】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0044] 本發(fā)明提出了一種非接觸式全光睡眠、生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有非接觸式監(jiān)測(cè)、準(zhǔn) 確靈敏度高、便攜性強(qiáng)、舒適度強(qiáng)、無交叉感染、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、功耗低、抗電磁干擾、云端大數(shù)據(jù) 分析、有反饋機(jī)制、性價(jià)比尚等優(yōu)點(diǎn)，可在家庭、養(yǎng)老院、醫(yī)院等場(chǎng)合使用。
[0045] 參圖1所示，其為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量和生命體征的系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)示意圖。其中，所述用于監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量和生命體征的系統(tǒng)可以包括設(shè)置于用以與被測(cè)使 用者接觸的物件IOaUOb上的感應(yīng)裝置11，與所述感應(yīng)裝置11進(jìn)行通信的終端20a、20b， 以及與所述終端20a、20b進(jìn)行通信的服務(wù)器30。其中，所述終端可以是手機(jī)、或筆記本電 腦、或平板電腦、或個(gè)人數(shù)字助理PDA、或智能手表等。這些終端可以包括處理器、內(nèi)存、總 線、輸入/輸出裝置、存儲(chǔ)裝置、通信接口等。上述終端20a、20b與上述感應(yīng)裝置11、服務(wù)器 30可以通過有線、或無線方式進(jìn)行通信，也就是說，可以是通過任意的有線協(xié)議方式、或者 任意的無線協(xié)議方式來傳輸數(shù)據(jù)。有線接口可以是：USB接口、UART接口、232、485、422等； 無線接口可以是：藍(lán)牙、紅外、2. 4G、5G、WIFI、Zigbee、GPRS、2G、3G、4G等。
[0046] 本實(shí)施例中，上述用以與被測(cè)使用者接觸的物件IOaUOb可以是坐墊、或床墊等 物件，同一個(gè)物件可以與一個(gè)或多個(gè)終端進(jìn)行通信，或者一個(gè)或多個(gè)物件可以與同一個(gè)終 端進(jìn)行通信。上述服務(wù)器可以是任意形式的服務(wù)器，如云端服務(wù)器，服務(wù)器的數(shù)量不受限 制，可以是與多個(gè)終端進(jìn)行通信的一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器。
[0047] 本實(shí)施例中，上述感應(yīng)裝置11設(shè)置于物件IOaUOb的內(nèi)部，如：設(shè)置于坐墊的內(nèi) 部，在使用過程中，被測(cè)的使用者直接坐在該坐墊上，與內(nèi)部的感應(yīng)裝置11不直接接觸。具 體地，本實(shí)施例的感應(yīng)裝置11可以設(shè)置成層狀結(jié)構(gòu)。
[0048] 參圖2所示，其為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于監(jiān)測(cè)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。本實(shí)施例中，所述感應(yīng)裝置11包括光源模塊111、與所 述光源模塊111的輸出端連接的光纖光柵傳感模塊112、與所述光纖光柵傳感模塊112配合 的光接收模塊113、及與所述光接收模塊113連接的信號(hào)發(fā)送模塊114,所述光纖光柵傳感 模塊112用以感應(yīng)與被測(cè)使用者的心理壓力對(duì)應(yīng)的光信號(hào)，所述光接收模塊113用以接收 所述光信號(hào)并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)；所述信號(hào)發(fā)送模塊114用以將上述原始電 信號(hào)向終端20進(jìn)行發(fā)送。
[0049] 本實(shí)施例中，所述光纖光柵傳感模塊可以是布拉格光纖光柵（BraggFiber Grating,FBG)、或長(zhǎng)周期光纖光柵（LongPeriodFiberGrating,LPG)等。上述光源模塊 111與上述光纖光柵傳感模塊112之間、上述光纖光柵傳感模塊112與上述光接收模塊113 之間均通過光纖進(jìn)行連接，所述光纖可以是任意類型的光纖，所述光源模塊111可以是任 意形式的光源，所述光接收模塊113可以是任意類型的光接收器。
[0050] 本實(shí)施例中，所述光纖光柵傳感模塊包括至少兩路的光纖光柵，如：第1路、第2 路、…、第N路，因?yàn)橥ǔＥc被測(cè)使用者接觸的物件面積較大，若只是設(shè)置一路光纖光柵，有 可能導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，所以通過設(shè)置多路的光纖光柵，來提升測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0051] 光纖光柵傳感模塊112的基本原理大致是：當(dāng)光源模塊所提供的光進(jìn)入光纖之 后，經(jīng)過光纖光柵傳感模塊會(huì)有一部分光返回，另一部分光則發(fā)生透射。反射的光的波長(zhǎng)跟 光柵周期、纖芯的有效折射率有關(guān)，所以當(dāng)外界的被測(cè)量物體（被測(cè)人體）引起光纖光柵的 溫度、應(yīng)力改變時(shí)，會(huì)導(dǎo)致反射光的波長(zhǎng)發(fā)生變化。也就是說，光纖光柵的反射光的波長(zhǎng)的 變化反映了外界被測(cè)信號(hào)（心理壓力）的變化情況。
[0052] 所述終端20包括與所述感應(yīng)裝置11上的信號(hào)發(fā)送模塊114通信的信號(hào)接收模塊 23、與所述信號(hào)接收模塊23連接的分析模塊22、與所述分析模塊22連接的反饋模塊21，所 述信號(hào)接收模塊23用以接收上述信號(hào)發(fā)送模塊114發(fā)送的原始電信號(hào)，所述分析模22塊 用以基于接收到的原始電信號(hào)計(jì)算所述被測(cè)使用者的睡眠質(zhì)量數(shù)據(jù)。
