睡眠分期检测方法、装置及系统制造方法及图纸

本公开实施例公开了一种睡眠分期检测方法、装置及系统，所述方法包括：获取受试者的第一信号、第二信号和第三信号，所述第一信号为与身体运动相关的信号，所述第二信号为与呼吸运动相关的信号，所述第三信号为耳朵运动信号；根据所述第一信号、第二信号以及第三信号确定睡眠状态。该技术方案综合受试者的与呼吸运动相关的信号、与身体运动相关的信号以及耳朵运动信号来鉴别受试者处于清醒状态，还是睡眠阶段中的快速眼动睡眠或者非快速眼动睡眠，避免了通过手术置入电极造成的损伤，能够无创地完成鉴别，便于睡眠的研究。便于睡眠的研究。便于睡眠的研究。

【技术实现步骤摘要】
睡眠分期检测方法、装置及系统


[0001]本公开涉及生物
，具体涉及一种睡眠分期检测方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]睡眠是生物体最基本的生命活动之一，睡眠研究一直都是神经生物学领域的热点和难点问题之一。
[0003]睡眠时生物体往往会表现得很安静，对外界的感知信息处理也最少。根据神经生理学特征进行分期。动物的睡眠可分为快速眼动(Rapid
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eye movement，REM)睡眠和非快速眼动(non
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rapid
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eye movement，NREM)睡眠。其中，快速眼动睡眠是一种突出的大脑状态，它伴随着多种特征，如眼睛的随机运动、生动的梦境、安静的肌肉张力、身体的稳态调节减弱(如温度、心率等)、以特定大脑振荡增强为标志的大脑活动。
[0004]脑振荡是一种被广泛用于定义睡眠阶段的电生理活动。对与特定睡眠阶段相关的大脑振荡的识别，使研究人员能够从大脑神经活动的角度来理清这种混杂的系统。在睡眠小鼠的大脑中主要有三类振荡；慢波振荡(slow
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wave oscillation，SWO，<1Hz)、δ振荡(1
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4Hz)和θ振荡(4
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10Hz或12Hz；这个范围根据文献略有不同)。SWO和δ振荡是非快速眼动睡眠的特征，θ振荡是快速眼动睡眠的特征。
[0005]对睡眠不同阶段分期是指导睡眠研究工作的基础。当前科学家主要通过记录大量皮质神经元和肌肉细胞的电场活动来定义人类和动物的睡眠。因此，头皮电极记录脑电图(electroencephalogram，EEG)，放置在骨骼肌上或骨骼肌上的电极记录肌电图(electromyogram，EMG)，而放置在负责水平眼动的肌肉上或附近的电极则记录眼电图(electro
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oculogram，EOG)。根据脑电图、肌电图和眼电图的结果判定清醒或者睡眠的阶段，已成为睡眠分期的金标准。然而，采用EEG/EMG记录脑震荡来区分睡眠的各个阶段，需要在头皮和骨骼肌上埋置电极，会对受试者造成一定程度的损伤，不利于睡眠的研究。
[0006]Stefano Bastianini等报导了通过非侵入式的全身体积扫描法(WBP)区分小鼠清醒
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睡眠状态，WBP信号记录的呼吸信号和体动信号可以区分小鼠的清醒
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睡眠状态。然而WBP检测的准确性仅为睡眠分期金标准EEG/EMG方法的90％。
[0007]美国专利申请US2018/049690A1公开了一种可穿戴的睡眠追踪设备，该设备包括配置为测量中耳肌肉变化的传感器，该传感器被配置为测量鼓膜压力差异作为中耳肌肉活动量度的压力传感器。该文献并未披露根据中耳肌肉活动或结合其它睡眠阶段数据区分睡眠阶段；而且该设备为入耳式和/或环绕耳式，使用者在睡眠时佩戴该设备会有一定的不适感；再者中耳肌肉活动在外观上并不表现为耳朵的运动和/或摆动，检测难度大，需通过入耳式压力传感器感测，对传感器感测精密度要求高。

