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。70年代初期的冠心病监护室得到了进一步发展，而综合性的全院CIU则是建立于80年代初期[1]。进入90年代后，CIU 数量增长较快，但水平参差不齐，在近20年来，ICU发展较快，在少数大医院设立了基本符合国际标准监护室格局的呼吸监护室。
近年来随着综合国力的增强及人民生活水平的提高，也引进了大量的国外先进的监护仪，也能生产出高质量的多功能医用多参数监测仪。到目前为止已有些产品的性能也能与国外的同类产品抗衡，但就总体而论，呼吸监测报警方面的仪器在国内集中于医院且为综合多参数仪的一个组成部分。总体技术水平方面仍与发达国家有着较明显的差距，还不能达到国外产品的性能及规模，且其价格昂贵，目前也无专门用于家庭监测的医疗呼吸及脉搏监测仪[1]。
1.2.2 国外的睡眠呼吸监测仪的发展情况
医疗监护在国外发展较早，始于20世纪30年代，近20年来随着生物医学测量技术、传感技术、通讯技术和计算机技术的飞速发展，监护方式逐渐向系统化和网络化发展，监护的范围也逐渐拓宽。由于监护技术涉及多学科技术，所以监护仪的种类也非常繁杂，性能参差不齐，给选购者和购买者带来诸多困难。危重病症的监护在国外发展较早，始于20世纪30年代。在第二次世界大战时期，欧洲战场为应付大量危重创伤患者救治的需要，逐步建立了一种专为严重创伤患者的救治病区，这就是所谓现代加强医疗单位(Intensive Care Unit)的最早雏形。特别是呼吸ICU 得到了的进一步发展。目前认为这种ICU发展的趋势是医学发展到一定水平的必然结果。随着生物医学技术、遥感技术、通信技术、微电子计算机技术、医学高新技术的发展和人们生活的提高，新的监护方式与技术，诸如各类遥测与远程监护观注于工作状况、运动状况、休息及睡眠下的人体信息的检测技术等，正悄悄地进入到人类的日常生活中[3]。实现生命信息的全方位检测、监护方式的系统化与网络化是监护的代表性发展方向。越来越多的人希望能够接受这种医疗行为(包括各种检查、治疗)，因此过去无需监测和监护的科室都需要监测和监护，因而拓宽了监测和监护的应用范围。所以用于人体生理信息监测和监护及控制的各种监护仪器应运而生。国外医疗监护仪已能利用各类电极、生物医学传感器(包括物理、化学、生物传感器)检测心电、脑电、血压(有创和无创)、呼吸、脉搏、血流量、体温、心输出量、血氧饱和度、PH、P02、PC02、葡萄糖、胆固醇、激素和蛋白质。呼吸监测只是其中的一项，医院的设备一般是综合指标监测[5]。
现在监护装置一般需要配置中央监护站，与床边的监护仪连接起来，中央的监护仪器必须同时显示来自任何一个病人的所有波形和信息，同时并不终止来自其他病人的ECG等波形，中央监护站与每台床边监护仪之间的通信传输有有线(电话线、
电缆、光纤等传输介质)和无线(电磁波、红外光等)两种，中央监护仪及床边监护仪都配有记录器和打印机，将报警事件记录下来，大屏幕彩色显示器对中央监护站特别有用，可显示多个ECG波形，便于分辨区别病人信息的性能，可帮助医务人员确认所显示的病人的信息。另外，采用公用电话交换网络能实现生理参数的远程诊断和监护，这被称为电话线传输监护。另外还有计算机网络、有线电视网、卫星通信网络、地面移动通信网络可供利用。目前多趋向于采用组合式监护系统(eomponent monitoring system)，即设置一个床旁机，另加具有不同监测功能的插件，将病人的信号经初步处理后输入主机，在主机中经过进一步处理后显示出来并可输给相应的记录设备。该系统中不同的插件代表不同的监测功能，这样可以通过变换插件，来完成不同的监测功能组合，使床旁监测仪功能灵活多变。在将来有新的监测指标出现时，只需购入相应的插件和主机相接，即可使仪器具备新的功能而保持其先进性。计算机系统在监护室中已获得了愈来愈广泛的应用，监护室的计算机化管理将显著地提高其工作效率和工作的有序化程度，计算机化已经成为监测和监护室的重要发展趋势，但价格昂贵[1]。
国外的医疗体系与我国国情不同，西方国家的医疗一般以社区医疗为主，社区医生经常为其所辖的需服务的人检查身体，如有问题及时送综合性医院诊治，综合性的监测设备也集中于医院，目前也无低价的门的呼吸及脉搏监测仪用于家庭。专1.3 研制适合家用的睡眠呼吸监测仪的意义
目前中国社会正向老龄化发展，一个子女往往要负责照顾到两个甚至多位老人，随着社会的发展，生活节奏的加快和工作压力的增大，使很多子女无暇照顾到老人，加之生活习惯及文化的差异，个人性格差异等影响，有些老人选择了和子女分开生活的方式，那么老人的健康如何保证？老人的生活如何监护？这就导致他们的健康监护处于非常不利的情况。近来的调查发现，有些老人由于突发疾病，身边无人照顾不幸辞世，有的是心脏病突发有的是呼吸不畅，其中一大部分是在夜晚睡觉时突然发病，而亲人又不能及时发现，这样的悲剧在我们身边屡见不鲜，也给家属造成了巨大的精神打击，留下了终身遗憾[2]。
再看中年高级知识分子的情况，经常超负荷的工作，极大地威胁着他们的健康。英年早逝的情况也时有发生，特别是这种情况常常发生在晚间睡眠时。因此研制适用于家庭，面向老人和弱势群体的呼吸及脉搏监测仪，就很有必要。
那么，现有的医疗监测仪情况如何呢?应该说，现有的生命参数监测仪，已经能够对病人进行全天监护，及时记录病人的各项生理指标，具有报警等时时监测能力，但是这些设备主要集中于医院，其价格少则几万，多则几十万上百万，价格昂贵制约了其普及性，普通百姓无能力负担其昂贵的租用费用，更不用说购买一台仪器放在家中。因此，研制价格低廉，功能可靠且小型化，适用于家用的呼吸及脉搏监测仪非常有必要。这无疑会带来巨大的社会效益和经济效益，具有良好的市场前景[4]。
1.4 人体生理信号蕴含的信息
睡眠障碍疾病的诊断一般分临床症状判断、体征检查、并发症检查、实验室检查及睡眠诊断仪的检测等几部分完成。其中睡眠呼吸监护仪的检测往往是必需的并能提供直接客观的诊断依据。它提供的指标一般包括：脑电、眼动、肌电、气流、胸腹运动、鼾声、心电、血氧、体位等。这种方法至今仍是最可靠、全面的分析方法。国际上称之为睡眠呼吸障碍诊断的“金标准”[3]。其原因主要是通过它获得的信息全面,客观性好。
1.4.1 睡眠结构分析
对睡眠的结构和进程的了解,是利用多道睡眠检测仪记录多道睡眠图来完成的。通常应包括两道脑电图(EEG)、两道眼动图(EOG)、一道颌肌电图(EMG)等。有时还应包括体动、腿动、体位等信号。睡眠结构一般划分为六期：觉醒期、NREM 睡眠-1期、NREM睡眠-2期、NREM睡眠-3期、NREM睡眠-4期、REM期。对睡眠结构的分析,则应包括以下内容：①睡眠潜伏期；②觉醒次数和时间；③总睡眠时间；④觉醒比；⑤睡眠效率；⑥睡眠维持率；⑦NREM各期的比例；⑧REM睡眠的分析。内容包括：a.REM睡眠潜伏期； b.REM睡眠次数； c.REM睡眠时间(RT)和百分比； d.REM活动度(RA)； e.REM强度(RI)； f.REM密度(RD) [2]。
1.4.2 呼吸事件分析
呼吸事件分析的中心任务是识别和记录睡眠期呼吸的低通气或呼吸暂停。对睡眠呼吸进行监测的指标包括：鼻气流、胸腹呼吸运动、鼾声、血样饱和度、隔肌电图。有关呼吸事件的分析如下：①呼吸事件的持续时间；②呼吸事件的分类,内容包括： a.睡眠呼吸暂停； b.睡眠低通气； c.呼吸暂停低通气指数；③血氧饱和度水平；④伴有觉醒反映的呼吸事件。
1.4.3 睡眠障碍引起的并发症
睡眠呼吸暂停综合征引起长期睡眠低氧血症和高碳酸血症,可随病程延长,成为持续性改变,并继发病理生理改变,从而引起全身各系统的并发症,如心血管系统疾病、神经系统疾病、呼吸系统疾病、消化系统及泌尿系统疾病和代谢障碍。由睡眠呼吸暂停综合症(SAS),直接和间接引起的有关生理系统变化的信息主要有脑电图、睡眠结构、心率变异、心电图、动脉血压、血液动力学等。
1.4.4 睡眠状态下人体生理信号监测的方法
根据不同患者的需要,人体生理信号监测的方法也多种多样,按监测方式划分为：
（1）多道睡眠图(PSG) 经典的多导睡眠图(PSG)均以计算机为核心平台,其基本指标包括：脑电、眼动、肌电、气流、胸腹运动、鼾声、心电、血氧、体位等。也可根据需要增加一些其它指标,如手动、腿动、CO2浓度、食道压力PH、上气道阻力及通气量等[5]；
（2）微动灵敏床垫1995年北京空军医学研究所的航空医学专家设计了微动灵敏床垫,测量人体心搏和呼吸对气床垫的压力变化来测量BCG、呼吸、心率和翻身等体动信号,整个床垫分为四个区分别测量、互相校正信号,能准确的测量每次心跳的心动周期。利用该床垫不仅可以进行睡眠时心率变异性的分析和自主神经功能的评定,而且可以辅助诊断睡眠呼吸暂停综合症；
（3）非接触式检测方法电磁波照射人体后,其反射波中必然加载有人体的生理信息,人体微动与回波幅度、相位等之间具有相关性、而人体生理运动(如心跳、呼吸)会引起人体表面微动。发射信号与接收信号混频后得到一反应了目标距离和人体生命特征的调相信号。对该信号进行滤波、检波、AD转换、数字信号分析等处理,可以得到人体的生命信息；
