一种非接触式睡眠呼吸暂停症检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种非接触式睡眠呼吸暂停症检测方法，所述方法包括如下步骤：智能设备的雷达发射调制连续波，在所述调制连续波的若干个周期进行一次快速傅里叶变换，并通过快速傅里叶变换的计算窗口计算反射波的频移，获取胸部运动信号；计算胸部运动信号的峰值的均值和方差，当所述胸部运动信号的峰值和均值小于两个方差，则忽略该胸部运动信号的峰值，得到胸部运动信号的启发式峰值；通过所述启发式峰值计算呼吸暂停‑呼吸浅慢指标。本发明专利技术能够大大提高睡眠呼吸暂停的检测精度，降低睡眠呼吸暂停检测的误差。

A non-contact sleep apnea detection method and system

The invention provides a non-contact sleep apnea detection method, which comprises the following steps: a radar of an intelligent device transmits a modulated continuous wave, performs a fast Fourier transform in several cycles of the modulated continuous wave, and calculates the frequency shift of the reflected wave through a calculation window of the fast Fourier transform. When the peak value and the mean value of the peak value of the chest motion signal are less than two variances, the peak value of the chest motion signal is neglected and the heuristic peak value of the chest motion signal is obtained; and the apnea/hypopnea/hypopnea/hypopnea is calculated by the heuristic peak value. Indicators. The invention can greatly improve the detection accuracy of sleep apnea and reduce the error of sleep apnea detection.

