專利名稱：防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡用的衣服和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡用的衣服和方法，并且更具體地，涉及能防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡的衣服以及使用該衣服來防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡的方法。
背景技術(shù)：
通常，分類為睡眠呼吸紊亂的習(xí)慣性打鼾、有障礙的睡眠窒息以及上部氣管阻礙綜合癥是在睡眠期間出現(xiàn)上部氣管反復(fù)閉合的疾病。這種疾病由于在夜間惡化睡眠效率而妨礙了睡眠質(zhì)量并且尤其降低血
液氧氣飽和率(參見Chrokroverty S.(1994)睡眠紊亂醫(yī)學(xué)，ButterworthHeinemarm)。
睡眠呼吸紊亂引起白天昏昏欲睡、注意力惡化、記憶力衰退、學(xué)習(xí)能力降低、慢性疲勞等。而且，睡眠呼吸障礙導(dǎo)致施工現(xiàn)場和工作場所的意外以及由疲勞駕駛所引起的交通事故，從而造成社會和經(jīng)濟(jì)破壞。
近來在睡眠呼吸紊亂和肥胖、高血壓、糖尿病、癡呆、心血管病、心臟停頓、性功能下降、腦血管病、癱瘓以及代謝綜合癥的出現(xiàn)之間的緊密關(guān)系方面已經(jīng)存在一些報告(參見睡眠呼吸障礙和高血壓之間的關(guān)系的預(yù)期性研究，NEnglMed2000; 342: 1378-1384)。
下面參照附圖解釋這樣的人體上部氣管閉合。
如圖1中所示，用來將空氣導(dǎo)入支氣管和肺(都未示出)的上部氣管在正常狀態(tài)下是充分可靠的。然而，參照如圖2中所示的障礙睡眠窒息狀態(tài)，從上腭8的后部延伸的軟組織6由自身重量和舌頭7的重量而受壓，從而閉合上部氣管4。
仰臥位置的睡眠惡化了上部氣管4的閉合。而且，上部氣管4的這種閉合導(dǎo)致了在睡眠期間呼吸停止或中斷的障礙性睡眠窒息，并且
5當(dāng)在睡眠期間上部氣管4部分地閉合時出現(xiàn)打鼾。
已經(jīng)嘗試了很多方法來試圖治療打鼾或睡眠窒息。
通常，已經(jīng)試圖在睡眠期間通過使用功能性枕墊來治療睡眠呼吸障礙，并且己經(jīng)開發(fā)了一種枕墊，其主要通過升高側(cè)面位置或頭部位置的姿勢糾正來防止睡眠呼吸障礙。
最近，由NASA開發(fā)的聚合體泡沫制成的記憶泡沫枕墊聲稱為防
止睡眠呼吸障礙的枕墊，已經(jīng)在市場上可以買到。雖然這種記憶泡沫枕墊人體工程學(xué)地設(shè)計為吸收傳輸至人體的負(fù)荷和震動并且在負(fù)荷釋放之后恢復(fù)至原始形狀，但是其對于治療打鼾或睡眠窒息并沒有帶來顯著的改進(jìn)。
已經(jīng)開發(fā)了解決這種問題的許多裝置和方法。 一種裝置在名稱為"通過感測打鼾來驅(qū)動防止打鼾枕墊的裝置"并且在韓國知識產(chǎn)權(quán)局
注冊的實用新型No.20-0236225中公開，如圖3中所示。該實用新型同樣地轉(zhuǎn)讓給本申請的申請人。
這種防止打鼾裝置包括輸入打鼾和各種其它噪音并且輸出期望打鼾信號的打鼾信號感測單元10;分析從打鼾信號感測單元10施加的信號并且如果所施加的信號確定為打鼾信號則啟動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動器40的控制器30;存儲從控制器30施加的信號或?qū)⑵漭敵鲋量刂破?0的存儲器；以及由此通過從控制器30施加的信號驅(qū)動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)以驅(qū)動姿勢改變板46從而改變枕墊形狀的旋轉(zhuǎn)存儲驅(qū)動器40。控制器30處理從打鼾信號感測單元10施加的打鼾信號以及噪音信號以獲得最終的數(shù)據(jù)并且在最終信號連續(xù)地具有大于閾值的數(shù)值時計算持續(xù)時間。在持續(xù)時間大于設(shè)置時間時，控制器30計算為持續(xù)時間而存在的最大點的數(shù)目。如果最大點的數(shù)目高于最大點的設(shè)定值，控制器30將信號確定為打鼾信號。而且，如果打鼾信號感測為與設(shè)定值的數(shù)目一樣的次數(shù)，控制器30將驅(qū)動信號施加至旋轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動器40以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)42。
而且，名稱為"減少打鼾用的裝置"的實用新型No.20-0395890
如圖4至6中所示并且在韓國知識產(chǎn)權(quán)局注冊。該實用新型同樣地轉(zhuǎn)讓給本申請的申請人。這種防止打鼾裝置包括氣墊71，其檢測睡眠者的呼吸并且在感 測到打鼾時通過將空氣注入其中而膨脹，從而糾正睡眠者的睡眠姿勢；
