[發明專利]一種睡眠監測耳機

有效

• 申請號: 202011047367.0
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112022122B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 傅國強;呂利昌;譚凌峰;熊道偉
• 申請（專利權）人: 深圳職業技術學院
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/318;A61B5/369;A61B5/00;A61M21/00;G08B21/02;G08B21/24;H04R1/10
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 張換君

1.一種睡眠監測耳機，其特征在于，包括：

信號采集裝置，用于采集使用者的脈搏信號、心電信號、腦電信號、鼾聲次數及時長、周圍環境噪聲，并傳輸至信號處理裝置；

信號處理裝置，用于對采集的信號進行降噪處理、信號提取、分類處理；還用于采集使用者語音信號，包括是否說夢話，并記錄說夢話的時長、次數、內容，并將夢話內容傳輸至存儲裝置；

存儲裝置，用于接收處理后的脈搏信號、心電信號、腦電信號進行記錄生成睡眠報告，并上傳至客戶端；

檢查裝置，用于檢測分析信號處理裝置中的數據，判斷數據是否異常、是否存在數據斷連的情況,并將信息反饋給控制單元，用于判斷信號采集裝置是否正常運行；

判斷裝置，用于基于脈搏信號、心電信號、鼾聲，來檢測呼吸相關情況并傳輸至存儲裝置；

控制單元，用于將工作模式切換為睡眠模式，所述工作模式包括降噪模式、開放模式，所述開放模式下能聽到周圍環境的聲音，并能夠根據所述周圍環境聲音的分貝大小，對使用者進行安全提示；

所述信號處理裝置包括第一信號處理單元、第二信號處理單元、第三信號處理單元，所述第二信號處理單元用于將環境噪聲傳輸至控制單元，用于判斷是否開啟降噪模式，所述第一信號處理單元用于預處理，去除噪聲干擾，然后進行信號放大處理并傳輸至第三信號處理單元，用于分析記錄呼吸暫停的次數；

所述預處理的過程包括：對接收到的信號采用中值濾波器法進行濾波去噪處理，去除基線漂移，然后采用主成分分析法進行信號特征提取，并采用t檢驗方法對提出的特征值進行分析，分析待測者的清醒狀態、睡意狀態，再對所述待測者的清醒狀態、睡意狀態進行判斷，判斷在這兩種狀態下的同一特征是否有顯著性差異，選取兩種狀態下差異顯著的特征作為睡意檢測的客觀指標；

所述去除基線漂移的過程包括：采用兩個中值濾波器，第一個中值濾波器去除心電信號中的QRS波和P波，第二個中值濾波器去除心電信號中的T波，去除QRS波、P波、T波后得到基線漂移信號，用原始心電信號減去基線漂移信號得到去除基線漂移后的信號；

所述睡眠模式啟動方式有兩種：手動、自動；判斷使用者處于清醒狀態還是睡意狀態，若使用者處于清醒狀態則不啟動睡眠模式，若使用者處于睡意狀態則啟動睡眠模式；

還包括音律模塊，根據使用者的習慣模型推送不同模式下的音律；還用于在客戶端對使用者實現叫醒功能，在鬧鐘前十五到二十分鐘開始檢測使用者狀態，當檢測到使用者為輕度睡眠時叫醒，盡量避免深睡時吵醒使用者，若是一直處于深度睡眠狀態，此時仍在鬧鈴時刻叫醒使用者；

判斷是否開啟所述降噪模式的方法為：通過檢測外界環境噪聲是否大于預設值，當大于預設值時，啟動降噪模式；所述降噪模式能夠自動屏蔽外界環境噪聲，防止在噪音較大的情況下，使用者調節音量過大，導致損傷聽力；

通過分析所述呼吸相關情況，來判斷是否存在呼吸暫停，所述呼吸暫停的判斷方法為：每夜7H睡眠過程中，呼吸暫停及低通氣反復發作30次以上；呼吸暫停低通氣指數(AHI)≥5次/h；

所述呼吸相關情況的分析方法為：采用基于心電信號、脈搏信號的呼吸率融合算法，選用小波變換對心電和脈搏預處理，去除信號中含有的噪聲干擾；然后，對心電、脈搏信號進行特征點檢測，獲取特征點序列，并進行滑動平均的處理得到含有呼吸信息的信號序列；最后，對得到的信號序列利用插值法進行處理得到呼吸信號；當呼吸信號的峰值頻率在0.1-0.8范圍內時，則判定為無呼吸，若連續三次以上判定為無呼吸，則確定為呼吸暫停；

還包括報警模塊，當處于睡眠模式時，音律模塊暫停使用，不影響夜間熟睡；當發生呼吸暫停時，所述音律模塊啟動振動模式，輔助使用者調整睡姿，若呼吸暫停情況沒有改善，則啟動報警模塊；另外，當出現鼾聲較多、較大現象時，報警模塊啟動，用于提醒使用者側身睡；

所述判斷裝置還用于對夢話進行分析，結合用戶睡眠狀態，分析使用者是否存在心理壓力太大的現象，以此可以在白天提醒用戶放松，調節心理；

所述報警模塊還用于當耳機與客戶端的距離大于預設值時，啟動客戶端定位，并進行語音提示。