CN104720753B - 一种睡眠监控***及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种睡眠监控包括运动传感器，监控装置以及输出装置，所述运动传感器连接监控装置，所述监控装置输出信号连接输出装置。一种睡眠监控方法，包括步骤A、预设三轴重力加速度传感器的阈值以及睡姿变化时的基准值；B、对人体睡眠进行监控，记录、分析以及处理睡姿变化和其他动作状态的实时加速度数据；C、根据睡姿的变化状态以及其他动作的实时加速度数据，输出睡眠状态信息至输出装置。本发明提供的监控***为提高睡眠质量和预防由于不良的睡眠习惯引起疾病的意外情况提供有益的数据支持。人体处于浅睡眠阶段时，输出唤醒信号至唤醒装置。本方法中采用三轴重力加速度传感器感应睡眠姿势及其变化，成本较低，并易于操作。

Description

一种睡眠监控***及其方法
技术领域
本发明涉及看护领域，尤其涉及一种睡眠监控***及其方法。
背景技术
人的睡眠分为浅睡阶段和深度睡眠阶段，从浅睡阶段开始进入深度睡眠阶段，然后再渐渐变浅，进入雷姆睡眠并维持一段时间，这样就完成一个睡眠周期，一夜睡眠中约有4～5个睡眠周期反复交替。睡眠质量的好坏并不是完全取决于睡眠时间的长短，即使睡眠充足，但在深度睡眠阶段被打断，此阶段进行的长期记忆恢复和重要的生理代谢过程将被干扰，长期出现这种在不适宜阶段将人的睡眠打断或唤醒，将极大的影响人的身心健康和大脑记忆功能。人体在不同的睡眠阶段在身体动作上会表现得很不相同，出现的睡姿或睡姿之间转换的动作频率也不同。所以在某一时间段内，我们可以根据人体身体睡眠动作频率来设定唤醒的条件；防止深度睡眠阶段被打断，从而影响睡眠的质量。睡眠好是保持健康，充满活力的一个重要因素。睡眠不足或者不规则的睡眠习惯对我们的健康将可造成严重影响，并可能导致许多严重的疾病，如心血管疾病，糖尿病，抑郁症，肥胖等。除了保证睡眠时间上足够的同时，人们还必须有良好的睡眠。在许多情况下，特别人群应避免特定的睡眠姿势。例如，患有阻塞性睡眠呼吸暂停问题的人应避免趴着睡觉。睡眠监控***对尽早诊断和治疗疾病起到重要作用。这些***可以提供宝贵数据，可以更加充分的认识个人的睡眠情况；从而给出睡眠指引或者监督，同时可以预防在睡眠过程中出现的疾病意外情况。今天，市面上很少有成本低并且不会对使用者造成阻碍的睡眠监控***。大部分都需要专业人员来使用，并且使用这些仪器的成本非常的高。现有技术中，可以佩戴在手臂上的人体活动记录仪，可以提供使用者动作信息；但是，这些设备必须要佩戴在身上，而且成本也不低。也有基于针对睡眠监测音频和视频信号的***，但这些存在隐私问题。另外，现有技术中的通过床垫压力来检测睡眠的会让用户觉得不舒服，同时这些***在家里的安装十分烦复。这些技术和设备都必须有专业或临床人士操作和执行。所以设置一种简单方便操作同时不影响个人睡眠的睡眠监控***显得尤为重要。同时可以为医学保健提供一些睡眠状态数据。
发明内容
本发明提供一种睡眠监控***及其方法，可以提供个人睡眠睡姿情况从而了解睡眠状态，为改善睡眠提供方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：
一种睡眠监控***包括运动传感器，监控装置以及输出装置，所述运动传感器连接监控装置，所述监控装置输出信号连接输出装置；所述监控装置包括微处理器、以及与所述微处理器连接的A/D转换器、阈值校准模块、睡姿校准模块、存储器、控制面板和计时器；所述运动传感器可以是三轴重力加速度传感器、多普勒传感器或被动红外传感器。
进一步地，所述运动传感器为三轴重力加速度传感器，所述三轴重力加速度传感器与监控装置信号连接。
进一步地，所述输出装置包括显示装置和唤醒装置，所述显示装置为液晶显示器，所述监控装置还包括遥控器，所述遥控器连接所述微处理器。
可选地，所述三轴重力加速度传感器与监控装置为有线信号连接。
一种睡眠监控方法，其特征在于包括以下步骤：
A、预设三轴重力加速度传感器的阈值以及睡姿变化时的基准值；
B、对人体睡眠进行监控，记录、分析以及处理睡姿变化和其他动作状态的实时加速度数据；
