睡眠呼吸暂停监测系统
阅读：418发布：2020-05-16
专利汇可以提供睡眠呼吸暂停监测系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种利用使用者的有关待测部位的 生物 信号 及有关 生物组织 的特性的阻抗 断层 成像信息，而对使用者的睡眠状态进行监测的睡眠呼吸暂停监测系统，能够生产为非常简便的便携式设备，从而，能够在家中以自然睡眠状态进行测量，并且，能够将由此获得的睡眠状态信息，用于睡眠呼吸暂停的诊断及 治疗 计划中。，下面是睡眠呼吸暂停监测系统专利的具体信息内容。
1.一种睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，包括：
EIT电极部，包括贴在使用者的待测部位的表面，从而测量有关所述待测部位的阻抗数据的多个EIT电极；
感应部，接触所述使用者的待测部位而感应生物信号；及
睡眠监测装置，根据所述测量的阻抗数据，输出基于所述待测部位的有关生物组织的特性的阻抗断层成像信息，并基于所述输出的阻抗断层成像信息及所述感应的生物信号，监测所述使用者的睡眠状态。
2.根据权利要求1所述的睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，
所述睡眠监测装置，包括：
影像输出部，根据所述测量的阻抗数据，对基于所述待测部位的生物组织的特性进行影像化，从而输出所述阻抗断层成像信息；
生物信号分析部，对由所述感应部感应的有关所述使用者的待测部位的包括血氧饱和度、声音、姿势，及心电图中的至少任一个的所述生物信号进行分析；
睡眠状态检测部，利用所述输出的阻抗断层成像信息及所述分析的生物信号，检测所述使用者的睡眠状态；及
控制部，进行控制从而向所述使用者提供基于所述检测的睡眠状态的诊断信息。
3.根据权利要求2所述的睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，
所述影像输出部，包括：
电流注入模块，在贴在所述待测部位的多个EIT电极中，通过至少一对所选择的EIT电极对，注入具有多个频率范围的电流；及
电压测量模块，通过所述多个EIT电极中的未被选择的EIT电极对，测量随着所述注入的电流而被诱导(induced)的电压。
4.根据权利要求3所述的睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，
所述影像输出部，还包括：
阻抗测量模块，基于随着所述使用者的睡眠状态变化的所述电压测量模块所测量的电压，对所述阻抗数据进行测量；及
阻抗断层成像信息生成模块，基于所述测量的阻抗数据对所述生物组织的特性进行影像化，从而生成所述阻抗断层成像信息。
5.根据权利要求1所述的睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，
所述多个EIT电极，排列于形成为柔性(Flexible)材质的基板的一面，从而贴在所述待测部位的表面。
6.根据权利要求1所述的睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，
所述感应部，包括：
在所述使用者处于睡眠状态时，测量基于所述待测部位的动脉血的血氧饱和度信号的血氧饱和度测量传感器；感应基于所述使用者生理活动的声音的声音感应传感器；感应所述使用者的运动的姿势测量传感器；及测量基于所述待测部位的心电图的心电图测量传感器中的至少任一个。
7.根据权利要求2所述的睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，
所述睡眠状态检测部，根据所述输出的阻抗断层成像信息及所述分析的基于生物信号的心电图形态学(morphology)信息，检测所述使用者的呼吸或者呼吸暂停的睡眠状态。
8.根据权利要求7所述的睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，
所述睡眠状态检测部，在所述使用者处于呼吸暂停的睡眠状态时，利用所述输出的阻抗断层成像信息及所述分析的生物信号，检测阻塞性睡眠呼吸暂停或中枢性睡眠呼吸暂停的睡眠状态。
9.根据权利要求2所述的睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，
所述睡眠状态检测部，利用所述输出的阻抗断层成像信息及所述分析的生物信号，检测所述使用者的快速眼动睡眠(REM sleep)或者非快速眼动睡眠(non-REM sleep)的睡眠状态。
10.根据权利要求2所述的睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，
