一种多设备多传感器睡眠监测系统技术方案

技术编号:35162607 阅读:11 留言:0更新日期:2022-10-12 17:23
本发明专利技术公开了一种多设备多传感器睡眠监测系统,包括:数据采集模块和数据处理模块,所述数据采集模块包括手环采集单元、雷达采集单元和声音采集单元,所述手环采集单元实时采集目标的包括第一体动数据、血氧数据、心率数据和第一呼吸数据的第一数据。本发明专利技术公开的一种多设备多传感器睡眠监测系统,充分利用各种设备、各种传感器的优势,提取各个设备和传感器检测比较准确的原始数据用于睡眠分析,同类数据根据其准确性评估,赋予不同的权重,不同类数据根据其各自的特点用于分析判断睡眠状态,在提高原始检测数据量的同时也提高了原始数据的准确度,从而提高睡眠检测分析的准确度。从而提高睡眠检测分析的准确度。从而提高睡眠检测分析的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种多设备多传感器睡眠监测系统


[0001]本专利技术属于睡眠监测
,具体涉及一种多设备多传感器睡眠监测系统。

技术介绍

[0002]当前日常使用的睡眠监测多依赖于单一监测设备。例如手环监测,通过手环内置的体动传感器、光学心率传感器和光学血氧传感器,记录整晚的体动信息以及生命体征信息,对睡眠情况进行分析;手机睡眠监测APP,通常利用其内置的体动传感器和麦克风记录整晚的睡眠的体动和声音情况,对以上信息进行分析得到整晚的睡眠状态分析;雷达睡眠监测,可以无接触、远距离的对人体体动和呼吸、心率进行监测,并利用这些信息对睡眠进行分析,该种检测方法避免检测设备与身体接触带来的不适感,不影响人的日常睡眠;此外家庭可用的睡眠监测设备还有智能床垫、摄像头等。
[0003]以上睡眠监测设备在监测过程中都用到了多种数据,综合分析得出睡眠状态分析结果。然而,单一的监测设备很难做到对各种数据都做到精准监测。受限于使用方式、安装位置和客户体验等问题,日常睡眠监测设备无法做到专业睡眠监测设备一样,以最合适的传感器和最合适的使用方法全面采集各种生理信号,如多导睡眠监测系统。目前常见的睡眠监测设备内传感器数量有限,采集的原始信号种类较少,且信号质量参差不齐。
[0004]手环的睡眠分析算法中,通常会用到体动、呼吸、心率等信息,其中手部动作和心率可以由手环内置的体动传感器和PPG传感器直接获取,且由于贴身佩戴,通常认为这两种数据比较准确,呼吸信号一般是由PPG信号或体动信号间接推导得出,准确性受检测条件和算法的影响较大,从而影响到睡眠状态分析。
[0005]手机睡眠监测APP通常需要手机放置在距离被测者较近的地方,通过检测床垫的震动推测人体活动,通过麦克风记录睡眠声音。然而床垫的震动与被测者的体型还有床垫的结构材质相关,因此用此种方法获取的体动信息是不准的。常见的雷达睡眠监测设备同样利用体动、呼吸和心率信息进行睡眠状态分析,其检测呼吸、心率的的原理是基于人体的呼吸心跳会带动的身体的微小动作,雷达捕捉到这些微小动作并作进一步的分析、处理,就可以提取出人的呼吸、心跳信息。心跳带动身体的动作十分微弱,雷达的照射位置会对检测结果会产生较大的影响。实际睡眠过程中人的位置和姿态都是随机的,因此很难保证心率数据的准确性。
[0006]其他睡眠监测设备也有类似的问题,某些数据可以比较准确的检测,而另一些数据检测准确度比较低。这些准确度比较低的原始数据成为了睡眠分析的短板,限制了睡眠分析的准确度。
[0007]因此,针对上述问题,予以进一步改进。

