用于睡眠监视的设备和方法技术

公开了一种用于测量生命体(150)的生物物理学变量(131)的睡眠监视设备(100)，包括至少两个在空间上以预先定义的平面几何形状进行部署的压力传感器(101-103)。所述生命体驻留在被所述传感器所接触的支撑层(199)上，所述传感器响应于所述生命体经由所述支撑层所导致的压力而生成传感器信号。处理单元(110)基于传感器信号之间的差值确定所述生命体在支撑层上的位置；基于所述生命体的位置和传感器的位置确定幅度衰减因子；根据所述传感器所生成的传感器信号确定生物物理学变量，包括基于所述幅度衰减因子的幅度校正。本发明专利技术的效果在于，无论生命体在支撑层上的位置如何都仅需要几个传感器就能对生物物理学变量进行准确测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于睡眠监视的设备和方法
本专利技术涉及一种用于测量驻留在床垫上的生命体的生物物理学信号的睡眠监视设备和方法。从该生物物理学信号提取生物物理学变量。从该生物物理学变量推导出人的睡眠状态。
技术介绍
文献US6280392描述了一种传感器床单，其具有放置在所要监视的婴儿之下(被其所接触)的多个负载单元的网格。该传感器床单是用于在不产生干扰的情况下对睡着的婴儿的健康状态进行监视的婴儿状况监视系统的一部分。根据该负载单元的负载信号形成婴儿呼吸信号，根据后者确定呼吸状况。此外，诸如身体移动和重量之类的其它生物物理学信号也从该负载信号进行测量。所述文献描述了具有高的负载单元空间密度的传感器床单，从而能够通过测量婴儿在婴儿身体的各个部分所导致的压力而推导出婴儿的姿态。此外，具有高的负载单元空间密度，有多个负载单元接触到婴儿，从而提供了相应的多个负载信号，根据该多个负载信号能够测量婴儿呼吸信号和其它生物物理学信号。WO2011/008175A1描述了一种用于使用压力传感器的阵列进行患者监视的方法。该方法包括步骤：确定该阵列中的每个压力传感器的选择参数的数值；基于该选择参数的相应数值选择一个或多个压力传感器；并且基于从所述一个或多个所选择的压力传感器所获得的数据而测量患者的生命体征。
技术实现思路
现有技术的传感器床单通常被置于床上而覆盖了床的表面。因此，现有技术的缺陷在于，其需要许多的负载单元传感器以便在床上的任意位置接触到婴儿。因此，无论婴儿在床上的位置如何，都需要许多负载单元来测量婴儿的生物物理学信号。本专利技术的目标是通过提供一种睡眠监视设备来克服现有技术的缺陷，该睡眠监视设备无论婴儿在床上的位置如何都仅使用几个传感器就能够准确测量婴儿与睡眠相关的生物物理学变量。公开了一种用于测量生命体的生物物理学变量的睡眠监视设备，该设备包括作为在空间上以预定义平面几何形状进行部署的至少两个压力传感器的传感器，该传感器被配置为接触用于在生命体休息时对其进行支撑的支撑层并且响应于该生命体经由该支撑层而对该传感器所导致的压力而生成相应的传感器信号，该睡眠监视设备包括处理单元，其被配置为执行：(a)定位功能，其被配置为通过基于相应传感器之间的相位差执行多点定位过程或者通过基于相应传感器信号之间的幅度差执行三边测量过程而基于相应传感器信号之间的差值来确定生命体在支撑层上相对于传感器的位置；和(b)确定功能，其被配置为基于所确定的生命体的位置以及传感器之一的位置而确定幅度衰减因子，并且基于该传感器之一所生成的传感器信号和该幅度衰减因子确定生物物理学变量。该睡眠监视设备在生命体驻留在该支撑层上的同时测量表征生命体的相应生物物理学状况的生物物理学变量。该生命体可以是婴儿、成人或者甚至是动物。例如，该睡眠监视设备测量表征躺在床垫上的婴儿的健康状况的呼吸速率和呼吸强度。每个传感器通过生成传感器信号而对生命体经由该支撑层所导致的压力进行响应。该传感器在空间上以预定几何形状进行部署而使得传感器的位置相对于彼此是固定的并且被该睡眠监视设备所知。此外，该预定几何形状是平面的以允许传感器在该层中进行装配，该层自身根据定义具有平坦的形状。该处理单元在对生命体相对于传感器的位置加以考虑的情况下确定该生命体的生物物理学变量。