空氣管道72，其與氣墊71相結(jié)合以將檢測的呼吸傳輸至下個階段并 且作為注入和排出空氣的通道；用來將傳輸至空氣管道72的呼吸轉(zhuǎn)換 為電信號的傳感器；預(yù)放大器，其將從傳感器輸出的呼吸感測信號預(yù) 先放大；帶通濾波器單元，其對于每個波段過濾從預(yù)放大器輸出的呼 吸感測信號并且將其輸出為心跳/呼吸/打鼾確定信號；用于輸入功能和 模式轉(zhuǎn)換信號的功能輸入單元；中央處理單元73，其根據(jù)響應(yīng)于從功 能輸入單元輸入的信號由預(yù)放大器和帶通濾波器單元獲得的信號確定 是否存在打鼾，該處理單元73控制為顯示呼吸狀態(tài)，如果確定為打鼾 則產(chǎn)生用于膨脹氣墊的空氣注入信號，并且如果在膨脹氣墊之后沒有 感測到打鼾的話則在設(shè)定時間之后產(chǎn)生控制信號以將注入氣墊的空氣 排出；顯示器，其根據(jù)從中央處理單元73傳輸?shù)臓顟B(tài)顯示控制信號在 屏幕上顯示睡眠者的呼吸狀態(tài)、心跳狀態(tài)等；驅(qū)動器，其將從中央處 理單元輸出的發(fā)光二級管控制信號、空氣注入控制信號以及排出控制 信號輸出為用于每個空氣注入控制和排出控制信號的每個相應(yīng)驅(qū)動信 號；發(fā)光二極管(LED)，其用于根據(jù)從驅(qū)動器輸出的發(fā)光二極管驅(qū)動 信號可視化地顯示是否供電以及功能操作狀態(tài)；馬達(dá)，其用來根據(jù)從 驅(qū)動器輸出的空氣注入信號驅(qū)動將空氣注入氣墊71的泵；以及排出螺
線管，其根據(jù)從驅(qū)動器輸出的排出控制信號打開和閉合排出閥。
這樣，圖3中現(xiàn)有技術(shù)的防止打鼾裝置如果感測到和確定打鼾則 自動地驅(qū)動防止打鼾枕墊以將睡眠者傾斜至一側(cè)，從而使得睡眠者不 打鼾。然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)實施例的防止打鼾裝置不能從防止打鼾枕 墊在感測到打鼾之后的變傾斜的狀態(tài)恢復(fù)至原始狀態(tài)，除非使用者手 動地重新設(shè)定該裝置。在可靠地操作這種裝置中存在的問題在于如 果睡眠者在睡眠期間通過移動或位置改變而移動遠(yuǎn)離枕墊，就變得難 以防止打鼾。而且，睡眠者的睡眠質(zhì)量可能由于凸輪軸和板之間的機(jī) 械摩擦所產(chǎn)生的噪音而受到干擾。
而且，圖4至6中現(xiàn)有技術(shù)的防止打鼾裝置通過使用氣墊71來誘 導(dǎo)姿勢改變，但是不是主動的類型并且會由于干擾睡眠者的睡眠質(zhì)量而驚醒睡眠者，因為其類型是促使睡眠者改變他/她自身的姿勢。在可 靠地操作這種裝置中還存在一個問題，因為在當(dāng)睡眠者移動或改變他 的位置時，睡眠者可能會移動遠(yuǎn)離氣墊71的膨脹位置，甚至不能誘導(dǎo) 這種姿勢改變。
另外，長時間臥床的虛弱患者或經(jīng)受腦脊髓異常以及不能自由地 進(jìn)行姿勢改變的患者存在褥瘡的高風(fēng)險。
褥瘡出現(xiàn)于經(jīng)受心臟病、高燒、糖尿病以及腦脊髓異常的患者之 中。尤其，褥瘡由對比如臀部、骨盆以及踝部等身體突出部分不能釋 放的壓力所引起。也就是，褥瘡因為血管由于不能釋放的壓力而受壓， 并且氧氣和營養(yǎng)元素不能供應(yīng)至組織而出現(xiàn)。
因此，在患者不能自由地移動時，必須在每次預(yù)定時間過去后定 期改變他/她的姿勢。
然而，對于一些人來說每次改變患者的姿勢都是困難的。因此， 在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)開發(fā)了防止褥瘡的透氣性床墊并且投放市場。盡 管如此，通過在任何時候改變患者的姿勢來防止褥瘡從而便于血液循 環(huán)仍然是最優(yōu)選的。因此，需要一種能自由地進(jìn)行姿勢改變的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
因此，本發(fā)明的主要目標(biāo)是提供一種能防止睡眠呼吸障礙的衣服 和方法，其能在不喚醒睡眠者之下自然地改變睡眠姿勢以停止打鼾和/ 或睡眠窒息并且能準(zhǔn)確地進(jìn)行這種姿勢改變，甚至能通過根據(jù)周圍噪 音準(zhǔn)確地判斷睡眠者是否打鼾或經(jīng)受睡眠窒息來使得睡眠者無意識地 移動，從而使得睡眠者能繼續(xù)良好的睡眠并且防止呼吸紊亂，比如障 礙性睡眠窒息。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種防止褥瘡的衣服，其由長時間臥床 的虛弱患者或者經(jīng)受腦脊髓異常并且不能自由地進(jìn)行姿勢改變的患者 穿戴，從而在每次預(yù)定時間消逝之后改變他/她的躺姿并且防止褥瘡。
技術(shù)方案