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式睡眠呼吸暂停症检测方法及系统
本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及一种非接触式睡眠呼吸暂停症检测方法及系统。
技术介绍
精确睡眠呼吸暂停症是一种医学上常见的身体机能紊乱，表现为在睡眠过程中呼吸中断。这种症状与注意力不集中/多动症，高血压，糖尿病，心力衰竭，中风等异常或疾病有密切联系，因此需要进行及早检测、诊断与治疗。现有技术中对于睡眠呼吸暂停的检测有以下几种方式：诊断需要多导睡眠图、居家诊断设备需要专用仪器、基于手机app的接触式睡眠呼吸暂停症检测、基于手机摄像头的无接触式睡眠呼吸暂停症检测。现有的上述几种对睡眠呼吸暂停检测的系统及方法存在以下缺陷：1)采用多导睡眠图进行睡眠呼吸暂停症的判别需要到专业机构进行，由医护人员将多种医用传感器附着到受测对象身体上。这种检测方法精度高，但是耗时耗人力，不方便。2)家用的睡眠检测产品需要专业人士在受测对象或者床上安装多种传感器，也需要受过训练的医护人员对数据记录系统进行安装和调试。3)基于手机APP的接触式睡眠呼吸暂停症检测需要将手机贴在受测对象的胸部或者腹部以检测呼吸情况，测量精度低。4)基于手机摄像头的无接触式睡眠呼吸暂停症检测需要光照条件良好，且受测对象无遮盖物(毛毯等)，不便于持续进行高精度的测量。现有的睡眠呼吸暂停检测系统及检测方法，除了上述各自的缺陷，其均不能达到较高精度的睡眠呼吸暂停检测。因此，为了解决上述技术问题，需要一种非接触式睡眠呼吸暂停症检测方法及系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通过雷达发射调制连续波，根据反射波恢复胸部运动信号的峰值，通过对峰值进行启发式检测得到启发式峰值，并通过启发式峰值计算呼吸暂停-呼吸浅慢指标。本专利技术的一个方面在于提供一种非接触式睡眠呼吸暂停症检测方法，所述方法包括如下步骤：智能设备的雷达发射调制连续波，在所述调制连续波的若干个周期进行一次快速傅里叶变换，并通过快速傅里叶变换的计算窗口计算反射波的频移，获取胸部运动信号；计算胸部运动信号的峰值的均值和方差，当所述胸部运动信号的峰值和均值小于两个方差，则忽略该胸部运动信号的峰值，得到胸部运动信号的启发式峰值；通过所述启发式峰值计算呼吸暂停-呼吸浅慢指标。进一步地，所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标通过如下方法计算：AHI＝(中枢性呼吸暂停次数+阻塞性呼吸暂停次数+呼吸浅慢次数)/总睡眠时长，其中，中枢性呼吸暂停次数为两次启发式峰值超过一定阈值的次数；呼吸浅慢次数为启发式峰值连续下降至第一百分比的次数；阻塞性呼吸暂停次数为单次启发式峰值超过其他启发式峰值幅度达到第二百分比的次数。进一步地，所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标的计算方法中，总睡眠时长为总时长减去对象身体运动的时长。进一步地，所述对象身体运动的时长通过如下方法计算：对胸部运动信号的峰值进行二阶差分；若二阶差分的二阶导数接近于零，则胸部运动信号的峰值具有周期性；若若二阶差分的二阶导数远大于零，则胸部运动信号的峰值不具有周期性；将不具有周期性的胸部运动信号的峰值进行累计，得到所述对象身体运动的时长。进一步地，当所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标为0～5次/小时，则无睡眠呼吸暂停；当所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标为5～15次/小时，则为轻度睡眠呼吸暂停；当所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标为15～30次/小时，则为中度睡眠呼吸暂停；当所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标大于30次/小时，则为重度度睡眠呼吸暂停。进一步地，所述调制连续波的周期为给定的波形交换时间，T(sweep)＝10.75毫秒。本专利技术的另一个方面在于提供一种非接触式睡眠呼吸暂停症检测系统，所述系统包括智能设备，设置于所述智能设备内的雷达，以及计算芯片，其中所述雷达用于发射调制连续波，并在所述调制连续波的若干个周期进行一次快速傅里叶变换，通过快速傅里叶变换的计算窗口计算反射波的频移，获取胸部运动信号；所述计算芯片获取所述胸部运动信号，并执行如下指令：计算胸部运动信号的峰值的均值和方差，当所述胸部运动信号的峰值和均值小于两个方差，则忽略该胸部运动信号的峰值，得到胸部运动信号的的启发式峰值；通过所述启发式峰值计算呼吸暂停-呼吸浅慢指标。进一步地，所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标通过如下方法计算：AHI＝(中枢性呼吸暂停次数+阻塞性呼吸暂停次数+呼吸浅慢次数)/总睡眠时长，其中，中枢性呼吸暂停次数为两次启发式峰值超过一定阈值的次数；呼吸浅慢次数为启发式峰值连续下降至第一百分比的次数；阻塞性呼吸暂停次数为单次启发式峰值超过其他启发式峰值幅度达到第二百分比的次数。进一步地，所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标的计算方法中，总睡眠时长为总时长减去对象身体运动的时长；所述对象身体运动的时长通过如下方法计算：对胸部运动信号的峰值进行二阶差分；若二阶差分的二阶导数接近于零，则胸部运动信号的峰值具有周期性；若若二阶差分的二阶导数远大于零，则胸部运动信号的峰值不具有周期性；将不具有周期性的胸部运动信号的峰值进行累计，得到所述对象身体运动的时长。进一步地，当所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标为0～5次/小时，则无睡眠呼吸暂停；当所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标为5～15次/小时，则为轻度睡眠呼吸暂停；当所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标为15～30次/小时，则为中度睡眠呼吸暂停；当所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标大于30次/小时，则为重度度睡眠呼吸暂停。本专利技术提供的一种非接触式睡眠呼吸暂停症检测方法及系统，通过智能设备实现睡眠呼吸暂停症的无接触检测，睡眠呼吸暂停检测的呼吸暂停-呼吸浅慢指标误差能够降低至1.9次/小时。本专利技术提供的一种非接触式睡眠呼吸暂停症检测方法及系统，在睡眠环境中进行呼吸检测，无需贴近测量对象，可同时监控多人的呼吸，在一米距离内，覆盖毯子仍然可以跟踪到受测对象的精细的呼吸运动。本专利技术提供的一种非接触式睡眠呼吸暂停症检测方法及系统，在1米范围内频率估计精度达99.2％，对应的呼吸频率估计误差为0.11次呼吸/分钟，不受噪音(如人物对话，街道车辆)干扰。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本专利技术所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本专利技术更多的目的、功能和优点将通过本专利技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1是本专利技术计算反射波的频移与传统计算反射波频移的对比示意图；图2是本专利技术获取的胸部运动信号示意图；图3是本专利技术胸部运动信号的启发式峰值与传统胸部运动信号的峰值的对比示意图；图4是本专利技术对象身体运动的时长的检测示意图。具体实施方式通过参考示范性实施例，本专利技术的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本专利技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本专利技术的具体细节。在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。下面通过具体的实施方式对本专利技术的内容进行说明，通过具体的实施例对本专利技术提供的血氧饱和度测量的方法、系统及装置进行详细的阐释。在下文中，所提到的智能设备以手机为例，但不限于此，本领域技术人员应当理解，凡是具有雷达信号发射和采集的智能设备均可以采用本专利技术所提供的技术方案实现无接触睡眠呼吸暂停症检测，例如智能手环、i本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式睡眠呼吸暂停症检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：智能设备的雷达发射调制连续波，在所述调制连续波的若干个周期进行一次快速傅里叶变换，并通过快速傅里叶变换的计算窗口计算反射波的频移，获取胸部运动信号；计算胸部运动信号的峰值的均值和方差，当所述胸部运动信号的峰值和均值小于两个方差，则忽略该胸部运动信号的峰值，得到胸部运动信号的启发式峰值；通过所述启发式峰值计算呼吸暂停‑呼吸浅慢指标。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式睡眠呼吸暂停症检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：智能设备的雷达发射调制连续波，在所述调制连续波的若干个周期进行一次快速傅里叶变换，并通过快速傅里叶变换的计算窗口计算反射波的频移，获取胸部运动信号；计算胸部运动信号的峰值的均值和方差，当所述胸部运动信号的峰值和均值小于两个方差，则忽略该胸部运动信号的峰值，得到胸部运动信号的启发式峰值；通过所述启发式峰值计算呼吸暂停-呼吸浅慢指标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标通过如下方法计算：AHI＝(中枢性呼吸暂停次数+阻塞性呼吸暂停次数+呼吸浅慢次数)/总睡眠时长，其中，中枢性呼吸暂停次数为两次启发式峰值超过一定阈值的次数；呼吸浅慢次数为启发式峰值连续下降至第一百分比的次数；阻塞性呼吸暂停次数为单次启发式峰值超过其他启发式峰值幅度达到第二百分比的次数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标的计算方法中，总睡眠时长为总时长减去对象身体运动的时长。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对象身体运动的时长通过如下方法计算：对胸部运动信号的峰值进行二阶差分；若二阶差分的二阶导数接近于零，则胸部运动信号的峰值具有周期性；若二阶差分的二阶导数远大于零，则胸部运动信号的峰值不具有周期性；将不具有周期性的胸部运动信号的峰值进行累计，得到所述对象身体运动的时长。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标为0～5次/小时，则无睡眠呼吸暂停；当所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标为5～15次/小时，则为轻度睡眠呼吸暂停；当所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标为15～30次/小时，则为中度睡眠呼吸暂停；当所述呼吸暂停-呼吸浅慢指标大于30次/小时，则为重度度睡眠呼吸暂停。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调制连续波的周期为给定的波形交换时间，T...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗敢，曾亮，陈哲，
申请(专利权)人：广西欣歌拉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45