一种非接触式睡眠监测装置及其监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非接触式睡眠监测装置及其监测方法，包括电源供电模块、信号传感模块、主板控制模块，其特征在于，所述的信号传感模块与电源供电模块均连接至主板控制模块，主板控制模块包括信号采集模块、信号处理模块、数据存储模块、数据通讯模块、数据处理模块与人机交互模块，信号传感模块包括加速度传感器与信号调理电路，信号传感模块得到的信号依次通过信号采集模块、信号处理模块、数据通信模块、数据处理模块进行处理分析后，进入数据存储模块存储，人机交互模块用于控制装置，并可将数据存储模块中的数据通过终端设备进行显示。

Non contact type sleep monitoring device and monitoring method thereof

The invention discloses a non-contact sleep monitoring device and monitoring method thereof, comprising a power supply module, signal sensing module, main control module, which is characterized in that the signal sensing module and power supply module are connected to the main control module, main control module includes signal acquisition module, signal processing module, data storage module, data communication module, data processing module and man-machine interaction module, signal sensing module comprises an acceleration sensor and signal conditioning circuit, signal sensing module has been analyzed respectively by the signal acquisition module, signal processing module, data communication module, data processing module, data storage module into storage, human-computer interaction module is used to control device, and the data can be stored in the data display module through the terminal equipment Show.

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式睡眠监测装置及其监测方法
本专利技术涉及睡眠监测技术，特别是一种非接触式睡眠监测装置及其监测方法。
技术介绍
人的一生有三分之一的时间在睡眠中度过，因此睡眠质量对人体健康至关重要，临床上睡眠相关疾病层出不穷，此外，人体在睡眠过程中的许多生理参数（如心率、呼吸和血压等）异常往往是某些慢性病的早期信号。为了能够深入观察睡眠疾病的发生发展，做到对慢性病的及早发现和预防，就必须借助于睡眠监测技术。睡眠监测技术可分为接触式和非接触式两大类，前者包括多导睡眠分析系统、腕带式睡眠监测仪；后者包括红外探测、压电薄膜和光纤光栅等。目前，国际公认的临床上诊断睡眠疾病的金标准是多导睡眠分析系统，它能测量包括脑电、心电、眼电、肌电、呼吸气流、胸腹呼吸运动、血氧饱和度、鼾声、体位在内的10余个生理指标。但是，该睡眠监测系统存在如下缺点：①需要在医院内进行过夜监测，患者的睡眠环境发生了改变，导致不适应，影响监测效果；②需要在患者身体上贴附各种检测电极进行接触式测量，导致人体不适，影响正常睡眠，进而导致睡眠分析结果与实际不符；③通常只有在患者已经感觉到有明显的睡眠疾病发生时才会使用该系统，因而不能做到疾病的早期预防；④部分特殊人群(如烧伤、烫伤、传染病等患者)，无法使用该系统。