便携式睡眠监测仪的设计.
睡眠呼吸监测仪的设计毕业设计
睡眠呼吸监测仪的设计1 引言1.1 题目的来源与意义进来,随着现代医学的日益进步,睡眠医学作为现代医学的重要组成部分逐渐建立和发展起来。
对睡眠呼吸方面的研究直接关系到对睡眠疾病的研究,因此睡眠呼吸成为了睡眠医学中较为关心的问题。
目前,一种叫做睡眠呼吸暂停低通气综合症(Sleep Hypopnea Syn-drome, SAHS)受到了广泛的重视。
该病症是指在7小时睡眠中,反复发作呼吸暂停(睡眠状态下口鼻气流停止至少10s以上为一次呼吸暂停)和低通气(口鼻呼吸气流信号强度降于正常气流强度的50%以上,同时伴有4%以上的氧饱和度下降和伴有觉醒反应称为睡眠低通气)30次以上或平均每小时睡眠中的呼吸暂停和低通气次数超过5次以上。
这种病症较为常见,其临床特征表现为反复发作的严重打鼾、呼吸暂停、低通气、低氧合症和白天嗜睡。
除导致或加重呼吸衰竭外,还是脑血管意外,心肌梗塞、高血压病的重要危险因素之一。
尽早合理的诊治,可明显提高患者生活质量,预防各种并发症的发生提高患者的存活率。
因此,对睡眠呼吸的监护是预防和诊治睡眠呼吸障碍的首要步骤,对呼吸频率、呼吸节律等常规项目的检查,能确切反应患者通气状况并指导机械通气治疗和临床用药[3]。
呼吸及脉搏是人生命的重要指标，它代表着一个人的健康状况。
近年来常常听到某某邻居在睡梦中突然谢世，身边也有熟悉的人也是这样离开人世，近几个月此事件更是频发，它带给亲人的巨大悲痛和遗憾，经调查发现这已经不是个别现象，而是时有发生的现象，它极大地威胁着人们的健康，特别是老人及知识分子。
究其直接的原因是呼吸及心脏的骤停，如何能及时甚至提前预报病情而能避免悲剧的发生，是一个急需研究的课题，对于这一个课题的研究，就具有了重要的现实意义。
1.2 国内外发展现状1.2.1 国内的睡眠呼吸监测仪的发展情况我国的病人监护仪的研制起于五十年代，发展较晚。
我国最早的CIU是成立于50年代中期，用于心胸外科术后监护室。
《可穿戴式睡眠呼吸监测系统设计》范文
《可穿戴式睡眠呼吸监测系统设计》篇一一、引言随着科技的不断进步和人们对健康的关注度逐渐提升，睡眠质量的监测已成为人们生活中不可或缺的一部分。
特别是在呼吸相关疾病和睡眠障碍领域，如何进行便捷、实时、准确的监测与诊断成为研究的热点。
可穿戴式睡眠呼吸监测系统，以其小巧轻便、佩戴舒适、实时监测等优点，在医疗健康领域展现出巨大的应用潜力。
本文将详细探讨可穿戴式睡眠呼吸监测系统的设计，旨在为改善人们的睡眠质量和提高医疗健康水平提供新的技术手段。
二、系统需求分析可穿戴式睡眠呼吸监测系统需满足以下需求：1. 实时监测：系统需能够实时监测用户的呼吸状况和睡眠质量。
2. 准确性：监测结果需准确可靠，为医生提供有效的诊断依据。
3. 舒适性：系统需具备小巧轻便、佩戴舒适等特点，以降低对用户的影响。
4. 便捷性：用户可轻松佩戴并随时进行监测，无需过多操作。
三、系统设计根据需求分析，可穿戴式睡眠呼吸监测系统的设计应包括硬件设计和软件设计两部分。
（一）硬件设计硬件部分主要包括传感器、数据处理单元、电源模块等。
其中，传感器负责实时监测用户的呼吸状况和睡眠质量，如压力传感器、光电传感器等；数据处理单元负责接收传感器数据并进行处理，如滤波、放大、A/D转换等；电源模块为系统提供稳定的电源供应。
此外，为保证佩戴舒适性，硬件设计需考虑轻量化、小型化等因素。
（二）软件设计软件部分主要包括数据采集、数据处理、数据传输和用户界面等模块。
数据采集模块负责从传感器中获取数据；数据处理模块对采集的数据进行处理，如滤波、去噪、特征提取等；数据传输模块将处理后的数据传输至手机或电脑等设备；用户界面则提供友好的交互方式，如显示监测结果、设置参数等。
四、系统实现为实现可穿戴式睡眠呼吸监测系统，需进行以下步骤：1. 传感器选型与配置：根据需求选择合适的传感器，并进行配置，确保其能够准确监测用户的呼吸状况和睡眠质量。
2. 硬件设计与制作：根据硬件设计图进行制作，确保硬件部分具备轻便、舒适等特点。
便携式多导睡眠监测仪设备技术规格及配置
深圳市罗湖医院集团设备招标技术需求单位：万元一、项目概述：进口多导便携式睡眠监测仪。
适用于成人呼吸睡眠暂停及紊乱的诊断与治疗。
方便临床便携使用。
