开题报告--睡眠呼吸暂停监测仪的设计

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1、睡眠呼吸暂停监测仪的设计一、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（obstructivesleepapneahypopneasyndrome,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。随后又相继出现以下报道：1965年Gastaut等发现呼吸暂停及低通气的存在；1978年Guil

2、leminault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

3、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

4、)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。4二、设计（论文）方案人的呼吸途径有两个，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

5、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。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显示。硬件电路设计：

6、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IN4148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。44、比较放

7、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公司生产的一低功耗、带RAM的实时时钟芯片。该芯片采用3线串行接口方式，可提供年、月、日、星期、时、分、秒等时间信息，并可根据月份和闰年的情况自动调整月份的结束日期，同时可以根据用户需要决定是采用24小时或12小时格式。DS1302内部带有31个字节壬RAM，用于存放临时性数据，同时具有可编程涓细电流充电能力，从而使外围硬件电路设计得到了大大简化。6、LCD显示接口电路液晶显示模

8、块具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄、抗干扰能力