腕带式睡眠监测仪通过采集人体手腕部的运动来记录体动，根据这点来评价睡眠质量。腕带式睡眠监测仪无法准确测得人体其他的更为关键的生理指标，如心率、呼吸频率以及身体其他部位的动作等，所以对睡眠质量的评估准确性极低。红外探测、压电薄膜和光纤光栅均为非接触式的监测方法。红外探测基于光学和图像原理，一方面两者易受监测环境影响，另一方面仅能探测到睁/闭眼、呼吸与姿态，无法得到更全面的数据，因而其准确性受到限制。压电薄膜和光纤光栅将人体生命体征导致的机械振动通过压力传感器转换为电信号，并从中提取和分离心跳、呼吸和体动信号，进一步获取心率、呼吸率、体动，根据这些参量进行分析，确定各个睡眠阶段并进行睡眠质量评价。通过这种方式测得的信号信噪比高、信号处理难度小，因而出现了许多基于该两者原理的装置，包括独立式的模块和智能床垫。独立式模块，要求用户将身体压在它们上面，以对其施加必要的压力，睡眠过程中模块位置的移动或者人体位置的变化将导致测量不准确甚至检测不到，而且受限于传感器的面积有限，只能检测到局部身体部位的体动。智能床垫通过增加压力传感器个数来避免这个问题，这一方面提高了产品成本，不利于推广，而且传感器个数始终是有限的；另一方面，床垫不易移动，限制了应用场景，导致无法保证记录的连续性，而连续性的记录对睡眠分析的结果以及个体状态的综合反映有重大意义。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种放置位置灵活、无需接触人体、监测数据全面、效果好的非接触式睡眠监测装置及其监测方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案：一种非接触式睡眠监测装置及其监测方法，包括电源供电模块、信号传感模块、主板控制模块，所述的信号传感模块与电源供电模块均连接至主板控制模块，主板控制模块包括信号采集模块、信号处理模块、数据存储模块、数据通讯模块、数据处理模块与人机交互模块，信号传感模块包括加速度传感器与信号调理电路，信号传感模块得到的信号依次通过信号采集模块、信号处理模块、数据通信模块、数据处理模块进行处理分析后，进入数据存储模块存储，人机交互模块用以控制装置和将数据存储模块中的数据通过终端设备进行显示。作为优选，所述的信号传感模块包括加速度传感器以及相应的信号调理电路，加速度传感器与信号放大、滤波的预处理电路，用于将人体心脏搏动、呼吸和体动导致的总的振动信号转换为电信号，当人躺在床上时，心脏搏动与呼吸运动会带动胸腔运动，胸腔运动与其他部位的体动通过振动的形式传导至装置，装置上的加速度传感器感应到这个振动信号。作为优选，所述的信号采集模块包括模数转换器，用于实时连续地采集经信号传感模块转换得到的模拟电信号，采集到的振动数字信号即在处理器中。作为优选，所述的信号处理模块包括处理器，且处理器可为MCU、FPGA或DSP，用于从连续记录的总振动数字信号中识别、分离心动信号、呼吸信号和体动信号，进一步计算得出心脏RR间期、心率、呼吸率、体动、打鼾、离床等人体指标。作为优选，所述的数据通讯模块，通过有线或者无线的方式，连接信号处理模块和数据处理模块，数据处理模块传输控制命令给信号处理模块，而信号处理模块传输人体指标数据到数据处理模块。作为优选，所述的数据处理模块可为物理服务器或者云服务器，也可以是电脑、手机或平板终端设备，用于进一步分析人体指标数据并获取心率、心率变异性，并结合体动、打鼾、离床等人体指标，并进一步根据用户既往睡眠数据，通过算法综合判断后确定整个睡眠过程的睡眠结构图和睡眠质量，给出睡眠报告，且其内还设有预警程序，当在睡眠过程中监测到异常突发状况时可发送报警信息或直接拨通抢救电话。作为优选，所述的数据存储模块包括存储器，且存储器可为内部存储器或者外部存储器，用于存储经数据处理模块处理得到的人体指标数据和睡眠数据。作为优选，所述的人机交互模块，用于控制装置和显示心率、呼吸率、体动和离床，并显示历史睡眠报告，给出改善睡眠质量的建议。一种非接触式睡眠监测装置，所述的装置为可拆卸和随身携带的独立模块，形态可以是盒子或手机套，模块可以安置在床体、床垫、床架、电热毯、座椅、坐垫、沙发表面，也可以嵌入其中。