所述睡眠状态检测部，当作为生物信号测量心电图时，利用由所述心电图分析的心率及所述输出的阻抗断层成像信息，检测所述使用者的睡眠(sleep)或清醒(wake)的睡眠状态。
11.根据权利要求2所述的睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，
所述睡眠监测装置，还包括：
使用者接口部，向所述使用者显示所述检测的睡眠状态、所述基于睡眠状态的诊断信息，及所述输出的阻抗断层成像信息中的至少任一个而进行提供；及
通讯部，传送基于所述睡眠状态的诊断信息。
12.一种睡眠呼吸暂停监测系统，其特征在于，
包括：
影像输出部，以通过贴在使用者的待测部位的表面的多个EIT电极测量的有关所述待测部位的阻抗数据为基础，对基于所述待测部位的生物组织的特性进行影像化，从而输出阻抗断层成像信息；
生物信号分析部，对由接触所述使用者的待测部位的感应部所感应的有关所述使用者的待测部位的包括血氧饱和度、声音、姿势，及心电图中的至少任一个的所述生物信号进行分析；
睡眠状态检测部，利用所述输出的阻抗断层成像信息及所述分析的生物信号，检测所述使用者的睡眠状态；及
控制部，进行控制而向使用者提供基于所述检测的使用者的睡眠状态的诊断信息。
睡眠呼吸暂停监测系统
技术领域
背景技术
[0002] 睡眠呼吸暂停是可能引发心脏疾病、肥胖，以及因疲劳与嗜睡引起的事故等的严重的医疗保健问题，在世界范围内的对应人数也呈现出不断增长的趋势。
[0004] 睡眠呼吸暂停症的类型有阻塞性睡眠呼吸暂停症与中枢性睡眠呼吸暂停症。
[0005] 阻塞性睡眠呼吸暂停症是指一种睡眠呼吸障碍，是由于在睡眠中的上呼吸道的气流闭塞而反复引起的频繁的觉醒与血氧饱和度下降，对于成人，该障碍被定义为在长于10秒以上的时间内的呼吸系统振幅下降至基线呼吸振幅的至少90％以上，同时，呼吸努力得到保持或提高的情况。
[0006] 并且，中枢性睡眠呼吸暂停症是指由于脑部或心脏问题而引起的呼吸暂停症状，是指发生10秒以上的呼吸暂停，同时，没有呼吸努力的情况。
[0007] 如此，利用多导睡眠检查诊断睡眠呼吸暂停症的患者，在上述特殊用途的检查室，在身体贴上各种类型的传感器后进入睡眠，并且，多导睡眠检查系统通过分析睡眠过程中所测量的各种生物信号与影像数据，向医生提供用于睡眠呼吸暂停诊断的信息。
[0008] 在此，多导睡眠检查是指，通过在睡眠中同时记录(同步化)脑波(an electroencephalogram(EEG)、眼电图(眼球的运动)、下颌肌电图、心电图、腿肌电图、鼾声、胸-腹呼吸运动、血氧饱和度、呼吸气流(airflow)，及身体姿势等睡眠时在身体中产生的多种生理信号，提供睡眠状态评价与睡眠疾病诊断所需的客观资料的检查。
[0009] 但是，现有的进行多导睡眠检查的睡眠检查方法，不适合确保并诊断大量的患者数据，并且，由于不同于平时的睡眠环境与外部心理因素等的影响，会产生与自然睡眠状态不同的结果，在根据实际呼吸暂停的程度与肺内部残气量分析对健康的影响时存在困难。
[0010] 并且，随着近年来对鼾声与阻塞性睡眠呼吸暂停症的临床重要性的关注不断提高，对于标准多导睡眠检查的要求大幅提高，然而，该检查本身十分复杂且需要大量人力与设施，具备检查设备的医院数量较少，预约时间长，经济负担重，对于可以进行替代的便携式家用睡眠检查设备(portable home sleep testing device)的需求正在不断地提高。
[0011] 随着上述需求的增加，开发出了测量生物信号的革命性的技术，并出现了大量的有关以此为基础的便携式家用睡眠检查设备(portable home sleep testing device)的有效性与可靠性的研究，2010年美国睡眠医学会(AASM) 提出了6个范畴的理论。
[0012] 专家能够利用在此范围内测量的多种生物信号的组合进行诊断与治疗。在此，六范畴是指睡眠(sleep)、心血管(cardiovascular)、血氧饱和度 (oximetry)、睡眠姿势(position)、呼吸努力(effort)及呼吸 (respiratory)。
[0013] 下列表1显示了基于六范畴的范畴系统。
[0014] 表1
[0015]
[0016]
[0017] 在此，睡眠(sleep)包括脑波测量(electroencephalography)，睡眠时身体运动测量；心血管(cardiovascular)包括心电图、PAT、心率；血氧饱和度 (oximetry)包括3秒以上的平均值测量能力保持功能及10hz以上的采样频率 (sampling rate)。
[0018] 此外，呼吸努力(effort)是发生呼吸暂停时试图呼吸的能力；呼吸 (respiratory)包括用于判断呼吸暂停、低通气，及正常呼吸的传感器。
[0019] 下列表2示出了将六范畴对应各公司的技术进行筛选组合而开发推出的产品群。
