CN103919526A - 生物信息管理模块、睡眠监测器以及控制装置 - Google Patents

Abstract

一种生物信息管理模块（12），该生物信息管理模块（12）包括第一获取单元（14）、确定单元（18）、以及生成单元（19）。所述第一获取单元（14）获取在睡眠期间生物体的不同类型的多个生物信息片段。所述确定单元（18）基于所述生物信息片段确定所述生物体的所述状态。当所述确定单元（18）确定所述生物体是在预定状态中时则所述生成单元（19）生成执行指令。所述执行指令使得第一设备（23）执行预定操作。所述第一设备（23）执行关于所述生物体的所述预定操作。

Description

生物信息管理模块、睡眠监测器以及控制装置

本申请是基于2013年1月11日在日本提出的申请号为No.2013-003890的专利申请，该申请的内容通过引用结合于此。 

技术领域

本发明涉及生物信息管理模块、睡眠监测器、以及控制装置，使得第一设备基于从生物体获取的生物信息片段执行关于所述生物体的预定操作。 

背景技术

可以从生物体（例如，人体）上检测到广泛多样的生物信息（包括血压、心电图、和脑电波）。该生物信息包括能够在休息状态和不规律（irregular）状态之间显著地变化的信息，例如血压。在预定状态期间（例如，休息状态和不规律状态）获取和观察该生物信息，促进了健康管理以及允许诊断精确度的改进。因此，已经提出了用于在通过连续地累加脉搏率作为生物信息和将最新的测量的脉搏率与累加的脉搏率进行比较而确定生物体的状态之后测量血压的血压测量设备（见专利文献1）。 

引用列表 

专利文献 

PTL1：JP2005237472A 

发明内容

然而专利文献1中的所述血压测量设备为了确定生物体（livingorganism）的状态需要一段时间脉搏率的检测。因此对象（subject）需要穿 戴所述血压监测设备一段时间直到采集到足够的脉搏率样本，这对于对象来说是不舒服的。另外，当脉搏率达到最大值、最小值、以及过去测量的平均值时，专利文献1的所述血压测量设备执行测量，然而这些时间可能与期望执行测量的生物体的状态不对应。而且，为了适当的血压测量，对象需要以对于心脏的预定高度保持血压测量的位置，例如手臂。由于活动的对象在活动期间不能维持这样的测量姿势（posture），因此血压通常不能被准确地检测。 

鉴于上述问题本发明被构想，并且本发明的目的在于提供一种生物信息管理模块、一种睡眠监测器、以及一种控制装置，所述生物信息管理模块、睡眠监测器、以及控制装置确定生物体是否在预定状态中并且基于所确定的结果驱动设备而不用累加生物信息。 

为了解决上述问题，根据第一方面，一种生物信息管理模块，该生物信息管理模块包括：第一获取单元，该第一获取单元被配置为获取在睡眠期间生物体的多个不同类型的生物信息片段；确定单元，该确定单元被配置为基于在睡眠期间的所述多个生物信息片段确定生物体的状态；以及生成单元，该生成单元被配置为在确定单元确定所述生物体在预定状态中时，基于由所述确定单元确定的所述生物体的所述状态生成执行指令，所述执行指令使得第一设备执行关于所述生物体的预定操作。 

根据第二方面，在生物信息管理模块中，所述生成单元在所述确定单元确定所述生物体的所述状态为不规律状态和休息状态中的至少一者时，优选地生成所述执行指令。 

根据第三方面，一种生物信息管理模块优选地还包括第二获取单元，该第二获取单元被配置为获取基于在所述不规律状态期间所生成的执行指令由所述第一设备测量的第一生物信息和基于在所述休息状态期间所生成的执行指令由所述第一设备测量的第二生物信息，以及所述确定单元优选地基 于所述第一生物信息和所述第二生物信息确定所述生物体中异常的存在。 

