侦测睡眠障碍的系统及方法

申请号 CN201180048978.X 申请日 2011-08-10 公开(公告)号 CN103338697A 公开(公告)日 2013-10-02
申请人 C·T·里昂; E·M·里昂; S·T·里昂; 发明人 C·T·里昂; E·M·里昂; S·T·里昂;
摘要 一种用于侦测 睡眠障碍 (例如,阻塞性睡眠呼吸中止)的装置(100),其包含可插入受测者的 耳 孔的壳体(10)。配置于该壳体内的感测器(206)测量该受测者头部相对于重 力 轴线的姿势。回应该感测器的 传感器 (212)在一定条件下能够产生该受测者可察觉的刺激。在不同的具体 实施例 中, 控制器 (202)接收对应至该受测者头部的 俯仰 角 及侧滚角(用该感测器测量)的讯号,判断该俯仰角及该侧滚角是否对应至一睡眠呼吸中止诱发姿势,以及在确定该受测者头部处于睡眠呼吸中止诱发姿势超过预定临界次数时,造成该传感器产生刺激。连续地产生刺激可 修改 该刺激的各种参数直到侦测不到睡眠呼吸中止诱发姿势。
权利要求

1.一种用于侦测睡眠障碍的装置,其包含:
可插入受测者的孔的壳体;
感测器,其配置于该壳体内以及经组态成测量该受测者头部相对于重轴线的姿势;
回应该感测器的传感器,其用以产生该受测者可察觉的刺激。
2.根据权利要求1所述的装置,其中该传感器配置于该壳体内。
3.根据权利要求1所述的装置,其中该感测器包含测斜仪。
4.根据权利要求1所述的装置,其中该感测器测量该受测者头部相对于该重力轴线的俯仰
5.根据权利要求1所述的装置,其中该感测器测量该受测者头部相对于与该重力轴线正交平轴线的侧滚角。
6.根据权利要求1所述的装置,其结合位于该壳体内的处理器,该处理器可操作地耦合至发送器及该传感器。
7.根据权利要求1所述的装置,其中该传感器产生触觉刺激。
8.根据权利要求1所述的装置,其中该传感器产生可听见刺激。
9.一种用于侦测睡眠障碍的装置,其包含:
壳体;
重力感测器,其配置于该壳体内以及经组态成产生对应至受测者头部相对于重力轴线的姿势的测量的讯号;以及
传感器,其回应该重力感测器所产生的讯号以及经组态成产生该受测者可察觉的刺激。
10.根据权利要求9所述的装置,其中该重力感测器包含双轴测斜仪。
11.根据权利要求9所述的装置,其结合配置于该壳体内回应该重力感测器所产生的讯号的控制器
12.根据权利要求9所述的装置,其中该传感器产生触觉刺激与可听见刺激中的至少一者。
13.根据权利要求9所述的装置,其更包含控制器,该控制器更包含:
可自该重力感测器接收对应至该受测者头部相对于该重力轴线的姿势的讯号的程序逻辑,
可测定该受测者头部相对于该重力轴线的俯仰角以及可测定该受测者头部相对于与该重力轴线正交的水平轴线的侧滚角的程序逻辑,
比较测得的俯仰角及侧滚角与预定义临界俯仰角范围及预定义临界侧滚角范围的程序逻辑,以及
如果该受测者头部的测得的俯仰角及侧滚角落在该预定义临界俯仰角范围内以及落在该预定义临界侧滚角范围内,可造成该传感器产生该刺激的程序逻辑。
14.一种用于侦测睡眠障碍的方法,其包含下列步骤:
a)用感测器测量受测者头部相对于重力轴线的姿势;
b)修改旗标计数,如果基于来自该感测器的测量,该受测者头部是处于睡眠呼吸中止诱发姿势的话,重复步骤a)至b);以及
c)在该旗标计数至少等于一预定临界值时,用刺激警示该受测者。
15.根据权利要求14所述的方法,其中步骤c)包括:
c1)产生该受测者可察觉的音讯及触觉刺激中的一者。
16.根据权利要求14所述的方法,其中步骤a)包括:
a1)测量该受测者头部相对于该重力轴线的侧滚角及俯仰角中的一者。
17.一种用于侦测睡眠障碍的装置,其包含:
可插入受测者的耳孔的壳体;
配置于该壳体内而且包含感测器及控制器的睡眠呼吸中止侦测电路,该感测器经组态成测量相对于重力轴线的俯仰角以及相对于与该重力轴线正交的水平轴线的侧滚角,该控制器经组态成基于该俯仰角及该侧滚角判断该受测者是否处于睡眠呼吸中止诱发姿势;以及
回应该控制器的传感器,其用以产生该受测者可察觉的刺激。
18.根据权利要求17所述的装置,其中用相对于与该重力轴线正交的水平轴线形成于约25°至155°之间的侧滚角范围以及用相对于该重力轴线形成于约20°至160°之间的俯仰角范围来定义该睡眠呼吸中止诱发姿势。
19.一种用于侦测及处理睡眠障碍的系统,其包含:
A)壳体;
B)配置于该壳体内的双轴测斜仪,其能够测量该受测者头部相对于重力轴线的俯仰角及侧滚角;
C)经组态成执行以下功能的电路:自该重力感测器接收对应至该受测者头部相对于该重力轴线的姿势的讯号,测定该受测者头部相对于该重力轴线的俯仰角及侧滚角,拿测得的俯仰角及侧滚角与预定义临界俯仰角范围及预定义临界侧滚角范围做比较,以及如果该受测者头部的该测得的俯仰角及侧滚角落在该预定义临界俯仰角范围内以及落在该预定义临界侧滚角范围内,造成该传感器产生该刺激;以及
D)回应该感测器的传感器,其用以产生该受测者可察觉的刺激。
20.根据权利要求19所述的装置,其中该预定义临界侧滚角范围相对于与该重力轴线正交的水平轴线是在约25°至155°之间,以及该预定义临界俯仰角范围相对于该重力轴线是在约25°至155°之间。
21.一种用于侦测睡眠障碍的方法,其包含下列步骤:
A)提供系统,该系统包含:
i)可插入受测者的耳孔的壳体,
ii)感测器,其配置于该壳体内以及能够测量该受测者头部相对于重力轴线的俯仰角及侧滚角,
iii)回应来自该感测器的讯号的控制器,以及
iv)回应该感测器的传感器,其用以产生该受测者可察觉的刺激;
B)自该感测器接收对应至该受测者头部相对于该重力轴线的姿势的讯号,C)测定该受测者头部相对于该重力轴线的俯仰角及侧滚角,
D)拿测得的俯仰角及侧滚角与预定义临界俯仰角范围及预定义临界侧滚角范围做比较,
E)如果该受测者头部的该测得的俯仰角及侧滚角落在该预定义临界俯仰角范围内以及落在该预定义临界侧滚角范围内,修改旗标计数,
F)判断该旗标计数是否至少等于一预定义临界值,
G)在确定该旗标计数至少等于该预定义临界旗标计数时,造成该传感器产生刺激,以及
H)在一预定义时间间隔后,重复步骤B)至G)。
22.根据权利要求21所述的方法,其更包括:
I)如果该受测者头部的该测得的俯仰角或侧滚角不在该预定义临界俯仰角范围及该预定义临界侧滚角范围内,重设该旗标计数。
23.根据权利要求21所述的方法,其中该感测器及该传感器位于该壳体内。
24.根据权利要求21所述的方法,其中该控制器位于该壳体的远处。
25.一种睡眠呼吸中止侦测装置,其包含:
感测器,其可附着至受测者头部用以侦测该受测者头部相对于重力轴线的角度位置
以及
回应该感测器的传感器,其用以产生该受测者可察觉的刺激。
26.一种用于侦测睡眠障碍的方法,其包含下列步骤:
a)由受测者头部相对于重力轴线的角度姿势估计出该受测者的呼吸道的闭合百分比;
以及
b)如果该受测者头部的姿势落在确定可造成睡眠障碍的预定义姿势范围内,造成传感器产生刺激。

说明书全文

侦测睡眠障碍的系统及方法

技术领域

[0001] 本揭示内容有关于用于侦测睡眠障碍情况的技术,且更特别的是,有关于一种侦测阻塞性睡眠呼吸中止的系统及方法。

背景技术

[0002] 阻塞性睡眠呼吸中止(Obstructive sleep apnea;OSA)为最常见的睡眠障碍性呼吸。在处于阻塞性睡眠呼吸中止时,身体的肌张(muscle tone)在睡眠期间通常是放松的。在喉咙的平上,人类呼吸道是由在睡眠期间可能阻塞呼吸的可收缩软组织壁构成。在有些情形下,阻塞性睡眠呼吸中止需要治疗以防止低血量、睡眠不足、及其它并发症。
[0003] 解决睡眠呼吸中止的有些技术包括上半身以30度以上的高度睡觉,犹如睡在躺椅中。这样做有助于防止呼吸道被阻断或阻塞。此外,对照仰卧姿势(supine position)(仰卧),也建议侧卧姿势(侧睡)来治疗睡眠呼吸中止。其它的治疗包括使用持续正压呼吸器(continuous positive airway pressure;CPAP)或口腔用具以使呼吸道在睡眠期间保持开放。
[0004] 因此,亟须一种睡眠呼吸中止侦测装置用以在使用者头部处于睡眠呼吸中止诱发姿势时可警示该使用者。发明内容
[0005] 揭示数种用于侦测睡眠呼吸中止的技术。根据本发明的具体实施例,将睡眠呼吸中止侦测装置组态成在受测者使他/她自己处于睡眠呼吸中止诱发姿势时,借由产生刺激(例如,可听见警报),该睡眠呼吸中止侦测装置可警示受测者。以此方式,该受测者可调整他/她的姿势使得该受测者不再处于睡眠呼吸中止诱发姿势。睡眠呼吸中止诱发姿势可为由受测者摆出而造成该受测者容易经验睡眠呼吸中止的任何姿势。应了解,即使受测者处于睡眠呼吸中止诱发姿势,该受测者仍可能不会感到睡眠呼吸中止。一般来说,当呼吸道被阻塞或阻断到使用者感到睡眠呼吸中止时,发生阻塞性睡眠呼吸中止。阻塞可由舌头的质量或在喉咙四周的松弛肌肉造成。不论造成阻塞的原因为何,已确定,受测者头部相对于重力轴线的姿势与阻塞性睡眠呼吸中止的发生有关。通过本揭示内容,用包含双轴测斜仪的睡眠呼吸中止侦测装置监控受测者头部的姿势,在受测者摆出睡眠呼吸中止诱发姿势时,可警示受测者。
[0006] 根据本发明的一态样,提供一种用于侦测睡眠障碍的装置,其包含可插入受测者的孔的壳体。配置于该壳体内的感测器测量该受测者头部相对于一重力轴线的姿势,同时回应该感测器的传感器(transducer)能够产生该受测者可察觉的刺激。在不同的具体实施例中,控制器可接收对应至由受测者头部的轴线与重力轴线形成用感测器测量的俯仰(pitch angle)及侧滚角(roll angle)的讯号,判断俯仰角及侧滚角是否对应至睡眠呼吸中止诱发姿势,以及如果受测者头部处于睡眠呼吸中止诱发姿势,则造成该传感器产生刺激。
[0007] 根据本发明的另一态样,提供一种用于侦测睡眠障碍的方法,其包括:提供感测器,其可插入受测者的耳孔以及测量受测者头部相对于重力的姿势。基于受测者头部的测得姿势,判断该受测者头部是否处于睡眠呼吸中止诱发姿势。如果确定受测者头部处于睡眠呼吸中止诱发姿势,则可警示受测者。附图说明
[0008] 图1根据本揭示内容的一些具体实施例图示睡眠呼吸中止侦测装置的透视图;
[0009] 图2A根据本揭示内容的一些具体实施例图示睡眠呼吸中止侦测电路的方图;
[0010] 图2B根据本揭示内容的一些具体实施例图示在电路板上的睡眠呼吸中止侦测电路的上视图;
[0011] 图2C至2D根据本揭示内容的数个具体实施例图示睡眠呼吸中止侦测系统的方块图;
[0012] 图3A及3B根据本揭示内容图示假设受测者头部与相对于该受测者头部的3条正交轴线;
[0013] 图3C根据本揭示内容的数个具体实施例图示相对于3条正交轴线的概念性测斜仪的透视图;
[0014] 图4A至4D根据本揭示内容的数个具体实施例图示有不同俯仰角的假设受测者头部以及作用于受测者的呼吸道的对应重力;
[0015] 图5A根据本揭示内容的数个具体实施例概念性图示有与图4A至4D的俯仰角对应的不同俯仰角的假设受测者头部;
[0016] 图5B根据本揭示内容的数个具体实施例概念性图示假设受测者头部与睡眠呼吸中止诱发俯仰角范围;
[0017] 图6根据本揭示内容的数个具体实施例图示呼吸道挤压力百分比随俯仰角范围变化的曲线图;
[0018] 图7根据本揭示内容的数个具体实施例图示受测者可能经历睡眠呼吸中止的俯仰角范围;
[0019] 图8A根据本揭示内容的数个具体实施例概念性图示有不同侧滚角的受测者头部;
[0020] 图8B根据本揭示内容的一些具体实施例概念性图示受测者头部与睡眠呼吸中止诱发侧滚角范围;
[0021] 图9根据本揭示内容的一些具体实施例图示呼吸道挤压力百分比随侧滚角范围变化的曲线图;
[0022] 图10根据本揭示内容的一些具体实施例图示受测者可能经历睡眠呼吸中止的侧滚角范围;
[0023] 图11A的侧视图根据本揭示内容的一些具体实施例图示受测者头部以及睡眠呼吸中止侦测装置的各个方位;
[0024] 图11B至11C的受测者头部正视图及侧视图根据本揭示内容的一些具体实施例图示双轴测斜仪相对于正交轴线的方位;
[0025] 图12根据本揭示内容的一些具体实施例用于校准睡眠呼吸中止侦测装置的示范逻辑流程图
[0026] 图13根据本揭示内容的一些具体实施例图示用于侦测受测者是否处于睡眠呼吸中止诱发姿势的示范逻辑流程图;
[0027] 图14根据本揭示内容的一些具体实施例图示用于产生刺激以回应受测者的姿势的示范逻辑流程图;
[0028] 图15的曲线图根据本揭示内容的一些具体实施例图示在受测者摆出最大化呼吸中止效应的仰卧姿势时对应至俯仰角、侧滚角及由微控制器产生的输出讯号的各种讯号;以及
[0029] 图16的曲线图根据本揭示内容的一些具体实施例图示在受测者摆出最小化呼吸中止效应的非仰卧姿势时对应至俯仰角、侧滚角及由微控制器产生的输出讯号的各种讯号。

具体实施方式

[0030] 通过以下说明可更完整地明白本揭示内容,应连同附图一起阅读。在此说明中,在本揭示内容的不同具体实施例内的类似组件用相同的组件符号表示。熟谙此艺者会明白描述于此的方法及系统都只是示范以及可做出变体而不脱离本揭示内容的精神及范畴。
[0031] 请参考附图,图1根据本揭示内容的一些具体实施例图示睡眠呼吸中止侦测装置100的透视图。睡眠呼吸中止侦测装置100可包含有耳塞端(ear insertion end)120及装置存取端130的壳体110。壳体110的形状经制作成装置100的耳塞端120至少部份可插入受测者的耳孔。此外,壳体110可由范围广泛材料制成,使得在装置100舒适地放入受测者耳孔时呈刚性、半刚性或挠性。耳塞端120的尺寸可制作成最佳保护盖(未图示)可包围部份耳塞端120。该保护盖可由大小可调整的材料制成以确保睡眠呼吸中止侦测装置