[0020] 表2
[0021]
[0023] 然而，WatchPAT虽然能够诊断睡眠呼吸暂停，但属于间接方式，其准确度没有得到验证，并且，难以适用于高血压患者，而且，无法对阻塞性睡眠呼吸暂停与中枢性睡眠呼吸暂停进行区分。
[0024] 因此，本发明说明一种基于新的生物信息的睡眠呼吸暂停监测系统，能够解决包括多导睡眠检查及WatchPAT的专业或便携式睡眠呼吸暂停诊断设备的问题。
[0025] 在先技术文献
[0027] 美国授权专利第6,015,389号(发明的名称:Impedance pneumography)
[0028] 美国授权专利第8,249,686号(发明的名称:Adherent device for sleep disordered breathing)
发明内容
[0029] 要解决的技术问题
[0030] 本发明的目的在于提供一种睡眠呼吸暂停监测系统，能够利用阻抗断层成像信息对因上呼吸道的肌肉运动导致的呼吸道闭塞而引起的睡眠呼吸暂停进行实时监测。
[0031] 并且，本发明的目的在于提供一种睡眠呼吸暂停监测系统，由阻抗断层成像信息测量而检测出肺内的气体分布变化，从而明确区分肺内的气体分布急剧下降的中枢性睡眠呼吸暂停与阻塞性睡眠呼吸暂停的差异。
[0032] 而且，本发明的目的在于提供一种睡眠呼吸暂停监测系统，能够实时监测上呼吸道阻塞时的残气量及其变化对身体产生的影响，相比根据睡眠呼吸暂停导致的作为二次间接信息的血氧饱和度的变化所测量的信息，能够获得实时结果。
[0033] 并且，本发明的目的在于提供一种睡眠呼吸暂停监测系统，设计为能够同时测量阻抗断层成像信息及生物信号的全部或选定的一部分的简便的便携式设备，能够在家中自然睡眠时进行测量，并将所获的睡眠状态信息使用于睡眠呼吸暂停的诊断及治疗计划。
[0034] 技术方案
[0035] 根据本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统，包括：EIT电极部，包括贴在使用者的待测部位的表面，从而测量有关所述待测部位的阻抗数据的多个 EIT电极；感应部，接触所述使用者的待测部位而感应生物信号；及睡眠监测装置，根据所述测量的阻抗数据，输出基于所述待测部位的有关生物组织的特性的阻抗断层成像信息，并基于所述输出的阻抗断层成像信息及所述感应的生物信号，监测所述使用者的睡眠状态。
[0036] 所述睡眠监测装置能够包括，影像输出部，根据所述测量的阻抗数据，对基于所述待测部位的生物组织的特性进行影像化，从而输出所述阻抗断层成像信息；生物信号分析部，对由所述感应部感应的有关所述使用者的待测部位的包括血氧饱和度、声音、姿势，及心电图中的至少任一个的所述生物信号进行分析；睡眠状态检测部，利用所述输出的阻抗断层成像信息及所述分析的生物信号，检测所述使用者的睡眠状态；及控制部，进行控制从而向所述使用者提供基于所述检测的睡眠状态的诊断信息。
[0037] 所述影像输出部能够包括，电流注入模块，在贴在所述待测部位的多个EIT电极中，通过至少一对所选择的EIT电极对，注入具有多个频率范围的电流；及电压测量模块，通过所述多个EIT电极中的未被选择的EIT电极对，测量随着所述注入的电流而诱导(induced)的电压。
[0038] 并且，所述影像输出部还能够包括，阻抗测量模块，基于随着所述使用者的睡眠状态变化的所述电压测量模块所测量的电压，对所述阻抗数据进行测量；及阻抗断层成像信息生成模块，基于所述测量的阻抗数据对所述生物组织的特性进行影像化，从而生成所述阻抗断层成像信息。
[0039] 在根据本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统中，所述多个EIT电极，能够排列于形成为柔性(Flexible)材质的基板的一面，从而贴在所述待测部位的表面。
[0040] 所述感应部能够包括，在所述使用者处于睡眠状态时，测量基于所述待测部位的动脉血的血氧饱和度信号的血氧饱和度测量传感器；感应基于所述使用者生物运动的声音的声音感应传感器；感应所述使用者的运动的姿势测量传感器；及测量基于所述待测部位的心电图的心电图测量传感器中的至少任一个。
[0041] 并且，在根据本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统中，所述睡眠状态检测部，能够根据所述输出的阻抗断层成像信息及所述分析的基于生物信号的心电图形态学(morphology)信息，检测所述使用者的呼吸或者呼吸暂停的睡眠状态。
[0042] 并且，睡眠呼吸暂停监测系统的特征在于，所述睡眠状态检测部，在所述使用者处于呼吸暂停的睡眠状态时，利用所述输出的阻抗断层成像信息及所述分析的生物信号，检测阻塞性睡眠呼吸暂停或中枢性睡眠呼吸暂停的睡眠状态。
