[發(fā)明專(zhuān)利]多傳感器融合反饋調(diào)整的止鼾枕

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110458686.9
• 申請(qǐng)日: 2021-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113143570B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜海燕;許先靜;陳艷;黃書(shū)萍;杜民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61F5/56
• 分類(lèi)號(hào): A61F5/56;A61B5/00;A61B5/024;A61B5/318;A61B5/145
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學(xué)俊

本發(fā)明提出一種多傳感器融合反饋調(diào)整的止鼾枕，其特征在于，包括：止鼾枕本體、布設(shè)在止鼾枕本體上的分布式壓力傳感器、布設(shè)在止鼾枕本體內(nèi)的多個(gè)帶有氣泵的氣囊，以及控制器、心電脈搏波傳感器、聲音傳感器和設(shè)置在每個(gè)氣囊內(nèi)的氣壓傳感器；所述分布式壓力傳感器、心電脈搏波傳感器、聲音傳感器、氣壓傳感器和氣泵的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)分別連接控制器。其對(duì)使用者的睡眠干擾小，使用體驗(yàn)佳。所提取的特征值對(duì)鼾聲的辨別準(zhǔn)確，通過(guò)分布式壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)能識(shí)別人體體位信息，對(duì)于氣壓的檢測(cè)保證了使用的安全性。能在使用者無(wú)感知中調(diào)整睡眠體位，保證睡眠質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能化床上用品、醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多傳感器融合反饋調(diào)整的止鼾枕。

背景技術(shù)

打鼾是指睡眠中因上呼吸道狹窄使懸雍垂(腭垂)發(fā)生振動(dòng)而發(fā)出的鼾聲，打鼾同時(shí)也是睡眠呼吸暫停綜合征的主要癥狀。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于打鼾癥狀的改善方式主要分為三種：介入式儀器、非介入式儀器和藥物以及手術(shù)治療。其中非介入式儀器對(duì)使用者的影響較小，對(duì)睡眠質(zhì)量影響較小。對(duì)于睡眠呼吸暫停綜合征經(jīng)典的治療方式有傳統(tǒng)的睡眠呼吸障礙的診斷金標(biāo)準(zhǔn)Polysomnography(PSG)，其價(jià)格昂貴，在診斷的過(guò)程中需要專(zhuān)門(mén)的睡眠呼吸監(jiān)測(cè)人員將很多導(dǎo)線連接到病人的體表，給病人帶來(lái)很大不便以及身體上的不適感，此外人工判讀也需要花費(fèi)時(shí)間及高成本，使其應(yīng)用受到一定的限制。

研究表明改變睡眠時(shí)的體位能有效緩解打鼾的癥狀，從睡眠的角度來(lái)說(shuō)，側(cè)身睡眠可以有效減輕因?yàn)檐涬瘛矣捍辜吧囿w受到重力的作用導(dǎo)致的后垂引起的咽腔狹窄，從而有效減輕睡眠打鼾及呼吸暫停，改善機(jī)體缺氧，從而逐漸緩解癥狀。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的空白，本發(fā)明提出了一種多傳感器融合反饋調(diào)整的止鼾枕的方案，是融合分布式多精度多量程壓力傳感器、心電脈搏波傳感器和語(yǔ)音等多傳感器融合反饋調(diào)整的止鼾枕。并采用改進(jìn)的遞歸小腦模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)分布式多精度多量程壓力信號(hào)進(jìn)行體位識(shí)別以及基于語(yǔ)音信號(hào)和心電脈搏信號(hào)的鼾聲識(shí)別，實(shí)現(xiàn)反饋控制系統(tǒng)以調(diào)整使用者睡眠體位。

其融合分布式多精度壓力傳感器、心電脈搏波傳感器和聲音等多傳感器，主要包括枕頭和枕墊、分布式壓力傳感器、心電脈搏波傳感器和聲音信號(hào)的采集模塊、信號(hào)處理模塊、驅(qū)動(dòng)及控制模塊等。在枕頭的表面和枕墊中分布著不同精度和量程的壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以自適應(yīng)的采集不同的壓力信號(hào)；信號(hào)處理模塊用于鼾聲的自動(dòng)識(shí)別以及通過(guò)分布式壓力信號(hào)判斷實(shí)時(shí)體位和控制氣囊的充放氣；通過(guò)處理模塊發(fā)出的控制信號(hào)調(diào)整氣囊的充放氣來(lái)調(diào)整枕頭各氣囊的氣壓以調(diào)整使用者體位緩解使用者打鼾的癥狀。

本發(fā)明同時(shí)還公開(kāi)了與止鼾枕配套的基于心率變異率、血氧飽和度以及聲音信號(hào)的鼾聲識(shí)別方法以及基于分別式多精度多量程壓力傳感器的實(shí)時(shí)體位識(shí)別方法。通過(guò)光電容積脈搏波測(cè)量提取心率變異率和血氧飽和度的特征參數(shù)，通過(guò)對(duì)聲音的預(yù)處理，提取聲音的梅爾頻率倒譜系數(shù)(Mel?Frequency?Cepstrum?Coefficient，MFCC)、共振峰頻率、基音周期特征參數(shù)。基于以上特征參數(shù)運(yùn)用改進(jìn)的遞歸小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能算法進(jìn)行學(xué)習(xí)，得到鼾聲自動(dòng)識(shí)別模型。

分布式多精度壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)可獲取壓力信號(hào)，對(duì)壓力信號(hào)進(jìn)行降維等預(yù)處理后通過(guò)改進(jìn)的遞歸小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能算法進(jìn)行學(xué)習(xí)，可獲取被測(cè)試者睡眠體位變化信息。根據(jù)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化，并融合心電脈搏信號(hào)和鼾聲等作為實(shí)時(shí)非線性反饋控制系統(tǒng)的參數(shù)，調(diào)整枕頭不同區(qū)域的氣壓以調(diào)整使用者的體位，緩解打鼾癥狀。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案：

一種多傳感器融合反饋調(diào)整的止鼾枕，其特征在于，包括：止鼾枕本體、布設(shè)在止鼾枕本體上的分布式壓力傳感器、布設(shè)在止鼾枕本體內(nèi)的多個(gè)帶有氣泵的氣囊，以及控制器、心電脈搏波傳感器、聲音傳感器和設(shè)置在每個(gè)氣囊內(nèi)的氣壓傳感器；

所述分布式壓力傳感器、心電脈搏波傳感器、聲音傳感器、氣壓傳感器和氣泵的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)分別連接控制器。