一种检测、评估和治疗打鼾、睡眠呼吸暂停和睡眠呼吸不足的装置的制作方法

文档序号:11280724阅读:323来源:国知局
本发明(所述“发明”)涉及一种检测、评估和结束打鼾、睡眠呼吸暂停事件(event)和呼吸不足事件(episode)的发生的装置,其将以减少或消除缺氧、血碳酸过多以及心脏和肺血液动力紊乱,以及在每天早晨给所述装置的用户报告他们关键睡眠数据的方式。
背景技术
::睡眠呼吸暂停和睡眠呼吸不足是睡眠时段期间发生的呼吸紊乱。这是在睡眠期间的间歇性中止或减少换气,其导致的血氧水平降低(缺氧),二氧化碳增加(血碳酸过多症)和血管收缩。这些生理变化的长期影响与心律紊乱、充血性心力衰竭、心脏缺血、高血压、心脏病、脑和肝损伤、糖尿病以及认知损害的发展相关联。呼吸暂停被定义为气流减少=>90%超过10秒。呼吸不足是呼吸过浅(气流减少=>30%持续10秒或更长时间以及与之相关的患者的血氧水平降低4%(或更多)),以及导致唤醒—使患者醒来。各种形式的睡眠呼吸暂停和睡眠呼吸不足的原因尚未被完全了解。有三种一般形式的睡眠呼吸暂停:阻塞型、中枢型和混合型。阻塞型睡眠呼吸暂停(osa)是最常见的类型,其是一种(上)呼吸道的阻塞或闭塞,归因于其肌肉失去通气。具有osa,其呼吸功能随着胸部或腹部的反常运动而继续。导致osa的一个或更多个原因仍然是具有很多争议和研究的问题。平均呼吸暂停事件持续20秒甚至是已知2-3分钟的事件也会发生。在所述事件期间,大量的生理事件也发生。这些包括迷走神经性心动过缓,血压升高,肾上腺素增加,以及具有增加的呼吸用力的反常呼吸用力。随着呼吸暂停事件的发展,呼吸用力越来越大,二氧化碳增加(血碳酸过多),氧气减少和本体感受水平增加。呼吸暂停事件越长,这些变化越极端。在呼吸暂停事件结束时,口气(通气)返回到上呼吸道肌肉,使上呼吸道突然重新打开。这与随着空气迅速进入肺部时突然喘气或窒息以及心率和血压发生突增相关。以下是来自于各种描述了呼吸暂停、呼吸不足和还伴随发生的生理事件的研究论文的分析摘录。已经知道,需要从较深阶段的睡眠到较轻阶段的睡眠的唤醒来终止呼吸暂停事件。然而,研究已经对下述论断产生了疑问:“总之,绝大部分患者(如果不是所有患者)不需要唤醒来发起ua(上呼吸道)打开或获得充足的气流。不管唤醒何时发生或是否发生,ua打开会在近似相同时间发生,大多数患者的气流反应仍然是及时和充分的。唤醒是在用于唤醒和独立于唤醒的打开的阈值彼此接近时发生的偶然事件,正如他们表现为患有osa的患者一样。通过在ua打开时促进不必要的高气流反应,唤醒帮助延续周期,并可能加剧osa”(唤醒在阻塞型睡眠呼吸暂停发病机理中的作用(roleofarousalsinthepathogenesisofobstructivesleepapnea),younes,magdy.美国呼吸和重症医学杂志(americanjournalofrespiratoryandcriticalcaremedicine)2004年3月1日,其通过引用并入本文)。虽然皮层激活是用来定义唤醒的黄金标准,但是几项研究表明,中枢神经系统激活具有不同的水平。在较低的唤醒范围内,反应是诱导反射运动反应、自主激活和表现慢波eeg活动的那些,即增量突发(d—突发)和k—复合突发(k—突发),均被定义为“皮层下唤醒”。在较上范围内是隐含由ma6代表的皮层激活和瞬时激活阶段(pat)的唤醒反应。这些发现可能证实了在唤醒网络中集成的两个独立的神经系统的存在并正在经受不同调节影响的假设。进一步的研究表明,总体而言,增加通气用力可能是对从睡眠中唤醒的最重要的刺激,用于从低氧和高碳酸血症中唤醒的刺激可通过刺激通气用力的增加来主要调解。这些考虑提出了唤醒的可能操作对最大化与促进恢复气流相关的有益效果但最小化与睡眠分裂和呼吸暂停后的强力呼吸相关的不利后果的反应的问题。这些后来的效果似乎与皮层比与脑干唤醒更相关。此外,其他研究得出结论:“目前的研究结果表明,诱发唤醒的策略,在刺激呼吸的强度水平上同时避免募集上升的唤醒系统及睡眠中断的潜在影响,作为治疗方法可能具有潜在的应用”。“睡眠呼吸暂停通过由麦克风获得的气管呼吸音检测到...刺激减少睡眠呼吸暂停事件的频率和最长的睡眠呼吸暂停持续时间。这导致...动脉血氧饱和度增加,而且...刺激降低了睡眠阶段i和ii,并增加了阶段iii和iv。这些发现表明...使用呼吸暂停需求型刺激器的刺激对osa可能是一种有效的治疗”(通过电刺激颏下区对阻塞型呼吸暂停综合症的新疗法(anewtreatmentforobstructiveapneasyndromebyelectricalstimulationofsubmentalregion)hiroshimiki,wataruhida,hiroshiinoueandtamotsutakishima第一内科系(thefirstdepartmentofinternalmedicine),东北大学医学院(tohokuuniversityschoolofmedicine),sendai980tohoku医学实验杂志(j,exp.med.),1988,154,91-92,其通过引用并入本文。)其他研究已确定:“...与没有eeg(皮层下)唤醒的呼吸暂停相比,由eeg(皮层)唤醒终止的呼吸暂停中的psa(血压)和hr(心率)增加更多而sv(中风体积)减少更多”(动脉血压对正常人从睡眠阶段性暂时唤醒的反应(arterialbloodpressureresponsestogradedtransientarousalfromsleepinnormalhumans)r.j.0.davies,p.j,belt,s.j.roberts,n.j.ali,andj.r.stradlingoslerchestunit,丘吉尔医院(churchillhospital),黑丁顿(headington),oxfordox37lj,unitedkingdom应用生理学期刊(j.applphysiol.)74(3):1123-1130,1993,其通过引用并入本文)据报道,此外外部施加的刺激会导致“…我们在刺激性呼吸暂停后会遭受立即缩短呼吸暂停的趋势;也就是说,口气的效果似乎延伸到下一次呼吸暂停。我们假设声音刺激确实改变睡眠状态,从而改变唤醒阈值,使得紧随其后的呼吸暂停可能更容易受并发呼吸输入刺激的影响”。(诱发短暂唤醒对阻塞型呼吸暂停持续时间的影响(effectofinducedtransientarousalonobstructiveapneaduration)r.c.basner,e.onal,d.w.carley,e.j.stepanskiandm.lopata芝加哥医学院伊利诺斯大学呼吸与重症医学中心医学科,伊利诺斯芝加哥伊利诺伊大学退伍军人事务西区医学中心和伊利诺伊大学医学系(departmentofmedicine,sectionofrespiratoryandcriticalcaremedicine,universityofillinoisatchicagocollegeofmedicine,andthedepartmentofveteransaffairswestsidemedicalcenteranduniversityofillinoishospitalchicago,illinois)606120161-7567/95版权所有1995(606120161-7567/951995)美国生理学会(theamericanphysiologicalsociety)。其通过引用并入本文。)尽管夜间睡眠期间阻塞型睡眠呼吸暂停在频率和持续时间两者上都有增加的趋势,但这种对声音刺激的有利反应是发生的。这种刺激在人体中引发了不同的反应:“使用单一模式范例的前期研究表明,选择相关感官信息的感官门控系统在睡眠过程中保持运作。在人类中,相关刺激(例如,声音>65db,自己的姓名,实验性的有害刺激)诱发唤醒反应更频繁,并导致较无关刺激更强烈的反应...来自身体表面和其他器官(例如,耳朵)的同时多模态感觉输入不仅增加感官输入量,而且可以最大化刺激的相关性”.(halasz等,2004;kisley等,2001;velluti,1997。其通过引用并入本文。)中枢型睡眠呼吸暂停来自于大脑未能向肌肉发送信号以进行呼吸。呼吸肌肉的神经驱动中止了一短段时间。这些瞬变在一整夜中可能会持续10秒钟至长达2至3分钟。其生理效应与阻塞型睡眠呼吸暂停相似。混合型睡眠呼吸暂停是阻塞型睡眠呼吸暂停和中枢型睡眠呼吸暂停的组合。睡眠呼吸暂停的已知治疗有多种。其中包括物理、电气和机械方法,外科手术,以及在药物治疗上的尝试。所述治疗方案是针对个体进行的,并且基于被治疗患者的医学简介。睡眠呼吸暂停患者最常见的有效治疗方法是鼻腔连续气道正压通气(cpap)。在这种治疗形式中,患者睡眠时在鼻子上戴面罩。所述面罩与压缩机相连,压缩机在鼻道中产生正压。连续气道正压通气系统可防止气道在睡眠期间关闭或阻塞。来自连续气道正压通气系统的气压是恒定的,可被调整成最适合个人的呼吸暂停状况。必须调整连续气道正压通气系统中的空气压力,使其在所有睡眠时段期间保持患者的气道开放,而不会提供过大的压力,以致于所述装置对患者造成麻烦。美国专利号4,655,213公开了基于连续气道正压通气的原理的睡眠呼吸暂停治疗。