（4）远程家庭医疗监护网网络系统采用普遍使用的电话和个人计算机作基础,以家中近距离遥测技术、远距离电话通讯网为技术平台,形成以心电、血压等重要生理参数为主的监护网系统,实现众多病人在家中就能及时得到中心医院的监护和急救处理、病情分析、统计、病理管理等多项医疗功能[9]；
根据诊断的不同需要,人体生理信号监测设备又可分离出若干种诊断仪器。按参数指标分为：
（1）呼吸暂停监测仪,用热敏电阻作传感器,检测患者1小时睡眠呼吸暂停的次数；
（2）单纯的SaO2记录分析的血氧Holter,包括SaO2、心率、鼻气流的记录分析器[4]；
（3）心率变异分析系统,分析睡眠呼吸暂停综合症患者心率变异的特性；
（4）将PSG中的脑电类参数去掉的复杂性生命状态监护仪。
合症分为四个等级：正常、轻度、中度、重度。动态监测心电、呼吸、无创血氧饱和无创血压四路信号,根据四者之间的相关性及每路信号与睡眠呼吸暂停综合征相应的隶属度,预测分析患者病情[10]。
1.5 本论文研究的目的和主要内容
本课题的研究目的：通过充分利用家庭的有线电话线结合摘机拨号集成电路，附之以单片机控制就可以完成对被监测对象的实时监测，并及时拨打报警电话。
本课题研究的睡眠呼吸监测仪主要有这几个方面：
(1)简要的概述了国内外的睡眠呼吸监测仪研究现状，包括睡眠时人体生理信号蕴含的信息。
(2)对设计方案进行了论证。
(3)分别介绍了传感器选取及工作原理，各个放大器电路的设计。
(4)介绍了利用单片机控制，键盘与显示部分的设计,语音报警电路研究，以及电话接口电路的设计及模块研究。
(5)软件部分的设计，以及各个程序流程图。
(6)本文的最后进行了系统的总结，并对睡眠呼吸监测仪实际应用作了展望。
2 方案论证
2.1 设计方案
设计一种基于无线数据传输的生理信号检测仪，可对信号进行实时采集，实时处理，动态显示和无线传输。该系统具有通用性和实时性的特点，满足了小型医学仪器的实际需要[22]。
2.2 系统的总体设计
如图，选用高性能微处理器ATmega16作为核心器件，心电、心音、颈动脉波、体温等各路生理信号经过放大、滤波等处理，调理到0~25V后送到处理器端口，单片机对数据实行压缩和优化处理，一方面生理参数送到LCD 上显示，另一方面，通过无线数据传输模块PTR2000将已初步处理的各路数据传送到上位PC机做进一步的处理和分析。
图2.1系统的组成框图工作原理：
2.3 芯片简介
2.3.1 无线数据传输模块PTR2000
PTR2000无线数据传输模块是一种超小型、低功耗、高速率的无线收发数传模块。其通讯速率最高为20kbi~s，也可工作在4800bi~s、9600bit／s。PTR2000的引脚说明如下：VCC：正电源，接2．7—5．25V；CS：频道选择，CS=0选择工作频道1，即433．92MHz；CS=1选择工作频道2，即434．33MHz；DO：数据输出；DI：数据输入；GND：电源地；PWR：节能控制，PWR=1为正常工作状态，PWR=0为待机微功耗状态；TXEN：发射接收控制，TXEN=1为发射状态，TXEN=0为接收状态
2.3.2 液晶显示模块OCM4X8C
显示器件采用中文图形点阵液晶显示模块OCM4X8C，显示屏为128×64点阵，可显示4行，每行8个汉字。该模块具有2Mb的中文字型CGROM，字型ROM中含有8192个16×16点阵中文字库，显示汉字十分方便；为便于英文和其他字符的显示，含有16Kb 的16×8 ASC II字符库；为方便制造用户图形，提供一个64×256点阵的GDRAM绘图区域，为方便构造用户所需字型，提供了四组16×16点阵的造字空间。利用上述功能，OCM4X8C可实现汉字、ASC II、点阵图形、自造字体的同屏显示。OCM4X8C具2．7—5．5V的宽工作电压范围，具有睡眠、正常及低功耗工作模式，可满足系统各种工作电压及便携式仪器低功耗的要求。液晶模块显示负电压，也由模块提供，从而简化系统电源设计。
3多路信号的采集和预处理
微处理器选用ATMEL公司的高档系列产品Atmega163，是基于AVR RISC的低功耗CMOS 8位单片机。Atmega163提供了一个性能良好的10位模数转换器。A口为8路模拟信号输入端，如果AD功能禁止，则A口是一个8位双向I／0口。8路人体生理信号如心电、心音、颈动脉、脉搏、体温等，经过前置放大、滤波、去噪处理后，分别与A口的8个引脚相连。微处理器采集数据时，通过控制ADMUX寄存器进行通道号选择，读取的数据放人数据存储器作进一步处理。
传感器采集四路信号，分别是鼻呼吸、胸呼吸、腹部呼吸、手指的脉搏跳动信号；由于传感器来的信号幅度较小，所以进行信号放大、整形，将结果送到单片机相应的引脚，当单片机检测到不正常信号时，立刻通过拨号电路拨打电话，当电话接通后将事先录制的语言通过电话播放出去，电话可以循环拨打，拨打顺序可以自行设定，拨号电路可以直接跨接到电话线两端[5]。
心音、心电是人体重要的生理信号，载有人体心血管系统的生理、病理信息。随着计算机技术和数字信号处理技术的发展，对心音、心电信号的定量分析工作取得了很大进展，但对心音、心电信号的量化分析，需要有大量可靠心音、心电数据样本。因此，准确、可靠的数据采集就显得十分重要。心音和心电信号均属于微弱的非平稳信号，且极易受外界干扰。本文介绍了一种能安全、有效地采集心音、心电信号的电路设计。该电路具有50Hz工频干扰陷波、集中在35Hz左右的人体肌电干扰陷波、精密的放大、滤波电路及光电隔离等环节，在保证了采集过程中病人的安全的同时，较好地解决了外界干扰问题，具有采集数据准确可靠、噪声小、成本低等特点。
3 传感器部分的设计
3.1 传感器的选取原则
由于半导体传感器的体积小、灵敏度高、价格便宜、可以将温度补偿电路和信号变换电桥放在一个很小的芯片内、所以本研究选用了半导体传感器、将其固定在胸带和腹带上就可以测量胸呼吸和腹呼吸的情况，得到大约20mv的脉冲信号输出。
将鼻热敏电阻置于鼻孔下方，根据热敏电阻的阻值变化，就可以得到鼻呼吸存在与否的开关信号。
现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理[6]。
(1)根据测量对象与测量环境确定传感器的类型
要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。
(2)灵敏度的选择
通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入的干扰信号。传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。
(3)频率响应特性
传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过大的误差[26]。
(4)线性范围
传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。依理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便[11]。
3.2 传感器的工作原理
人体信号的采集方式在进行信号采集的时候，有几种方式可以选用，一种是非接触式采集，此种方式对人体无任何的影响，不会干扰被监测人的正常生活；一种是接触采集，信号的采集装置接触人体，甚至要置入体内，或多或少的影响到被测人的正常生活，所以测量传感器的选用就显得十分重要。
根据几个信号的强弱，就知道被测人员健康情况。呼吸信号的采集来源于三个指标，分别是鼻呼吸、胸呼吸和腹部呼吸，健康的人一般是用鼻呼吸和胸呼吸，而当有异常情况时，主要是腹呼吸，而鼻呼吸和胸呼吸微弱，或全停止。所以对被监测人员的呼吸提取，就从鼻呼吸和胸呼吸、腹呼吸三个方面入手[9]。
将呼吸信号转化为电信号的方式有几种，一是利用电阻应变片作为传感器，当有呼吸运动时，在运动的方上引起电阻的变化，从而采集到电信号，此种传感器的电阻材料主要是康铜丝和卡码合金，该种传感器的特点是线性误差小，长时间使用零点稳定性好。但该传感器的灵敏度受到电阻丝弯曲形状影响较大，在机械应力的作用下，使得材料本身的电阻率发生了较大的变化[27]。
固态压阻式传感器是近年发展起来的新型传感器件，由于它的原理是基于半导体的压阻效应。所以也称之为半导体应变式传感器。
半导体材料在机械应力的作用下，使得材料本身的电阻率发生了较大的变化，
这种现象叫压阻效应。这与金属电阻的应变效应有本质的区别。晶体在应力的作用下，晶格间的载流子电子、空穴的相互作用发生了变化，半导体材料从能量的角度看，原子结构中的导带和价带之间的禁带宽度发生了变化，这就影响了导带中载流子的数目，同时又使载流子的迁移率发生了变化，因此晶体的电阻率发生了变化，半导体应变片的应变灵敏系数要比金属应变片大几十倍至一百多倍。通常把半导体应变式传感器称之为压阻式传感器。半导体晶片的压电效应的方向性强，对于一个给定的半导体晶片来说，在某一晶格方向上压电效应最显著，而在其它方向上压电效应就较小或不会出现[7]。