技术实现思路

[0008]本专利技术的主要目的在于提供一种多设备多传感器睡眠监测系统,充分利用各种设备、各种传感器的优势,提取各个设备和传感器检测比较准确的原始数据用于睡眠分析,同
类数据根据其准确性评估,赋予不同的权重,不同类数据根据其各自的特点用于分析判断睡眠状态,如此,在提高原始检测数据量的同时也提高了原始数据的准确度,从而提高睡眠检测分析的准确度。
[0009]为达到以上目的,本专利技术提供一种多设备多传感器睡眠监测系统,用于综合分析目标(人员)的睡眠状况,包括:数据采集模块和数据处理模块,所述数据采集模块包括手环采集单元、雷达采集单元和声音采集单元,其中:
[0010]所述手环采集单元实时采集目标的包括第一体动数据、血氧数据、心率数据和第一呼吸数据的第一数据,并且将获得的第一数据实时传输到数据处理模块;
[0011]所述雷达采集单元实时采集目标的包括第二体动数据和第二呼吸数据的第二数据,并且将获得的第二数据实时传输到数据处理模块;
[0012]所述声音采集单元实时采集目标的声音数据并且将获得的声音数据实时传输到数据处理模块;
[0013]所述数据处理模块分别获得第一数据、第二数据和第三数据后对数据进行即时处理和综合处理,从而分别输出即时睡眠分析报告和综合睡眠分析报告。
[0014]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,对于即时处理,数据处理模块对第一数据、第二数据和第三数据进行即时分析,从而作出及时响应的显示或者报警,其中:
[0015]对于血氧数据,数据处理模块通过第一数据的血氧数据进行分析,如果目前的血氧数据处于血氧正常范围,则所述数据处理模块输出目标正常血氧信号,如果目前的血氧数据低于第一血氧阈值(优选为低于95%),则所述数据处理模块输出目标有缺氧情况信号,如果目前的血氧数据低于第二血氧阈值(优选为低于80%),则所述数据处理模块输出目标有缺氧危险信号并且向目标本人(通过声光或者振动报警等)或者第三方(亲人等)输出血氧报警信号;
[0016]对于心率数据,数据处理模块通过第一数据的心率数据进行分析,如果目前的心率数据处于心率正常范围,则所述数据处理模块输出目标正常心率信号,如果目前的心率数据低于第一心率阈值(优选为低于30bps),则所述数据处理模块输出目标心率过缓或者停止危险信号并且向目标本人(通过声光或者振动报警等)或者第三方(亲人等)输出心率报警信号;
[0017]对于体动数据,数据处理模块通过第一数据的第一体动数据和第二数据的第二体动数据进行分析,从而获得目标的各个睡眠状态,其中:
[0018]对于上床时间,雷达采集单元的监测范围内有目标存在;
[0019]对于睡眠起始时间,从上床时间开始,统计单位时间内(如10分钟内)监测到微动和大动作的次数n低于一定阈值nth1,则认定睡眠开始;
[0020]对于睡眠结束时间,从睡眠起始时间开始,统计单位时间内(如10分钟内),监测到微动或者大动作的次数n高于一定阈值nth2,则认定一段睡眠结束;
[0021]对于离床时间,雷达采集单元的监测范围内有没有目标存在;
[0022]在睡眠起始时间到睡眠结束时间的睡眠中,统计手环采集单元和雷达采集单元监测到的单位时间内细微动作出现的次数n1和n2,当n1*α+n2*(1

α)低于一定阈值nth3时,则认定当前睡眠状态为深度睡眠,并加以标记(否则为浅度睡眠),其中α为第一体动数据占信号评估的权值,范围大于0且小于1,该值越大说明采用第一体动数据的比重越大,对睡眠深
浅判断的影响越大;
[0023]对于呼吸数据,数据处理模块通过第一数据的第一呼吸数据和第二数据的第二呼吸数据进行分析,从而获得目标的各个呼吸状态,其中:
[0024]数据处理模块以第二呼吸数据优先,同时实时检查第一呼吸数据和第二呼吸数据的信号质量,适时的切换呼吸数据,以将信号质量高的呼吸数据作为分析,取单位时间内的第二呼吸数据,进行频域变换得到频谱信息,频谱峰值点所对应频率记为f0,(f0