本专利技术的有益效果在于：放置位置灵活，不要求人体对它施加任何压力，从而避免装置或人体移位导致的监测不准确性；只需要至少一个传感器就能检测到全身不同部位的体动，对传感器的数量没有要求；装置集成度高，体积小巧，随身携带，应用场景广泛从而保证睡眠监测的连续性和准确性；基于加速度传感器，因而成本低廉，非常易于在人群中普及；无需在人体上贴附电极或佩戴装置，能够在完全不接触人体的条件下连续同时地监测睡眠中的多项人体生理指标，包括心率、心率变异性、呼吸率、体动、打鼾、离床，完全不会有异物感和不适感；最后还能给出完整的睡眠分析报告，包括睡眠结构图、睡眠质量评价、睡眠生理异常等，并相应地提供睡眠建议以切实改善用户的睡眠质量；更进一步的，在监测到睡眠过程中的异常生理或行为状况时，如心脏骤停、呼吸暂停、长时间离床等，能及时通知到相关人员或机构，采取抢救措施，从而避免人身意外发生。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示，一种非接触式睡眠监测装置及其监测方法，包括电源供电模块、信号传感模块、主板控制模块，所述的信号传感模块与电源供电模块均连接至主板控制模块，主板控制模块包括信号采集模块、信号处理模块、数据存储模块、数据通讯模块、数据处理模块与人机交互模块，信号传感模块包括加速度传感器与信号调理电路，信号传感模块得到的信号依次通过信号采集模块、信号处理模块、数据通信模块、数据处理模块进行处理分析后，进入数据存储模块存储，人机交互模块用以控制装置和将数据存储模块中的数据通过终端设备进行显示。上述加速度传感器是指包含至少一路加速度检测通道的传感器，如单轴加速度传感器、三轴加速度传感器或九轴传感器都属于本专利描述的加速度传感器指代的范围。数据处理模块还设有预警程序，异常突发状况下可发送报警信息或直接拨通抢救电话，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式睡眠监测装置及其监测方法，包括电源供电模块、信号传感模块、主板控制模块，其特征在于，所述的信号传感模块与电源供电模块均连接至主板控制模块，主板控制模块包括信号采集模块、信号处理模块、数据存储模块、数据通讯模块、数据处理模块与人机交互模块，信号传感模块包括加速度传感器与信号调理电路，信号传感模块得到的信号依次通过信号采集模块、信号处理模块、数据通信模块、数据处理模块进行处理分析后，进入数据存储模块存储，人机交互模块用以控制装置和将数据存储模块中的数据通过终端设备进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式睡眠监测装置及其监测方法，包括电源供电模块、信号传感模块、主板控制模块，其特征在于，所述的信号传感模块与电源供电模块均连接至主板控制模块，主板控制模块包括信号采集模块、信号处理模块、数据存储模块、数据通讯模块、数据处理模块与人机交互模块，信号传感模块包括加速度传感器与信号调理电路，信号传感模块得到的信号依次通过信号采集模块、信号处理模块、数据通信模块、数据处理模块进行处理分析后，进入数据存储模块存储，人机交互模块用以控制装置和将数据存储模块中的数据通过终端设备进行显示。2.根据权利要求1所述的一种非接触式睡眠监测装置及其监测方法，其特征在于，所述的信号传感模块包括加速度传感器以及相应的信号调理电路，加速度传感器与信号放大、滤波的预处理电路，用于将人体心脏搏动、呼吸和体动导致的总的振动信号转换为电信号，当人躺在床上时，心脏搏动与呼吸运动会带动胸腔运动，胸腔运动与其他部位的体动通过振动的形式传导至装置，装置上的加速度传感器感应到这个振动信号。3.根据权利要求1所述的一种非接触式睡眠监测装置及其监测方法，其特征在于，所述的信号采集模块包括模数转换器，用于实时连续地采集经信号传感模块转换得到的模拟电信号，采集到的振动数字信号即在处理器中。4.根据权利要求1所述的一种非接触式睡眠监测装置及其监测方法，其特征在于，所述的信号处理模块包括处理器，且处理器可为MCU、FPGA或DSP，用于从连续记录的总振动数字信号中识别、分离心动信号、呼吸信号和体动信号，进一步计算得出心脏RR...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴成雄，余冠成，
申请(专利权)人：杭州医电园科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33