[0053] 本實(shí)施例中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)被測(cè)使用者的生命體征數(shù)據(jù)和睡眠質(zhì)量數(shù)據(jù)的云端存 儲(chǔ)及資源共享，所述系統(tǒng)還包括與所述終端20進(jìn)行通信的服務(wù)器30,所述終端20可以包 括用以向服務(wù)器30上傳所述睡眠質(zhì)量數(shù)據(jù)、生命體征數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)上傳模塊24,所述服務(wù)器 30用以接收上傳的所述睡眠質(zhì)量數(shù)據(jù)、生命體征數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，其中每個(gè)被存儲(chǔ)的睡眠質(zhì)量 數(shù)據(jù)、生命體征數(shù)據(jù)可以與測(cè)試時(shí)間、被測(cè)使用者的身份信息進(jìn)行映射。
[0054] 本實(shí)施例中，為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述終端20還可以包括與所述分析模塊22 連接的、用以向工作人員發(fā)出警報(bào)信息的反饋模塊21，所述反饋模塊用以根據(jù)所述被測(cè)使 用者的生命體征數(shù)據(jù)確定是否發(fā)出警報(bào)信息。一個(gè)具體的場(chǎng)景中，如：敬老院或醫(yī)院，通過 上述感應(yīng)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病患的生命體征數(shù)據(jù)和睡眠質(zhì)量數(shù)據(jù)，并將上述數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊覍俚?手機(jī)、醫(yī)院工作人員的手機(jī)，在某種情況下，若發(fā)現(xiàn)病患的生命體征出現(xiàn)緊急情況，比如：打 鼾、或心臟驟停、或呼吸驟停的情況，則可以向家屬的手機(jī)、醫(yī)院工作人員的手機(jī)發(fā)送警報(bào) 信息，所述警報(bào)信息可以包括電話、短信、提示音、振動(dòng)、鬧鈴等。該反饋模塊可以包含以上 提出的一種或幾種方式，但不限于以上列出的警報(bào)方式。
[0055] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量和生命體征的方法的流程圖。結(jié)合 圖2和圖3所示，基于上述系統(tǒng)的原理，本實(shí)施例中，所述用于監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量和生命體征的 方法包括：
[0056] SlOl:感應(yīng)裝置11的光接收模塊113接收與被測(cè)使用者對(duì)應(yīng)的光信號(hào)；其中，所 述光信號(hào)通過該感應(yīng)裝置11的光源模塊111發(fā)出并經(jīng)過該感應(yīng)裝置11的光纖光柵傳感模 塊112,所述感應(yīng)裝置11設(shè)置于用以與被測(cè)使用者接觸的物件10的內(nèi)部；
[0057] S102 :所述光接收模塊113將所述光信號(hào)相應(yīng)轉(zhuǎn)化為原始電信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換可以 是無損光電轉(zhuǎn)換。
[0058] S103 :所述感應(yīng)裝置11的信號(hào)發(fā)送模塊114將所述原始電信號(hào)發(fā)送至與所述感應(yīng) 裝置11通信的終端20上。
[0059] S104 :所述終端20的信號(hào)接收模塊接收所述原始電信號(hào)，并將該原始電信號(hào)傳送 至所述分析模塊22。參照?qǐng)D4,其示例性地展示了在信號(hào)處理之前的原始電信號(hào)。
[0060] S105 :所述睡眠質(zhì)量分析模塊22對(duì)所述原始電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理可以 包括時(shí)頻分析、濾波、平滑、歸一化等。
[0061] S106:所述睡眠質(zhì)量分析模塊22基于預(yù)處理后的原始電信號(hào)，提取被測(cè)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(dòng)數(shù)據(jù)中的一個(gè)或多 個(gè)。參照?qǐng)D5,其示例性地展示了在信號(hào)處理之后的心率數(shù)值，通過特征數(shù)據(jù)的提取，可以得 到待測(cè)人體的心率隨時(shí)間的變化曲線圖。參照?qǐng)D6,其示例性地展示了在信號(hào)處理之后的心 沖擊信號(hào)，從中可以清楚的看到IJK峰。
[0062] S107 :所述睡眠質(zhì)量分析模塊22根據(jù)所述生命體征數(shù)據(jù)確定所述被測(cè)使用者的 睡眠質(zhì)量數(shù)據(jù)（睡眠質(zhì)量等級(jí)）。
[0063] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述睡眠質(zhì)量數(shù)據(jù)可以劃分為第一睡眠等級(jí)：WAKE(醒）、第二 睡眠等級(jí)：NREM(熟睡狀態(tài)）、第三睡眠等級(jí)：REM(快速眼動(dòng)狀態(tài)）。貝IJ:
[0064] 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(cè)使用者的睡眠質(zhì) 量數(shù)據(jù)，具體包括：
[0065] 計(jì)算提取的特征值向量到各個(gè)睡眠等級(jí)的特征向量的馬氏距離，具體公式如下：
[0067] 其中，i= 1，2, 3, 為待測(cè)向量f到各睡眠等級(jí)的馬氏距離，J是待測(cè)向量， M.分別是各個(gè)睡眠等級(jí)的特征均矢，S1分別是各個(gè)睡眠等級(jí)的特征協(xié)方差矩陣；
[0068] 根據(jù)計(jì)算得到的馬氏距離，確定待測(cè)使用者對(duì)應(yīng)的睡眠等級(jí)。馬氏距離越近，說明 待測(cè)向量與對(duì)應(yīng)睡眠等級(jí)更相關(guān)，由此得到