[發(fā)明專利]一種人體夜間睡眠異常狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811289479.X
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109247935B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧國梁;陳光遠(yuǎn);尚偉;謝兆宏
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476;A61B5/00
• 代理公司: 濟南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

1.一種人體夜間睡眠異常狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

數(shù)據(jù)采集單元，用于采集被采集對象的腦電信號；

處理器，與數(shù)據(jù)采集單元連接以接收數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送的腦電信號，并確定有無異常腦電信號，當(dāng)處理器發(fā)現(xiàn)異常腦電信號后，將從開始監(jiān)測至異常腦電信號發(fā)現(xiàn)后的所有數(shù)據(jù)通過通信設(shè)備發(fā)送至遠(yuǎn)程診斷終端，由醫(yī)務(wù)人員根據(jù)異常腦電信號進行病因分析和/或提供救治方案；

處理器對接收的腦電信號的具體處理過程為：

1)處理器對數(shù)據(jù)處理單元采集到的相鄰兩段腦電信號進行時頻分析，獲取兩個時段的頻域信號；

2)按照設(shè)定頻率范圍對兩段頻域信號進行選擇，計算兩段頻域信號的距離值，并將該距離值作為特征，利用高斯模型進行假設(shè)檢驗以判斷當(dāng)前腦電信號是否產(chǎn)生異常，若確認(rèn)發(fā)生異常，則進入步驟3)，若否，重新進入步驟1)；

3)將從開始監(jiān)測至異常腦電信號發(fā)現(xiàn)后的所有數(shù)據(jù)通過通信設(shè)備發(fā)送至遠(yuǎn)程診斷終端；

所述步驟2)中兩段頻域信號距離的計算通過使用對稱KL散度作為兩段信號之間的距離；

兩段頻域信號頻率成分在0.1～70Hz之間的頻率成分進行提取，獲取頻率信號分別用P與Q來表示，其中P＝{P₁,P₂,…,P_i}，Q＝{q₁,q₂,…,q_i}(i為自然數(shù))；對于P與Q，其對稱KL散度計算公式為：

其對稱KL散度值定義為：

將計算出來的距離即對稱KL散度值{L_i},i＝1,2,…,n作為異常值，依照下式計算其此刻之前即{L_i},i＝1,2,…,n-1的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差σ_n-1

利用如下基于高斯模型的假設(shè)檢驗對當(dāng)前數(shù)據(jù)進行判斷

H₀：

H₁：

如果當(dāng)前值L_i與平均值之差小于3倍標(biāo)準(zhǔn)差σ_n-1，則認(rèn)為當(dāng)前數(shù)據(jù)正常；否則認(rèn)為當(dāng)前數(shù)據(jù)異常，即睡眠出現(xiàn)異常，對使用者進行提醒。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體夜間睡眠異常狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元包括盤狀電極和安裝于室內(nèi)的攝像機。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體夜間睡眠異常狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器與監(jiān)護端電子設(shè)備連接，監(jiān)護端電子設(shè)備能夠與所述遠(yuǎn)程診斷終端實現(xiàn)無線通信。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體夜間睡眠異常狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟1)中對數(shù)據(jù)處理單元采集到的相鄰兩段信號采用滑動窗的方式進行時頻分析，具體步驟如下：

1-1)對于在第n時刻以及之前所采集的腦電信號為{x_i}，i＝1，2，…，n(m為自然數(shù))，選擇一個合適長度L作為滑動窗寬度，則可以選取兩段相鄰的信號,X₁＝{x_n-2L，x_n-2L+1，…，x_n-L}，X₂＝{x_n-L，x_n-L+1，…，x_n}，則對這兩段信號進行分析對比即可看出腦電信號在這段時間的變化；

1-2)對X₁與X₂通過離散傅里葉變換將其由時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，然后利用經(jīng)驗值將兩段頻域信號頻率成分在0.1～70Hz之間的頻率成分進行提取，將提取出的頻率信號用分別用P與Q來表示，其中P＝{p₁,p₂,…,p_m}，Q＝{q₁,q₂,…,q_m}(m為自然數(shù))。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體夜間睡眠異常狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟2)中還可以采用海林格距離和/或柯爾莫可洛夫距離進行兩段頻域信號距離的計算。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體夜間睡眠異常狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟3)中處理器將所有數(shù)據(jù)以腦電圖的形式發(fā)送至遠(yuǎn)程診斷終端。