100可舒适地装入受测者的耳孔。在一具体实施例中,该保护盖可由COMPLY 发泡体尖端制成,它可购自网站。应了解,该保护盖可卸下抛弃、更换或清洗以降低耳朵感染的险。不过,睡眠呼吸中止侦测装置100在不使用保护盖下仍可操作。
[0032] 装置100的装置存取端130提供进出定义于壳体110里面的内室的途径。在不同的具体实施例中,可将装置存取端130组态成可容纳经组态成可侦测载着睡眠呼吸中止侦测装置100的受测者是否处于睡眠呼吸中止诱发姿势的睡眠呼吸中止侦测电路200。图2提供与睡眠呼吸中止侦测电路200有关的其它细节。
[0033] 可放入电源134(例如,电池,电池单元或任何其它电力储存组件)的装置存取端130可包含一至少部份可移动或可拆除的盖体132。应了解,电源134(图示于图2)可再充电及/或卸除。此外,睡眠呼吸中止侦测装置100包含控制由电源134供给电力至睡眠呼吸中止侦测电路200的各种组件的开关136。
[0034] 装置存取端130也可包含可经组态成能使睡眠呼吸中止侦测电路200在壳体110的内室里至少在两个平面中旋转的旋转组件138。旋转组件138可包含可旋转以调整睡眠呼吸中止侦测电路200对于壳体110的方位的一或更多个易使用的定位螺丝(set screw)。能够调整睡眠呼吸中止侦测电路200的方位使得可按照各个受测者耳孔的不同大小、形状及结构来重新定向电路。以下在说明图11及图12时提供与睡眠呼吸中止侦测装置100对于特定受测者的校准有关的其它细节。
[0035] 虽然本揭示内容的不同具体实施例揭示一种设计成可配置于受测者耳孔内的睡眠呼吸中止侦测装置100,然而本揭示内容的范畴不受限于该等具体实施例。反而,在一些具体实施例中,可将该睡眠呼吸中止侦测装置组态成可放在受测者头部上面的任何地方以便侦测相对于受测者身体的其余部份的不同头部姿势。例如,该睡眠呼吸中止侦测装置可设计成能用带子环绕受测者的前额绑住、戴起来像无尖峰便帽或帽子、或定位于受测者的耳朵外。其它非限定性实施例包括可插入受测者的口、鼻或可附接至头发等等的装置。
[0036] 图2A根据一些具体实施例图示示范睡眠呼吸中止侦测电路200的方块图。如上述,睡眠呼吸中止侦测电路200可置于壳体110的内室内。应了解,睡眠呼吸中止侦测电路200可封装成为可插入壳体110的内室的单一IC封装件。图2B根据本揭示内容的一些具体实施例图示在电路板220上的睡眠呼吸中止侦测电路200的上视图。请参考图2A及图2B,睡眠呼吸中止侦测电路200可包含经组态成可接收来自直流-直流转换器(DC-DC converter)204的电力的微控制器202。
[0037] 可将直流-直流转换器204组态成可接收来自电源136的电力以及把电源136所提供的电压转换成适用于微控制器202的电压。微控制器202可电气耦合至感测器,包括但不受限于:重力感测器,例如三轴测斜仪、双轴测斜仪206或单轴测斜仪,以及一或更多缓冲放大器208,使得微控制器202能够供给电力给双轴测斜仪206及缓冲放大器208。可将双轴测斜仪206组态成可输出对应至测得俯仰角的第一讯号以及对应至测得侧滚角的第二讯号。此外,微控制器202能够接收双轴测斜仪206所产生的第一及第二讯号。在不同的具体实施例中,双轴测斜仪206可耦合至缓冲放大器208,借此用缓冲放大器208放大双轴测斜仪206所产生的讯号以及以输入讯号提供给微控制器202。
[0038] 可将微控制器202组态成可执行用来校准睡眠呼吸中止侦测装置100的一或更多算法,以及数个算法用以判断受测者头部是否处于睡眠呼吸中止诱发姿势,以及在确定受测者头部处于睡眠呼吸中止诱发姿势时产生刺激。
[0039] 微控制器202也可被组态成可提供可产生表示该受测者头部处于睡眠呼吸中止诱发姿势的刺激的输出讯号。在一具体实施例中,微控制器202可提供输出讯号给带通滤波器衰减器210,其传递输出讯号给传感器212。在不同的具体实施例中,传感器212可为扬声器、音调产生器、振动产生器,或任何其它刺激生成组件。应了解,传感器212能够产生受测者可察觉的触觉刺激及/或可听见刺激。
[0040] 在一具体实施例中,微控制器202可实作成为16 PIN QFN 4*4*0.9毫米BIT CMOS微控制器,其具有可购自在美国亚利桑那州Chandler市的微芯科技公司的零件PIC16F684-1/ML。用作双轴测斜仪206的三轴加速度计的实作可用购自美国纽约州Ithaca市的KIONIX 的KXTC9加速器。应了解,睡眠呼吸中止侦测电路200的部件可包含各种其它电气组件,包括但不受限于:电容器、电感器、电阻器及电位计。特别是,电位计可耦合至接收器212以调整生成讯号的振幅。另外或替换地,可用其它电子组件或通过微控制器202本身来调整讯号的振幅。
[0041] 双轴测斜仪206可产生表示测斜仪相对于重力的方位的讯号。通常,双轴测斜仪能够感测在相对于重力方向的两个方向的角度位置(angular position)。在利用双轴测斜仪来侦测受测者头部是否处于睡眠呼吸中止诱发姿势时,可将睡眠呼吸中止侦测装置100组态成可测量受测者头部相对于一或更多正交轴线的角度位置。在不同的具体实施例中,测斜仪206用代表瞬时重力方向的轴线作为该等正交轴线中的一条,以下大体被称为重力轴线。
[0042] 如上述,双轴测斜仪206可输出对应至俯仰角的第一讯号以及对应至侧滚角的第二讯号。可将微控制器202组态成可拿第一讯号与对应至可能诱发睡眠呼吸中止的预定俯仰角范围的临界值做比较。此预定俯仰角范围被称为睡眠呼吸中止诱发俯仰角。微控制器202也可被组态成可拿第二讯号与对应至可能诱发睡眠呼吸中止的预定侧滚角范围的临界值做比较。此预定侧滚角范围被称为睡眠呼吸中止诱发侧滚角。在典型具体实施例中,在第一讯号对应至落在睡眠呼吸中止诱发俯仰角内的俯仰角时,以及在第二讯号对应至落在睡眠呼吸中止诱发侧滚角内的侧滚角时,受测者可能经历睡眠呼吸中止。
[0043] 如果受测者头部与对应参考轴线之间所形成的俯仰角及侧滚角两者各自落在睡眠呼吸中止诱发俯仰角内及睡眠呼吸中止诱发侧滚角内,微控制器202可产生输出讯号造成传感器212产生受测者可察觉的刺激。在说明图4至图6时会提供与睡眠呼吸中止诱发俯仰角有关的其它细节,以及在说明图7至图9时会提供与睡眠呼吸中止诱发侧滚角有关的其它细节。
