亂。在改變睡眠者姿勢的步驟(S60)中，在睡眠者的姿勢改變后，當(dāng)固定 的時間，例如，在5到10分鐘之間，過去時，排放空氣室120的空氣使得 睡眠者的姿勢可以返回到正常狀態(tài)(S70)。在此，通過反向操作空氣供給 單元140能夠?qū)岼JP寸空氣室120的空氣排放。然而，在該實施方式中，通 i!H向閥122艦行排放，戶; ^向閥基于來自控制器160的控制信號操 作，以便自然地通過柔和的空氣排方tt將睡眠者帶到正常體位。同時，如果通過空氣室的空氣排放(S70)睡眠者返回到仰臥位，如圖 7A中所示，那么確定使用是否完成(S80)，并且如果仍然在使用中，則 執(zhí)行在測量由睡眠者產(chǎn)生的聲音這一步驟(S10)之后的步驟。此外，當(dāng)檢 測到打鼾或睡眠呼吸暫停時，將空氣供給不同于之前的空氣室130，由此將 姿勢改變?yōu)橄喾捶较虻膫?cè)臥位，如圖7C中所示。也就是說，在改變睡眠者 姿勢的步驟(S60)中，每次檢測至附鼾或睡眠呼吸暫停，位于人體可穿著 單元110背面的左和右側(cè)的空氣室120、 130，分別被交替地膨脹以實現(xiàn)睡眠者的不同偵膽卜位。在改變睡眠者姿勢的步驟(S60)中，不同于本發(fā)明的實施方式，在人 體可穿著單元110背面設(shè)置單個空氣室使睡眠者偏向一側(cè)的情況下，通過 膨月長該單個空氣室將睡眠者從仰臥位改變到側(cè)臥位。根據(jù)前面的本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，會g夠通過由睡眠者重量、心跳、1呼吸等加壓的空氣室120、 130中的壓力變化而精確測定睡眠者的打鼾或睡 眠呼吸暫停的壓力。此外，當(dāng)檢測到打鼾或睡眠呼吸暫停時，通過選擇性地使空氣室120、 BO膨脹而自然地將睡姿從仰臣卜位改變至咖臥位而不會弄 醒睡眠者，從而阻止了打鼾或睡眠呼吸暫停，由此使得睡眠者保持正常睡 眠并且防治了諸如打鼾、睡眠呼吸暫停等呼吸紊亂。此外，睡眠者穿著人體可穿著單元110，所述人體可穿著單元具有設(shè)置 在其背面的空氣室120、 130，從而用來防治打鼾或睡眠呼吸暫停的能夠改 變睡眠者姿勢的操作，即使在睡眠中存在位置和姿勢變化時，也是非?？?靠的。此外，膨脹的空氣室120、 130收縮到其初始狀態(tài)，由此使得睡眠者 返回至脂予適的姿勢。另外，空氣室120、 130 M過供應(yīng)空氣來操作的，由 此限制了在操作中產(chǎn)生的噪聲，從而盡可能地減小了對翻民的干擾。如上所示，根據(jù)本發(fā)明實施方式的用來防治睡眠呼吸障礙的裝置及使 用該裝置的睡眠呼吸障礙防治方法通過睡眠者加壓的空氣室中的壓力變化 能夠精確判斷睡眠者是否打鼾或經(jīng)受睡眠呼吸暫停，并且當(dāng)睡眠者打鼾或 經(jīng)受睡眠呼吸暫停時，通過使空氣室膨脹能夠自然地改變睡姿而不會弄醒 睡眠者，從而阻止了打鼾或睡眠呼吸暫停。因此，睡眠者能夠保持正常睡 眠，并且可以防治諸如打鼾、睡眠呼吸暫停等呼吸紊亂。此外，睡眠者穿 上人體可穿著單元110，所述人體可穿著單元的背面設(shè)置有空氣室，因此即 使在睡眠中體位或姿勢發(fā)生了改變，用于防治打鼾或睡眠呼吸暫停的操作 仍然是非?？煽康?。此外，將膨脹的空氣室收縮至頓始狀態(tài)，這樣睡眠者 可以返回到舒適的姿勢，同時將該操作所產(chǎn)生的噪聲限制到對睡眠干擾的 最低水平。在已經(jīng)根據(jù)優(yōu)選實施方式說明并且描述了本發(fā)明的同時，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員將理解可以在不脫離如下權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下 做出不同改變和變形。
權(quán)利要求
1. 一種用于防治打鼾或睡眠呼吸暫停的睡眠呼吸障礙防治裝置，其包括供睡眠者穿著的人體可穿著單元；在所述人體可穿著單元背面設(shè)置的空氣室，所述空氣室可以被收縮和膨脹；空氣供給單元，用于向所述空氣室供應(yīng)空氣；壓力檢測單元，用于測量所述空氣室的每個壓力，并將該每個壓力作為電信號輸出；和控制器，用于接收從所述壓力檢測單元輸出的信號，從而當(dāng)檢測到所述睡眠者打鼾或睡眠呼吸暫停時，通過使用所述空氣供給單元向所述空氣室供應(yīng)空氣來改變所述睡眠者的姿勢。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的睡眠呼吸障礙防治裝置，其中，以馬甲的樣 式形成戶，人體可穿著單元。
