用于監(jiān)測睡眠質(zhì)量和生命體征的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)診療技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于監(jiān)測睡眠質(zhì)量和生命體征的系 統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 睡眠對于身體維持正常的生理功能以及生長發(fā)育極為重要，與健康息息相關(guān)。隨 著人民生活水平的提高和工作壓力的加大，有相當(dāng)多數(shù)人患有或輕或重的睡眠疾病，這不 僅影響到人體的心血管肌肉等器官的功能，并且也會對人的健康產(chǎn)生不可預(yù)估的傷害。目 前，現(xiàn)有的用于監(jiān)測睡眠質(zhì)量和生命體征的裝置大致分為家庭和醫(yī)療兩大類，若按照穿戴 方式劃分，則包括穿戴式和非穿戴式。
[0003] 傳統(tǒng)意義上的用于監(jiān)測睡眠質(zhì)量和生命體征的裝置通常是穿戴式的。有部分是基 于加速度計而設(shè)計的。此類產(chǎn)品依賴于人體的肢體運動來感測睡眠質(zhì)量，容易產(chǎn)生誤判，比 如測試者躺在床上，肢體未動，會被誤判為"入睡"，反之，測試者躺在床上因各種外界刺激 (如蚊蟲叮咬）等產(chǎn)生肢體動作，則會被誤判為"未入睡"。由此可見，肢體運動與睡眠狀況 關(guān)系不是很大。另外，在醫(yī)院里采用的是基于多導(dǎo)睡眠圖（P〇lysomnogram，PSG)的睡眠質(zhì) 量監(jiān)測方式，被稱為是睡眠質(zhì)量監(jiān)測領(lǐng)域的"金標(biāo)準(zhǔn)"。該方案通過分析腦電、心電、眼電、 肌電、鼾聲、血樣飽和度等參數(shù)，得到最終的睡眠質(zhì)量及生命體征數(shù)據(jù)。然而，上述睡眠質(zhì)量 及生命體征的監(jiān)測裝置有諸多不足：設(shè)備體積巨大，不易移動，設(shè)備檢測過程繁瑣；測量電 極很多，且均為接觸式黏貼，受試者會因此感到諸多不適，一定程度上影響監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確 性。
[0004] 有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的用于監(jiān)測睡 眠質(zhì)量和生命體征的系統(tǒng)及方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種非接觸式的用于監(jiān)測睡眠質(zhì)量和 生命體征的系統(tǒng)及方法。
[0006] 本發(fā)明提供的用于監(jiān)測睡眠質(zhì)量和生命體征的系統(tǒng)，包括：
[0007] 感應(yīng)裝置，設(shè)置于用以與被測使用者接觸的物件的內(nèi)部，所述感應(yīng)裝置包括光源 模塊、與所述光源模塊的輸出端連接的光纖光柵傳感模塊、與所述光纖光柵傳感模塊配合 的光接收模塊、及與所述光接收模塊連接的信號發(fā)送模塊，所述光纖光柵傳感模塊用以感 應(yīng)與被測使用者的生命體征對應(yīng)的光信號，所述光接收模塊用以接收所述光信號并將所述 光信號轉(zhuǎn)換成原始電信號；
[0008] 終端，包括與所述感應(yīng)裝置上的信號發(fā)送模塊通信的信號接收模塊、與所述信號 接收模塊連接的分析模塊、與所述分析模塊連接的反饋模塊，所述信號接收模塊用以接收 上述信號發(fā)送模塊發(fā)送的原始電信號，所述分析模塊用以基于接收到的原始電信號提取到 被測使用者的生命體征數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述生命體征數(shù)據(jù)確定所述被測使用者的睡眠質(zhì)量數(shù) 據(jù)。
[0009] 進(jìn)一步地，所述用以與被測使用者接觸的物件為坐墊、或床墊。
[0010] 進(jìn)一步地，所述終端還包括一與所述分析模塊連接的、用以反饋警報信息的反饋 模塊，所述反饋模塊用以根據(jù)所述被測使用者的生命體征數(shù)據(jù)確定是否發(fā)出警報信息。
[0011] 進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括與所述終端通信的服務(wù)器，所述終端包括用以向服務(wù) 器上傳所述生命體征數(shù)據(jù)及所述睡眠質(zhì)量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)上傳模塊，所述服務(wù)器用以接收上傳 的所述生命體征數(shù)據(jù)及所述睡眠質(zhì)量數(shù)據(jù)并存儲。
[0012] 進(jìn)一步地，所述光纖光柵傳感模塊包括至少兩路的光纖光柵，所述光源模塊與所 述光纖光柵傳感模塊之間通過光纖進(jìn)行連接，所述光纖光柵傳感模塊與所述光接收模塊之 間通過光纖進(jìn)行連接，所述光纖光柵為布拉格光纖光柵FBG、或長周期光纖光柵LPG。
[0013] 本發(fā)明的一個方面，一種用于監(jiān)測睡眠質(zhì)量和生命體征的方法，包括：
