CN103284727B - 睡眠监测方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种睡眠监测方法与装置，其中所述方法包括：采集步骤，用于采集卧具支撑部压力变化信号；计算步骤，利用采集的压力变化信号，计算被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间；以及储存步骤，用于储存计算的被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间。按照本发明实施例的睡眠监测方法与装置，通过监测卧具支撑部位压力变化来监测睡眠者动作情况，从而据此可分析睡眠者睡眠情况，改变了以往需要与被监测对象接触才能实现睡眠监测的状况。

Description

睡眠监测方法与装置

技术领域

本发明涉及一种监测方法与装置，尤其是涉及一种睡眠监测方法与装置。

背景技术

了解和掌握个人的睡眠状况，不仅有助于睡眠障碍患者准确地向医生提供自己的睡眠状况信息，便于医生进行对症医疗；而且，也有助于普通人及时了解自己睡眠状况的异常变化，以便于尽早调整或治疗。

目前，常用的睡眠监测装置有多导睡眠图仪（PSG），通过采集睡眠者脑电和呼吸等多种信号，来分析确定睡眠状况。此外，还有一些其他睡眠监测仪器，通过采集睡眠者的心率、血氧含量等参数，或者通过佩戴在睡眠者肢体上的运动传感器，如加速度传感器，来监测睡眠期间的动作，从而分析确定睡眠状况。然而，目前的这些睡眠监测仪器不仅成本高、使用不便，更主要的是它们都需要与被监测对象进行物理接触，才能采集到分析所需的各项数据。但是，这种物理接触不仅会使绝大多数被监测对象睡眠时的心理状态发生变化，甚至于还可能会使其生理状态发生变化，从而导致检测结果与实际状况不一致。

因此，需要有一种睡眠监测方法和装置，能够不与被监测对象接触的情况下，实现睡眠状况的监测。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单、使用方便、且成本低的睡眠监测方法和装置，在不与被监测对象接触的情况下，实现睡眠期间身体动作的监测。为了实现这一目的，本发明所采取的技术方案如下。

按照本发明实施例的第一方面，提供一种睡眠监测方法，包括：采集步骤，用于采集卧具支撑部压力变化信号；计算步骤，利用采集的压力变化信号，计算被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间；以及储存步骤，用于储存计算的被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间。

可选地是，按照一个实施例，所述的睡眠监测方法还包括放大步骤，用于放大采集的压力变化信号。

可选地是，按照再一个实施例，所述的睡眠监测方法还包括变换步骤，用于对采集的压力变化信号进行模数变换。

可选地是，按照另一个实施例，所述的睡眠监测方法还包括显示步骤，响应用户指令，显示储存的被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间。

可选地是，按照又一个实施例，所述的睡眠监测方法还包括激活步骤，用于在第一预定时间段内检测到一定的压力变化后，激活睡眠监测过程。

可选地是，按照再又一个实施例，所述的睡眠监测方法还包括报警步骤，用于在睡眠监测过程中在第二预定时间段内检测到卧具为空时，进行报警。按照本发明实施例的第二方面，提供一种睡眠监测装置，包括：采集单元，用于采集卧具支撑部压力变化信号；控制单元，配置成利用采集的压力变化信号，计算被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间；以及储存单元，用于储存计算的被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间。

可选地是，按照一个实施例，所述的睡眠监测装置还包括放大单元，用于放大采集的压力变化信号。

可选地是，按照再一个实施例，所述的睡眠监测装置还包括变换单元，用于对采集的压力变化信号进行模数变换。

可选地是，按照另一个实施例，所述的睡眠监测装置还包括显示单元，响应用户指令，显示储存的被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间。

