睡眠呼吸暫停症候群是一種嚴重的危害，睡眠期間會出現缺氧和高碳酸血症，可對全身多系統器官造成進行性損害。 目前，多導睡眠圖監測是監測睡眠疾病最有效的手段，但需要對受試者進行觀察和記錄，長期監測造成檢查的侷限性。
那麼市場需要一種基於柔性壓電感測器開發的睡眠檢測產品，這種舒適便攜的方法，可以實現對自然睡眠狀態下睡眠呼吸暫停等睡眠相關資料的判斷和監測記錄，使使用者能夠輕鬆獲取自己的相關睡眠監測資料，以便及時診斷和**。
常見的睡眠監測方案中使用的壓電感測器是PVDF壓電薄膜感測器，由於其柔韌性好，聲阻抗低，可以與人體匹配，並且具有較高的壓電常數，因此適合作為無創睡眠監測的機械感測器。 柔性壓電感測器可充分採集脈搏、呼吸、打鼾等生理訊號，並將分析結果與雙閾值疾病預測評價值進行對比，有效記錄睡眠監測，為睡眠呼吸暫停症候群的診斷提供依據。
總身體設定公尺
desihn
系統設計框圖
睡眠監測枕頭設計框圖。
如圖所示，壓電薄膜感測器嵌入在普通枕頭中作為載體，實時監測使用者的脈搏、呼吸、打鼾等生理訊號，訊號調理電路對訊號進行處理。 微控制器控制藍芽模組將訊號傳輸到上位機，實現人體呼吸暫停、打鼾識別、睡眠監測等功能。
睡眠監測枕頭設計柔性聚偏氟乙烯壓電薄膜感測器的輸出與外力成線性比例。 壓電薄膜感測器放置在枕頭內部，並設定拱形彈簧，以提高壓電薄膜的靈敏度。 感測器採用懸臂梁結構，如下圖所示。 為了提高感測器的靈敏度，對三角形、梯形和矩形壓電薄膜懸臂梁在相同外力作用下產生的電荷進行了對比分析。
懸臂梁結構圖。
不同懸臂梁的結構圖。
當在懸臂梁結構的自由端施加壓力時，懸臂梁產生的應變如下圖所示
感測器採用三角形懸臂結構製成，安裝在睡眠監測枕的兩側，分別拉出電極檢測使用者的脈搏和打鼾訊號，監測枕頭正面貼有長寬壓電薄膜感測器，檢測呼吸訊號， 如圖所示：
監控枕頭感測器安裝圖。
電力路設定公尺
circuits
電路上連線有壓電薄膜感測器，為了增強穩定性，設計了電阻和積分電容，使電路具有負反饋效應。 可實現穩定的電壓放大，增強電壓電路的放大效果，增加電壓公升功能，將壓電訊號轉換為正值，以便日後更好地識別和處理。 為了增加整合度要求，可以引入運算放大器晶元。
訊號調理電路。
軟件設定公尺
software
訊號轉換成微控制器的模數後，通過藍芽傳送到終端軟體進行讀取、資料型別轉換、儲存、脈搏率、呼吸頻率的處理和計算，實時顯示脈搏和呼吸資料波形、打鼾、呼吸暫停狀態判斷等。 根據呼吸幅度和頻率進行檢查，記錄呼吸遲緩和呼吸暫停的時間，警告呼吸異常，如有長時間呼吸暫停，立即報警。
呼吸暫停識別流程圖。
如果打鼾持續時間過長或累積水平過高，會警告並記錄異常打鼾。 每個週期中打鼾訊號的檢測在打鼾訊號檢測完成後立即開始。
打鼾識別流程圖。
部門系統測試嘗試
test
在時間內設定脈搏率，顯示狀態正常;否則，顯示異常脈衝;當它太低時，會出現“危險”提示。 當呼吸頻率為 時，狀態正常;否則，顯示呼吸異常;如果太低，則會出現“呼吸暫停”警告。 同步快閃狀態，當切換到常規閃爍狀態時，執行上位機軟體的選擇埠，設定波特率、停止位等，同時開始接收資料。
實驗者仰臥位躺在基於壓電薄膜感測器的睡眠監測枕頭上。 可檢測實驗者的脈搏和呼吸訊號，脈搏為次，呼吸頻率為次，正常狀態指示燈亮。
系統的實際測試圖。
脈搏和呼氣測試結果。
實驗者進行屏氣，呼吸頻率下降，呼吸次數小於呼吸次數異常亮，如圖所示。
屏氣試驗結果。
打鼾訊號的幅度通過雙閾值檢測，如果超過設定的閾值，則判斷為打鼾，打鼾指示燈亮。 當平均值低於設定的最小值且訊號小於閾值時，程式判斷打鼾結束並停止錄音。 打鼾訊號不符合判斷標準，顯示狀態正常，如圖所示。
呼氣測試結果正常。
實驗者模擬了打鼾的狀態進行測試，如圖所示。 當打鼾訊號超過設定閾值時，打鼾指示燈亮，累計打鼾水平，打鼾持續時間超過設定值時，程式記錄系統時間。
打鼾測試效果。
通過柔性壓電薄膜感測器，在人體睡眠時，對睡眠監測枕的壓力狀態、人體呼吸和脈搏振動分析，將壓電效應產生的電荷量通過訊號調理電路轉換為電壓訊號，同時進行放大、抗多樣性、濾波和提公升等處理， 微控制器控制藍芽模組將訊號傳輸到上位機，利用終端軟體對生理訊號進行處理和分析，進行睡眠狀態識別和記錄。
基於柔性壓電薄膜感測器開發的睡眠監測枕應用方案，可監測睡眠狀態下的人體脈搏、呼吸、打鼾、打鼾持續時間等生理引數資料，並顯示異常脈搏、呼吸狀態、異常打鼾狀態等生理狀態。 符合睡眠呼吸暫停症候群和睡眠障礙的預檢要求。 為了減少睡眠疾病患者的時間和醫療費用，減輕醫護人員的工作負擔，便於掌握患者的身體狀況，提供技術支援支援，這也是市場上睡眠監測系統和壓電感測醫療器械領域的主要應用。
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