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種能防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡的衣服，其由使用者穿戴。這種衣服包括設(shè)置于衣服背面的多個 氣腔，這些氣腔能收縮和膨脹；空氣供應(yīng)單元，其將空氣供應(yīng)至每個 氣腔；壓力檢測單元，用來測量每個氣腔的壓力以產(chǎn)生作為電信號的 測量壓力；以及控制單元，用來從壓力檢測單元接收測量的壓力信號， 以在檢測到使用者打鼾或睡眠窒息時或在處于相同姿勢已經(jīng)預(yù)定時間 時，通過使用空氣供應(yīng)單元將空氣供應(yīng)至氣腔來改變使用者的姿勢。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于防止打鼾或睡眠窒息 的睡眠呼吸障礙防止方法，其中使用者穿戴具有多個可收縮和可膨脹 氣腔的衣服，所述方法包括步驟將空氣供應(yīng)至氣腔用于壓力測量； 測量由使用者的重量加壓的一個或多個氣腔的壓力；從測量到的壓力 中提取生物信號；確定是否在生物信號中檢測到打鼾或睡眠窒息；以 及如果在生物信號中檢測到打鼾或睡眠窒息，將空氣供應(yīng)至氣腔，從 而改變使用者的姿勢。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種防止褥瘡的方法，其中使 用者穿戴具有多個可收縮和可膨脹氣腔的衣服，所述方法包括步驟 將空氣供應(yīng)至氣腔用于壓力測量；測量由使用者的重量加壓的一個或 多個氣腔的壓力；根據(jù)測量的壓力，確定使用者是否處于相同的姿勢 已經(jīng)預(yù)定時間；以及如果使用者處于相同的姿勢己經(jīng)預(yù)定時間，將空 氣供應(yīng)至氣腔以膨脹氣腔，從而改變使用者的姿勢。


本發(fā)明的上面和其它目標(biāo)和特點將從以下結(jié)合附圖給出的對實施
例的描述中變得明顯，其中
圖1和2是解釋人體的上部氣管的閉合的示圖3是示出現(xiàn)有技術(shù)的防止打鼾裝置的基本部件的示圖4至6是示出另一個現(xiàn)有技術(shù)的防止打鼾裝置的簡圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡用
的衣服的構(gòu)造的簡圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡用
的衣服的正視圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡用 的衣服的后視圖io是沿著圖9的線vn-vn截取的橫截視圖n是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的睡眠呼吸障礙防止方法的流
程圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的褥瘡防止方法的流程 圖；并且
圖13至15是解釋根據(jù)本發(fā)明的實施例的防止睡眠呼吸障礙和/ 或褥瘡用的衣服的操作的狀態(tài)簡圖。
具體實施例方式
下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的能防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡 的衣服的構(gòu)造的簡圖，；并且圖8和9分別是示出圖7中所示的衣服的 正視圖和后視圖。
如圖7中所示，由睡眠者或患者穿戴的衣服200主要包括用來防 止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡的裝置100。裝置100包括設(shè)置于衣服的背 面的多個氣腔210、 220和230;用來將空氣供應(yīng)至氣腔210、 220和 230的空氣供應(yīng)單元240;用來測量氣腔210的壓力的壓力檢測單元 250;以及用來從壓力檢測單元250接收所檢測的壓力并且控制空氣供 應(yīng)單元240的控制器260。
參照圖8和9，衣服200在從多個不同設(shè)計角度考慮可穿性和可 用性之下采用可穿單元的設(shè)計。而且，功能結(jié)構(gòu)和適合的材料選擇在 這種可穿設(shè)計中是基本的。尤其，能選擇控制來調(diào)節(jié)人體不受比如舒 適性、穩(wěn)定性、電磁波屏蔽功能、靜電防止功能、絕緣功能等有害因 素的材料。
為了實施溫度控制功能，衣服200不僅在睡眠期間通過該材料排 出汗水，而且還構(gòu)造為在身體的所有方向上或在容易出汗的腋窩區(qū)域 中具有氣孔，以使得衣服內(nèi)的熱或濕氣能迅速排出，從而提高穿戴舒 適性。并且，必須考慮能用來最小化該材料和人體之間摩擦的縫紉方
10法。在這點上，對于使用者，例如睡眠者或患者，衣服200可由健康
導(dǎo)向的材料(例如，殼聚糖纖維、銀纖維、竹纖維等，高科技材料比 如水性膠水、吸濕排汗網(wǎng)眼等)或環(huán)境友好材料(例如有機(jī)棉花、天 絲、天然礦物離子健康纖維等)制成。
衣服200能被構(gòu)造為一片的形式(比如飛行服)，以使得睡眠者或 患者能全身穿戴衣服200。衣服200包括覆蓋身體、手臂和腿部的前 部201和背部202。衣服200具有前面開口的形狀以使得使用者能容 易穿戴衣服200。在前面開口中，設(shè)置拉鏈203以將衣服200分開。