传感器处于该支撑层上的不同位置，并且因此传感器和生命体的位置之间的距离对于每个传感器而言有所不同。生命体所导致的压力波通过该支撑层传播从该生命体向传感器的距离，但量随着距离增加而有所衰减。当生命体导致压力波时，每个传感器检测以不同的量衰减的压力波。作为响应，每个传感器生成具有不同幅度的传感器信号。该处理单元使用该定位功能和确定功能而根据传感器信号确定生物物理学变量。该定位功能基于传感器信号之间的差值确定生命体(相对于传感器)的位置。也就是说，该定位功能通过基于相位差值执行多点定位过程或者通过基于幅度差执行三边测量过程而根据传感器信号之间的差值来计算所述位置。该确定功能确定幅度衰减因子，其反应了从(该定位功能所确定的)生命体的位置向传感器的位置进行传播的压力的衰减。该确定功能随后根据传感器信号确定生物物理学变量，包括基于该幅度衰减因子的校正。例如，传感器信号的幅度使用该幅度衰减因子进行校正，根据所校正的传感器信号对生物物理学信号(例如，呼吸信号)进行滤波，并且从该生物物理学信号提取出生物物理学变量。或者，作为针对之前示例的变形，从传感器信号提取生物物理学信号，该生物物理学信号的幅度使用该幅度衰减因子进行校正，并且从经校正的生物物理学信号提取出生物物理学变量。还公开了一种用于使用传感器测量生命体的生物物理学变量的方法，该传感器是在空间上以预定义平面几何形状进行部署的至少两个压力传感器的传感器，该传感器被配置为接触用于在生命体驻留时对其进行支撑的支撑层并且响应于该生命体经由该支撑层而对该传感器所导致的压力而生成相应的传感器信号，该方法包括步骤：通过基于相应传感器信号之间的相位差执行多点定位过程或者通过基于相应传感器信号之间的幅度差执行三边测量过程而基于相应传感器信号之间的差值来确定生命体在支撑层上相对于传感器的位置，基于所确定的生命体的位置以及传感器之一的位置而确定幅度衰减因子，并且基于该传感器之一所生成的传感器信号和该幅度衰减因子确定生物物理学变量。本专利技术的效果在于，该睡眠监视设备仅使用几个传感器就能对生命体的生物物理学变量进行测量，而使得所测量的生物物理学变量对于生命体相对于传感器的位置而言是鲁棒的。另外的好处在于，本专利技术产生了用于睡眠监视的中间参数，也就是生命体的位置。本领域技术人员将会意识到，以上所提到的两种或更多的本专利技术的选择、实施方式和/或方面可以以被认为有用的任何方式进行组合。移动设备、方法的修改和变化和/或对应于所描述的移动设备的修改和变化的计算机程序产品的修改和变化能够由本领域技术人员基于这里的描述来实施。附图说明本专利技术的这些和其它方面由于随后所描述的实施例而是显而易见的并且将参考上述实施例进行阐述。在附图中，图1a图示了作为框图的睡眠监视设备，图1b图示了在支撑婴儿的床垫中使用的睡眠监视设备，图2图示了用于定位床垫上的婴儿的多点定位过程，图3a图示了使用四个传感器的睡眠监视设备，图3b图示了使用五个传感器的睡眠监视设备，图4图示了处于各自不同情形的传感器的偏移量，图5a图示了用于定位床垫上的婴儿的三边测量过程，图5b图示了仅使用两个传感器的三边测量过程，图6a图示了用于根据传感器信号确定生物变量的三个处理，图6b图示了确定在这三个处理中使用的衰减参数的辅助处理，图7图示了婴儿的两种睡眠状态，和图8图示了包括婴儿和具有五个传感器的睡眠监视设备的床垫的鸟瞰图。应当注意的是，在不同附图中具有相同附图标记的事项具有相同的结构特征和相同的功能。在这样的事项的功能和/或结构已经被解释过的情况下，无需在具体实施方式中对其进行重复解释。具体实施方式图1a图示了在支撑婴儿150的床垫199中使用的睡眠监视设备100。床垫199用作支撑躺着的婴儿的支撑层。设备100包括三个(压力)传感器101-103，它们响应于婴儿150经由床垫所导致的压力而生成相应的传感器信号：传感器处的传感器信号因此表示该传感器处的压力。