最近也尝试在改变所施加压力的情况下以增加持续气道正压治疗的效力。美国专利号4,773,411和6,539,940公开了这样的技术。这些美国专利的公开内容通过引用并入本文中。某些患者的睡眠呼吸暂停的另一种治疗方法涉及使用牙科器具来复位口腔结构,如舌头和下颌。这种形式的治疗通常由牙医或牙科专家(例如牙齿矫正医师)执行。也已经执行外科手术以治疗睡眠呼吸暂停。在一些外科手术治疗中,增加呼吸道的尺寸和/或减小舌的宽度。与其他治疗方法相比,这些外科手术程序具有升高的风险水平,并且常常不完全有效或其效力随时间减退。要采用的外科手术的形式特定于患者和患者的医疗简介。移除呼吸道中的阻塞性组织(如腺状肿大、扁桃体或鼻息肉)是睡眠呼吸暂停外科手术治疗的常见形式。结构畸形的外科手术矫正也是睡眠呼吸暂停手术治疗的常见形式。睡眠呼吸暂停的另一种外科手术治疗形式是悬雍垂腭咽成形。这种程序从咽喉后部去除多余的组织,如扁桃体,悬雍垂和部分软腭。也正在研究睡眠矫正术作为睡眠呼吸暂停的可能治疗。睡眠矫正术使用无线电波减少一些气道结构(如悬雍垂和舌头的背部)的大小。睡眠呼吸暂停的其他形式的外科手术干预包括上颌面部重建。患有严重和危及生命的睡眠呼吸暂停的患者的另一种形式的手术治疗是气管造口术。所述程序涉及在气管中制造容纳管的小孔。所述管仅在睡眠期间打开,并且允许患者直接将空气吸入肺部,有效地绕过任何上呼吸道障碍物。气管造口术是非常罕见的极端手术,除了即将危及生命的睡眠呼吸暂停的情况外很少使用。睡眠呼吸暂停的药物治疗的尝试已包括呼吸兴奋剂,如茶碱、乙酰唑胺和甲羟孕酮和腺苷。刺激脑或中枢神经系统活动的药物,如纳洛酮和多沙普兰,也被用来试图治疗睡眠呼吸暂停。作用于与呼吸相关的神经递质的其它药物也被用来试图治疗睡眠呼吸暂停。这些药物包括血清素、多巴胺、色氨酸、氟西汀以及其他药物。最近,为了在睡眠期间使用神经或肌肉的电刺激来清除上呼吸道通道的目的已经研发出多种系统。在某些情况下,这些系统需要手术植入传感器和相关联的电子设备,其在呼吸停止时检测以及然后刺激所述呼吸过程。已经开发了一些混合系统,其需要外科手术插入一个或更多个传感器加外围设备,用于监测所述呼吸过程或在呼吸停止时去除障碍物。另一种治疗选择是口部压力治疗(opt)。所述系统包括三个主要部件—真空控制台,软的、柔性的喉舌,以及管组(tubingset)。在睡眠期间,喉舌在睡眠期间被戴在口腔内部,并用管组附接到控制台。所述用户将所述喉舌放在他们嘴里,通过管组连接到控制台。一旦所述喉舌就位,所述控制台将施加轻微的真空,以轻轻地将舌头和软腭向前拉,从而主动打开呼吸道。最后还有鼻腔呼气道正压通气(epap)。这些一次性装置采用低变应原性粘合剂附着在鼻孔上。在吸气过程中,阀打开,允许用户自由呼吸。当呼气时,阀关闭,通过鼻子的空气被引导通过两个小空气通道。这增加了呼吸道中的压力,保持压力,并有助于保持呼吸道打开直到下一次吸气开始。一种装置已经被专利化为用于利用由设备测量的脉搏率和血氧含量信息来检测与睡眠相关的紊乱的发作的工具(means);美国专利号7,387,608公开了基于这些原理的睡眠呼吸暂停治疗。这些美国专利的公开内容通过引用并入本文中。一种装置已经被专利化为用于使用多个麦克风来检测与睡眠相关的紊乱的发作的工具。所述装置具有放置在围绕患者颈部穿戴的衣领内的麦克风。所述装置检测呼吸声音,并且在一个实施例中,当其检测到以下呼吸时:“实质上与所记录的与所述人的正常呼吸模式相关联的至少一个信号模式不同,并且对所述人的颈部肌肉产生刺激,以使所述人移动所述人的颈部肌肉以向后移动所述人的头部以在发生呼吸停止之前恢复正常呼吸”,如美国专利号6,935,335中所公开的。这些美国专利的公开内容通过引用并入本文中。除此之外,专利申请20100076251讨论了一种用于检测患者的呼吸信息并向所述患者提供刺激的装置和方法。睡眠传感器换能器包括热/压电薄膜。第一和第二电极可附接于所述薄膜,以将所检测到的呼吸信息发送到闭环神经调节器并从闭环神经调节器接收刺激能量以提供刺激。这些美国专利的公开内容通过引用并入本文。专利申请20100063350公开了一种使用闭环神经调节器来反习惯睡眠治疗的系统和方法。利用第一活动信息来检测第一睡眠紊乱事件,响应于所述第一睡眠紊乱事件,使用一组刺激参数提供第一系列刺激。检测习惯性事件并调整反习惯性刺激参数,以避免患者对刺激习惯化。这些美国专利的公开内容通过引用被并入本文中。除此之外,专利申请20100076252讨论了一种用于接收患者的呼吸信息和采用混合电路向患者提供刺激的装置和方法。所述混合电路包括用于接收具有第一状态和第二状态的控制信号的控制输入。所述混合电路的感测开关可以响应于第一状态向闭环神经调节器提供来自于热/压电薄膜睡眠传感器和刺激器的呼吸信息。所述混合电路的刺激开关可以响应于第二状态向所述热/压电薄膜传感器和刺激器提供来自于所述闭环神经调节器的刺激能量。所述混合电路可以使用单线对耦合至热/压电薄膜传感器和刺激器。这些美国专利的公开内容通过引用并入本文中。技术实现要素:本发明针对一种用于检测、评估和通过在检测的几秒钟内终止打鼾、睡眠呼吸暂停事件或睡眠呼吸不足事件治疗打鼾和睡眠呼吸暂停(阻塞型、中枢型和混合型)和睡眠呼吸不足的装置和方法。本发明通过一种方法开发特定于特定用户的呼吸模式的参考参数集(而不是像其他发明一样定义和应用通用触发点参数)。信号参数的多样性更适应于夜间过程期间发生的呼吸变化。由其他发明(例如使用对呼吸求平均值或求加权移动平均值的那些)解释为呼吸暂停事件或呼吸不足事件的指标的呼吸变化可以由本发明处理,并被确定为对所述受试用户正常的呼吸模式的恢复。所述受试用户的“正常”呼吸通过处理所述参考参数集来建立。为了建立用于确定参数超出边界条件的参考点,与简单地对所述参数求平均值或求加权移动平均值相反,本发明采用参数的均方根偏差和参数平均值两者的方法,是用于检测、评估和干预打鼾、呼吸暂停事件或呼吸不足事件的优良方法。根据本发明,提供了一种用于检测、评估和治疗打鼾、睡眠呼吸暂停事件和呼吸不足事件的可穿戴装置,包含麦克风、脉搏血氧计和3轴加速度计。所述麦克风和脉搏血氧计产生代表呼吸生理方面的信号。所述信号被传送到可穿戴装置中的嵌入式计算机和/或智能手机的应用程序。所述嵌入式计算机或智能手机的应用程序提取呼吸声音、血氧水平、心率和所述用户的睡眠位置。所述嵌入式计算机和/或智能手机的应用程序具有用于确定呼吸参数何时下降至所述呼吸参数的所定义的边界之外的方法(means)。此方法使得能够实时检测打鼾、睡眠呼吸暂停事件或睡眠呼吸不足事件的发作(onset)。所述嵌入式计算机和/或智能手机的应用程序在检测到打鼾、睡眠呼吸暂停事件或睡眠呼吸不足事件时提供刺激信号,以启动吸气或停止打鼾。以为了避免初始皮层(eeg)唤醒和迷走神经退出对心脏的副交感神经音调的方式提供所述刺激。所述刺激通过皮肤隆隆效应致动器和/或音效播放器传送给所述用户。所述致动器嵌入在所述发明的装置的可穿戴部件内。本发明的主要目的是提供一种用于检测和在所述检测的几秒钟内,以减少或消除缺氧、高碳酸血症和肺血液动力干扰并且不唤醒用户的方式终止打鼾或睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件的系统和方法。技术问题气道正压通气(pap)系统被认为是睡眠呼吸暂停最有效的治疗方法。然而许多患者不能容忍气道正压通气系统及相关装置。常见的抱怨包括施加压力的不适、面具和设备的不适、鼻腔刺激、鼻腔阻塞和充血、呼吸道干燥、面罩空气泄漏和噪音、纠缠、幽闭恐惧症、pap机器的噪音、头痛、腹部膨胀、疼痛和刺激眼睛以及由机器造成所有不适。所述pap装置的噪音和一般的强制性接触常常对和所述用户一起睡觉的另一个人造成扰乱。前面描述的pap用户中的很大一部分(估计从30%至50%)拒绝使用它。一项研究确定使用pap治疗的患者中,估计有34%间歇性使用(每周4晚)和/或在夜晚中的一部分移除它(对于这个组的夜间使用中间值是3.1小时)。除了pap的初始费用(>800.00美元)和已被分类为具有五年的寿命(根据耐用医疗设备的指导原则)以外,还有更换口罩的持续成本。据建议,口罩每六个月更换一次(=>100.00美元/口罩)。在5年的时间内,拥有和使用pap的总成本很容易超过1800.00美元。一项研究确定牙科用具在平均52%的被治疗对象中成功地治疗了osa,成功定义为每小时睡眠不超过10次呼吸暂停或呼吸不足。治疗依从性随着患者的变化而变化,报告使用该器具的中位数为1年中77%晚。牙科器具通常具有超过1500.00美元的成本。外科手术具有固有的风险:成本高,成功率变化以及效力在一段时间内消退。睡眠呼吸暂停的药理治疗尚未达到任何一致水平的效力,并且通常有副作用。已经开发了使用神经或肌肉的电刺激在睡眠期间清洁上呼吸道通道的系统。这些系统可产生积极的结果,但是由于外科手术它们也会具有相关的风险,可能在后期需要更换(需要额外的外科手术),并且可能具有更高的成本(预计设备的价格和植入手术的成本约为30000.00美元),并且具有比更加传统的治疗更低的可靠性。此外,所述混合系统还具有与至外部设备的连接相关的伴随物理限制和伴随缺点。口部压力治疗(opt)或连续负压气道通气(cnap)对大约一半的患有osa的人有效。