[0043] 而且，所述睡眠状态检测部，利用所述输出的阻抗断层成像信息及所述分析的生物信号，检测所述使用者的快速眼动睡眠(REM sleep)或者非快速眼动睡眠(non-REM sleep)的睡眠状态。
[0044] 并且，所述睡眠状态检测部，当作为生物信号测量心电图时，利用由所述心电图分析的心率及所述输出的阻抗断层成像信息，检测所述使用者的睡眠 (sleep)或清醒(wake)的睡眠状态。
[0045] 在根据本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统中，所述睡眠监测装置，还能够包括，使用者接口部，向所述使用者显示所述检测的睡眠状态、所述基于睡眠状态的诊断信息，及所述输出的阻抗断层成像信息中的至少任一个而进行提供；及通讯部，传送基于所述睡眠状态的诊断信息。
[0046] 根据本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统，包括，影像输出部，以通过贴在使用者的待测部位的表面的多个EIT电极测量的有关所述待测部位的阻抗数据为基础，对基于所述待测部位的生物组织的特性进行影像化，从而输出阻抗断层成像信息；生物信号分析部，对由接触所述使用者的待测部位的感应部所感应的有关所述使用者的待测部位的包括血氧饱和度、声音、姿势，及心电图中的至少任一个的所述生物信号进行分析；睡眠状态检测部，利用所述输出的阻抗断层成像信息及所述分析的生物信号，检测所述使用者的睡眠状态；及控制部，进行控制而向使用者提供基于所述检测的使用者的睡眠状态的诊断信息。
[0047] 发明的效果
[0048] 根据本发明的实施例，能够利用阻抗断层成像信息对因上呼吸道的肌肉运动导致的呼吸道闭塞而引起的睡眠呼吸暂停进行实时监测。
[0049] 并且，根据本发明的实施例，能够由阻抗断层成像信息测量而检测出肺内的气体分布变化，从而明确区分肺内的气体分布急剧下降的中枢性睡眠呼吸暂停与阻塞性睡眠呼吸暂停的差异。
[0050] 而且，根据本发明的实施例，能够实时监测上呼吸道阻塞时的残气量及其变化对身体产生的影响，相比根据睡眠呼吸暂停导致的作为二次间接信息的血氧饱和度的变化所测量的信息，能够获得实时结果。
[0051] 并且，根据本发明的实施例，设计为能够同时测量阻抗断层成像信息及生物信号的全部或选定的一部分的简便的便携式设备，能够在家中自然睡眠时进行测量，并将所获的睡眠状态信息使用于睡眠呼吸暂停的诊断及治疗计划。附图说明
[0052] 图1为体现本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统的一例的附图。
[0053] 图2a及2b为显示本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统的EIT电极部及感应部的实施例的附图。
[0054] 图3为说明本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统的睡眠监测装置的结构的框图。
[0055] 图4为说明本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系装置的影像输出部的结构的框图。
具体实施方式
[0056] 下面，参照附图及记载于附图中的内容，对本发明的实施例进行详细说明，但，本发明并非受到实施例的局限或限定。
[0057] 本说明书中的术语用于说明实施例而非用于限定本发明。本说明书中，单数表达在没有特别言及的情况下包括复数形式。说明书中使用的“包括 (comprises)”和/或“由…组成(comprising)”是指言及的构成要素、阶段、动作和/或元件不排除存在或增加一个以上的其它构成要素、阶段、动作和/ 或元件的情况。
[0058] 本说明书中使用的“实施例”、“例”、“侧面”、“示例”等，不能够解释为所叙述的任意的形态(aspect)或设计相比其它形态或设计更优或更具有优势。
[0059] 并且，“或”相比排他性逻辑合“异或(exclusive or)”，是可兼逻辑合“可兼或(inclusive or)”的意义。即，在并非特别言及或文章中未明确说明的情况，“x利用a或b”的表达是可兼的自然顺序(natural inclusive permutations)中的任一个的意义。
[0061] 并且，本说明书及权利要求书中使用的第一、第二等用语用于说明多种构成要素，但所述构成要素并非受到上述用语的限定。所述用语仅以将任一种构成要素区别于其它构成要素的目的进行使用。
[0062] 在没有其它定义的情况下，本说明书中使用的术语(包括技术及科学术语) 以本领域的普通技术人员能够理解的通常的含义进行使用。此外，通常使用的词典中定义的术语，在没有特别定义的情况下，不能进行理想化或夸张解释。