半导体应变片目前主要有两大类型：体型半导体应变片，这种元件的应变片需要用特殊胶水来粘贴，精度受到影响；扩散式半导体应变片，它是应用扩散掺杂工艺，在一块芯片上一次完成，精度、可靠性都很高。目前被大量应用于医学测量等领域[26]。本研究就采用了该种器件。呼吸信号的采集原理如下，如图3.1所示：
图3.1扩散压敏电阻式惠斯登全桥传感器 为了提高灵敏度，把扩散压敏电阻接成惠斯登全桥，并且把电阻值增加的两个电阻对接，以使电桥输出的灵敏度最大。
当有应力作用时，即有呼吸运动时，两个电阻的增量为△R ，另两个对接电阻减小量为-△R ，由于温度的影响，每个电阻都有△R 的变化量。根据图3.1，电桥的输出为：
R+△R+△R T
R+△R+△R T R-△R+△R T
R-△R+△R T
()()o T T T T T T T
U R R R U R R R U R R R R R R R R R R R R R R R ++-+=--+-+++++++-+ (3.1)
整理后得
o T
R U U R R =+ (3.2) 当T R =0时
o R U U R
= (3.3) 当用恒压源供电时，电桥输出与△R 成正此，同时与恒压U 成正此，也就是说电桥输出与电源电压的精度有关。事实上很难使△R T =0,当△R T ≠0时，电桥输出和温度呈非线性关系，所以恒压源供电不能消除温度漂移的影响。
当用恒流源供电时，假设电桥两个支路电阻相等，即R ABC =R ADC =2(R+△R)，则有
I ABC =I ADC
12
I (3.4)
因此，电桥的输出为
11o ()()22BD T T U V I R R R I R R R ==++--+ (3.5)
整理后得
U o =I×△R (3.6) 可见，输出和△R 成正比，同时也和电源电流成正比，即和恒流源供给的电流 大小与精度有关。恒流源供电的优点是不受温度变化的影响。因此在本研究方案中， 传感器的供电由恒流源提供。
还有一种方式是在被测人的褥子上安放压力及振动传感器、当被测人有呼吸运 动时就可以感知到并转化为电信号，该种信号的选取方式虽然最方便于被测人员的 生活，但是技术上要求高、研制费用昂贵，不适用于本研究[19]。
把传感器放在被测人员的鼻下方时，可以测量气流的变化也可以测量热敏电阻 的变化，这样就可以得到鼻呼吸的信号。
3.3 前置放大电路图设计
3.3.1 放大器2B31
从呼吸以及脉搏传感器传来的电压信号经过屏蔽导线输入到放大器的输入端。本研究选用了美国模拟器件公司生产的传感器接口模块2B31，该器件只要配接少量的外围器件，就可以适应于多种传感器，特别是电阻型传感器。2B31性能指标见表3.1，内部结构如图3.2所示：
图3.2传感器接口模块2B31的内部电路
该模块由四部分组成：仪器放大器、缓冲器、滤波器和可调激励源。它将用户设计传感器接口时所需的多种功能电路有机地结合起来，分别地完成对信号的处理，减小接口电路的体积、降低功耗、消除器件间的强干扰[21]。
模块的输入级为仪器放大器。它用来测量两个输入端12, 15脚之间的电压差，然后以所设置的增益进行放大。此仪器放大器的输入阻抗很高、失调低，漂移很小，见表3.1。通过调节在10, 11脚的电阻可以改变仪器放大器的增益。13、14脚接失调微调电阻，以减小失调。
在缓冲级，调节2, 3脚上的电阻可以实现块增益间的微调。此外，缓冲器也 可以为器件提供高达1.5V 的偏置，以适应多种传感器的需要。对于宽频带信号的测量，可以从缓冲器的1脚输出信号。三阶有源滤波器可以输出4-5V 的电压和100μA-lOmA 的电流，也可以为电阻式传感器提供激励[23]。
可 调 电 桥
放 大 缓 冲 滤 波
传感器接口模块 2B31
表3.1 2B31性能指标
3.3.2 胸腹呼吸放大器应用设计
(1)滤波器设计
由于胸腹呼吸均为低频信号，为了使得监测结果可靠，就需要滤除高频和工频干扰[11]。2B31模块设有三阶有源低通滤波器，如图3.4所示：
图3.3中的R SEL1、R SEL2、R SEL3是用户选择电阻。不同的阻值可以得到不同的截止频率，满足不用的应用需要。如果要选择的截止频率为fc，当fc=30Hz时，则三只选择电阻为：
R SEL1=11.6×106/(2.67fc-4.34) (3.7) R SEL2=27.6×106/(4.12fc-7) (3.8) R SEL3=1.05×106/(0.806fc-1.3) (3.9)
图3.3 2B31模块设有三阶有源低通滤波器
(2)增益调整
为了使放大器的输出电压能和单片机接口电路电压要求机匹配，就需要调节模块的增益以调整放大器的输出电压。在调节模块增益之前，要算出测量传感器电桥 的输入信号的变化范围，确定模块的增益，然后根据公式：
G=(1+940/Rg)[2000/(R f +16200)] (3.10)
估算出增益的粗调电阻Rg(Ω)和微调电阻Rf(Ω)值：将串有电阻的电阻箱分别接到模块的10、11脚上和2、3脚上，在放大器的输入端加上模拟信号，调节微、粗调电阻上串接的电阻箱，测量模块的输出值，使其达到要求[22]。
(3)胸腹呼吸信号的放大电路
如图3.4所示，为胸腹呼吸放大器：
图3.4胸腹呼吸放大器
F R SEL2
R
R SEL1 Ω Ω
F
R SEL3 Ω
2B31
P1口
1μF
由图3.4可以看出，2B31用于半导体应力传感器非常简单。在这种应用中，传感器用电流源供电，具有更好的温度稳定性。调整2、3脚之间的电阻值，可以将输入电压调整到0-5V之间的输出脉信号，送到P0口[6]。
(4)鼻呼吸信号的放大电路
图3.5所示为鼻呼吸放大电路：
787k
2B31
图3.5鼻呼吸放大电路
将鼻热敏电阻接在15、12脚之间，由19、23脚提供恒流激励，由于它本身具有高阻抗，可以消除由线上的电压降引起的测量误差，调整2、3脚的电阻，实现电压增益的调整。使输出电压随呼吸的频率成0-5V的脉冲输出，给单片机P0口。
4 心音心电数据采集电路设计
4.1 心音心电的介绍
心音、心电是人体重要的生理信号，载有人体心血管系统的生理、病理信息。随着计算机技术和数字信号处理技术的发展，对心音、心电信号的定量分析工作取得了很大进展，但对心音、心电信号的量化分析，需要有大量可靠心音、心电数据样本。因此，准确、可靠的数据采集就显得十分重要。心音和心电信号均属于微弱的非平稳信号，且极易受外界干扰。本文介绍了一种能安全、有效地采集心音、心电信号的电路设计。该电路具有50Hz工频干扰陷波、集中在35Hz左右的人体肌电干扰陷波、精密的放大、滤波电路及光电隔离等环节，在保证了采集过程中病人的安全的同时，较好地解决了外界干扰问题，具有采集数据准确可靠、噪声小、成本低等特点。
4.2 系统框图
心音心电采集电路分为心音和心电两个回路，每个回路分别由传感器、前置放大器、光电隔离电路、滤波电路、电平偏移电路、后置放大电路等部分组成，系统框图如图1所示。
鉴于心音的频率范围为5Hz～600Hz，要在提取微弱的心音信号的同时尽量避免外来的干扰信号，因此，我们将灵敏度较高、抗干扰能力较强的听诊器改装为心音传感器。由于心音是一种弱的机械振动，心音传感器接收到的信号很微弱且混有低频(50Hz工频干扰、35Hz左右的人体肌电干扰等)、外界高频干扰等信号，要获取干净的心音信号，需要高精度放大、带通滤波(5～1500Hz)、陷波(35、50Hz)等电路以滤除干扰信号。同时，我们加了后置放大电路，便于调整心音信号的幅度。
人体心电信号是频率范围约为0．05～150Hz，幅度约为0～4mV的微弱信号，心电信号由专用电极拾取。心电回路处理与心音回路类似，只是带通滤波范围为：0．05～150Hz。
4.3 主要电路结构
4.3.1 前置放大电路
前置放大电路是心音心电数据采集的关键环节，具体电路如图2
所示，由于人体心音心电信号比较微弱，而且心音心电信号中通常混
有其他生物电信号。如集中在3514z左右的人体肌电干扰，50Hz的工
频干扰等-使得心音心电噪声背景较强，测试条件比较复杂。为不失
真地检测出有临床价值的干净心音心电信号，往往要求心音心电采集
系统具有高精度，高稳定性，高输入阻抗，高共模抑制比，低噪声及
强抗干扰能力等性能。而前置放大电路是心音心电数据采集的关键环
节。
本设计采用AD公司仪用放大器AD620作为前置放大器，AD620
输入端采用超p处理技术，具有低输入偏置电流、低噪声、高精度、
较高建立时间、低功耗等特性，共模抑制比可达130dB，非常适用于
医疗仪器放大器使用，其增益可调(范围约l～10000倍)并可由公式
G=1+49．4kO／R 来确定脚。
4.3.2 带通滤波电路