C、根据睡姿的变化状态以及其他动作的实时加速度数据，输出睡眠状态信息至输出装置。
进一步地，在所述步骤A中，预设阈值的步骤包括：
a1、打开设置好的三轴重力加速度传感器，所述三轴重力加速度传感器连接所述微处理器；
a2、所述微处理器开始记录1分钟内的实时加速度数据并储存至存储器；
a3、阈值校准模块读取储存在存储器的所述实时加速度数据并确定数据中最小和最大的加速度值；
a4、如果所述阈值校准模块中最小和最大加速度值小于储存器里预定的极限阀值，则储存这两个值作为阈值。
更进一步地，在所述步骤A中，预设睡姿变化的基准值的步骤包括：
z1、控制所述监控装置进入睡姿变化基准值的预设；
z2、所述三轴重力加速度传感器传输人体在床上的状态信息至微处理器并存储在存储器，所述睡姿校准模块读取所述存储器信息，如果所述三轴重力加速度传感器的加速度值在所述两个阈值以内，并维持10秒，则所述睡姿校准模块存储所述对应的加速度值作为基准值；
z3、使用步骤z2的校准方式，分别校准人体的以下静止状态信息：躺着睡、向左侧睡和向右侧睡；以及睡姿运动过程的状态信息：从向左侧到面朝上睡、从面朝上到向右侧睡和从向右侧到面朝上睡。
再进一步地，所述步骤B包括：
b1、所述三轴重力加速度传感器传输加速度数据至监控装置；
b2、所述监控装置启动计时器，如果2秒中内实时加速度数据在阈值范围，则存储记录此实时加速度数据，否则重启计时器；
b3、微处理器分析步骤b2数据中的加速度数据，判断与基准值相似度，如果在70％以上则存储至相应睡姿数据，否则存储至其他数据。
再进一步地，所述监控装置根据睡姿数据和其他动作数据，从睡姿数据和其他动作数据的动作频率分析当前睡眠阶段，并在预设的睡眠阶段和时间周期内输出唤醒信号至唤醒装置，所述唤醒装置可以是扬声器或智能化蓝光刺激的唤醒***。
可选地，个人可以使用遥控器对自身进行阈值与睡姿基准值的预设。
本发明提供的监控***对人体睡眠的睡姿变化和其他动作的加速度数据进行记录并分析处理后输出睡眠状态；为提高睡眠质量和预防由于不良的睡眠习惯引起疾病的意外情况提供有益的数据支持。人体处于浅睡眠阶段时，在预设的睡眠阶段和时间周期内输出唤醒信号至唤醒装置。本方法中采用三轴重力加速度传感器感应睡眠姿势及其变化，成本较低，并易于操作。
附图说明
图1是本发明一种睡眠监控***结构框图；
图2是本发明一种睡眠监控方法流程图；
图3是本发明一种睡眠监控方法中预设阈值的流程图；
图4是本发明一种睡眠监控方法中预设睡姿基准值的流程图；
图5是本发明一种睡眠监控方法中记录、分析以及处理数据过程的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。
如图1所示，一种睡眠监控***，包括运动传感器，监控装置1以及输出装置3，所述运动传感器连接监控装置1，所述监控装置1输出信号连接输出装置3；所述监控装置1包括微处理器101、以及与所述微处理器101连接的A/D转换器102、阈值校准模块103、睡姿校准模块104、存储器106、控制面板105和计时器107；所述运动传感器可以是三轴重力加速度传感器2、多普勒传感器或被动红外传感器。本实施例中，采用的运动传感器为三轴重力加速度传感器2，所述三轴重力加速度传感器2与监控装置1信号连接。所述输出装置3包括显示装置和唤醒装置，所述显示装置为液晶显示器32，所述监控装置1还包括遥控器，所述遥控器连接所述微处理器。所述三轴重力加速度传感器2与监控装置1为有线信号连接。
一种睡眠监控方法，其特征在于包括以下步骤：
A、预设三轴重力加速度传感器2的阈值以及睡姿变化时的基准值；
B、对人体睡眠进行监控，记录、分析以及处理睡姿变化和其他动作状态的实时加速度数据；
C、根据睡姿的变化状态以及其他动作的实时加速度数据，输出睡眠状态信息至输出装置3。
进一步地，在所述步骤A中，预设阈值的步骤包括：
a1、打开设置好的三轴重力加速度传感器，所述三轴重力加速度传感器连接所述微处理器；
a2、所述微处理器开始记录1分钟内的实时加速度数据并储存至存储器；
a3、阈值校准模块读取储存在存储器的所述实时加速度数据并确定数据中最小和最大的加速度值；
a4、如果所述阈值校准模块中最小和最大加速度值小于储存器里预定的极限阀值，则储存这两个值作为阈值。
