CN115736833A

CN115736833A - 一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法

Info

Publication number: CN115736833A
Application number: CN202211496220.9A
Authority: CN
Inventors: 李久朝; 丁辉
Original assignee: Shenzhen Veepoo Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Veepoo Technology Co ltd
Priority date: 2022-11-25
Filing date: 2022-11-25
Publication date: 2023-03-07

Abstract

本发明公开了一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，记录入睡时间，并分别获取入睡期间人体的心率、血氧浓度及微动加速度，以血氧浓度为条件划分分析时间段，根据人体所处状态，分别给予分析时间段内的心率、血氧浓度及微动加速度不同的权重值形成心率权重、血氧权重及加速度权重，并根据入睡时间获得睡眠阶段权重，当心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重的综合指标超过设定计算阀值，则将该分析时间段视为一次呼吸暂停事件并标记，最终统计入睡时间内标记总数。本发明提供一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，在不影响患者睡眠质量的情况下，获得一个计算流程短、计算方式容易的、能够较为平衡评判呼吸暂停次数的指标。

Description

一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法

技术领域

本发明涉及医疗智能技术领域，更具体地说，是涉及一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法。

背景技术

睡眠呼吸紊乱，是指睡眠时种种原因导致呼吸中断从而影响睡眠质量的现象，其中，睡眠呼吸暂停是最常见的睡眠呼吸紊乱的一种，睡眠呼吸暂停综合症（SleepApneaSyndrome，SAS)，表现为鼻子-嘴-肺部的呼吸受阻。患有睡眠呼吸暂停综合症的人群，存在有睡眠质量的监测需求。

在现有技术中，常采用多导睡眠图仪（Polysomnography，PSG）对患者进行监测，由于多导睡眠图仪的监测需要采集多处身体数据，多为心率数据，使用时需要将多个电极与人体连接，且电极片均集中于人体胸腔位置，极大地影响患者的正常休息，也导致采集的数据的客观性与准确性低。

另外，在睡眠期间若呼吸阻断导致气流流入肺部的流程中断，会导致人体处于缺氧状态，血氧浓度降低，故血氧浓度也是对监测睡眠质量的其中一个重要参数。在此基础上，现有技术有采用血氧仪对血氧浓度进行监测以期获得睡眠质量的判断数据，然而，血氧浓度的下降还可能是心衰等其他原因造成，因此单独监测血氧浓度是无法获得关于睡眠质量的准确数据。

综合上述情况，现有技术结合上述两个参数对睡眠质量进行监测，如专利文件202010913921.2《监测睡眠呼吸暂停事件的方法、系统、终端及存储介质》，该专利通过检测心冲图信号与胸腹部的呼吸信号分析出被监测对象的心率与呼吸率的变化，并同时监测血氧浓度，根据心率与呼吸率对血氧浓度进行优化，以优化后的血氧浓度数据来分析睡眠呼吸暂停事件。该技术方案避免使用多导睡眠图仪直接测出心率，而是通过心冲图信号替代获得心率数据，同时再测得呼吸率与血氧浓度，使用心率数据与呼吸率数据对血氧浓度数据进行优化。该技术方案具有如下缺陷：

1.该技术方案以血氧浓度为判断睡眠质量与分析睡眠呼吸暂停事件的唯一指标，判断指标单一，偏差值倾向一个方向，数据综合平衡性差，易引导监测人员的分析出现偏离，产生错误的判断。

2.利用心率与呼吸率对血氧浓度进行优化，该优化过程相当复杂，包含有多个函数、协方差公式、积分计算等等数学处理方式，对人而言，理解难度大，专业性强，对智能设备而言，计算流程长，数据缓存量大，两相结合，不利于后续产品的普及、改进以及服务器的铺设。

发明内容

为了解决现有技术利用心率与呼吸率对血氧浓度优化过程复杂且单一指标判断易出现偏差的不足，本发明提供一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，在不影响患者睡眠质量的情况下，获得一个计算流程短、计算方式容易的、能够较为平衡评判呼吸暂停次数的指标。