3、 根據(jù)權(quán)禾腰求1戶艦的睡眠呼吸障礙防治裝置，其中，將所述空氣 室之一定位在所述人體可穿著單元背面使所述睡眠者偏向一側(cè)，從而在膨 脹時將戶腿睡眠者的姿勢從仰臥位改變?yōu)閭?cè)臥位。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1戶腐的睡眠呼吸障礙防治裝置，其中，戶腿空氣室 包括由所述控制器控制并且安裝在供應(yīng)空氣的通道上的三向閥，用于排放 空氣。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的醐民呼吸障礙防治裝置，其中，所述空 氣室中的兩個分別設(shè)置在所述人體可穿著單元的背面的左側(cè)和右側(cè)，并且所述控制器接收來自用于測量所述空氣室的每個壓力的所述壓力檢測 單元的信號，并且在每次檢測至附鼾或睡眠呼吸暫停時，交替地使所述空 氣室膨脹，使得所述睡眠者處于面向不同于先前體位的方向的側(cè)臥位。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的睡眠呼吸障礙防治裝置，還包括 存儲器，對從所述壓力檢測單元輸出的信號進(jìn)行濾波，并且存儲由所述控制器計算的所述睡眠者的呼吸次數(shù)、心跳次數(shù)、打鼾次數(shù)和呼吸暫停 次數(shù)中的任一個或其組合。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6戶脫的睡目民呼吸障礙防治裝置，還包括 顯示單元，其基于來自所述存儲器中存儲的數(shù)據(jù)的選擇信號，向外部顯示每分鐘的最大呼吸次數(shù)、每分鐘的最小呼吸次數(shù)、每分鐘的平均呼吸 次數(shù)、打鼾累積次數(shù)和呼吸暫停累積次數(shù)中的任一個或其組合。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6戶脫的睡眠呼吸障礙防治裝置，還包括 用于將存儲在戶腿存儲器中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備的輸出單元。
9、 一種睡眠呼吸障礙防治方法，用于防治打鼾或睡眠呼吸暫停，其中 睡眠者穿著具有可收縮和可膨脹的空氣室的人體可穿著單元，所述可收縮 和可膨脹的空氣室設(shè)置在所述人體可穿著單元的背面，所述方法包括如下 步驟將用于壓力領(lǐng)糧的空氣供應(yīng)給所述空氣室； 測量!鈔服睡目隨體重加壓的所述空氣室的壓力； 從所述壓力中提取生物信號； 確定是否檢測到打鼾或睡眠呼吸暫停；和如果在所述生物信號中檢測到打鼾或睡眠呼吸暫停，貝U將空氣供應(yīng)給 所述空氣室，從而4好萬述空氣室膨脹，以便改變戶腿睡眠者的姿勢。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的睡眠呼吸障礙防治方法，還包括如下步驟 在供應(yīng)用于壓力觀懂的空氣的所述步驟之后，等待固定的時間以使所述空氣室穩(wěn)定。
11、 根據(jù)權(quán)禾腰求9所述的睡目民呼吸障礙防治方法，其中， 在提取所述生物信號的步驟中，將所測量的壓力轉(zhuǎn)換成被濾波為一個或多個頻帶的電信號，并且從每個頻帶中提取出呼吸次數(shù)、心跳次數(shù)、打 鼾次數(shù)和呼吸暫停次數(shù)中的任一個或其組合。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的睡眠呼吸障礙防治方法，其中， 在改變所述睡眠者的姿勢的步驟中，通過使在所述人體可穿著單元的背面設(shè)置的使所述睡眠者偏向一偵啲空氣室膨脹，將所述睡眠者的姿勢從 仰臣卜位改變?yōu)閭?cè)臥位。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的睡眠呼吸障礙防治方法，其中， 在改變所述睡眠者的姿勢的步驟中，在每次檢測到打鼾或睡眠呼吸暫停時，使分別位于所述人體可穿著單元背面的左側(cè)和右側(cè)的所述空氣室交 替膨脹，從而使得戶艦睡眠者處于不同于先前體位的偵但卜位。
14、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的睡眠呼吸障礙防治方法，其中改^^f述睡眠者姿勢還包括如下步驟如果在所述睡眠者的姿勢發(fā)生改變之后經(jīng)歷了特定時間，則將空氣從所述空氣室中排放，從而^妙脫豳民者的姿勢返回到初始體位。
全文摘要
一種用來防治打鼾或睡眠呼吸暫停的睡眠呼吸障礙防治裝置包括睡眠者穿著的人體可穿著單元；設(shè)置所述人體可穿著單元背面的空氣室，所述空氣室能夠收縮和膨脹；和用于將空氣供應(yīng)給所述空氣室的空氣供給單元。該裝置還包括用于測量所述空氣室的每一壓力并且將每一壓力作為電信號輸出的壓力檢測單元；和用于接收從所述壓力檢測單元輸出的信號，當(dāng)檢測到睡眠者打鼾或睡眠呼吸暫停時通過使用空氣供給單元將空氣供應(yīng)給空氣室從而改變睡眠者的姿勢的控制器。提供一種使用該裝置的睡眠呼吸障礙防治方法用以防治打鼾或睡眠呼吸暫停。
文檔編號A61F5/56GK101224149SQ20071009232
公開日2008年7月23日 申請日期2007年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月17日
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