本實(shí)用新型涉及一種系統(tǒng)，尤其是頭墊，用于抑制和/或停止呼吸疾病事件。特別地，本實(shí)用新型涉及用于感應(yīng)和檢測睡眠者身體特征的方法。

背景技術(shù)：

美國專利申請14/358,625中公開了用于使睡眠者打鼾停止的頭墊，其中該頭墊具有用于睡眠者的頭部枕在其上的頭枕面。該頭墊具有活動層，其中設(shè)置有鄰接的變形元件，用于逐段控制該頭墊的高度。為了檢測頭部枕在頭枕面上的位置，在頭枕面和活動層之間設(shè)置了感應(yīng)層。

在個人睡眠期間，如打鼾和/或睡眠呼吸暫停等病理效應(yīng)會降低氧氣吸收，這對于睡眠者的健康是很危險的。人們發(fā)現(xiàn)，在打鼾期間或持續(xù)的睡眠呼吸暫停事件期間，移動睡眠者的頭部或身體可立即分別解決打鼾或睡眠呼吸暫停事件，使得睡眠者能夠繼續(xù)正常呼吸。

從現(xiàn)有技術(shù)中可以知道檢測睡眠者由于睡眠呼吸暫停而產(chǎn)生的不規(guī)則呼吸并且試圖主動移動睡眠者的身體和/或頭部的各種方法。

在文件WO2014/114438A1中公開了用于緩解睡眠呼吸暫停癥的睡枕。該睡枕具有調(diào)整裝置系統(tǒng)，可通過控制裝置驅(qū)動該調(diào)整裝置系統(tǒng)來改變頭部枕在睡枕上的位置，該調(diào)整裝置系統(tǒng)具有用于檢測頭部位置的傳感器裝置。該控制裝置被配置為，使得可以另外檢測由進(jìn)一步的傳感器裝置產(chǎn)生的傳感器裝置信號，進(jìn)一步的傳感器裝置用于檢測人的呼吸活動。為了通過使用睡枕來檢測人的睡眠呼吸暫停，該進(jìn)一步的傳感器裝置包括用于檢測人胸部的呼吸頻率或呼吸運(yùn)動的傳感器，或用于檢測人的鼻動態(tài)壓力的傳感器。可對應(yīng)于進(jìn)一步的傳感器裝置的傳感器裝置信號來驅(qū)動調(diào)整裝置系統(tǒng)，以緩解或避免睡眠呼吸暫停事件。

從文件DE102009039915A1可知一種用于睡眠者的睡眠相關(guān)的呼吸功能障礙的檢測以及發(fā)信號的裝置。其中，描述了在睡眠者的頭部處固定傳感器，以便能夠測量和分析睡眠者頭部處的機(jī)械慣量，以獲取睡眠者的頭部對齊信息、關(guān)于呼吸行為的呼吸信息以及關(guān)于打鼾行為的打鼾信息。

文件CN103222909A公開了具有氣囊的枕頭。連接至處理器的傳感器設(shè)置在表面之間。該處理器配置用于收集使用者的睡眠呼吸速率。該傳感器被配置為聲音傳感器，用于獲取使用者的呼吸次數(shù)、呼吸頻率以及其它睡眠信息。

文件CN102743246A公開了一種具有氣囊的充氣枕，用于改變睡眠者的頭部枕在枕頭上的位置。當(dāng)睡眠呼吸暫停發(fā)生時，通過局部驅(qū)動枕頭的氣囊來移動睡眠者的頭部。通過用于檢測患者脈搏以及血氧濃度的腕部組件、用于檢測睡姿的裝置或通過用于檢測腹部擺幅以及呼吸氣流量的腹部組件，來執(zhí)行睡眠呼吸暫停的檢測。

文件CN1557270A公開了一種具有充氣氣囊的枕頭，根據(jù)呼吸傳感器信號來控制充氣氣囊。

文件KR100711701B1公開了一種用于防止睡眠相關(guān)的呼吸障礙的枕頭。該枕頭具有多個壓力可調(diào)節(jié)的氣囊。通過檢測每一氣囊中的壓力特性，通過將每一氣囊中的壓力與表示最優(yōu)壓力圖形數(shù)據(jù)的控制數(shù)據(jù)比較，能夠估計是否發(fā)生呼吸障礙。如果檢測到呼吸障礙，則調(diào)整氣囊的壓力。

因此，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種穩(wěn)健且可靠的個人睡眠期間氣道障礙檢測，以及依賴于該氣道障礙事件的檢測來移動睡眠者的頭部。

