[發明專利]一種快眼動睡眠分析方法、系統及設備

在審

• 申請號: 202010105188.1
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111248868A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 劉茹涵;黃獻;江文
• 申請（專利權）人: 長沙湖湘醫療器械有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/0476;A61B5/0488;A61B5/0496
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請公開了一種快眼動睡眠分析方法、系統及設備，將視頻多導睡眠監測數據進行快眼動期和非快眼動期的分類，將分類結果和視頻數據按對應關系保存；對視頻數據進行數據預處理，并將預處理完的視頻數據和對應分類結果分成訓練集、測試集；對訓練集中的視頻數據進行特征學習，參照給出的對應分類結果進行分類，并在測試集上對深度神經網絡進行一定的調整；將待分類的視頻信息進行預處理、分片，得到與深度神經網絡的輸入相匹配的輸入數據；輸入深度神經網絡得到該網絡輸出結果。使用視頻監控的模式來進行快眼動睡眠的自動分析，減少視頻多導睡眠監測系統的復雜程度，降低給病人帶來的接觸式影響，這提高了多導睡眠監測病患的舒適度和準確度。

技術領域

本申請屬于醫學信號處理技術領域，具體涉及一種快眼動睡眠分析方法、系統及設備。

背景技術

夜晚睡眠結構分析對了解睡眠病患的睡眠情況有著十分重大的意義，在睡眠結構的分析中，快眼動睡眠與非快眼動睡眠是睡眠結構中兩個重要的組成部分。其中，在非快眼動期，偶爾出現慢眼動。但快眼動期有明顯的共軛性、不規則、銳利的眼動，并伴隨著時相性肌肉顫搐。由于這些特征，快眼動期與非快眼動期分析在臨床上主要使用多導睡眠監測中的眼電信號、下頦肌電信號以及腦電信號進行判讀。

目前，自動化的快眼動睡眠分析方法主要也是基于腦電信號、眼電信號、肌電信號或兩者、三者的結合。這些信號的采集都需要病患在面部或頭部佩戴額外的實驗設備，如腦電電極、肌電電極和眼電電極。這些設備會給病患帶來額外的負擔，對患者的睡眠產生影響導致睡眠質量的下降。除此之外，隨著深度學習方法在計算機視覺領域的快速發展，通過視頻來進行快眼動的自動判斷不再是一個難以攻克的問題。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本申請提供的技術方案如下：

第一方面，本申請實施例提供了一種快眼動睡眠分析方法，所述方法包括：將視頻多導睡眠監測數據進行快眼動期和非快眼動期的分類，將分類結果和視頻數據按對應關系保存；對視頻數據進行數據預處理，并將預處理完的視頻數據和對應分類結果分成訓練集、測試集；基于深度神經網絡對訓練集中的視頻數據進行特征學習，參照給出的對應分類結果進行分類，并在測試集上對深度神經網絡進行一定的調整；將待分類的視頻信息進行預處理、分片，得到與深度神經網絡的輸入相匹配的輸入數據；輸入深度神經網絡得到網絡輸出結果。

采用上述實現方式，使用視頻監控的模式來進行快眼動睡眠的自動分析，可以大大減少醫生在睡眠分期上的工作時間，提高工作效率。除此之外，還可以用于視頻多導睡眠監測系統的簡化，代替下頦肌電與眼電，減少視頻多導睡眠監測系統的復雜程度，降低給病人帶來的接觸式影響，我們知道，睡眠檢查廣泛應用于睡眠呼吸暫停患者和失眠患者，減少接觸式影響對失眠患者而言具有十分重要的意義。

結合第一方面，在第一方面第一種可能的實現方式中，所述將視頻多導睡眠監測數據進行快眼動期和非快眼動期的分類，將分類結果和視頻數據按對應關系保存，包括：獲取視頻多導睡眠監測記錄信息，所述視頻多導睡眠監測記錄信息包括：眼電信號、肌電信號、腦電信號和視頻信號；獲取臨床醫生標記的對應快眼動分期標注；根據所述視頻多導睡眠監測記錄信息和所述臨床醫生標記的對應快眼動分期標注獲得所述快眼動期數據和非快眼動期數據。

結合第一方面第一種可能的實現方式，在第一方面第二種可能的實現方式中，對所述視頻數據進行數據預處理，并將預處理完的視頻數據和對應分類結果分成訓練集、測試集，包括：按照醫生給出標記的最小快眼動期分期時間間隔將所述視頻數據劃分成記錄片段，每個片段時間長度相同，并且對應一個分期標簽；對所述視頻數據進行預處理操作，所述預處理操作包括：重采樣和計算光流疊加；根據上述操作使用處理完的所述視頻數據以及分期標簽構造處理完全的標準數據集；將該標準數據集分為訓練集、測試集。