[0063] 另外，在对本发明进行说明时，当对于有关公知功能或构成的具体解释不必要地模糊本发明的要旨时，省略对其进行详细说明。并且，本说明书中使用的术语(terminology)用于恰当地解释本发明的实施例，根据使用者、运用者的意图或本发明所属领域的惯例存在不同。由此，本发明的术语应基于本说明书整体内容进行定义。
[0064] 图1为体现本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统的一例的附图。
[0065] 根据本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统，测量使用者待测部位的阻抗数据，感应生物信号，并根据所测量的阻抗数据输出有关待测部位的生物组织的特性的阻抗断层成像信息，基于所输出的阻抗断层成像信息及生物信号，监测使用者的睡眠状态。
[0066] 为此，本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统，包括：EIT电极部100、感应部200，及睡眠监测装置300。
[0067] EIT电极部100包括贴在使用者待测部位的表面，供测量有关待测部位的阻抗数据的多个EIT电极。
[0068] 多个EIT电极能够排列在以柔性(Flexible)材料构成的基板的一面而贴在待测部位表面。
[0069] 并且，多个EIT电极施加使用者无法感知的较低的电流，例如注入1mA 以下的高频电流并测量诱导电压，并且，由所述多个EIT电极所测量的电流- 电压数据能够通过影像化算法而用于检测上呼吸道的形态或胸部的形态。
[0070] 根据实施例，EIT电极部100能够以一定间隔形成于基板，或者，根据待测部位的特性及不同用途而配置为多种排列与结构。并且，基板具有一定的长度与宽度，供以围绕包括使用者的上呼吸道及胸部或腹部在内的待测部位的状态测量阻抗，但其长度及宽度能够根据实施例进行变形，并非限定于此。
[0071] 并且，根据实施例，本发明的实施例的睡眠监测系统的EIT电极部100，为保护贴在上呼吸道周围的面部表面的多个EIT电极，能够形成于构成为包裹多个EIT电极的外部的带或罩形式的保护装置。
[0072] 上述形态的保护装置，其作用在于减少使用者自然睡眠时感受的压迫程度，同时维持能够测量诱导电压的接触水平，并且，相比现有的超声波探头的压力程度其压迫感显著减少。由此，使用上述结构的EIT电极部100，更容易在自然睡眠状态下长时间测量使用者的上呼吸道的阻塞与否。
[0074] 感应部200接触使用者的待测部位，感应生物信号。
[0076] 例如，感应部200能够包括，在使用者处于睡眠状态时，测量基于待测部位的动脉血的血氧饱和度(SpO2)信号的血氧饱和度测量传感器；感应基于使用者生物运动的声音的声音感应传感器；感应使用者运动的姿势测量传感器；及测量基于待测部位的心电图的心电图测量传感器中的至少任一个。
[0077] 在此，血氧饱和度测量传感器能够是贴在使用者的待测部位，对在构成血液的多种成分中代表血红蛋白中的氧气含量的血氧饱和度(SpO2,Saturation of peripheral Oxygen)进行测量。
[0078] 根据实施例，血氧饱和度测量传感器，利用光而测量有关反射或透过的使用者人体的光电容积脉搏波(PPG,Photoplethysmography)的信号，基于所测量的光电容积脉搏波信号而测量血氧饱和度。
[0079] 此外，声音感应传感器，能够感应睡眠中的呼吸、鼾声、哭声、梦话中的至少任一种声音，并根据实施例，声音感应传感器能够是睡眠时贴在使用者待测部位的形式，或者是由使用者分隔一定距离设置的非接触形式。
[0081] 例如，姿势测量传感器能够利用加速度传感器而感应使用者的睡眠姿势变化，比如感应使用者在睡眠中处于平躺，或因觉醒坐起或站立的睡眠姿势的变化。
[0082] 并且，心电图测量传感器，能够接触使用者的待测部位而测量心电图 (electroencephalogram,ECG)。
[0083] 在此，心电图(ECG)是将由于心脏的特殊兴奋传导系统(special excitatory&conductive system)发生的动作电位(action potential)构成为矢量合的波形。即，对在窦房结(SA node,sinoatrial node)、房室结(AV node, atrioventricular node)、希氏束(His bundle)、束支(bundle branch)、浦肯野纤维(Purkinje fibers)等心脏的各组成要素产生的动作电位的矢量合信号，通过贴在人体外的电极而测量的信号。