delat_f,f0+delta_f)内的频谱能量综合记为P0,整个频谱所有能量总和记为Ps,当P0/(Ps

P0)低于一定阈值时,认定雷达采集单元采集的第二呼吸数据质量较差,切换到手环采集单元采集的第一呼吸数据,如果手环采集单元采集的第一呼吸数据的信号峰本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多设备多传感器睡眠监测系统,用于综合分析目标的睡眠状况,其特征在于,包括:数据采集模块和数据处理模块,所述数据采集模块包括手环采集单元、雷达采集单元和声音采集单元,其中:所述手环采集单元实时采集目标的包括第一体动数据、血氧数据、心率数据和第一呼吸数据的第一数据,并且将获得的第一数据实时传输到数据处理模块;所述雷达采集单元实时采集目标的包括第二体动数据和第二呼吸数据的第二数据,并且将获得的第二数据实时传输到数据处理模块;所述声音采集单元实时采集目标的声音数据并且将获得的声音数据实时传输到数据处理模块;所述数据处理模块分别获得第一数据、第二数据和第三数据后对数据进行即时处理和综合处理,从而分别输出即时睡眠分析报告和综合睡眠分析报告。2.根据权利要求1所述的一种多设备多传感器睡眠监测系统,其特征在于,对于即时处理,数据处理模块对第一数据、第二数据和第三数据进行即时分析,从而作出及时响应的显示或者报警,其中:对于血氧数据,数据处理模块通过第一数据的血氧数据进行分析,如果目前的血氧数据处于血氧正常范围,则所述数据处理模块输出目标正常血氧信号,如果目前的血氧数据低于第一血氧阈值,则所述数据处理模块输出目标有缺氧情况信号,如果目前的血氧数据低于第二血氧阈值,则所述数据处理模块输出目标有缺氧危险信号并且向目标本人或者第三方出血氧报警信号;对于心率数据,数据处理模块通过第一数据的心率数据进行分析,如果目前的心率数据处于心率正常范围,则所述数据处理模块输出目标正常心率信号,如果目前的心率数据低于第一心率阈值,则所述数据处理模块输出目标心率过缓或者停止危险信号并且向目标本人或者第三方输出心率报警信号;对于体动数据,数据处理模块通过第一数据的第一体动数据和第二数据的第二体动数据进行分析,从而获得目标的各个睡眠状态,其中:对于上床时间,雷达采集单元的监测范围内有目标存在;对于睡眠起始时间,从上床时间开始,统计单位时间内监测到微动和大动作的次数n低于一定阈值nth1,则认定睡眠开始;对于睡眠结束时间,从睡眠起始时间开始,统计单位时间内,监测到微动或者大动作的次数n高于一定阈值nth2,则认定一段睡眠结束;对于离床时间,雷达采集单元的监测范围内有没有目标存在;在睡眠起始时间到睡眠结束时间的睡眠中,统计手环采集单元和雷达采集单元监测到的单位时间内细微动作出现的次数n1和n2,当n1*α+n2*(1

α)低于一定阈值nth3时,则认定当前睡眠状态为深度睡眠,并加以标记,其中α为第一体动数据占信号评估的权值,范围大于0且小于1,该值越大说明采用第一体动数据的比重越大,对睡眠深浅判断的影响越大;对于呼吸数据,数据处理模块通过第一数据的第一呼吸数据和第二数据的第二呼吸数据进行分析,从而获得目标的各个呼吸状态,其中:数据处理模块以第二呼吸数据优先,同时实时检查第一呼吸数据和第二呼吸数据的信号质量,适时的切换呼吸数据,以将信号质量高的呼吸数据作为分析,取单位时间内的第二
呼吸数据,进行频域变换得到频谱信息,频谱峰值点所对应频率记为f0,(f0

delat_f,...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘双可卢煜旻朱欣恩
申请(专利权)人:浙江芯力微电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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