带通滤波电路由低噪声双运算放大器NE5532构成。将图3示有源低通滤波电路和图4示有源高通滤波电路组合成带通滤波电路。图3中R42，R43，R44，R45。(242，，C43，C44，(245构成截止频率，=5k Hz四阶巴特沃斯低通滤波器，该滤波电路转移函数为
4.3.3 50Hz陷波电路
工频干扰是心音心电的主要干扰，虽然前置
放大电路对共模干扰有较强的抑制作用，但有部
分干扰是以差模方式进入电路的，且频率处于心
音心电信号的频率范围内，因此，前级电路输出
的心音心电信号仍然存在很大的工频干扰，所以
必须专门滤除。如图5所示，R61，R62，R63，
C61，C62，C63，u25A，U25B构成50HZ陷波
电路，选C---O．068uF，则R的阻值可由：
F=1／2xRC=50Hz
计算得R=471ct)，经实验调试，该电路中心
频率为49．91-Iz～50H之间，陷波深度为80dB，
3dB带宽约为1．7Hz，陷波效果比较理想I”。
4.3.4 光电隔离电路
由于考虑到采集过程中病人的安全及外界电气干扰，该电路在强电信号(220v 交流电)与弱电信号(心音心电信号)之间都采用光电隔离技术。使用DCP010512DP5V 输入13'C／I)C变换器给信号放大电路部分供电，隔离了强电信号与人体的直接接触。使用芯片IS0175P切断了信号放大电路和后级电路的直接联系，借助光信号实现了弱电信号的隔离传输。图6,7为芯片典犁连线图：
4.3.5 电路调试及结果
该电路调试过程中都采用人体心音心电进行实调．输出使用泰克(Tektronix)公司TDS210进行脏视，信号功率放大由末端电位器控制。50Hz陷波电路由Tektronix 公司AFG310提供信号源。现该电路已经投入使用，并已采集了大量可靠病例和正常心音心电数据。下图8为基于LabVIEW6．1自行开发的心音心电采集程序界面。采集效果如图所示，上半部分为心音采集实图，下半部分为心电采集实图，使用表明，该电路稳定可靠，结果非常理想。
图
5 单片机部分的设计
5.1 单片机部分的组成
ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。
ATmega16 AVR 内核具有丰富的指令集和32 个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与算逻单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC 微控制器最高至10 倍的数据吞吐率。
ATmega16 有如下特点:16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512 字节EEPROM，1K 字节SRAM，32 个通用I/O 口线，32 个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG 接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP 封装) 的ADC ，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。
工作于空闲模式时CPU 停止工作，而USART、两线接口、A/D 转换器、SRAM、T/C、SPI 端口以及中断系统继续工作；掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态；ADC 噪声抑制模式时终止CPU 和除了异步定时器与ADC 以外所有I/O 模块的工作，以降低ADC 转换时的开关噪声；Standby 模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展Standby 模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。
本芯片是以Atmel 高密度非易失性存储器技术生产的。片内ISP Flash 允许程序存储器通过ISP 串行接口，或者通用编程器进行编程，也可以通过运行于AVR 内核之中的引导程序进行编程。引导程序可以使用任意接口将应用程序下载到应用Flash存储区(ApplicationFlash Memory)。在更新应用Flash存储区时引导Flash区(Boot Flash Memory)的程序继续运行，实现了RWW 操作。通过将8 位RISC CPU 与系统内可编程的Flash 集成在一个芯片内，ATmega16 成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案。ATmega16 具有一整套的编程与系统开发工具，包括：C 语言编译器、宏汇编、程序调试器/ 软件仿真器、仿真器及评估板。[12]。
5.1.1 ATmega16
ATmega16对各单元电路的控制
如图4.1所示为控制系统管脚连接图：
图4.1硬件接口电路
Pl.0接收来自于脉搏跳动的信号，Pl.1接收来自于鼻呼吸的信号，Pl.2接收来自于胸呼吸的信号，Pl.3接收来自于腹呼吸的信号。P0.4接收来自于PH8810的38脚的掉线信号，判断线路忙否，P0.5接收来自于PH8810的9脚的振铃信号，判断拨通否，P0.0输出片选信号给PH8810的15脚，P0.1输出CLK信号给PH8810的17脚，P0.2输出DATA串行拨号数据给PH8810的16脚。P0.6输出高电平时控制语音芯片播出音频报警信号给PH8810的13脚，低电平时语音芯片不工作，P0.7输出高电平时，射频报警电路工作，低电平时，射频报警电路不工作[12]。
AT89C52是一种带SK字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM-Flash Progrmamable and Erasbale Read only Memory)。其为低电压、高性能CMOS8位微
睡眠监测仪项目 可行性研究报告 xxx有限责任公司
睡眠监测仪项目可行性研究报告目录 第一章项目总论 第二章项目基本情况 第三章市场分析 第四章项目规划方案 第五章项目建设地分析 第六章项目工程设计 第七章工艺先进性 第八章环境保护 第九章项目职业安全 第十章风险应对评价分析 第十一章项目节能方案 第十二章进度计划 第十三章投资估算与资金筹措 第十四章项目经济评价 第十五章招标方案 第十六章总结评价
第一章项目总论 一、项目承办单位基本情况 （一）公司名称 xxx有限责任公司 （二）公司简介 公司是全球领先的产品提供商。我们在续为客户创造价值，坚持围绕客户需求持续创新，加大基础研究投入，厚积薄发，合作共赢。 公司经过长时间的生产实践，培养和造就了一批管理水平高、综合素质优秀的职工队伍，操作技能经验丰富，积累了先进的生产项目产品的管理经验，并拥有一批过硬的产品研制开发和经营人员，因此，项目承办单位具备较强的新产品开发能力和新技术应用能力，为实施项目提供了有力的技术支撑和技术人才资源保障。 为实现公司的战略目标，公司在未来三年将进一步坚持技术创新，加大研发投入，提升研发设计能力，优化工艺制造流程；扩大产能，提升自动化水平，提高产品品质；在巩固现有业务的同时，积极开拓新客户，不断提升产品的市场占有率和公司市场地位；健全人才引进和培养体系，完善绩效考核机制和人才激励政策，激发员工潜能；优化组织结构，提升管理效率，为公司稳定、快速、健康发展奠定坚实基础。 （三）公司经济效益分析
上一年度，xxx有限责任公司实现营业收入18745.41万元，同比增长9.62%（1644.30万元）。其中，主营业业务睡眠监测仪生产及销售收入为17279.78万元，占营业总收入的92.18%。 根据初步统计测算，公司实现利润总额5366.53万元，较去年同期相比增长765.35万元，增长率16.63%；实现净利润4024.90万元，较去年同期相比增长571.19万元，增长率16.54%。 上年度主要经济指标
多导睡眠监测仪说明书 通过睡眠监测仪，在患者安静入睡的状态下，连续记录睡眠时6—8小时的脑电图、心电图、肌电图、血氧饱和度、鼾声、呼吸动度等十多项指标的改变，用于诊断睡眠呼吸暂停综合症、确定其病因、分型、判定预后、提供治疗方案。特别是各种睡眠障碍性疾病（慢性失眠、白日过度嗜睡、遗尿症、多梦、睡惊症、多发性睡病、周期性腿动、不宁腿综合症、帕金森氏病、精神抑郁症等）。对其确定病因，确定诊断，制定行之有效的治疗方法提供可靠依据。并可解除患者入睡难而需长期依赖口服镇静、安眠药之痛苦，从而达到根治的目的，进一步改善患者的睡眠和生活质量。 多导睡眠监测分析系统可连续10小时监测记录病人的口鼻气流、血氧、心率、胸、腹式呼吸、鼾声、体位等变化情况。 1、口鼻气流：用以了解呼吸暂停和低通气情况； 2、血氧：了解血氧饱和度的变化； 3、心率：了解呼吸暂停或低通气时的心率变化情况，了解呼吸暂停对心脏功能的影响； 4、胸式呼吸：区分呼吸暂停类型，如阻塞型和中枢型等； 5、腹式呼吸：区分呼吸暂停类型，如阻塞型和中枢型等； 6、体位：了解体位和呼吸暂停及低通气的关系； 7、鼾声：了解鼾声响度、持续时间以及和呼吸暂停或低通气的关系，辅助区分呼吸暂停类型。 七参数睡眠记录仪除了一般三参数睡眠记录仪所具备的功能外，增加了区分睡眠呼吸紊乱类型（阻塞型、中枢型和混合型）功能及了解体位和睡眠呼吸紊乱关系的功能，