[0084] 本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统的感应部200，根据实施例，还能够包括测量睡眠环境的睡眠环境传感器，设置在与使用者具有一定距离的位置，对睡眠空间内的噪声、光、震动，及温度中的至少任一种进行测量。
[0085] 下面，参照2A及图2B更详细地说明EIT电极部100及感应部200的构成。图2A为显示本发明的实施例的待测部位的睡眠呼吸暂停监测系统的EIT电极部及感应部的实施例的附图。
[0086] 参照图2A，本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统包括，能够分别贴于使用者的上呼吸道及使用者的胸部的EIT电极部100a、100b，及贴在使用者待测部位的感应部200a。
[0087] 贴在使用者上呼吸道的EIT电极部100a，能够以具有一定间隔的方式形成于基板，并贴在上呼吸道区域周围的面部表面，测量有关上呼吸道开闭的阻抗数据。
[0088] 在此，根据本发明的实施例的形成有EIT电极部100a的基板，可能形成为面罩型板、带型板、电极带及电缆带中的至少任一种，但并非限定于此。此外，还能够采用在自然睡眠下最小化使用者的压迫感，同时考虑提高数据测量水平的接触程度而形成为其它形状或结构的包括EIT电极部100a的基板。
[0089] 根据实施例，EIT电极部100a能够包括由镀有银(Ag)的弹性纤维或者聚合物基纳米纤维(PWDF nanofiber web)制作的导电性纤维电极，然而，根据实施例，能够形成为长时间测量时皮肤反应较少的多种材质的电极，并非限定于此。
[0090] 并且，根据本发明的实施例的EIT电极部100a，能够对例如16、32、64 及256中至少任一个频道的电极以二维或三维排列的方式改变电极排列结构与测量协议，从而，对在使用者上呼吸道周围表面的电场分布进行有效测量。
[0091] 根据实施例，形成在基板的EIT电极部100a，以三维排列的形式进行配置，从而能够测量分别对应各层的阻抗，相比现有的仅提供在特定位置的二维断层成像的方法，能够实现准确有效的诊断。
[0092] 根据本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统的贴在使用者胸部的EIT 电极部100b，形成于能够以包裹使用者待测部位的状态测量阻抗的具有一定长度的基板上。并且，基板能够形成为柔性材质，供包裹人体的腰部或胸部等具有弧度的部位。
[0093] 如图2A所示，EIT电极部100b以具有一定间隔的形式形成于基板，并贴在使用者胸部，从而在使用者处于睡眠状态时，通过随着呼吸的肺的形态而测量阻抗。
[0094] 根据实施例，本发明的实施例的形成有EIT电极部100b的基板，并非限定于带状排列的电极。此外，还能够采用在自然睡眠下最小化使用者的压迫感，同时考虑提高数据测量水平的接触程度而形成为其它形状或结构的包括EIT 电极部100a的基板。
[0095] 根据本发明的睡眠呼吸暂停监测系统的贴在使用者待测部位的感应部 200a，与使用者的待测部位接触而感应生物信号。
[0096] 感应部200a能够接触使用者的任何待测部位，所接触的待测部位的位置及个数并非限定于图2A所示。
[0097] 感应部200a，能够是声音感应传感器、姿势测量传感器，及心电图测量传感器中的至少任一个，并且，能够是供贴在使用者身体的基于纤维的传感器。
[0098] 图2B为显示根据本发明的实施例的供测量血氧饱和度的睡眠呼吸暂停监测系统的感应部的实施例的附图。
[0099] 参照图2B，根据本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统，为测量使用者的血氧饱和度，能够包括感应部200b，对指尖及脚尖的末梢神经的血流量，以利用红光测量通过的光量的光传感器，测量血氧饱和度(SpO2)信号。
[0100] 如图2B所示，感应部200b形成为夹在手指根部的测量端子的形式，在发光部构成有660nm的红色LED与940nm的红外线LED，在受光部构成有粘贴有光电二极管(photo diode)及光电晶体管(photo transistor)光模块(optic module)。
[0101] 再次参照图1，根据本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统的睡眠监测装置300，基于测量的阻抗数据而将对于有关待测部位的生物组织的特性的阻抗断层成像信息进行输出，以所输出的阻抗断层成像信息及所感应的生物信号为基础，监测使用者的睡眠状态。
[0102] 更详细地，睡眠监测装置300与EIT电极部100及感应部200连接，接收由EIT电极部100测量的有关待测部位的阻抗数据与由感应部200测量的生物信号，从而，输出有关生物组织的特性的阻抗断层成像信息，并且，基于阻抗断层成像信息及生物信号对使用者的睡眠状态进行监测。
