[發(fā)明專利]一種家用非接觸睡眠監(jiān)測裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210540180.3
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN103006223A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 路國華;楊芳;王健琪;李盛;荊西京;呂昊;王華;薛慧君;張華;馬騰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種家用非接觸睡眠監(jiān)測裝置，其特征在于，包括發(fā)射、接收天線、非接觸生物雷達(dá)前端、DSP處理器，其中，非接觸生物雷達(dá)前端通過發(fā)射天線向睡眠者胸壁定向發(fā)射脈沖序列信號，通過接收天線拾取睡眠者含有呼吸信息的反射回波信號，經(jīng)過相關(guān)檢測和可變延遲處理后輸出給DSP處理器，DSP處理器對睡眠者呼吸信號進(jìn)行呼吸模式自動識別和控制。

2.如權(quán)利要求1所述的家用非接觸睡眠監(jiān)測裝置，其特征在于，所述非接觸生物雷達(dá)前端包括一個窄脈沖成形模塊、一個距離門模塊、一個相關(guān)檢測模塊和一個積分-微分模塊，所述窄脈沖成形模塊產(chǎn)生窄脈沖序列信號通過外接發(fā)射天線輻射出去，窄脈沖序列被睡眠者因呼吸引起的胸壁微動所反射，其回波信號被外接接收天線接收，通過相關(guān)檢測模塊對窄脈沖回波進(jìn)行解調(diào)后輸出到積分-微分模塊，提取出睡眠者呼吸微動信息，所述距離門模塊連接相關(guān)檢測模塊，實(shí)現(xiàn)探測區(qū)內(nèi)的距離選通和掃描；所述外接發(fā)射天線與接收天線與睡眠者的胸部距離不超過0.5米。

3.一種非接觸睡眠監(jiān)測方法，采用權(quán)利要求1所述的家用非接觸睡眠監(jiān)測裝置實(shí)現(xiàn)，其特征在于，包括下述步驟：

（1）打開家用非接觸睡眠監(jiān)測裝置的電源，DSP處理器對非接觸生物雷達(dá)前端進(jìn)行硬件自檢，準(zhǔn)備就緒時開始采集呼吸信號；

（2）然后DSP處理器對呼吸信號進(jìn)行預(yù)處理，包括低通FIR濾波和歸一化處理，將呼吸信號的幅值按比例縮放到[-1,1]的區(qū)間；

（3）將預(yù)處理后的呼吸信號提取其短時平均幅度、短時方差、短時頻譜三個特征組成呼吸信號模式識別的特征向量空間；

（4）得到呼吸信號的特征相量空間后，采用聚類分析進(jìn)行呼吸模式自動分類和判別，

（5）如果判別呼吸信號為呼吸暫停，則觸發(fā)DSP處理器外圍的聲光報警電路進(jìn)行報警。

4.如權(quán)利要求3所述的非接觸睡眠監(jiān)測方法，其特征在于，所述的歸一化處理按以下公式進(jìn)行：

y=(x-Min)/(Max-Min)

其中x為數(shù)字濾波后的呼吸信號，y為歸一化的呼吸信號，Max和Min分別表示濾波后呼吸信號的最大值和最小值。

5.如權(quán)利要求3所述的非接觸睡眠監(jiān)測方法，其特征在于，所述的短時平均幅度按以下公式計(jì)算：

其中N表示呼吸信號的點(diǎn)數(shù)，|x[n]|表示呼吸信號的幅值。

6.如權(quán)利要求3所述的非接觸睡眠監(jiān)測方法，其特征在于，所述的的短時方差按以下公式計(jì)算：

其中N表示呼吸信號的點(diǎn)數(shù)，表示呼吸信號的均值。

7.如權(quán)利要求3所述的非接觸睡眠監(jiān)測方法，其特征在于，所述采用聚類分析進(jìn)行呼吸模式自動分類和判別步驟中，判別函數(shù)采用以下表達(dá)式：

g(x)=w'x+ω₀

其中，w是權(quán)向量，ω₀為閾值權(quán)，判定規(guī)則如下：g(x)>0則判定ω₁，g(x)<0則判定ω₂，如果g(x)=0，把這種情況也歸為ω₁類。