一种基于大数据的呼吸监测系统及计算机储存介质的制作方法

1.本发明涉及一种涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种基于大数据的呼吸监测系统及计算机储存介质。


背景技术：

2.睡眠呼吸监测系统是诊断睡眠呼吸暂停综合征的最准确的仪器。它基于当前最新睡眠理论，和稳定、准确、高效、方便的设计原则，从使用者的角度出发，对多个细节作了精心设计。通过以波形特征分析为基础，结合模式识别与人工神经网络理论，采用自学习与多层前馈网络算法，多路信号关联分析等技术，大大提高使睡眠分析，呼吸分析，心电分析的准确性。它可以记录使用者睡眠状态下的许多生理信号，如:脑电图、肌电图、眼电图、口鼻气流、胸腹运动、血氧饱和度、心电图、体位等，分析这些记录指标可以明确诊断使用者是否患有睡眠呼吸暂停综合征及其病情严重程度，初步估计适合应用何种方法治疗。
3.本实验团队长期针对呼吸监测技术进行大量相关记录资料的浏览和研究，同时依托相关资源，并进行大量相关实验，经过大量检索发现存在的现有技术如us08052612b2、us06932774b2、kr101818367b1和cn101204328b。如现有技术的一种插管接收来自使用者的呼吸气流和来自插管附近的区域的界面气流。呼吸气流和界面气流被引导向压力差换能器，以确定呼吸气流与界面气流之间的压力差，该压力差换能器构造成响应于该压力差而在使用者的呼吸回路中实行变化。该压力差被引导向呼吸器，该呼吸器构造成响应该压力差，该插管还接收来自使用者的第一呼吸气流和第二呼吸气流以及来自使用者的呼出气体，相应的呼吸监测方法也接收同样的气流。但是现有技术的插管检测技术检测功能单一，不能有效提高插管的使用效率，同时不能根据对使用者的检测进一步进行使用功能的智能工作。
4.为了解决本领域普遍存在检测系统智能度低、不能对使用者的生理特征情况进行适应性呼吸调整功能进而造成使用感低、呼吸监测系统的相应佩戴物的舒适度差等等问题，作出了本发明。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种基于大数据的呼吸监测系统。
6.为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：
7.可选的，一种基于大数据的呼吸监测系统，其特征在于，所述呼吸监测系统包括佩戴于使用者脸部的佩戴器、与所述佩戴器通过通讯连接以实现信息相互传输下进一步发送相应指令至目标佩戴器对所述佩戴器进行调控的主机、设置于所述佩戴器上对使用者的呼吸的声波信息进行监控的声音监测模块和设置于所述主机上对所述声音监测模块所获得的数据信息进行接收并分析进一步获得使用者的睡眠情况进一步的识别模块，其中，所述识别模块包括对所述声音监测模块所监测信息进行接受的接收单元、对基于所述接收单元
所接收信息进一步分析处理以判断所述使用者的睡眠情况的分析单元、基于所述分析单元所判断所述使用者的睡眠情况进一步生成所述佩戴器的驱动指令的指令生产单元将所述驱动指令发送至所述佩戴器的控制端的发送单元，所述佩戴器包括分别配合于人体脸颊中部的上佩戴器、分别配合于人体下巴皮肤的下佩戴器、配合连接于所述上佩戴器和下佩戴器上的形变弹性绳和控制驱动所述形变弹性绳进行紧绷缩短和松懈延长的控制器。
8.可选的，所述上佩戴器为与横设配合于所述使用者脸部且与所述使用者的至少部分鼻腔进行配合设置的壳体结构的弧形板和分别设置于所述弧形板两侧进一步与人体耳廓配合设置的钩状结构的固定片。
9.可选的，所述下佩戴器为与人体的部分下颚进行配合设置的立体剪裁结构的配合布料和通过锁边固定设置于所述配合布料上部用于与所述形变弹性绳进行连接固定的至少两个配合器，且所述配合器分别对称设置于所述配合布料上端的两侧附近。