它需要将喉舌连接到空气管并将患者拴在床边机器上。预计成本为1400.00美元。这种治疗在患者通过嘴巴呼吸的那一刻停止有效。呼气气道正压通气(epap)很难调整。每月约花费约60.00美元,并且在患者通过口腔呼吸的时刻停止有效。其用于检测与睡眠相关紊乱的发作的手段依赖于血氧含量信息的装置不能实时确定睡眠秩序的开始。氧饱和度水平的下降总是滞后于呼吸停止,因为血液中的氧气被身体进程消耗需要时间。将发生低氧和高碳酸血症。其用于检测睡眠相关紊乱的发作的专用手段依赖于检测呼吸声音的装置可能被外来噪声、咳嗽、喘息和其他内部生成的生物学噪音混淆。另外,为了使麦克风和刺激装置两者均最有效地工作,它们必须与颈部紧密接触,并且这种压紧的感觉可被证明对所述用户来说是不可接受的不舒服。这些设备中的许多提供用户可能习惯或习惯于—随着时间的推移降低功效的单一类型的听觉刺激(不同强度的固定音调)和/或机械刺激(振动器)。例如,美国专利号为7,387,608公开了这样的技术。据称:“在睡眠呼吸暂停事件发作时从睡眠中唤醒患者的方法将减少或消除随着时间发生的睡眠呼吸暂停、心律紊乱、部分癫痫”。这些刺激方法可证明在通过调节过程减少呼吸暂停事件的次数中最初是有效的。然而,在某些情况下会同时存在习惯。这些是具有大量相似性的两种相互作用的心理现象。在调节中,测试对象暴露于某些事件,因此,它会学习将某种行为与特定情况相关联。在习惯上,事件也会重复出现,但在这种情况下,测试对象的反应会随着反复暴露而消失。习惯的动态非常类似于先前在调节过程中学到的反应的消失。在这两种情况下,在每次事件发生时所述反应变得不太可能或较弱。然而,两种情况之间存在一个很大的差异。在消失过程中,所学习的反应被削弱,但在习惯上,消失的所述反应通常是一种天生的定向反应。调节可能确实导致打鼾和睡眠呼吸暂停事件的消失或可能发生相反的变化;习惯可能导致受试者忽略刺激。如果发生习惯,则打鼾和睡眠呼吸暂停事件将持续直到自发地终止。问题的解决方案因此,本领域需要一种用于检测、评估和治疗打鼾、睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件的改善的系统和方法。特别地,本领域需要一种不产生其他类型的睡眠干扰效果,不需要外科手术实现,不涉及复杂装置的使用,不包括药物的使用,不需要卫生专业人员的干预,并且不具有与目前使用的一些类型的评估和治疗相关的高成本的装置、系统和方法。因此,需要一种用于检测、评估和通过实时终止打鼾或睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件来治疗打鼾和睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件的装置、系统和方法,其最小化了对肺部血液动力学的干扰。而且,需要一种易于使用、舒适且比其他评估和治疗方法更便宜的、用于检测、评估和治疗打鼾、睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件的装置、系统和方法。本发明的有益效果本发明的有益效果是检测和评估打鼾、睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件的优良方法。与仅使用参数的平均值相对的,使用参数的标准偏差连同参数平均值作为确定参数超出边界条件(偏移)的参考点导致本发明确定假打鼾、呼吸暂停事件或呼吸不足事件的发生减少。在参数的平均值是唯一参考的情况下,超过已建立的限度的单一偏移导致宣布为呼吸暂停事件或呼吸不足事件。相反,利用本发明的方法,当确定偏移时,执行进一步的确定以确认所述偏移是否小于在自校准过程期间收集的参数集中的每个成员。对于虽然偏移可能小于通过自校准过程计算出的参数的平均值,但其可能大于形成被所述受试用户确定为“正常”的参数集的和形成参考参数集的任何单一参数。本发明分析来自于从冗余装置的大量参数以检测呼吸。本发明的另一个有益效果是确定用户是否具有位置性osa并且调解的能力,从而其将使得用户移动到非仰卧睡眠位置。已经通过研究确定所有具有阻塞型睡眠呼吸暂停综合症(osas)的患者中约超过一半(56%)具有位置性osa,其中仰卧位呼吸暂停次数比非仰卧位呼吸暂停的次数多2倍。对于遭受轻度或中度osa的人情况尤其如此。3轴加速度计确定用户的位置(仰卧、侧卧或背卧)。该位置信息通过嵌入在可穿戴设备或智能手机的应用程序中的处理器结合睡眠呼吸暂停历史(如通过嵌入在可穿戴设备或智能手机应用程序中的处理器从麦克风收集的呼吸声音指纹确定的)进行评估,以确定用户是否具有位置性osa。如果本发明确定其为真,则本发明将使用简单的口语短语来使用户从仰卧位置移动。这种确定仅发生一次,并且从那时起无论用户何时使用本发明,它将进行干预。本发明的另一个有益效果是区分打鼾、呼吸暂停和呼吸不足的能力。每种情况都有不同的治疗方式。呼吸暂停需要立即刺激来终止它。呼吸不足对血氧水平和冠状动脉/肺动脉系统的影响需要更长的时间才能显现。很长时间以来,在任何危险的生理变化发生之前,许多情况下,受试者将自行终止呼吸不足。通过嵌入在可穿戴装置和智能手机的应用程序中的处理器来评估脉搏血氧计数据,该处理器将确定是否以及何时批准刺激以结束呼吸不足。本发明的另一个有益效果是其易于使用。许多使用本发明的个体都是肥胖者和老人两者。本发明穿戴简单。本发明使用简单的语言命令来引导用户如何正确地放置本发明。发明的另一个有益效果是它不是累赘。睡眠中的用户身体上不受限制。这在许多潜在用户已经扩大在许多情况下夜间必须频繁排尿的遭遇方面很重要。本发明的另一个有益效果是比大多数其他解决方案便宜。从整体成本的角度:它不需要昂贵的睡眠研究或基准参数的编程。必须输入装置的基准参数需要对用户多导睡眠监测仪的结果并使用建立基准标准的方法进行评估。本发明自我确定所述基准参数。没有替换组件。其他设备需要以相当高的费用定期更换关键部件。本发明比最受欢迎的用于阻塞型睡眠呼吸暂停的治疗形式和评估方法—家庭测试或睡眠实验室研究,以及cpap机器的平均价格便宜得多。本发明的另一个有益效果是它可以与用于阻塞型睡眠呼吸暂停的最受欢迎的治疗形式—cpap结合使用,或作为替代的、独立形式的治疗。仅间歇性使用cpap的患者有很大比例。在用户不使用cpap的那些时间期间使用本发明将通过维持正常的血氧和二氧化碳水平使所述用户继续受益。本发明的另一个有益效果是其自动调节;它自动确定受试用户正常呼吸模式的参考基线。阻塞型睡眠呼吸暂停的定义之一是气流中断至少10秒。根据受试用户的正常呼吸模式,本发明可以建立关于在几秒钟内什么是气流中断的不同的基线。通过立即施加已被确定为在最低水平的刺激下启动吸气的刺激,对打鼾或睡眠呼吸暂停事件或呼吸不足事件的所述用户的生理上的影响将被最小化。本发明的另一个有益效果是它施加成功终止以前的呼吸暂停的刺激水平直到呼吸恢复,这不同于具有加强刺激(是皮肤隆隆效应致动器的频率和/或音频和/或振幅)的装置的一些发明。这需要时间,在这种情况下,血氧下降和血液二氧化碳积累增加的有害影响,如果它超时(在刺激施加时间与用户的反应时间之间存在延迟),可能会导致比终止呼吸暂停事件或呼吸不足事件所需要的更强的唤醒。本发明的另一个有益效果是其自动调节;其自动确定终止打鼾或呼吸暂停事件或呼吸不足事件所需的刺激类型的参照基线。研究表明,重新启动吸气所需的刺激量在睡眠期间在周期(cycle)中改变。本发明持续评估终止呼吸暂停事件或呼吸不足事件所需的刺激。本发明的另一个有益效果是它可以提供非常广泛的刺激,它具有多种嵌入式(或存储在智能手机应用程序中)的音频文件和触觉模式文件,其中每一个具有不同的刺激(唤醒水平)指数。本发明将确定哪些文件产生在最低水平刺激下开始吸入所需的刺激。由于存在将产生在最低刺激水平下开始吸入所需的刺激的许多文件组合,本发明可以在保留调节好处的同时避免习惯化。附图简要说明将参考以下附图描述本发明,其中相同的附图标记表示相同的元件,并且其中:图1本发明的示例的尺寸轮廓(俯视图)。图2本发明的示例的尺寸轮廓(侧视图)。图3本发明的示例的底部的视图。图4本发明的透视图。图5来自由本发明的麦克风接收到的呼吸的信号的示意图。图6本发明的框图。图7用户穿戴本发明的实施例的示意图。具体实施方式因此,提供了本发明的实施例,其满足本发明的至少一个或多个以下目的。在一个实施例中,麦克风收集呼吸的音频信号。这些信号由嵌入在可穿戴装置或智能手机的应用程序中的处理器进行评估,其确定所述呼吸的质量。在本发明的另一个实施例中,脉搏血氧计收集用户的血氧饱和度信息。该信息由嵌入在可穿戴装置或智能手机的应用程序中的处理器进行评估,其确定所述血氧饱和度水平的质量。在本发明的另一个实施例中,本发明可以确定所述用户是否将患有呼吸暂停;这个实施例将在本文件的后面详细论述。在本发明的另一个实施例中,3轴加速度计确定用户的睡眠位置(背卧、仰卧或侧卧)。该位置信息通过嵌入在可穿戴装置或智能手机的应用程序中的处理器结合呼吸暂停的历史(如由嵌入在可穿戴装置或智能手机应用程序中的处理器从麦克风收集的呼吸的音频信号确定的)进行评估,以确定所述用户是否患有位置性呼吸暂停。在本发明的另一个实施例中,无线听觉提示器(蓝牙耳机)被安装在用户的耳朵上,并被刺激信号激活以发出用户听得到但其他人听不到的声音刺激。