[0014] 感應(yīng)裝置的光接收模塊接收與被測使用者對應(yīng)的光信號；其中，所述光信號通過 該感應(yīng)裝置的光源模塊發(fā)出并經(jīng)過該感應(yīng)裝置的光纖光柵傳感模塊，所述感應(yīng)裝置設(shè)置于 用以與被測使用者接觸的物件的內(nèi)部；
[0015] 所述感應(yīng)裝置的光接收模塊將所述光信號相應(yīng)轉(zhuǎn)化為原始電信號；
[0016] 所述感應(yīng)裝置的信號發(fā)送模塊將所述原始電信號發(fā)送至與所述感應(yīng)裝置通信的 終端上；其中，所述終端用以根據(jù)所述原始電信號進(jìn)行分析，提取到被測使用者的生命體征 數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述生命體征數(shù)據(jù)確定所述被測使用者的睡眠質(zhì)量數(shù)據(jù)。
[0017] 本發(fā)明的另一方面，一種用于監(jiān)測睡眠質(zhì)量和生命體征的方法，包括：
[0018] 終端接收與該終端通信的感應(yīng)裝置獲取的與被測使用者對應(yīng)的原始電信號；其 中，所述原始電信號是根據(jù)感應(yīng)裝置感測的光信號轉(zhuǎn)換得到的，所述光信號通過該感應(yīng)裝 置的光源模塊發(fā)出并經(jīng)過該感應(yīng)裝置的光纖光柵傳感模塊，所述感應(yīng)裝置設(shè)置于用以與被 測使用者接觸的物件的內(nèi)部；
[0019] 終端的睡眠質(zhì)量分析模炔基于所述原始電信號，提取被測使用者的生命體征數(shù) 據(jù)，所述生命體征數(shù)據(jù)至少包括心率數(shù)據(jù)、呼吸數(shù)據(jù)、體動數(shù)據(jù)中的一個或多個；
[0020] 終端的睡眠質(zhì)量分析模塊根據(jù)所述生命體征數(shù)據(jù)確定所述被測使用者的睡眠質(zhì) 量數(shù)據(jù)。
[0021] 進(jìn)一步地，所述睡眠質(zhì)量數(shù)據(jù)劃分為第一睡眠等級、第二睡眠等級、第三睡眠等 級，則：
[0022] 終端的睡眠質(zhì)量分析模塊根據(jù)所述生命體征數(shù)據(jù)確定所述被測使用者的睡眠質(zhì) 量數(shù)據(jù)，具體包括：
[0023] 計算提取的特征值向量到各個睡眠等級的特征向量的馬氏距離，具體公式如下：
[0025] 其中，i=I，2,3, <(.〒）為待測向量f到各睡眠等級的馬氏距離，f是待測向量， 戌分別是各個睡眠等級的特征均矢，S1分別是各個睡眠等級的特征協(xié)方差矩陣；
[0026] 根據(jù)計算得到的馬氏距離，確定待測使用者對應(yīng)的睡眠等級。
[0027] 進(jìn)一步地，所述方法還包括：
[0028]所述終端的反饋模塊判斷所述被測使用者的生命體征數(shù)據(jù)中是否存在打鼾、或心 臟驟停、或呼吸驟停的情況；
[0029] 若是，則確定發(fā)出警報信息。
[0030] 進(jìn)一步地，所述方法還包括：
[0031] 所述終端的數(shù)據(jù)上傳模塊將得到的生命體征數(shù)據(jù)和睡眠質(zhì)量數(shù)據(jù)上傳至與所述 終端通信的服務(wù)器上。
[0032] 借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：
[0033] 本發(fā)明的用于監(jiān)測睡眠質(zhì)量和生命體征的系統(tǒng)及方法中，通過感測裝置的光纖光 柵傳感模塊來感測與被測使用者對應(yīng)的光信號，并通過光接收模塊將所述光信號轉(zhuǎn)換成原 始電信號，之后將原始電信號發(fā)送至與所述感測模塊進(jìn)行通信的終端上，最終終端根據(jù)接 收的原始電信號進(jìn)行分析，得到與被測使用者對應(yīng)的生命體征數(shù)據(jù)和睡眠質(zhì)量數(shù)據(jù)。上述 過程中，因感測裝置設(shè)置于用以與被測使用者接觸的物件的內(nèi)部，從而該感測裝置并不與 人體直接接觸，避免直接接觸式的測試過程給使用者帶來的不適感，提升測試結(jié)果的準(zhǔn)確 性；此外，設(shè)備檢測過程簡單，設(shè)備體積小，易于搬運。
[0034] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
【附圖說明】
[0035] 圖1是本發(fā)明實施例提供的用于監(jiān)測睡眠質(zhì)量和生命體征的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖2是本發(fā)明實施例提供的用于監(jiān)測睡眠質(zhì)量和生命體征的系統(tǒng)中的感應(yīng)裝置、 終端及服務(wù)器的模塊圖；
[0037] 圖3是本發(fā)明實施例提供的用于監(jiān)測睡眠質(zhì)量和生命體征的方法的流程圖；
[0038] 圖4示例性地展示了在信號處理之前的原始電信號；
[0039] 圖5示例性地展示了在信號處理之后的心率數(shù)值；
[0040] 圖6示例性地展示了在信號處理之后的心沖擊信號；
[0041] 圖7不例性地展不了在信號處理之后的呼吸及打鼾信號；
[0042] 圖8示例性地展示了在信號處理之后的簡化睡眠質(zhì)量圖。
【具體實施方式】
[0043] 下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式