10.可选的，每个所述形变弹性绳包括配合设置于所述上佩戴器的可变件、通过卡接配合设置于所述配合器上的固定件、设置于所述可变件与所述固定件之间的固定带、分别从所述弧形板下端朝所述弧形板内部延伸设置的供所述可变件进行形变驱动的驱动腔、分别设置于所述驱动腔内对相应位置的所述可变件的温度信息进行获知的温度传感器和通过对所述可变件进行电热信号的连接输入的控制对应进行所述可变件的伸缩形变控制的驱动机构。
11.可选的，所述声音监测模块为设置于所述佩戴器上对所述使用者的呼吸声音进行收集的声波收集器。
12.本发明又一方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括所述呼吸监测系统的控制方法和数据处理程序，所述呼吸监测系统控制方法和数据处理程序被处理器执行时，实现所述呼吸监测系统的控制方法和数据处理的步骤。
13.本发明所取得的有益效果是：
14.1.有效提高对睡眠中的使用者的呼吸调整的效果。
15.2.通过热形变材料实现在使用者的睡眠状态和非睡眠状态下对使用者的呼吸方式的智能调整，同时影响使用者在非睡眠情况下的进食和交流活动。
16.3.有效防止对使用者的呼吸调整过程中相应调节设备驱动工作时对应产生的噪音过大进而影响使用者的睡眠情况的问题发生。
附图说明
17.从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
18.图1为本发明的呼吸监测系统的模块化示意图。
19.图2为本发明的佩戴器的结构示意图。
20.图3为本发明的形变弹性绳的结构示意图。
21.图4为本发明的可调节连接件的结构示意图。
22.图5为本发明的识别单元的流程示意图。
23.附图说明:1
‑
上佩戴器；2
‑
形变弹性绳；3
‑
下佩戴器；4
‑
驱动腔；5
‑
可变件；6
‑
固定带；7
‑
外齿轮；8
‑
齿块；9
‑
连接带。
具体实施方式
24.为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
25.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位.以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
26.实施例一：
27.本实施例构造了一种基于对使用者的状态监测进一步自动控制对所述使用者嘴部的阻力大小的佩戴器的呼吸监测系统；
28.一种基于大数据的呼吸监测系统，其特征在于，所述呼吸监测系统包括佩戴于使用者脸部的佩戴器、与所述佩戴器通过通讯连接以实现信息相互传输下进一步发送相应指令至目标佩戴器对所述佩戴器进行调控的主机、设置于所述佩戴器上对使用者的呼吸的声波信息进行监控的声音监测模块和设置于所述主机上对所述声音监测模块所获得的数据信息进行接收并分析进一步获得使用者的睡眠情况进一步的识别模块，其中，所述识别模块包括对所述声音监测模块所监测信息进行接受的接收单元、对基于所述接收单元所接收信息进一步分析处理以判断所述使用者的睡眠情况的分析单元、基于所述分析单元所判断所述使用者的睡眠情况进一步生成所述佩戴器的驱动指令的指令生产单元将所述驱动指令发送至所述佩戴器的控制端的发送单元，所述佩戴器包括分别配合于人体脸颊中部的上佩戴器、分别配合于人体下巴皮肤的下佩戴器、配合连接于所述上佩戴器和下佩戴器上的形变弹性绳和控制驱动所述形变弹性绳进行紧绷缩短和松懈延长的控制器，所述上佩戴器为与横设配合于所述使用者脸部且与所述使用者的至少部分鼻腔进行配合设置的壳体结构的弧形板和分别设置于所述弧形板两侧进一步与人体耳廓配合设置的钩状结构的固定片，所述下佩戴器为与人体的部分下颚进行配合设置的立体剪裁结构的配合布料和通过锁边固定设置于所述配合布料上部用于与所述形变弹性绳进行连接固定的至少两个配合器，且所述配合器分别对称设置于所