一種基于4g移動(dòng)通訊技術(shù)的多參數(shù)睡眠監(jiān)測(cè)與智能診斷系統(tǒng)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于睡眠監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體的涉及一種基于4G網(wǎng)絡(luò)的多參數(shù)睡眠監(jiān)測(cè)技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)人的腦電、心電、血氧飽和度、肌電、眼動(dòng)等多參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和傳輸、分析。
【背景技術(shù)】
[0002] 通過對(duì)中國知網(wǎng)上面關(guān)于睡眠監(jiān)測(cè)方面的專利，進(jìn)行檢索，共有專利531項(xiàng)，構(gòu)成 如下： (1) 睡眠呼吸監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法：共有專利264項(xiàng)； (2) 監(jiān)測(cè)呼吸暫停設(shè)備及方法：共有專利133項(xiàng)； (3) 睡眠障礙：共有專利75項(xiàng)； (4) 監(jiān)測(cè)打鼾設(shè)備及方法：共有專利42項(xiàng)； (5) 監(jiān)測(cè)睡眠紊亂設(shè)備及方法：共有專利20項(xiàng)。
[0003] 由此可見，專利分布以呼吸監(jiān)測(cè)為主，這表明目前產(chǎn)品功能相對(duì)單一，無法有效進(jìn) 行多參數(shù)睡眠障礙監(jiān)測(cè)。且目前產(chǎn)品生理參數(shù)多為有線傳輸，尚無基于移動(dòng)通訊技術(shù)產(chǎn)品 出現(xiàn)。另外，目前傳統(tǒng)的睡眠分期方式為對(duì)整夜睡眠數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，尚未有實(shí)時(shí)睡眠自 動(dòng)分期技術(shù)研宄報(bào)告及相關(guān)產(chǎn)品出現(xiàn)。
[0004] 目前產(chǎn)品和方法缺點(diǎn)： 1、采集到的生理信號(hào)受外界干擾大，影響測(cè)量精度。
[0005] 2、目前儀器均為歐美進(jìn)口，自動(dòng)化分析的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)是按歐美人特點(diǎn)設(shè)定的，本項(xiàng) 目擬建立中國人睡眠生理信號(hào)數(shù)據(jù)庫，為進(jìn)行大樣本量智能分析算法建立基礎(chǔ)。
[0006] 3、目前儀器自動(dòng)化診斷準(zhǔn)確性較低，本項(xiàng)目擬通過優(yōu)化的分析診斷算法，提高自 動(dòng)化診斷準(zhǔn)確性，為將來的遠(yuǎn)程睡眠診斷提供技術(shù)基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明研發(fā)了"一種基于4G移動(dòng)通訊技術(shù)的多參數(shù)睡 眠監(jiān)測(cè)與智能診斷系統(tǒng)及其使用方法"，該系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)病人腦電、心電、血氧飽和度、肌電、 眼動(dòng)、體溫、口鼻氣流、脈率、脈搏波、呼吸狀態(tài)和鼾聲等參數(shù)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用4G移動(dòng)通訊技 術(shù)傳輸至云端監(jiān)測(cè)與智能診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)睡眠監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)回放與睡眠狀態(tài)分析。
[0008] 本發(fā)明開發(fā)了一種基于4G移動(dòng)通訊技術(shù)的多參數(shù)睡眠監(jiān)測(cè)與智能診斷系統(tǒng)及其 使用方法，其用戶群體為睡眠性呼吸暫停綜合癥、失眠癥及睡眠相關(guān)神經(jīng)退行性疾病的患 者，以及其他需要進(jìn)行監(jiān)護(hù)的精神異常者、情緒異常者、老人、小孩。該系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)被測(cè)對(duì) 象腦電、心電、血氧飽和度、肌電、眼動(dòng)、體溫、口鼻氣流、脈率、脈搏波、呼吸狀態(tài)和鼾聲等參 數(shù)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用4G移動(dòng)通訊技術(shù)傳輸至云端監(jiān)測(cè)與智能診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)睡眠監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)回 放與睡眠狀態(tài)分析。該系統(tǒng)可在被測(cè)對(duì)象家中使用，可避免被測(cè)對(duì)象在不熟悉的環(huán)境中出 現(xiàn)睡眠困難問題。系統(tǒng)采用微負(fù)荷、低功耗、無線信號(hào)傳輸?shù)目纱┐魇絺鞲衅鞑杉粶y(cè)對(duì)象 的睡眠狀態(tài)相關(guān)參數(shù)，可大大減輕被測(cè)對(duì)象的不適與緊張感，以完成可信的監(jiān)測(cè)過程。