本发明技术方案如下所述：

一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，记录入睡时间，并分别获取入睡期间人体的心率、血氧浓度及微动加速度，以血氧浓度为条件划分分析时间段，根据人体所处状态，分别给予分析时间段内的心率、血氧浓度及微动加速度不同的权重值形成心率权重、血氧权重及加速度权重，并根据入睡时间获得睡眠阶段权重，当心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重的综合指标超过设定计算阀值，则将该分析时间段视为一次呼吸暂停事件并标记，最终统计入睡时间内标记总数。

本发明以血氧浓度作为分析切入点，提取血氧浓度低的入睡时间段，针对该时间段内的心率、血氧浓度、微动加速度及所处的睡眠阶段，分析各个参数指标所对应的呼吸暂停关系与关联性，分别赋予不同的权重值，再综合各个参数指标的权重，最终得出该入睡时间段的综合指标，比较该综合指标与设定的计算阀值，超过设定的计算阀值则被视为一次呼吸暂停事件。该计量方法的计算指标包括心率、血氧浓度、微动加速度及睡眠阶段，避免了单一指标计量的问题，多参数指标且各个参数指标根据人体所处的不同状态与不同的分析时间段位置分别设定不同的权重，平衡各个参数指标，防止参数指标出现某一方向的数据偏差，影响计量结果。

上述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，设置低血氧阀值，采集人体血氧饱和度，提取并标记血氧饱和度低于低血氧阀值的第一瞬时时间点与在其之后的相邻的血氧饱和度高于低血氧阀值的第二瞬时时间点，第一瞬时时间点与第二瞬时时间点之间的时间段为一个分析时间段。

在呼吸暂停事件发生时，由于鼻-口-肺的呼吸通道受到阻断导致气流流入肺部的流程中断，空气进入量减少，会导致人体处于缺氧状态，血氧浓度降低，故而可以认为血氧浓度为呼吸暂停事件的充分条件，当呼吸暂停事件发生时，必定会发生血氧浓度降低的现象，同时呼吸暂停事件本身为短时事件，血氧浓度降低的数值必定会在短时恢复原状。或者在另一种情况下，呼吸暂停事件连续发生，导致血氧浓度数值保持低值持续较长时间，但最终必定会恢复原状。因此，本发明以血氧浓度作为每次分析的触发条件，截取每一次血氧浓度降低并恢复过程的数据，获得一个短时时间段，该时间段视为一次低血氧事件，作为一次分析计算事件，提取该时间段内监测的数据作为分析计算依据。

上述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，在计算血氧权重时，设置若干个低血氧浓度范围区间，各个低血氧浓度范围区间对应不同的权重值；

记录分析时间段内最小血氧浓度，根据最小血氧浓度判断分析时间段所处的低血氧范围区间，确定当前分析时间段对应的权重值，结合最小血氧浓度与对应的低血氧方位区间的权重值获得血氧权重。

在呼吸暂停造成的低血氧状态会有不同的现象，不同程度患有呼吸暂停综合症的患者的血氧饱和度下降幅度与速率并不相同，且与呼吸暂停综合症的患病程度成正相关，呼吸暂停的症状越严重，血氧浓度下降的幅度与速率越快，故而，以血氧浓度为指标进行分析时，应划分不同浓度范围实现分级处理。划分方式可采用平均划分，以相同的血氧浓度间隔设置一个血氧浓度区间，或者，依据呼吸暂停症状与血氧浓度下降幅度、速率正相关关系设置血氧浓度区间。

进一步的，记录分析时间段的长度，在计算血氧权重时，赋予分析时间段权重值形成低血氧时间权重，叠加低血氧时间权重与最小血氧浓度对应的权重获得血氧权重。

呼吸暂停造成的低血氧状态是因为人体呼吸气道被阻断造成的，若为病理性问题造成的呼吸暂停，那么持续的低血氧状态时间较为短暂且规律性较强，但因非病理性问题造成的呼吸暂停，其受干扰因素不定或复杂，导致持续的低血氧状态时间更长，症状也会相对严重，因此，低血氧状态的持续时间同样也是判断呼吸暂停症状的重要指标之一。另外，过短的低血氧状态存在其他因素干扰造成的可能性，不能完全排除，也不能过于肯定，故而对该时间长度设置权重值，区分短时低血氧状态与长时间低血氧状态的不同与可能性，提高准确度。

