[發(fā)明專利]基于動(dòng)作和心率的睡眠狀態(tài)判別系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611237336.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN106725383A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐陽健飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津眾陽科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/0205
• 分類號(hào): A61B5/0205;A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 李素蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及健康監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及睡眠狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于動(dòng)作和心率的睡眠狀態(tài)判別系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

睡眠是每個(gè)人都需要進(jìn)行的重要生理活動(dòng)，睡眠可以幫助人體恢復(fù)疲勞，緩解情緒，因此充足的睡眠對(duì)人的正常生活十分必要。在現(xiàn)代社會(huì)中，患有失眠、嗜眠等癥狀的人不在少數(shù)，常常對(duì)人的白天生活造成很大影響，并常常導(dǎo)致其他精神和身體問題。由于睡眠時(shí)人體生理狀態(tài)與清醒時(shí)有很大區(qū)別，睡眠狀態(tài)下人體沒有自主意識(shí)，通常無法自我了解自我的睡眠狀態(tài)，以及睡眠狀態(tài)下機(jī)體發(fā)生了哪些變化。因此利用某種手段判別人體睡眠狀態(tài)以及顯示睡眠狀態(tài)變化對(duì)每個(gè)人來說都有很大好處，尤其是了解睡眠狀態(tài)的變化情況，對(duì)某些與睡眠相關(guān)的病癥的治療也有很大幫助。

目前最有效的睡眠狀態(tài)判別方法是測量人體入睡狀態(tài)下的腦電波，通過觀察腦電波的波形變化，可以直接看出睡眠狀態(tài)的變化情況。然而測量腦電波時(shí)需要在頭部佩戴腦電波測量儀器，對(duì)睡眠會(huì)造成極大干擾，在日常生活中沒有可操作性。

市場上現(xiàn)有的可穿戴設(shè)備利用三軸加速度傳感器測量人體腕部動(dòng)作的方法來判斷使用者睡眠狀態(tài)，特別是通過統(tǒng)計(jì)使用者整段睡眠中每分鐘的腕部動(dòng)作次數(shù)，然后利用分段處理的方法來判斷使用者整段睡眠中每分鐘所處睡眠狀態(tài)(包括清醒、淺睡、深睡)。

這種方式在某種程度上是有效的，最直接的體現(xiàn)就是入睡和清醒狀態(tài)下，人體動(dòng)作的次數(shù)會(huì)有明顯差異，因此只要測量這個(gè)差異的大小，就能很準(zhǔn)確判斷人體處于清醒還是睡眠狀態(tài)下。然而本質(zhì)上，如前所述睡眠分段的依據(jù)是腦電波，因此在睡眠狀態(tài)下，人體處于淺睡、深睡，或者REM睡眠，唯一完全準(zhǔn)確的判別方式是對(duì)人體腦電波進(jìn)行測量并分類。由于人體在睡眠狀態(tài)下動(dòng)作和腦電的關(guān)聯(lián)性非常微弱，利用三軸加速度傳感器測量腕部動(dòng)作的大小或數(shù)量，然后據(jù)此來判別人體處于淺睡或深睡是完全不準(zhǔn)確的。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種基于動(dòng)作和心率的睡眠狀態(tài)判別系統(tǒng)及方法，利用動(dòng)作帶來的人體很多生理參數(shù)變化因素以及心率變化因素來監(jiān)測睡眠狀態(tài)。

本發(fā)明的一種基于動(dòng)作和心率的睡眠狀態(tài)判別系統(tǒng)，該系統(tǒng)依序連接的包括人體動(dòng)作檢測模塊101、人體心率檢測模塊102、睡眠狀態(tài)分析模塊103以及歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析模塊104，其中：

所述人體動(dòng)作檢測模塊101，測量整個(gè)睡眠過程中每個(gè)系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的人體肢體動(dòng)作數(shù)；

所述人體心率檢測模塊102，測量整個(gè)睡眠過程中每個(gè)系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的人體平均心率；

所述睡眠狀態(tài)分析模塊103，分析處理收集到的所有數(shù)據(jù)，計(jì)算人體在每個(gè)系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)所處的睡眠狀態(tài)以及與睡眠相關(guān)的各種參數(shù)；

所述歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析模塊104，存儲(chǔ)使用者每次使用系統(tǒng)所產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù)，包括每次使用過程中測量得到的人體肢體動(dòng)作數(shù)和平均心率，以及通過數(shù)據(jù)分析處理裝置分析得到的結(jié)果數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)，分析得到用戶長期睡眠習(xí)慣以及短期睡眠波動(dòng)相關(guān)信息。

所述人體動(dòng)作檢測模塊和人體心率檢測模塊集成在可穿戴設(shè)備上，同步測量整個(gè)睡眠過程中每個(gè)系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的人體肢體動(dòng)作數(shù)和平均心率。

所述歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析模塊設(shè)計(jì)為云計(jì)算系統(tǒng)，通過互聯(lián)網(wǎng)與其他裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

本發(fā)明的一種基于動(dòng)作和心率的睡眠狀態(tài)判別方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、人體動(dòng)作檢測裝置測量整個(gè)睡眠過程中每個(gè)系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的人體肢體動(dòng)作數(shù)；

步驟2、人體心率檢測裝置測量整個(gè)睡眠過程中每個(gè)系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的人體平均心率；

步驟3、睡眠狀態(tài)分析裝置在接收到所有上述數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析處理，計(jì)算出用戶每個(gè)系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的睡眠狀態(tài)，以及與睡眠相關(guān)的各種參數(shù)；

步驟4、睡眠狀態(tài)分析裝置在分析處理完所有數(shù)據(jù)后，將所有測量數(shù)據(jù)以及分析結(jié)果發(fā)送至歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置；

步驟5、所述的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置接收數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)歸檔存儲(chǔ)。并根據(jù)這些數(shù)據(jù)，分析得到用戶長期睡眠習(xí)慣以及短期睡眠波動(dòng)等相關(guān)信息。

所述步驟3的睡眠狀態(tài)分析裝置在接收到所有數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析處理，計(jì)算出用戶每個(gè)系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的睡眠狀態(tài)的過程，具體包括以下處理：

睡眠狀態(tài)分析裝置利用系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的動(dòng)作數(shù)，推斷人體在系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)是否處于睡眠狀態(tài)，即將系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的人體狀態(tài)分為睡眠狀態(tài)和清醒狀態(tài)，進(jìn)而推斷人體入睡和起床時(shí)刻，以及整個(gè)睡眠過程中的各次清醒時(shí)間段；

睡眠狀態(tài)分析裝置利用系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的平均心率，將人體處于睡眠狀態(tài)的時(shí)間段劃分成若干淺睡分期和深睡分期。