替代地，衣服200可具有側(cè)面開口的形狀。另外，拉鏈203僅僅 是一個示例，并且除了拉鏈203以外，比如間隙可調(diào)節(jié)的緊固件、橡 皮帶以及搭扣按鈕等各種組合和分開單元可與相同或不同的種類相結(jié) 合地使用。
氣腔210、 220和230設(shè)置于衣服200的背面，也就是，在將被收 縮和膨脹的后部202處。氣腔210、 220和230由從空氣供應(yīng)單元240 供應(yīng)的空氣膨脹并且以能收縮和膨脹的結(jié)構(gòu)或/和材料制成。氣腔可使 用包括圓形和多邊形的各種形狀，并且可設(shè)置更多的氣腔。在這種結(jié) 構(gòu)中，氣腔210、 220和230可包括能剪裁或縫褶的部分。而且，就材 料而言，氣腔210、 220和230可由例如能膨脹或收縮的合成樹脂、天 然橡膠、人造橡膠或纖維制成。氣腔210、 220和230能具有充分的容 積以改變睡眠者的姿勢，例如，從仰臥位置改變至側(cè)臥位置。
氣腔210、 220和230定位為在膨脹時在衣服200的背面處將使用 者傾斜至一側(cè)，以便容易并且自然地將睡眠者姿勢從仰臥位置改變至 側(cè)臥位置。更具體地，第一氣腔210設(shè)置于衣服200的后部202處以 相應(yīng)于使用者在他/她穿戴衣服200時的后背， 一對第二氣腔220設(shè)置 于相應(yīng)于使用者的手臂的位置處，并且第三氣腔230成對地設(shè)置于相 應(yīng)于使用者的大腿和小腿的位置處。第一、第二和第三氣腔210、 220 和230在膨脹時將使用者的姿勢從仰臥位置改變至左側(cè)或右側(cè)的側(cè)臥 位置。第一、第二和第三氣腔210、 220和230經(jīng)由供應(yīng)管線270連接 至空氣供應(yīng)單元240。
參照圖10，其中示出沿著圖9的線VII-VII截取的橫截視圖。如圖10中所示，第一氣腔210包括具有類似于使用者背部的區(qū)域的矩形 主體211，以及垂直地層壓于主體211中的第一和第二氣囊212和213。 第一和第二氣囊212和213在控制器260從壓力檢測單元250接收信 號并且檢測到睡眠呼吸障礙時或每次預(yù)定的時間消逝之后時以相對的 直角三角形形狀交替地膨脹，以使得使用者的姿勢改變至面向與先前 位置不同的方向的側(cè)臥位置。
例如，第一氣囊212首先以類似于具有向右遞減斜邊的直角三角 形形狀膨脹以便將使用者的姿勢改變至左側(cè)或右側(cè)的側(cè)臥位置，并且 在第一氣囊212下面的第二氣囊213然后以類似于具有向右遞增斜邊 的直角三角形形狀膨脹。
返回參照圖7，空氣供應(yīng)單元240根據(jù)控制器260的控制信號經(jīng) 由空氣供應(yīng)管線270選擇性地將空氣供應(yīng)至第一、第二和第三氣腔 210、 220和230，這里，空氣能以壓縮氣體的狀態(tài)提供。另外氣泵可 用來通過泵送供應(yīng)空氣。
壓力檢測單元250可用壓力測量傳感器實施。壓力檢測單元250 優(yōu)選地設(shè)置于第一氣腔210的第一氣囊212和213中，由使用者的重 量最受壓，但是其可以設(shè)置于第二和第三氣腔220和230中。壓力檢 測單元250測量第一氣腔210中的壓力變化，壓力變化由使用者(例 如睡眠者)的心跳、使用者的呼吸等引起。其還測量由使用者的重量 對第一氣腔210加壓的壓力，并且將測量的壓力作為電信號輸出至控 制器26。同時，為了用壓力檢測單元250測量壓力，第一氣腔210中 的第一和第二氣囊212和213需要填滿空氣，從而施加用于壓力測量 所需的足夠容量。這里，填充的空氣可以是此時以仰臥位置躺下的使
用者不會感覺不舒服的量。
控制器260從壓力檢測單元250接收測量的壓力信號。而且，在 檢測到打鼾或睡眠窒息時，空氣供應(yīng)單元240構(gòu)造為將空氣供應(yīng)至第 一、第二和第三氣腔210、 220和230以便改變睡眠者的姿勢，例如， 從仰臥位置至側(cè)臥位置，從而打開睡眠者的上部氣管，這樣就糾正了 睡眠者紊亂的呼吸。如本發(fā)明的實施例中所示，控制器260從壓力檢 測單元250接收測量的壓力信號，并且交替地膨脹第一、第二和第三氣腔210、220和230以便將使用者放置于面向與每次檢測到打鼾或睡 眠窒息的先前位置不同的方向的側(cè)臥位置。
替代地，在使用者(例如，患者)不能自由地進(jìn)行姿勢改變時， 如果他/她處于相同姿勢已經(jīng)預(yù)定時間，那么控制器260從測量同一部 分壓力的壓力檢測單元250接收信號，并且交替地膨脹第一、第二和 第三氣腔210、 220和230，以便將睡眠者放置于面向與先前位置不同 的方向的側(cè)臥位置。
控制器260通過使用多個帶通濾波器261將從壓力檢測單元250 傳遞的信號過濾為多個頻段，并且對于每個頻段計算睡眠者的呼吸次 數(shù)、心跳次數(shù)、打鼾次數(shù)以及呼吸暫停次數(shù)、消逝時間等的任何一個 或其組合。
