[發(fā)明專利]基于實時心沖擊信號的呼吸暫停檢測方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112155560B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 鄧成城;車明賢;劉華預;向柄宇
• 申請（專利權）人: 國微集團（深圳）有限公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/0205
• 代理公司: 深圳市康弘知識產(chǎn)權代理有限公司 44247
• 代理人: 尹彥

本發(fā)明公開了一種基于實時心沖擊信號的呼吸暫停檢測方法及系統(tǒng)。其中呼吸暫停檢測方法包括：采集實時BCG數(shù)據(jù)；每次取長度大于一個呼吸周期的實時BCG數(shù)據(jù)進行處理，得到一定長度的呼吸波形數(shù)據(jù)和心率波形數(shù)據(jù)并緩存；計算心率波形數(shù)據(jù)的離散度，同時對所述呼吸波形數(shù)據(jù)的信號特征進行多維度處理分析得到相應的信號特征；當所述心率波形數(shù)據(jù)的離散度以及所述呼吸波形數(shù)據(jù)的各維度處理分析的信號特征均符合呼吸暫停條件，則判定當前檢測對象為呼吸暫停。本發(fā)明對呼吸暫停事件判斷十分準確。

技術領域

本發(fā)明涉及信號檢測方法及設備，尤其涉及用于檢測呼吸是暫停還是正常的檢測方法及設備。

背景技術

呼吸暫停是指自主呼吸停止，常為暫時性或自限性，大多數(shù)病例是致命的，需要緊急治療。導致呼吸暫停最常見的便是打呼嚕，它是睡眠呼吸暫停綜合癥這一疾病的主要表現(xiàn)，呼吸暫停綜合癥就是響亮地鼾聲突然中斷，患者強力呼吸但不起作用，完全呼吸不了，幾秒甚至幾十秒鐘后患者醒來，大聲喘息，氣道被迫開放，然后繼續(xù)呼吸。睡眠呼吸暫停綜合癥有一定的危害性，此類患者在睡夢中打呼嚕、張口呼吸、頻繁呼吸停止，它會導致睡眠中反復憋醒、睡醒后頭疼、血壓升高；夜間心絞痛、心律紊亂；睡覺不解乏、白天困倦、嗜睡；記憶減退、反應遲鈍、工作能力降低等，不但影響生活，部分患者還會引起突發(fā)腦血管意外的可能。

臨床上常用多導睡眠儀（polysomnography,PSG）進行睡眠監(jiān)測，但其操作復雜、成本高且影響睡眠。目前主流研究方向還有非接觸式心沖擊（Ballistocardiography,BCG）信號的睡眠監(jiān)測，BCG信號源于心臟泵血引起血液在大血管中的流動，與人體緊密接觸的支撐物體上形成沖擊力，通過非直接接觸身體的高靈敏壓電薄膜（PVDF）傳感器采集微弱震動信號，可以提取心搏、呼吸、體動等生理參數(shù)。

現(xiàn)有的基于心沖擊信號檢測呼吸暫停事件檢測方法都是通過采集大量的訓練數(shù)據(jù)之后，利用神經(jīng)網(wǎng)絡通過機器學習方式對BCG信號特征進行分類，以此來達到檢測呼吸暫停事件，由于現(xiàn)有技術基于心沖擊信號檢測呼吸暫停事件檢測方法需要大量人工收集并提取BCG中的呼吸暫停特征信號及非呼吸暫停特信號進行神經(jīng)網(wǎng)絡模型訓練，其操作繁瑣，人力投入要求大，且訓練模型容易受特征提取算法影響導致分類結(jié)果的準確性。同時也導致了對算力要求高，一般會引入大量矩陣運算及大量遞歸操作等復雜運算，因此對硬件設備需求比較高，在一般應用場景上實現(xiàn)起來難度相當高。

因此，基于上述技術背景，如何提供一種準確率高的呼吸暫停檢測方法是業(yè)界亟待解決的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術中檢測呼吸暫停事件的準確性不高的技術問題，本發(fā)明提出了一種基于實時心沖擊信號的呼吸暫停檢測方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明提出的呼吸暫停檢測方法，包括步驟：

采集實時BCG數(shù)據(jù)；

每次取長度大于一個呼吸周期的實時BCG數(shù)據(jù)進行處理，得到一定長度的呼吸波形數(shù)據(jù)和心率波形數(shù)據(jù)并緩存；

計算心率波形數(shù)據(jù)的離散度，同時對所述呼吸波形數(shù)據(jù)的信號特征進行多維度處理分析得到相應的信號特征；

當所述心率波形數(shù)據(jù)的離散度以及所述呼吸波形數(shù)據(jù)的各維度處理分析的信號特征均符合呼吸暫停條件，則判定當前檢測對象為呼吸暫停。

進一步，對所述呼吸波形數(shù)據(jù)的信號特征進行多維度處理分析得到相應的信號特征具體包括：

計算呼吸波形數(shù)據(jù)的離散度；

對呼吸波形數(shù)據(jù)進行算數(shù)平均數(shù)計算，得到均值；

對呼吸波形數(shù)據(jù)做基于第一點數(shù)的平滑濾波處理，提取出平滑呼吸波形數(shù)據(jù)；

對呼吸波形數(shù)據(jù)做基于第二點數(shù)的平滑濾波處理，提取出呼吸信號的整體變化趨勢數(shù)據(jù)；