睡眠呼吸暫停綜合癥通過3G網絡遠程監測的研究

李帥三，丁晶，張文華，周志尊

牡丹江醫學院 電工電子教研室，黑龍江 牡丹江 157011

睡眠呼吸暫停綜合癥是一種潛在的致死性疾病，長期患有該病癥的患者可能引起高血壓、心肌梗塞、腦血管意外甚至猝死。因此，對睡眠呼吸暫停的監測具有十分重要的意義[1]。

1 系統組成

圖1 系統流程圖

本系統包擴呼吸信號采集電路、模擬信號處理電路、波形顯示并發送、醫院監護終端接收等部分組成。其中，模擬信號處理電路包括前置放大電路、低通濾波電路和主放大電路等3部分（如圖1所示）。

2 電路設計與實現

電路部分由呼吸采集電路、前置放大電路、低通濾波電路和主放大電路4個電路組成，電路的電源均為5V，由手機USB接口提供[2]。

2.1 呼吸采集電路

在鼻下部安置溫度傳感器，使其在呼、吸氣時產生的溫度變化會引起傳感器的電阻的變化（如圖2所示）。使放大器的輸入端的電壓變化，導致放大器的輸出電壓發生變化，實現呼吸氣流變化到電壓信號變化的轉變[3]。

圖2 呼吸監測電路

2.2 前置級放大電路

美國AD公司的放大器AD620（如圖3所示）。具有輸入阻抗高、共模抑制比高、差動輸入、可變增益輸出等特點，適合對微弱的電壓信號進行放大。在前置級的放大倍數約10倍為宜，波形過大易失真[4]。

圖3 前置放大電路

2.3 低通濾波電路

成人呼吸頻率約20次/min，故采用運放LM324來實現低通濾波電路（如圖4所示）。調節RC，使截止頻率為10 Hz，以濾除高頻信號。

圖4 低通濾波電路

2.4 主放大電路

采用正向放大電路（如圖5所示）。放大4倍后，使波形的峰值達到1 V以上，這樣有利于醫護人員的觀察和分析。

圖5 主放大電路

2.5 波形顯示并發送

在手機中安裝醫院的示波軟件，以讀取接收的模擬信號，再通過3G網絡把呼吸信號的波形上傳至互聯網[6-7]。醫護人員可在醫院終端通過監測互聯網上患者的動態呼吸信號波形（如圖6所示），進行診斷分析，提出處理意見，然后通過短信等方式進行回復[10]。

圖6 呼吸信號波形

3 結束語

本研究實現了呼吸信號的遠程無線傳輸。監測端使用人們現代生活中必不可少的手機，再利用3G無線網絡，實現異地監測，不影響患者睡眠，擺脫了大型醫療器械和地點的束縛。雖然本系統還存在小型集成化的缺陷，但其體積小、成本低、攜帶方便的優勢，使其具有更好的發展前景和可觀的市場。睡眠呼吸暫停綜合癥遠程監測系統的設計還可以與血壓、心電、脈搏等監測模塊集成，組建多參數遠程監護網，為醫院遠程醫療監護提供了一種新的思路[8]。

[1]胡玉萍,章安平.阻塞性睡眠呼吸暫停綜合癥的監測與護理對策[J].臨床肺科雜志,2009,14(7):993.

[2]Mitchell S L,Morris J N,Park P S,et al.Terminal care for persons with advanced dementia in the nursing home and home care settings[J].Journal of Palliative Medicine,2004,7(6):808-816.

[3]盛煜,馬華紅,陳建華,等.基于集成射頻平臺的睡眠呼吸暫停無線監測[J].北京生物醫學工程,2005,24(2):116-119.

[4]申廣浩,劉娟,路麗華,等.睡眠呼吸暫停綜合癥遠程監護系統的設計[J].醫療衛生裝備,2010,31(6):16-19.

[5]賈文娟,白燕萍,繩秀君,等.生理多參數遠程監護系統的研究進展[J].中國醫療設備,2009,24(8):76-78.

[6]陳浩,彭仁明,周連雙.基于移動通信和INTERNET網絡的心臟遠程監護系統[J].綿陽師范學院學報,2010,29(8):9-13.

[7]諸強,王學民,胡賓,等.無線遠程醫療系統[J].北京生物醫學工程,2004,23(3):225-227.

[8]楊謙,何明霞.我國醫療監護技術的最新進展[J].醫療衛生裝備,2006,27(8):38-39.

[9]陳軼煒,等.基于藍牙通訊的便攜式心電監護儀的研制[J].北京生物醫學工程,2008,27(2):173-177.

[10]高鳳梅,等.基于無線嵌入式Internet的多生理參數遠程監護系統[J].計算機與數字工程,2008,36(7):54-56.