二、设备技术规格及配置：1.功能与软件：▲1.1导联数：≥10导；包括:良好数据指示1导、鼾声1导、热敏型口鼻气流1导、压力型口鼻气流1导、胸部呼吸运动（RIP技术）1导、腹部呼吸运动（RIP技术）1导、体位1导、血氧1导、脉搏率1导、病人事件1等参数及各参数的导联分配；1.2 体积小巧，重量轻便，适合于患者在医院任何科室或家庭诊断使用。
1.3 设备具备≥4GB内存；1.4各参数自动分析记录软件；具有所有信号分析记录软件▲1.6具有数据良好指示功能，方便医生在记录完成后未分析的情况下了解数据的良好程度；1.7有全中文记录分析软件；1.8有事件记录的功能；1.9可实现数字化数据采集、存储和回放，可在线实时监测；▲1.10有实时阻抗测定与显示功能；1.11有高质量的血氧监测技术；▲1.12可联机同一品牌的CPAP或BiPAP呼吸机进行压力滴定和在电脑上调压的压力滴定控制软件；并且内够记录8导呼吸机数据，如实时潮气量，压力变化，漏气量、病人气流、最大吸气压、最大吸气流量、补偿气流、呼吸频率等数据。
1.13有病人数据库管理软件，具有病人报告生成、储存、打印功能和自定义报告功能；1.14可将生理数据采用EDF数据格式存储；▲1.15可同时连接热敏型和压力型口鼻气流；1.16具有自动分析睡眠分期/呼吸/觉醒的功能；1.17机器可扩展到21导，（包括脑电≥2导、眼动2导、心电7导、心率1导、下颌肌电1导、任意肌电2导）2. 各通道参数：2.1 口鼻气流采样频率：≥100Hz2.2胸腹运动采样频率：≥100Hz2.3体位：仰卧位、左侧卧位、右侧卧位、俯卧位；2.4血氧：30%-100%2.5 脉率：3-100BPM3.记录时间：最长记录时间≥24小时；配置清单（单套）1、主机1套2、专业指南, (中文) 1套3、便携包1套4、操作说明图谱1个5、卡读卡器和延长线1套6、4 GB SD 卡1套7、固定夹1套8、颈部系索1套9、成人胸腹运动探头包, 1套10、鼻气流管, 成人, 5个/包1套11、口气流热敏探头, 1套12、SpO2 延长线1套13、SpO2 探头1套14、4节AA电池1套15、SD卡读卡器1套。
《便携式睡眠监护系统的研究》范文
《便携式睡眠监护系统的研究》篇一一、引言随着社会节奏的加快和生活压力的增加，人们对健康管理和个人睡眠质量的关注度不断提高。
在这样的背景下，便携式睡眠监护系统应运而生，它不仅为医学研究提供了新的手段，也为普通人群提供了便捷的睡眠质量监测方法。
本文将详细探讨便携式睡眠监护系统的研究背景、目的及意义。
二、便携式睡眠监护系统的研究背景近年来，随着科技的发展和人们健康意识的提升，睡眠健康问题逐渐成为研究的热点。
睡眠质量的监测与评估是睡眠医学的重要组成部分，它对提高人们的生活质量、预防和诊断疾病具有重大意义。
传统的睡眠监测设备往往需要在实验室等专业环境下进行，这给人们的日常生活带来了不便。
因此，便携式睡眠监护系统的研发，成为了一个值得深入研究的领域。
三、便携式睡眠监护系统的研究目的便携式睡眠监护系统的研究目的在于为个人和医疗机构提供一种便捷、高效的睡眠质量监测手段。
该系统旨在实现以下几个目标：1. 实时监测：通过高精度的传感器和算法，实时监测个体的睡眠状态和生理参数。
2. 无线传输：利用无线通信技术，将监测数据传输到移动设备或云平台进行存储和处理。
3. 评估分析：结合算法和医学知识，对个体的睡眠质量进行评估和分析，提供科学的建议和指导。
4. 便捷性：系统设计轻便、易于携带，能够满足人们在日常生活中进行连续监测的需求。
四、便携式睡眠监护系统的技术实现与进展目前，便携式睡眠监护系统主要依赖于可穿戴技术和无线通信技术实现。
该系统通常包括多个传感器，如心率传感器、呼吸传感器、运动传感器等，用于实时监测个体的生理参数和运动状态。
同时，通过无线通信技术将数据传输到移动设备或云平台进行分析和评估。
在技术实现方面，已经取得了以下进展：1. 传感器技术：传感器精度不断提高，能够更准确地监测个体的生理参数和运动状态。
2. 无线通信技术：无线通信技术不断发展，实现了更快速、更稳定的数据传输。
3. 数据分析与评估：结合算法和医学知识，对个体的睡眠质量进行更准确、更全面的评估和分析。
便携式睡眠监测系统的研制
研 究 论 著 THESIS & RESEARCH REPORT