根据第四方面，在生物信息管理模块中，所述多个生物信息片段优选地包括所述生物体的身体动作，以及包括所述生物体的心率、脉搏率、和呼吸率中的至少一者。 

根据第五方面，在生物信息管理模块中，连同所述执行指令一起，所述生成单元优选地生成禁止指令，该禁止指令在根据所述执行指令执行所述预定操作之后，禁止预定操作的执行达预定时间周期。 

根据第六方面，在生物信息管理模块中，所述第一获取单元优选地获取所述生物体的姿势作为所述多个生物信息片段的一部分，以及当所述第一获取单元获取所述生物体的所述姿势时，所述生成单元优选地在所述执行指令中包括所述生物体的所述姿势。 

根据第七方面，一种生物信息管理模块优选地还包括输出单元，该输出单元被配置为输出由所述生成单元生成的所述执行指令到所述第一设备，所述第一设备能够从所述生物信息管理模块拆分。 

根据第八方面，一种睡眠监测器包括生物信息管理模块，该生物信息管理模块包括第一获取单元，该第一获取单元被配置为获取在睡眠期间生物体的多个不同类型的生物信息片段；确定单元，该确定单元被配置为基于在睡眠期间的所述多个生物信息片段确定所述生物体的状态；以及生成单元，该生成单元被配置为在所述确定单元确定所述生物体在预定状态中时，基于由所述确定单元确定的所述生物体的所述状态生成执行指令，所述执行指令使得第一设备执行关于所述生物体的预定操作。 

根据第九方面，一种控制装置包括生物信息管理模块，该生物信息管理模块包括第一获取单元，该第一获取单元被配置为获取在睡眠期间生物体的多个不同类型的生物信息片段；确定单元，该确定单元被配置为基于在睡眠期间的所述多个生物信息片段确定所述生物体的状态；以及生成单元，该生 成单元被配置为在所述确定单元确定所述生物体在预定状态中时，基于由所述确定单元确定的所述生物体的所述状态生成执行指令，所述执行指令使得第一设备执行关于所述生物体的预定操作。 

根据本发明，确定生物体是否在预定状态并且基于所确定的结果驱动设备而不用累加生物信息是可能的。 

附图说明

本发明将通过附图在下面进一步被描述，其中： 

图1是按图式地示出了根据本发明实施方式的包括生物信息管理模块的睡眠监测器内部结构的功能性方框图； 

图2是示出了由分析单元计算的在睡眠期间生物体的心率、呼吸率、以及身体动作随时间的变化的曲线图； 

图3是示出了由生物信息管理模块执行的第一生物信息管理过程流程图； 

图4是示出了由生物信息管理模块执行的第二生物信息管理过程流程图；以及 

图5是按图式地示出了合并有生物信息管理模块的控制装置的结构的功能性方框图。 

具体实施方式

通过附图，以下描述本发明的实施方式。 

图1是按图式地示出了根据本发明实施方式的包括生物信息管理模块的睡眠监测器内部结构的功能性方框图。 

睡眠监测器10包括传感器单元11和生物信息管理模块12。 

传感器单元11包括充满流体（例如水或空气）的垫（mat），和用于检 测所述流体压力变化的压力传感器。传感器单元11检测在垫上睡眠的对象（即生物体）的振动。由传感器单元11检测到的振动包括在睡眠期间的生物信息，例如，生物体的心率（脉搏率）、呼吸率、以及身体动作。传感器单元11通知生物信息管理模块12所检测到的振动。 

生物信息管理模块12包括：总线13、第一获取单元14、分析单元15、第一存储单元16、第二存储单元17、确定单元18、生成单元19、外部设备I/F20（输出单元、第二获取单元）、以及显示单元21。 

总线13在第一获取单元14、分析单元15、第一存储单元16、第二存储单元17、确定单元18、生成单元19、外部设备I/F20、以及显示单元21之间传送信息和指令。 

第一获取单元14获取由所述传感器单元11检测到的振动作为在睡眠期间的生物信息片段，其包括在睡眠期间的生物信息（例如，心率、呼吸率、以及身体动作）。所述第一获取单元14从姿势传感器22检测关于生物体的姿势信息。 

分析单元15执行频率分析，例如根据由第一获取单元14所获取的振动而执行频率分析，并且计算生物体的心率、呼吸率、以及身体动作，如图2所示。 

第一存储单元16，例如是ROM并且存储被预先确定的信息，诸如由确定单元18使用的第一阈值至第九阈值。 

第二存储单元17，例如是RAM并且存储被临时保留的信息，诸如由分析单元15计算的生物体的心率、呼吸率、以及身体动作，从外部设备I/F20获取的第一生物信息（biological information）和第二生物信息（如下所述）、以及从姿势传感器22获取的姿势信息（也如下所述）。 

基于如由分析单元15计算的生物体的心率、呼吸率、以及身体动作（睡眠期间的生物信息），确定单元18确定生物体的状态。为了确定该状态，确 定单元18在最近的预定采样时间期间计算心率和呼吸率的变化。所述计算的变化，例如是方差（variance）、标准差、最大值和最小值之间的差异等等。 

当在预定采样时间期间没有检测到身体动作，并且心率或脉搏率的变化不大于第一阈值或者呼吸率的变化不大于第二阈值时，确定单元18确定生物体处于休息状态。当在预定采样时间期间没有检测到身体动作，并且心率或脉搏率的变化是至少第三阈值或呼吸率的变化是至少第四阈值时，确定单元18确定生物体处于突然变化的状态。当在预定采样时间期间检测到身体动作，并且心率或者脉搏率的变化是至少第五阈值或者呼吸率的变化是至少第六阈值时，确定单元18确定生物体处于不规律状态。当在预定采样时间期间检测到身体动作，并且心率或者脉搏率的变化不大于第七阈值或者呼吸率的变化不大于第八阈值时，确定单元18确定生物体处于标准状态。 

在上文描述的由确定单元18所作的确定期间，所述休息状态指的是一种状态，例如在无REM（快速眼动）睡眠期间，在其中生物体在外表上（externally）和精神上（大脑活动方面）都是平静的（calm）。在该状态中，不存在身体动作，并且心率或脉搏率和呼吸率是非常稳定的。所述突然变化的状态指的是一种状态，例如REM睡眠或所谓的睡眠瘫痪症（sleepparalysis），在其中生物体外表上是平静的但是精神上是兴奋的。虽然在该状态中不存在身体动作，但是心率或脉搏率以及呼吸率显示相当大的变化。所述标准状态是对于生物体的典型活动状态。在该状态中，存在身体动作，并且与所述休息状态相比心率或脉搏率以及呼吸率显示变化。所述不规律状态被认为是由于睡眠呼吸暂停综合征（sleep apnea syndrome）或当生物体出现异常时出现的一种状态。在该状态中，存在身体动作，并且心率或脉搏率以及呼吸率有很大变化。 

如下所述，确定单元18基于从第一设备23所获得的第一生物信息和第二生物信息来确定生物体中异常的存在，该第一设备23对于睡眠监测器10 来说是外部的设备。确定单元18将对应于第一生物信息和第二生物信息的值之间的差与第九阈值相比较。当该差值超过该第九阈值时，确定单元18确定生物体存在异常。 

当确定单元18确定生物体处于预定状态，例如休息状态或不规律状态，则生成单元19生成执行指令（instruction）（如下所述）。连同所述执行指令一起，所述生成单元19也生成禁止指令（如下所述）。所述执行指令和所述禁止指令包括指示状态的信息。另外，所述执行指令包括关于生物体的最新的姿势信息。 

外部设备I/F20输出由生成单元19生成的执行指令和禁止指令到第一设备23。换句话说，外部设备I/F20功能为输出单元。外部设备I/F20也获取由第一设备23输出的第一生物信息和第二生物信息（如下所述），并且在第二存储单元17存储这些信息片段。换句话说，外部设备I/F20功能也为第二获取单元。 

显示单元21显示由睡眠监测器10检测到的各种信息。例如，当确定单元18确定生物体是否存在异常时，显示单元21显示该结果。 

姿势传感器22，例如是具有姿势检测功能的照相机。姿势传感器22拍摄生物体的光学图像并与由传感单元11进行的振动检测同步。姿势传感器22在拍摄的生物体图像上执行图像分析（例如，轮廓提取），检测生物体的姿势，并且向第一获取单元14通知作为结果的姿势信息。 

第一设备23是在睡眠监测器10外部的设备（如上所述），并且经由连接器可附着于外部设备I/F20。当附着时，第一设备23可以传送各种信息。第一设备23，例如是可以执行关于生物体的预定操作的血压监测器，针对该生物体传感器单元11检测振动，例如血压测量、测量结果记录、基于测量结果的计算、以及信息转移。基于从外部设备I/F20获取的执行指令，第一设备23执行上述预定操作。如上所述，所述执行指令包括生物体的姿势信 息，因此允许第一设备23标识能够减少测量的精确性的生物体的姿势，例如压紧（compress）第一设备23的姿势。当生物体在该姿势时，第一设备23能够将测量的低可靠性的血压的指示与血压值关联，并且显示和存储指示。 

第一设备23识别包括在执行指令中的生物体的状态并将生物体的状态与通过执行预定操作检测的血压值关联。例如，第一设备23将不规律状态与基于在不规律状态期间发生的执行指令而检测的血压值关联，处理该结果为第一生物信息。另外，第一设备23将休息状态和基于在休息状态期间发生的执行指令而检测的血压值关联，处理该结果为第二生物信息。第一设备23向外部设备I/F20通知所述第一生物信息和所述第二生物信息。 

当第一设备23从外部设备I/F20获取禁止指令时，所述禁止指令在基于执行指令执行预定操作之后禁止预定操作的执行达预定时间周期。在所述预定时间周期期间，第一设备23，例如也被禁止指令禁止响应由第一设备23本身或在睡眠监测器10外部的设备的功能的预定操作引起的执行触发。如上所述，所述禁止指令包括指示生物体的状态的信息，以及用于对不同状态禁止执行的不同预定时间周期。例如，在不规律状态期间所述预定时间周期是3分钟，然而在所述休息状态期间所述预定时间周期是45分钟。 

接着，由生物信息管理模块12执行的第一生物信息管理过程通过参考图3的流程图被描述。基于生物信息片段通过睡眠监测器10的测量的开始，第一生物信息管理过程开始。 

在步骤S100，第一获取单元14从传感器单元11获取生物信息片段并且从姿势传感器22获取姿势信息。分析单元15根据所获得的生物信息片段计算心率、呼吸率、以及身体动作。另外，第二存储单元17存储计算的心率、呼吸率、以及身体动作。基于生物信息的存储，例如心率，过程进行到步骤S101。 

在步骤S101，确定单元18以预定时间从第二存储单元17读取生物信息并且基于所读取的生物信息计算变化。另外，确定单元18基于所计算的变化确定生物体的状态。基于生物体的状态的确定，过程进行到步骤S102。 

在步骤S102，确定单元18确定在步骤S101确定的生物体的状态是否是不规律状态和休息状态中的至少一者。当生物体的状态是这些状态中的一者时，过程进行到步骤S103。当生物体的状态不是这些状态中任何的一者时，过程跳过步骤S103和S104并且进行到步骤S105。 

在步骤S103，生成单元19生成执行指令和禁止指令，所述执行指令和禁止指令包括关于步骤S101确定的状态的信息。基于执行指令和禁止指令的生成，过程进行到步骤S104。 

在步骤S104，外部设备I/F20向第一设备23通知在步骤S103所生成的执行指令和禁止指令。在通知执行指令和禁止指令之后，过程进行到步骤S105。 

在步骤S105，确定生物信息管理模块12的输入单元是否接收到由睡眠监测器10指示暂停测量的输入。当没有接收到指示暂停测量的输入时，过程返回步骤S100。当接收到指示暂停测量的输入时，第一生物信息管理过程终止。 

接着，由生物信息管理模块12执行的第二生物信息管理过程通过参考图4的流程图被描述。当外部设备I/F20从第一设备23获取第一生物信息或第二生物信息时，第二生物信息管理过程开始。 

在步骤S200，第二存储单元17存储所获取的第一生物信息或第二生物信息。基于存储，过程进行到步骤S201。 

在步骤S201，确定单元18确定第二存储单元17目前是否存储了第一生物信息和第二生物信息两者。当这些生物信息片段目前都被存储时，过程进行到步骤S202。当这些生物信息片段的至少一者目前没有被存储时，第 二生物信息管理过程终止。 

在步骤S202，确定单元18计算对应所述第一生物信息和所述第二生物信息的血压值的差值。基于所述差值的计算，过程进行到步骤S203。 

在步骤S203，确定单元18确定在步骤S202计算的差值是否超过第九阈值。当所述差值超过第九阈值时，过程进行到步骤S204。当所述差值等于或小于第九阈值时，第二信息管理过程终止。 

在步骤S204，显示单元21显示生物体处于异常状态。在显示之后，第二生物信息管理过程终止。 

对于上述结构，本发明实施方式的生物信息管理模块允许通过结合关于在睡眠期间生物体的多个生物信息片段来确定生物体的状态。因此，本发明实施方式的生物信息管理模块可以确定生物体的状态并且驱动第一设备而不用累加生物信息。另外，通过结合多个生物信息片段，本发明实施方式的生物信息管理模块与传统方法相比能够以更高的精确度确定生物体的状态，从而允许在生物体的状态的更精确的分类之后而执行预定操作。通过在睡眠期间被使用，本发明实施方式的生物信息管理模块也使对象不受限于在一段时间内需要穿戴第一设备23或者相似的设备，从而减少了所述对象经历的不适。 

由于第一设备23可从生物信息管理模块12拆分，所以本发明实施方式的生物信息管理模块允许外部设备根据使用目的被选择并且被连接到生物信息管理模块12以便使用。在本发明实施方式中，尽管一个第一设备23被连接到生物信息管理模块12，但是多个设备可以被使用。 

通过生成禁止指令，本发明实施方式的生物信息管理模块也可以在预定操作的执行后禁止第一设备23在预定时间周期内再次执行预定操作。例如，如果通过第一设备23的预定操作是生物体身体的压力（strain），该禁止可以减小所述压力。 

另外，本发明实施方式的生物信息管理模块可以基于在不规律状态和休息状态中的血压值确定在生物体中的异常的存在。通过确定单元18确定的不规律状态不是决定性地建立不规律状态，而是仅仅表明异常可能已经在该状态中发生。因此，比较休息状态和不规律状态之间的血压值允许确定异常是否事实上已经发生在生物体中，这种确定比仅仅确定不规律状态有更高的精确度。 

本发明实施方式的生物信息管理模块还可以在执行指令中包括由姿势传感器检测的关于生物体的姿势信息。如上所述，取决于生物体的姿势，预定过程的执行可能不适当。由于第一设备23被通知所述姿势信息，因此第一设备23，例如，可以根据姿势信息确定是否执行预定过程或改变预定过程的设置。 

尽管本发明已经通过实施方式参考附图被描述，但应该注意的是各种变化和修改对本领域技术人员是显而易见的。因此，所述变化和修改将被理解为包括在本发明的范围内。 

例如，在本发明实施方式中，第一获取单元14获取包括生物体的心率、呼吸率、和身体动作的振动作为生物信息片段，但是生物信息片段还可以包括其它生物信息。例如，从生物体能获得的各种信息可以被使用，如脉搏波、体重、体温、心电图、脑电波、光学地检测血糖水平，以及生物体内的气体。 

在本发明实施方式中，第一设备23是测量血压的血压监测器，但是测量不同生物信息的设备可以被使用。例如，所述设备可以测量从生物体能获得的各种信息，例如脉搏率、心率、呼吸率、脉搏波、体重、体温、心电图、脑电波、光学地检测血糖水平、以及生物体内的气体。然而，所述设备测量生物信息是必要的，而不是被用作上述生物信息片段的生物信息。此外，在在本发明实施方式中，第一设备23是测量生物信息（血压）的设备，而作为测量生物信息的替代，所述设备可以向生物体提供医疗等。例如，当不规 律状态是睡眠呼吸暂停综合症时，所述设备可以通过向对象穿戴的CPAP供气来向生物体提供医疗。 