例如，控制器260從壓力檢測單元250接收第一氣腔210的改變 了的壓力，作為電信號。而且，控制器260通過分析其通過帶通濾波 器261的過濾獲得的在0.1 0.5赫茲波段及0.7 2.0赫茲波段中的波 形周期來計算呼吸次數(shù)和心跳次數(shù)，并且根據(jù)超過50赫茲的波段中的 波形數(shù)目來計算打鼾或睡眠窒息的次數(shù)，所有這些構(gòu)成使用者的生物 信號。這種頻段能根據(jù)睡眠者的物理狀態(tài)、臨床試驗方法等改變數(shù)值。 尤其，打鼾的存在或不存在通過觀察頻率特征來確定，這基于在臨床 試驗中通過使用STFT (短時傅立葉變換)方法獲得的結(jié)果。另外，睡 眠窒息通常涉及人員超過大約10秒不進(jìn)行呼吸并且這種情況每小時 出現(xiàn)5次或更多次的情況。本發(fā)明的實施例是要在這種睡眠窒息出現(xiàn) 時通過促使姿勢改變來防止睡眠窒息。因此，在IO秒鐘內(nèi)未檢測到呼 吸時就確定存在睡眠窒息。
同時，為了存儲由控制器260計算的呼吸次數(shù)、心跳次數(shù)、打鼾 次數(shù)以及睡眠窒息次數(shù)中的任何一個或其組合作為數(shù)據(jù)，以及為了根 據(jù)從壓力檢測單元250測量的壓力中的變化來存儲消逝的時間，裝置 100還包括存儲器262。而且，裝置100另外包括顯示單元263，其可 設(shè)置為根據(jù)來自存儲于存儲器262中的選擇信號(例如，由用戶通過 控制盒208給出的操縱信號(參見圖8))在外部顯示每分鐘的最大呼 吸次數(shù)、每分鐘的最小呼吸次數(shù)、每分鐘的平均呼吸次數(shù)、打鼾的累
13積次數(shù)中的任何一個、它們的組合、或消逝的時間。而且，該裝置還
包括輸出單元264，比如USB (通用串聯(lián)總線)端口等，以將存儲于 存儲器262中的數(shù)據(jù)傳輸至外部設(shè)備，例如，個人計算機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、 分析設(shè)備等。
控制器260能控制空氣供應(yīng)單元240以直接收縮以及膨脹第一、 第二和第三氣腔210、 220和230。例如，如果空氣供應(yīng)單元240是氣 泵，通過泵的正向旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)獲得收縮和膨脹。另外，但是不限 于此，因為如同在本發(fā)明的實施例中那樣，由控制器260控制的三通 閥272分別設(shè)置于線路上，即空氣供應(yīng)管線270上，由此從空氣供應(yīng) 單元240供應(yīng)空氣，以使得膨脹的第一、第二和第三氣腔210、 220 和230能排出空氣以便收縮。
三通閥272可以是例如能由來自控制器260的控制信號操作的螺 線管閥。
另一方面，空氣供應(yīng)單元240、控制器260、存儲器262、顯示單 元263等不僅提供為與衣服200分開，而且為了方便使用的緣故并且 為了最小化干擾使用者，還可以單獨地附著至衣服。這里，控制器260、 存儲器262、顯示單元263、空氣供應(yīng)單元240等可設(shè)置于控制盒280 內(nèi)，控制盒的外表面具有多個操縱按鈕(未示出)并且附著至衣服200, 并且空氣供應(yīng)單元240、控制器260等由易于使用的可再充電電池供 電。
下面將參照圖11和12描述一種使用根據(jù)本發(fā)明的實施例的衣服 200來防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡的方法。
首先圖11示出說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的一種防止睡眠呼吸障 礙的方法的流程圖。
其中使用者(即睡眠者)在穿戴衣服200時睡眠的方法包括步驟 將空氣供應(yīng)至氣腔用于壓力測量(步驟S10);測量每個氣腔的壓力(步 驟S30);從測量的壓力中提取生物信號(步驟S40);確定是否在生 物信號中檢測到打鼾或睡眠窒息(步驟S50);以及如果檢測到打鼾或 睡眠窒息就改變睡眠者的姿勢(步驟S60)。
在步驟S10中，如果裝置100構(gòu)造為當(dāng)睡眠者在穿戴衣服200平躺下時啟動，在控制器260的控制下，由此能測量第一氣腔210的每 個氣囊212和213壓力的空氣供應(yīng)至睡眠者以仰臥位置躺下時不會感 覺不舒服的程度。
同時，為了在步驟S10之后準(zhǔn)確測量第一氣腔210中的壓力，執(zhí) 行等待一定時間以穩(wěn)定第一氣腔210的步驟S20。也就是，增加一個 在此期間在預(yù)定時間內(nèi)沒有測量到壓力的時間延遲，例如，15-25秒或 優(yōu)選地大約20秒，以穩(wěn)定化第一氣腔210。
在步驟S30中，在步驟S20之后由睡眠者的重量加壓的第一和第 二氣囊212和213的每一個的壓力由壓力檢測單元250測量到。這里， 測量的持續(xù)時間大約是5至15秒，并且優(yōu)選地大約10秒。壓力檢測 單元250根據(jù)睡眠者的心跳、呼吸等檢測第一氣腔210內(nèi)的壓力變化 并且將該壓力變化輸出至控制器260作為電信號。