[0044] 虽然本揭示内容描述不记录数据的睡眠呼吸中止侦测装置的具体实施例,然而应了解,可将该装置组态成能够记录数据。在一些具体实施例中,可设计用于各种应用的睡眠呼吸中止侦测装置100,例如进行睡眠分析研究、远端监控受测者睡眠及其类似者。同样地,睡眠诊所可用睡眠呼吸中止侦测装置分析受测者可入睡的不同头部姿势,以及测定受测者经验睡眠呼吸中止的受测者头部姿势。同样地,有可能想要记录在受测者入睡时由双轴测斜仪206产生的数据。
[0045] 请参考图2C,睡眠呼吸中止侦测系统可包含留在壳体110内的本地睡眠呼吸中止侦测电路200C。本地睡眠呼吸中止侦测电路200C类似于睡眠呼吸中止侦测电路200,但是不同的是没有微控制器202。反而,本地睡眠呼吸中止侦测电路200C包含让数据输出端口216可接收双轴测斜仪所产生的输出讯号以及可送出与输出讯号相关的信息给远端睡眠呼吸中止处理单元220的接口242。远端睡眠呼吸中止处理单元220可包含与数据输出端口
216通信耦合的通信端口224。此外,该远端睡眠呼吸中止处理单元可包含处理器222用以处理接收自本地睡眠呼吸中止侦测电路200C的讯号以及储存相关的数据于储存位置中,例如存储器226。此外,远端睡眠呼吸中止处理单元220可提供输出讯号给带通滤波器及衰减器230,其传递输出讯号给能够警示受测者的传感器232。
[0046] 请参考图2D,睡眠呼吸中止侦测系统可包含留在壳体110内的本地睡眠呼吸中止侦测电路200D。本地睡眠呼吸中止侦测电路200D类似于睡眠呼吸中止侦测电路200,但是不同的是微控制器202耦合至数据输出端口216而可提供双轴测斜仪206所产生的输出讯号给远端睡眠呼吸中止处理单元250。远端睡眠呼吸中止处理单元250可包含与数据输出端口256通信耦合的通信端口254。此外,该远端睡眠呼吸中止处理单元可包含处理器252用以处理接收自本地睡眠呼吸中止侦测电路200D的讯号以及储存相关的数据于储存位置内,例如存储器256。
[0047] 在不同的具体实施例中,睡眠呼吸中止侦测装置100可包含数据端口214供来自睡眠呼吸中止侦测电路200的数据通过它传送至外部储存位置,包括但不受限于:组态成可记录此类数据的电脑。使用技术,包括但不受限于:蓝牙、短距离无线数据传输、或其它形式的数据传输,可组态用于有线数据传送或无线数据传送的数据端口。在一些具体实施例中,该数据储存位置可位于受测者附近,而在其它具体实施例中,该数据储存位置可位在远端位置。在一些具体实施例中,可将该睡眠呼吸中止侦测装置组态成可存取通信网络,例如WiFi、LAN、WAN或任何其它通信网络,双轴测斜仪206所产生的数据可通过通信网络来传送至该储存位置。在不同的具体实施例中,可将该睡眠呼吸中止侦测电路简单地组态成可向双轴测斜仪206轮询(poll)读数,以及可提供测斜仪206的输出讯号给外部处理系统用以处理数据以及产生使受测者可得到警示的刺激。应了解,利用图示于图2C至图2D的组态中的任一,睡眠呼吸中止侦测装置与睡眠呼吸中止处理单元之间的通信可为双向式。例如,利用上述通信协定中的任一,测斜仪206的数据可推送给处理器222或由处理器222拉取。利用图示于图2D的组态,初始化传感器212的讯号可起源于处理单元220以回应由单元200C传输至单元220的数据以及用处理器222评估。
[0048] 受测者能够以3条固定正交轴线中的任一为中心旋转他/她的头部302。为了清楚起见,图3A及图3B图示受测者头部302以及受测者头部302对它们可旋转的3条固定正交轴线。在本揭示内容中以及如图3A所示,这3条固定正交轴线的描述可相对于躺成仰卧姿势以及向前看的假设受测者。x轴306由假设受测者头部的顶部延伸至假设受测者头部的底部,使得在假设受测者直立时,x轴306与瞬时重力轴线对齐。如图3B所示,y轴308指由假设受测者头部的一耳延伸至另一耳的轴线,以及z轴310为由假设受测者头部302的鼻子延伸至假设受测者头部302背后的轴线。应了解,当假设受测者躺下处于仰卧姿势时,z轴310与瞬时重力方向对齐。
[0049] 受测者头部302以x轴306为中心的旋转被称为侧滚,以及受测者头部302的鼻子304延伸至受测者头部302背后的轴线与y轴308所形成的角度在此被称为侧滚角。受测者头部302以y轴308为中心的旋转在此被称为俯仰,以及由受测者头部302的鼻子延伸至受测者头部302背后的轴线与z轴310所形成的角度在此被称为俯仰角。受测者头部302以z轴310为中心的旋转在此被称为偏转(yaw),以及由受测者头部302顶部延伸至受测者头部302的底部的轴线与x轴306所形成的角度在此被称为偏转角。应了解,轴线
306、308、310中的任一可对齐或不对齐重力轴线。在轴线306、308、310全都不对齐重力轴线的具体实施例中,睡眠呼吸中止侦测电路可做修正调整以补偿失准。
[0050] 如上述,阻塞性睡眠呼吸中止为在睡眠期间因呼吸道变窄、阻塞或松软而暂停呼吸的情况。在睡眠期间,受测者的肌肉变得更加放松,包括帮助呼吸道保持开放以及让空气流入部的肌肉。通常上喉咙在睡眠期间仍然保持充分开放让空气通过。不过,有些人有较窄的喉咙区。当上喉咙的肌肉在睡眠期间放松时,呼吸可能中止一段时间,有时持续10秒以上。呼吸中止被称作呼吸中止。应了解,阻塞性睡眠呼吸中止的原因可为舌头压迫软颚(soft palate)而阻塞呼吸道,或舌头直接阻塞呼吸道。
[0051] 已确定,受测者头部302相对于重力轴线的姿势与阻塞性睡眠呼吸中止的发生有关。受测者有可能经验睡眠呼吸中止的姿势被称为睡眠呼吸中止诱发姿势。当受测者头部302的姿势使得由受测者头部302轴线与z轴310形成的俯仰角落在睡眠呼吸中止诱发俯仰角范围内以及由受测者头部302轴线与y轴308形成的侧滚角落在睡眠呼吸中止诱发侧滚角范围时,受测者有可能经验睡眠呼吸中止。受测者头部的姿势与睡眠呼吸中止的相关性与重力造成舌头324及/或软颚322阻塞呼吸道320的效应有关。特别是,重力施力于舌头324及软颚322的方向支配呼吸道被阻塞的发生。即使重力的总体大小在重力下不变,造成舌头324及软颚322阻塞呼吸道320的重力大小也随着受测者头部的姿势改变而改变。因此,有些头部姿势比其它姿势更有可能造成阻塞性睡眠呼吸中止的发生。
[0052] 通常,在受测者处于仰卧姿势以及沿着z轴310向前看时,作用于舌头324及软颚322而可能造成呼吸道320被阻塞的重力为最大值。方程式1给出呼吸道挤压力与俯仰角θp的关系如下:
[0053] (方程式1)F=m*a*sin(θp)
[0054] 在此F为呼吸道挤压力,m为舌头组织的有效质量,a为由重力引起的加速度,以及θp为俯仰角,其测量是相对于z轴310。同样,方程式2给出呼吸道挤压力与侧滚角θr的关系式如下:
[0055] (方程式2)F=m*a*sin(θr)
[0056] 在此F为呼吸道挤压力,m为舌头组织的有效质量,a为由重力引起的加速度,θr为侧滚角,其测量是相对于y轴308。
