[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201711096521.1
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107890339B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 霍鋮宇;徐健;盧怡;華強
• 申請（專利權(quán)）人: 常熟理工學(xué)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(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張俊范

本發(fā)明公開了一種睡眠分期檢測方法，包括步驟：采集人體心率變異信號和腕動三軸加速度數(shù)據(jù)；將心率變異信號和三軸加速度數(shù)據(jù)按時間長度劃分，對每個時間長度內(nèi)的心率變異信號和三軸加速度數(shù)據(jù)提取若干特征參數(shù)；將一個時間長度內(nèi)的特征參數(shù)輸入睡眠分期預(yù)測模型，得到一個時間長度內(nèi)的睡眠分期；統(tǒng)計所有時間長度的睡眠分期獲得整個睡眠時間內(nèi)的睡眠分期。本發(fā)明還公開了可穿戴式睡眠分期檢測裝置。本發(fā)明融合了人體睡眠過程中的腕動加速度信息和心率變異信息，可提高睡眠分期準確性，增強敏感性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種睡眠分期方法及分期檢測裝置，尤其是涉及一種睡眠分期檢測方法及可穿戴式睡眠分期檢測裝置。

背景技術(shù)

睡眠是一種重要的生理活動，對于人體的物理和精神方面的自我恢復(fù)具有非常關(guān)鍵的作用。近年來，隨著社會節(jié)奏的加快，人們的工作、生活壓力日益加大，睡眠質(zhì)量下降成為許多人面臨的問題，嚴重影響了身心健康。

對睡眠質(zhì)量進行評價的基礎(chǔ)和前提是睡眠的分期。根據(jù)美國睡眠醫(yī)學(xué)學(xué)會(American Academy of Sleep Medicine,AASM)發(fā)布的規(guī)范，睡眠過程具體可以分為醒覺(Wakefulness，W)，非快速眼動期(non-rapid eye movement，NREM)和快速眼動期(rapideye movement，REM)。其中，NREM階段根據(jù)不同腦電特征所體現(xiàn)的睡眠深度又可分為N1，N2，N3三個階段。在一些研究中，通常將N1和N2階段統(tǒng)稱為淺睡眠(light sleep，LS)，而N3階段被稱為深睡眠(deep sleep，DS)或慢波睡眠(slow wave sleep，SWS)。

準確的睡眠分期對于睡眠質(zhì)量的評估及睡眠相關(guān)疾病的診斷都具有重要的意義。目前國際公認的用于睡眠分期的金標準是以腦電為基礎(chǔ)的多導(dǎo)睡眠圖(polysomnography，PSG)監(jiān)測。對PSG監(jiān)測結(jié)果進行睡眠分期，一般以腦電波形為主，結(jié)合其他信號進行人工判讀，需要很大的工作量，且有賴于判讀者的個人經(jīng)驗，往往夾帶有主觀因素，缺乏一致性客觀標準。此外，PSG監(jiān)測通常需要在醫(yī)院專門的睡眠實驗室中進行，費用高，設(shè)備復(fù)雜，在病人身上放置的電極和傳感器較多，需要專業(yè)操作，給病人帶來的生理心理負荷大，常常會干擾其正常睡眠。

對于以日常健康監(jiān)測為目標的普通人群，更適合的睡眠評估監(jiān)測手段是便攜化、低成本、不影響睡眠的非專業(yè)級設(shè)備，相應(yīng)的信號來源也以方便采集的非腦電信號為主。目標是提供具有一定準確性和參考價值的睡眠質(zhì)量檢測結(jié)果，從而對培養(yǎng)良好的生活習(xí)慣或及時發(fā)現(xiàn)疾病隱患起到一定的幫助。最近幾年逐漸流行起來的可穿戴設(shè)備(智能手環(huán)、智能手表等)正是實現(xiàn)這一功能的良好載體。

目前，國內(nèi)外主流的智能手環(huán)等可穿戴設(shè)備，均配備了MEMS三軸加速度傳感器，主要通過對手腕運動信息的檢測來實現(xiàn)基本的睡眠-覺醒時間統(tǒng)計、淺睡-深睡時間統(tǒng)計等功能。但是，通過單一的加速度信息對睡眠進行檢測和分期，難以獲得更高的準確性。

此外，以往研究證實，心率變異性(Heart rate variability，HRV)和人體自主神經(jīng)的活動密切相關(guān)，和睡眠也有著密切的聯(lián)系，睡眠中HRV呈現(xiàn)出和腦電類似的周期性變化，HRV的信號特征在不同的睡眠期也都有其特點，因此HRV也是獲得睡眠信息的重要途徑。但是，心率變異性參數(shù)主要包括時域、頻域和非線性參數(shù)，僅有部分參數(shù)被證實與睡眠分期有相關(guān)性，現(xiàn)有的基于心率變異性的睡眠自動分期方法，與PSG相比較，準確率并不是很高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種睡眠分期檢測方法，提高睡眠自動分期檢測的準確率以獲得準確的睡眠分期。本發(fā)明的另一個目的是提供可穿戴式睡眠分期檢測裝置。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：一種睡眠分期檢測方法，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(shù)據(jù)；