[發(fā)明專利]一種基于腦電及眼電的睡眠質(zhì)量監(jiān)測儀及其監(jiān)測方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810827072.1 | 申請日： | 2018-07-25 |
| 公開（公告）號： | CN109091141A | 公開（公告）日： | 2018-12-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張婧文;裴沛東;蔣路茸;徐巧玉 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江理工大學(xué) |
| 主分類號： | A61B5/0476 | 分類號： | A61B5/0476;A61B5/0492 |
| 代理公司： | 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224 | 代理人： | 胡紅娟 |
| 地址： | 310018 浙江省杭州市*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 睡眠 質(zhì)量監(jiān)測儀 腦電 眼電信號 阻抗匹配模塊 放大模塊 濾波模塊 客戶端 監(jiān)測 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊 信號采集模塊 右腿驅(qū)動電路 睡眠監(jiān)測儀 采集腦電 采樣電極 存儲模塊 電源模塊 機器學(xué)習(xí) 時頻分析 睡眠階段 提取特征 通信模塊 消除干擾 在線判斷 分類器 模轉(zhuǎn)換 處理器 噪聲 佩戴 | ||
1.一種基于腦電及眼電的睡眠質(zhì)量監(jiān)測儀，包括：
信號采集模塊，包括用于采集腦電及眼電信號的采樣電極，和用于消除干擾噪聲的右腿驅(qū)動電路；
前端放大模塊，接收信號采集模塊傳輸?shù)哪X電及眼電信號并進行放大；
濾波模塊，接收前端放大模塊傳輸?shù)哪X電及眼電信號，去除工頻噪聲和肌電干擾；
數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，接收濾波模塊傳輸?shù)哪X電及眼電信號，將其模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
處理器，接收數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊傳輸?shù)哪X電及眼電信號，用時頻分析方法處理腦電及眼電信號來提取特征信息；
客戶端，接收處理器傳輸?shù)奶卣餍畔ⅲ褂脵C器學(xué)習(xí)的分類器進行睡眠分期，判斷睡眠階段和睡眠質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于腦電及眼電的睡眠質(zhì)量監(jiān)測儀，其特征在于，所述睡眠質(zhì)量監(jiān)測儀還包括：
阻抗匹配模塊，連接在信號采集模塊和前端放大模塊之間，用于傳輸過程中，將腦電及眼電信號均傳至信號放大模塊，消除反射回源點的信號；
本地存儲模塊，用于存儲處理器輸出的數(shù)據(jù)；
通信模塊，用于處理器與客戶端之間的通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于腦電及眼電的睡眠質(zhì)量監(jiān)測儀，其特征在于，所述采樣電極包括腦電極和眼電極，所述腦電極的位置為額極中點、中央點、頂點和枕點，所述眼電極的位置為水平和垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于腦電及眼電的睡眠質(zhì)量監(jiān)測儀，其特征在于，所述通信模塊包括USB模塊和藍牙模塊，所述USB模塊的數(shù)據(jù)接口端連接處理器，USB端連接客戶端；藍牙模塊通過串口接至處理器，無線端與客戶端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于腦電及眼電的睡眠質(zhì)量監(jiān)測儀，其特征在于，所述處理器包括低通數(shù)字濾波器，所述低通數(shù)字濾波器包括有限沖激響應(yīng)濾波器和無限沖擊響應(yīng)濾波器。
6.一種使用權(quán)利要求1-5任一所述的基于腦電及眼電的睡眠質(zhì)量監(jiān)測儀的監(jiān)測方法，包括以下步驟：
(1)用信號采集模塊中的采樣電極采集腦電及眼電信號，并用右腿驅(qū)動電路消除干擾噪聲；
(2)腦電及眼電信號依次通過阻抗匹配模塊、前端放大模塊、濾波模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊后，輸出數(shù)字信號到處理器；
(3)處理器接收數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊傳輸?shù)哪X電及眼電信號，用時頻分析方法處理腦電及眼電信號來提取特征信息；
(4)客戶端通過通信模塊接收處理器傳輸?shù)奶卣餍畔ⅲ脵C器學(xué)習(xí)的分類器進行睡眠分期，判斷睡眠階段和睡眠質(zhì)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于腦電及眼電的睡眠質(zhì)量監(jiān)測儀的監(jiān)測方法，其特征在于，所述的處理器對腦電及眼電信號進行處理的方法為：
(3-1)使用低通數(shù)字濾波器去除腦電及眼電信號中的直流成分和高頻成分；
(3-2)對去除直流成分和高頻成分的腦電及眼電信號進行短時傅立葉變換，獲取各睡眠階段的原始信號的頻域特征信息；同時對去除直流成分和高頻成分的腦電及眼電信號進行希爾伯特變換，獲取各睡眠階段的原始腦電及眼電信號的時域信號包絡(luò)；同時對去除直流成分和高頻成分的腦電及眼電信號進行高斯窗傅立葉變換，得到預(yù)設(shè)頻率上的局部頻域特征信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于腦電及眼電的睡眠質(zhì)量監(jiān)測儀的監(jiān)測方法，其特征在于，在機器學(xué)習(xí)的分類器中，使用醫(yī)生標(biāo)記好睡眠階段和睡眠質(zhì)量的腦電及眼電信號數(shù)據(jù)訓(xùn)練機器學(xué)習(xí)的分類器的參數(shù)，用訓(xùn)練好的分類器根據(jù)輸入的頻域特征信息、時域信號包絡(luò)和局部頻域特征信息進行睡眠分期，判斷睡眠階段和睡眠質(zhì)量。
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