上述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，采用PPG设备获得人体心率数据，判断分析时间段内是否存在心率降低后回升的过程，若存在，提取分析时间段内的最大心率与最小心率，结合最大心率、最小心率及对应的权重值获得心率权重。

为了减少对患者的影响，现有技术将多导睡眠图仪改为采用便携式穿戴设备，利用PPG（光体积变化描记图法，Photoplethysmography）原理对患者的心率进行数据采集。PPG设备利用人体不同组织对探测光的吸收量不同，令PPG设备发出的探测光在透射人体或者在人体表面反射后，光强会发生规律性的变化，故能够通过将探测光照射人体某些组织，再经由感应器接收已发生变化的探测光或监测该过程的人体组织图像。在使用PPG设备采集人体心率数据时，多是令探测光穿透血管，血管因心脏的收缩、舒张发生规律性变化，从而导致穿透的探测光发生规律性变化，并以此获得心率的数据。

心肺功能的关联、血氧浓度与心率的关联等等，决定了在呼吸暂停的过程中，心率受到直接影响，根据医学常识，人体机能下降或供氧、供能不足的情况下，心脏运动受限，降低运动强度，因此，在呼吸暂停状态下的心率低于常态下的心率，当呼吸回复时，心率也随着恢复，故心率在呼吸暂停过程中存在一个下降后回升的趋势，该过程也为呼吸暂停的一个充分条件，故而呼吸暂停造成的心率下降幅度也与呼吸暂停症状存在相关关系，在计算参数指标的权重过程中，同样需要考虑。

上述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，设置加速度阀值，获得人体微动加速度数据，当微动加速度小于加速度阀值时，结合加速度阀值、分析时间段中的最小血氧浓度及对应的权重值，形成加速度权重。

发生呼吸暂停时，血氧饱和度低到一定阈值，人体处于低血氧状态下，在呼吸暂停恢复期大概率伴有体动，即入睡人体出现微觉醒或觉性情况，这是人体在缺氧状态下的一种应激反应，因呼吸暂停恢复期距离血氧降低已有一段时间，故而在呼吸暂停恢复期容易发生体动，故而微动加速度能够作为睡眠呼吸暂停的一种参数指标。

通过加速度传感器采集到加速度的存在，并非发生在低血氧状态下的加速度数据，可能为正常的睡眠移动，而非睡眠呼吸暂停造成的体动，因此需要对应低血氧状态。由于这种体动的成因多因低血氧造成，因此设定加速度阀值，一是排除大幅度的体动，另一方面该值受到血氧浓度较大的关联，故而在计算权重的时候需要综合血氧浓度形成加速度权重。

上述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，根据入睡时间，判断分析时间段的所处的睡眠阶段并获得对应睡眠阶段的权重值，结合已标记的一次呼吸暂停事件的数量与权重值，获得睡眠阶段权重。

众所周知，睡眠存在多个睡眠阶段，根据不同的标准，睡眠阶段存在多种划分方法，其中一种包含四个睡眠阶段，初始睡眠阶段、浅睡眠阶段、中度睡眠阶段及深度睡眠阶段，等等，本发明通过脉率变异性将睡眠阶段划分为快速眼动、浅睡及深睡三个阶段。无论那种睡眠阶段的划分方式，其划分的各个睡眠阶段中，人体的各项生理指标与参数指标等均存在不同的标准与正常活动数值，因此需要区别对待。

同理，在本发明中，不同阶段的睡眠活动对应的呼吸暂停症状、血氧浓度、心率、微动加速度等等，均具有不同的参考标准与相对的正常数值，故而，睡眠阶段的状态能够作为计量呼吸暂停次数的参考指标之一。随着睡眠状态的不断深入，人体活动频率降低，各项生理指标下降，但由于呼吸暂停的存在，影响到人体的睡眠质量，导致患有呼吸暂停的人在各个睡眠阶段下的指标均略高于正常情况。呼吸暂停症状越严重，对应的睡眠阶段的异动与异常指标均较高，且随着睡眠阶段的深入，呼吸暂停带来的影响也就越大，二者存在一定的正相关关系。

上述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，对睡眠期间的呼吸暂停事件的计量方法过程包括：

步骤S1.判断被检测对象是否入睡，若已入睡，标记入睡时间点，对入睡时间开始计时，各数据采集设备启动，记录人体数据；若为苏醒状态，标记苏醒时间点，计算睡眠时长，进入步骤S2；

步骤S2.获取睡眠期间的所有计量呼吸暂停用的参数指标的数据，包括微动加速度、心率及血氧饱和度；

步骤S3.采集数据处理；

步骤S4.提取血氧饱和度低于低血氧阀值的时间点，记录为一次低血氧事件，判断此次低血氧事件是否为病理性成因引起导致的，若是，继续提取下一个血氧饱和度低于低血氧阀值的时间点进行分析，若否，提取此次低血氧事件对应的分析时间段内的采集数据；

步骤S5.判断此次低血氧事件是否为一次呼吸暂停事件，若是，则标记此次低血氧事件为一次呼吸暂停事件，若否，则继续下一个低血氧事件的分析。完成所有低血氧事件分析后，统计一次呼吸暂停事件的标记次数，记为本次睡眠时间呼吸暂停事件的总次数。

进一步的，在步骤S4中，判断在此次低血氧事件中，血氧饱和度是否在低峰后恢复至正常水平，若已恢复为正常水平，则将血氧饱和度低于低血氧阀值至血氧饱和度恢复正常水平的时间段定为分析时间段，判断分析时间段内血氧饱和度的低峰值从属的低血氧浓度范围区间：

若血氧饱和度的低峰值从属于第三血氧浓度区间，且分析时间段的时长高于常态的一次呼吸暂停事件的平均时长，将此次低血氧事件的成因认定为非病理性成因；

若血氧饱和度的低峰值并非从属于第三血氧浓度区间，则将此次低血氧事件的成因认定为病理性成因；

若分析时间段的时长低于或等于常态的一次呼吸暂停事件的平均时长，则将此次低血氧事件的成因认定为病理性成因；

若血氧浓度在低峰之后未恢复到正常水平，将此次低血氧事件的成因认定为非病理性成因。

进一步的，在步骤S5中，获得心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重，计算心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重的和，设定的计算阀值为1，当心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重的和大于1时，判断此次低血氧事件为依次呼吸暂停事件。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于，

1.PPG穿戴设备采集人体心率数据，相对于多导睡眠图仪而言，基于PPG原理的便携式穿戴设备更为便利，也能够使患者的睡眠状态更为自然，其采集的数据更接近真实数值，时效性高，专业要求低，使用成本也相对较低，患者也比较更容易接受，有利于普及应用。

2.本发明采用多参数指标对睡眠呼吸暂停事件进行判断与计量，相较于仅通过单个参数指标判断呼吸暂停事件而言，判断的标准更为细致与详细，平衡度良好，精确度更高，由此判断得出的医疗结果更为可靠。

3.对于睡眠状态下的呼吸暂停事件的判断采用的计算公式以权重为基础，整体计算方式简单，基本为常见的四则运算，没有出现协方差、微积分等计算流程，计算流程简单，理解难度低，有利于降低从业人员门槛，更易普及与科普，有利于在非患者的人群中进行推广，有利于提高全民医疗健康意识。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中计量睡眠呼吸暂停次数过程的流程图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，记录入睡时间，并分别获取入睡期间人体的心率、血氧浓度及微动加速度，截取血氧浓度低于阀值后恢复常态的时间段作为分析时间段，根据人体所处状态，分别给予分析时间段内的心率、血氧浓度及微动加速度不同的权重值形成心率权重、血氧权重及加速度权重，并根据入睡时间获得睡眠阶段权重，当心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重的综合指标超过设定计算阀值，则将该分析时间段视为一次呼吸暂停事件并标记，最终统计入睡时间内标记总数。

1.血氧浓度：

在本申请中，血氧浓度可通过PPG（光体积变化描记图法，Photoplethysmography）设备进行检测。PPG设备通常通过观察探测光穿过血管后的光线获得关于血氧浓度的信息。血氧浓度体现在血液中血红蛋白的含氧量，血红蛋白的含氧量影响到血红蛋白，或者说血液的透光性，导致不同血氧浓度的血液对探测光的反馈均不相同，由此获得血氧浓度。

根据临床经验与标准，血氧饱和度（SpO2）的正常值应不低于94%，若低于说明供养不足，当血氧饱和度低于90%时即可确定为低血氧状态。在实际监测中，呼吸暂停会导致血氧饱和度降低到90%以下，而非病理性的原因会导致血氧饱和度下降幅度更大，两种情况的差异很明显。

根据低血氧浓度的临床观察值，并兼以易观察的实际应用因素，本发明将触发分析的血氧浓度数值设置为95%。当血氧浓度降为95%以下时，视为进入低血氧状态，标记该时间点作为该分析时间段的起点，待血氧浓度恢复并再度等于95%时，标记该事件点作为该分析时间段的终点。

确定分析时间段的位置后，针对血氧浓度，划分多个低血氧浓度范围区间。在本实施例中，采用均分方式划分低血氧浓度范围区间，具体划分区间如下所示：

第一血氧浓度区间：血氧饱和度∈[85，95)。

第二血氧浓度区间：血氧饱和度∈[80，85）。

第三血氧浓度区间：血氧饱和度∈（-∞，80）。

由于血氧浓度为持续变化量，在计算血氧权重时，计算用的血氧饱和度与划分低血氧浓度范围区间的血氧饱和度均采用该分析时间段内的最低值，以确切表示此次低血氧事件发生时，血氧浓度的下降幅度。

各个低血氧浓度范围区间均对应有一个权重值，仅利用血氧饱和度计算血氧权重时，直接将血氧饱和度的下降幅度与最小血氧浓度对应的低血氧浓度范围区间的权重值相乘即可。

在呼吸暂停的症状中，低血氧状态的持续时间与呼吸气道被阻断时间呈正相关关系，因此，低血氧状态的时间长短也能够反馈呼吸暂停的症状情况，提前设定低血氧持续时间阀值，当低血氧状态，即分析时间段的时长超过设定的低血氧持续时间阀值，意味着人体处于长时间的低血氧状态，对人体的危害较大，因此，无论此时的血氧饱和度处于哪一个低血氧浓度范围区间内，一律以第三血氧浓度区间计算权重值，即，默认分析时间段的时长超过设定的低血氧持续时间阀值时，该分析时间段的最小血氧浓度对应的低血氧浓度范围区间为第三血氧浓度区间。

在计算血氧权重时，令低血氧状态形成的低血氧时间权重与血氧浓度对应的权重进行叠加计算，从而获得血氧权重。血氧权重具体计算公式为：

SPO2_Weight=(95-SP02_min)×k₁+t×k₂+b，

其中，SPO2_Weight为血氧权重，SP02_min为计算的分析时间段中的最小血氧饱和度，k₁为最小血氧饱和度对应的血氧浓度区间的权重值，t为分析时间段的时长，k₂为分析时间段权重值，b为设定的任意修正值。

上述血氧权重的计算公式为叠加血氧浓度与低血氧状态持续时间的双参数计算方式，为根据需求可删除其中任意一个相关内容转变为单参数计算方式。如血氧权重计算公式为SPO2_Weight=(95-SP02_min)×k₁+b，仅根据血氧浓度判断血氧权重，以当次低血氧事件中血氧浓度的下降幅度作为血氧权重的参数指标；血氧权重计算公式为SPO2_Weight=t×k₂+b，仅根据低血氧状态时间判断血氧权重，以当次低血氧事件中低血氧状态持续时间作为血氧权重的参数指标。可根据需求任意拆分。

2.心率：

本实施例采用PPG设备获得人体心率数据，关于PPG的探测光多采用红外光，红外光相较于其他波长的光线，在肌肉中有更好的穿透性，能探测到更深层的肌肉组织，即更易穿透被感应器所捕捉。此外，红外光能够通过LED灯发出，整个系统能够通过聚合物锂电池进行低压供电，结合DC-DC升压电路实现稳定输出，保证光源的探测光稳定。PPG设备的感应器存在接触式或非接触式两种。接触式感应器多见加载在智能手表等腕带设备上，这类设备通常情况下还设置有光源，令光源贴附人体皮肤，然后感应器接收经人体透射或反射的光线，被接触式的感应器获取，从而得到相关心率数据。非接触式感应器，常见的为高清摄像头，高清摄像头针对人脸、耳朵、手指等血管密集、皮肤较薄的部位进行拍摄，捕捉这类人体部位的光强变化，从而得到对应的心率数据。

根据临床经验与标准，以及对人体夜间呼吸暂停的实验结果数据分析，在分析时间段内，处于呼吸暂停期间的最小心率、最大心率及平均心率均小于呼吸暂停恢复期间的数值，其心率下降幅度也与呼吸暂停症状的严重程度为正相关关系。在确定分析时间段内存在心率的下降与回升的过程后，提取分析时间段内的最小心率与最大心率，计算心率权重，具体的心率权重计算公式为：

HR_Weight=(HR_END-HR_START)×k₃+b，

其中，HR_Weight为心率权重，HR_END为最大心率，HR_START为最小心率，k₃为心率对应的权重值，b为设定的任意修正值。

3.微动加速度：

微动加速度主要通过加速度传感器获取，在本实施例中，采用三轴加速度传感器采集人体的加速度数据，通过三维数据的变化视为一次体动。

提前设定加速度阀值，在以微动加速度作为参数指标计算时，在截取分析时间段后，读取这段事件内加速度传感器的数据是否存在低于加速度阀值的加速度数据，若该分析时间段存在低于加速度阀值的加速度数据，则按照如下公式进行加速度权重的计算，加速度权重的计算公式为：

Gesensor_Weight=(S-SP02_min)×k₄+b，

其中，Gesensor_Weight为加速度权重，S为设定的加速度阀值在分析时间段对应的血氧饱和度，SP02_min为分析时间段内最小血氧饱和度，k₄为加速度对应的权重值，b为设定的任意修正值。

加速度与最小血氧饱和度之间存在一定的线性关系、

4.睡眠阶段：

通过对人体脉搏数据的大量研究，在一定程度上，脉率变异性(Pulse RateVariability，PRV)和HRV（一种心电图结果，即心率变异性）一样，能够准确地反映出自主神经系统的活动情况。

呼吸暂停是发生在睡眠过程中的，脉率变异性在睡眠过程中的不同阶段的变化是不一样的，可通过脉率变异性对睡眠的不同阶段划分为快速眼动、浅睡及深睡。经过试验，患有睡眠呼吸暂停综合症者的深睡阶段时间较常人有所缩短，且在深睡阶段内发生呼吸暂停时对应的血氧饱和度数值较高于其他两个睡眠阶段。分析试验数据后，发生呼吸暂停的频次，随着快速眼动-浅睡-深睡的顺序逐渐增加，而血氧饱和度的下降幅度也是随着逐渐减小。故而，针对呼吸阶段的权重值，在一次完整的入睡活动取样周期中，应该随着呼吸暂停次数的增加而逐渐减小，即呼吸暂停次数的计量与睡眠阶段的权重值为负相关关系，每个睡眠阶段应具有不同的权重值。

在另外不同的睡眠阶段划分方式中，同样的，不同的睡眠阶段应对应不同的权重值，随着睡眠阶段的加深，即入睡时间的增加，睡眠阶段对应的权重值不断减小。

在本实施例中，截取分析时间段后，根据入睡时间判断该分析时间段处于何种睡眠阶段内，在另外的实施例中，可以通过其他判断睡眠阶段的外部设备确定睡眠阶段，以获得更为准确的生理状态。根据判断的睡眠阶段获得对应的权重值，根据如下公式计算睡眠阶段权重：

SLEEP_Weightt=-k₅×X+b，

其中，SLEEP_Weightt为睡眠阶段权重，，k₅为分析时间段所处睡眠阶段对应的权重值，X为已标记的一次呼吸暂停事件的数量，b为设定的任意修正值。

在本实施例中，如图1所示，对睡眠期间的呼吸暂停事件的计量方法过程包括：

步骤S1.判断被检测对象是否入睡。若已入睡，标记入睡时间点，对入睡时间开始计时，各数据采集设备启动，记录人体数据；若为苏醒状态，标记苏醒时间点，计算睡眠时长，进入呼吸暂停事件计量流程，转至步骤S2，汇总统计所有标记的一次呼吸暂停事件的数量，得出睡眠时间呼吸暂停的次数。

步骤S2.获取睡眠期间的所有计量呼吸暂停用的参数指标的数据，包括微动加速度、心率及血氧饱和度。

通过PPG设备获取被检测对象的血氧饱和度与心率，穿戴式的PPG设备，类似于智能手表与智能手环等，在睡眠期间佩戴在手腕上即可检测获得心率与血氧饱和度，而微动加速度则通过设置三轴加速度传感器实现，其佩戴方式与PPG设备相似。

步骤S3.采集数据处理。

在该过程中，主要对于利用PPG设备进行采集的数据进行质量分析。由于PPG设备是利用探测光采集相关数据，在采集过程中，易受到环境灯光的影响，还有一些机械上的干扰等外部因素，导致PPG设备的采集的数据存在一定的质量问题，故而需要对PPG设备采集的数据进行处理。

通常情况下，采集的数据经过滤波处理，筛选剔除干扰的外部光造成的杂波，等，保留下符合要求频率的波形数据，去除与人体信号无关的高频噪声信号与低频基线漂移信号。

另外，PPG信号为光信号，这类信号的干扰因素较多，因此采集的信号可能会造成血氧饱和度的计算异常，如采集的血氧饱和度瞬间下降至80%以下等，在本申请中，不对这种计算异常进行讨论。

步骤S4.提取血氧饱和度低于低血氧阀值的时间点，记录为一次低血氧事件，判断此次低血氧事件中，血氧饱和度是否在低峰后恢复至正常水平，若已恢复为正常水平，则将血氧饱和度低于低血氧阀值至血氧饱和度恢复正常水平的时间段定为分析时间段，判断分析时间段内血氧饱和度的低峰值从属的低血氧浓度范围区间，并以此判断是否为非病理性原因导致低血氧；若血氧浓度在低峰之后未恢复到正常水平，将该分析时间段造成的低血氧事件为非病理性成因。

根据血氧饱和度低于低血氧阀值的时间点作为分析时间段判断的切入点，判断血氧饱和度是否能够恢复原本的正常水平。若能够恢复原本的正常水平，则此次低血氧事件的成因可能会是呼吸暂停造成的。由于存在非病理性原因导致血氧浓度降低的原因，而这种非病理性原因导致的血氧浓度降低的现象十分明显，也非本发明所要计量的数据，故而在此排除。排除依据，当血氧饱和度的某个低血氧峰值从属于第三血氧浓度区间，且此次低血氧持续时长明显超过常态的一次呼吸暂停事件的平均时长，可以此判断为非病理性原因导致的血氧浓度降低，不计入计量次数中。若血氧饱和度不能恢复原来的正常水平，则明显的，此次低血氧事件的成因并非病理性成因，不计入计量次数中。

关于病理性原因与非病理性原因的判断，可结合血氧饱和度的加速度的变化情况与PPG测出的心率进行综合考虑。

从血氧饱和度低于低血氧阀值后直至恢复后正常水平的过程设为分析时间段，经步骤S4判断后此次低血氧事件为病理性原因造成的，故分别从血氧浓度、心率、微动加速度及睡眠阶段获得心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重。

血氧浓度权重，获取分析时间段内的最小血氧饱和度，判断其所在的低血氧浓度范围区间，获得对应的权重值，并统计该分析时间段的时长，获得设定的分析时间段权重值，通过血氧权重计算公式获得血氧权重SPO2_Weight，血氧权重计算公式为SPO2_Weight=(95-SP02_min)×k₁+t×k₂+b。

心率权重，获取分析时间段内的最小心率、最大心率及固定的心率权重值，通过心率权重公式获得心率权重HR_Weight，心率权重计算公式为HR_Weight=(HR_END-HR_START)×k₃+b。

加速度权重，当获得的加速度低于加速度阀值时，获取分析时间段内最小血氧饱和度，以及加速度下降并低于加速度阀值的变化点对应的血氧饱和度，集合对应的权重值，根据加速度权重公式计算加速度权重Gesensor_Weight，加速度权重公式为Gesensor_Weight=(S-SP02_min)×k₄+b。

睡眠阶段权重，根据入睡时长或者是外部设备判断的睡眠状态，判断分析时间段处于何种睡眠阶段，以分析时间段的起始点的时间作为判断依据，获得对应的睡眠阶段对应的权重值，统计已记录的一次呼吸暂停事件的次数，通过睡眠阶段权重计算公式获得睡眠阶段权重，睡眠阶段权重计算公式为SLEEP_Weightt=-k₅×X+b。

获得心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重后，综合计算心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重，并将其与设定的计算阀值进行比较，在本实施例中，计算心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重的和，计算阀值为1，即

当SPO2_Weight+HR_Weight+Gesensor_Weight+SLEEP_Weight>1时，判断此次低血氧事件为一次呼吸暂停事件，并做出标记，统计所有做有标记的低血氧事件，获得此次睡眠期间的呼吸暂停事件的总数。

当以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，其特征在于，记录入睡时间，并分别获取入睡期间人体的心率、血氧浓度及微动加速度，以血氧浓度为条件划分分析时间段，根据人体所处状态，分别给予分析时间段内的心率、血氧浓度及微动加速度不同的权重值形成心率权重、血氧权重及加速度权重，并根据入睡时间获得睡眠阶段权重，当心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重的综合指标超过设定计算阀值，则将该分析时间段视为一次呼吸暂停事件并标记，最终统计入睡时间内标记总数。

2.根据权利要求1中所述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，其特征在于，设置低血氧阀值，采集人体血氧饱和度，提取并标记血氧饱和度低于低血氧阀值的第一瞬时时间点与在其之后的相邻的血氧饱和度高于低血氧阀值的第二瞬时时间点，第一瞬时时间点与第二瞬时时间点之间的时间段为一个分析时间段。

3.根据权利要求1中所述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，其特征在于，在计算血氧权重时，设置若干个低血氧浓度范围区间，各个低血氧浓度范围区间对应不同的权重值；

4.根据权利要求3中所述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，其特征在于，记录分析时间段的长度，在计算血氧权重时，赋予分析时间段权重值形成低血氧时间权重，叠加低血氧时间权重与最小血氧浓度对应的权重获得血氧权重。

5.根据权利要求1中所述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，其特征在于，获得人体心率数据，判断分析时间段内是否存在心率降低后回升的过程，若存在，提取分析时间段内的最大心率与最小心率，结合最大心率、最小心率及对应的权重值获得心率权重。

6.根据权利要求1中所述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，其特征在于，设置加速度阀值，获得人体微动加速度数据，当微动加速度小于加速度阀值时，结合加速度阀值、分析时间段中的最小血氧浓度及对应的权重值，形成加速度权重。

7.根据权利要求1中所述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，其特征在于，根据入睡时间，判断分析时间段的所处的睡眠阶段并获得对应睡眠阶段的权重值，结合已标记的一次呼吸暂停事件的数量与权重值，获得睡眠阶段权重。

8.根据权利要求1中所述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，其特征在于，对睡眠期间的呼吸暂停事件的计量方法过程包括：

步骤S3.采集数据处理；

步骤S5.判断此次低血氧事件是否为一次呼吸暂停事件，若是，则标记此次低血氧事件为一次呼吸暂停事件，若否，则继续下一个低血氧事件的分析；完成所有低血氧事件分析后，统计一次呼吸暂停事件的标记次数，记为本次睡眠时间呼吸暂停事件的总次数。

9.根据权利要求8中所述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，其特征在于，在步骤S4中，判断在此次低血氧事件中，血氧饱和度是否在低峰后恢复至正常水平，若已恢复为正常水平，则将血氧饱和度低于低血氧阀值至血氧饱和度恢复正常水平的时间段定为分析时间段，判断分析时间段内血氧饱和度的低峰值从属的低血氧浓度范围区间：

10.根据权利要求8中所述的一种基于多参数的睡眠呼吸暂停次数计量方法，其特征在于，在步骤S5中，获得心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重，计算心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重的和，设定的计算阀值为1，当心率权重、血氧权重、加速度权重及睡眠阶段权重的和大于1时，判断此次低血氧事件为依次呼吸暂停事件。