使诊断更加详细，更具治疗指导作用。 多导睡眠监测介绍 多导睡眠监测（PSG）是在全夜睡眠过程中，连续并同步地描记脑电、呼吸等10余项指标，全部记录次日由仪器自动分析后再经人工逐项核实。监测主要由三部份组成：①分析睡眠结构、进程和监测异常脑电。②监测睡眠呼吸功能，以发现睡眠呼吸障碍，分析其类型和严重程度。③监测睡眠心血管功能。此外还可根据需要，记录肢体活动以了解失眠的某些原因等。 多导睡眠监测仪检查内容 (一)睡眠情况 通过记录脑电图，眼电图，肌电图准确反映睡眠状况和分期 脑电图：区分睡眠与醒觉，睡眠各个分期及其各期所占比例。 眼电图：根据眼球是否运动，区分REM及NREM。 肌电图：记录下颌部位的肌肉活动产生的电活动，辅助区分REM及NREM。(二)呼吸情况 鼻气流：多用对温度敏感的热敏电阻感知呼出气及吸入气的温差变化，以了解气流的有或无，判断是否发生了睡眠呼吸暂停。 胸部及腹部运动：通过胸腹带中的电阻或其他导电物质感受胸腹部活动的存在或消失，来区分中枢或阻塞性睡眠呼吸暂停。 血氧测定：通过夹在手指上的传感器持续不断地采集血氧饱和度可以了解整个睡眠过程中缺氧的时间和程度，对判断睡眠呼吸暂停综合征病情的轻重、估计治疗效果很有帮助。 (三)心脏情况 通过心电图了解整个睡眠过程中心率及心电图波形的改变，分析各种心律失常及其它异常波形和呼吸暂停的关系，评估治疗效果。 (四)其它 以上三方面已足够诊断睡眠呼吸暂停综合症，但有的多导仪也记录鼾声，以了解鼾声的性质，和睡眠呼吸暂停的关系及其频率谱；还有的带有体位传感器，可以记录患者睡眠过程中体位的变化，详细了解呼吸暂停与睡觉姿势的关系，以免漏诊一些只在仰卧位才出现的呼吸暂停。 如图一为多导睡眠监测仪在工作状态时各传感器、探头的位置和作用。
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。70年代初期的冠心病监护室得到
便携式多导睡眠呼吸监测系统技术指标 1.系统配置 ①.记录器 ②．全套电极线和传感器 ③．PolyLogic睡眠记录分析系统软件 ④．其他附件： 口、鼻、气流传感器 胸腹呼吸、 鼾声体位传感器 血氧饱和度 脉搏传感器 心电导联线 脑电膏 透气胶布 2.性能特点： ①、国内唯一一款3.1寸液晶屏睡眠记录器 ②、小巧体积和强大功能的完美结合，标准可监测11道参数，记录存储一夜睡眠的数据。 ③、超低功耗设计，2节普通AA电池可以使用一周 ④、基于掌上电脑的设计，独有的大屏幕液晶显示，带自动背光，操作界面友好，仪器工作状态和记录参 数一目了然。 ⑤、内置国标汉字库、中文、英文、法文界面可选 ⑥、可根据需要选配任意多数量的记录器 ⑦、可由病人携带回家记录，不占医院床位，降低了医护人员的工作量和医院的费用，能满足对于睡眠呼 吸暂停—低通气综合症的诊断的要求，也能与CPAP配合使用，监测压力滴定过程。 3.监测参数： ①．导联数：11导 ②．监测参数：口鼻气流、胸腹呼吸、鼾声、体位、CPAP压力、血氧、脉率、病人事件 ③．显示器：3.1寸大屏幕液晶（带背光） ④．显示内容：血氧、脉率、体位、口鼻气流、胸腹呼吸、鼾声、电池电量、记录时间、日期时间 ⑤．文字：内置国际汉字库，中、英、法文界面可选 ⑥．电池记录时间：≥16小时（普通5号电池） ⑦．存储：快速闪烁存储器128兆 ⑧．外观尺寸：139×82×27毫米（长×宽×高） ⑨．重量：350克（不包含电池） 4.工作条件： 环境温度：10-30℃ 相对湿度：≤80% 大气压力：86-106Kpa 储存条件： 环境温度：―20∽55℃ 相对湿度：≤93% 电源：DC3V±0.15V(2节1.5V R6 AA电池)
便携式睡眠监测系统参数要求 数量：1 预算：6万 一、适用范围： 1、适用于成人及儿童睡眠呼吸暂停的诊断与治疗，方便临床便携使用。 二、设备技术规格及配置： 1、进口品牌，导联数：≥10导； 包括：口鼻气流1导、鼾声1导、胸腹部呼吸运动1导、体位1导、血氧1导、脉搏率1导、脉搏波1导、病人事件1导、数据良好指示标识1导、CPAP压力滴定1导； 2、体积小巧，主机重量小于90克，适合于患者在医院任何科室或家庭诊断使用； 3、设备具备≥4GB内存，可同时存储超过50段的整夜数据； 4、具有基于气流和血氧饱和度信号的良好数据指示功能。 5、优良的传感器附件，保证高质量的血氧监测技术，可重复使用的体积描记式胸腹绑带，以及带过滤器的鼻气流导管。 6、可蓝牙无线联机同一品牌的CPAP或BiPAP呼吸机进行压力滴定，具有在电脑上调压的压力滴定控制软件；并且能够记录实时潮气量，压力变化，漏气量等数据。 三、分析软件性能 1、具有儿童、成人睡眠呼吸紊乱分析记录软件；具有所有信号和参数分析记录软件；系统应具备滤波功能，能实现交流50Hz或60Hz滤波，指定频率滤波，抗混淆滤波等； 2、原厂最新版的记录与分析软件系统，可以自定义操作者的权限，可以个性化设置软件界面，具有领先的自动分析功能，全面满足最新的AASM2.3标准，同时数据库管理系统，能够高效的进行临床数据统计； 3、具有中文报告自定义功能，可显示多种趋势图，柱状图和饼图反映患者情况，并可存储为Word，PDF，EDF，EXCEL等格式；自动生成患者数据库，主管医生具有临床数据索引功能，可以按照临床指标，如AHI,SPO2，睡眠效率等搜索多台电脑的患者数据，并可以导出到Excel，用于后续研究；具有数据库安全管理软件，可以加密，恢复和备份数据； 4、软件终身免费升级。 四、具备分析软件的诊断云平台拓展功能（选配） 1、院内诊断云平台需部署独立的数据库，并具备信息集成能力，可以从医院HIS系统提取患者基础信息。如：姓名、身高、体重、年龄；
便携式睡眠呼吸监测仪技术参数要求 1.硬件系统要求： 1.1.适用于睡眠呼吸暂停低通气综合征诊断的临床和科研需要。 1.2.通道数不少于26 ，全部硬件符合AASM标准。至少包含：2通道鼻压力（打鼾、鼻气流）、2通道麦克风（音量，鼾声录音）、1通道呼吸频率、1通道血氧饱和度、1通道脉率、1通道脉搏容积波（Pleth）、2通道体位/体动、2通道呼吸努力（胸、腹）、3通道RIP（求和、气流、相位）、2通道校准的RIP（求和、气流）、1通道心率、1通道心电、1通道脉搏传递时间（PTT）、1通道脉搏波分析（PWA）、3通道X/Y/Z三轴加速度、1通道SpO2（B-B）、1通道额外双极EXG通道（支持脑电、眼电、下颌肌电、心电、腿动、热敏气流、Piezo鼾声等）。 *1.3.记录仪主机应体积小巧，带电池重量应不超过90克。患者佩戴舒适，移动方便，对睡眠影响小。 *1.4.主机搭载LED显示屏，可实时观察信号质量。 1.5.功耗要低，1节AA电池即可。 *1.6.可通过无线（蓝牙）连接血氧、呼吸机等扩展设备，减少不必要的导线连线。 1.7.胸腹运动采用国际认可的RIP算法，信号精准稳定，抗干扰性强，并经过内置算法得到校正后的RIP气流。 1.8.可模拟呼吸气流信号，准确率高，可替代压力气流，避免因压力气流脱落导致的监测失败。 *1.9.内置已校准的鼾声话筒：打鼾及夜间磨牙分析提供额外的频率分析50-4000Hz，鼾声录音可以回放。 1.10.记录时间：不低于24小时。 1.11.可无线连接同品牌的CPAP\AUTOCPAP\BiPAP进行压力滴定。 *1.12.电池盖防脱落设计，主机电池仓可防止儿童误操作打开导致监测失败。 2.软件系统要求： 2.1.睡眠软件符合最新的AASM标准。 2.2.全中文操作，支持Win7以上平台。 2.3.分析软件至少包括：睡眠分期、呼吸事件、心血管事件分析、体位分析、微觉醒事件分析等。 2.4.配备回放分析软件，标记睡眠各期特征波形，为医生进行睡眠分期提供帮助。 2.5.软件自动分析至少包括：呼吸事件、血氧饱和度、自发性微觉醒、运动相关性微觉醒、呼吸相关性微觉醒、PLM腿动、鼾声及其他自定义事件等。 2.6.软件对于呼吸事件的自动判读必须准确可靠，必须有相关国内外文献支持。