述配合布料上端的两侧附近，每个所述形变弹性绳包括配合设置于所述上佩戴器的可变件、通过卡接配合设置于所述配合器上的固定件、设置于所述可变件与所述固定件之间的固定带、分别从所述弧形板下端朝所述弧形板内部延伸设置的供所述可变件进行形变驱动的驱动腔、分别设置于所述驱动腔内对相应位置的所述可变件的温度信息进行获知的温度传感器和通过对所述可变件进行电热信号的连接输入的控制对应进行所述可变件的伸缩形变控制的驱动机构，所述声音监测模块为设置于所述佩戴器上对所述使用者的呼吸声音进行收集的声波收集器，本发明又一方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括所述呼吸监测系统的控制方法和数据处理
程序，所述呼吸监测系统控制方法和数据处理程序被处理器执行时，实现所述呼吸监测系统的控制方法和数据处理的步骤；
29.其中所述佩戴器包括分别配合于人体脸颊皮肤的上佩戴器、分别配合与人体下巴皮肤的下佩戴器、配合连接于所述上佩戴器和下佩戴器上的形变弹性绳和驱动所述形变弹性绳进行紧绷缩短和松懈延长控制的控制器，所述上佩戴器包括横设于所述使用者脸部且与所述使用者的至少部分鼻腔进行配合设置的壳体结构的弧形板和分别设置于所述弧形板两侧进一步配合固定于人体耳廓配合设置的钩状结构的固定片，所述弧形板与人体接触的一端为其内部且所述弧形板上与所述内部相对设置的一端为其外部，所述弧形板内部设置敷设有与人体皮肤进行接触的布质层，所述布质层包括围绕敷设于所述弧形板内部的弹性层、覆盖于所述弹性层上且与人体皮肤直接接触的纱布和敷设于所述弹性层与纱布之间的传感器组，其中所述弹性层以记忆棉材质、粘弹性聚氨酯软质泡沫材料、乳胶中的至少一个作为制作材料进行制作进而生成均有多气孔和形变复原功能的弹性层，进而所述弹性层能够针对不同使用者的脸部轮廓进行形变调节；
30.所述固定片与所述佩戴器之间通过可调节连接件进行连接固定，且所述可调节连接件包括分别设置于所述弧形板的两侧内部的调节腔、分别设置于所述调节腔内的相对设置的两个外齿轮、驱动相对设置的所述外齿轮以相反方向进行转动的微型减速马达、分别设置于同一所述调节腔内的两个所述外齿轮之间且分别与所述两个外齿轮进行啮合传动的齿块和通过相应元件锁合固定于所述齿块的接近所述弧形板边缘处的一端的连接带，所述调节腔接近相应位置的所述弧形板的边缘处设置有连通于所述弧形板外端的通孔，且所述调节腔远离所述弧形板边缘的一侧为闭合结构的隔绝壁，所述隔绝壁对所述齿块的移动进行限位，所述连接带对应从所述通孔贯穿出所述弧形板并另一部对应固定于一个所述固定片，所述通孔的孔径小于所述齿块的横截面的径长设置进而所述孔径对所述齿块进行限位，所述固定片用于与人体耳廓进行配合固定以实现所述佩戴器的穿戴功能，且所述固定片的制作原材料至少包括环氧树脂材料、硅胶，进而所述固定片为具有一定形变力的弧形钩，所述传感器组包括设置于均匀敷设于所述弹性层与纱布之间的若干压力传感器；
31.且所述传感器组用于监测所述佩戴器对人体组织的挤压程度，并在所述传感器组的监测值对应为使用者对所述佩戴器佩戴过紧和/或过松的情况下，所述佩戴器上的控制端对应控制所述可调节连接件对驱动所述连接带从所述调节腔进行释放和/或收紧的相应使用长度，进一步提高所述佩戴器针对不同使用者的自动化调整佩戴，所述控制端预先编程设置有根据所述传感器组的监测数值信息进行分析处理进一步对应所述微型减速马达的驱动控制的处理程序，进而实现基于所述传感器组和所述可调节连接件自动对所述固定带的长度进行调节；
32.本发明实现监测系统的佩戴器根据使用者的佩戴情况进行自动调节进而有效提高使用者进行呼吸监控中的使用舒适度。
33.实施例二，结合附图1
‑
5，除了包含以上实施例的内容以外，还在于：