该实施例提供了一种用以终止打鼾或开始吸入,而不需要其他干预的声音。在本发明的另一个实施例中,嵌入在可穿戴装置中的处理器使用低功率蓝牙收发器与智能手机应用程序进行通信。在本发明的另一个实施例中,有线听觉提示器安装在用户的耳朵中并被刺激信号激活,以发出用户听得到但其他人听不到的声音刺激。这一实施例提供了一种用以终止打鼾或启动吸入而不需要其他干预的声音。在本发明的另一个实施例中,扬声器嵌入在所述发明内,并且由刺激信号激活,以播放用户可听到的声音刺激。这一本实施例提供了一种用以终止打鼾或启动吸入而不需要其他干预的声音。在本发明的另一个实施例中,嵌入在可穿戴装置或智能手机的应用程序中的处理器检测心跳消失并且通过嵌入在所述发明中的所述扬声器激活声音报警。在本发明的另一个实施例中,智能手机的应用程序具有显示来自睡眠周期的信息的手段,这些信息包括但不限于:·日期·睡眠总小时数*·唤醒总数·打鼾事件总数·呼吸暂停总数o呼吸暂停中位长度o呼吸暂停平均长度o呼吸暂停标准偏差·呼吸不足总数o呼吸不足中位长度o呼吸不足平均长度o呼吸不足标准偏差·sao2低于90%的总时间**·sao2低于85%的总时间**·与刺激相关的唤醒总数o与刺激相关的唤醒中位长度o与刺激相关的唤醒平均长度o与刺激相关的唤醒标准偏差·与非刺激相关的唤醒总数o与非刺激相关的唤醒中位长度o与非刺激相关的唤醒平均长度o与非刺激相关的唤醒标准偏差·打鼾、呼吸暂停或呼吸不足发生时的睡眠位置在本发明的另一个实施例中,嵌入在可穿戴装置或智能手机的应用程序中的处理器具有在嵌入式存储器中存储针对已知良好呼吸的集合中的每次呼吸所计算的振幅、周期性和呼吸持续时间的手段。在本发明的另一个实施例中,嵌入在可穿戴装置或智能手机的应用程序中的处理器具有在嵌入式存储器中存储所计算的值和参数的手段。在本发明的另一个实施例中,嵌入在可穿戴装置或智能手机的应用程序中的处理器具有在嵌入式存储器中存储打鼾、睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件发生次数的手段。在本发明的另一个实施例中,嵌入在可穿戴装置或手机的电话应用程序中的处理器具有在嵌入式存储器中存储终止打鼾、睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件次数的手段。在本发明的另一个实施例中,嵌入在可穿戴装置或手机的电话应用程序中的处理器具有将所计算的值和参数从嵌入式存储器输出到其他设备的手段。在本发明的另一个实施例中,嵌入在可穿戴装置或智能手机的应用程序中的处理器具有将发生打鼾、睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件的次数从嵌入式存储器输出到其他设备的手段。在本发明的另一个实施例中,嵌入在可穿戴装置或手机的电话应用程序中的处理器具有将终止打鼾、睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件的次数从嵌入式存储器输出到其他设备的手段。在本发明的另一个实施例中,嵌入在可穿戴装置或智能手机应用程序中的处理器具有从其他设备导入计算机程序的修改的手段。在本发明的另一个实施例中,存在多个麦克风;在本发明的另一个实施例中,可采用触觉显示器来实现机械触觉感官刺激器。在本发明的另一个实施例中,可采用包括形状记忆弹簧的触觉显示器来实现机械触觉感官刺激器。在本发明的另一个实施例中,可采用利用多个致动器的触觉显示器来实现机械触觉感官刺激器。在本发明的另一个实施例中,可采用包括旋转鼓的触觉显示器来实现机械触觉感官刺激器。在本发明的另一个实施例中,可采用包括电活性聚合物的触觉显示器来实现机械触觉感官刺激器。本发明的前述描述已经概述了本发明的关键特征和技术优点,使得本领域技术人员可以更好地理解下面对本发明的详细描述。前面的描述并不意味着要限制本发明的权利要求,而在于描述本发明可采取的各种实施例的广泛应用。下面将描述本发明的附加特征和优点,其形成本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应当理解的是,他们可以容易地使用公开的概念和具体实施例作为修改或设计其他用于实施本发明相同目的的结构的基础。本领域技术人员也应该意识到,这种等效的结构或衍生作品以其最广泛的形式不会背离本发明的精神和范围。在进行详细说明之前,贯穿本专利文档中使用的某些词汇和短语的定义阐述如下:术语“包括”和“包含”及其衍生词意指包括但不限于;术语“或”是包括,意思是和/或;短语“与……相关联”和“与之相关联”及其衍生词,可能意味着包括,被包括在内,与……互连,含有,被包含在内,连接到或与之相连,耦合至或与之耦合,与……可通信,与……合作,交错,并列,最接近,结合于或与……结合,具有,具有……性质,或类似的;以及术语“控制器”是指控制至少一个操作的任何设备、系统或其一部分,这样的设备可以用硬件、固件或软件,或至少两个相同的一些组合实现。本专利文档全文中提供了某些词汇和短语的定义。本领域普通技术人员应当理解是,在许多(如果不是大多数)情况下,这样的定义应用于如此定义的词汇和短语的先前以及未来的使用。“计算机”,“微控制器”,“处理器”和“智能手机”在本文献中可互换使用,并共同定义为依赖于软件程序的应用的设备,所述软件程序作为程序的手段或方式驻留在计算机内以完成某件事情。本文档中将详细说明所述处理的手段和原因。由计算机在这一应用中进行的“测量”被定义为模数转换。模数转换的导数是代表进行测量时的信号振幅的数字值。本领域技术人员将理解使用模数转换的方法。“处理”,“过程”,“监控”和“方法”在本文档中可互换使用,并被统一定义为驻留在计算机中作为完成某件事件的手段或方式的软件程序的应用程序。本文档中将详细说明所述处理的手段和原因。“通信”被定义为通过各种电子部件在本发明的内部和离开本发明(发明的外部)彼此传递数据的方法和过程。“传感器”,“传感器头”,“可穿戴设备”和“可穿戴装置”被定义为本发明的元件,从而对呼吸、血氧水平、心率和睡眠位置进行检测。从下面的详细描述考虑结合附图,本发明的其他对象和特征将变得显而易见。然而,但是应当理解的是,附图的设计仅仅是为了示例性说明的目的而不是要对本发明进行限定,对于附图应参考所附的权利要求。为了对本发明的一般理解,参考附图。在附图中,相同的附图标记始终用于表示相同的元件。根据本发明,提供了用于诊断和治疗打鼾、睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件的装置和方法。在本发明的一个实施例中,用户的呼吸在睡眠期间通过所述装置进行监控,其起到监测系统的作用,用于检测和治疗用户的打鼾、睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件。所述监控系统包括集成的3轴加速度计、集成的脉搏血氧计、集成的麦克风、集成的或外接的计算机、软件程序、用于向用户施加刺激的装置和方法,例如集成扬声器、有线和无线音频,和集成的隆隆效应致动器。本发明是可穿戴的,并且使用非过敏原医用级粘合剂贴片直接附着在皮肤上,附着在用户的睡衣上,采用非过敏性医用级粘合贴片直接附着在皮肤上的传感器头,和所述装置或传感器头设置在或靠近用户的上胸部。在打鼾、睡眠呼吸暂停事件或睡眠呼吸不足事件发作时,呼吸诱发的胸部和/或腹部的运动(扩张和收缩)明显减少。此外,空气进入肺部的运动明显减少。这些减少是打鼾、睡眠呼吸暂停事件或睡眠呼吸不足事件发作的指标。在睡眠期间,对于个体呼吸参数的振幅、吸气时间、呼气时间、呼吸持续时间和周期(period)的变化是正常的。参数(睡眠期间的振幅、吸气时间、呼气时间、呼吸持续时间和周期)的那些正常变化和参数(振幅、吸气时间、呼气时间、呼吸持续时间和周期)的异常变化之间的辨识利用软件程序来执行,其将由监控传感器收集那些参数(振幅、吸气时间、呼气时间、呼吸持续时间和周期)与在用户进入睡眠前收集的那些参数(振幅、吸气时间、呼气时间、呼吸持续时间和周期)进行比较。该方法准确地识别打鼾、睡眠呼吸暂停或睡眠呼吸不足事件的发作,并消除误诊。计算机的软件程序使用基于规则的处理以确定何时将刺激传递给用户,以恢复呼吸道通气(通过诱发吸气)。当用户的呼吸参数由基于规则的处理确定为显示打鼾或睡眠呼吸暂停事件或者睡眠呼吸不足事件的发作时,刺激被传送给用户。本发明可以使用历史数据、软件程序、算法或子例程来帮助确定适合于受试用户的基于规则的处理。嵌入式计算机软件程序使用基于规则的处理来确定诱发吸气所需的最小刺激量。所述刺激是以声学音频信号的形式和/或通过皮肤隆隆效应致动器发出。基于规则的处理确定了诱发吸气所需的最小刺激量。下面讨论的图1~8,和在本专利文档中用于描述本发明原理的多个实施例仅仅是以示例性的方式,不应以任何方式被理解为限定本发明的范围。本领域技术人员将理解,本发明的原理可以在用于检测、评估和终止打鼾或睡眠呼吸暂停事件或睡眠呼吸不足事件的任何适当修改的系统中实现。图1示出了本发明的显示传感器外部视图:俯视图的一个实施例。图2示出了本发明的显示传感器外部视图:侧视图的一个实施例。图3示出了本发明的显示传感器外部视图:底视图的一个实施例。