睡眠信号调节装置和方法制造方法及图纸

提供了一种方法和装置，用于调节来自睡眠监测仪的睡眠传感器的睡眠信号。睡眠传感器被配置为感测来自睡眠中的哺乳动物(诸如人，例如幼儿或婴儿)的生理信号，诸如心脏或呼吸信号。如果所述哺乳动物在其睡眠期间也显示出(整体)身体移动，则所述传感器信号可能会发生削波。所述方法和装置通过在所述传感器信号发生削波时提供对所述睡眠信号而非所调节的睡眠信号本身的估计，来提供对所述睡眠信号的调节。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】睡眠信号调节装置和方法
本专利技术涉及一种用于睡眠监测仪的睡眠信号调节装置、方法和系统。本专利技术还涉及包括用于使处理器系统执行该方法的指令的一种计算机程序产品。睡眠监测仪可以被用于检测哺乳动物(诸如人，例如幼儿或婴儿)的睡眠。特别是针对幼儿，父母或医务人员可能想要监测睡眠过程。在睡眠期间，哺乳动物可能会显示出(整体)身体移动并且发出生理信号，诸如可以由睡眠监测仪的传感器获取的心脏或呼吸信号。与用于感测生理信号的传感器相比，用于监测身体移动的传感器通常被配置用于感测相对较大振幅的信号。能够以足够的准确度感测身体移动和生理信号的传感器需要较大的动态范围。被缩写为DR或DNR的动态范围(dynamicrange)被定义为可变数量的最大值与最小值之间的比率。
技术介绍
众所周知，被放置在床垫之下的压电传感器适合于在极少运动至没有运动期间提取生理信号(诸如心脏或呼吸信号)，并且还适合于当躺在床垫之上的人移动时提取(整体)身体移动。然而，实际上，结果发现需要巨大的动态范围来捕获极少运动至没有运动期间的生理信号(这是极小振幅的信号)以及运动期间的移动信号(这是极大振幅的信号)。因此，睡眠信号调节装置通常被配置为调节传感器信号，以使得能够在存在较大信号的情况下测量生理信号。WO2015/078940提出对传感器信号应用可调衰减，使得较小振幅和较大振幅的传感器信号都是可测量的。在确定生物物理变量时考虑了幅度衰减因子。WO2013/179189A1公开了一种心脏活动和呼吸活动，这是对躺在支撑系统的表面上的人进行监测得到的。通过对表示水平方向上的心脏活动的弹道效应的第一物理量的幅度进行采样来生成第一信号。通过对第二物理量的幅度进行采样来生成第二信号。第二物理量表示身体在垂直方向上的表面上的推动效应的变化。变化的推动效应是由于呼吸活动引起的身体的扩张和收缩以及垂直方向上心脏活动的弹道效应的组合。第一信号和第二信号被处理以提取有关水平方向上和垂直方向上的心脏活动的弹道效应的信息以及表示呼吸活动的第四信号。第一信号被用于在第二信号中识别来自垂直方向上的心脏活动的弹道效应的贡献。US2009/0093687A1公开了一种与生理传感器通信的方法。在实施例中，该方法包括在第一模式下通过第一导体向生理传感器供电并且在第二模式下通过第一导体与信息元件通信。生理传感器包括信息元件、被配置为在第一模式下接收和存储来自第一导体的电力的电源以及被配置为在第一模式下接收来自第一导体的电力的感测电路系统。电源在第二模式下将所存储的电力释放到感测电路系统。US2016/0007870A1提供了一种处理表示受试者的生理节律的信号的方法，其中该方法包括以下步骤：接收来自受试者的信号；用带通滤波器对信号进行滤波；从滤波后的信号中提取分析窗；对分析窗中的滤波后的信号执行多个间隔长度估计方法；对多个间隔长度估计方法的输出进行求和；以及通过多个间隔长度估计方法的输出之和确定间隔长度。WO2015/078937A1公开了一种用于监测人类的睡眠状态的睡眠监测装置，该睡眠监测装置被配置为接收来自移动测量装置的休息的人的移动数据，该睡眠监测装置包括：被配置为至少通过心跳数据和呼吸数据以及物理活动计算移动数据的移动数据分析器、被配置为确定时间隔间内心跳数据的心率规律性评估并且确定该时间间隔内呼吸数据的呼吸规律性评估的数据分类器、被配置为至少通过呼吸规律性评估和心率规律性评估获得该时间间隔的睡眠状态的睡眠分类器。US2015/0216475A1公开了通过使用可穿戴装置(或者携带式装置)和可以经受运动的一个或多个传感器来确定生理状态的电极和方法。方法包括接收从肢体的远端接收包括表示可穿戴装置中的生理特性的数据的传感器信号以及运动传感器信号。该方法包括在处理器处分解传感器信号以确定生理信号分量。生成包括表示生理特性的数据的生理特性信号，这可以形成基于例如来自肢体的远端的生物阻抗信号确定生理状态的基础。
