[發明專利]睡眠檢測裝置及其檢測、輔助睡眠的方法

無效

• 申請號: 201010180030.7
• 申請日: 2010-05-20
• 公開（公告）號: CN102247122A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 盧斌
• 申請（專利權）人: 上海易酷信息技術服務有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/048;A61M21/02
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及一種對人體睡眠情況進行檢測的裝置，以及利用這種裝置檢測人體睡眠情況、輔助人體睡眠的方法。

背景技術

1968年，Rechtschaffen?A和Kales?A發表了《人類睡眠階段的標準化術語、技術和判讀工作手冊》(A?manual?for?standard?terminology，techniques?and?scoring?system?for?sleep?stages?of?human?subjects)，其中提出人體的睡眠情況大體分三種狀態：清醒狀態、眼球不動的睡眠狀態、眼球轉動的睡眠狀態。

美國睡眠醫學會(AASM，American?Academy?of?S1eep?Medicine)以上述論文為基礎，提出了人體睡眠可分為如下四個階段：

階段一：模糊入睡階段。人體清醒時的腦電波頻率為8～13Hz(赫茲)，此時則變為4～7Hz。該階段的腦電波幅度(電壓)低，一般在30μV(微伏)以下。該階段中人有時會手腳抽動。

階段二：淺睡眠階段(淺睡階段)。該階段的腦電波頻率仍為4～7Hz，但會有圖1所示的睡眠紡錘形波(Sleep?Spindle)和K形雜波(K-complex)兩種短暫的波形出現。睡眠紡錘形波是一種13～17Hz的腦電波信號，時間一般延續有0.5～1.5秒。K形雜波是一種幅度較大的先正后負的高壓尖脈沖，總長度約為900ms(毫秒)，其中正的尖脈沖有350～550ms長。K形雜波是在階段二出現，一般是每1～1.7秒出現一下，且和睡眠紡錘形波相伴。該階段中，人體對環境失去知覺，且基本不動。一般正常人的睡眠時間中的45％～55％是處于這種狀態。

階段三：深度睡眠階段(深睡階段)。該階段在開始(前期)時，至少有20％的腦電波頻率是0.5～3Hz且信號幅度大于75μV，其余的是3Hz以上的快速變化信號且信號幅度小于75μV。隨后(后期)0.5～3Hz的腦電波信號增多，占幾乎全部的時間。該階段中人體不動，全身肌肉很放松。但該階段中如果人體做夢，尤其是做惡夢時，可能會動。該階段的后期可能發生夢游(夜游)。這個階段時間越長，睡眠質量就越高，第二天起床感覺就越好。該階段在第一個睡眠周期時間較長，為30分鐘左右；在隨后的隨眠周期中逐漸減少。

上述階段一、階段二、階段三都屬于眼球不動的睡眠階段。

階段四：快速眼球轉動階段(眼球轉動的睡眠階段)。絕大多數成年人有20～25％的睡眠時間處于這個階段。此時，腦電波從深睡階段的0.5～3Hz變為10Hz以上的快速變化信號且信號幅度小，腦電波信號呈現間斷的鋸齒波形狀。

上述四個階段的腦電波主能量頻率、幅度及人體運動情況如下表所示：

以上四個階段共計90～110分鐘左右，大體重復進行。請參閱圖2，第一個睡眠周期包括完整的四個睡眠階段且依次進行。從第二個睡眠周期開始就不是純粹的按上述的四個周期依次進行，而是可能跳過一個或多個睡眠階段。一個晚上人體大約有4～5個睡眠周期。

目前檢測人體睡眠有如下方法：

第一種方法，待測人員到醫院的睡眠實驗室過夜，專門設備監控待測人員的心電圖、腦電波、呼吸狀態、手腳是否移動等。醫生通過讀取整個晚上記錄下來的多個信號的波形圖，人工分析判斷病人的睡眠階段、睡眠質量等。

第二種方法，通過測量人體的腦電波判斷人體的睡眠階段。該方法是用十多個探頭(電極)連接頭部的不同的部位(例如采用國際通用的10～20系統電極鋪放法)，來采集十多路的腦電波信號。

在該方法基礎上有簡化方案，如美國專利授權號US5154180A所記載的，只采用前額的一路腦電波信號，通過對腦電波信號頻率、幅度的分析判斷人體的睡眠階段。

又如美國專利授權號US6272378B1所記載的，不僅依據腦電波信號的頻率、幅度，還對腦電波信號進行傅立葉變換后依據不同頻率信號的頻段分布情況，綜合判斷人體的睡眠階段。這種方法已經生產出了實際的產品，例如Zeo公司生產的“個人睡眠教練”(Personal?Sleep?Coach)，但是根據客戶反饋情況，有20％的消費者反映，該產品會在客戶有知覺、尚未睡眠的時候判斷為客戶已入睡。

第三種方法，采用活動記錄檢查原理判斷人體的睡眠階段。該方法是在待測人員手腕上戴上腕動計(actigraphy)，內有加速度傳感器。當待測人員處在不同的睡眠階段時，會伴隨著身體的運動或靜止。加速度傳感器檢測并記錄人體的運動信息，由此判斷人體是處在清醒狀態、還是某一個睡眠階段。