[0009] 本發(fā)明主要內(nèi)容如下： 1、多模態(tài)微負(fù)荷可穿戴式生理信號(hào)傳感器 開發(fā)微負(fù)荷、低功耗的監(jiān)測(cè)腦電、心電、血氧飽和度、肌電、眼動(dòng)、體溫、口鼻氣流、脈率、 脈搏波、呼吸狀態(tài)和鼾聲等參數(shù)的可穿戴式生理信號(hào)傳感器，傳感器采用藍(lán)牙4. 0技術(shù)實(shí) 現(xiàn)無線通信。
[0010] 2、基于4G的移動(dòng)醫(yī)療通訊模塊 本系統(tǒng)的通信模塊主要實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)功能：①采用藍(lán)牙4. 0技術(shù)與可穿戴式睡眠狀態(tài)監(jiān)測(cè) 傳感器進(jìn)行無線通信，控制各傳感器工作并接受其上傳的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；②采用4G移動(dòng)通信技 術(shù)實(shí)時(shí)傳輸多通道、大數(shù)據(jù)量的睡眠狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)至云端監(jiān)測(cè)與智能診斷系統(tǒng)。
[0011] 3、基于多參數(shù)生理數(shù)據(jù)融合的睡眠狀態(tài)分析技術(shù) 根據(jù)腦電、心電、血氧飽和度、肌電、眼動(dòng)、體溫、口鼻氣流、脈率、脈搏波、呼吸狀態(tài)和鼾 聲等多種參數(shù)，采用基于多小波變換域特征的多模態(tài)數(shù)據(jù)融合算法，綜合評(píng)估患者的睡眠 狀態(tài)，自動(dòng)進(jìn)行睡眠分期。
[0012] 基于發(fā)明要解決的上述技術(shù)問題和要實(shí)現(xiàn)的上述效果，存在若干技術(shù)難點(diǎn)，參見 附圖1，以下分別對(duì)存在的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行解析和實(shí)現(xiàn)。
[0013] 1、技術(shù)難點(diǎn)之一：微負(fù)荷傳感器可靠性\準(zhǔn)確性技術(shù) 參考附圖1，對(duì)于該技術(shù)難點(diǎn)，采用睡眠生理信號(hào)監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)生理/病理狀態(tài)自適應(yīng)識(shí) 別技術(shù)、"多電極補(bǔ)償"、"微負(fù)荷信號(hào)感知補(bǔ)償"、"二次校準(zhǔn)"等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)解決目前微負(fù)荷 傳感器測(cè)量不準(zhǔn)、受外界因素影響致誤差較大的問題；采用自適應(yīng)脈搏波檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)通 過對(duì)脈搏波的強(qiáng)弱及形狀進(jìn)行智能化的自適應(yīng)調(diào)整，解決了因個(gè)體差異導(dǎo)致的測(cè)量不準(zhǔn)問 題，平均偏差值接近OmmHg，標(biāo)準(zhǔn)偏差值由5. OmmHg降至2. OmmHg，從根本上提高了血壓測(cè)量 精準(zhǔn)度。
[0014] 2、技術(shù)難點(diǎn)之二：微弱生理信號(hào)監(jiān)測(cè)技術(shù) 參考附圖1，對(duì)于該技術(shù)難點(diǎn)，針對(duì)系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)傳輸需求，研發(fā)了基于4G網(wǎng)絡(luò)、 WiFi網(wǎng)絡(luò)的傳感器-網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口技術(shù)、智能傳感醫(yī)療終端的自適應(yīng)匹配連接技術(shù)、數(shù)據(jù) 安全性可靠性傳輸與驗(yàn)證技術(shù)，從而建立安全、可靠的多模態(tài)睡眠生理信息傳輸網(wǎng)絡(luò)；采 