在步驟S40中，由壓力檢測單元250測量到的壓力值的電信號由 用于每個頻段的一個或該帶通濾波器261過濾。另外，根據(jù)每個頻段 計算包括呼吸次數(shù)、心跳次數(shù)、打鼾次數(shù)以及呼吸暫停次數(shù)的生物信 號或計算其組合，如上所述。這里，打鼾的存在或不存在能通過觀察 在臨床試驗中根據(jù)使用STFT(短時傅立葉變換)方法獲得的結(jié)果的頻 率特征來確定。而且，睡眠窒息通常指的是人員超過大約IO秒沒有呼 吸并且這種情形每小時出現(xiàn)5次或更多次的情況。本發(fā)明的實施例是 要在這種睡眠窒息出現(xiàn)時通過促使姿勢改變來防止睡眠窒息。因此， 在IO秒鐘內(nèi)沒有檢測到呼吸時確定存在睡眠窒息。
同時，所提取的生物信號能存儲于存儲器263中，并且經(jīng)由顯示 單元263在外部顯示為其最大值、最小值、平均值等。另外，生物信 號可通過輸出單元264傳輸至外部設(shè)備，比如個人計算機(jī)、診斷設(shè)備 等。
在步驟S50中，打鼾或睡眠窒息的存在根據(jù)與一個或多個活體相 關(guān)的預(yù)定數(shù)據(jù)來確定。如果確定沒有打鼾或睡眠窒息，控制過程返回 至步驟S30以反復(fù)執(zhí)行下面的步驟。然而，如果確定檢測到打鼾或睡 眠窒息，控制過程進(jìn)行至步驟S60來執(zhí)行睡眠者的姿勢改變。
在檢測到打鼾或睡眠窒息時，空氣供應(yīng)單元240啟動以將空氣供應(yīng)至第一、第二和第三氣腔210、 220和230，從而膨脹第一、第二和 第三氣腔210、 220和230。如在本發(fā)明的實施例中，在使用者平躺下 時，如圖13中所示，空氣供應(yīng)至第一氣腔210的第一氣囊212，以及 設(shè)置于相應(yīng)于身體半部的手臂和腿部處的第二氣腔220和第三氣腔 230，從而將睡眠者的姿勢從仰臥位置(圖13中所示)改變至側(cè)臥位 置(圖14中所示)，這樣就打開了上部氣管，從而糾正睡眠者紊亂的 呼吸。
在步驟S60中，如果在睡眠者的姿勢改變之后消逝了預(yù)定時間， 例如5至IO分鐘，那么控制過程前進(jìn)至步驟S70，此時第一、第二和 第三氣腔210、 220和230的空氣排出以使得睡眠者的姿勢能恢復(fù)至正 常位置。這里，第一、第二和第三氣腔210、 220和230的空氣排出可 通過空氣供應(yīng)單元240的反向操作來執(zhí)行。然而，在這個實施例中， 空氣排出可通過根據(jù)來自控制器260的控制信號操作的三通閥272進(jìn) 行，以便通過平穩(wěn)的空氣排出自然地將睡眠者帶至正常位置。
同時，在步驟S70中，如果睡眠者通過氣腔的空氣排出恢復(fù)至仰 臥位置，如圖13中所示，控制過程進(jìn)行至確定使用是否完成的步驟 S80。
在步驟S80中，如果一直在使用中，重復(fù)地執(zhí)行步驟S10之后的 步驟。
于是，當(dāng)在步驟S50中檢測到打鼾或睡眠窒息時，空氣供應(yīng)至第 二氣囊213以及與前面不同的第二和第三氣腔220和230，從而將姿 勢改變至相反方向的側(cè)臥位置，如圖15中所示。
也就是，在改變睡眠者姿勢的步驟S60中，第一、第二和第三氣 腔210、 220和230交替地膨脹以獲得不同的側(cè)臥位置。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明的實施例，睡眠者打鼾或睡眠窒息的存在 能通過第一氣腔210內(nèi)由睡眠者的重量加壓導(dǎo)致的壓力變化、睡眠者 的心跳、呼吸等來確定。另外，在檢測到打鼾或睡眠窒息時，在不驚 醒睡眠者之下通過選擇性地膨脹第一、第二和第三氣腔210、 220和 230，使睡眠姿勢自然地從仰臥位置改變至側(cè)臥位置以便停止打鼾或睡 眠窒息，從而保持睡眠者的睡眠質(zhì)量并且防止干擾呼吸，比如打鼾、睡眠窒息等。
如果睡眠者穿戴衣服200，改變睡眠者的姿勢以防止打鼾或睡眠窒息的操作是非常可靠的，即使在睡眠期間位置和姿勢有變化。而且，
膨脹的第一、第二和第三氣腔210、 220和230收縮至原始狀態(tài)，從而使得睡眠者恢復(fù)至舒適的姿勢。另外，第一、第二和第三氣腔210、220和230通過供應(yīng)空氣來操作，從而限制了在其操作時產(chǎn)生的噪音以最小化睡眠干擾。
同時，圖12示出圖解根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的防止褥瘡的方法的流程圖。
如圖8中所示其中使用者(即，患者)穿戴衣服200的這種方法包括將空氣供應(yīng)至氣腔用于壓力測量(步驟S100);測量每個氣腔的壓力(步驟S120);根據(jù)測量的壓力確定患者是否已經(jīng)在預(yù)定時間處于相同的姿勢(步驟S130);以及如果患者處于相同姿勢己經(jīng)預(yù)定時間，將空氣供應(yīng)至氣腔以膨脹氣腔，從而改變患者的姿勢(步驟S140)。