图4示出了本发明的显示传感器外部视图:耳塞(earbud)400,用以将传感器外壳附接到用户睡衣401的附接夹,包含脉搏血氧计监视器部分的led/光电探测器和麦克风的传感器头402的一个实施例。所述传感器头用非过敏性医疗级粘合垫附接到上胸骨。图5是由麦克风(图5中未示出)检测到的呼吸声信号的示意图。所述麦克风(图5中未示出)检测多个音频信号。所述多个音频信号包括生物过程中的音频成分(心脏跳动,在呼吸、肠、打鼾、喘息、打呵欠、咳嗽等期间发生在人们呼吸系统中的扰动的音频成分)和外部干扰伪像。再次参考图5:由麦克风(图5中未示出)得到的信号由计算机(图5中未示出)进行测量。每个信号测量五(5)个离散参数。测量量被分配成代表特定信号参数的直接推理读数的数字值。测量的所述参数是:·信号的振幅500,所述振幅500代表了吸气期间胸部或腹部的扩张。这是一个无量纲的数字。范围从0到100。·信号的吸气时间501(tin);单独吸气所需的时间量(以秒为单位)。·信号的呼气时间504(tout);单独呼气所需的时间量(以秒为单位)。·信号的呼吸持续时间(tin+tout)502:完成单独吸气和呼气所需的时间量(以秒为单位)。·信号的周期503(ttot):从呼吸的吸气开始到下一次呼吸的吸气开始的时间量(以秒为单位)图6为本发明的电子元件和电气元件的框图。本发明的操作如图6所示。它由多个电子元件模块组成:·601是脉搏血氧计子系统的led&光电探测器·602是麦克风·603例示了本发明的一个示例性,其中脉搏血氧计子系统的led&光电探测器601和麦克风602放置在独立的箱(enclosure)中;传感器头。传感器头603通过非过敏性医用级粘合垫附接到所述用户上,并将获取的信号传送到传感器箱以供处理。·604是脉搏血氧计子系统的模拟前端·605是100hz中心频率带通滤波器·606是3轴加速度计·607是usb端口·608是电池·609是电池充电器·610是电池燃料箱·611是存储器芯片·612是硅序列号·613是音频放大器·614是耳塞·615是扬声器·616是皮肤隆隆效应致动器·617是压电触觉刺激剂/电子聚合物·618是触觉驱动器·619是led·620是蓝牙收发器天线·621是蓝牙收发器·622是开关·623是微控制器图7示出了本发明的显示其位于用户上胸部的一个实施例。图8示出了本发明的显示其位于用户下胸部的一个实施例。发明的详细描述图6是本发明的电子元件和电气元件的框图。本发明的主要目的是提供一种用于检测、评估和终止打鼾或睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件(在所述检测的几秒钟内)的装置和方法。要了解如何执行所述过程,请将注意力转至图6。图6是本发明的电子元件和电气元件框图的框图。使用脉搏血氧计子系统的led&光电探测器601来检测用户的血氧量。麦克风602检测在呼吸期间产生的声音。603例示了本发明的一个实施例,其中脉搏血氧计子系统的led&光电探测器601和麦克风602被放置在独立的箱-传感器头部中。传感器头603在睡觉前通过非过敏性医用级粘合垫附接到所述用户上,并发送由传感器箱获取的信号传用于处理。在本发明的另一个实施例中,其中脉搏血氧计子系统的led&光电探测器601和麦克风602以及如图6框图中本发明的电子元件和电气元件所示的其余电子设备放置在单个传感器箱内。脉搏血氧计子系统的模拟前端(afe)在604中示出。所述设备包括具有集成模数转换器(adc)的低噪接收器通道,led传输部分以及传感器诊断和led故障检测。所述模拟前端(afe)604控制所述led&光电探测器601。它由微控制器623控制并与微控制器623通信。带通滤波器605从麦克风602接收由呼吸和其他身体过程产生的音频信号(存在多个音频信号,其包括生物过程(心跳,在呼吸、排便、打鼾、喘息、打呵欠、咳嗽等期间发生在人的呼吸系统中的扰乱的音频成分)的音频成分和外部干扰工件。信号的多重性形成了多余的音频谱。带通滤波器605拒绝(过滤)80hz以下和150hz以上的所有信号。剩余的信号是由呼吸产生的信号,并被传递到微控制器623用于进一步处理。3轴加速度计在606中示出。它产生与用户身体的x、y和z轴相对应的信号,这些信号被传递给微控制器623用于进一步处理。usb端口607服务于双重目的。它用作与本发明通信的外部设备的轴点,以实现与微控制器623连接。它还用作电力输入点,以为电池608充电。电池608是可充电的锂变体。电池充电器609监测电池608和给电池608充电。它与微控制器623通信。电池燃料箱610执行测量电池608的剩余电力水平。它与微控制器623通信。存储器611包含处理程序指令以及由微控制器623执行的计算结果,和在本发明的一个实施例中,用于刺激的音频文件。它与微控制器623通信。硅序列号612包含为所生产的本发明的每个副本提供绝对唯一身份的电子注册号码。它与微控制器623通信。音频放大器613提供驱动耳塞614和扬声器615的功率。它与微控制器623通信。耳塞614是向用户提供诸如说话方向和刺激的音频信号的工具(means)。扬声器615是向用户提供诸如说话方向和刺激的音频信号的工具。触觉驱动器618提供致动触觉发动机616和压电触觉刺激器/电活性聚合物617的功率。它与微控制器623通信。皮肤隆隆效应致动器616向用户提供触觉刺激。压电触觉刺激器/电活性聚合物617向用户提供触觉刺激。led619是状态指示灯。led发出的颜色表示本发明的操作条件。它们与微控制器623通信。天线620是蓝牙收发器621向智能手机应用程序(未在图6中示出)发送信息并从智能手机应用程序接收信息,以及通过蓝牙耳机(图6中未示出)或有线耳塞向用户发送所提供的音频信号(诸如说话方向和刺激)的工具。蓝牙收发器621向智能手机应用程序(图6中未示出)发送信息并从智能手机应用程序接收信息,以及经由蓝牙耳机(图6中未示出)或有线耳塞向用户发送所提供的音频信号,诸如说话方向和刺激。其与微控制器623通信。蓝牙是利用促进在短距离内从固定设备和/或移动设备的数据传输的短距离通信技术的无线协议。例如,在2007年5月29日,授予fudali等人的美国专利号为7,225,064中描述了蓝牙无线通信。这些美国专利的公开内容通过引用并入本文中。开关622控制本发明的操作。它与微控制器623通信。微控制器623从传感器接收信息并将控制信号发送到本发明的电子元件,以及执行来自智能手机(图6中未示出)应用程序和传感器的数据/信号的处理。软件程序软件程序是一系列模块。每个模块特定于需要执行的任务。模块1:初始激活又称为初始化也称为自检查和自校准当用户穿上本发明时,在本发明的一个实施例中,他们会将耳塞插入他们的耳朵中,并且在一个实施例中,激活智能手机的应用程序。然后用户将按下并释放开关401。在一个实施例中,这将建立蓝牙收发器621和智能手机应用程序之间的联系。该联系的目的是使用所述智能手机的处理、存储(存储器)和显示功能。在本发明的另一个实施例中,没有智能手机应用程序,因此所有处理和存储保持驻留在所述传感器内。在本发明的所有实施例中,所述设备将给予用户音频指令以进入与用户的睡眠区域具有相同背景噪声的区域。本发明将通过应用一系列音调将自身校准至用户的听力,以0db的音调开始,并以6dbm的步长上升,直到用户听到音调。此时,用户将按下并释放开关401。这将建立用户可以辨别的最低振幅(响度)的信号。当应用音频刺激时,所确定的值是将使用的音频文件振幅(响度)的起始点。本发明以这种方式已经确定了该用户的听觉范围。本发明将要求用户指示他们是否站立,如果用户这样做,则用户将按下和释放开关401。执行此测试以确定3轴加速度计是否正常工作。本发明将指示用户默数到30。执行该测试以确定血氧计是否正常工作,以及麦克风602和带通滤波器60s是否正在接收由呼吸和其他身体过程产生的音频信号。另外,在该初始化时段期间,本发明计算和存储呼吸值:参见图5。·信号的振幅500:振幅500代表了吸气期间胸部或腹部的扩张。所存储的值是每一呼吸的峰值振幅。·信号的吸气时间501(tin):单独吸气所需的时间量。·信号的呼气时间504(tout):单独呼气所需的时间量。·信号的呼吸持续时间(tin+tout)502:单独吸气和呼气完成所需的时间量。·信号的周期503(ttot):从呼吸的吸气开始到下一次呼吸的吸气开始的时间量。本发明使用这些值构成用于计算初始参考参数的一组呼吸。这些初始参考参数在本发明中计算为参数的每个测量集合的平均值的2个标准偏差(2σ)。参数的集合中95.45%的值落在平均值的2个标准偏差(2σ)内。初始参考参数存储在存储器611中。本发明现在进入休眠时间,持续到用户躺下。模块2:完全激活当用户躺下时本发明退出休眠状态。通过监测和处理来自3轴加速度计606的信号进行该确定。本发明现在开始计算和存储呼吸值:参见图5。·信号的振幅500:振幅500代表了吸气期间胸部或腹部的扩张。所存储的值是每一呼吸的峰值振幅。·信号的吸气时间501(tin):单独吸气所需的时间量。·信号的呼气时间504(tout):单独呼气所需的时间量。·信号的呼吸持续时间(tin+tout)502:单独吸气和呼气完成所需的时间量。