34.所述下佩戴器为与人体的部分下颚进行配合设置的立体剪裁结构的配合布料和通过锁边配合设置于所述配合布料上部的合金材质的至少两个配合器，且所述配合器分别对称设置于所述配合布料上端的两侧附近，所述上佩戴器与所述配合器相对设置的位置处设置有配合孔、所述形变弹性绳从所述配合孔贯穿至与相应的所述配合器进行固定连接进
而将所述上佩戴器和下佩戴器进行固定连接，进而在使用者使用所述佩戴器时，通过所述形变弹性绳对所述上佩戴器和下佩戴器的阻力限制进一步有效控制所述使用者在睡眠过程中嘴巴呈现闭合状态进而有效防止呼吸过程中进行打鼾造成呼吸短暂；
35.进一步，本发明的所述形变弹性绳实现可控制伸缩程度进而实现所述佩戴器在人体未进入睡眠状态时对应所述上佩戴器与下佩戴器之间的阻力较小能够实现使用者在佩戴所述佩戴器过程中的讲话交流并在所述使用者进入睡眠状况时进一步控制所述形变弹性绳对所述上佩戴器与下佩戴器之间的牵扯阻力进而有效控制所述使用者在睡眠过程中使所述使用者嘴部呈现闭合状态进而保证使用者在睡眠过程中的呼吸顺畅；
36.所述形变弹性绳分别包括配合设置于所述上佩戴器的可变件、配合设置于所述配合器上的固定件、设置于所述可变件与所述固定件之间的与人体相接触的固定带、分别从所述配合孔朝所述弧形板内部延伸设置有供所述可变件进行形变驱动的驱动腔、分别设置于所述驱动腔内对相应位置的所述可变件的温度信息进行获知的温度传感器和通过对所述可变件进行电热信号的连接输入的控制对应进行所述可变件的伸缩形变控制的驱动机构，其中所述固定件和配合器为现有技术的卡接固定的卡扣件，在此不再赘述，所述驱动腔内壁围绕内嵌设置有对所述形变件的形变进行辅助驱动的加热条，所述加热条由相应控制器通过电气连接进一步实现驱动控制，所述驱动腔朝所述弧形板外部连接设置有若干散热片且所述驱动腔接近所述弧形板内部的一侧围裹设置有微型复合真空隔热片，进而有效减少所述驱动机构和加热条的驱动工作中对佩戴器的温度影响；
37.其中所述可变件为具有实现主驱动功能的形状记忆合金或磁致伸缩材料制成的收缩结构的杆件，其中所述收缩结构为螺旋、波形、折叠等等形状结构，进而有效提高所述可变件的伸长长度，且所述可变件外部围裹有包裹层，所述包裹层位具有弹性功能的乳胶、橡胶、柔性蒙皮等等形状记忆复合材料制作而成的包裹层结构，进而所述包裹层能够实现辅驱动功能和密封功能的制成，所述包裹层对所述形变件起到密封和辅助变形的功能并根据所述形变件的伸缩形变对应发生牵扯形变，所述形变件其中一端通过所述驱动腔内壁的相应限位孔进一步固定于所述驱动腔，且所述形变件另一端朝所述配合孔延伸设置，所述驱动机构内嵌设置于所述弧形板且对所述形变件的配合固定于所述配合孔上的一端进行电信号输入；
38.所述包裹层与所述可变件进行围裹设置，且所述可变件的其中一端通过电气连接与所述驱动机构形成控制回路，所述控制器接收所述睡眠监测模块所监测使用者对应的生理状态进一步生成相应的驱动信号发送至所述驱动机构，所述驱动机构通过输出电信号使得所述可变件受热伸长，并在所述驱动机构切断对所述可变件的电信号输入后所述形变件自行冷却并在冷却后恢复至波状的收缩长度，进而所述可变件收缩于所述驱动腔内部并对所述固定带进行牵扯进而使得所述上佩戴器与下佩戴器之间的牵引阻力变大；
39.本发明实现在使用者未进入睡眠状态下通过所述驱动机构对所述形变件的连接电路进行电信号输入进而驱动所述可变件发生伸长，进而通过对所述固定带的牵扯力的减小进一步提高所述上佩戴器与下佩戴器的相对位移范围，进而有效实现所述使用者在未睡眠状态下的正常说话交流和进食动作，同时在所述使用者进入睡眠状态，所述控制器断开所述驱动机构对所述形变件的电信号输入，进而通过所述可变件未加热状态下的收缩长度下对所述固定带的牵扯进一步对所述上佩戴器和下佩戴器实现对使用者的口腔闭合进行
控制，有效对所述使用者的睡眠过程的呼吸方式进行矫正。
40.实施例三，结合附图1
‑
5，除了包含以上实施例的内容以外，还在于：