[0103] 下面，参照图3更详细地说明睡眠监测装置300的构成。
[0104] 图3为用于说明根据本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统的睡眠监测装置的结构的框图。
[0105] 参照图3，根据本发明的实施例的睡眠监测装置300，基于阻抗数据输出阻抗断层成像信息，并且，根据所输出的阻抗断层成像信息及生物信号，监测使用者的睡眠状态。
[0106] 为此，根据本发明的实施例的睡眠监测装置300，包括：影像输出部310、生物信号分析部320、睡眠状态检测部330，及控制部340。
[0107] 影像输出部310，根据所测量的阻抗数据将基于待测部位的生物组织的特性进行影像化，从而，输出阻抗断层成像信息。
[0108] 下面参照图4，更详细地说明影像输出部310的构成。
[0109] 图4为用于说明根据本发明的实施例的睡眠监测装置的影像输出部的构成的框图。
[0110] 参照图4，根据本发明的实施例的影像输出部310，能够包括电流注入模块311及电压测量模块312。
[0111] 电流注入模块311，在贴在待测部位的多个EIT电极中，向所选择的至少一对EIT电极对施加多个具有高频范围的电流。
[0112] 更详细地，电流注入模块314，在贴在使用者的上呼吸道及胸部的至少任一个而形成的多个EIT电极中，向所选择的EIT电极对施加数十Hz至数MHz 的频率范围的电流。
[0113] 电压测量模块312，能够通过多个EIT电极中未被选择的EIT电极对，测量随着施加的电流而诱导(induced)的电压。
[0114] 根据实施例，电流注入模块311及电压测量模块312，为通过本发明的实施例的睡眠呼吸暂停监测系统的控制部340对根据使用者的待测部位的生物组织的电学特性进行显示，能够基于生物组织的垂直及水平方向而向所选择的 EIT电极对施加电流，并测量所诱导的电压。
[0115] 并且，根据本发明的实施例的影像输出部310，还能够包括，阻抗测量模块313及阻抗断层成像信息生成模块314。
[0116] 阻抗测量模块313，通过基于使用者的睡眠状态而变化的电压测量模块 312所测量的电压，测量阻抗数据。
[0117] 阻抗测量模块313，对使用者的睡眠状态中出现的上呼吸道及胸部的阻塞形象，基于通过电压测量模块312测量的电压，能够测量对于包括上呼吸道及胸部的待测部位的生物组织的阻抗数据。
[0118] 根据实施例，阻抗测量模块313，利用对应包括上呼吸道及胸部的待测部位的垂直及水平方向而测量的诱导电压，能够测量待测部位的垂直方向的阻抗数据及水平方向的阻抗数据。
[0120] 阻抗断层成像信息生成模块314，能够基于所测量的阻抗数据对生物组织的特性进行影像化，从而，生成阻抗断层成像信息。
[0121] 阻抗断层成像信息生成模块314，能够通过利用EIT电极部测量被测定的使用范围内的多个EIT电极，由有关使用者的特定部位的阻抗数据获得测定对象部位生物组织的特定部分(region)的阻抗断层成影像信息。
[0122] 例如，阻抗断层成像信息生成模块314，能够由使用者的上呼吸道的阻塞样态，及使用者的根据随着呼吸变化的肺的形态而变化的阻抗数据，而生成阻抗断层成像信息。
[0123] 再次参照图3，根据本发明的实施例的睡眠监测装置300的生物信号分析部320，能够分析由感应部感应的有关使用者的待测部位的包括血氧饱和度、声音、姿势及心电图的至少任一个生物信号。
[0124] 生物信号分析部320能够接收由感应部感应的使用者的生物信号，并基于已设定的基准值对生物信号进行分析。
[0125] 例如，生物信号分析部320能够接收包括声音在内的生物信号，从而，感应随着睡眠的呼吸、鼾声、哭声，及梦话中的至少任一种声音，以既定的声音基准值为基础，进行有关声音的生物信号的危险度、平均值及强弱中的至少任一种分析。
[0126] 并且，生物信号分析部320能够接收包括姿势在内的生物信号，从而，感应基于使用者运动的姿势，并对仰卧姿势、侧卧姿势、坐起姿势，及站立姿势中的至少任一种姿势进行分析。
[0127] 并且，生物信号分析部320能够接收包括血氧饱和度及心电图的至少任一种生物信号，以既定的基准值为基础，对有关血氧饱和度及心电图的生物信号的危险度进行分析。
[0128] 睡眠状态检测部330能够利用所输出的阻抗断层成像信息及所分析的生物信号，检测使用者的睡眠状态。
[0129] 睡眠状态检测部330能够根据所输出的阻抗断层成像信息及所分析的生物信号的心电图形态学(morphology)信息，检测使用者的呼吸或者呼吸暂停的睡眠状态。