在步驟S100中，如果裝置100構(gòu)造為在患者穿戴衣服200平躺下時啟動，由此能測量第一氣腔210中的壓力的空氣供應(yīng)至患者以仰臥位置躺下時不會感覺不舒服的程度。
同時，為了在步驟S100之后準(zhǔn)確地測量第一氣腔210的壓力，執(zhí)行等待一定時間以便穩(wěn)定化第一氣腔210的步驟S110。也就是，增加在預(yù)定時間內(nèi)沒有檢測到壓力的時間延遲，例如15 25秒或優(yōu)選地大約20秒，以穩(wěn)定第一氣腔210。
在步驟S120中，由患者的重量加壓的第一氣腔210的壓力由壓力檢測單元250測量。這里，測量的壓力值傳輸至控制器260。
在步驟S130中，如果由壓力檢測單元250測量的壓力在預(yù)定時間內(nèi)例如5至10分鐘恒定并且不變，控制器260確定患者的姿勢需要改變。
流逝了預(yù)定時間的時間可存儲于存儲器262中并且如果需要，通過顯示單元263在外部顯示。另外，數(shù)據(jù)因此可通過輸出單元264傳輸至個人計算機(jī)、診斷設(shè)備等。
17根據(jù)步驟S130中的確定結(jié)果，執(zhí)行改變患者姿勢的步驟S140?？諝夤?yīng)單元240啟動以將空氣供應(yīng)至第一、第二和第三氣腔210、 220和230，從而膨脹第一、第二和第三氣腔210、 220和230。這里，如在本發(fā)明的實施例中，當(dāng)患者平躺下時，如圖13中所示，空氣供應(yīng)至第一氣腔210的第一氣囊212以及相應(yīng)于身體左半部的第二氣腔220和第三氣腔230，從而將患者的姿勢從仰臥位置(圖13中所示)改變至側(cè)臥位置(圖14中所示)，這樣就允許氧氣和營養(yǎng)元素供應(yīng)至由于未釋放壓力而受壓的預(yù)定部分的血管。
在步驟S140中，如果在患者的姿勢改變之后消逝了預(yù)定時間，控制過程進(jìn)行至步驟S150，此時第一、第二和第三氣腔210、 220和230的空氣排出以使得患者的姿勢能恢復(fù)至正常位置。這里，第一、第二和第三氣腔的空氣排出可通過空氣供應(yīng)單元240的反向操作來執(zhí)行。然而，在這個實施例中，空氣排出可由根據(jù)來自控制器260的控制信號操作的三通閥272進(jìn)行，以便通過平穩(wěn)的空氣排出將患者自然地帶至正常位置。
同時，在步驟S150中，如果患者通過氣腔的空氣排出恢復(fù)至仰臥位置，如圖13中所示，控制過程進(jìn)行至確定是否完成使用的步驟S160。
在步驟S160中，如果仍然處于使用中，控制過程返回至將空氣供應(yīng)至第一氣腔210用于壓力測量的步驟S100后面的步驟以重復(fù)地執(zhí)行上述操作。然后，空氣供應(yīng)至第一氣腔210的第二氣囊213以及相應(yīng)于身體與前述半部不同的右半部的第二和第三氣腔220和230，從而將姿勢改變至相反方向的側(cè)臥位置，如圖15中所示。也就是，在改變患者姿勢的步驟S140中，第一、第二和第三氣腔210、 220和230交
替地膨脹以獲得不同的側(cè)臥位置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，患者姿勢的改變與否能根據(jù)由患者的重量加壓的第一氣腔210內(nèi)的壓力變化來準(zhǔn)確地確定。另外，由于第一、第二和第三氣腔210、 220和230選擇性地膨脹，患者的姿勢能自然地從仰臥位置改變至側(cè)臥位置，從而防止褥瘡。
雖然已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的實施例描述了防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡用的衣服以及使用這種衣服來防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡的方法，但這些實施例不是限制性的，而是示例性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到，在不脫離本發(fā)明如以下權(quán)利要求所限定的范圍之下能做出各種變化和變型。
權(quán)利要求
1.一種能防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡的衣服，其由使用者穿戴，所述衣服包括設(shè)置于衣服背面的多個氣腔，所述氣腔能收縮和膨脹；用于將空氣供應(yīng)至每個氣腔的空氣供應(yīng)單元；壓力檢測單元，其用來測量每個氣腔的壓力以產(chǎn)生測量壓力作為電信號；以及控制器，其用來從壓力檢測單元接收測量的壓力信號，以在檢測到使用者打鼾或睡眠窒息時或在處于相同姿勢已經(jīng)逝去預(yù)定時間時，通過使用空氣供應(yīng)單元將空氣供應(yīng)至氣腔來改變使用者的姿勢。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的衣服，其中所述多個氣腔包括.