·信号的周期503(ttot):从呼吸的吸气开始到下一次呼吸的吸气开始的时间量。这些值被放置在存储器611中的深存储缓冲区中15分钟。所述缓冲区作为fifo设备;基于先进先出,前期的值被后期的值取代。当本发明确定用户已经睡着时,其开始活动。在活动状态下,它将根据需要并以终止导致血氧水平下降至低于约94%的打鼾、呼吸暂停或呼吸不足的方式进行刺激干预。除此之外,如果用户已经确定具有位置性osa,它将采用发送到耳塞614或扬声器615的语言音频信号鼓励所述用户从俯卧的睡眠位置移位。所有这些过程在本文档中将在后面详细介绍。在信号的初始参考参数周期503(ttot)的期间内,当没有发生峰值呼吸振幅500<=对于振幅500初始参考参数的30%时,用户被确定进入睡眠。在那时最终参考参数的集合被计算。最终参考参数通过将每个放置在存储器611中的深存储缓冲区中15分钟的值推导得出。将这些值的每一集合(五个参数值组成一个集合)与其初始参考参数进行比较。如果发现任何一个个体的值大于或小于其初始参考参数的25%,则该集合将被丢弃。这个过程在每个集合中持续,从最新到最旧向后计算,直到发现符合上述标准的60秒的连续集合。然后计算每个参数以得出该参数的平均值的2个标准偏差(2σ)是什么。参数的集合的95.45%的值落在平均值的2个标准偏差(2σ)内。这些派生形成最终参考参数的集合。执行该过程以确定睡眠受试用户的“正常”参数是什么。什么是从夜间到夜间的“正常”变化。当用户睡觉时他们的呼吸模式(和派生参数)与他们醒来时相比发生改变。模块3:刺激本发明的主要目的是提供一种用于检测、评估和终止打鼾或睡眠呼吸暂停事件和睡眠呼吸不足事件(在所述检测的几秒钟内)的装置和方法。具体来说,它将确定用户是否打鼾,是否发生呼吸暂停,是否将发生呼吸不足,用户是否患有位置性osa,用户是否仰卧,以及用户的血氧是否已经下降至约94%以下。这样做以降低或消除用户的打鼾、缺氧、血碳酸过多症和肺部血液动力学紊乱。在这些情况的每一个中,本发明将经由耳塞614或扬声器615提供音频刺激,或经由皮肤隆隆效应致动器616或压电触觉刺激器/电活性聚合物617提供触觉刺激。在本发明的一个实施例中的刺激方法是播放预先记录的音频文件。这些音频文件存储在存储器611中。每个音频文件由具有在特定振幅(响度)下的特定内容的3秒声音记录组成。内容以不同的振幅(响度)重复再记录。以这种方式,相同的内容以6db增量从0db增加到100db的振幅存储在文件中。与本发明的主要目的相一致的是,尽可能快地打断用户的打鼾和恢复通气(呼吸),同时避免觉醒。用户经历4层睡眠和rem。最深层次(3和4)和rem被认为是最有助于复原的,以及通常被称为慢波睡眠。它们也是最难以从中唤醒一个人的。因此,不同的睡眠阶段可能需要不同振幅(响度)音频刺激。刺激通常会导致睡眠状态的改变(从较深阶段到较轻的阶段);这被称为唤醒。任何刺激的任何应用将总是导致血压的变化。本发明以实现这些目标的方式应用刺激:·中断打鼾·尽可能快地恢复呼吸·最小化唤醒的时间长度(<3s)·造成最少量的唤醒(次级皮层唤醒)·最小化对用户血压和心脏速率/脉搏的变化为了实现本发明的主要目的,设备将首先尝试使用随机选择的具有与初始化期间用户能够辨别的振幅相同的振幅(响度)的音频文件的唤醒。如果打鼾终止或通气在2秒钟内恢复(如通过呼吸检测所定义的,其=>对于振幅500的最终参考参数的70%),则音频文件的振幅(响度)将成为下一次需要应用的音频刺激的参考起始点。如果该文件不能成功终止打鼾或恢复通气,则会应用更大声音的随机文件。该过程将持续直到打鼾终止或通气恢复为止。相反,如果本发明确定相同振幅(响度)的文件在下一次应用音频刺激时恢复通气重复成功,它将是具有振幅小于当前参考起始点的随机文件。如果它在恢复通气中成功,则该音频文件的振幅(响度)将成为新的参考起始点。以这种方式,将满足具有不同的刺激强度要求的不同睡眠阶段。本发明的另一个实施例的刺激方法是提供触觉刺激唤醒。机械触觉感官刺激器是皮肤隆隆效应致动器616。它不同于简单的振动器之处在于其能够模拟广泛的触觉效果。触觉效果通过使用软件指令来组合,以控制至刺激感受器器的力量幅度、波形和脉冲持续时间。这些指令被组合以形成力量图谱(forceportrait)。在本发明的一个实施例中,力量图谱存储在存储器611中。不同的力量图谱被用户感觉为不同的触觉感觉。这些力量图谱被分配刺激指数值。刺激指数值将由用户感觉到的相对刺激水平进行排名。为了实现本发明的主要目的,所述设备将首先尝试使用皮肤隆隆效应致动器616或压电触觉刺激器/电活性聚合物617唤醒。最初应用从一组力量图谱中随机选择的具有最低刺激指数的力量图谱。如果在2秒钟内打鼾终止或恢复通气(如通过呼吸检测所定义的,其=>对于振幅500最终参考参数的70%),则该力量图谱的刺激指数将变为所下一次需要应用的力量图谱的参考起始点。如果力量图谱在终止打鼾或恢复通气中不成功,则将应用具有下面更大刺激指数的随机力量图谱。这个过程一直持续,直到打鼾终止或恢复通气。相反,如果本发明确定相同刺激指数的力量图谱在终止打鼾或恢复通气中重复成功,则下次施加的力量图谱是具有小于当前参考起始点的刺激指数的力量图谱。如果其成功终止打鼾或恢复通气,那么所述力量图谱的刺激指数将成为新的参考起始点。以这样的方式,将满足具有不同的刺激强度要求的不同睡眠阶段。本领域技术人员应该理解的是,为了防止习惯化,具有本发明可以选择和应用的大量的力量图谱和音频文件。模块4:检测、评估和终止打鼾当麦克风602检测到呼吸振幅=>2倍的用户的正常呼吸振幅并且持续长于3秒时,将应用如模块3中所描述的刺激以唤醒用户。当麦克风602检测到呼吸振幅=>2倍的用户正常呼吸振幅并且持续长于3秒时(这种确定由3轴加速度计606进行),如果确定用户以仰卧位置睡觉并已处于仰卧位置=>10秒,内容包括紧迫度和振幅(响度)增大的声音警告的音频文件将被传送到耳塞614或扬声器615。所述文件将鼓励用户从仰卧位移动。音频信号将增加紧迫度和振幅(响度),直到用户转移睡眠位置。首先将应用具有最小振幅的最不紧迫的音频文件,如果用户在5秒内还未从仰卧位置移动,则播放更紧迫和更大振幅的音频文件。该过程以类似逐步的方式持续,其中播放越来越紧迫和逐渐变大振幅的音频文件,直到达到期望的结果。模块5:呼吸暂停的确定如果呼吸的振幅500是=<振幅500的最终参考参数平均值的2σ的10%(如用信号的周期503(ttot)的最终参考参数的平均值的2σ的时间包络计算的),则已经发生呼吸暂停并且刺激过程开始。模块6:接近呼吸暂停的确定呼吸信号,其吸气时间501(tin)接近于信号的周期503(ttot)的最终参考参数的信号的周期503(ttot)的45%,表示接近呼吸暂停。如果发生这种情况,则刺激过程开始。模式7:呼吸不足的确定如果血氧水平(如通过整体脉搏血氧计测量的)降到低于约94%,本发明将仅应用刺激。如果呼吸的振幅500为=<70%的振幅500的最终参考参数的平均值的2σ(如用信号的周期503(ttot)的最终参考参数的平均值的2σ的时间包络计算的)并且该条件持续=>10秒,本发明将确定是否发生呼吸不足。模块8:位置性osa的状况的确定呼吸暂停缺氧指数(ahi)是睡眠呼吸暂停严重程度的指数,其结合了呼吸暂停和呼吸不足的数量。结合这些给出了整体睡眠呼吸暂停严重程度评分,其评估睡眠中断和氧饱和度(血氧水平(如由整体脉搏血氧计测量的))两者的数量。ahi通过用呼吸暂停和呼吸不足事件的总数除以睡眠小时数来计算。(αηi值通常分为5-15/小时=轻度;15-30/小时=中度;以及>30/h=重度)。所有患有阻塞型睡眠呼吸暂停综合症(osas)的患者中有约超过一半(56%)具有位置性osas(posas),其中仰卧位睡眠位置呼吸暂停缺氧指数(αηi)>2倍的那些非仰卧位睡眠位置的ahi。这是特别针对轻度或中度osas的情况。各种研究人员已经指出,减少以卧位位置睡姿是对位置性睡眠呼吸暂停的有效治疗。当睡眠位置调整时,位置性睡眠呼吸暂停的症状和问题减少。仰卧位睡姿的避免被称为位置治疗。在用户使用的第二周期间,本发明将存储呼吸暂停和呼吸不足发生的总次数。3轴加速度计606将确定用户何时仰卧和不仰卧。每一呼吸暂停或呼吸不足事件都将与其发生的睡眠位置相关联。在这一周的最后,智能手机应用程序或嵌入式微处理器将计算并比较在此时段期间累积的数据的结果。如果对于仰卧睡眠位置的ahi大于非仰卧睡眠位置的ahi,则为了本发明的治疗目的,将确定用户确实具有位置性osa,以及从而本发明将治疗拥有它的用户。模块9:治疗位置性osa如果用户被确定在仰卧位睡觉(这一确定由三轴加速度计606进行)并且已经处于仰卧位置=>10秒,内容包括紧迫度和振幅(响度)逐渐增加的声音警告将被传送到耳塞614或扬声器615中。所述文件将鼓励用户从仰卧位置移动。音频信号将增加紧迫度和振幅(响度),直到用户转移睡眠位置。首先将应用具有最低振幅的最低紧迫度的音频文件,如果用户5秒内没有从仰卧位置移动,则会播放更大紧迫度和更大振幅的音频文件。该过程以类似逐步的方式持续,其中播放越来越紧迫和逐渐变大振幅的音频文件,直到达到期望的结果。模块10:不离开床的用户的唤醒如果用户被刺激唤醒,则用户将按下并释放开关622。本发明将休眠,直到本发明确定用户已经重新睡着。