（4）在 呼 吸 事 件 的 持 续 期 间 ，心 率 变 化 是 前 三 种 类 型 的 某种组合（图 10 所示）。 这种情况下，呼吸事件的类型一般为 混合型。
（5）在呼吸事件的持续期间，心率变化呈现时而上升 、时 而下降、时而不变的特点（图 11 所示）。
心率变异性分析
｛ 睡眠结构 呼吸事件
图 3 软件分析原理图
心率与睡眠分期的关系比较复杂， 我们经过研究发现： 心率变异性的各个频段均与睡眠分期有一定程度的相关性， 然而不论正 常 人 还 是 SAHS 患 者 ，超 低 频 段 的 特 征 与 睡 眠 分 期的相关性最大。 从心率趋势图报告中，可以明显看到的相 关性可简单描述如下（如图 4 与图 5 所示）：
图 7 下降型
（2）在 呼 吸 事 件 的 持 续 期 间 ，心 率 逐 渐 升 高 ，有 的 升 高 幅 度高达 30 次/min（图 8 所示）。
（3）在呼吸事件的持续期间，心率基本保持不变（图 9 所示）。
21 医疗卫生装备·2008 年 11 月第 29 卷第 11 期
Chinese Medical Equipment Journal·Vol．29 No．11 November 2008
收稿日期：2008-03-28 修回日期：2008-06-23 作者简介：吴锋（1976-），男，陕西铜川人，博士，工程师，中国生 物 医 学 工程学会会员， 主要从事生物医学工程方面 的 研 究 工 作 ， 电 话 ：01066927044，Email：Wufeng1234@；周 玉 彬 （1973-），男 ，河 南 偃 师 人，博士，工程师，中国生物医学工程学会会员，主要研究方向为生物医 学工程， 电话：010-66927044，Email：yubinzhou@。
《可穿戴式睡眠呼吸监测系统设计》范文
《可穿戴式睡眠呼吸监测系统设计》篇一一、引言随着人们生活节奏的加快和健康意识的提高，睡眠质量逐渐成为人们关注的焦点。
而呼吸问题作为影响睡眠质量的重要因素之一，其监测与诊断显得尤为重要。
可穿戴式睡眠呼吸监测系统作为一种新型的监测设备，具有便携、实时、连续监测等优点，为呼吸健康管理提供了新的解决方案。
本文将详细介绍可穿戴式睡眠呼吸监测系统的设计思路、技术实现及未来发展方向。
二、系统设计需求分析1. 功能性需求可穿戴式睡眠呼吸监测系统需要具备实时监测、数据记录、异常报警等功能。
实时监测能够捕捉到用户的呼吸状态，包括呼吸频率、呼吸深度等；数据记录能够保存用户的呼吸数据，方便后续分析；异常报警则能在检测到异常呼吸情况时及时提醒用户或医生。
2. 用户体验需求系统设计应注重用户体验，确保设备佩戴舒适、操作简便。
此外，系统的界面应友好、直观，方便用户查看监测数据和接收异常报警。
3. 技术实现需求系统设计需考虑技术实现的可行性，包括硬件设备的选型、软件算法的优化等。
同时，应确保系统的稳定性和可靠性，以降低误报和漏报的概率。
三、系统设计思路1. 硬件设计硬件设计包括传感器、主控芯片、电源模块、通信模块等。
传感器用于采集用户的呼吸数据，主控芯片负责数据处理和传输，电源模块提供稳定的电源供应，通信模块则负责将数据传输至手机或电脑等设备。
2. 软件设计软件设计包括数据采集、数据处理、数据存储与传输、用户界面等部分。
数据采集通过传感器实现，数据处理包括滤波、特征提取等，数据存储与传输则通过云平台或手机APP实现。
用户界面应友好、直观，方便用户查看监测数据和接收异常报警。
3. 算法设计算法设计是系统设计的核心部分，包括呼吸信号处理、呼吸频率和深度计算等。
通过优化算法，提高系统的准确性和稳定性，降低误报和漏报的概率。
四、技术实现1. 传感器选型与配置选用高灵敏度、低噪声的传感器，以准确采集用户的呼吸数据。
同时，根据实际需求配置多个传感器，以提高系统的稳定性和可靠性。
多参数便携式睡眠呼吸监测仪的设计
多参数便携式睡眠呼吸监测仪的设计使用ARM7的LPC2132微控制器，嵌入μC/OS-II实时操作系统，设计一款低成本、低功耗的多参数人体睡眠呼吸监测仪。
监测仪使用MicroSD卡进行数据记录，锂电池供电，可连续工作至少12小时，能够实现对睡眠呼吸暂停低通气综合征的家庭或社区筛查，为睡眠呼吸暂停早期发现和诊断提供了新的手段。