技术实现思路
具有用于调节所测量的传感器信号以减轻具有可调衰减电路的缺点的装置、方法或系统将是有利的。根据本专利技术的一个方面，用于睡眠监测仪的睡眠信号调节装置包括：第一处理单元，用于提供指示第一传感器信号的幅度的第一参数，该第一传感器信号来自感测来自睡眠中的哺乳动物的生理信号的第一睡眠传感器；第二处理单元，用于提供指示第二传感器信号的幅度的第二参数，该第二传感器信号来自感测来自睡眠中的哺乳动物的生理信号的第二睡眠传感器，其中第一传感器信号与第二传感器信号不同；削波检测器，用于检测第一传感器信号何时会发生削波；除法器，用于当第一传感器信号未发生削波时基于将第一参数除以第二参数来计算比率；乘法器，用于基于将基于第二传感器信号的第二输出信号乘以比率来生成估计的第一传感器信号；以及开关，用于当检测到第一传感器信号发生削波时基于估计的第一传感器信号提供第一输出睡眠信号，并且当检测到第一传感器信号未发生削波时基于第一传感器信号提供第一输出信号。根据本专利技术的另一方面，用于睡眠监测仪的睡眠信号调节方法包括以下步骤：处理第一传感器信号，用于提供指示第一传感器信号的幅度的第一参数，该第一传感器信号来自感测来自睡眠中的哺乳动物的生理信号的第一睡眠传感器；处理第二传感器信号，用于提供指示第二传感器信号的幅度的第二参数，该第二传感器信号来自感测来自睡眠中的哺乳动物的生理信号的第二睡眠传感器，其中第一传感器信号与第二传感器信号不同；检测第一传感器信号何时会发生削波；当第一传感器信号未发生削波时基于将第一参数除以第二参数来计算比率；基于将基于第二传感器信号的第二输出信号乘以比率来生成估计的第一传感器信号；以及当检测到第一传感器信号发生削波时基于估计的第一传感器信号提供第一输出睡眠信号，并且当检测到第一传感器信号未发生削波时基于第一传感器信号提供第一输出信号。本专利技术通过基于来自不同传感器的第二传感器信号以及第一传感器信号与第二传感器信号的比率确定第一估计信号以替换第一削波信号，来减轻上述的多传感器配置中的不足。在运动期间，通过不同传感器信号的未削波信号部分以及在背景中构建的称为比率的相对能量分布来估计削波信号部分的能量。第一传感器信号与第二传感器信号之间的比率由所述除法器在第一传感器信号未发生削波的时间段内建立。除法器接收指示相应信号的幅度的相应参数，所以不是信号本身而是与信号的幅度相关的参数，例如信号的振幅、信号的包络或者信号的功率。除以相应的不同传感器信号的这种参数以确定信号未发生削波的时段内的比率。乘法器将第二传感器信号乘以该比率，以提供第一传感器信号的估计，该估计在第一传感器信号的削波期间被切换到睡眠信号输出。第一传感器信号和第二传感器信号可以是相应传感器信号的调节后的版本，而调节可以与用于确定相应参数的所述处理共享。因此，本专利技术提供了在睡眠监测系统中使用多个传感器的一种解决方案，其在所监测的信号的振幅差异较大的环境中具有有限的动态范围。专利技术人考虑通过使用具有对数标度的传感器来扩展动态范围。对数传感器能够测量较高振幅和较低振幅，提供较大的动态范围。这些对数传感器的缺点在于它们通常更复杂。因此，提出了与应对较大动态范围的睡眠信号调节装置组合的一种线性传感器。调节装置通过使用传感器信号发生削波时的估计比率来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于睡眠监测仪的睡眠信号调节装置(200)，所述装置包括：第一处理单元(115)，用于提供指示第一传感器信号(110)的幅度的第一参数，所述第一传感器信号(110)来自感测来自睡眠中的哺乳动物的生理信号的第一睡眠传感器(210)；第二处理单元(125)，用于提供指示第二传感器信号(120)的幅度的第二参数，所述第二传感器信号(120)来自感测来自所述睡眠中的哺乳动物的生理信号的第二睡眠传感器(220)，其中所述第一传感器信号与所述第二传感器信号不同；削波检测器(150)，用于检测所述第一传感器信号何时会发生削波；除法器(130)，用于当所述第一传感器信号未发生削波时基于将所述第一参数除以所述第二参数来计算比率(132)；乘法器(135)，用于基于将基于所述第二传感器信号的第二输出信号乘以所述比率来生成估计的第一传感器信号(140)；以及开关(160)，用于当检测到所述第一传感器信号发生削波时基于所估计的第一传感器信号(140)提供第一输出睡眠信号(170)，并且当检测到所述第一传感器信号未发生削波时基于所述第一传感器信号提供第一输出信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.15 EP 16165483.51.