多导睡眠监测仪技术要求 一、硬件部分指标: 1、通道数：≥80。脑电（≥40通道），可监测脑电、心电、肌电、眼电、口鼻气流（热敏式和压力式可同时监测）、血氧饱和度、胸式呼吸、腹式呼吸、鼾声、体位、肢体运动、灯光、PTT（血压监测）、压力滴定以及可扩展通道，包括：呼末CO 2、经皮CO2、食道压及PH值、NPT、模拟驾驶系统等的监测。 2、采用直流耦合放大器，采样频率≥10000HZ；存储频率≥4096HZ 。采样精度≥24位。 3、超低EEG频率采集（0.02-0.2HZ）,超高EEG频率（400-8000HZ）。 4、放大器及头盒采用一体化设计,采用一条网线连接放大器（此线同时提供数据传输和电源）。 5、具备内置自动辨别灯光传感器，可自动标记开关灯时间，精准计算入睡潜伏期。 6、放大器具备阻抗测试按钮及阻抗测试灯提示，方便床旁进行阻抗检测，医生无需回监控室点击软件。 7、具备心电呼吸阻抗描记技术（RIPECG）,利用心电信号测量成人、婴幼儿胸腔阻抗功能。 8、压差式气流通道，可过滤呼吸机压力，展现真实的患者口鼻气流压力情况。 9、血氧分辨率≤0.1%，血氧饱和度范围： 25 到 100%。 10、内置体积扫描感应式胸腹绑带（RIP），信号更准确，具有胸腹相位分析功能 11、噪音≤0.3μVrms/ 1.8μVpp 12、共模抑制比：≥105dB 13、红外高清IP网络数字视频，采用MPEG-4压缩方式，提供画中画（整体，局部特征）功能，记录桢频及图像大小可调，快速方便的视频编辑工具可以任意剪辑。 二、软件部分指标： 1、睡眠软件符合最新的AASM标准，R&K和AASM互相转换，具有全中文操作界面、全中文报告，并具有婴幼儿、儿童、成人三种分析软件。 2、软件具备在记录病人数据的同时可对数据进行实时自动或手动分析；软件具备自动分析和人工分析两种方式。 3、可增加EEG专业脑电软件，作为常规、视频、长程脑电及ERP设备单独使用。 4、高频信号（如：EEG，ECG，EMG，EOG）与低频信号（如血氧、口鼻气流、体位、腿动等）可以分别采用≥12种扫描速度同屏显示，便于医生直观的进行睡眠分析。 5、专业PSG多导睡眠采集分析软件包括：睡眠分期、呼吸事件、心血管事件分析、睡眠微结构分析、体位分析、腿动分析、微觉醒事件分析、异态睡眠分析等。 6、采集时病人发生异常情况，如血氧过低、脉率异常等可声光报警。 7、采用开放式通道设置，可任意增加信号导联。 8、功能丰富的回放分析软件，以色标标记睡眠各期纺锤波Spindles，K复合波，Delta波，REM期的反相眼球运动等。为医生进行睡眠分期提供帮助，并可进行远程呼吸机压力滴定、多发小睡试验（MSLT）和清醒维持试验（MWT）。 9、Study manager学术研究管理软件方便学术交流。 10、可选配专业的心电分析软件，进行心电和睡眠相关性的研究。完成心电统计数据和直方图的自动分
以色列腕式睡眠监测仪 Watch-Pat Watch-PAT由Technion以色列技术学院研究人员2005年研制成功。并在哈佛医学院附属睡眠中心以及其他中心进行了检测。 Watch-PAT was successfully developed by researchers at the Technion Israel institute of technology in 2005. And tested at sleep center affiliated Harvard medical school and other centers. 它是一种无需技术人员参与，便携式的阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）诊断系统。一种小型的腕式装置，却是一个可以满足绝大多数尚未诊断OSA病人的可移动，可靠，易于使用的诊断评估工具。它的费用低廉，适合于追踪持续性正压通气（CAPA），口腔用具及五官科手术后病人的需求。Watch-Pat为睡眠医学病人可以住在家里，舒适的得到诊断开创了新的临床通道。 The Watch-PAT is a portable sleep diagnostic system to diagnose obstructive sleep apnea (OSA) without the attendance of a technologist. It is a small wrist-mounted device which fulfills the unmet need for an ambulatory, reliable and patient friendly diagnostic evaluation tool that is accessible to the great number of undiagnosed OSA patients. The Watch-PAT is a cost effective means for follow up treatment of patients on
多导睡眠监测系统技术参数 一、硬件部分参数: 1、通道数：≥64。脑电（≥40通道），可监测脑电、心电、肌电、眼电、口鼻气流（热敏式和压力式可同时监测）、血氧饱和度、胸式呼吸、腹式呼吸、鼾声、体位、肢体运动、灯光、PTT（血压监测）、压力滴定以及可扩展通道，包括：呼末CO 2、经皮CO2、食道压及PH值、NPT、模拟驾驶系统等的监测； ★2、放大器及头盒采用一体化设计，总重量≤800g； 3、采用DC coupled 直流耦合放大器，抗干扰能力强，噪音小； ★4、单通道采样率≥16384HZ；存储频率≥4096HZ ，采用高精度≥24位A-D转换每通道，动态输入量程≥600mV； 5、超低EEG频率采集（0.02-0.2HZ）,超高EEG频率（400-8000HZ）； 6、采用一条网线连接放大器（此线同时提供数据传输和电源）； 7、集成放大器和病人接口job盒，便于病人携带； 8、具备内置自动辨别灯光传感器，可自动标记开关灯时间，精准计算入睡潜伏期； 9、放大器具备阻抗测试按钮及阻抗测试灯提示，方便床旁进行阻抗检测，医生无需回监控室点击软件； 10、具备心电呼吸阻抗描记技术（RIPECG）,利用心电信号测量成人、婴幼儿胸腔阻抗功能。 11、压差式气流通道（正负压力）≥3通道，可过滤呼吸机压力，展现真实的患者口鼻气流压力情况； 12、血氧分辨率≤0.1%，血氧饱和度范围：25 到100%； 13、内置体积扫描感应式胸腹绑带（RIP），信号更准确，具有胸腹相位分析功能； 14、噪音≤0.3μVrms/ 1.8μVpp；
15、共模抑制比：≥105dB； 16、可选配红外高清IP网络数字视频，采用MPEG-4压缩方式，提供画中画（整体，局部特征）功能，记录桢频及图像大小可调，快速方便的视频编辑工具可以任意剪辑； ★17、配置压力滴定系统（呼吸机）：设备具有潮式呼吸检测、呼吸努力相关性微觉醒检测、入睡起点监测和中枢性睡眠呼吸暂停检测。 二、软件部分参数： 1、睡眠软件符合最新的AASM标准，R&K和AASM互相转换，具有全中文操作界面、全中文报告，并具有婴幼儿、儿童、成人三种分析软件； 2、软件具备在记录病人数据的同时可对数据进行实时自动或手动分析；软件具备自动分析和人工分析两种方式； 3、可增加EEG专业脑电软件，作为常规、视频、长程脑电及ERP设备单独使用； ★4、高频信号（如：EEG，ECG，EMG，EOG）与低频信号（如血氧、口鼻气流、体位、腿动等）可以分别采用≥12种扫描速度同屏显示，便于医生直观的进行睡眠分析； 5、专业PSG多导睡眠采集分析软件包括：睡眠分期、呼吸事件、心血管事件分析、睡眠微结构分析、体位分析、腿动分析、微觉醒事件分析、异态睡眠分析等； 6、采集时病人发生异常情况，如血氧过低、脉率异常等可声光报警； 7、采用开放式通道设置，可任意增加信号导联； 8、功能丰富的回放分析软件，以色标标记睡眠各期纺锤波Spindles，K复合波，Delta波，REM期的反相眼球运动等。为医生进行睡眠分期提供帮助，并可进行远程呼吸机压力滴定、多发小睡试验（MSLT）和清醒维持试验（MWT）； 9、Study manager学术研究管理软件方便学术交流。 10、可选配专业的心电分析软件，进行心电和睡眠相关性的研究。完成心电统计数据和直
附件1 郑州大学第二附属医院新技术新项目开展申报表 项目名称多导睡眠检测 起止时间2011年8月━2012年8月 负责人姓名夏熙郑性别男民族汉出生年月1955-12 职务呼吸科 主任 职称主任医师最高学历本科 电话 139490 11349 E-mail xiaxizheng@https://www.doczj.com/doc/ab2283817.html, 学科专长呼吸系统 疾病诊治项目研制人员名单 姓名科室性别职称学历担任本项目的工作 夏熙郑呼吸内 科男主任 医师 本科指导 王林梅呼吸 内科女副主任 医师 硕士执行