在本发明实施方式中，生物信息管理模块12被合并到睡眠监测器10中。然而如图5所示，生物信息管理模块12例如可以被构造为控制装置25，该控制装置25从多个传感器24获取生物信息片段并且输出执行指令到第一设备23。 

在本发明实施方式中，第一设备23可从生物信息管理模块12拆分而可替换地可以形成为集成装置的一部分。 

在本发明实施方式中，确定单元18使用心率和呼吸率的变化确定生物体的状态，而可替换地心率和呼吸率可以被直接地使用来确定生物体的状态。例如，生物体的状态可以通过将所述心率和所述呼吸率与阈值比较而确定。使用该结构，生物体的状态可以使用生物信息的平均值或移动平均值，以及通过使用各种计算方法（例如累积法）而确定。 

在本发明实施方式中，姿势传感器22基于生物体的拍摄图像而检测姿势，而通过另一方法检测姿势的设备可以被用作姿势传感器22。例如，姿势可以使用倾角传感器（inclination sensor），或者通过使用多个压力检测器并且观察生物体的压力分布被检测。 

附图标记说明 

10：睡眠监测器 

11：传感器单元 

12：生物信息管理模块 

13：总线 

14：第一获取单元 

15：分析单元 

16：第一存储单元 

17：第二存储单元 

18：确定单元 

19：生成单元 

20：外部设备I/F 

21：显示单元 

22：姿势传感器 

23：第一设备 

24：传感器 

25：控制装置。 

Claims (9)

1.一种生物信息管理模块，其特征在于，该生物信息管理模块包括：

第一获取单元，该第一获取单元被配置为获取在睡眠期间生物体的多个不同类型的生物信息片段；

确定单元，该确定单元被配置为基于在睡眠期间的所述多个生物信息片段确定所述生物体的状态；以及

生成单元，该生成单元被配置为在所述确定单元确定所述生物体在预定状态中时，基于由所述确定单元确定的所述生物体的所述状态生成执行指令，所述执行指令使得第一设备执行关于所述生物体的预定操作。

2.根据权利要求1所述的生物信息管理模块，其特征在于，所述生成单元在所述确定单元确定所述生物体的所述状态为不规律状态和休息状态中的至少一者时，生成所述执行指令。

3.根据权利要求2所述的生物信息管理模块，其特征在于，该生物信息管理模块还包括：

第二获取单元，该第二获取单元被配置为获取基于在所述不规律状态期间所生成的执行指令由所述第一设备测量的第一生物信息和基于在所述休息状态期间所生成的执行指令由所述第一设备测量的第二生物信息，其中

所述确定单元基于所述第一生物信息和所述第二生物信息确定所述生物体中异常的存在。

4.根据权利要求1所述的生物信息管理模块，其特征在于，所述多个生物信息片段包括所述生物体的身体动作以及包括所述生物体的心率、脉搏率、和呼吸率中的至少一者。

5.根据权利要求1所述的生物信息管理模块，其特征在于，连同执行指令一起，所述生成单元生成禁止指令，该禁止指令在根据所述执行指令执行所述预定操作之后，禁止所述预定操作的执行达预定时间周期。

6.根据权利要求1所述的生物信息管理模块，其特征在于，所述第一获取单元获取所述生物体的姿势作为所述多个生物信息片段的一部分，以及当所述第一获取单元获取所述生物体的所述姿势时，所述生成单元在所述执行指令中包括所述生物体的所述姿势。

7.根据权利要求1所述的生物信息管理模块，其特征在于，该生物信息管理模块还包括：

输出单元，该输出单元被配置为输出由所述生成单元生成的所述执行指令到所述第一设备，所述第一设备能够从所述生物信息管理模块拆分。

8.一种睡眠监测器，其特征在于，该睡眠监测器包括根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的生物信息管理模块。

9.一种控制装置，其特征在于，该控制装置包括根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的生物信息管理模块。