一种用于睡眠监测仪的睡眠信号调节装置(200)，所述装置包括：第一处理单元(115)，用于提供指示第一传感器信号(110)的幅度的第一参数，所述第一传感器信号(110)来自感测来自睡眠中的哺乳动物的生理信号的第一睡眠传感器(210)；第二处理单元(125)，用于提供指示第二传感器信号(120)的幅度的第二参数，所述第二传感器信号(120)来自感测来自所述睡眠中的哺乳动物的生理信号的第二睡眠传感器(220)，其中所述第一传感器信号与所述第二传感器信号不同；削波检测器(150)，用于检测所述第一传感器信号何时会发生削波；除法器(130)，用于当所述第一传感器信号未发生削波时基于将所述第一参数除以所述第二参数来计算比率(132)；乘法器(135)，用于基于将基于所述第二传感器信号的第二输出信号乘以所述比率来生成估计的第一传感器信号(140)；以及开关(160)，用于当检测到所述第一传感器信号发生削波时基于所估计的第一传感器信号(140)提供第一输出睡眠信号(170)，并且当检测到所述第一传感器信号未发生削波时基于所述第一传感器信号提供第一输出信号。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一处理单元和所述第二处理单元被设置为提供振幅或能量，以作为指示所述信号的所述幅度的所述参数。3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第一处理单元和所述第二处理单元包括IIR滤波器和/或FIR滤波器。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述处理单元中的至少一个处理单元被设置为还基于在所述第一传感器信号发生削波的上一信号部分之后的信号部分来确定指示所述信号的所述幅度的所述参数，而所述除法器被设置为将所确定的参数用于在所述上一信号部分期间使用的所述比率的计算中。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中从当前信号部分提取呼吸和心脏特征的能力被确定，并且所述除法器被设置为依赖这种能力，以控制是否将所述当前信号部分包括在所述比率的计算中。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置包括用于将所述第一传感器信号(110)调节为所述第一输出信号的第一调节单元(118)、以及用于将所述第二传感器信号(121)调节为所述第二输出信号的第二调节单元(119)，或者由所述第一处理电路提供的所述第一参数构成所述第一输出信号，并且由所述第二处理电路提供的所述第二参数构成所述第二输出信号。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置包括用于检测所述第二传感器信号何时发生削波的第二削波检测器；并且所述除法器被设置用于当所述第二传感器信号未发生削波时计算所述比率。8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括：多个处理单元，用于处理来自相应的多个睡眠传感器的多个传感器信号；多个削波检测器，用于检测所述传感器信号中的相应的一个传感器信号何时发生削波；至少一个除法器，用于计算比率矩阵，其中所述比率矩阵中的每个元素是基于当所述相应的传感器信号未发生削波时除以指示相应的传感器信号的所述振幅的相应参数的比率；至少一个乘法器，用于基于将基于所述传感器信号中的所选的另一个传感器信号的所选...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·G·P·舒伊杰斯，
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