标签：LPC2132;μC/OS-II;生理信号;MicroSD卡一、引言睡眠作为生命所必须的过程，是健康不可缺少的组成部分，人体每天有三分之一的时间是在睡眠中度过的，睡眠能够消除身体疲劳、恢复精力、增强免疫力、促进生长发育、延缓衰老。
据世界卫生组织调查，全世界有27%的人有睡眠问题。
睡眠不好主要表现为睡眠时打鼾，夜间觉醒，睡眠结构紊乱，白天嗜睡、车祸等危险事故多发，容易引发心脑肺血管并发症乃至多脏器官损害，这严重影响人们的生活质量和寿命[1]。
睡眠质量存在问题的人群中以睡眠呼吸暂停低通气综合征（Sleep apnea syndrome）居多，按病理可将它分为阻塞型、中枢型和混合型[2]。
国际医学界对此类疾病的研究十分重视，多个国家实行以社区医疗为主的治疗方案，并建立睡眠监测中心。
由于监测手段繁琐、费用昂贵，国内外对睡眠呼吸疾病的诊断和治疗还有一定的局限性，仍有很多患者得不到及时治疗。
我们设计了一款多参数便携式的适合社区诊所和家庭使用的睡眠呼吸监测仪，它有助于睡眠呼吸疾病的早期发现和诊断。
二、监测仪的组成部分2.1 总体结构设计本次设计的便携式睡眠呼吸监测仪的目标是供家庭和社区诊所使用。
监测仪的设计主要包括睡眠呼吸信号的采集、调理、数据的记录、LCD显示、锂电池供电等部分。
监测仪的总体设计示意图如图2.1示。
图2.1 监测仪总体设计微控制器选用ARM公司支持实时仿真和嵌入式跟踪的LPC2132，该微控制器封装小，功耗低，可用于小型系统中。
1个8路的10位AD转换器满足多路模拟参数采集的需求，串行SPI通信满足Micro SD卡存储要求，这款MCU适用于本系统[3]。
便携式睡眠血氧监测系统的设计及实现
便携式睡眠血氧监测系统的设计及实现收稿日期：2018-11-15基金项目：重庆大学教改项目（2016Y35，2016Y36，2017Y66），重庆市2017教改重大项目（171003）作者简介：赵晓明（1982-），男，汉族，山西晋中，硕士，实验师，主要研究方向为生物医学仪器设计、医学信息检测与处理。
整夜的血氧监测对于初筛一些慢性疾病具有重要的应用价值，ODI 4定义为在每小时睡眠过程中，血氧饱和度值下降≥4%的次数。
国内外的相关研究指出：ODI 4是SAHS 较好的筛查指标，能够较好地反映SAHS 严重程度，选用适当的ODI 4标准对SAHS 患者具有较高诊断价值[1]，单纯的血氧监测在国内被认为是一种简易的SAHS 初筛诊断方法[2]。
因此，本文旨在设计一套可对血氧进行连续监测、并对SAHS 等疾病进行初筛的便携式睡眠血氧监测系统。
一、系统的整体设计架构便携式睡眠血氧监测系统设计主要由基于单片机便携式睡眠血氧监测软硬件设计和基于PC 机数据可视化分析软件设计构成，系统整体架构图如图1所示。
赵晓明，何伟，廖彦剑，胡宁（重庆大学生物工程学院现代生命科学实验教学中心，重庆400030）摘要：基于无创光学技术血氧检测，针对整夜血氧数据的获取、数据的可视化分析和氧减饱和度指数（O-DI 4）参数的计算，提出了一套包括便携式睡眠血氧监测和数据可视化分析软件的系统解决方案，对系统的各项指标进行测试，满足对睡眠呼吸暂停低通气综合征（SAHS ）等疾病的初筛要求。
关键词：血氧饱和度；数据可视化；氧减饱和度指数中图分类号：G642.423文献标志码：A文章编号：1674-9324（2019）36-0203-02【学法指导】图1系统整体架构图及系统实物系统整体功能指标要求如下所示：（1）睡眠监测数据的读取和储存。
（2）整夜监测数据变化曲线的绘制。
（3）睡眠血氧医学参数的计算，主要包括：最低血氧饱和度（LSpO 2）、平均血氧饱和度（MSpO 2）、血氧饱和度低于90%占有效记录时间的百分比（TS90%）、睡眠过程中每小时血氧饱和度值下降≥4%的次数（ODI 4）。
《睡眠质量监测系统的设计》范文
《睡眠质量监测系统的设计》篇一一、引言随着生活节奏的加快和工作压力的增大，越来越多的人面临着睡眠质量问题。
睡眠质量直接影响着人们的健康和生活质量。
因此，设计一个有效的睡眠质量监测系统，对改善人们的睡眠状况、提高生活质量具有重要意义。
本文将详细介绍睡眠质量监测系统的设计思路、方法和应用前景。
二、系统设计目标睡眠质量监测系统的设计目标主要包括以下几个方面：1. 实时监测睡眠过程：系统应能够实时监测用户的睡眠过程，包括入睡时间、睡眠时长、深浅睡眠阶段等。