该技术项目目前在国内外或其它省、市医院临床应用基本情况： 多导睡眠监测是当今睡眠医学中的一项重要新技术，在世界睡眠研究界又被称为诊断睡眠障碍疾病的"金标准"，对于诊治各种睡眠障碍相关疾病、保障人们健康正发挥越来越重要的作用。但此项检查技术在内地开展滞后，在省内属于先进技术。 临床应用意义、适应症和禁忌症： 睡眠呼吸暂停及低通气综合征发病率高，占总人群的4％，是近年来才被医学界发现和认识的一种严重影响人们生活和生命质量的疾病，睡眠结构的破坏和严重的睡眠低血氧症造成患者身体多个系统的损害并发高血压、心率失常、脑血管疾病、糖尿病和肾病等，合并冠心病的患者还可能发生猝死。故有必要对睡眠呼吸障碍的患者进行睡眠监测，以及早明确病情诊断、及时治疗。 适应症：⑴客观评价睡眠质量：包括睡眠潜伏期、进程、睡眠周期、睡眠结构、睡眠维持率及睡眠效率等。 ⑵鉴别、评估主观性失眠或客观性失眠。 ⑶了解影响睡眠障碍的其它因素，如不安腿综合症、周期性下肢抽动症等。 ⑷伴有严重失眠的抑郁症、精神分裂症、强迫症等 ⑸睡眠呼吸暂停综合症的诊断及分型诊断。 ⑹梦游或睡眠中伴有异常行为活动 ⑺伴有失眠的内科疾患等。 禁忌症：严重的呼吸衰竭、心力衰竭、心律失常及急性心肌梗死等患者，应待病情稳定后再进行睡眠呼吸监测。
美国DNR多导睡眠监测系统 美国DNR多导睡眠检测系统是目前最先进、也是广泛应用于临床的失眠诊断仪器，可全方位检测睡眠期间眼动、呼吸、肌电、心电、血氧饱和度等参数，找出失眠病因，并可检查和诊断失眠症、抑郁症、焦虑症、神经衰弱、癫痫、眩晕等神经内科疾病，也常常用来评价这些疾病的治疗效果。该仪器采用最先进的导纳技术，通过红外脑波密集扫描人体缺的生物电信号，同时获得多种递质的信息，并将递质的信息进行量化，可对脑的复杂功能状态进行综合分析，以其更为先进、精准、无创、无痛等多项优势，为大批失眠、抑郁、精神衰弱等神经内科疾病的患者带来了福音。该设备对患者的失眠原因全面定位，为治疗提供的扎实的临床参考资料，精确率>98%。 重庆仁爱医院失眠抑郁科运用美国高科技DNR睡眠检测系统，在准确诊断各种原因引起的失眠症、抑郁症等神经内科疾病的同时，还独家采用“DNR脑神经递质5合3阶段再生疗法”、“DNR4'S介入激活术”对各型失眠抑郁症制定科学治疗方案，通过药物治疗、生物场治疗和心理疏导等综合疗法，全面解除失眠抑郁烦恼。轻者1--3天，重者3--5天即可重获健康睡眠，且无毒副作用，不产生药物依赖性，不易复发。 眼球运动是评价睡眠的重要依据，专家将睡眠阶段分为快相睡眠(REM睡眠，即快速眼球运动睡眠)和慢相睡眠(NREM睡眠)。DNR多导睡眠检测系统依据眼震动态观察，将眼球运动的图像非常直观地显示在显示器上，并经计算机处理分析眼震的相关参数，为前庭功能检查提供了一种简便直观的检测手段;能真实记录眼震的方向、节律，尤其适用于对旋转性眼震、失控轭眼震的观察，用于睡眠中面部表情变化图像信息的记录，判断睡眠质量只需8分钟。 另外，美国DNR多导睡眠检测系统采用最先进的导纳技术，从人体取得生物电信号，通过医学专业软件自动处理，消除了基础阻抗对检测波幅的影响，使波形更稳定，获取动态人体睡眠时基本生命特征，从而对失眠等病症做出更加客观、准确的诊断。 多导睡眠呼吸监测检查前注意事项 1.监测当天请勿饮用含咖啡因的饮料; 2.监测前勿饮酒、勿使用睡眠药物(除非这些已成为你每日的常规习惯)。长期进行某种药物治疗者可事先向自己的医师咨询哪些药物不能停服。如果监测前饮用了酒精饮料，应于检查前说明; 3.监测当天不要小睡，除非这已成为自己的习惯;
基于脑电波的 便携式睡眠质量监测系统 金旭扬 导师：华东理工大学信息学院万永菁 上海中学信息学科组吴奕明
摘要 睡眠是人体重要的生理活动，睡眠质量近年来受到高度关注；本文从脑电波角度探寻睡眠监测的有效易行方法，从软硬件角度设计了便携式睡眠质量监测系统。研究分析便携式脑电采集设备采集的数据和CAP睡眠脑电数据库，用功率谱分析和BP神经网络探究了睡眠分期的有效算法。实验进行了初步的睡眠分期与质量评估，证明了便携式睡眠质量监测系统的准确性及利用脑电数据进行睡眠分期的有效性。本课题研究，提出了利用单导连脑电信号进行睡眠分期的可行性，为之后研究便携式、市场化的睡眠监测设备以及其他应用提供了重要的实验参考依据。 关键词：脑电；脑机接口；睡眠监测；睡眠分期；BP神经网络 一、引言 1.1 睡眠质量研究背景及意义 睡眠是一种重要的生理现象。从生到死，人类始终是在觉醒和睡眠中度过。人类通过高质量的睡眠，可以消除疲劳，更好地恢复精神和体力，使人在睡眠之后保持良好的觉醒状态，提高工作、学习效率。 人类用于睡眠的时间占人一生中的三分之一。然而迄今我们对这一重要的生理现象的认识还微乎其微，对睡眠进行科学的研究只有短短的几十年历史。1937年，Lomis、Harvey和Hobart注意到，睡眠不是处于一种稳定状态，而是要发生一系列非常有规律的周期性变化。[1] 1986年，Rechtschaffen等人重新肯定了Dement和Kleitman的分期标准，并根据十年来的经验作了一些必要的修改和补充，使之更趋完善。[2] 2007年，美国睡眠医学会基于上述标准进行改进，发布了新的睡眠分期专业标准，其中规定了各个指标具体的采集标准及判定方法。[3] 1.2 脑电信号分析方法综述 随着电子技术的发展，数字处理技术逐步应用到EEG的分析中来。经典的EEG分析方法有：以分析EEG波形的几何性质，如幅度、均值、峭度等为主的时域分析方法和以分析EEG 各频率功率、相干等为主的领域方法。早在70年代初，W.C.Yeo和J.P.Smith[4]就应用Walsh谱分析离线地研究了一个处于睡眠状态的男性的三段脑电图。https://www.doczj.com/doc/ab2283817.html,rsen等[5]应用Walsh顺序的Walsh函数对EEG进行展开，并定义了双值自相关函数，尔后讨论了可以按双值自相关函数来显示各种睡眠EEG的特征。 1982年，美国物理学家Hopfield提出了HNN模型，从而有力地推动了应用神经网络方法解释许多复杂生命过程的进展。自八十年代末以来，人工神经网络的应用已涉及到了脑电分析的各个方面，其中包括自发脑电的睡眠分级及睡眠EEG分析。S.Roberts和L.Tarassenko[6,7]把人工神经网络应用于睡眠EEG的自动分析。他们采用无监督学习网络对大量没有经过人工判别的数据进行自组织分类，少量的经过人工判别的标准样本则用来自组织分类结果做解释和量化，从而在网络中形成了8个聚类区。根据EEG在8个聚类区之间随时间运动的轨迹可以对一夜的睡眠状况有定性的了解。[8] 1.3 脑电监测设备介绍 目前，脑电监测设备大致有二：
睡眠呼吸监测产品技术审评规范（2010版）根据《医疗器械注册管理办法》（国家食品药品监督管理局令第16号）的要求并结合睡眠呼吸监测产品的特点，为规范睡眠呼吸监测产品的技术审评工作，特制定本规范。 一、适用范围 本规范适用于睡眠呼吸监测产品。《医疗器械分类目录》中管理类别为II类，产品类代号为6821-9。 二、技术审查要点 （一）产品名称的要求 本规范原则上将睡眠呼吸监测产品分为３级（见表１）：Ａ级、Ｂ级和Ｃ级。Ａ级产品应命名为“睡眠”产品，Ｂ级产品应命名为“睡眠呼吸”产品，Ｃ级产品应命名为“睡眠呼吸初筛”产品，功能少于Ｃ级的产品不能命名为“睡眠”、“睡眠呼吸”或“睡眠呼吸初筛”产品。此外，如产品不具有实时监测功能，而仅能用于采集、记录和分析，则产品仅能命名为“记录”产品，不能命名为“监测”产品，但产品同样适用于本规范。对于“记录”产品，必须具有配套的分析软件才能予以注册。 在以上原则基础之上，产品名称应体现产品功能或物理属性，
如多导睡眠监测仪（对应表1中A级）、睡眠呼吸监测仪（对应表1中B级）、睡眠呼吸初筛仪（对应表1中C级）。同时为了便于管理，产品命名尽量采用国药局分类目录中产品名称。 表1 睡眠呼吸监测产品分类 √ 若“A级≤产品功能”，产品仍归为A级；“B级≤产品功能＜A级”，产品归为B级；“Ｃ级≤产品功能＜Ｂ级”，产品归为Ｃ级。 （二）产品的结构组成 应根据产品自身特点确定结构组成，一般为监测仪主机（数字处理部分、放大部分等）、各类传感器、电极导联线、软件及其他附属部分。 （三）产品工作原理 通过各类传感器采集、测量、记录人体多种生理信号，对信号进行处理、存储与分析，并显示或打印结果。 （四）产品适用的相关标准 本类产品根据产品自身特点适用以下相关标准： 1. GB/T191-2008 包装储运图示标志；
多导睡眠监测仪 第三章多导睡眠监测仪 第一节仪器原理及使用目的………………………………………… 第二节仪器品种及型号……………………………………………… 第三节操作规程…………………………………………………… 第四节英文对照…………………………………………………… 第五节报警种类及处理…………………………………………… 第六节仪器消毒及保养…………………………………………… 第一节多导睡眠仪原理及使用目的: 一、多导睡眠监测仪(PSG)的目的: 1、记录和分析睡眠，正确评估和诊断失眠:多导睡眠监测是至今唯一可以客观地、科学地、量化地记录和分析睡眠的仪器，可以了解入睡潜伏期、觉醒次数和时间、两种睡眠时相和各期睡眠比例、醒起时间和睡眠总时间等，国际上均有统一量化标准。因此可以正确评估失眠真相，并发现某些失眠的病因，如脑部病变、抑郁症、睡眠呼吸障碍、肢体异常活动动等。 2、发现睡眠呼吸障碍:包括阻塞性和中枢性睡眠呼吸暂停综合征、良性鼾症、睡眠窒息感、睡眠呼吸急促等。临床上以习惯性响鼾伴频繁呼吸中断的阻塞性睡眠呼吸暂停综合征最为多见，可引起包括心脑血管病变在内的一系列疾病。 3、确诊某些神经系统病变:包括发作性睡病、周期性肢动症、不宁腿综合征以及各种睡眠期行为障碍疾病，如夜游症、夜惊症、夜间惊恐发作、伴随梦境的粗暴动作等。 4、确诊隐匿性抑郁症:当前抑郁症十分普遍，并常以各种躯体症状为主诉。本病在多导睡眠监测上有特殊表现，有助确诊，并可确诊器质性抑郁症。为使多导睡眠监测PSG能在更为自然的睡眠条件下进行，现在便携式记录盒已经用于临床，可以监测血氧饱合度和呼吸气流等指标作为OSAS的初筛检查，大大降低了检查成本。另外，近年来无电极的床垫式多导睡眠监测监测系统的研制是诊断技术的重大
