[發明專利]一種睡眠分期檢測方法及可穿戴式睡眠分期檢測裝置

有效

• 申請號: 201711096521.1
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107890339B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 霍鋮宇;徐健;盧怡;華強
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/0205;A61B5/11
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張俊范

1.一種睡眠分期檢測方法，其特征在于，依次包括以下步驟：

S1、采集人體心率變異信號和腕動三軸加速度數據；

S2、將心率變異信號和三軸加速度數據按時間長度劃分，對每個時間長度內的心率變異信號和三軸加速度數據提取若干特征參數，所述特征參數包括對心率變異信號提取總體標準差與差值均方根的比值C₁、基于閾值的心率加速變化指數C₂和將心率變異信號構建為有限穿越水平可視圖后得到的平均度C₃以及對三軸加速度數據提取基于三軸加速度幅度均方根值的平均值C₄、標準差C₅和零點穿越數C₆，所述特征參數C₂由以下步驟提取：

S221、計算心率變異信號序列RR(n)的一階差分DRR(n)＝RR(n+1)-RR(n)；

S222、給定閾值T，將序列DRR(n)進行符號化，得到符號序列SDRR(n)，

S223、設序列SDRR(n)的長度為N，從n＝1到N-1遍歷整個序列，并按順序記錄所有符合SDRR(n)≠SDRR(n+1)條件的n值，組成新的序列SC(m)；

S224、求序列SC(m)的一階差分序列DSC(m)＝SC(m+1)-SC(m)；

S225、設DSC(m)序列中等于1的點的個數為k，總長度為M，特征參數C₂＝k/M；

所述特征參數C₃由以下步驟提取：S231、將心率變異信號組成的時間序列中的點定義為網絡節點，根據其幅度畫出相應高度的直方條，然后判斷節點的連接性，若兩個節點對應的直方條之間可以畫出一條水平的連線，且被位于兩者之間的其他直方條截斷的次數n≤1，則認為兩個節點間存在連接，據此將心率變異信號組成的時間序列映射為一個網絡圖，所述網絡圖中各節點的度的平均值為特征參數C₃，所述節點的度為該節點所連的邊數；

S3、將步驟S2獲得的一個時間長度內的特征參數輸入睡眠分期預測模型，得到一個時間長度內的睡眠分期；所述睡眠分期預測模型是根據所述特征參數與睡眠分期關系預先建立的；

S4、統計所有時間長度的睡眠分期獲得整個睡眠時間內的睡眠分期。

2.根據權利要求1所述的睡眠分期檢測方法，其特征在于，所述特征參數C₆由以下步驟提取：

S261、計算當前時間長度內各三軸加速度采樣點的幅度均方根值序列S(i)，x_i，y_i，z_i分別為x軸、y軸和z軸方向的加速度值；

S262、對當前時間長度內所有S(i)，統計S(i)*S(i+1)0的次數即為C₆。

3.根據權利要求1所述的睡眠分期檢測方法，其特征在于，所述特征參數包括將心率變異信號構建為有限穿越水平可視圖后得到的度分布熵C₇以及基于三軸加速度幅度均方根值的加速度分布熵C₈，

所述特征參數C₇由以下步驟提取：

S271、對各節點的度分布進行直方圖統計，得到不同的度k的分布頻率p(k)，度分布熵C₇為：

所述特征參數C₈由以下步驟提取：

S281、計算當前時間長度內各三軸加速度采樣點的幅度均方根值序列S(i)，x_i，y_i，z_i分別為x軸、y軸和z軸方向的加速度值；

S282、對S(i)幅度值的分布進行直方圖統計，劃分區間為N，得到不同的幅度區間內的分布率，設第k個區間的分布率為p_S(k)，加速度分布熵C₈為：