2. 准确评估睡眠质量：根据监测数据，系统应能准确评估用户的睡眠质量，包括睡眠效率、呼吸情况、心率变化等。
3. 提供改善建议：系统应根据监测结果，为用户提供针对性的改善建议，帮助用户改善睡眠质量。
4. 操作简便、使用安全：系统应具备操作简便、使用安全的特点，方便用户在日常生活中的使用。
三、系统设计方法1. 硬件设计硬件部分主要包括传感器、数据采集器和主机。
传感器负责采集用户的生理数据，如脑电波、心率、呼吸等；数据采集器负责将传感器采集的数据传输到主机；主机负责对数据进行处理和分析。
传感器部分可采用可穿戴设备，如智能手环、智能手表等，方便用户佩戴。
数据采集器应具备低功耗、稳定性好、抗干扰能力强等特点。
主机可采用智能手机或专用设备，具备强大的数据处理和分析能力。
2. 软件设计软件部分主要包括数据采集、数据处理、睡眠评估和用户界面四个模块。
数据采集模块负责从传感器获取原始数据；数据处理模块负责对原始数据进行清洗、转换和存储；睡眠评估模块根据处理后的数据评估用户的睡眠质量；用户界面模块提供友好的交互界面，方便用户查看监测结果和改善建议。
四、系统实现1. 数据采集：通过传感器实时采集用户的生理数据，包括脑电波、心率、呼吸等。
2. 数据处理：对原始数据进行清洗、转换和存储，以便进行后续的睡眠评估。
3. 睡眠评估：根据处理后的数据，采用相关算法评估用户的睡眠质量，包括入睡时间、睡眠时长、深浅睡眠阶段、呼吸情况、心率变化等。
基于SVM的便携式睡眠监测系统设计
０ 引 言
良好的睡眠是 人 类 健 康 的 重 要 基 础，睡 眠 不 好 会 带 来 一 系 列 的 健 康 问 题 ，如 记 忆 力 下 降 、免 疫 力 变 差 等 。 此 外 ，许 多 疾 病 ，如 抑 郁 症 、打 鼾 ，也 会 严 重 地 降低人 的 睡 眠 质 量 。 ［１－２］ 在 这 些 情 况 下，对 睡 眠 质
据经无线通信网络连接模块送至服务器。 服 务 器 接 到 被 监 测 用 户 的 脑 电 波 数 据 时 ，应
用服务器将相关数据存储到数据服务器并通过自 动 睡 眠 分 析 算 法 分 析 脑 电 波 数据 ，存 储 分 析 结 果 ， 并将结果通过公共网络反馈给用户和相关的家庭 医生。 １１ 用 户 端 设 备 设 计
· ２７５·
数据服务器与应用 服 务 器 通 过 内 部 网 络 连 接，保 护 用户数据安全。应用服务器通过公共网络响应用户 需求。应用服务器 能 实 现 用 户 管 理、脑 电 波 数 据 分 析、结果显示与 处 理 功 能 和 数 据 管 理 功 能。 当 服 务 器接到被监测用户 的 脑 电 波 数 据 时，应 用 服 务 器 将 相关数据存储到数据服务器并通过自动睡眠分析算 法 分 析 脑 电 波 数 据 ，存 储 分 析 结 果 ，并 将 结 果 通 过 公 共网络反馈被监测用户。当所述被监测用户的医生 请 求 监 测 结 果 ，服 务 器 返 回 监 测 结 果 ，并 提 供 结 果 校 对 、修 正 与 输 出 功 能 。
用户 端 的 数 据 采 集 装 置 采 用 １６位 低 功 耗 微 控 制器，外围主要有 电 极、时 钟 模 块、低 功 耗 信 号 预 处 理 模 块 、数 据 存 储 模 块 、蓝 牙 通 信 模 块 。 时 钟 模 块 用 于 提 供 准 确 的 时 间 ；信 号 预 处 理 模 块 处 理 连 接 电 极 ， 主要结构如图 ２所 示，主 要 的 电 路 模 块 主 要 是 差 分 放 大 、高 通 滤 波 、低 通 滤 波 和 放 大 电 路 。 数 据 存 储 模 块，采用带有文件系统 的 ＳＤ卡，形 成 一 个 数 据 的 缓 存区域，能在无法连 接 通 信 模 块 的 情 况 下 存 储 一 定 量 的 数 据 ，保 护 数 据 完 整 。 蓝 牙 通 信 模 块 ，用 于 与 无 线通信模块通信，在 一 定 程 度 上 提 高 了 采 集 设 备 的 可移动性。通信装置包括蓝牙模块和无线通信网络 连接设备。无线通信网络连接模块用于与服务器通 信，通常采用 ＷｉＦｉ模块或者 ３Ｇ模块。 １２ 服 务 器 端 设 计
智能仪器仪表 便携式睡眠呼吸暂停监测仪
便携式睡眠呼吸暂停监测仪摘要：介绍了一种基于胸腹运动检测法，应用压电薄膜式传感器设计的新型便携式睡眠呼吸暂停监测仪，为睡眠呼吸暂停的普及检测提供了一种简易手段。