[0057] 图4A至图4D根据本揭示内容的一些具体实施例图示有不同俯仰角的受测者头部以及作用于受测者的呼吸道的对应重力。特别是,图4A图示受测者头部302处于仰卧姿势使得由受测者头部的头部延伸至受测者头部302的底部的轴线与z轴310形成的俯仰角θp等于90°。在俯仰角θp等于90°时,呼吸道挤压力最大。图4B图示受测者头部302处于直立姿势使得由受测者头部的头部延伸至受测者头部302的底部的轴线与z轴310形成的俯仰角θp等于180°。当俯仰角θp等于180°时,呼吸道挤压力最小,如以上提供的方程式所解释的。图4C图示俯仰角在90°<θp<180°之间的受测者头部,在这种情形下,总呼吸道挤压力中只有一部份被引导成可压迫舌头324或软颚322而阻塞呼吸道320。图4D图示俯仰角θp等于270°的受测者头部,在这种情形下,重力反向作用于呼吸道320壁
322使得呼吸道320保持开放。
[0058] 图5A概念性图示有与图4A至图4D的受测者头部俯仰角对应的不同俯仰角的受测者头部。图5B图示相对于z轴310的睡眠呼吸中止诱发俯仰角范围。如图5B所示,该睡眠呼吸中止诱发俯仰角范围可在20°至160°之间。
[0059] 图6根据本揭示内容的一些具体实施例图示呼吸道挤压力百分比随俯仰角范围变化的曲线图。如上述,呼吸道挤压力与俯仰角θp的关系式由方程式1给出。
[0060] 如以上在说明图4及图5时所述,受测者可以仰卧姿势睡着,其中受测者头部所形成的俯仰角等于90°。虽然受测者可以稍微小于90°的俯仰角睡着,但是远小于90°的角度可能不舒服或不合意。因此,在一些具体实施例中,更实际的睡眠呼吸中止诱发俯仰角范围可大约为75°或更大。
[0061] 图7根据本揭示内容的一些具体实施例图示受测者可能经验睡眠呼吸中止的俯仰角范围。可将睡眠呼吸中止侦测电路200组态成在俯仰角及侧滚角两者各自落在睡眠呼吸中止诱发俯仰角及侧滚角位置的范围内时可产生刺激。该睡眠呼吸中止诱发俯仰角范围可对应至与最大呼吸道挤压力的临界百分比关连的角度,该最大呼吸道挤压力可造成呼吸道320被阻塞而导致睡眠呼吸中止。
[0062] 已确定,在呼吸道挤压力造成呼吸道被舌头324或者是软颚322阻塞时,可能发生睡眠呼吸中止。在不同的具体实施例中,呼吸道会阻塞的临界百分比可为35%,其对应至大于约20°及小于约160°的俯仰角。在其它具体实施例中,临界百分比可为40%,其对应至大于约25°及小于约155°的俯仰角。在另一具体实施例中,临界百分比可为50%,其对应至大于约30°及小于约150°的俯仰角。应了解,随着临界百分比增加,发生睡眠呼吸中止的可能性也跟着增加。此外,俯仰角范围也随着临界百分比增加而变窄。也应了解,定义该范围的角度不一定加起来等于180°。反而,诱发睡眠呼吸中止的俯仰角范围可由约60°延伸至150°。
[0063] 图8A根据本揭示内容的一些具体实施例概念性图示有不同侧滚角的受测者头部。特别是,图8A图示受测者头部以x轴306为中心旋转使得在受测者由右侧侧滚他的头部至左侧时,或是受测者由右侧至左侧侧滚他的头部及身体时,相对于y轴308的侧滚角θr由0°增加至180°。图8B图示相对于y轴308由25°延伸至155°的睡眠呼吸中止诱发侧滚角范围。
[0064] 尽管可能睡眠呼吸中止诱发姿势可包含相对于y轴308由约12°延伸至168°的侧滚角,然而可将睡眠呼吸中止侦测装置100组态成睡眠呼吸中止侦测装置100可考虑到大约有25°至155°的侧滚角以落在睡眠呼吸中止诱发姿势的范围内,如图8B所示。这是因为受测者在睡觉时对于y轴308可能无法维持有小于12°或大于168°的侧滚角。不过,借由包括在睡眠呼吸中止诱发范围内的角度范围,睡眠呼吸中止侦测装置100的准确度可能降低。不过,应了解,在不同的具体实施例中,该等角度可包括在睡眠呼吸中止侦测装置100认为落在睡眠呼吸中止诱发范围里的角度范围内。
[0065] 图9根据本揭示内容的一些具体实施例图示呼吸道挤压力百分比随侧滚角范围变化的曲线图。如上述,呼吸道挤压力与侧滚角θr的关系式由方程式2给出。
[0066] 已确定,在呼吸道挤压力超过呼吸道挤压力的临界百分比时,可能发生睡眠呼吸中止。在不同的具体实施例中,临界百分比可为35%,其对应至大于约20°及小于约160°的侧滚角。在其它具体实施例中,临界百分比可为40%,其对应至大于约25°及小于约155°的侧滚角。在又一具体实施例中,临界百分比可为50%,其对应至大于约30°及小于约150°的俯仰角。应了解,随着临界百分比增加,发生睡眠呼吸中止的可能性也跟着增加。
此外,侧滚角范围也随着临界百分比增加而变窄。
[0067] 睡眠呼吸中止侦测装置100可能不产生刺激,只要受测者摆出的姿势的俯仰角θp不在睡眠呼吸中止诱发姿势的俯仰角范围内或侧滚角θr不在睡眠呼吸中止诱发姿势的侧滚角范围内,该等范围是预定义于睡眠呼吸中止侦测电路200。在一具体实施例中,不在睡眠呼吸中止诱发姿势的俯仰角范围内的俯仰角包括相对于z轴310超过160°或小于20°的俯仰角。应了解,即使有些角度不诱发睡眠呼吸中止,然而此类睡眠姿势可能不合意或不舒服。例如,相对于z轴310以小于90°的俯仰角或大于270°的俯仰角睡觉可能不舒服或不合意。同样,不在睡眠呼吸中止诱发姿势的侧滚角范围内的侧滚角包括相对于y轴308小于20°或超过160°的侧滚角。应了解,典型人类可能不会以超过250°或小于-70°的侧滚角睡觉。不过,由于睡眠呼吸中止侦测装置经组态成只判断受测者是否处于睡眠呼吸中止诱发姿势,因此在受测者头部处于不在睡眠呼吸中止诱发角度范围内的任何角度时,不采取任何动作。
[0068] 睡眠呼吸中止侦测装置100在以下情形下可产生刺激,受测者摆出的姿势的俯仰角θp在睡眠呼吸中止诱发姿势范围内,例如相对于z轴310有落在约20°至160°之间的俯仰角,以及相对于y轴308有在约20°至160°之间的侧滚角θr。
[0069] 图10根据本揭示内容的一些具体实施例图示受测者可能经验睡眠呼吸中止的侧滚角范围。如上述,可将睡眠呼吸中止侦测电路200组态成在俯仰角及侧滚角各自落在睡眠呼吸中止诱发俯仰角及侧滚角位置的范围内时可产生刺激。睡眠呼吸中止诱发侧滚角的范围可对应至与最大呼吸道挤压力(其作用可导致呼吸道320被阻塞而造成睡眠呼吸中止)的临界百分比关连的侧滚角。
[0070] 已确定,在呼吸道挤压力造成呼吸道被舌头324或者是软颚322阻塞时,可能发生睡眠呼吸中止。在不同的具体实施例中,呼吸道会阻塞的临界百分比可为35%,其对应至大于约20°及小于约160°的侧滚角。在其它具体实施例中,临界百分比可为40%,其对应至大于约25°及小于约155°的侧滚角。在又一具体实施例中,临界百分比可为50%,其对应至大于约30°及小于约150°的侧滚角。应了解,随着临界百分比增加,发生睡眠呼吸中止的可能性也跟着增加。此外,侧滚角范围也随着临界百分比增加而变窄。也应了解,定义该范围的角度不一定加起来等于180°。反而,诱发睡眠呼吸中止的侧滚角范围可由约60°延伸至150°。