用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)歸一化技術(shù)解決生理數(shù)據(jù)尺度不統(tǒng)一問題；采用時(shí)-頻混疊信號(hào)的幾何特征 濾波算法，有效濾除生理參數(shù)檢測(cè)的噪聲和干擾，在時(shí)域中設(shè)定特定的非線性濾波器的方 法-幾何特征濾波方法，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為非線性濾波器，省去了通常對(duì)于濾波器頻 率特性的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程，只需對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)系數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，對(duì)于訓(xùn)練方法沒有限 制，結(jié)合BP算法，有效濾除生理參數(shù)檢測(cè)的噪聲和干擾。
[0015] 3、技術(shù)難點(diǎn)之三：多模態(tài)數(shù)據(jù)融合智能分析技術(shù) 參考附圖1，對(duì)于該技術(shù)難點(diǎn)，采用基于小波變換域信號(hào)特征分析與分類、非平穩(wěn)信號(hào) 動(dòng)態(tài)分析、多模態(tài)數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘與預(yù)測(cè)等信號(hào)處理技術(shù)，利用睡眠生理參數(shù)監(jiān)測(cè)，對(duì) 疲勞、心功能、腦功能等機(jī)體健康狀態(tài)做出評(píng)估，預(yù)測(cè)睡眠性呼吸暫停綜合癥、失眠癥及睡 眠相關(guān)神經(jīng)退行性疾病惡性事件的發(fā)生；結(jié)合數(shù)據(jù)庫模式自動(dòng)匹配算法，利用樸素貝葉斯 分類方法對(duì)病患進(jìn)行分類；通過新的相似評(píng)估模型獲取最終匹配結(jié)果，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)診斷 評(píng)估報(bào)告功能。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果： 1、本發(fā)明基于4G移動(dòng)醫(yī)療通訊技術(shù)進(jìn)行多參數(shù)的睡眠監(jiān)測(cè)，可以解決國內(nèi)現(xiàn)有睡眠 監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)參數(shù)的單一性及有線通訊的不便性，并將睡眠監(jiān)測(cè)由傳統(tǒng)的醫(yī)院監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)檫m 合家用的多參數(shù)睡眠障礙監(jiān)測(cè)，減輕了被監(jiān)測(cè)者的心理及生理負(fù)擔(dān)，具有巨大的診斷意義 和市場(chǎng)價(jià)值。
[0017] 2、本發(fā)明能夠攻克制約我國多參數(shù)無線睡眠監(jiān)測(cè)的治療技術(shù)和設(shè)備發(fā)展的多項(xiàng) 關(guān)鍵技術(shù)：多模態(tài)微負(fù)荷可穿戴式生理信號(hào)傳感器的設(shè)計(jì)及制作技術(shù)；超低功耗大數(shù)據(jù)量 睡眠監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無線傳輸技術(shù)；集成人體健康的多項(xiàng)重要生理參數(shù)監(jiān)測(cè)技術(shù)；突發(fā)惡性事件 的預(yù)測(cè)算法。最終形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能的微負(fù)荷睡眠監(jiān)測(cè)與智能診斷系統(tǒng)儀器 研發(fā)及量產(chǎn)能力，對(duì)于推動(dòng)我國睡眠監(jiān)測(cè)診斷水平的提升具有促進(jìn)意義。
[0018] 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(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。 本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。本發(fā)明多處僅僅對(duì)做出改進(jìn)的部 分進(jìn)行描述，而其他未說明部分可以借助本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，亦即未說明部分通過現(xiàn) 有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不進(jìn)行詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0019] 此處所說明的附圖用