当在信号的初始参考参数周期503(ttot)的时间内没有峰值呼吸振幅500<=振幅500的初始参考参数的30%出现时,用户被确定为睡着。一旦确定用户已经回到睡眠中,本发明将退出休眠并完全激活。模块11:坐立或离开床的用户的唤醒如果3轴加速度计606确定用户正在床上坐立或已经离开床,将导致本发明将休眠,直到本发明确定所述用户已经重新睡着了。当在信号的初始参考参数周期503(ttot)的时间内没有峰值呼吸振幅500<=振幅500的初始参考参数的30%出现时,所述用户被确定为睡着。一旦确定用户已经回到睡眠中,本发明将退出休眠并完全激活。模块12:用户的唤醒(睡眠周期的结束)当麦克风602停止获取与呼吸相关联的音频信号时,本发明将点亮led619,其颜色将指示电池608的剩余电量10秒。此外,在本发明的一个实施例中,燃料计图标会在智能手机应用程序上显示30秒,指示电池的放电状态。如果电池608的电量低,用户将把电源插入usb端口607为电池608充电。引用列表专利文献us2014/0051938aldevicetodetectandtreatapneasandhypopnea(检测和治疗呼吸暂停和呼吸不足的装置)7,387,608apparatusandmethodforthetreatmentofsleeprelateddisorders(用于治疗睡眠相关紊乱的装置和方法)6/1/2008dunlop;davida,gunderman,jr.;robertdale7,371,220systemandmethodforreal-timeapnea/hypopneadetectionusinganimplantablemedicalsystem(使用植入式医疗系统实时检测呼吸暂停/呼吸不足的系统和方法)5/1/2008koh;steve,park;euljoon,benser;michael2005/0085865breathingdisorderdetectionandtherapydeliverydeviceandmethod(呼吸紊乱检测和治疗传送装置和方法)4/1/2005tehrani,amirj2006/0097879sidsandapneamonitoringsystem(sids和呼吸暂停监测系统)5/1/2006lippincott;kathyj2005/0101833apparatusforthetreatmentofsleepapnea(治疗睡眠呼吸暂停的装置)5/1/2005hsu,william6,935,335systemandmethodfortreatingobstructivesleepapnea(治疗阻塞型睡眠呼吸暂停的系统和方法)8/1/2005lehrman;michaell.,halleck;michaele6,666,830systemandmethodfordetectingtheonsetofanobstructivesleepapneaevent(用于检测阻塞型睡眠呼吸暂停事件发作的系统和方法)12/1/2003lehrman;michaell,halleck;michaele.ferguson;pete,kumar;harpal,lay;graham,llewellyn;mike,place;johnd."6,241,683phonospirometryfornon-invasivemonitoringofrespiration(用于非侵入性呼吸监测的声学测量)6/1/2001macklem;petert.,que;cheng-li,kelly;suzannem.,kolmaga;krzystof,durand;louis-gilles6,290,654obstructivesleepapneadetectionapparatusandmethodusingpatternrecognition(使用模式识别的阻塞型睡眠呼吸暂停检测装置和方法)9/1/2001karakasoglu;ahmet6,011,477respirationandmovementmonitoringsystem(呼吸和运动监测系统)1/4/2000teodorescu;horia-nicolai,mlynek;danielj.5,853,005acousticmonitoringsystem(声学监测系统)12/1/1998scanlon;michaelv5,769,084methodandapparatusfordiagnosingsleepbreathingdisorders(用于诊断睡眠呼吸紊乱的方法和装置)6/1/1998katz;richarda,lawee;michaels.,newman;a.kief5,555,891vibrotactilestimulatorsystemfordetectingandinterruptingapneaininfants(用于检测和中断婴儿睡眠呼吸暂停的震动触觉刺激器系统)9/1/1996eisenfeld;leonardl5,540,733methodandapparatusfordetectingandtreatingobstructivesleepapnea(用于检测和治疗阻塞型睡眠呼吸暂停的方法和装置)7/1/1996testerman;royl.,erickson;donaldj.,bierbaum;ralphw.5,295,490self-containedapneamonitor(独立呼吸暂停监控仪)3/1/1994dodakian;wayne5,107,855apenamonitorfordetectionofaperiodicsinusoidalmovement(用于检测非周期性正弦运动的呼吸暂停监控仪)4/1/1992harrington;reginald,crossley;ralph5,050,614apparatusandmethodforinspirationdetection(用于吸气检测的装置和方法)9/1/1991logan;charlesh.4,781,201cardiovascularartifactfilter(心血管制品过滤器)11/1/1988wright;johnc.,triebel;4,694,839auxiliarystimulationapparatusforapneadistress(用于呼吸暂停的辅助刺激装置)9/1/1987timme;williamf.4,686,999multi-channelventilationmonitorandmethod(多通道通气监测仪及方法)8/1/1987snyder;leont.,scarfone;franka.,reuss;jamesl.,campen;georgev.,yates;georgeh.4,365,636methodofmonitoringpatientrespirationandpredictingapneatherefrom(监测患者呼吸并由其预测呼吸暂停的方法)12/1/1982barker;kentr.4,296,757respiratorymonitorandexcessiveintrathoracicorabdominalpressureindicator(呼吸监测仪和胸腔内或腹部压力过度指示器)10/1/1981taylor;thomascontinuationapplicationhypoxiaonsetdetectorandinterruptor(继续应用低氧发作探测器和断路器)p20100076251pyro/piezosensorandstimulatorhybridcircuit(热/压电传感器和刺激器混合电路)p20100076251pyro/piezosensorandstimulator(热/压电传感器和刺激器)p20100063350anti-habituatingsleeptherapyforaclosedloopneuromodulator(闭环神经调节器的反兴奋剂睡眠疗法)p20100063348stimulussequencerforaclosedloopneuromodulator(闭环神经调节器的激励测序仪)p20100057148stimulustimerforaclosedloopneuromodulator(闭环神经调节器的刺激计时器)p20100056855closedloopneuromodulator(闭环神经调节器)p20100056852stimulusescalatorforaclosedloopneuromodulator(用于闭环神经调节器的刺激自动升降梯)p20100048986dosageoptimizationforaclosedloopneuromodulator(闭环神经调节器的剂量优化)p20090287265agitatortostimulatethecentralnervoussystem(刺激中枢神经系统的激素)非专利文献h.schneideretal,"effectsofarousalandsleepstateonsystemicandpulmonaryhemodynamicsinobstructiveapnea(唤醒效果和睡眠状态对阻塞型呼吸暂停中全身和肺动脉血流动力学的影响)",j.appl,physiol.88:1084-1092,2000.d.m.carlsonetal,"acousticallyinducedcorticalarousalincreasesphasicpharyngealmuscleanddiaphragmaticemginnremsleep(声波诱导的皮层唤醒增加nrem睡眠中的咽部肌肉和膈肌emg)",journalofappliedphysiology,vol76,issue41553-1559.w.t.mcnicholas,"arousalinthesleepapneasyndrome:amixedblessing?