[0130] 例如，睡眠状态检测部330能够根据称为呼吸性窦性心律不齐 (respiratory sinus arrhythmia)的胸部发生的心搏变异现象，求出心电图的生物信号的峰值间隔，在间隔中利用插值法(interpolation)检测呼吸信号。由此，睡眠状态检测部330能够由呼吸信号检测呼吸暂停状态。
[0131] 即，睡眠状态检测部330能够利用心电图的生物信号与对于使用者的胸部所输出的阻抗断层成像信息，检测使用者的呼吸或者呼吸暂停的睡眠状态。
[0132] 睡眠状态检测部330在检测呼吸暂停的睡眠状态时，能够利用所输出的阻抗断层成像信息及生物信号，检测阻塞性睡眠呼吸暂停或者中枢性睡眠呼吸暂停的睡眠状态。
[0133] 例如，睡眠状态检测部330能够利用所输出的阻抗断层成像信息及生物信号，检测使用者因上呼吸道的气流障碍而反复引起的频繁觉醒与血氧饱和度下降的阻塞性睡眠呼吸暂停症，或者，发生10秒以上呼吸暂停的中枢性睡眠呼吸暂停症的睡眠状态。
[0134] 并且，睡眠状态检测部330能够利用所输出的阻抗断层成像信息及所分析的生物信号，检测使用者的快速眼动睡眠(REM sleep)或者非快速眼动睡眠 (non-REM sleep)中的至少任一种睡眠状态。
[0135] 例如，睡眠状态检测部330能够利用对于使用者的上呼吸道或者胸部所输出的阻抗断层成像信息与生物信号，利用使用者睡眠时的呼吸节奏或呼吸变化率，检测快速眼动睡眠或者非快速眼动睡眠的睡眠状态。
[0136] 并且，当作为生物信号测量心电图时，睡眠状态检测部330能够利用由心电图分析的心率及所输出的阻抗断层成像信息，检测使用者的睡眠(sleep)或清醒(wake)的睡眠状态。
[0137] 例如，睡眠状态检测部330分析心率的生物信号，从而掌握是否处于睡眠状态，并且，为提高准确度，能够利用使用者的对于上呼吸道及胸部的阻抗断层成像信息，检测使用者的睡眠或者清醒的睡眠状态。
[0138] 根据本发明的实施例的睡眠状态检测部330，根据实施例，还能够利用由通讯部360所接收的储存并维护在医院或者睡眠状态管理服务器的外部服务器中的使用者历史数据信息、睡眠状态的处方，及诊断数据中的至少任一种，更准确地检测患者的睡眠状态。
[0139] 控制部340能够进行控制，从而将基于检测的睡眠状态的诊断信息提供给使用者。
[0140] 例如，控制部340能够进行控制而向使用者提供包括呼吸、呼吸暂停、阻塞性睡眠呼吸暂停症、中枢性睡眠呼吸暂停症、睡眠(sleep)、清醒(wake)、快速眼动睡眠，及非快速眼动睡眠中的至少任一种睡眠状态的诊断信息。
[0141] 根据实施例，诊断信息能够是对应已设定的睡眠状态的基于手册(manual) 的诊断信息，也能够是由外部服务器接收的基于睡眠状态的诊断信息。
[0142] 控制部340，能够控制影像输出部310而使其测量有关使用者的上呼吸道及胸部的至少任一个的阻抗数据，并且，控制生物信号分析部320而使其测量有关待测部位的生物信号。
[0143] 并且，控制部340能够控制电流注入模块311、电压测量模块312、阻抗测量模块313，及阻抗断层成像信息生成模块314中的至少任一模块，从而，测量使用者的上呼吸道及胸部中至少任一个的垂直方向及水平方向的阻抗数据。
[0144] 而且，控制部340，能够控制使用者接口部350而将所检测的基于睡眠状态的诊断信息进行显示而提供给使用者，并且，控制通讯部360而向外部进行传送。
[0145] 根据本发明的实施例的睡眠监测装置300，还能够包括，使用者接口部350 及通讯部360。
[0146] 使用者接口部350能够对所检测的睡眠状态、基于睡眠状态的诊断信息，及所输出的阻抗断层成像信息中的至少任一个进行显示而提供给使用者。
[0147] 例如，使用者接口部350能够将所检测的睡眠状态、诊断信息，及阻抗断层成像信息中的至少任一个利用数值、值、百分比、图表、影像，及图中的至少任一种向使用者实时显示有关睡眠状态信息而进行提供，并且，还能够对睡眠期间的呼吸量进行量化，并通过显示为影像、信号，及数值中的至少任一种而进行提供。
[0148] 通讯部360能够传送基于睡眠状态的诊断信息，并且，由外部接收基于睡眠状态的诊断信息及有关使用者睡眠状态的信息。
[0149] 例如，通讯部360，能够传送由使用者所持的终端检测的睡眠状态、诊断信息及阻抗断层成像信息中至少任一个，根据实施例，能够传送至医院及睡眠状态管理服务器中的至少任一个。
[0150] 如上所述的实施例通过有限的实施例与附图进行了说明，但本领域的普通技术人员能够基于上述记录进行多种修改及变形。例如，所说明的技术按照不同于所说明的方法的其它顺序执行，和/或所说明的系统、结构、装置、回路等构成要素以不同于所说明的方法的其它形态进行结合或组合，以及，由其它构成要素或等同物进行替代或置换，也能够获得合理的结果。
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