-第一氣腔，其設(shè)在當(dāng)使用者穿戴衣服時相應(yīng)于使用者背部的位置處；第二氣腔，其設(shè)置于相應(yīng)于使用者手臂的位置處；以及 第三氣腔，其設(shè)置于相應(yīng)于使用者腿的位置處，并且 其中氣腔定位為在衣服的背面將使用者傾斜至一側(cè)，以便在膨脹 時將睡眠者的姿勢從仰臥位置以及左側(cè)或右側(cè)的側(cè)臥位置改變。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的衣服，其中第一氣腔包括多個層壓于其中的 氣囊，并且控制器從壓力檢測單元接收測量到的壓力信號，并且在檢測到睡 眠呼吸障礙或處于相同姿勢已經(jīng)逝去預(yù)定時間時，以相對的直角三角 形形狀交替地膨脹所述多個氣囊，以將使用者的姿勢從仰臥位置改變 至左側(cè)或右側(cè)的側(cè)臥位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的衣服，還包括-由控制器控制的三通閥，其分別設(shè)置于由此供應(yīng)空氣的路線上， 以使得氣腔排出空氣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的衣服，其中控制器通過分析多個頻段中的測 量壓力信號的波形周期來從測量的壓力信號獲取使用者的生物信號，從而控制空氣供應(yīng)單元以收縮或膨脹氣腔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的衣服，其中生物信號包括分別在每個頻段中 的呼吸次數(shù)、心跳次數(shù)以及打鼾或睡眠窒息次數(shù)。
7. —種用于防止打鼾或睡眠窒息的睡眠呼吸障礙防止方法，其中使用者穿戴具有多個可收縮和可膨脹氣腔的衣服，所述方法包括步驟將空氣供應(yīng)至氣腔用于壓力測量；測量由使用者的重量加壓的一個或多個氣腔的壓力；從測量到的壓力中提取生物信號；確定是否在生物信號中檢測到打鼾或睡眠窒息；以及 如果在生物信號中檢測到打鼾或睡眠窒息，則將空氣供應(yīng)至氣腔 以膨脹氣腔，從而改變使用者的姿勢。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中改變使用者的姿勢的步驟通過設(shè) 置于衣服背面的多個氣腔將使用者的姿勢從仰臥位置改變至左側(cè)或 右側(cè)的側(cè)臥位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，還包括步驟在供應(yīng)空氣用于壓力測量的步驟之后，等待預(yù)定時間以穩(wěn)定氣腔。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中提取生物信號的步驟將測量的 壓力轉(zhuǎn)換為電信號，將轉(zhuǎn)換的電信號過濾成一個或多個頻段，并且從 每個頻段提取呼吸的次數(shù)、心跳的次數(shù)、打鼾的次數(shù)以及睡眠窒息的 次數(shù)中的任何一個或其組合。
11. 一種防止褥瘡的方法，其中使用者穿戴具有多個可收縮和可膨脹氣腔的衣服，所述方法包括步驟將空氣供應(yīng)至氣腔用于壓力測量； 測量由使用者的重量加壓的一個或多個氣腔的壓力； 根據(jù)測量的壓力，確定使用者是否處于相同的姿勢已經(jīng)達(dá)到預(yù)定 時間；以及如果使用者處于相同的姿勢已經(jīng)達(dá)到預(yù)定時間，則將空氣供應(yīng)至 氣腔以膨脹氣腔，從而改變使用者的姿勢。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中改變使用者姿勢的步驟通過 設(shè)置于衣服背面的多個氣腔將使用者的姿勢從仰臥位置改變至左側(cè) 或右側(cè)的側(cè)臥位置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中改變使用者姿勢的步驟交替地膨脹對稱地設(shè)置于衣服的左側(cè)和右側(cè)上的多個氣腔，以在需要改變 使用者的姿勢時獲得不同的側(cè)臥位置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括步驟如果在改變使用者姿勢的步驟中改變了使用者的姿勢之后已經(jīng)消 逝預(yù)定時間，則排出氣腔的空氣以將使用者恢復(fù)至正常位置。
全文摘要
一種能防止睡眠呼吸障礙和/或褥瘡的衣服，其由使用者穿戴。這種衣服包括設(shè)置于衣服背面的多個氣腔，這些氣腔能收縮和膨脹?？諝夤?yīng)單元將空氣供應(yīng)至每個氣腔，壓力檢測單元測量每個氣腔的壓力以產(chǎn)生作為電信號的測量壓力?？刂茊卧獜膲毫z測單元接收測量的壓力信號，以在檢測到使用者的打鼾或睡眠窒息時或在處于相同姿勢已經(jīng)預(yù)定時間時，通過使用空氣供應(yīng)單元將空氣供應(yīng)至氣腔來改變使用者的姿勢。
文檔編號A41D13/00GK101677639SQ200880015650
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日
發(fā)明者洪廷和, 澈 辛 申請人:比奧斯利普梅德有限公司