[0071] 虽然本揭示内容揭示用双轴测斜仪206测定受测者头部的俯仰角及侧滚角,然而其它类型的测斜仪、加速度计、陀螺仪或感测器可用来测定受测者头部相对于3条固定轴线306、308、310的方位。在不同的具体实施例中,可使用单轴加速度计。特别是,单轴加速度计能够提供与第一轴线有关的角度信息,以及与其它两条相互正交轴线的第二轴线有关且敏感度减少的角度信息。由于单轴加速器能够在两条个别轴线上产生不同的输出电压集合,因此可使用单轴加速器,只要定义睡眠呼吸中止诱发姿势的俯仰角范围与定义睡眠呼吸中止诱发姿势的侧滚角范围相同。
[0072] 由图6及图9可了解,睡眠呼吸中止诱发姿势可用一个样的俯仰角与侧滚角定义。例如,相对于各自的轴线,俯仰角范围可设定在20°<θp<160°,以及侧滚角范围可设定在
20°<θr<160°。在一具体实施例中,相对于x轴306,睡眠呼吸中止诱发俯仰角位置可设定在30°,它可对应至由单轴加速度计产生的临界输出电压。当受测者头部移向仰卧姿势以及侧滚头部有0°<θr<180°时,睡眠呼吸中止侦测电路在单轴加速度计所输出的电压到达临界输出电压时可产生刺激。由于临界输出电压与对于y轴308约有30°或对于y轴
308有150°的侧滚角相关,当侧滚角在睡眠呼吸中止诱发姿势范围内时可产生刺激。
[0073] 双轴测斜仪206的方位为睡眠呼吸中止侦测装置100能准确及一致地起作用的重要考量。双轴测斜仪206产生表示睡眠呼吸中止侦测装置100与3条固定正交轴线306、308、310的相对方位的输出讯号。由于微控制器206设计成在受测者头部302摆出睡眠呼吸中止诱发姿势时可产生刺激,因此确保双轴测斜仪206一直产生准确地对应至正确侧滚角及俯仰角的输出讯号很重要。在放入耳朵时,用旋转误差及平面度误差(planarity error)两者设定呼吸中止侦测装置100的整体准确度。
[0074] 旋转误差与俯仰角关连。在不同的具体实施例中,可接受旋转误差范围可包含相对于重力轴线在170°、190°之间的俯仰角。在受测者使睡眠呼吸中止侦测装置100在耳孔内以重力轴线为中心旋转直到俯仰角相对于重力轴线是在170°、190°之间的校准期间,可轻易地去除该旋转误差。在不同的具体实施例中,在校准处理(calibration process)期间,睡眠呼吸中止侦测装置可产生表示睡眠呼吸中止侦测装置未校准的刺激。当装置100在受测者的耳孔内旋转时,睡眠呼吸中止侦测装置100可产生表示装置不再有旋转误差的不同刺激。在不同的具体实施例中,可将该睡眠呼吸中止侦测装置组态成在判断受测者头部302是否在睡眠呼吸中止诱发俯仰角范围内时可把旋转误差作为因素考虑。
[0075] 图11A的侧视图图示受测者头部以及睡眠呼吸中止侦测装置100的各个方位。受测者可能摆出基于受测者头部的方位的睡眠呼吸中止诱发姿势。特别是,在受测者头部摆出俯仰角在睡眠呼吸中止诱发俯仰角范围内以及侧滚角在睡眠呼吸中止诱发侧滚角范围内的姿势时,受测者可能摆出睡眠呼吸中止诱发姿势。如上述,由于睡眠呼吸中止侦测装置100(其包含双轴测斜仪206)至少部份插入受测者的耳孔,受测者头部相对于固定正交轴线306、308的俯仰及侧滚运动可改变双轴测斜仪206相对于两条固定正交轴线306、308的方位。因此,双轴测斜仪206所产生的输出讯号也可改变而反映俯仰角及侧滚角的变化。
[0076] 在首次使用睡眠呼吸中止侦测装置之后,可执行校准处理,因为双轴测斜仪决定相对于重力或垂直线的俯仰角及侧滚角。同样地,当包含双轴测斜仪206的睡眠呼吸中止侦测电路200位在受测者的耳孔内时,双轴测斜仪206可提供相对于两条正交轴线的俯仰角及侧滚角。作为校准处理的一部份,这在说明图12时会加以描述,双轴测斜仪206的旋转角度对于重力轴线306可落在约170°至190°的范围内,如图11A所示。取决于受测者把睡眠呼吸中止侦测装置100戴在左耳还是右耳,位于壳体110内的睡眠呼吸中止侦测电路200对于壳体110可旋转180°。
[0077] 如上述,呼吸中止侦测装置100的整体准确度也可取决于平面度误差。在双轴测斜仪206与3条正交轴线中的每一条不对齐时,出现平面度误差。不过,使双轴测斜仪206与由耳朵画到耳朵的直线垂直地对齐不容易校准、侦测或调整,因为平面度误差会随着受测者的耳孔形状而有所不同。可用陀螺仪侦测平面度,然而它本身需要校准。由于每个人耳孔的形状及角度都有点因人而异,可能需要一次性平面度调整以匹配受测者的独特耳孔方位。可由受测者或由医生使睡眠呼吸中止侦测电路200在壳体110内旋转来完成一次性调整。如上述,可从睡眠呼吸中止侦测装置100的存取端130接近的旋转组件138,例如定位螺丝,可使睡眠呼吸中止侦测电路200与壳体110相对旋转。在不同的具体实施例中,可用个别的螺丝使测斜仪206或壳体110内的睡眠呼吸中止侦测电路200以特定轴线为中心旋转。
[0078] 图11B至图11C的受测者头部正视图及侧视图根据本揭示内容的一些具体实施例图示双轴测斜仪相对于正交轴线的方位。借由使睡眠呼吸中止侦测电路200在壳体110内旋转,双轴测斜仪206的方位也改变。为了排除平面度误差,双轴测斜仪206可经定向成该双轴测斜仪与3条固定正交轴线306、308、310对齐。
[0079] 图12根据本揭示内容的一些具体实施例图示用于校准睡眠呼吸中止侦测装置100的示范逻辑流程图。例程1200在操作1202开始,在此使睡眠呼吸中止侦测装置100通电。在不同的具体实施例中,可将开关136组态成可控制供给至睡眠呼吸中止侦测装置100的电力。由操作1202,例程1200前进至操作1204,在此微控制器202判断电源供应器132所供给的电压是否大于临界电压。如果微控制器202判断电源供应器所供给的电压不大于临界电压,则例程1200前进至操作1206,在此微控制器202,经由传感器216,例如用扬声器产生表示低电压的刺激。在不同的具体实施例中,表示低电压的刺激可为有特定频率、振幅及持续时间的讯号。例如,该讯号可为持续产生2秒的30Hz讯号。在不同的具体实施例中,该临界电压可设定成为可提供电力给微控制器202的电压,使得微控制器202可正常地操作一段预定时间,例如,8小时。应了解,微控制器202所使用的电量部份可基于微控制器202有多频繁地向双轴测斜仪206轮询俯仰角及侧滚角信息,以及传感器216产生刺激的频率与持续时间。
[0080] 例程1200由操作1206回到操作1202,在此再度重设睡眠呼吸中止侦测电路200。不过,如果在操作1204,微控制器202判断电源供应器所供给的电压大于临界电压,则例程