盡管通過使用麥克風(fēng)可以輕易地檢測到作為呼吸障礙的打鼾，但是尤其對于檢測即將到來或者正在發(fā)生的氣道障礙事件如睡眠呼吸暫停，卻不能被間接感測。因此，本實(shí)用新型進(jìn)一步的目的在于提供一種測量進(jìn)一步身體特征的設(shè)備，該設(shè)備允許監(jiān)控身體機(jī)能并且將此信息提供給氣道障礙緩解設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

這些以及其它目的能夠通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測身體特征的可穿戴設(shè)備以及根據(jù)進(jìn)一步的獨(dú)立權(quán)利要求所述的氣道障礙緩解系統(tǒng)以及頭墊來解決。

進(jìn)一步的實(shí)施例在從屬子權(quán)利要求中指出。

根據(jù)第一方面，提供了一種可穿戴設(shè)備，用于檢測身體特征以及在氣道障礙緩解系統(tǒng)中使用，所述可穿戴設(shè)備包括：

-設(shè)備外殼；

-用于將所述設(shè)備外殼連接至睡眠者的身體部分的裝置；

-一個或多個傳感器，配置用于檢測身體特征，以及

-通信單元，配置用于將至少一個身體特征信息和表示呼吸障礙事件正在發(fā)生或者即將發(fā)生的呼吸障礙事件信息傳送至外部設(shè)備。

上述可穿戴設(shè)備允許檢測睡眠者的身體特征，睡眠者的頭部枕在頭墊上。所述可穿戴設(shè)備便于穿戴在某一身體部分，如其可位于對于睡眠者來說舒適的位置，并且由于其緊靠睡眠者的身體部分的皮膚，其允許連續(xù)監(jiān)控對于檢測即將發(fā)生和/或正在發(fā)生的氣道障礙事件，如打鼾或睡眠呼吸暫停事件所需的身體特征。

能夠在所述可穿戴設(shè)備中對身體特征進(jìn)行分析，或能夠?qū)⑺袘?yīng)的信號傳送至頭墊的控制單元，其中在所述頭墊的控制單元中分析所述身體特征。處理所述身體特征，以檢測即將發(fā)生和/或正在發(fā)生的呼吸障礙事件。所述可穿戴設(shè)備能夠接近睡眠者的頭部或頸部穿戴，并且不僅允許檢測打鼾聲，還允許檢測進(jìn)一步的身體特征，如氣道氣流、氣流濕度、氣流酒精含量、血氧飽和度、心率以及枕在頭墊上的頭部方位(在睡眠者的橫臥位置中側(cè)對齊或仰臥對齊)。所述關(guān)于身體特征的信息能夠被提供至控制單元，所述控制單元對檢測到的身體特征信息進(jìn)行分析并且能夠確定睡眠者頭部是否有移動以及怎樣的移動，以抑制或使呼吸障礙事件停止。

此外，所述信息能夠被傳送至簡單的監(jiān)控設(shè)備，以監(jiān)控睡眠者在睡眠期間的身體特征。

此外，所述用于連接的裝置可被配置為允許所述設(shè)備外殼連接至以下位置中的至少一個：睡眠者的頭部上側(cè)、睡眠者的前額、睡眠者的頸部、鼻和口腔之間的位置、以及睡眠者的胸部。

此外，其中所述用于連接的裝置特別包括至少一種彈性的帶、扎帶或線條。

還可設(shè)置所述身體特征信息包括以下中的至少一個：

-打鼾聲，

-設(shè)備外殼的振動和/或方位，

-睡眠者的體溫，

-血氧水平和/或心率，

-氣流濕度，

-氣流酒精含量，以及

-與睡眠者的呼吸活動相關(guān)的壓力傳感。

具體地，所述一個或多個傳感器可包括以下中的一個或多個：

-麥克風(fēng)，配置用于檢測打鼾聲，

-慣性傳感器，配置用于檢測所述設(shè)備外殼的振動和/或方位，

-溫度傳感器，配置用于檢測睡眠者的體溫，

-血液傳感器，配置用于檢測血氧水平和/或心率，

-壓力傳感器，配置用于檢測睡眠者的呼吸活動，

-濕度傳感器，配置用于檢測氣流濕度，

-酒精傳感器，配置用于檢測氣流酒精含量。

具體地，與壓力傳感器、血液傳感器以及麥克分中的至少一個結(jié)合的慣性傳感器能夠有利地與頭墊一起使用，所述頭墊可與睡眠者的頭部或身體相互作用。在簡單的設(shè)備中，結(jié)合身體特征來檢測頭部方位使得所述可穿戴設(shè)備使用方便，特別是與配置用于移動睡眠者的頭部或身體以停止或抑制呼吸障礙事件的外部設(shè)備結(jié)合。