关键词：睡眠呼吸暂停；传感器；便携式；监测仪；压电薄膜Abstract: In this paper, a new portable sleep apnea monitoring device is presented. This new device is based on chest & abdomen movement inspection by piezoelectric thin film sensors and providing us an easy way to popularize the sleep apnea monitor.Key words:Sleep apnea, sensor; Portable; Monitoring device; Piezoelectric thin film引言睡眠呼吸暂停是一种新发现的与睡眠相关的呼吸疾病，主要特征是患者在睡觉中短时间内发生呼吸异常乃至停止的现象，严重的将会引起死亡。
睡眠呼吸暂停的主要疾病有两种：阻塞性睡眠呼吸暂停综合症和中枢性睡眠呼吸暂停综合症。
目前已经涌现出一些先进的检测系统，通过对患者晚上睡眠的实时监控，及时对患者的睡眠情况进行检查，可以发现睡眠呼吸暂停综合症的长度和频度，对疾病的明确诊断和治疗发挥了重要作用。
但因其价格昂贵、体积庞大，只能在专业医院使用。
随着人们对睡眠呼吸疾病认识的不断深入，迫切需要有更简单经济的方法来普及睡眠呼吸暂停患者的检测手段，我们应用胸腹运动检测法，设计了一种简易的新型睡眠呼吸暂停监测仪。
这种方法的优点是测量灵敏度高，佩戴方便、舒适，不影响睡眠质量。
1 系统的设计思想在正常情况下，呼吸肌能很好地协调呼吸运动。
吸气时胸廓和腹部均隆起向外运动，呼气时向内运动回到静息时的状态。
睡眠监测设备的设计与应用研究
睡眠监测设备的设计与应用研究睡眠是人类日常生活中的一个基础活动，每个成年人需要保证7-8小时的睡眠时间才能保持身心健康。
虽然睡眠在人类生活中扮演着至关重要的角色，但对于其细节和特征的研究往往需要动用高昂的成本和复杂的技术手段。
因此，睡眠监测设备的设计和应用研究是一个非常重要的领域，它涉及睡眠的生理学、疫情防控、与数据分析等多个领域。
一、什么是睡眠监测设备？睡眠监测设备是指一种能够监测人类睡眠过程的设备，它能够记录人类在睡眠过程中的心率、呼吸、脑电等数据，以此来判断人类的睡眠质量、深浅程度、以及存在的问题等等。
二、睡眠监测设备的种类睡眠监测设备按照监测方式可分为非侵入式和侵入式两种。
非侵入式睡眠监测设备主要是指智能手环、智能手表、睡眠枕头、睡眠眼罩等产品。
非侵入式睡眠监测设备主要是利用传感器技术将人的一些生理特征，例如头部的位移、皮肤温度、光线、声音等特征，来推测人的睡眠状态。
侵入式睡眠监测设备一般是指多通道脑电仪，由于其需要将脑电等生理信号导出，因此需要直接接触人体。
由于侵入式睡眠监测设备的成本和应用场景的限制，一直是非常研究的领域，因此，比较常见的睡眠监测设备是非侵入式的产品。
三、睡眠监测设备的设计原理睡眠监测设备的核心技术就是传感器技术，这可以通过神经网络、机器学习等技术手段来分析、预测睡眠过程。
其中，最常用的技术是脑电图技术。
这个技术会测量一个人在不同的睡眠阶段的电活动，从而判断一个人在不同的睡眠阶段中所处的状态。
此外，睡眠监测设备还可以通过心率、呼吸节律、体温、活动量等数据来推断一个人的睡眠状态。
这些睡眠特征通常会被记录在日志中，并通过运动设备或手机传到互联网上进行分析。
四、睡眠监测设备的应用睡眠监测设备在日常生活中的应用可以分为两种类型：一种是作为一般用户的智能硬件，另一种则是作为医疗设备，适用于睡眠障碍等疾病的诊断。
对于一般用户，睡眠监测设备可以帮助人们更好地管理自己的睡眠质量，并帮助用户找出可能造成睡眠障碍或影响睡眠质量的原因。
《基于脑电的便携式睡眠监测系统研制》
《基于脑电的便携式睡眠监测系统研制》一、引言随着生活节奏的加快和压力的增大，睡眠问题已经成为现代社会中普遍存在的健康问题。
准确、高效的睡眠监测技术对提高人们的睡眠质量具有重要意义。
其中，基于脑电信号的睡眠监测技术因其直接反映大脑活动状态而备受关注。
本文旨在研制一种基于脑电的便携式睡眠监测系统，旨在为个人和医疗机构提供一种方便、有效的睡眠监测手段。