1200前进至操作1208,在此微控制器202提供电力给双轴测斜仪206。由操作1208,例程
1200前进至操作1210,在此微控制器202的输入接收对应至相对于z轴310的俯仰角的俯仰电压以及对应至相对于y轴308的侧滚角的侧滚电压。应了解,该俯仰电压及该侧滚电压只是由测斜仪206提供的讯号实施例。
[0081] 由操作1210,例程1200前进至操作1212,在此微控制器202关断供给至测斜仪206的电力。作为轮询双轴测斜仪206的一部份,该微控制器供给电力给双轴测斜仪206,接收来自双轴测斜仪的讯号,然后关断供给至双轴测斜仪206的电力。在一些具体实施例中,微控制器202每20秒可轮询双轴测斜仪206。微控制器202供给电力给双轴测斜仪持续约0.25秒,在此期间,双轴测斜仪206能够产生各自对应至相对于y轴308、z轴310与受测者头部关连的当下侧滚角及俯仰角的讯号。在0.25秒后,微控制器202停止供给电力给双轴测斜仪206,直到约20秒后,当微控制器202再度轮询双轴测斜仪206的时候。由于微控制器供给电力给双轴测斜仪206只占装置100操作时间的1.2%(0.25s/0.25s),装置100的电池寿命约81倍优于要求感测器(例如,双轴测斜仪206)持续通电的任何解决方案。例如,用感测器以借由侦测受测者头部的运动来侦测受测者头部的当下姿势需要感测器持续地通电。与此相比,借由用本文所述的方式轮询双轴测斜仪206可大幅改善电池寿命。应了解,可增加轮询双轴测斜仪206之间的时间以进一步改善电池寿命。在替代具体实施例中,微控制器202可连续供给电力给双轴测斜仪206,不过,如以上所解释的,这会牺牲电池寿命。
[0082] 由操作1212,例程1200前进至操作1214,在此微控制器202判断来自测斜仪206表示俯仰角及侧滚角的讯号是否在数值范围内。在一些具体实施例中,微控制器202判断俯仰电压是否对应至相对于z轴310在约170°至190°之间的俯仰角,以及侧滚电压是否对应至相对于y轴308也在约170°至190°之间的侧滚角。
[0083] 在操作1214,如果微控制器202确定俯仰角或者是侧滚角不在临界值内,则例程1200前进至操作1216,在此微控制器202可产生表示睡眠呼吸中止侦测装置100未校准的警报。由操作1216,例程1200前进至操作1218,在此受测者可调整睡眠呼吸中止侦测装置
100在受测者耳孔内的方位。在不同的具体实施例中,该调整可包含使睡眠呼吸中止侦测装置100在受测者耳孔内旋转。替换地,在一次性平面度校准期间,该调整可包含借由旋转睡眠呼吸中止侦测装置100的旋转组件138来使睡眠呼吸中止侦测电路200在壳体110的内室内旋转。由操作1218,例程1200回到操作1208,在此微控制器202借由供电给测斜仪
206来重新开始校准处理。
[0084] 在操作1214,如果微控制器202确定俯仰角相对于z轴310落在约170°至190°之间以及侧滚角相对于y轴308落在约170°至190°之间,则例程1200由操作1214前进到操作1220,在此微控制器202可产生表示睡眠呼吸中止侦测装置100已校准的刺激。在不同的具体实施例中,该刺激可为讯号,例如持续3秒产生的300Hz讯号。由操作1220,例程1200前进至操作1222,在此睡眠呼吸中止侦测装置100可执行呼吸中止搜寻算法,在说明图13时会描述它的具体实施例。
[0085] 图13根据本揭示内容的一些具体实施例图示与呼吸中止搜寻算法关连的示范逻辑流程图,其经组态成可侦测受测者是否处于睡眠呼吸中止诱发姿势。例程1300在操作1302开始,在此微控制器202提供电力给测斜仪206。由操作1302,例程1300前进至操作
1304,在此测斜仪206产生对应至受测者头部的俯仰角及侧滚角的俯仰电压及侧滚电压,如先前所解释的。应了解,测斜仪206可产生任何类型的讯号,包括但不受限于:电压、电流、电荷等等。由操作1304,例程1300前进到操作1306,在此微控制器202关断供给至测斜仪206的电力。在不同的具体实施例中,微控制器202可提供及关断供给至测斜仪206的电力以戮力节约能量以及延长睡眠呼吸中止侦测装置100的电池寿命以及最小化在重新定位时的假警报次数。
[0086] 由操作1306,例程1300前进至操作1308,在此微控制器202基于接收自双轴测斜仪206的讯号来测定俯仰角及侧滚角。由操作1308,例程1300前进至操作1310,在此微控制器202判断俯仰角是否对应至睡眠呼吸中止诱发俯仰角位置。在不同的具体实施例中,如果俯仰角相对于z轴310落在约20°至160°之间,微控制器202可确定俯仰角对应至睡眠呼吸中止诱发俯仰角位置。在操作1310,如果微控制器202确定俯仰角不对应至睡眠呼吸中止诱发俯仰角位置,例程1300前进至操作1312,在此微控制器202设定旗标计数(flag count)为零。在不同的具体实施例中,旗标计数可为一个位(bit)或一序列的位或可用作计数器的任何其它数据结构。由操作1312,例程1300前进至操作1324,在此微控制器202等待直到微控制器202向双轴测斜仪206轮询新的俯仰及侧滚电压读数。
[0087] 不过,在操作1310,如果微控制器202确定俯仰角对应至睡眠呼吸中止诱发俯仰角位置,例程1300前进至操作1314,在此微控制器202判断侧滚角是否对应至睡眠呼吸中止诱发侧滚角位置。在不同的具体实施例中,如果侧滚角相对于y轴308落在约25°至155°之间,受测者处于睡眠呼吸中止诱发姿势。
[0088] 在操作1314,如果微控制器202确定侧滚角不对应至睡眠呼吸中止诱发侧滚角位置,例程1300前进至操作1316,在此旗标计数重设为零。以此方式,如果受测者不再处于睡眠呼吸中止诱发姿势,则不激活刺激或警报。由操作1316,例程1300前进至操作1324,在此微控制器202等待直到微控制器202向双轴测斜仪206轮询新的俯仰及侧滚电压读数。
[0089] 在操作1314,如果微控制器202确定侧滚角对应至睡眠呼吸中止诱发侧滚角位置,例程1300前进至操作1318,在此微控制器202使旗标计数加一。由操作1318,例程1300前进至操作1320,在此微控制器202判断旗标计数是否等于或大于警报产生临界值。在一些具体实施例中,警报产生临界值可设定为3。在操作1320,如果微控制器202确定旗标计数不等于或大于警报产生临界值,例程1300前进至操作1324,在此微控制器202等待直到微控制器202向双轴测斜仪206轮询新的俯仰及侧滚电压读数。不过,在操作1320,如果微控制器202确定旗标计数等于或大于警报产生临界值,例程1300前进至操作1322,在此微控制器执行在说明图14时会描述的警报循环算法。