(唤醒睡眠呼吸暂停综合征:混合的祝福?)",eurrespirj1998;12:1239-1241.robertc.basnermdetal,"respiratoryandarousalresponsestoacousticstimulation(呼吸和唤醒对声刺激的反应)",chest.1997;112:1567-1571.gangbaoetal,"acuteandchronicbloodpressureresponsetorecurrentacousticarousalinrats(急性和慢性血压对大鼠复发性声音唤醒的反应)",amjhypertens(1999)12,504-510.r.c.basneretal,"effectofinducedtransientarousalonobstructiveapneaduration(诱发短暂唤醒对阻塞型呼吸暂停持续时间的影响)",j.appphysiol.78(4):1469-1476,1995.dinabrooksetal,"obstructivesleepapneaasacauseofsystemichypertensionevidencefromacaninemodel(作为来自犬模型的系统性高血压原因的阻塞型睡眠呼吸暂停)",j.clin,invest.volume99,number1,january1997,106-109.maryj.morrelletal,"sleepfragmentation,awakebloodpressure,andsleep-disorderedbreathinginapopulation-basedstudy(睡眠分离、清醒血压和睡眠呼吸在基于人群的研究)",am.j,respir.crit.caremed.,volume162,number6,december2000,2091-2096.robertc.basneretal,"respiratoryandarousalresponsestoacousticstimulation(呼吸和唤醒对声刺激的反应)",chest1997;112;1567-1571.richards.t.leungetal"sleepapneaandcardiovasculardisease(睡眠呼吸暂停和心血管疾病)",am.j.respir.critcaremed.,volume164,number12,december2001,2147-2165.denisem.o'driscolletal,"cardiovascularresponsetoarousalfromsleepundercontrolledconditionsofcentralandperipheralchemoreceptorstimulationinhumans(在人类的中枢和外周化学感受器刺激的受控条件下心血管对睡眠中的唤醒的反应)",japplphysiol96:865-870,2004.denisem.o'driscolletal,"occlusionoftheupperairwaydoesnotaugmentthecardiovascularresponsetoarousalfromsleepinhumans(上呼吸道阻塞并不会增加心血管对人类睡眠中唤醒的反应)",japplphysiol98:1349-1355,2005.u.leuenbergeretal,"surgesofmusclesympatheticnerveactivityduringobstructiveapneaarelinkedtohypoxemia(阻塞型呼吸暂停期间肌肉交感神经活动的下降与低氧血症有关)",am.j.respir.critcaremed.,volume164,number12,december2001,2147-2165.richards.t.leungetal,"sleepapneaandcardiovasculardisease(睡眠呼吸暂停和心血管疾病)",journalofappliedphysiology,vol79,issue2581-588.richardb.berrymd,"sleepapneaimpairsthearousalresponsetoairwayocclusion(睡眠呼吸暂停会损害对气道阻塞的唤醒反应)",chest,1996;109:1490-1496.t.katoetal,"experimentallyinducedarousalduringsleep:across-modalitymatchingparadigm(睡眠中的实验诱发唤醒:交叉模式匹配范例)",j.sleepres.(2004)13,229-23.christianguilleminaultetal,"theeffectofcnsactivationversuseegarousalduringsleeponheart;rateresponseanddaytimetests(cns活化对睡眠期间eeg唤醒在心脏上的影响;速率反应和白天测试)",clinicalneurophysiology117(2006)731-739.emiliasforza,mdetal,"effectsofsleepdeprivationonspontaneousarousalsinhumans(睡眠剥夺对人类自发唤醒的影响)",sleep,vol.27,no.6.2004.j.f.masaetal,“assessmentofthoracoabdominalbandstodetectrespiratoryeffort-relatedarousal(评估胸腹带,以检测呼吸功能相关的唤醒)”,eurrespirj2003;22:661-667.r.c.basneretal,"effectofinducedtransientarousalonobstructiveapneaduration(诱发短暂觉醒对阻塞型呼吸暂停持续时间的影响)",japplphysiol78:1469-1476,1995.hiroshimikietal,"newtreatmentforobstructiveapneasyndromebyelectricalstimulationofsubmentalregion(新型治疗阻塞型呼吸暂停综合征的电刺激颏下区)",tohokuj.exp.med.,1988,154,91-92.c.guilleminaultetal,"theeffectofcmsactivationversuseegarousalduringsleeponheartrateresponseanddaytimetests(在心率反应和日间测试期间,激活cms激活与睡眠期间的eeg唤醒)",clinicalneurophysiology,volume117,issue4,pages731-739.immersioncorporation,"next-generationvibrationforvideogameconsolesystems(用于视频游戏机系统的下一代振动器)",31august2006.sherozkhan,i.adametal,"rule-basedfuzzylogiccontrollerwithadaptablereference(具有合适参考的基于规则的模糊逻辑控制器)",internationaljournalofintelligenttechnologyvolume3number1.e,sforzaetal,"nocturnalevolutionofrespiratoryeffortinobstructivesleepapnoeasyndrome;influenceonarousalthreshold(阻塞型睡眠呼吸暂停综合征呼吸功能的夜间演变;对唤醒阈值的影响)"eurrespirj1998;121257-1263doi:10.1183/09031936.98.12061257.homernazeranetal,"afuzzyinferencesystemfordetectionofobstructivesleepapnea(一种用于检测阻塞型睡眠呼吸暂停的模糊推理系统)".proceedings-23rdannualconference-1eee/embsoct.25-28,2001,istanbul,turkey.当前第1页12当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1