二、系统概述本系统主要基于脑电信号的采集、处理和分析，实现对睡眠状态的实时监测。
系统主要由脑电信号采集模块、信号处理模块、数据分析模块和显示输出模块等部分组成。
其中，脑电信号采集模块负责采集用户的脑电信号；信号处理模块负责对采集到的信号进行滤波、放大等处理；数据分析模块则根据处理后的信号分析用户的睡眠状态；显示输出模块则将分析结果以直观的方式呈现给用户。
三、系统研制1. 脑电信号采集模块本模块采用干电极技术，以非侵入的方式采集用户的脑电信号。
干电极具有使用方便、舒适度高等优点，适用于长时间佩戴。
同时，为了提高信号的信噪比，我们还采用了多通道同步采集技术，使得系统能够更准确地反映用户的脑电活动。
2. 信号处理模块本模块采用数字滤波技术对采集到的脑电信号进行滤波处理，以去除噪声和干扰。
此外，还采用了放大技术，将微弱的脑电信号放大到可处理的范围。
在信号处理过程中，我们还采用了实时校准技术，以保证系统的稳定性和准确性。
3. 数据分析模块本模块是系统的核心部分，负责对处理后的脑电信号进行分析，以判断用户的睡眠状态。
我们采用了先进的机器学习算法，对大量睡眠数据进行分析和学习，以建立准确的睡眠状态识别模型。
通过该模型，系统能够实时判断用户是否处于清醒、浅睡、深睡或REM（快速眼动）等不同睡眠阶段。
4. 显示输出模块本模块将分析结果以直观的方式呈现给用户。
我们采用了LED显示屏和手机APP两种方式，用户可以根据自己的需求选择查看。
在LED显示屏上，我们可以直观地显示用户的睡眠时长、深睡时长、浅睡时长等信息；在手机APP上，用户还可以查看更详细的睡眠数据和报告。
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FLASH中脉搏波数据存储格式
Byte1
Signal-1 Low 8 bits
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Signal-2 High 4 bits Signal-1 High 4 bits
Byte3
Signal-2 Low 8 bits
下位机软硬件设计---------------电源管理模块
DS3
R24
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1
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C18 0
u
F
0.1uF
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VSS
Q
W/VPP
9
0
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2
3
4
SPI_MOSI
SPI_UCLK
l 具有电子签名：2018h（符合JEDEC标准）；
l 每扇区支持10000次得擦除/编程操作； l 数据可至少保存20年以上；
M25P128
D_VCC
下位机软硬件设计---------------存储模块
FLASH数据协议(每帧数据长度为82)
PC
恒流源
DA1
心率
脉搏探头
MCU
I/V转换 AD0 直流跟随滤 波(DC部分) DA0
差分放大、滤波
微控制器：MSP430FG439 脉搏探头：NELLCOR成人指夹脉搏血氧探头 存 储 器：M25P128(Flash) 电源管理：MAX1674 串行通信：MAX232
系统概述---------------上位机软件流程
便携式睡眠监测仪的设计
1 2
课题背景
系统总体概述
3
4 5 6
下位机软硬件设计
上位机软件设计
总结与展望
致谢
课题背景---------------------什么是“睡眠”？
睡眠： 受到刺激很容易完全恢复的 一种生理状态，或意识相对丧 失、没有自主肌肉活动，并且 是周期性需要的一种生理状态。 特征： 姿势固定、对刺激的反应减 弱和具有可逆性。
BT1
3.3K
R28
电
4
C17
7
源
u
F
模
块
R26
3.3K
MAX1674特性如下： l 200mA输出电流时效率为94%； l 16uA的静态工作电压； l 内部同步整流器（不需添加外部二极管）； l 0.1uA控制逻辑关断电流； l LBI/LBO低电池电压监测； l 可选电流限制以减少波纹； l 低噪音特性；
3
D
1
l 最大读取时钟速率：50MHz；
R12
D
U
D
4
U
1
D
U
D
5
U
1
D
U
D
l 快速编程/擦除模式：可选，Vpp=9V；
SPI_CS
1
K
6
U
1
D
U
D
7
U
1
S
l 页编程速度：-2.5ms(典型值)；-1.2ms（Vpp=9V）； l 支持扇区擦除：2Mbit； l 支持整块擦除：128Mbit；
SPI_MISO
致谢
下位机软硬件设计---------------脉搏探头驱动电路及时序
VDAC 0 VBE VDAC 0 0.7 RL 20
I
VDAC0
驱动电路：
时序：
RED IR
下位机软硬件设计---------------信号预处理电路
下位机软硬件设计---------------存储模块
SPO2
CHbO2 CHbO2 CHb
I'max / I'max =A* B=A * R B Imax Imax
SPO2 a*R 2 b * R c
系统概述---------------下位机硬件原理框图
时间值
FLASH存储 脉搏波 (AC部分) AD1
RS232
便携式睡眠监测仪的设计
1 2
课题背景
系统总体概述
3
4 5 6
下位机软硬件设计
上位机软件设计
总结与展望致谢Fra bibliotek系统概述---------------光电脉搏波测量原理
系统概述---------------透射光波长选择以及SPO2的定标
氧合血红蛋白和还原血红蛋白的吸收光谱曲线
R与SPO2的关系曲线图（660/940nm）
上位机实现的功能：
脉搏相关信号的接收、分析和结果的显示
软件界面：由VC++实现。 算法实现：MATLAB与VC++的混合编程
数据实时/ 非实时接收
按既定协 议解码
数据预处理
时频域分析
分析结果 显示
便携式睡眠监测仪的设计
1 2
课题背景
系统总体概述
3
4 5 6
下位机软硬件设计
上位机软件设计
总结与展望
M25P128特性如下：
l 容量：128Mbit(16777216 bytes----64 sectors----1024 pages----256 bytes)；
R 9 1
l 供电电压：2.7~3.6V； l 接口类型：SPI串行接口；
0.1uF C 9
D_VCC
U
1
1
1
6
K
HOLD
2
C
1
5
V
C
C
课题背景-----常用监测方式
多 导 睡 眠 图 仪
可用于分析心电、脑电、肌电、眼动、手动、心音、血氧等
课题背景
在只需单纯判断睡眠质量的情况下，是不需要监测 如PSG一样全面的生理信号的 睡眠分期和低通气情况 心率变异性和睡眠分期及睡眠周期存在很好的关联性 （脉搏基频频率与心率之间存在一致变化性） SPO2可反映出睡眠呼吸疾病患者夜间的缺氧状况 手指容积脉搏波
课题背景---------------------睡眠分期与睡眠质量
睡眠分期： 非快速眼动期(NREM) （75~80%） 睡眠 快速眼动期（REM） （20~25%）
St1 （5~10%） St2 （50%） St3 （约20%） St4
睡眠质量： NREM的St3、St4和REM占整夜睡眠时间 越长，睡眠中觉醒期越短，说明睡眠质量越好。
7 6 5 4 3 2 1 0 11 10 9 8 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
1
R25
2
R23
3
K
K
0.1uF
C21
4
3
2
1
MAX1674
U
2
REF
LBO
LBI
F
B
SHDN
G
O
N
L U
D
X
T 4 C14
7
u
F
5
6
7
8
1
R27
0
0
K
C20
2
L
DS4
2
1
u
H
0.1uF
Battery
简单地说，睡眠是一种过程，在睡眠过程中全 身，包括中枢神经系统都会得到恢复和休息。
课题背景---------------------睡眠与健康的关系
人的一生中大约有三分之一的时间是在睡眠度 过的，通过睡眠可以： ①消除疲劳和恢复体力； 睡眠质量的 ②使大脑得到休息，以恢复精力；好坏直接影 响人的身体 ③增强免疫力； 健康。 ④促进人的生长发育； ⑤延缓衰老； ⑥使人放松，有利于人的心理健康； ⑦有利于皮肤美容等。