专题论坛 睡眠监测与治疗 EATURE 302 中国医学文摘耳鼻咽喉科学 NEWS AND REVIEWS/November 2010, Vol.25, No.6 1 背景介绍 多道睡眠监测（PSG ）是目前诊断阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS ）的“金标准”。PSG 需要在专门睡眠室中进行，需要专业技术人员分析结果。其技术要求较高，且收费较为昂贵。而便携式睡眠监测仪（portable monitoring devices ，PMDs ）可在睡眠室之外，甚至在患者家中进行监测和诊断，这代表了一种更为简单的理念及技术方法。国外自1994年以来，PMDs 数量及种类显著增加。PMDs 是否可取代传统PSG ？PMDs 结果可靠性如何？本文主要对PMDs 类型、发展过程、优势及不足进行简要述评。 2 PMDs类型 近20年来，学者们一直致力于PMDs 研究。随着监测技术不断成熟，1994年以后PMDs 数量和种类显著增加，目前大约有30多种.1994年美国睡眠医师协会（American Academy of Sleep Medicine ，AASM ）将PMDs 分为4类[1]。 Type I 。传统PSG ，记录受试者睡眠过程的心脏呼吸、神经生理、睡眠阶段等参数。其包括脑电图（electroencephalogram ，EEG ）、下颌肌电图（electromyography ，EMG ）、眼电图（electrooculogram ，EOG ）、气流、呼吸运动、动脉血氧饱和度（SaO 2）和心电图（electrocardiogram ，ECG ）。整个过程需在睡眠室中进行，并有专业人员监测和分析数据。 Type II 。同样记录上述7个参数。但整个过程，不需在睡眠室中进行，亦无专业人员监测。 Type III 。在Type II 的基础上改良完成的睡眠监测仪器，不需在睡眠室中进行，亦无专业人员监测。这类仪器至少记录4个参数，2个代表呼吸运动的参数、ECG 和SaO 2。 Type IV 。连续记录1个或2个参数（气流或SaO 2）的睡眠监测仪。很多睡眠监测仪还可记录3个以上参数，但由于 [关键词] 睡眠呼吸暂停，阻塞性（Sleep Apnea ，Obstructive ）；多道睡眠描记术（Polysomnography ）；监测，便携式（Monitoring ，Ambulatory ）；便携式睡眠监测仪（portable monitoring devices ） 便携式睡眠监测仪发展现状 王宁宇，张娟 王宁宇 首都医科大学附属北京朝阳医院耳鼻咽喉头颈外科，首都医科大学耳鼻喉科学院，耳鼻咽喉头颈科学教育部重点实验室（首都医科大学），北京 100020 河南人，主任医师，教授，博士研究生导师，主要从事鼾症及耳科学的基础与临床研究工作。Email ：wny@https://www.doczj.com/doc/ab2283817.html, 张娟 首都医科大学附属北京朝阳医院耳鼻咽喉头颈外科，首都医科大学耳鼻喉科学院，耳鼻咽喉头颈科学教育部重点实验室（首都医科大学），北京 100020 没有记录呼吸气流这个参数，故仍归为第IV 类。这类仪器不需专职人员监测，可在家完成测试。 另一种比较特殊的PMDs （Watch-PAT 100，Itamar Medical ，Framingham ，Massachusetts ）[2]不能简单归为以上任何一类。因为这种仪器测量的是外周动脉跳动的血管张力，而不是直接测量呼吸气流或胸腹运动。 3 PMDs的发展 尽管PSG 被认为是诊断OSAHS 的“金标准”，但它也有自身的局限性：①受试者在不同夜间测得的呼吸暂停低通气指数（AHI ）不同；②不同观察者测得的AHI 亦不同；③无论受试者睡眠习惯如何，测试通常需要采取仰卧位；④有些患者在不熟悉环境中易出现睡眠困难等。相比PSG ，PMDs 具有以下优点：在一个更加熟悉和舒适的环境中测试，较少的监测导联，睡眠中更少被打扰，技术难度下降及更少的花费等。但PMDs 的发展及验证却经历了一个复杂的过程。 1994年AASM 首次尝试对PMDs 临床应用进行调研和标准化。当时，这一领域研究较少，亦无有效证据表明PMDs 优越性。最终AASM 认为PMDs 在OSAHS 诊断及治疗中的有效性及实用性证据尚不充足，仅适用于严重OSAHS 需尽快治疗但又无法去睡眠室的患者。PMDs 不适用于重症患者、筛选无症状高危患者及持续正压通气（CPAP ）测定。Type IV PMDs 亦不能用于诊断OSAHS [1，3]。 1997年为进一步研究PMDs 的有效性及制定相关操作规程，AASM 进行了一项新的研究[4]。结果表明PMDs 诊断OSAHS 的敏感性及特异性均低于PSG ，需进一步建立和规范各种PMDs 所记录的生物学参数。Type III PMDs 可用于诊断那些高度怀疑OSAHS 的患者，而对于无症状的可
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。70年代初期的冠心病监护室得到了进一步发展，而综合性的全院CIU则是建立于80年代初期[1]。进入90年代后，CIU 数量增长较快，但水平参差不齐，在近20年来，ICU发展较快，在少数大医院设立了基本符合国际标准监护室格局的呼吸监护室。
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：≥100Hz 2.2胸腹运动采样频率：≥100Hz 2.3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：3-100BPM 3.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
1.多导睡眠监测仪技术参数 技术参数： ●放大器 40导一体化放大器包括： EEG标准电极位置输入：25 扩展通道输入：8（X1—X8），单极、双极自主控制（可采集多导睡眠 参数如眼动、鼾声、下颌肌电、腿动、口鼻气流、胸腹呼吸、腿动等） DC输入： 4个 血氧饱和度：1个 状态输入：7路（提供多种事件标记） 触发标记输入：1个 输入阻抗：大于5MΩ（检测结果：22MΩ） 输入漏电流：〈5×10-9A （检测结果：1×10-9 A） 极化电压：±550mV 共模抑制比：〉100 dB （检测结果：117MΩ） 时间常数：0.03-0.3s，关闭， (软件可调范围：关，3-0.0003S) 高频滤波：15-700Hz，关闭，(软件可调范围：关，15-10000HZ)共13档可调 A/D转换：16bit 采样频率：250，512，1024，2048HZ 可调。 ●数据处理 时间常数：0.03-0.3s，关闭， (软件可调范围：关，3-0.0003S) 高频滤波：15-700 Hz，关闭，(软件可调范围：关，15-10000HZ)共13档可调 AC滤波：50 或 60 Hz （1/25以上衰减） 参考电极选择：单极、双极、平均参考（AV）,区域源参考，发生源参考，左右平均参考， Aav,系统参考（Org），自定义平均参考。 ●显示 波形显示颜色： 16色，每个导联可单独设定 波形显示：0.5-60S/P，0.5-15CM/S ●语音自动提示系统
1.脑电检测过程全自动完成，全程语音提示，包括：安静测量，睁闭眼、 过度换气提示及节拍、闪光控制及提示、睡眠诱发及睡眠引导等。 2.程度控制：每一过程及时间提示声音均可预置并允许自主录入。 ●同步单视频（可选购双视频） 1.视频同步采集，同步回放 2.帮助临床准确判断干扰原因 3.支持双视频全视野同步记录 4.音视频一体化,网络同步视频记录,内置远程控制和对讲. ●闪光刺激器(选购） 1.高强度圆形闪光灯，纯色谱刺激，无栅格、无点阵图形影响。 2.程序式控制：三套刺激程序可自动完成刺激过程 3.光强度可调：5档强度调节 4.彩色刺激：可调式多种色谱刺激 2心电监护仪 1.标配参数：3/5导ECG, Resp, SpO2, NIBP, PR, 2通道TEMP 2.电池工作时间：不小于8小时 3.存储介质：内部Flash存储或外部USB存储卡 4.能触屏