CN106491079A - 睡眠监测装置、睡眠监测方法及睡眠监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种睡眠监测装置、睡眠监测方法及睡眠监测系统。睡眠监测装置包含动脉声纹撷取单元和处理单元。动脉声纹撷取单元用以撷取生物体的动脉声纹信号。处理单元用以处理动脉声纹信号，以依据动脉声纹信号来得到生物体的睡眠信息。本发明的睡眠监测装置可降低硬件成本与简化操作，同时也可减少患者在进行睡眠监测时的异物感而影响睡眠，进而增加监测准确度以及使用体验。

Description

睡眠监测装置、睡眠监测方法及睡眠监测系统

技术领域

本发明涉及一种睡眠监测装置、睡眠监测方法及睡眠监测系统。

背景技术

随着现代的生活压力的增大，患有睡眠障碍的患者逐日增多。睡眠相关的症状包含例如失眠、睡眠不足、不宁腿症候群(restless leg syndrome)、睡眠呼吸中止症(Obstructive Sleep Apnea；OSA)等。对于睡眠障碍的详细诊断，需透过医学检测仪器监测患者的睡眠情形来进行。目前对于睡眠的监测系使用睡眠多项生理检查仪(Polysomnography；PSG)来进行，其是借由监测例如患者的脑波、心电图、呼吸气流、肌电图和眼电图等，接着再借由这些资料来诊断睡眠相关的症状。然而，睡眠多项生理检查仪需要监测患者多个生理资料，故其硬件成本较高且操作也较复杂，同时也会增加患者进行睡眠监测时的异物感而造成患者难以入眠，导致监测准确度降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种睡眠监测装置、睡眠监测方法及睡眠监测系统，其透过动脉声纹信号来得到睡眠信息，故可降低硬件成本与简化操作。此外，本发明也可减少患者在进行睡眠监测时的异物感而影响睡眠，进而增加监测准确度以及使用体验。

根据上述目的，本发明提供一种睡眠监测装置，此睡眠监测装置用以监测生物体的睡眠情形，且此睡眠监测装置包含动脉声纹撷取单元和处理单元。动脉声纹撷取单元用以撷取生物体的动脉声纹信号。处理单元用以处理动脉声纹信号，以依据动脉声纹信号来得到生物体的睡眠信息。

依据本发明的一些实施例，上述睡眠监测装置还包含环境参数控制单元，此环境参数控制单元用以依据睡眠信息来调整生物体所处环境的至少一个环境参数。

依据本发明的又一些实施例，上述动脉声纹撷取单元是微型麦克风或拾音器(pick-up)。

依据本发明的又一些实施例，上述睡眠信息包含生物体的睡前生理信息、睡眠过程生理信息或睡后生理信息。

依据本发明的又一些实施例，上述睡眠监测装置是穿戴式装置或贴片式装置。

依据本发明的又一些实施例，上述睡眠监测装置还包含通信单元，此通信单元用以与外部通信装置通信连接，且此通信单元将动脉声纹信号或睡眠信息传输至外部通信装置。

根据上述目的，本发明另提供一种睡眠监测方法，此睡眠监测方法用以监测生物体的睡眠情形，且此睡眠监测方法包含：撷取生物体的动脉声纹信号；以及处理动脉声纹信号，以依据动脉声纹信号来得到生物体的睡眠信息。

根据上述目的，本发明另提供一种睡眠监测系统，此睡眠监测系统用以监测生物体的睡眠情形，且此睡眠监测系统包含侦测模块和计算模块。侦测模块用以配戴至生物体的一部位，且侦测模块包含动脉声纹撷取单元和第一通信单元。动脉声纹撷取单元用以撷取生物体的动脉声纹信号。第一通信单元用以传输动脉声纹信号。计算模块用以与侦测模块通信连接，且计算模块包含第二通信单元和处理单元。第二通信单元用以从第一通信单元接收动脉声纹信号。处理单元用以处理动脉声纹信号，以依据动脉声纹信号来得到生物体的睡眠信息。

依据本发明的又一些实施例，上述睡眠监测系统还包含生理检测单元，此生理检测单元用以取得生物体的至少一个生理特征，使得处理单元依据动脉声纹信号和生理特征来得到睡眠信息。

依据本发明的又一些实施例，上述睡眠监测系统还包含环境侦测单元，此环境侦测单元用以取得生物体所处环境的至少一个环境参数，使得处理单元依据动脉声纹信号和环境参数来得到睡眠信息。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的一种睡眠监测装置、睡眠监测方法及睡眠监测系统，其透过动脉声纹信号来得到睡眠信息，故可降低硬件成本与简化操作。此外，本发明也可减少患者在进行睡眠监测时的异物感而影响睡眠，进而增加监测准确度以及使用体验。

附图说明

为了更完整了解实施例及其优点，现参照结合所附图式所做的下列描述，其中：

图1至图6是绘示依据本发明一些实施例的睡眠监测装置的示意图；

图7是绘示依据本发明一些实施例的睡眠监测方法的流程图；

图8至图10是绘示依据本发明一些实施例的睡眠监测系统的示意图；

图11是绘示依据本发明一些实施例的侦测模块的示意图；

图12是绘示依据本发明一些实施例的计算模块的示意图；

图13是绘示依据本发明一些实施例的侦测模块的示意图；以及

图14与图15是绘示依据本发明一些实施例的睡眠监测系统的示意图。

具体实施方式

以下仔细讨论本发明的实施例。然而，可以理解的是，实施例提供许多可应用的发明概念，其可实施于各式各样的特定内容中。所讨论的特定实施例仅供说明，并非用以限定本发明的范围。

请参照图1，图1是绘示依据一些实施例的睡眠监测装置100的示意图。睡眠监测装置100用以监测生物体的睡眠情形，且其包含动脉声纹撷取单元110和处理单元120。动脉声纹撷取单元110用以撷取生物体的动脉声纹信号。以下实施例以人体为例来说明，而应注意的是，本发明的实施例也可应用至其它生物体，例如狗、猫、牛等，而不局限于人体。动脉声纹撷取单元110可以是微型麦克风、拾音器(pick-up)或是其它可收集声学信号的装置。处理单元120耦接至动脉声纹撷取单元110，且其接收动脉声纹信号并对动脉声纹信号进行处理，以依据动脉声纹信号来得到人体的睡眠信息。睡眠信息可包含睡前生理信息、睡眠过程生理信息或睡后生理信息等，但不限于此。在一些实施例中，处理单元120还可将睡眠信息转换为睡眠品质信息，并可将此睡眠品质信息储存至记忆单元(图未绘示)中。

详细而言，动脉声纹信号反映出心跳频率、心脏功率以及动态血压变化。处理单元120将时间域(time domain)的动脉声纹信号转换为频率域(frequencydomain)的转换信号，此转换信号反映出血液流经各器官后的共振情形。处理单元120可利用例如傅立叶转换(Fourier Transform)或希尔伯特转换(Hilbert Transform)等转换方式来将动脉声纹信号转换为频率域的转换信号，但不限于此。由于血液循环系统为封闭循环系统，故在血液循环系统上的任何一个地方产生变化，会使得人体各器官的共振现象对应产生改变。此外，在睡眠过程中，各器官的共振现象也会因所处睡眠阶段的不同而有所差异。因此，处理单元120可对动脉声纹信号和转换信号进行信号分析处理，进而得到人体的睡眠信息。

在一些实施例中，睡眠监测装置100还可包含通信单元。如图2所示，睡眠监测装置100包含动脉声纹撷取单元110、处理单元120和通信单元130，其中通信单元130可用以与外部通信装置PC通信连接，且将经由动脉声纹撷取单元110所撷取的动脉声纹信号和/或经由处理单元120处理动脉声纹信号后所得到的睡眠信息传输至外部通信装置PC(例如电脑或手持装置等)，使得外部通信装置PC可对应显示或记录动脉声纹信号或是睡眠信息，以便利医师或医检师等专业医事人员进行相关分析。通信单元130与外部通信装置PC的连线方式可以是透过例如双绞线或USB等有线传输方式，或是透过例如蓝牙(Bluetooth)或无线射频辨识(radio frequency identification；RFID)等无线传输方式，但不限于此。

睡眠监测装置100可以是穿戴式装置、贴片式装置、或是植入式装置等，但不限于此。若是睡眠监测装置100为穿戴式装置，则睡眠监测装置100可用以配戴至人体的一部位上，例如手腕、手臂、脚踝、胸部或腰部等，但不限于此。若是睡眠监测装置100为贴片式装置，则睡眠监测装置100可用以贴附至人体的一部位上，例如手臂、腹部、颈部、胸部或头部等，但不限于此。若是睡眠监测装置100为植入式装置，则睡眠监测装置100可透过例如注射等侵入方式植入至人体的一部位中，例如手腕、手臂、头部或背部等，但不限于此。

在睡眠监测装置100为穿戴式装置或贴片式装置的实施例中，睡眠监测装置100还可包含显示单元。如图3所示，睡眠监测装置100包含动脉声纹撷取单元110、处理单元120和显示单元140，其中显示单元140可用以显示经由动脉声纹撷取单元110所撷取的动脉声纹信号和/或经由处理单元120处理动脉声纹信号后所得到的睡眠信息。在一些实施例中，显示单元140为可挠式显示面板，以节省睡眠监测装置100的穿戴或贴附空间。透过图3的睡眠监测装置100，可让专业医事人员即时观看动脉声纹信号或睡眠信息，以便利即时了解患者的睡眠情况。

此外，在睡眠监测装置100为穿戴式装置或贴片式装置的实施例中，睡眠监测装置100还可包含动脉侦测器。如图4所示，睡眠监测装置100包含动脉声纹撷取单元110、处理单元120和动脉侦测器150，其中动脉侦测器150用以决定人体中对应动脉声纹信号的检测位置，使得患者可对应调整睡眠监测装置100在人体的穿戴位置或贴附位置。如此一来，所撷取到的动脉声纹信号可更为精确。

在一些实施例中，睡眠监测装置100还可包含环境参数控制单元。如图5所示，睡眠监测装置100包含动脉声纹撷取单元110、处理单元120和环境参数控制单元160，其中环境参数控制单元160可用以依据由处理单元120所得到的睡眠信息来调整人体所处环境的环境参数，例如光照度、温度、湿度、背景声音等，但不限于此。举例而言，环境参数控制单元160可借由有线或无线传输方式与空调设备连线，接着再借由传输控制信号至空调设备，以达成对温度和/或湿度的调整。如此一来，医师或睡眠技师等专业医事人员可根据对环境参数的调整来进行相关分析及研究。此外，睡眠监测装置100也可即时依据睡眠信息对应调整环境参数，进而提升人体的睡眠品质。

在一些实施例中，睡眠监测装置100还可包含环境侦测单元。如图6所示，睡眠监测装置100包含动脉声纹撷取单元110、处理单元120和环境侦测单元170。环境侦测单元170用以取得人体所处环境的环境参数，例如背景光线强度、温度、湿度或背景声音强度等，但不限于此。处理单元120可依据动脉声纹撷取单元110所撷取的动脉声纹信号和环境侦测单元170所取得的环境参数来得到睡眠信息。对应环境参数的种类，环境侦测单元170可以是光感测器、温度感测器、湿度感测器或声音感测器等，但不限于此。

图7是绘示依据本发明一些实施例的睡眠监测方法700的流程图。在睡眠监测方法700中，首先进行步骤710，撷取生物体的动脉声纹信号。动脉声纹信号可借由例如微型麦克风、拾音器或是其它可收集声学信号的装置来得到。在一些实施例中，可在进行步骤710之前先决定生物体中对应动脉声纹信号的检测位置，使得所撷取到的动脉声纹信号更为精确。接着，进行步骤720，处理动脉声纹信号，以依据动脉声纹信号来得到生物体的睡眠信息。睡眠信息包含生物体的睡前生理信息、睡眠过程生理信息或睡后生理信息等，但不限于此。另外，在一些实施例中，睡眠监测方法700还可包含取得生物体的生理特征或侦测生物体所处环境的环境参数，接着依据动脉声纹信号及生理特征或环境参数来得到睡眠信息。此外，睡眠监测方法700还可包含显示动脉声纹信号或睡眠信息，使得专业医事人员可即时依据所显示的动脉声纹信号或睡眠信息进行相关分析。

请参照图8，图8是绘示依据一些实施例的睡眠监测系统800的示意图。睡眠监测系统800用以监测生物体的睡眠情形，且其包含侦测模块800A和计算模块800B。侦测模块800A可以是穿戴式装置、贴片式装置、或是植入式装置等，但不限于此。若是侦测模块800A为穿戴式装置，则侦测模块800A可用以配戴至人体的一部位上，例如手腕、手臂、脚踝、胸部或腰部等，但不限于此。若是侦测模块800A为贴片式装置，则侦测模块800A可用以贴附至人体的一部位上，例如手臂、腹部、颈部、胸部或头部等，但不限于此。若是侦测模块800A为植入式装置，则侦测模块800A可透过例如注射等侵入方式植入至人体的一部位中，例如手腕、手臂、头部或背部等，但不限于此。计算模块800B用以与侦测模块800A通信连接。计算模块800B可以是例如电脑或手持装置等，但不限于此。

侦测模块800A包含动脉声纹撷取单元810和第一通信单元820，而计算模块800B包含第二通信单元830和处理单元840。动脉声纹撷取单元810用以撷取生物体的动脉声纹信号。同样地，以下实施例以人体为例来说明，但本发明的实施例也可应用至其它生物体，而不局限于人体。动脉声纹撷取单元810可以是微型麦克风、拾音器或是其它可收集声学信号的装置。第一通信单元820耦接至动脉声纹撷取单元810，其用以与计算模块800B的第二通信单元830通信连接，且将经由动脉声纹撷取单元810所撷取的动脉声纹信号传输至第二通信单元830。第一通信单元820与第二通信单元830的连线方式可以是透过例如双绞线或USB等有线传输方式，或是透过例如蓝牙或无线射频辨识等无线传输方式，但不限于此。第二通信单元830将从第一通信单元820接收到的动脉声纹信号传输至处理单元840。处理单元840对动脉声纹信号进行处理，以依据动脉声纹信号来得到生物体的睡眠信息。睡眠信息可包含睡前生理信息、睡眠过程生理信息或睡后生理信息等，但不限于此。

在一些实施例中，睡眠监测系统800的计算模块800B还可包含显示单元。如图9所示，计算模块800B包含第二通信单元830、处理单元840和显示单元850，其中显示单元850可用以显示经由第二通信单元830所接收的动脉声纹信号和/或经由处理单元840处理动脉声纹信号后所得到的睡眠信息。透过图9的睡眠监测系统800，可让专业医事人员即时观看动脉声纹信号或睡眠信息，以便利即时了解患者的睡眠情况。

在睡眠监测系统800的侦测模块800A为穿戴式装置或贴片式装置的实施例中，侦测模块800A还可包含显示单元。如图10所示，侦测模块800A包含动脉声纹撷取单元810、第一通信单元820和显示单元850’，其中显示单元850’可用以显示经由动脉声纹撷取单元810所撷取的动脉声纹信号。或者，经由处理单元840处理动脉声纹信号后所得到的睡眠信息可透过第二通信单元830传输至第一通信单元820，接着再传输至显示单元850’，以由显示单元850’显示睡眠信息。在一些实施例中，显示单元850’为可挠式显示面板，以节省侦测模块800A的穿戴或贴附空间。

此外，在睡眠监测系统800的侦测模块800A为穿戴式装置或贴片式装置的实施例中，侦测模块800A还可包含动脉侦测器。如图11所示，侦测模块800A包含动脉声纹撷取单元810、第一通信单元820和动脉侦测器860，其中动脉侦测器860用以决定人体中对应动脉声纹信号的检测位置，使得患者可对应调整侦测模块800A在人体的穿戴位置或贴附位置。如此一来，所撷取到的动脉声纹信号可更为精确。

在一些实施例中，睡眠监测系统800的计算模块800B还可包含环境参数控制单元。如图12所示，计算模块800B包含第二通信单元830、处理单元840和环境参数控制单元870，其中环境参数控制单元870可用以依据由处理单元840所得到的睡眠信息来调整人体所处环境的环境参数，例如光照度、温度、湿度、背景噪音等，但不限于此。举例而言，环境参数控制单元870可经由第二通信单元830或是借由有线或无线传输方式与空调设备通信连接，接着再借由传输控制信号至空调设备，以达成对温度和/或湿度的调整。如此一来，医师或睡眠技师等专业医事人员可根据对环境参数的调整来进行相关分析及研究。此外，睡眠监测系统800也可即时依据睡眠信息对应调整环境参数，进而提升人体的睡眠品质。

另外，在一些实施例中，睡眠监测系统800的侦测模块800A还可包含环境参数控制单元。如图13所示，侦测模块800A包含动脉声纹撷取单元810、第一通信单元820和环境参数控制单元870’，其中环境参数控制单元870’可用以依据由第一通信单元820所接收到的睡眠信息来调整人体所处环境的环境参数，例如光照度、温度、湿度、背景噪音等，但不限于此。举例而言，环境参数控制单元870’可经由第一通信单元820或是借由有线或无线传输方式与空调设备通信连接，接着再借由传输控制信号至空调设备，以达成对温度和/或湿度的调整。如此一来，医师或睡眠技师等专业医事人员可根据对环境参数的调整来进行相关分析及研究。此外，睡眠监测系统800也可即时依据睡眠信息对应调整环境参数，进而提升人体的睡眠品质。

在一些实施例中，睡眠监测系统800还可包含生理检测单元。如图14所示，睡眠监测系统800包含侦测模块800A、计算模块800B和生理检测单元880。生理检测单元880用以取得生物体的生理特征，例如脑波、心脏电位、肌肉电位、眼睛动作、血氧浓度、血压值、呼吸气流、部位动作(例如胸、腹、手、脚等)或鼾声强度等，但不限于此。在一些实施例中，生理检测单元880可透过有线或无线传输方式与计算模块800B的第二通信单元830通信连接，且将生物体的生理特征传输至计算模块800B的处理单元840。处理单元840可依据动脉声纹撷取单元810所撷取的动脉声纹信号和生理检测单元880所取得的生理特征来得到睡眠信息。对应生理特征的种类，生理检测单元880可以是脑波图仪(Electroencephalography；EEG)、心电图仪(Electrocardiography；ECG)、肌电图仪(Electromyography；EMG)、眼电图仪(Electrooculography；EOG)、血氧浓度感测器、血压侦测器、呼吸气流感测器、动作侦测器或鼾声感测器等，但不限于此。

在一些实施例中，睡眠监测系统800还可包含环境侦测单元。如图15所示，睡眠监测系统800包含侦测模块800A、计算模块800B和和环境侦测单元890。环境侦测单元170用以取得人体所处环境的环境参数，例如背景光线强度、温度、湿度或背景声音强度等，但不限于此。在一些实施例中，环境侦测单元890可透过有线或无线传输方式与计算模块800B的第二通信单元830通信连接，且将环境参数传输至计算模块800B的处理单元840。处理单元840可依据动脉声纹撷取单元810所撷取的动脉声纹信号和环境侦测单元890所取得的环境参数来得到睡眠信息。对应环境参数的种类，环境侦测单元890可以是光感测器、温度感测器、湿度感测器或声音感测器等，但不限于此。

相较于现有使用脑波监测的方式来进行对患者的睡眠监测，本发明所提供的睡眠监测装置、方法及系统是透过动脉声纹信号来得到睡眠信息，故可降低硬件成本与简化操作。此外，本发明也可减少患者在进行睡眠监测时的异物感而影响睡眠，进而增加监测准确度以及使用体验。

虽然本发明已经以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种睡眠监测装置，用以监测生物体的睡眠情形，其特征在于，所述睡眠监测装置包含：

动脉声纹撷取单元，其用以撷取所述生物体的动脉声纹信号；以及

处理单元，其用以处理所述动脉声纹信号，以依据所述动脉声纹信号来得到所述生物体的睡眠信息。

2.如权利要求1所述的睡眠监测装置，其特征在于，所述睡眠监测装置还包含环境参数控制单元，所述环境参数控制单元用以依据所述睡眠信息来调整所述生物体所处环境的至少一个环境参数。

3.如权利要求1所述的睡眠监测装置，其特征在于，所述动脉声纹撷取单元是微型麦克风或拾音器。

4.如权利要求1所述的睡眠监测装置，其特征在于，所述睡眠信息包含所述生物体的睡前生理信息、睡眠过程生理信息或睡后生理信息。

5.如权利要求1所述的睡眠监测装置，其特征在于，所述睡眠监测装置是穿戴式装置或贴片式装置。

6.如权利要求1所述的睡眠监测装置，其特征在于，所述睡眠监测装置还包含：

通信单元，其用以与外部通信装置通信连接，且将所述动脉声纹信号或所述睡眠信息传输至所述外部通信装置。

7.一种睡眠监测方法，用以监测生物体的睡眠情形，其特征在于，所述睡眠监测方法包含：

撷取所述生物体的动脉声纹信号；以及

处理所述动脉声纹信号，以依据所述动脉声纹信号来得到所述生物体的睡眠信息。

8.一种睡眠监测系统，用以监测生物体的睡眠情形，其特征在于，所述睡眠监测系统包含：

侦测模块，其用以配戴至生物体的一部位，所述侦测模块包含：

动脉声纹撷取单元，其用以撷取所述生物体的动脉声纹信号；以及

第一通信单元，其用以传输所述动脉声纹信号；以及

计算模块，其用以与所述侦测模块通信连接，所述计算模块包含：

第二通信单元，其用以从所述第一通信单元接收所述动脉声纹信号；以及

处理单元，其用以处理所述动脉声纹信号，以依据所述动脉声纹信号来得到所述生物体的睡眠信息。

9.如权利要求8所述的睡眠监测系统，其特征在于，所述睡眠监测系统还包含生理检测单元，所述生理检测单元用以取得所述生物体的至少一个生理特征，使得所述处理单元依据所述动脉声纹信号和所述生理特征来得到所述睡眠信息。

10.如权利要求8所述的睡眠监测系统，其特征在于，所述睡眠监测系统还包含环境侦测单元，所述环境侦测单元用以取得所述生物体所处环境的至少一个环境参数，使得所述处理单元依据所述动脉声纹信号和所述环境参数来得到所述睡眠信息。