睡眠呼吸暫停癥監(jiān)視電路設(shè)計(jì),家人不再擔(dān)心
發(fā)布時間:2014-11-06 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】每年因?yàn)樗吆粑膊∷廊サ娜瞬辉谏贁?shù),很恐怖吧。這就是睡眠呼吸暫停癥,一般在診斷患者是否罹患睡眠呼吸暫停癥是指患者在睡眠中出現(xiàn)呼吸暫停和低通氣的總次數(shù)超過每小時5次。如何保證家里的睡眠呼吸暫停癥患者安全睡眠呢?本文將介紹一種無線型睡眠呼吸暫停癥監(jiān)視系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)。
睡眠呼吸暫停癥是一種很常見的睡眠呼吸疾病,根據(jù)研究調(diào)查,在美國約有24%的成年男性及9%成年女性或超過200萬人口患有此疾病,在中國臺灣至少有35萬人也有此問題。一般在診斷患者是否罹患睡眠呼吸暫停癥是指患者在睡眠中出現(xiàn)呼吸暫停和低通氣的總次數(shù)超過每小時5次。
生理參數(shù)測量計(jì)
心跳變化使用的感測組件為光傳感器,主要利用人體心臟收縮時血管中的血流量及血氧濃度會因此而產(chǎn)生變化。本系統(tǒng)采用光耦合器(CNY70)利用光反射法偵測血管末端血流量的變化。音頻信號接收器主要是接收睡眠時因呼吸道阻塞所產(chǎn)生的鼾聲,本系統(tǒng)采用電容式音頻接收器作為信號接收的主要組件,利用接收音波壓力改變振動膜的位移量,使振動膜與鋁質(zhì)外殼間的電容CT隨著音波強(qiáng)弱改變電容量,再經(jīng)FET完成阻抗的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生RECM,使REXT和RECM的分壓改變,得到不同的輸出。圖1為音頻接受器內(nèi)部架構(gòu)及動作原理。
圖1 音頻接受器內(nèi)部架構(gòu)及動作原理
呼吸傳感器的工作原理是利用呼吸時胸腔會產(chǎn)生起伏而拉動臥式可變電阻因而產(chǎn)生電阻值的改變。
生理信號感測電路
心跳變化時,傳感器所測量到的信號,包含有直流偏壓(DC Offset)、心跳變化的信號、呼吸及肌肉顫動、60Hz及高頻的噪聲,其中心跳變化的信號為所需的信號,其它信號一律視為噪聲,因此分別采用硬件的前置濾波電路及軟件兩種處理方式,以消除不同的噪聲對測量所造成的影響。前置濾波電路主要特點(diǎn)是可以減輕軟件程序進(jìn)行數(shù)字信號處理所需的運(yùn)算量及時間,避免造成信號處理過程中延遲情形。圖2為心跳感測電路。
圖2 心跳感測電路
鼾聲感測電路
以音頻接收器測量到的鼾聲信號包含很多噪聲及背景雜音的影響,必須利用硬件濾波器去除高頻、低頻噪聲只留下鼾聲頻帶內(nèi)的信號,Smithson[1995]研究中顯示鼾聲的頻率大約在1~200Hz的聲音頻帶內(nèi),其它聲音的頻率域則較廣。首先由音頻接收器從量得的信號,信號放大,再經(jīng)由200Hz低通濾波器濾除其它聲音所造成的噪聲干擾。
[page]
呼吸感測電路
利用呼吸時胸腔的起伏拉動臥式可變電阻改變電阻值因而產(chǎn)生的電壓變化,經(jīng)由信號放大電路、比較電路,即可判斷呼吸的情形。圖13為呼吸信號波形。圖3為呼吸感測電路。
圖3 呼吸感測電路
CPU及顯示電路
圖4所示為本系統(tǒng)CPU及顯示電路。CPU是使用盛群半導(dǎo)體股份有限公司所生產(chǎn)的HT46R24微控制器,其中由Port A 及Port C驅(qū)動15*4中文顯示型LCD,作為生理參數(shù)數(shù)據(jù)的顯示,Port B為生理參數(shù)及定時器的輸入端,而Port D則經(jīng)過MAX232準(zhǔn)位轉(zhuǎn)換做串行傳輸。
圖4 CPU及顯示電路
生理參數(shù)測量計(jì)之程序如下:在生理參數(shù)測量時為了避免讀取到身體翻轉(zhuǎn)時的錯誤信號,利用多重讀取的方式加以避免,在信號變化時連續(xù)讀取,且每次讀取間加入一段時間延遲,再經(jīng)過比對讀取的信號是否相同,此方式可降低信號讀取時的錯誤率。處理完成后的生理參數(shù)資料存放于微控制器的緩存器,并通過中文型LCD顯示所測量到的生理參數(shù)。藍(lán)牙無線模塊傳輸方面,主要將儲存在微控制器內(nèi)部緩存器的生理參數(shù)數(shù)據(jù)通過RS-232串行傳輸與個人計(jì)算機(jī)間做數(shù)據(jù)通訊。
在設(shè)計(jì)單芯片微控制器時,必須以時間軸為基準(zhǔn),測量各項(xiàng)生理參數(shù),才能于重建時找出各個生理參數(shù)間的關(guān)系。為了使生理參數(shù)測量計(jì)的體積小型化,必須選擇低消耗電量及體積較小的組件,并使用微控制器使整體電源消耗最小化。藍(lán)牙無線傳輸模塊為低功率消耗且高 安全性的無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。
特別推薦
- 利用自動化技術(shù)賦能中國基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化
- 三極管電路輸入電壓阻抗
- 晶振怎么用,你真的知道嗎?
- 康佳特推出搭載AMD 銳龍嵌入式 8000系列的COM Express緊湊型模塊
- 村田推出3225尺寸車載PoC電感器LQW32FT_8H系列
- 思特威推出超星光級系列4MP圖像傳感器SC485SL
- HOLTEK新推出HT32F59045脈搏血氧儀MCU
技術(shù)文章更多>>
- 貿(mào)澤推出針對基礎(chǔ)設(shè)施和智慧城市的工程技術(shù)資源中心
- “扒開”超級電容的“外衣”,看看超級電容“超級”在哪兒
- DigiKey 誠邀各位參會者蒞臨SPS 2024?展會參觀交流,體驗(yàn)最新自動化產(chǎn)品
- 提前圍觀第104屆中國電子展高端元器件展區(qū)
- 高性能碳化硅隔離柵極驅(qū)動器如何選型,一文告訴您
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
濾波電感
濾波器
路由器設(shè)置
鋁電解電容
鋁殼電阻
邏輯IC
馬達(dá)控制
麥克風(fēng)
脈沖變壓器
鉚接設(shè)備
夢想電子
模擬鎖相環(huán)
耐壓測試儀
逆變器
逆導(dǎo)可控硅
鎳鎘電池
鎳氫電池
紐扣電池
歐勝
耦合技術(shù)
排電阻
排母連接器
排針連接器
片狀電感
偏光片
偏轉(zhuǎn)線圈
頻率測量儀
頻率器件
頻譜測試儀
平板電腦