在所述步骤A中，预设睡姿变化的基准值的步骤包括：
z1、控制所述监控装置进入睡姿变化基准值的预设；
z2、所述三轴重力加速度传感器传输人体在床上的状态信息至微处理器并存储在存储器，所述睡姿校准模块读取所述存储器信息，如果所述三轴重力加速度传感器的加速度值在所述两个阈值以内，并维持10秒，则所述睡姿校准模块存储所述对应的加速度值作为基准值；
z3、使用步骤z2的校准方式，分别校准人体的以下静止状态信息：躺着睡、向左侧睡和向右侧睡；以及睡姿运动过程的状态信息：从向左侧到面朝上睡、从面朝上到向右侧睡和从向右侧到面朝上睡。
所述步骤B包括：
b1、所述三轴重力加速度传感器传输加速度数据至监控装置；
b2、所述监控装置启动计时器，如果2秒中内实时加速度数据在阈值范围，则存储记录此实时加速度数据，否则重启计时器；
b3、微处理器分析步骤b2数据中的加速度数据，判断与基准值相似度，如果在70％以上则存储至相应睡姿数据，否则存储至其他数据。
所述监控装置根据睡姿数据和其他动作数据，从睡姿数据和其他动作数据的动作频率分析当前睡眠阶段，并在预设的睡眠阶段和时间周期内输出唤醒信号至唤醒装置，所述唤醒装置可以是扬声器31或智能化蓝光刺激的唤醒***。
个人可以使用遥控器对自身进行阈值与睡姿基准值的预设。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种睡眠监控***的睡眠监控方法，其特征在于，所述睡眠监控***包括运动传感器，监控装置以及输出装置，所述运动传感器连接监控装置，所述监控装置输出信号连接输出装置；所述监控装置包括微处理器以及与所述微处理器连接的A/D转换器、阈值校准模块、睡姿校准模块、存储器、控制面板和计时器；所述运动传感器是三轴重力加速度传感器、多普勒传感器或被动红外传感器；所述运动传感器为三轴重力加速度传感器，所述三轴重力加速度传感器与监控装置信号连接；
所述睡眠监控方法包括以下步骤：
A、预设三轴重力加速度传感器的阈值以及睡姿变化时的基准值；
B、对人体睡眠进行监控，记录、分析以及处理睡姿变化的实时加速度数据；
C、根据睡姿的变化状态的实时加速度数据，输出睡眠状态信息至输出装置；
在所述步骤A中，预设阈值的步骤包括：
a1、打开设置好的三轴重力加速度传感器，所述三轴重力加速度传感器连接所述微处理器；
a2、所述微处理器开始记录1分钟内的实时加速度数据并储存至存储器；
a3、阈值校准模块读取储存在存储器的所述实时加速度数据并确定数据中最小和最大的加速度值；
a4、如果所述阈值校准模块中最小和最大加速度值小于储存器里预定的极限阈值，则储存这两个值作为阈值；
在所述步骤A中，预设睡姿变化的基准值的步骤包括：
z1、控制所述监控装置进入睡姿变化基准值的预设；
z2、所述三轴重力加速度传感器传输人体在床上的状态信息至微处理器并存储在存储器，所述睡姿校准模块读取所述存储器信息，如果所述三轴重力加速度传感器的加速度值在所述两个阈值以内，并维持10秒，则所述睡姿校准模块存储对应的加速度值作为基准值；
z3、使用步骤z2的校准方式，分别校准人体的以下静止状态信息：躺着睡、向左侧睡和向右侧睡；以及睡姿运动过程的状态信息：从向左侧到面朝上睡、从面朝上到向右侧睡和从向右侧到面朝上睡；所述步骤B包括：
b1、所述三轴重力加速度传感器传输加速度数据至监控装置；
b2、所述监控装置启动计时器，如果2秒中内实时加速度数据在阈值范围，则存储记录此实时加速度数据，否则重启计时器；
b3、微处理器分析步骤b2数据中的加速度数据，判断与基准值相似度，如果在70％以上则存储至相应睡姿数据。
2.根据权利要求1所述的一种睡眠监控方法，其特征在于：所述监控装置根据睡姿数据和其他动作数据，从睡姿数据和其他动作数据的动作频率分析当前睡眠阶段，并在预设的睡眠阶段和时间周期内输出唤醒信号至唤醒装置，所述唤醒装置是扬声器或智能化蓝光刺激的唤醒***。
3.根据权利要求2所述的一种睡眠监控方法，其特征在于：个人使用遥控器对自身进行阈值与睡姿基准值的预设。
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