技术实现思路

[0008]为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种睡眠分期检测方法、装置及系统。
[0009]第一方面，本公开实施例中提供了一种睡眠分期检测方法。
[0010]具体地，所述睡眠分期检测方法包括：
[0011]获取受试者的第一信号、第二信号和第三信号，所述第一信号为与身体运动相关的信号，所述第二信号为与呼吸运动相关的信号，所述第三信号为耳朵运动信号；
[0012]根据所述第一信号、第二信号以及第三信号确定睡眠状态。
[0013]可选地，所述根据所述第一信号、第二信号以及第三信号确定睡眠状态，包括：
[0014]从所述第一信号中确定受试者的重心位移；
[0015]从所述第二信号中确定呼吸频率、呼吸幅度；
[0016]根据所述重心位移、呼吸频率、呼吸幅度确定受试者清醒或者睡眠；
[0017]根据所述呼吸频率、呼吸幅度以及所述耳朵运动信号确定受试者处于睡眠中的快速眼动睡眠或者处于睡眠中的非快速眼动睡眠。
[0018]可选地，所述根据所述重心位移、呼吸频率、呼吸幅度确定受试者清醒或者睡眠，包括：
[0019]若不满足所述重心位移小于第一阈值，且持续时间大于第二阈值，则确定受试者清醒；
[0020]若满足所述重心位移小于第一阈值，且持续时间大于第二阈值，则进一步确定所述呼吸频率、呼吸幅度是否满足第三预设条件，若否，则确定受试者睡眠；
[0021]若所述呼吸频率、呼吸幅度满足第三预设条件，则确定受试者清醒。
[0022]可选地，所述根据所述呼吸频率、呼吸幅度以及所述耳朵运动信号确定受试者处于睡眠中的快速眼动睡眠或者处于睡眠中的非快速眼动睡眠，包括：
[0023]若所述呼吸频率、呼吸幅度满足第一预设条件，则确定受试者处于睡眠中的快速眼动睡眠；
[0024]若所述呼吸频率、呼吸幅度满足第二预设条件，则进一步根据所述耳朵运动信号确定受试者是否耳动，若是，则确定受试者处于睡眠中的快速眼动睡眠，否则，确定受试者处于睡眠中的非快速眼动睡眠。
[0025]第二方面，本公开实施例中提供了一种睡眠分期检测装置。
[0026]具体地，所述睡眠分期检测装置包括：
[0027]获取模块，获取模块，被配置为获取受试者的第一信号、第二信号和第三信号，所述第一信号为与身体运动相关的信号，所述第二信号为与呼吸运动相关的信号，所述第三信号为耳朵运动信号；
[0028]确定模块，被配置为根据所述第一信号、第二信号以及第三信号确定睡眠状态。
[0029]第三方面，本公开实施例中提供了一种睡眠分期检测系统。
[0030]具体地，所述睡眠分期检测系统包括：身体运动监测系统、呼吸监测系统、耳朵运动监测系统以及处理器；
[0031]所述身体运动监测系统包括：第一信号采集装置以及第一通讯模块；其中，所述第一信号采集装置用于采集受试者与身体运动相关的第一信号；所述第一通讯模块用于将所述第一信号上传至所述处理器；
[0032]所述呼吸监测系统包括：第二信号采集装置以及第二通讯模块；其中，所述第二信号采集装置用于采集受试者与呼吸运动相关的第二信号；所述第二通讯模块用于将所述第
二信号上传至所述处理器；
[0033]所述耳朵运动监测系统包括：第三信号采集装置以及第三通讯模块；其中，所述第三信号采集装置用于采集受试者与耳朵运动相关的第三信号；所述第三通讯模块用于将所述第三信号上传至所述处理器；
[0034]所述处理器用于根据所述第一信号、第二信号以及第三信号确定睡眠状态。
[0035]可选地，所述第一信号采用以下任一种或几种方式获取得到：
[0036]视频监测系统、雷达监测设备、红外监测设备、加速度计、位移传感器。
[0037]可选地，所述第二信号、第三信号采用以下任一种或几本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种睡眠分期检测方法，其特征在于，包括：获取受试者的第一信号、第二信号和第三信号，所述第一信号为与身体运动相关的信号，所述第二信号为与呼吸运动相关的信号，所述第三信号为耳朵运动信号；根据所述第一信号、第二信号以及第三信号确定睡眠状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一信号、第二信号以及第三信号确定睡眠状态，包括：从所述第一信号中确定受试者的重心位移；从所述第二信号中确定呼吸频率、呼吸幅度；根据所述重心位移、呼吸频率、呼吸幅度确定受试者清醒或者睡眠；根据所述呼吸频率、呼吸幅度以及所述耳朵运动信号确定受试者处于睡眠中的快速眼动睡眠或者处于睡眠中的非快速眼动睡眠。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述重心位移、呼吸频率、呼吸幅度确定受试者清醒或者睡眠，包括：若不满足所述重心位移小于第一阈值，且持续时间大于第二阈值，则确定受试者清醒；若满足所述重心位移小于第一阈值，且持续时间大于第二阈值，则进一步确定所述呼吸频率、呼吸幅度是否满足第三预设条件，若否，则确定受试者睡眠；若所述呼吸频率、呼吸幅度满足第三预设条件，则确定受试者清醒。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述呼吸频率、呼吸幅度以及所述耳朵运动信号确定受试者处于睡眠中的快速眼动睡眠或者处于睡眠中的非快速眼动睡眠，包括：若所述呼吸频率、呼吸幅度满足第一预设条件，则确定受试者处于睡眠中的快速眼动睡眠；若所述呼吸频率、呼吸幅度满足第二预设条件，则进一步根据所述耳朵运动信号确定受试者是否耳动，若是，则确定受试者处于睡眠中的快速眼动睡眠，否则，确定受试者处于睡眠中的非快速眼动睡眠。5.一种睡眠分期检测装置，其特征在于，包括：获取模块，被配置为获取受试者的第一信号、第二信号和第三信号，所述第一信号为与身体运动相关的信号，所述第二信号为与呼吸运动相关的信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚从平，叶志民，
申请(专利权)人：生物岛实验室，
类型：发明
国别省市：