该压力可能由于婴儿的生物物理学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量生命体(150)的生物物理学变量(131)的睡眠监视设备(100)，所述设备(100)包括作为在空间上以预定义平面几何形状进行部署的至少两个压力传感器的传感器(101‑103)，所述传感器被配置为‑接触用于在所述生命体驻留时对其进行支撑的支撑层(199)，并且‑响应于所述生命体经由所述支撑层对所述传感器造成的压力而生成相应传感器信号，所述睡眠监视设备包括处理单元(110)，其被配置为执行：(a)定位功能(120)，所述定位功能被配置为‑通过基于相应的所述传感器信号之间的相位差执行多点定位过程，或者通过基于相应的所述传感器信号之间的幅度差执行三边测量过程，而基于相应的所述传感器信号之间的差值，来确定所述生命体在所述支撑层上相对于所述传感器的位置(P0)；和(b)确定测量功能(130)，所述确定测量功能被配置为‑基于所确定的所述生命体的位置以及所述传感器中的一个传感器的位置(P1‑P3)而确定幅度衰减因子(ATT)，并且‑基于所述传感器中的所述一个传感器所生成的传感器信号和所述幅度衰减因子而确定所述生物物理学变量(131)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.28 EP 13194869.71.一种用于测量生命体(150)的生物物理学变量(131)的睡眠监视设备(100)，所述设备(100)包括作为在空间上以预定义平面几何形状进行部署的至少两个压力传感器的传感器(101-103)，所述传感器被配置为-接触用于在所述生命体驻留时对其进行支撑的支撑层(199)，并且-响应于所述生命体经由所述支撑层对所述传感器造成的压力而生成相应传感器信号，所述睡眠监视设备包括处理单元(110)，其被配置为执行：(a)定位功能(120)，所述定位功能被配置为-通过基于相应的所述传感器信号之间的相位差执行多点定位过程，或者通过基于相应的所述传感器信号之间的幅度差执行三边测量过程，而基于相应的所述传感器信号之间的差值，来确定所述生命体在所述支撑层上相对于所述传感器的位置(P0)；和(b)确定功能(130)，所述确定功能被配置为-基于所确定的所述生命体的位置以及所述传感器中的一个传感器的位置(P1-P3)而确定幅度衰减因子(ATT)，并且-基于所述传感器中的所述一个传感器所生成的传感器信号和所述幅度衰减因子而确定所述生物物理学变量(131)。2.根据权利要求1所述的睡眠监视设备，其中确定功能被配置为从所述传感器中选择生成在相应的所述传感器信号的幅度中具有最大幅度的传感器信号的所述传感器(101-103)之一。3.根据权利要求1或2所述的睡眠监视设备，其中所述确定功能被配置为通过以下而确定所述生物物理学变量-基于所确定的所述生命体的位置以及所述传感器中相应多个传感器(101-103)的相应多个位置(P1-P3)而确定多个幅度衰减因子(ATT)，并且-基于相应的所述多个传感器所生成的相应多个传感器信号以及所述多个幅度衰减因子而确定所述生物物理学变量。4.根据权利要求1或2所述的睡眠监视设备，其中所述确定功能被配置为确定所述生物物理学变量，所述生物物理学变量为呼吸强度率、心跳强度、体重、身体移动、心率和呼吸速率之一。5.根据权利要求1或2所述的睡眠监视设备，其中所述传感器中的第一传感器的优选方向并不平行于所述预定义平面几何形状的表面法线矢量(Z)，所述优选方向是与不同于所述优选方向的其它方向相比所述第一传感器以最大程度对压力波作出响应的方向。6.根据权利要求5所述的睡眠监视设备，其中所述传感器中的第二传感器的优选方向并不平行于所述表面法线矢量(Z)和所述第一传感器的所述优选方向，所述第二传感器的所述优选方向是与其它方向相比所述第二传感器以最大程度对压力波作出响应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·贝雷兹尼，E·G·P·舒伊杰斯，P·M·方赛卡，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL