1、睡眠呼吸暂停监测仪睡眠呼吸暂停监测仪的设计的设计 一、国内外研究现状及选题理由一、国内外研究现状及选题理由 阻 塞 性 睡 眠 呼 吸 暂 停 低 通 气 综 合 征 （ obstructivesleep apnea hypopnea syndrome,OSAHS）是指睡眠时上气道塌陷阻塞引起的呼吸暂停和通气不足、伴有打鼾、 睡眠结构紊乱，频繁发生血氧饱和度下降、白天嗜睡等病征。国外早在 20 世纪 60 年代 就有了外科手术治疗 OSAHS 的报道。1964 年 Kashina 设计悬雍垂腭咽成形术 （uvulopalatopharyngoplasty,UPPP）治疗单纯打鼾。随后又相继出现
2、以下报道：1965 年 Gastaut 等发现呼吸暂停及低通气的存在；1978 年 Guilleminault 等提出了 OSAHS 的 概念；1981 年 Fujita 等用 UPPP 治疗 OSAHS；1981 年 Sullivan 用 CPAP 治疗 OSAHS。我 国最早对 OSAHS 的报道出现在 1983 年， 近 10 年来对此病的认识和治疗取得了长足发展， 已成为耳鼻咽喉科最为引人注目的研究领域之一。 随着科技的发展，人们对睡眠生理 、病理的了解日益增多，一门新兴边缘学科一 睡眠医学作为现代医学的一个重要组成部分正在建立和发展起来， 并广泛的受到重视 在 美国有数百家大型研究机
3、构正在从事睡眠呼吸方面的研究，他们在睡眠疾病，尤其是上 呼吸道阻塞引起的 “阻塞性睡眠呼吸暂停综合症”的可能病因、危害、诊断及治疗方法 等方面进行了大量的研究工作。 研究发现：“打鼾”这种现象很有可能潜伏着睡眠呼吸 暂停综合症 正常人有轻度鼾声不属呼吸暂停，呼吸暂停的定义是指呼吸道停止气流达 1O 秒以上。如果每夜暂停次数在 30 次以 上，每次暂停时间在 10 秒以上 ，即可被诊 断为“呼吸暂停综合症” 这是一种潜在的致死性疾病。其特点是睡眠时上呼吸道阻塞导 致进行性缺氧酸中毒，呼吸困难。造成白天嗜睡、头晕、头痛、记忆力减退、乏力、 反应迟缓 、睡眠行为异常等症状。长期有睡眠暂停的患者可引起
4、高血压、心率失常及猝 死。 国外医学界对此类疾病的研究十分重视，且已取得重大成果。目前国内对此 类 患 者 的诊 断检 查 主要有 ：(1)鼻 喉专科检查 (鼻及 咽)；(2)纤 维 喉镜 检查 (清醒 状态；睡眠状态)；(3)影像学检查 (头测量法、CT)；(4)多导睡眠仪检查(PSG)等 。不 过，目前国内对此类患者的诊断大多采用多导仪或其他呼吸诊断仪器。而此类仪器价格 昂贵且基本需从国外进口，不便在国内医院和患者中推广使用。因此我们必须研制一种 价格更加便宜，使用更加方便，性能更加优良的“呼吸暂停监测仪”以满足各级医院和 患者的需求。 1 二、二、 设设计（论文）方案计（论文）方案 人的
5、呼吸途径有两个，一个是鼻腔，另一个是口腔。在呼吸时，口、鼻腔处由于气 流流过而使压力和温度发生变化。因此，人体的呼吸状态可以从检测压力和温度变化得 知。如采用压力法，由于口、鼻腔处的压力变化很微弱，而弱压传感器的灵敏度很高， 容易受各种因素的影响，造成误动作，故压力法不宜采用。温度检测的方法，既用热敏 电阻作传感器，将热敏传感器用胶带粘在鼻腔或口腔下方。此类仪器简单易用，被检测 者没有不舒服的感觉，不影响正常的睡眠。呼吸暂停监测仪的系统设计图如图1所示。 呼吸暂停监测仪的硬件电路模块分为：呼吸信号提取电路模块、滤波放大电路模块、 平均值提取电路模块、比较放大电路模块、日历芯片，单片机，LCD显
6、示。 硬件电路设计： 1、呼吸信号提取电路 要达到设计的性能要求，传感器的精度起着决定性作用。温度检测方法，可以用玻璃 封装的二极管 I N4148 作传感器(原理类热敏电阻)，本设计运用了灵敏度为 0.1%的热敏 电阻，通过检测口鼻腔底部空气温度变化获得人体的呼吸状态。 2、滤波放大电路 由于提取的信号较弱，易受环境温度及其他干扰的影响，因此必须进行滤波放大，以 隔除直流成分，消除环境温度及其他各种干扰的影响，对有效信号进行放大。 3、平均值提取电路 平均值提取电路包括峰值检测电路，谷值检测电路，平均值提取电路。从峰谷值输出 端接两个严格匹配的电阻 R6、R7。从 R6、R7之间提取平均值电压。 热敏传感器提取 呼吸信号 放大 滤 波 峰，谷值检测提取平 均值 比较放大电路 图 3-1 呼吸暂停监测仪原理框图 单片机 日历芯片 LCD 显示 2 4、比较放大电路 将提取的平均值加到运放的反相端，原呼吸模拟信号加到同相端。模拟信号与平均值 的交点就是信号的跳变点，经比较放大电路输出数字信号。 5、日历芯片接口电路 DSl302 是美国 Dallas 公司生产的一低功