此外，壓力傳感器可通過鼻通氣管連接至睡眠者的鼻。

根據(jù)一實(shí)施例，設(shè)置慣性傳感器來檢測睡眠者的頭部或身體的方位，其中所述通信單元將關(guān)于所述方位的信息傳送至外部設(shè)備。所述慣性傳感器允許將頭部或身體的方位設(shè)置為附加信息，所述附加信息允許進(jìn)一步評估其它身體特征。

根據(jù)進(jìn)一步的方面，提供一種頭墊，包括：

-枕面，用于在其上枕托睡眠者(2)的頭部；

-活動層，配置用于允許所述枕面逐段分開變形；

-控制單元，配置用于接收至少一個身體特征信息，以及基于所述至少一個身體特征信息，確定表示呼吸障礙事件正在發(fā)生或即將發(fā)生的呼吸障礙事件信息，以及根據(jù)所述至少一個身體特征信息，驅(qū)動所述活動層。

此外，可配置所述控制單元用于將關(guān)于睡眠者的頭部或身體的方位的信息作為所述至少一個身體特征信息來接收，并且根據(jù)所述關(guān)于頭部或身體的方位的信息，驅(qū)動所述活動層。

此外，可配置所述控制單元用于將關(guān)于睡眠者的呼吸活動的信息作為所述至少一個身體特征信息來接收，并且根據(jù)所述關(guān)于呼吸活動的信息，驅(qū)動所述活動層。

根據(jù)進(jìn)一步的方面，提供一種氣道障礙緩解系統(tǒng)，包括上述可穿戴設(shè)備以及上述頭墊。

附圖說明

下面結(jié)合附圖更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中：

圖1示意性示出了氣道障礙緩解系統(tǒng)；

圖2示意性示出了連接可穿戴設(shè)備的合適位置；

圖3示意性示出了連接包括鼻通氣管的可穿戴設(shè)備的進(jìn)一步的合適位置；

圖4示意性示出了可穿戴設(shè)備靠近連接睡眠者的鼻的進(jìn)一步的合適位置；

圖5示意性地示出了可穿戴設(shè)備的框圖；

圖6a和6b示例性說明了使用可穿戴設(shè)備來檢測睡眠者的頭部方位；

圖7示意性示出了連接包括鼻通氣管的可穿戴設(shè)備的進(jìn)一步的合適位置；以及

圖8示意性示出了如在圖2、3、4和7的實(shí)施例中使用的壓力傳感器。

具體實(shí)施方式

圖1示出了配置用于使睡眠者2正在發(fā)生的和/或即將發(fā)生的氣道障礙事件停止的氣道障礙緩解系統(tǒng)1。氣道障礙事件為各種呼吸不規(guī)則事件，如打鼾或睡眠呼吸停止事件。

系統(tǒng)1包括頭墊3，如枕頭，睡眠者2在睡眠時，其頭部21可枕在頭墊3上。頭墊3可包括各種部件，這些部件包括活動層31，其允許頭墊3的枕面32逐段分開變形，以便能夠單獨(dú)設(shè)置枕面32的高度?；顒訉?1可包括變形元件(未示出)，這些變形元件彼此緊密相鄰或間隔開，以允許以預(yù)設(shè)的方式，以睡眠者2的頭部枕在上面的這些分段來改變頭墊3的枕面32的高度和/或以與睡眠者2的頭部相鄰的一個或多個分段來改變頭部21的方位和/或位置。

為了識別需要被驅(qū)動以使睡眠者2的頭部移動的變形元件，可通過頭墊3中的任何一種位置檢測裝置33來檢測頭部21的位置。替代地，位置檢測裝置可位于頭墊3的外部。

可提供控制單元4，其可位于頭墊3的外部并且通過互連件5與頭墊3互連。在替代的實(shí)施例中，可將控制單元4設(shè)置在頭墊3的內(nèi)部。

可將可穿戴設(shè)備6連接在睡眠者2的身體，配置可穿戴設(shè)備6用于檢測一個或多個身體特征并且將身體特征連續(xù)傳送至控制單元4。身體特征信息的傳輸方式可以是無線的或者有線的，然而，優(yōu)選在控制單元4和可穿戴設(shè)備6之間使用無線連接，以允許睡眠者在它們的頭墊上自由移動。用于傳輸至控制單元4的合適的通信協(xié)議可為WiFi、藍(lán)牙等等。此外，優(yōu)選利用通過LiFi(其使用不可見光)的光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸，因?yàn)檫@可以減少用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾姶泡椛洹?/p>