41.所述声音监测模块为设置于所述上佩戴器上对所述使用者呼吸声音进行收集的声波收集器，所述识别模块基于所述声波收集器所收集的声波信息进一步对所述使用者的生理特征进行判断，其中所述生理特征为使用者对应的睡眠状态和非睡眠状态，所述声波收集器对预设频率的声波信号进行接收，并根据所述声波信号和时间进行声波幅度曲线的绘制，
42.所述识别单元包括处理步骤：
43.s101：以不同身高、年龄和性别的生理特征的人群对应睡眠状态和非睡眠状态的呼吸音频作为训练样本进一步获得不同生理特征人群对应的非睡眠状态中的呼吸音频对应的声波幅值分布图作为对应生理特征人群的参照信息，
44.s102：以预定时长为监测区域，依次选取所述声音监测模块内监测区域长度的音频信息作为分析音频，进一步将分析音频以呼吸发生时间为自变量且对应时间的声波信号幅值为因变量进行相关曲线图显示进一步获得声波图形，
45.s103：获得所述声波图形的各相关特征参数：
46.(1)预定时间内的出现峰值的次数ax，
47.(2)计算分析音频的幅度分布参数sq：其中，ani所述声波图形中第i次峰波的峰值,wi为第i次峰波的持续时常，
48.(3)计算最小峰值min：指分析音频中声波幅值的最小值，
49.(4)计算最大峰值max：指分析音频中声波幅值的最大值，
50.104：输入所述使用者生理特征参数至数据模型内并进一步获取对应生理特征的各相关标准特征参数：ax*、sq*、min*、max*和swd*，其中ax*为对应生理特征人群的非睡眠状态下的对应分析音频的声波图形的预定时间内的出现峰值的平均次数，sq*为对应生理特征人群的非睡眠状态下的对应分析音频的幅度分布参数、min*为对应生理特征人群的非睡眠状态下的对应分析音频的声波幅值的最小值，max*为对应生理特征人群的非睡眠状态下的对应分析音频的声波幅值的最大值，swd*为对应生理特征人群的非睡眠状态下的对应分析音频的特征参数值范围，
51.s105：计算用户呼吸音频的特征参数值：
[0052][0053]
其中，δ为相关修正系数，τ为所述相关系数的优先级相关参数，δ和τ由本领域技术人员经大量重复实验训练获得，在此不再赘述，
[0054]
s106：在swd≤swd*时判断所述使用者为非睡眠状态，
[0055]
其中，所述数据模型为由本邻域技术人员通过不同生理特征的使用者的大量睡眠状态下的呼吸音频和非睡眠状态下的呼吸音频作为训练样本进一步获得与使用者生理特征相关的相关标准特征参数，通过所述使用者的呼吸音频的声波图形与所述音频标准参数进行匹配度分析获得；
[0056]
所述指令生产单元基于所述识别单元对所述使用者的生理特征的识别信息进一
步生产相应驱动指令至所述佩戴器的控制系统，其中所述控制系统包括所述控制端和控制器，在所述识别单元判断所述使用者为睡眠状态时，所述指令生成单元生成相应控制所述驱动单元断开对所述形变件进行电信号输入的断开指令至所述控制器，相反在所述识别单元判断所述使用者为非睡眠状态时，所述指令生成单元生成相应控制所述驱动单元对所述形变件进行电信号输入的连接指令至所述控制器，进而实现所述睡眠监测系统基于对使用者的失眠情况进行自动止鼾控制；
[0057]
本发明通过对使用者呼吸声波的监测进一步判断所述使用者的睡眠状态以自动开启呼吸控制的佩戴器对使用者的口部活动的限制，以根据对使用者生理情况的监测识别自动控制所述佩戴器对使用者的呼吸控制工作，以有效提高使用者的使用感。
[0058]
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。
[0059]
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
[0060]
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。