CN113171112B - 一种带数据库的枕高调节系统及所述数据库的建立方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带数据库的枕高调节系统及所述数据库的建立方法。现有枕体高度无法进行针对性调节，影响使用体验。本发明包括数据库、肌电检测组件、气压调节组件、感应带、枕体以及处理器，处理器先从数据库内筛选与用户匹配的控制数据组，再通过实时肌电参数来与控制数据组内的控制参数进行比对，以此通过气压调节组件对气囊层高度进行实时调节，并获得与用户清醒状态和睡眠状态分别对应的清醒适宜高度和睡眠适宜高度。利用数据库内控制数据组来对枕体进行精细化控制，使得枕体能根据用户的差异化需求进行精确调节，确保用户在清醒状态和睡眠状态均能具有较好的颈椎曲度，提升睡眠质量，提升舒适性。

Description

一种带数据库的枕高调节系统及所述数据库的建立方法
技术领域
本发明涉及卧具领域，具体涉及一种枕高调节系统。
背景技术
枕头是维持头颈正常位置的主要工具。使用者能通过选择适宜高度的枕头来维持头颈段的生理曲线，既保证颈椎外在肌肉平衡，防止肌肉拉伤而发生落枕的情况，又保持了椎管内血管通常，防止因血管被挤压的情况。具体地，当枕头过低时，头颈势必过度后仰，前凸曲度加大，使椎体前方的肌肉和韧带过度紧张，时间长了会出现肌肉疲劳，甚至引起慢性损伤；枕头过高时，头颈过度前屈，则颈椎后方的肌群与韧带易引起劳损，同时椎管硬膜囊后壁被拉紧，脊髓前移，并对脊髓造成压迫，久而久之，会加速颈椎的退行性变，破坏了颈椎的自然生理形态和平衡。
为此，针对不同个体对枕头高度需求差异性较大的问题，现有的枕头通过安装可充放气的气囊实现高度和硬度调节。但现有枕头在使用时存在以下不足：1.气囊的充放气方式为内置的大众化决定方案，不能根据用户的个性化需求进行调整，导致其无法与用户需求精确匹配，降低舒适性；2.用户个体的颈椎曲度在站立、平躺放松、入睡三种状态下存在差异，导致用户处于不同状态下对枕头的高度有差异化的需求，而现有枕头无法对处于不同状态的用户提供精确的高度调节功能；3.现有气囊常见为单个的块状气囊，当充气量较大时，气囊表面弧度增大，受力面积减小，导致颈椎承受更大更集中的力，容易造成头颈过度前屈。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种带数据库的枕高调节系统及所述数据库的建立方法，
本发明通过以下方式实现：一种带数据库的枕高调节系统，包括数据库、肌电检测组件、气压调节组件、感应带、枕体以及处理器。
数据库，存储有若干与各目标群体逐一对应的控制数据组，并为处理器控制气压调节组件提供控制参数，所述控制数据组包括基础分群信息、分别与用户仰躺姿态和侧躺姿态分别对应的仰躺单元组和侧躺单元组，所述仰躺单元组和侧躺单元组汇总形成与该目标群体对应的控制数据组，所述仰躺单元组和侧躺单元组均包括与该目标群体对应的颈椎曲度标准差SDcc-st、清醒适宜高度APAmx、清醒适宜比值PerPAmx、清醒比值标准差SDPer、肌电权重参数β、肌电修正参数ω、睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-st、睡眠适宜比值Per’PAmx以及睡眠比值标准差SD’Per。
肌电检测组件，对用户的肌电进行实时监测，并向处理器输送实时肌电参数EMG实时。
气压调节组件，对气囊内气压进行调节，实现气囊高度调节。
感应带，用于监测用户睡姿，并为处理器提供睡姿信息。
枕体，包括叠置的缓冲层和气囊层，通过对气囊层充放气实现枕体高度调节。
处理器，处理器根据基础分群信息以及来自感应带的睡姿信息从数据库内筛选出对应的控制数据组，并结合来自肌电检测组件的实时肌电参数对气囊高度进行调节。
气压调节组件通过对气囊层进行气压调节，由此通过调节气囊层高度来调节枕体高度，满足用户对枕体高度和硬度的差异化要求。
在使用时，处理器先从数据库内筛选与用户匹配的控制数据组，再通过实时肌电参数来与控制数据组内的控制参数进行比对，以此通过气压调节组件对气囊层高度进行实时调节，并获得与用户清醒状态和睡眠状态分别对应的清醒适宜高度P清醒适宜和睡眠适宜高度P睡眠适宜。
利用数据库内与各目标群体对应的控制数据组来对枕体进行针对性的精细化控制，使得枕体能根据用户的差异化需求进行精确调节，确保用户在清醒状态和睡眠状态均能具有较好的颈椎曲度，提升睡眠质量，保证舒眠健康，防止因头颈部肌肉长期受力而发生落枕的情况，提升舒适性。
由于属于同一目标群体的用户具有相似的颈椎曲度，使得同一目标群体具有相同的枕高要求，所以，通过预先对属于同一目标群体的检测样本进行数据采集，有效省去对用户数据采集的过程，进而缩短用户使用系统前准备工序，既能通过现有的数据库快速获取与用户匹配的控制数据组，还能为用户提供舒适的体验。
作为优选，所述枕高调节系统通过以下步骤实现运行：
第一步，用户向枕高调节系统提供基础分群信息，处理器通过基础分群信息在数据库内筛选出与用户匹配的控制数据组，并将气囊高度调整至清醒适宜高度APAmx；通过基础分群信息来将用户归类至对应的目标群体内，并将气囊高度调节至清醒适宜高度APAmx，使得枕体高度与用户所需高度相近似，通过减少修正量来缩短后期修正时长，提升使用体验。
第二步，用户躺卧至床垫上，处理器通过肌电检测组件采集用户的实时肌电参数EMG实时，利用用户的实时肌电参数EMG实时为后续计算实手臂力量参数PA实时以及实时适宜比值Per实时提供数据支持；通过感应带采集用户的躺卧姿态信息，通过躺卧姿态信息来选用仰躺单元组或侧躺单元组，通过感知用户躺卧姿势来选择仰躺单元组或侧躺单元组，确保枕体高度满足用户不同躺卧姿态的要求。
第三步，处理器将实时肌电参数代入公式PA实时＝EMG实时*β+ω，并依次计算获得时实手臂力量参数PA实时以及实时适宜比值Per实时，为后续修正气囊高度提供数据支持。
第四步，用户入睡前，枕体通过对气囊层充放气来调节枕体高度，具体地，当PerPAmx-1.96*SDper≥Per实时时，则枕体高度降低一个颈椎曲度标准差SDcc-st，当Per实时≥PerPAmx+1.96*SDPer时，则枕体高度上升一个颈椎曲度标准差SDcc-s，直至Per实时稳定在PerPAmx±1.96*SDper内，此时的枕体高度为清醒适宜高度P清醒适宜，通过对实时适宜比值Per实时的数值大小进行判定，并以此为依据对气囊高度进行调节，使得实时适宜比值Per实时能稳定地维持在对应的范围内，以此说明使用者获得舒适支撑。
第五步，用户入睡后，枕体会在P清醒适宜的高度基础上进而再次调整，具体地，具体地，当Per’PAmx-1.96*SD’Per≥Per实时时，则枕体高度降低一个睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-st，当Per实时≥Per’PAmx+1.96*SD’Pe时，则枕体高度上升一个睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-s，直至Per实时稳定在Per’PAmx±1.96*SD’Per内，此时的枕体高度为睡眠适宜高度P睡眠适宜。让用户进入睡眠状态时，随着用户颈椎曲度的变化而会对枕体高度的要求也会产生变化，通过调节枕体高度来使得实时适宜比值Per实时维持在对应的范围内，确保使用者的头颈部肌肉在睡眠时不会发生损伤，进而提升睡眠质量。
作为优选，所述基础分群信息包括身高、体重、年龄、颈椎曲度等，通过增加基础分群信息的种类来提升目标群体的划分精度，进而确保用户能在数据库内获得与其对枕高要求相似的控制数据组。
一种所述数据库的建立方法，通过以下方式形成数据库：
第一步，通过基础分群信息对检测样本进行分群处理，使得各组目标群体包括至少一个检测样本，通过增加各目标群体内的检测样本数量来提升对应控制数据组的数据可靠性，进而使得控制数据组内的数据更能满足对应用户的实际需求，提升支撑舒适性，减小修正量。
第二步，对同一目标群体内各检测样本处于站立状态时的颈椎曲度进行测量，获得颈椎曲度CCST-N，从中获得最小颈椎曲度CCST-mi和最大颈椎曲度CCST-mx，并计算获得与该目标群体对应的颈椎曲度平均值和颈椎曲度标准差SDcc-st，其中，N为检测样本编号，设定枕体的高度为P，气囊层的高度为A，缓冲层的高度为P’，且P＝A+P’，在建立数据库的过程中，对气囊层进行充放气调节，使得参数P满足CCST-mi+A≤P≤A+CCST-mx的要求。通过对同一目标群体内的颈椎曲度进行各类统计计算，并为后续计算提供数据支撑，确保枕体高度与各检测样本的颈椎曲度数据相关联，进而保证枕体高度调节能使得用户获得较好的支撑，并维持正常的颈椎曲度，确保睡眠健康。
第三步，将枕体高度设定为颈椎曲度CCST-N，对处于躺卧在枕体上的检测样本进行手臂力量参数PAbas测量，并在完成手臂力量参数测量后通过测量获得头颈部肌电参数。当枕体高度与对应检测样本的颈椎曲度相同时，检测样本的手臂力量较弱，由于各检测样本自身的身体状态不一致，各检测样本在同一状态下采集自身的手臂力量参数PAbas以及对应的头颈部肌电参数，并以此作为基础值来进行修正调节，通过减小修正量来提升修正效率。
第四步，将枕体高度逐级降低，每次降低幅度为SDcc-st，并重新测定对应的手臂力量参数和头颈部肌电参数，直至A＜SDcc-st或手臂力量参数小于PAbas时为止，由此形成由多组对应的枕体高度P、手臂力量参数PA以及头颈部肌电参数EMG形成参考数据组，将参考数据组内最大的手臂力量参数设定为PAmx，并将与其对应的枕体高度设定为清醒适宜高度APAmx和清醒适宜肌电EMGPAmx，并计算获得清醒适宜比值PerPAmx，通过计算获得同一目标群体内各检测样本清醒适宜比值PerPAmx的清醒比值标准差SDPer。通过逐次降低枕体高度来观察手臂力量参数和头颈部肌电参数的变化，直至获得手臂力量参数小于PAbas时，说明此时的枕体高度开始偏移预设调节方向，并给检测对象带来不适感。当头颈部肌肉获得有效支撑并能有效放松时能获得最大的手臂力量参数，由此获得与最大手臂力量参数PAmx对应的清醒适宜高度APAmx和清醒适宜肌电EMGPAmx，检测样本获得高度为清醒适宜高度APAmx的枕体支撑时清醒适宜肌电EMGPAmx被有效放松，才能展现出最大的手臂力量参数。
第五步，将参考数据组内的数据代入公式PA＝EMG*β+ω，计算获得肌电权重参数β和肌电修正参数ω。参数PA和EMG可以用第四步内获得的手臂力量参数和对应的头颈部肌电参数代入，以此计算获得肌电权重参数β和肌电修正参数ω，为系统使用提供数据支持。
第六步，将气囊层的高度调节至APAmx，检测样本进入睡眠状态，肌电检测组件对检测样本进行实时检测，并获得实时肌电参数，通过将实时肌电参数代入公式PA＝EMG*β+ω中，以此计算获得实时手臂力量参数以及实时清醒适宜比值Per’PAmx，当PerPAmx-1.96*SDPAmx≤Per’PAmx≤PerPAmx+1.96*SDPAmx时，则气囊层高度降低SDcc-，直至Per’PAmx稳定维持在PerPAmx±1.96*SDPAmx的范围内且实时肌电参数小于1，并将此时的气囊层高度设定为睡眠适宜高度A’PAmx。在使用时，通过实时清醒适宜比值Per’PAmx的变化来判定是否调节枕体高度，使得实时清醒适宜比值Per’PAmx能被稳定地维持在对应的范围内且实时肌电参数小于1，由此获得睡眠适宜高度A’PAmx。
第七步，先将气囊层高度调整至睡眠适宜高度A’PAmx，对检测样本进行整晚检测，获得检测样本整晚的微觉醒次数B1和翻身次数C1，再将气囊层高度调整至清醒适宜高度APAmx，对检测样本进行整晚检测，获得检测样本整晚的微觉醒次数B2和翻身次数C2，通过计算获得各检测样本的调节改善度。通过对睡眠适宜高度A’PAmx进行验证，具体地，检测样本通过分别使用高度为睡眠适宜高度A’PAmx和清醒适宜高度APAmx的枕体来获得整晚的微觉醒次数和翻身次数，并以此获得调节改善度。
第八步，将调节改善度大于70％的检测样本汇总形成该目标群体内的精准小群体，对精准小群体内各检测样本的清醒适宜比值进行累加平均计算获得睡眠适宜比值Per’PAmx，对精准小群体内检测样本的清醒适宜比例进行标准差计算获得睡眠比值标准差SD’Per，对精准小群体内检测样本的颈椎曲度进行标准差计算获得睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-s；同一目标群体内的各检测样本具有头颈部肌肉与枕体过度间的敏感性差异，将调节改善度作为评判标准来筛选出敏感性高的检测样本，并形成获取睡眠单元组数据的精准小群体，为用户提供更准确的数据支持。以调节改善度为依据筛选出与枕体高度敏感性高的检测样本，并以此组成精准小群体，以精准小群体范围，计算睡眠适宜比值Per’PAmx、睡眠比值标准差SD’Per和睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-s，由此形成与该目标群体对应的睡眠单元组。
第九步，检测样本分别以仰躺姿态和侧躺姿态实施第四步至第十步，并分别获仰躺单元组和侧躺单元组，所述仰躺单元组和侧躺单元组汇总形成与该目标群体对应的控制数据组，所述仰躺单元组和侧躺单元组均包括与该目标群体对应的颈椎曲度标准差SDcc-st、清醒适宜高度APAmx、清醒适宜比值PerPAmx、清醒比值标准差SDPer、肌电权重参数β、肌电修正参数ω、睡眠颈椎曲度标准差SD’cc、睡眠适宜比值Per’PAmx以及睡眠比值标准差SD’Per。检测样本以不同的躺卧姿态进行试验并采集形成仰躺单元组和侧躺单元组，以使数据库能为处于不同躺卧姿态的用户提供对应的数据。
第十步，将各目标群体对应的控制数据组汇总形成所述数据库。
由于枕体高度会影响使用者头颈部肌肉的放松程度，而头颈部肌肉的放松程度会通过该肌肉的肌电数据表现出来，所以，通过采集检测样本头颈部肌肉的肌电数据来判断对应枕体高度是否能给检测样本带来舒适的支撑体验，进而获得与该目标群体对应的控制数据组，为用户使用系统提供便利。
作为优选，通过对处于躺卧姿态检测样本的摆臂力度以及对应的头颈部肌电进行测量，以此获得手臂力量参数和肌电参数，测试时，在获得手臂力量参数并放下手臂3秒后对头颈部肌肉进行测量，以此获得肌电参数。在统一的方法下进行手臂力量测试，以此获得具有可比较性的手臂力量参数。
作为优选，通过公式
Figure BDA0003015812800000071
计算颈椎曲度标准差SDcc-s；或者，通过公式
Figure BDA0003015812800000081
计算清醒比值标准差SDPer；或者，通过公式
Figure BDA0003015812800000082
计算睡眠比值标准差SD’Per，其中，M为精准小群体内检测样本数量；或者，通过公式
Figure BDA0003015812800000083
计算睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-st，其中，CCST-M为精准小群体内各检测样本对应的颈椎曲度，M为精准小群体内检测样本数量。
作为优选，通过公式PerPAmx＝PAmx/EMGPAmx计算清醒适宜比值PerPAmx。清醒适宜比值PerPAmx与EMGPAmx和PAmx相关联。
作为优选，在睡眠过程中，α波和θ波出现频率大于16HZ且持续3秒以上的脑电波时，则判定为出现一次微觉醒；或者，通过感应带监测记录检测样本的翻身次数。
本发明的突出有益效果：利用数据库内与各目标群体对应的控制数据组来对枕体进行针对性的精细化控制，使得枕体能根据用户的差异化需求进行精确调节，确保用户在清醒状态和睡眠状态均能具有较好的颈椎曲度，提升睡眠质量，保证舒眠健康，防止因头颈部肌肉长期受力而发生落枕的情况，提升舒适性。此外，由于枕体高度会影响使用者头颈部肌肉的放松程度，而头颈部肌肉的放松程度会通过该肌肉的肌电数据表现出来，所以，通过采集检测样本头颈部肌肉的肌电数据来判断对应枕体高度是否能给检测样本带来舒适的支撑体验，进而获得与该目标群体对应的控制数据组，为用户使用系统提供便利。
具体实施方式
下面结合说明书和具体实施方式对本发明的实质性特点作进一步的说明。
本发明所述的一种带数据库的枕高调节系统，由数据库、肌电检测组件、气压调节组件、感应带、枕体以及处理器组成。
数据库，存储有若干与各目标群体逐一对应的控制数据组，并为处理器控制气压调节组件提供控制参数，所述控制数据组包括基础分群信息、分别与用户仰躺姿态和侧躺姿态分别对应的仰躺单元组和侧躺单元组，所述仰躺单元组和侧躺单元组汇总形成与该目标群体对应的控制数据组，所述仰躺单元组和侧躺单元组均包括与该目标群体对应的颈椎曲度标准差SDcc-s、清醒适宜高度APAmx、清醒适宜比值PerPAmx、清醒比值标准差SDPe、肌电权重参数β、肌电修正参数ω、睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-st、睡眠适宜比值Per’PAmx以及睡眠比值标准差SD’Pe；
肌电检测组件，对用户的肌电进行实时监测，并向处理器输送实时肌电参数EMG实时；
气压调节组件，对气囊内气压进行调节，实现气囊高度调节；
感应带，用于监测用户睡姿，并为处理器提供睡姿信息；
枕体，包括叠置的缓冲层和气囊层，通过对气囊层充放气实现枕体高度调节；
处理器，处理器根据基础分群信息以及来自感应带的睡姿信息从数据库内筛选出对应的控制数据组，并结合来自肌电检测组件的实时肌电参数对气囊高度进行调节；
在使用时，处理器先从数据库内筛选与用户匹配的控制数据组，再通过实时肌电参数来与控制数据组内的控制参数进行比对，以此通过气压调节组件对气囊层高度进行实时调节，并获得与用户清醒状态和睡眠状态分别对应的清醒适宜高度P清醒适宜和睡眠适宜高度P睡眠适宜。通过先期形成数据库来为用户提供与其相似的控制数据组，既能为用户提供舒适体验，还能通过减小用户实际所需数据与控制数据组件差异来减小修正量，进而方便系统尽快获得用户实际所需数据，通过缩短修正时长来使得用户尽快获得舒适体验。
具体地，所述枕高调节系统通过以下步骤实现运行：
第一步，用户向枕高调节系统提供基础分群信息，处理器通过基础分群信息在数据库内筛选出与用户匹配的控制数据组，并将气囊高度调整至清醒适宜高度APAmx。
第二步，用户躺卧至床垫上，处理器通过肌电检测组件采集用户的实时肌电参数EMG实时，通过感应带采集用户的躺卧姿态信息，通过躺卧姿态信息来选用仰躺单元组或侧躺单元组。
第三步，处理器将实时肌电参数代入公式PA实时＝EMG实时*β+ω，并依次计算获得时实手臂力量参数PA实时以及实时适宜比值Per实时。
第四步，用户入睡前，枕体通过对气囊层充放气来调节枕体高度，具体地，当PerPAmx-1.96*SDper≥Per实时时，则枕体高度降低一个颈椎曲度标准差SDcc-st，当Per实时≥PerPAmx+1.96*SDPer时，则枕体高度上升一个颈椎曲度标准差SDcc-st，直至Per实时稳定在PerPAmx±1.96*SDper内，此时的枕体高度为清醒适宜高度P清醒适宜。Per实时的数值与实时手臂力量参数以及实时头颈部肌电参数相关联，利用Per实时作为参考依据来判定实时头颈部肌电参数是否处于较小值，进而判定用户的头颈部肌肉是否处于放松状态，为判定枕体高度是否能为用户提供舒适支撑提供依据。在实施时，系统根据Per实时的数值与对应范围间的大小关系来对枕体高度进行调节，且单次调节的幅度均为一个颈椎曲度标准差SDcc-st，既有效提升调节精度，还防止因过度调节而导致使用者无法获得合理支撑的情况。
第五步，用户入睡后，枕体会在P清醒适宜的高度基础上进而再次调整，具体地，具体地，当Per’PAmx-1.96*SD’Per≥Per实时时，则枕体高度降低一个睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-st，当Per实时≥Per’PAmx+1.96*SD’Per时，则枕体高度上升一个睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-st，直至Per实时稳定在Per’PAmx±1.96*SD’Per内，此时的枕体高度为睡眠适宜高度P睡眠适宜。实施方式与第四步相同，对比范围变为Per’PAmx±1.96*SD’Per，调节的幅度变为一个睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-s，由此说的适宜用户睡眠状态的睡眠适宜高度P睡眠适宜。
在实际操作中，所述基础分群信息包括身高、体重、年龄、颈椎曲度，此外，具体参数还可以根据需要进行增减调整，以使各检测样本能被划分至更精细的目标群体内，以提升控制数据组与用户所需参数间具有更小的差别，均应视为本发明的具体实施例。
在实际操作中，所述数据库通过以下方法建立：
第一步，通过基础分群信息对检测样本进行分群处理，使得各组目标群体包括至少一个检测样本。
具体地，各组目标群体内的检测样本数量至少为100个，以此消除个别极端数据对控制数据组准确性的影响。
第二步，对同一目标群体内各检测样本处于站立状态时的颈椎曲度进行测量，获得颈椎曲度CCST-N，从中获得最小颈椎曲度CCST-mi和最大颈椎曲度CCST-m，并计算获得与该目标群体对应的颈椎曲度平均值和颈椎曲度标准差SDcc-s，其中，N为检测样本编号，设定枕体的高度为P，气囊层的高度为A，缓冲层的高度为P’，且P＝A+P’，在建立数据库的过程中，对气囊层进行充放气调节，使得参数P满足CCST-m+A≤P≤A+CCST-m的要求。
具体地，所述气囊层的高度可以通过充放气操作进行调节，缓冲层的高度会根据材质选定而固定不变，且在不同检测样本躺卧时存在差异化的形变量。
具体地，参数P满足CCST-mi+A≤P≤A+CCST-mx的要求，保证缓冲层能通过自身形变与检测样本的颈椎部匹配贴合，既确保检测样本不会因对缓冲层实施较大压力而发生将缓冲层压扁并直接向气囊层施力的情况，还确保缓冲层能通过自身形变使得其顶面与检测样本的颈椎部匹配贴合。
具体地，通过公式
Figure BDA0003015812800000111
计算颈椎曲度标准差SDcc-st。
第三步，将枕体高度设定为颈椎曲度CCST-N，对处于躺卧在枕体上的检测样本进行手臂力量参数PAbas测量，并在完成手臂力量参数测量后通过测量获得头颈部肌电参数。
具体地，将枕体高度设置为各检测样本的颈椎曲度CCST-N，使得枕体顶面能与检测样本的头颈部匹配贴合，通过测量此时的手臂力量参数PAbas来作为后续测量获得的手臂力量参数提供参考。
第四步，将枕体高度逐级降低，每次降低幅度为sDcc-st，并重新测定对应的手臂力量参数和头颈部肌电参数，直至A＜SDcc-s或手臂力量参数小于PAbas时为止，由此形成由多组对应的枕体高度P、手臂力量参数PA以及头颈部肌电参数EMG形成参考数据组，将参考数据组内最大的手臂力量参数设定为PAmx，并将与其对应的枕体高度设定为清醒适宜高度APAmx和清醒适宜肌电EMGPAmx，并计算获得清醒适宜比值PerPAmx，通过计算获得同一目标群体内各检测样本清醒适宜比值PerPAmx的清醒比值标准差SDPer。
具体地，以颈椎曲度标准差SDcc-s为单位变化量，对检测样本在躺卧于各高度级别枕体上的手臂力量参数和头颈部肌电参数进行采集，并以此获得与各高度级别对应的手臂力量参数、头颈部肌电参数以及清醒适宜比例。当检测样本的头颈部肌肉最放松时，对应的手臂力量参数也最大，通过筛选与最大手臂力量参数对应的枕体高度作为清醒适宜高度APAmx，并设定对应的头颈部肌电参数为清醒适宜肌电EMGPAmx，通过公式PerPAmx＝PAmx/EMGPAmx计算清醒适宜比值PerPAmx，为后续判定枕体高度与头颈部肌肉放松程度间关联性提供参考依据。
具体地，通过公式
Figure BDA0003015812800000121
计算清醒比值标准差SDPe。
第五步，将参考数据组内的数据代入公式PA＝EMG*β+ω，计算获得肌电权重参数β和肌电修正参数ω。
具体地，通过计算获得肌电权重参数β和肌电修正参数ω后，能方便用户通过检测头颈部肌电参数来反向计算此时的手臂力量参数，无需用户进行摆臂测量，确保睡眠品质。
第六步，将气囊层的高度调节至APAmx，检测样本进入睡眠状态，肌电检测组件对检测样本进行实时检测，并获得实时肌电参数，通过将实时肌电参数代入公式PA＝EMG*β+ω中，以此计算获得实时手臂力量参数以及实时清醒适宜比值Per’PAmx，当PerPAmx-1.96*SDPAmx≤Per’PAmx≤PerPAmx+1.96*SDPAmx时，则气囊层高度降低SDcc-st，直至Per’PAmx稳定维持在PerPAmx±1.96*SDPAmx的范围内且实时肌电参数小于1，并将此时的气囊层高度设定为睡眠适宜高度A’PAmx。
具体地，SDPAmx是对同一目标群体内各检测样本的PAmx进行标准差计算获得的参数。
第七步，先将气囊层高度调整至睡眠适宜高度A’PAmx，对检测样本进行整晚检测，获得检测样本整晚的微觉醒次数B1和翻身次数C1，再将气囊层高度调整至清醒适宜高度APAmx，对检测样本进行整晚检测，获得检测样本整晚的微觉醒次数B2和翻身次数C2，通过计算获得各检测样本的调节改善度。
具体地，调节改善度＝(B2-B1)/B2，或者，调节改善度＝(C2-C1)/C2，用于表示枕体高度由清醒适宜高度APAmx调整至睡眠适宜高度A’PAmx后，睡眠质量的改善程度。当微觉醒次数或翻身次数较多时，则说明用户睡眠品质欠佳，反之，当微觉醒次数或翻身次数较少时，则说明用户睡眠品质较好。
第八步，将调节改善度大于70％的检测样本汇总形成该目标群体内的精准小群体，对精准小群体内各检测样本的清醒适宜比值进行累加平均计算获得睡眠适宜比值Per’PAmx，对精准小群体内检测样本的清醒适宜比例进行标准差计算获得睡眠比值标准差SD’Per，对精准小群体内检测样本的颈椎曲度进行标准差计算获得睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-s。
具体地，当调节改善度较大时，说明该检测样本对枕体高度调节较为敏感，且能通过枕体高度调节来获得较好的睡眠品质改善效果。将这类检测样本集中形成精准小群体，并利用该精准小群体对应的数据来计算获得睡眠单元组，为用户提供睡眠状态下的初始数据，有效减小修正量。
具体地，通过公式
Figure BDA0003015812800000141
计算睡眠比值标准差SD’Per，其中，M为精准小群体内检测样本数量。
具体地，通过公式
Figure BDA0003015812800000142
计算睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-s，其中，CCST-M为精准小群体内各检测样本对应的颈椎曲度，M为精准小群体内检测样本数量。
第九步，检测样本分别以仰躺姿态和侧躺姿态实施第四步至第十步，并分别获仰躺单元组和侧躺单元组，所述仰躺单元组和侧躺单元组汇总形成与该目标群体对应的控制数据组，所述仰躺单元组和侧躺单元组均包括与该目标群体对应的颈椎曲度标准差SDcc-st、清醒适宜高度APAmx、清醒适宜比值PerPAmx、清醒比值标准差SDPe、肌电权重参数β、肌电修正参数ω、睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-s、睡眠适宜比值Per’PAmx以及睡眠比值标准差SD’Per。
具体地，在实际运用系统时，处理器会通过用户实时的躺卧姿势来选用对应控制数据组内的仰躺单元组或侧躺单元组中数据，有效应对用户处于不同躺卧姿势时对枕体高度要求的差异。
第十步，将各目标群体对应的控制数据组汇总形成所述数据库。
具体地，所述数据库内预先存储有与各目标群体对应的控制数据组，为通过系统提供准确的控制数据组。
在实际操作中，通过对处于躺卧姿态检测样本的摆臂力度以及对应的头颈部肌电进行测量，以此获得手臂力量参数和肌电参数，测试时，在获得手臂力量参数并放下手臂3秒后对头颈部肌肉进行测量，以此获得肌电参数。在建立数据库时，可以对同一枕体高度进行多次采样，以避免单次偏激数据对数据准确性的影响。
在睡眠过程中，α波和θ波出现频率大于16HZ且持续3秒以上的脑电波时，则判定为出现一次微觉醒。通过感应带监测记录检测样本的翻身次数。

Claims (7)

1.一种带数据库的枕高调节系统，其特征在于，包括：
数据库，存储有若干与各目标群体逐一对应的控制数据组，并为处理器控制气压调节组件提供控制参数，所述控制数据组包括基础分群信息、分别与用户仰躺姿态和侧躺姿态分别对应的仰躺单元组和侧躺单元组，所述仰躺单元组和侧躺单元组汇总形成与该目标群体对应的控制数据组，所述仰躺单元组和侧躺单元组均包括与该目标群体对应的颈椎曲度标准差SDcc-st、清醒适宜高度APAmx、清醒适宜比值PerPAmx、清醒比值标准差SDPer、肌电权重参数β、肌电修正参数ω、睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-st、睡眠适宜比值Per’PAmx以及睡眠比值标准差SD’Per；
肌电检测组件，对用户的肌电进行实时监测，并向处理器输送实时肌电参数EMG实时；
气压调节组件，对气囊内气压进行调节，实现气囊高度调节；
感应带，用于监测用户睡姿，并为处理器提供睡姿信息；
枕体，包括叠置的缓冲层和气囊层，通过对气囊层充放气实现枕体高度调节；
处理器，处理器根据基础分群信息以及来自感应带的睡姿信息从数据库内筛选出对应的控制数据组，并结合来自肌电检测组件的实时肌电参数对气囊高度进行调节；
在使用时，处理器先从数据库内筛选与用户匹配的控制数据组，再通过实时肌电参数来与控制数据组内的控制参数进行比对，以此通过气压调节组件对气囊层高度进行实时调节，并获得与用户清醒状态和睡眠状态分别对应的清醒适宜高度P清醒适宜和睡眠适宜高度P睡眠适宜，具体地，所述枕高调节系统通过以下步骤实现运行：
第一步，用户向枕高调节系统提供基础分群信息，处理器通过基础分群信息在数据库内筛选出与用户匹配的控制数据组，并将气囊高度调整至清醒适宜高度APAmx；
第二步，用户躺卧至床垫上，处理器通过肌电检测组件采集用户的实时肌电参数EMG实时，通过感应带采集用户的躺卧姿态信息，通过躺卧姿态信息来选用仰躺单元组或侧躺单元组；
第三步，处理器将实时肌电参数代入公式PA实时＝EMG实时*β+ω，并依次计算获得时实手臂力量参数PA实时以及实时适宜比值Per实时；
第四步，用户入睡前，枕体通过对气囊层充放气来调节枕体高度，具体地，当PerPAmx-1.96*SDper≥Per实时时，则枕体高度降低一个颈椎曲度标准差SDcc-st，当Per实时≥PerPAmx+1.96*SDPer时，则枕体高度上升一个颈椎曲度标准差SDcc-st，直至Per实时稳定在PerPAmx±1.96*SDper内，此时的枕体高度为清醒适宜高度P清醒适宜；
第五步，用户入睡后，枕体会在P清醒适宜的高度基础上进而再次调整，具体地，当Per’PAmx-1.96*SD’Per≥Per实时时，则枕体高度降低一个睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-st，当Per实时≥Per’PAmx+1.96*SD’Per时，则枕体高度上升一个睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-st，直至Per实时稳定在Per’PAmx±1.96*SD’Per内，此时的枕体高度为睡眠适宜高度P睡眠适宜。
2.根据权利要求1所述的一种带数据库的枕高调节系统，其特征在于，所述基础分群信息包括身高、体重、年龄、颈椎曲度。
3.一种权利要求1-2任一所述数据库的建立方法，其特征在于，通过以下方式形成数据库：
第一步，通过基础分群信息对检测样本进行分群处理，使得各组目标群体包括至少一个检测样本；
第二步，对同一目标群体内各检测样本处于站立状态时的颈椎曲度进行测量，获得颈椎曲度CCDT-N，从中获得最小颈椎曲度CCST-mi和最大颈椎曲度CCST-mx，并计算获得与该目标群体对应的颈椎曲度平均值和颈椎曲度标准差SDcc-st，其中，N为检测样本编号，设定枕体的高度为P，气囊层的高度为A，缓冲层的高度为P’，且P＝A+P’，在建立数据库的过程中，对气囊层进行充放气调节，使得参数P满足CCST-mi+A≤P≤A+CCST-mx的要求；
第三步，将枕体高度设定为颈椎曲度CCST-N，对处于躺卧在枕体上的检测样本进行手臂力量参数PAbas测量，并在完成手臂力量参数测量后通过测量获得头颈部肌电参数；
第四步，将枕体高度逐级降低，每次降低幅度为SDcc-st，并重新测定对应的手臂力量参数和头颈部肌电参数，直至A＜SDcc-st或手臂力量参数小于PAbas时为止，由此形成由多组对应的枕体高度P、手臂力量参数PA以及头颈部肌电参数EMG形成参考数据组，将参考数据组内最大的手臂力量参数设定为PAmx，并将与其对应的枕体高度设定为清醒适宜高度APAmx和清醒适宜肌电EMGPAmx，并计算获得清醒适宜比值PerPAmx，通过计算获得同一目标群体内各检测样本清醒适宜比值PerPAmx的清醒比值标准差SDPer；
第五步，将参考数据组内的数据代入公式PA＝EMG*β+ω，计算获得肌电权重参数β和肌电修正参数ω；
第六步，将气囊层的高度调节至APAmx，检测样本进入睡眠状态，肌电检测组件对检测样本进行实时检测，并获得实时肌电参数，通过将实时肌电参数代入公式PA＝EMG*β+ω中，以此计算获得实时手臂力量参数以及实时清醒适宜比值Per’PAmx，当PerPAmx-1.96*SDPAmx≤Per’PAmx≤PerPAmx+1.96*SDPAmx时，则气囊层高度降低SDcc-st，直至Per’PAmx稳定维持在PerPAmx±1.96*SDPAmx的范围内且实时肌电参数小于1，并将此时的气囊层高度设定为睡眠适宜高度A’PAmx；
第七步，先将气囊层高度调整至睡眠适宜高度A’PAmx，对检测样本进行整晚检测，获得检测样本整晚的微觉醒次数B1和翻身次数C1，再将气囊层高度调整至清醒适宜高度APAmx，对检测样本进行整晚检测，获得检测样本整晚的微觉醒次数B2和翻身次数C2，通过计算获得各检测样本的调节改善度；
第八步，将调节改善度大于70％的检测样本汇总形成该目标群体内的精准小群体，对精准小群体内各检测样本的清醒适宜比值进行累加平均计算获得睡眠适宜比值Per’PAmx，对精准小群体内检测样本的清醒适宜比例进行标准差计算获得睡眠比值标准差SD’Per，对精准小群体内检测样本的颈椎曲度进行标准差计算获得睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-st；
第九步，检测样本分别以仰躺姿态和侧躺姿态实施第四步至第十步，并分别获仰躺单元组和侧躺单元组，所述仰躺单元组和侧躺单元组汇总形成与该目标群体对应的控制数据组，所述仰躺单元组和侧躺单元组均包括与该目标群体对应的颈椎曲度标准差SDcc-st、清醒适宜高度APAmx、清醒适宜比值PerPAmx、清醒比值标准差SDPer、肌电权重参数β、肌电修正参数ω、睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-st、睡眠适宜比值Per’PAmx以及睡眠比值标准差SD’Per；
第十步，将各目标群体对应的控制数据组汇总形成所述数据库。
4.根据权利要求3所述一种数据库的建立方法，其特征在于，通过对处于躺卧姿态检测样本的摆臂力度以及对应的头颈部肌电进行测量，以此获得手臂力量参数和肌电参数，测试时，在获得手臂力量参数并放下手臂3秒后对头颈部肌肉进行测量，以此获得肌电参数。
5.根据权利要求3所述一种数据库的建立方法，其特征在于，通过公式
Figure FDA0003536108750000041
计算颈椎曲度标准差SDcc-st；或者，通过公式
Figure FDA0003536108750000042
计算清醒比值标准差SDPer；或者，通过公式
Figure FDA0003536108750000043
计算睡眠比值标准差SD’Per，其中，M为精准小群体内检测样本数量；或者，通过公式
Figure FDA0003536108750000044
计算睡眠颈椎曲度标准差SD’cc-st，其中，CCST-M为精准小群体内各检测样本对应的颈椎曲度，M为精准小群体内检测样本数量。
6.根据权利要求3所述一种数据库的建立方法，其特征在于，通过公式PerPAmx＝PAmx/EMGPAmx计算清醒适宜比值PerPAmx。
7.根据权利要求3所述一种数据库的建立方法，其特征在于，在睡眠过程中，α波和θ波出现频率大于16HZ且持续3秒以上的脑电波时，则判定为出现一次微觉醒；或者，通过感应带监测记录检测样本的翻身次数。
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