圖2示出了用于在睡眠者2的身體上設(shè)置可穿戴設(shè)備6的替代方式。用于連接可穿戴設(shè)備6的合適位置為頭部的上側(cè)(位置P1)、額頭(位置P2)、頸部(位置P3)以及胸部(位置P4)?？赏ㄟ^彈性的帶、扎帶或線條7將可穿戴設(shè)備6系在身體上，以將可穿戴設(shè)備牢固系在睡眠者的身體上，以便防止可穿戴設(shè)備6發(fā)生位移。彈性的帶、扎帶或線條7的材料可包括塑料、橡膠和/或金屬。尤其是，進(jìn)行這樣的連接，使得可穿戴設(shè)備6的一個表面緊靠睡眠者2的皮膚，這有利某些身體特征的檢測。

進(jìn)一步地，能夠?qū)⒍鄠€具有不同類型的傳感器的可穿戴設(shè)備6組合，這些可穿戴設(shè)備6被設(shè)置在不同的位置P1、P2、P3、P4、P5上。例如，圖3中的實(shí)施例示出了將第一可穿戴設(shè)備6a設(shè)置在頭頂或頭部側(cè)面，可穿戴設(shè)備6a通過鼻通氣管8與睡眠者2的鼻22連接，以便能夠通過可穿戴設(shè)備6中相應(yīng)的壓力傳感器，檢測由于睡眠者的呼吸而產(chǎn)生的通氣管8中的壓力變化。

另一實(shí)施例在圖7中示出，其中另一可穿戴設(shè)備6d優(yōu)選地佩戴在靠近睡眠者的鼻22旁邊。為了固定可穿戴設(shè)備6，彈性的帶、扎帶或線條7可在兩耳朵之間延伸，并且通過形成繞頭部的環(huán)或者通過系在耳朵上而被固定在合適的位置。在零個、一個或多個其它傳感器之間，可穿戴設(shè)備6d可包括壓力傳感器40。

如在圖8中更詳細(xì)所示，如在圖2、3、4以及7的實(shí)施例中所使用的壓力傳感器40可通過鼻通氣管8與睡眠者的鼻氣道連接。鼻通氣管8可一次性連接至從可穿戴設(shè)備6、6a、6b、6c、6d延伸的導(dǎo)管41的第一端部，其中導(dǎo)管41的第二端部具有靠近壓力傳感器單元44設(shè)置的開口，壓力傳感器單元44固定在基板42上。導(dǎo)管41設(shè)置為與壓力傳感器單元44的感應(yīng)面平行并且通過頂部封裝體43(例如，環(huán)氧樹脂)連接在該感應(yīng)面上，頂部封裝體為一塊膠，其允許能夠?qū)?dǎo)管41內(nèi)部的壓力變化傳輸至壓力傳感器單元44的感應(yīng)面并且為該感應(yīng)面所檢測。此設(shè)置允許使用一次性鼻通氣管8，其由于衛(wèi)生原因而得到更多的認(rèn)可。通過頂部封裝體將導(dǎo)管41連接在壓力傳感器單元44上，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)管41和壓力傳感器單元44之間的柔性連接，這可以更好地接受由于睡眠者2的移動而發(fā)生在壓力傳感器40和鼻通氣管8之間的移動。

此外，包括振動傳感器的第二可穿戴設(shè)備6b可替代地或附加地設(shè)置在睡眠者2的頸部處，以便能夠檢測到振動，可用于確定由遠(yuǎn)離睡眠者頭部設(shè)置的麥克風(fēng)所檢測的來自頭墊3上的睡眠者的打鼾。

此外，如圖4所示，第三可穿戴設(shè)備6c或其中的一部分，即傳感器，可替代地或附加地靠近睡眠者2的鼻22設(shè)置，尤其是設(shè)置在睡眠者2的鼻22和口腔23之間。這可具有如下優(yōu)點(diǎn)，即能夠使用同一傳感器單元，如氣流傳感器，來檢測通過鼻22和口腔23兩者的氣流。

第三可穿戴設(shè)備6c可包括用于聲學(xué)測量氣流的麥克風(fēng)、用于測量由呼吸引起的壓力變化的傳感器或用于通過溫度變化來測量鼻氣流的溫度傳感器。

第三可穿戴設(shè)備可包括由軟塑料、橡膠、織物或泡沫制成的支承板9，其緊壓在鼻22和口腔23之間的某一位置處(位置P5)的皮膚上，以便呼吸的空氣能夠沿著板9流動。