[0090] 图14根据本揭示内容的一些具体实施例图示用于在受测者处于睡眠呼吸中止诱发姿势时产生刺激的示范逻辑流程图。例程1400在操作1402开始,在此微控制器202设定警报计数器为零。由操作1402,例程1400前进至操作1404,在此微控制器202设定对应至警报计数器设定为零时的刺激特性或参数。由操作1404,例程1400前进至操作1406,在此微控制器202产生刺激。如上述,该刺激可为声响、语音、命令、振动或其它触觉刺激、或受测者可感觉到的任何其它通知。应了解,由传感器216产生的任何刺激的特性可包括但不受限于:频率、振幅及持续时间。
[0091] 由操作1406,例程1400前进至操作1408,在此微控制器202使警报计数器加一。由操作1408,该例程前进到操作1410,在此微控制器202判断俯仰角及侧滚角是否对应至睡眠呼吸中止诱发姿势。在操作1410,如果微控制器202确定俯仰角及侧滚角不对应至睡眠呼吸中止诱发姿势,则例程1400前进至操作1412,在此微控制器202执行在说明图13时会描述的睡眠呼吸中止搜寻算法。如上述,如果俯仰角相对于z轴310不在约20°至160°之间或者是侧滚角相对于y轴308不在约25°至155°之间,则微控制器202可确定俯仰角及侧滚角不对应至睡眠呼吸中止诱发姿势。
[0092] 在操作1410,如果微控制器202确定俯仰角及侧滚角对应至睡眠呼吸中止诱发姿势,则例程1400前进至操作1414,在此微控制器202判断警报计数器是否等于1。在操作1414,如果微控制器202确定警报计数器等于1,则例程1400前进至操作1404,在此微控制器202设定对应至警报计数器等于1时的警报参数。在不同的具体实施例中,可设定对应至警报计数器等于1时的警报参数以产生温和可听见的讯号,例如频率约30Hz的讯号。
[0093] 在操作1414,如果微控制器202确定警报计数器不等于1,则例程1400前进至操作1416,在此微控制器202判断警报计数器是否等于2。在操作1416,如果微控制器202确定旗标计数等于2,则例程1400前进至操作1404,在此微控制器202设定对应至警报计数器等于2时的警报参数。在不同的具体实施例中,可设定对应至警报计数器等于2时的警报参数以产生稍微让人不悦的音讯讯号,例如频率约100Hz以及持续时间有0.5秒的讯号。
[0094] 在操作1416,如果微控制器202确定警报计数器不等于2,则例程1400前进至操作1418,在此微控制器202判断警报计数器是否等于或大于3。在操作1416,如果微控制器202确定旗标计数等于或大于3,则例程1400前进至操作1404,在此微控制器202设定对应至警报计数器等于或大于3时的警报参数。在不同的具体实施例中,可设定对应至警报计数器等于时的警报参数以产生更加让人不悦的音讯讯号,例如频率约300Hz以及持续时间有0.5秒的讯号。在警报计数器增加超过3时,可设定警报参数以产生与闹钟类似的刺激。在一具体实施例中,该刺激可具有约300Hz的频率而且以1秒的持续时间及0.25秒的间隙无限地脉动。应了解,相较于与较低警报计数器关连的警报参数,与较高警报计数器关连的警报参数所产生的可听见讯号或其它刺激会逐渐让人分散注意力。例如,相较于与警报计数器等于2或警报计数器等于1关连的警报参数,与警报计数器等于3关连的警报参数比较大声、较久而且有不同的谐波含量(harmonic content)。应了解,一旦受测者不再处于睡眠呼吸中止诱发姿势,例程1400可结束。在一些具体实施例中,微控制器可经编程成可产生对应至有特定特性的噪音的讯号或有包括但不限于.mp3、.wav、.wma的格式的音讯档案。传感器212也实作成有触觉刺激产生器,例如在激活时能产生可察觉振动的振动机构,如果被循序地激活,可操纵它的参数以产生越来越强的刺激直到受测者有反应。
[0095] 图15的曲线图1500图示在受测者摆出最大化呼吸中止效应的6种仰卧姿势时对应至俯仰角、侧滚角及由微控制器202产生的输出讯号的各种读数。最大化呼吸中止效应的6种仰卧姿势包括1)仰卧、头部不加高以及脸朝上;2)仰卧、头部不加高以及头部尽可能转到左边;3)仰卧、头部不加高以及头部尽可能转到右边;4)仰卧、头部加高以及脸朝上;5)仰卧、头部加高以及头部尽可能转到左边;以及6)仰卧、头部加高以及头部尽可能转到右边。在不同的具体实施例中,由加高头部所形成的俯仰角等于115°。特别是,曲线图1500图示对应至受测者头部相对于水平轴线308的俯仰角的俯仰讯号(pitch signal)1502,对应至受测者头部相对于y轴308的侧滚角的侧滚讯号(roll signal)1504,以及在受测者头部处于睡眠呼吸中止诱发姿势时对应至产生刺激的输出讯号1506。如曲线图1500所示,输出讯号1506表明最大化呼吸中止效应的6种仰卧姿势各自会产生刺激。
[0096] 图16的曲线图1600图示在受测者摆出最小化呼吸中止效应的6种非仰卧姿势时对应至俯仰角、侧滚角以及由微控制器202产生的输出讯号的各种读数。最小化呼吸中止效应的6种非仰卧姿势包括1)趴下、头部不加高以及脸朝下;2)趴下、头部不加高以及头部尽可能转到左边;3)趴下、头部不加高以及头部尽可能转到右边;4)趴下、头部加高以及脸朝下;5)趴下、头部加高以及头部尽可能转到左边;以及6)趴下、头部加高以及头部尽可能转到右边。在不同的具体实施例中,由加高头部所形成的俯仰角等于115°。特别是,曲线图1600图示对应至受测者头部相对于z轴310的俯仰角的俯仰讯号1602,对应至受测者头部相对于y轴308的侧滚角的侧滚讯号1604,以及在受测者头部处于睡眠呼吸中止诱发姿势时对应至产生刺激的输出讯号1606。如曲线图1600所示,输出讯号1606表明最小化呼吸中止效应的6种非仰卧姿势都不会产生刺激。
[0097] 尽管本揭示内容提供数种用于侦测睡眠呼吸中止的方法,然而揭示系统及技术应不受限于描述于本文的特定实作。反而,本揭示内容可能与侦测其它情况有关,例如梦游,婴儿猝死症候群(SIDS),以及车辆操作者睡着。为了实现使用睡眠呼吸中止侦测装置于这些情况中的任一者,需要把微控制器编程成可判断与受测者头部关连的俯仰角及侧滚角何时对应至梦游、SIDS、在操作车辆时睡着的特定参数。也应注意可优化用于每个应用的算法的取样时间。
[0098] 此外,揭示系统及技术应不受限于描述于本文的任何特定实作,因为有其它有利或替代性实作可取代它们,以便满足由任何实作者强加于揭示系统的组织、功能或技术要求。熟谙此艺者会明白对于描述于本文的特定具体实施例可做出修改同时仍在本文所揭示的教导的精神及范畴内。
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