[發明專利]一種基于多參數非接觸睡眠呼吸暫停檢測系統及方法

在審

• 申請號: 202110898041.7
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113509169A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 魏開航;鄧韓彬;蒙俊甫;張其飛;夏林;劉毅;曾東
• 申請（專利權）人: 成都樂享智家科技有限責任公司
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 郭肖凌

1.一種基于多參數非接觸睡眠呼吸暫停檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：獲取用戶睡眠時的BCG信號和SN信號，并對BCG信號和SN信號進行預處理和頻段劃分，獲得不同頻段的BCG信號和SN信號；

步驟二：對不同頻段的BCG信號進行EMD-ICA降噪濾波處理，獲得BCG_filter信號和SN_filter信號；

步驟三：分別計算出BCG_filter信號和SN_filter信號的序列信號，并提取序列信號的信號特征；

步驟四：根據信號特征構建呼吸暫停事件分類模型，并確定呼吸暫停事件異常信號片段，獲得NORMAL數據片段或者ABNORMAL數據片段；

步驟五：根據ABNORMAL數據片段進行鼾聲定位和特征計算，并構建SVM分類模型，最終確定該呼吸暫停事件異常信號片段是否發生睡眠呼吸暫停事件。

2.根據權利要求1所述的一種基于多參數非接觸睡眠呼吸暫停檢測方法，其特征在于，所述步驟一中對BCG信號和SN信號進行和預處理和頻段劃分過程具體包括：先使用Z-score方法分別對獲取的BCG信號和SN信號進行數據歸一化，再分別對歸一化后的BCG信號和SN信號進行頻段劃分，獲得不同頻段的BCG信號和SN信號。

3.根據權利要求1所述的一種基于多參數非接觸睡眠呼吸暫停檢測方法，其特征在于，所述步驟二具體包括：

首先將BCG信號進行EMD分解，得到頻率從高到低固有模態分量IMF：IMF(i)＝EMD(BCG),其中i＝1,2,3,…,4；

計算IMF(i)與原始BCG信號的相關性COR(i)，COR(i)THR_cor，其中THR_cor為相關性閾值，取為0.5，將大于閾值的EMD分解系數保留，得到新的IMF(i),其他作為噪聲消除；

將上述得到的IMF分解系數，基于ICA算法進行盲源分離，從而得到降噪聲后的BCG信號的BCG_filter；

將SN信號按照上述BCG信號的處理流程進行處理，得到降噪聲后的SN信號的SN_filter。

4.根據權利要求1所述的一種基于多參數非接觸睡眠呼吸暫停檢測方法，其特征在于，所述步驟三具體包括：以1分鐘時長為分段條件分別對BCG_filter信號和SN_filter信號進行數據分段，并計算分段后SN_filter信號在計算0～4000hz頻率段內的不同頻段功率占比，將分段后的SN_filter信號以每500hz為一段，分段計算該信號在各個頻段的功率占比，共計8個輸入特征，功率占比計算公式如下式所示：

PE_i＝P_i/P_sum

其中，i為頻率段號，i＝1,2,...,8；PE_i為第i段頻率段功率占比，P_i為第i段功率，P_sum為信號片段的總功率。

5.根據權利要求1所述的一種基于多參數非接觸睡眠呼吸暫停檢測方法，其特征在于，所述步驟五具體包括：基于ABNORMAL數據片段進行鼾聲定位和特征計算，并根據鼾聲特征基于SVM構建一個二分類器模型，將ABNORMAL數據片段劃分為正常片段和睡眠呼吸暫停事件片段。

6.一種采用權利要求1～5任意一項所述基于多參數非接觸睡眠呼吸暫停檢測方法的檢測系統，其特征在于，包括信號采集單元、信號預處理單元、模數轉換單元、數據轉發單元、電源管理模塊、微處理器和上位機；信號采集單元與信號預處理單元連接；信號預處理單元與模數轉換單元連接；模數轉換單元與微處理器連接；微處理器與數據轉發單元連接；數據轉發單元通過無線網絡與上位機建立無線通信連接。

7.根據權利要求6所述的一種基于多參數非接觸睡眠呼吸暫停檢測系統，其特征在于，所述信號采集單元包括MEMS麥克風和壓電薄膜傳感器；MEMS麥克風用于采集用戶睡眠時的SN信號；壓電薄膜傳感器用于采集用戶睡眠時的BCG信號；信號預處理單元分別與MEMS麥克風和壓電薄膜傳感器連接。