圖5示出了如前所述的可穿戴設(shè)備6的功能框圖?？纱┐髟O(shè)備可具有優(yōu)選通過無線方式將身體特征信息發(fā)送至控制單元4的通信單元61。

此外，提供控制器62，其與傳感器63-67中的一個或組合連接，以從傳感器獲得感應(yīng)信號。僅僅為了說明，可穿戴設(shè)備6顯示具有多個傳感器63-67，然而，可設(shè)置這些傳感器63-67的任意組合，同時其它傳感器不包括在可穿戴設(shè)備6中。

此外，控制器62可與存儲器68以及電源69連接，存儲器68存儲控制器執(zhí)行的程序代碼以及存儲關(guān)于身體特征的信息，電源69用于供電，以使控制器62以及用于獲取身體特征的傳感器63-67工作?？赏ㄟ^電源插頭70和/或通過用于無線充電的天線對電源69進(jìn)行充電。

傳感器63-67可包括：

-麥克風(fēng)63，用于檢測睡眠者2發(fā)出的打鼾聲，

-慣性傳感器64，用于檢測可穿戴設(shè)備的振動和/或方位，并且因此檢測睡眠者2的身體的振動和/方位，尤其是頭部、頸部以及胸部的振動和/方位，

-溫度傳感器65，用于檢測睡眠者的體溫，

-血液傳感器66，用于檢測血氧水平和/或心率，

-壓力傳感器67，可直接或通過通氣管8設(shè)置壓力傳感器67，通氣管8具有流過睡眠者2的鼻22的氣流，以便可以檢測到睡眠者2的呼吸活動。

在一個實(shí)施例中，可穿戴設(shè)備6可與睡眠者2的頭部或頸部連接，并且可作為傳感器的組合包括麥克風(fēng)63、慣性傳感器64以及壓力傳感器67。這樣的設(shè)置方式具有如下優(yōu)點(diǎn)，即能夠檢測到打鼾聲，并且可以通過壓力傳感器67來監(jiān)控呼吸活動，以便可通過控制器62或通過控制單元4來確定氣道障礙事件。此外，可通過慣性傳感器64來確定頭部21的方位，以便能夠根據(jù)頭部2的實(shí)際方位來驅(qū)動頭墊3中的活動層31。如果慣性傳感器64具有足夠的靈敏度，則能夠被檢測到由打鼾引起的振動，并且因此能夠省去麥克風(fēng)。

此外，由于驅(qū)動頭墊3而引起的頭部21的轉(zhuǎn)動能夠通過慣性傳感器64來監(jiān)控，以便能夠獲得枕在頭墊3上的睡眠者的頭部21以哪個角度傾斜的反饋。這在圖6a和6b中說明，這兩個圖用于說明睡眠者2的頭部的兩種不同方位。由于受到重力G的方向作用，慣性傳感器64測量其自身的空間方位。睡眠者2的頭部21的方位檢測使得確定睡眠者2頭部需要轉(zhuǎn)成哪個方向以及頭部21轉(zhuǎn)動的角度，以便在檢測到呼吸障礙事件后，能夠?qū)崿F(xiàn)完全控制頭部21的移動。

此外，能夠用慣性傳感器64所獲取的傳感器數(shù)據(jù)來驗(yàn)證由麥克風(fēng)63的傳感器數(shù)據(jù)而檢測到的打鼾是源自于相同的戴有可穿戴設(shè)備6的人。

此外，控制器62還能夠?qū)鞲衅?3-67中的一個或多個所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且使用通信單元61將相應(yīng)的關(guān)于檢測為即將發(fā)生的或正在發(fā)生的呼吸障礙事件的呼吸障礙事件信息實(shí)際傳送至控制單元4。所以，控制單元4僅僅需要根據(jù)所接收的信息來驅(qū)動頭墊3中的活動層31。

此外，通信單元61能夠通過如WiFi、藍(lán)牙等合適的傳輸協(xié)議，將如通過至少一個傳感器63-67中的一個或多個所檢測到的關(guān)于身體特征的信息提供至頭墊3中的控制單元4。因此，還可設(shè)置通過如WiFi、藍(lán)牙等標(biāo)準(zhǔn)的傳輸協(xié)議將通信單元61連接至如移動設(shè)備等便攜式設(shè)備，使其監(jiān)控身體特征信息，以便睡眠者2能夠在睡眠時間期間，通過移動設(shè)備上執(zhí)行的app獲得關(guān)于身體特征信息的及時特征。