可选地是，按照又一个实施例，所述的睡眠监测装置还包括报警单元，用于在睡眠监测过程中在第二预定时间段内检测到卧具为空时，进行报警。

优选地是，按照一个实施例，所述控制单元配置成在第一预定时间段内检测到一定的压力变化后，激活睡眠监测装置。

可选地是，按照再另一个实施例，所述控制单元配置成每隔预定时间测量并记录被监测睡眠者的体重。

可选地是，按照另一个实施例，所述采集单元包括至少一个压电传感器。

可选地是，按照再一个实施例，所述采集单元包括至少一个由同一块板构成的片状压力传感器，其进一步包括：支撑部；承载部；应变部；以及附加在所述应变部上的应变计。可选地是，所述压力传感器为圆形、椭圆形、或方形，其周缘为支撑部，中心部为承载部，连接中心部与周缘的梁为应变部。

优选地是，按照一个实施例，所述片状压力传感器包括保护罩，套接在所述压力传感器之外，且至少与所述应变部相对应的保护罩部分是柔性的。

按照本发明实施例的睡眠监测方法与装置，通过监测卧具支撑部位压力变化来监测睡眠者动作情况，从而据此可分析睡眠者睡眠情况，改变了以往需要与被监测对象接触才能实现睡眠监测的状况。

下面将结合附图并通过具体的实施例对本发明进行进一步说明，其中相同或相似的部件采用相同的标号表示，而且为了说明，附图并没有严格按比例绘制。

附图说明

图1是按照本发明一个实施例的睡眠监测方法的示意性流程图；

图2至图4是按照不同实施例的由一块金属板制成的轮廓基本为圆形的片状压力传感器；

图5是按照另一个实施例的由同一块金属板制成的形状基本为方形的片状压力传感器；

图6是按照另一个实施例的加装保护套的片状压力传感器的剖视图；

图7是按照本发明一个实施例的睡眠监测装置的示意性结构框图。

具体实施方式

按照本发明实施例的睡眠监测方法与装置，利用设置在卧具（例如床）的受力支撑部位的压力传感器，来检测睡眠者身体动作的次数、幅度和持续时间，进而可以分析其睡眠情况。

如图1所示，是按照本发明一个实施例的睡眠监测方法的示意性流程图，包括采集步骤102、计算步骤108、以及储存步骤110。在其他实施例中，还可选地包括激活步骤100、放大步骤104、转换步骤106、报警步骤112、和/或显示步骤114。下面分别对其进行具体描述。

适用于本发明实施例的压力传感器包括但不限于石英晶体制作的压电传感器，但在一个实施例中，优选地采用由同一块板（例如包括但不限于金属板）制成的片状压力传感器，其具体包括：支撑部，承载部，应变部，以及附加在所述应变部上的应变计。这种传感器可以制成多种形状，例如圆形、椭圆形、或方形等，以适用于例如床腿的横截面形状或床垫某部位的形状等。

图2至图4是按照不同实施例的由一块金属板制成的片状压力传感器，轮廓基本为圆形；图5是按照另一个实施例的由同一块金属板制成的片状压力传感器，其形状基本为方形，但其中相对的两侧做成了圆弧形状。这几种传感器的周缘为支撑部200，中心部为承载部202，连接中心部与周缘的应变梁为应变部204，应变梁呈辐射状均匀分布；图中所示的应变梁分别为2、3、4个，但在其他实施例中还可以根据需要将应变梁设计为其他不同的个数。应变计（图中未示出）分别粘贴在应变部204上，其中支撑部200与承载部202的受力面不在同一个平面上而有一定距离，如图6所示。

此外，在另一个实施例中，还可以给图2至5所示的这种传感器加上保护罩。如图6的剖视图所示，保护罩206包括上下两部分，其形状与传感器外形相适应，便于套接在所述压力传感器之外，但至少与所述应变部204相对应的保护罩部分是柔性的，且最好是保护罩与应变部之间具有间隙，从而不会对应变部的形变产生影响。该保护罩可以把整个传感器密封保护起来，以便防潮。其中外侧的辅助件208用来紧固保护罩。

利用上述压力传感器，通过将其设置在适于感受睡眠者在卧具上动作时压力变化的位置，例如床垫下等，但在一个实施例中优选地为床的四个支撑脚下，来采集压力变化信号（步骤102）。将压力传感器置于床的支撑脚下之后，传感器会有一个输出值，显然，可以将该值置为基准点。在被监测者上床休息之后，传感器又会有一个稳定的输出值，四个传感器检测的压力增加量之和等于一个稳定的数值，即被监测睡眠者的体重，通过定期记录和保存该数值，可以对用户体重进行监测。据此，可以设定一个预定的时间段（第一预定时间段），例如2-10分钟左右，当传感器在该预定时间段内一直输出稳定数值时，可以利用该信号启动工作，激活睡眠监测过程（步骤100）。

根据传感器与计算单元接口需要，在一个实施例中，还可以对压力传感器的输出信号先进行放大（步骤104），例如进行常用的电压放大，然后将放大后的信号变换成数字信号（步骤106）。这种放大和模数变换对本领域普通技术人员来说是容易实现的，在此不进行详述。

当被监测者在睡眠过程中动作时（例如翻身），四个传感器的输出即会发生变化，并在被监测者动作结束时传感器输出又会重新达到稳定。在一个实施例中，可以将绝对值变化最大的传感器输出变化值确定为被监测者该次动作的幅度，通过计算传感器输出值从稳定-变化-稳定经历的时间确定为该次动作的持续时间，通过对传感器输出值的变化次数进行计数即可得到被监测者动作的次数（步骤108）。上述计算结果可以保存起来（步骤110），当用户或医生等有关人员需要查看时，可以按照用户指令在显示器上进行显示（步骤114）。

另外，当传感器在第二预定时间段（例如包括但不限于10分钟）为空载时，即检测到卧具上没有人时，可通过声音、闪光、电话等方式进行报警（步骤112）。这样，可以在独居老人半夜起床上厕所摔倒等情况发生时，及时进行有效救济。

每个人在睡觉时，处于睡眠状态与处于清醒状态身体动作的情况是不同的，因此利用按照本实施例方法计算的动作次数、幅度和持续时间，可以分析确定被监测者睡眠情况。其中可以采用一般人睡眠时动作的次数、幅度和持续时间作为基准，对照按照本实施例方法计算的动作次数、幅度和持续时间，来分析睡眠情况外；此外，还可以针对每一个用户，采用按照本实施例的方法，通过大量数据的统计、平均、分析得出该用户正常睡眠时动作次数、幅度和持续时间，作为分析其睡眠情况的基准值。

在此需要注意的是，上述步骤虽然是按照次序描述的，但该次序并不构成对本发明方法的限制。显然，其中的一些步骤的次序可以变化，例如放大步骤与转换步骤，报警步骤与计算步骤、储存步骤、显示步骤等。

如图7所示，是按照本发明一个实施例的睡眠监测装置的示意性结构框图，包括：采集单元700，控制单元706和存储单元708。在其他实施例中，还可选地包括：放大单元702，转换单元704，报警单元710，和/或显示单元712。

其中采集单元700具体包括至少一个上面所述的压电传感器或片状压力传感器，数量可根据卧具的形状以及放置的部位确定。例如，如果放置在床的四个支撑腿下与地面之间，可放置四个传感器；如果放置在床垫下，则可以按照床的大小按照m×n的阵列来放置。放大单元702和转换单元704可以采用普通的放大电路和模数转换电路来实现，只要能够对采集的压力变化信号进行放大和模数转换，就可适用于此。

控制单元706基本作用是利用采集的压力变化信号，计算被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间，此时相当于一个计算单元。控制单元706包括但不限于MCU、DSP、CPU、PLC等，甚至还可选用计算机等。于是，可配置控制单元706，使得按照一个实施例的睡眠监测装置在第一预定时间段内检测到一定的压力变化后，即检测到卧具上睡有人时，激活睡眠监测装置进行工作。另外，报警单元710包括扬声器、灯光、和/或与通信网络的接口装置，可通过配置控制单元706，使得在睡眠监测过程中在第二预定时间段内检测到压力为空时，即检测到卧具上没有人时，进行声音、灯光报警，或者拨叫电话报警。

储存单元708包括但不限于EEPROM、闪存或者硬盘驱动器等，用于储存计算的被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间，以便于调用。显示单元712可以采用液晶显示屏或其它显示器来实现，在控制单元706的控制下，响应用户指令，显示储存的被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间。此外，控制单元706还可配置成每隔预定时间，包括但不限于每天、每周或每月一次，利用压力传感器在第一预定时间段内采集的数值，计算并记录被监测睡眠者的体重，以实现对用户体重变化情况的监测。

以上通过具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等，例如将上述实施例中的一个步骤或单元分为两个或更多个步骤或单元来实现，或者相反，将上述实施例中的两个或更多个步骤或单元的功能放在一个步骤或单元中来实现。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语，例如“第一”、“第二”等等，并不是限制，仅仅是为了便于描述。此外，以上多处所述的“一个实施例”、“另一个实施例”等等表示不同的实施例，当然也可以将其全部或部分结合在一个实施例中。

Claims (15)

1.一种睡眠监测方法，其特征在于，包括：

激活步骤，用于在第一预定时间段内检测到一定的压力变化后，由控制单元激活睡眠监测过程;

采集步骤，用于采集卧具支撑部压力变化信号；

计算步骤，利用采集的压力变化信号，计算被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间；以及

储存步骤，用于储存计算的被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间。

2.如权利要求1所述的睡眠监测方法，其特征在于，还包括：

放大步骤，用于放大采集的压力变化信号。

3.如权利要求1所述的睡眠监测方法，其特征在于，还包括：

变换步骤，用于对采集的压力变化信号进行模数变换。

4.如权利要求1所述的睡眠监测方法，其特征在于，还包括：

显示步骤，响应用户指令，显示储存的被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间。

5.如权利要求1所述的睡眠监测方法，其特征在于，还包括：

报警步骤，用于在睡眠监测过程中在第二预定时间段内检测到卧具为空时，进行报警。

6.一种睡眠监测装置，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集卧具支撑部压力变化信号；

控制单元，配置成利用采集的压力变化信号，计算被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间；所述控制单元还配置成在第一预定时间段内检测到一定的压力变化后，激活睡眠监测装置；以及

储存单元，用于储存计算的被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间。

7.如权利要求6所述的睡眠监测装置，其特征在于，还包括：

放大单元，用于放大采集的压力变化信号。

8.如权利要求6所述的睡眠监测装置，其特征在于，还包括：

变换单元，用于对采集的压力变化信号进行模数变换。

9.如权利要求6所述的睡眠监测装置，其特征在于，还包括：

显示单元，响应用户指令，显示储存的被监测睡眠者动作的次数、幅度和持续时间。

10.如权利要求6所述的睡眠监测装置，其特征在于，还包括：

报警单元，用于在睡眠监测过程中在第二预定时间段内检测到卧具为空时，进行报警。

11.如权利要求6所述的睡眠监测装置，其特征在于：所述控制单元还配置成每隔预定时间测量并记录被监测睡眠者的体重。

12.如权利要求6所述的睡眠监测装置，其特征在于：所述采集单元包括至少一个压电传感器。

13.如权利要求6所述的睡眠监测装置，其特征在于，所述采集单元包括至少一个由同一块板构成的片状压力传感器，其进一步包括：

支撑部；

承载部；

应变部；以及

附加在所述应变部上的应变计。

14.如权利要求13所述的睡眠监测装置，其特征在于：所述压力传感器为圆形、椭圆形、或方形，其周缘为支撑部，中心部为承载部，连接中心部与周缘的梁为应变部。

15.如权利要求13所述的睡眠监测装置，其特征在于，还包括：

保护罩，套接在所述压力传感器之外，且至少与所述应变部相对应的保护罩部分是柔性的。