CN117839034A - 一种助眠辅助智能系统 - Google Patents

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CN117839034A CN202311725881.9A CN202311725881A CN117839034A CN 117839034 A CN117839034 A CN 117839034A CN 202311725881 A CN202311725881 A CN 202311725881A CN 117839034 A CN117839034 A CN 117839034A
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皮喜田
唐小军
刘洪英
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Chongqing University
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Chongqing University
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Abstract

一种助眠辅助智能系统,包括助眠仪器;所述助眠仪器包括中央控制模块、呼吸引导模块、人机交互模块;本发明提出的助眠辅助智能系统通过调整使用者呼吸节奏,促进身体放松,缓解压力和焦虑,从而有助于更快地入睡。本发明适用多种人群,具有广泛的应用前景。本发明提出的助眠辅助智能系统能够监测脑电、血氧饱和度、心电、血压等生理参数,并基于这些生理参数数据分析,评估助眠治疗效果,帮助使用者更好地了解自己的睡眠状态和治疗效果,更好地参与自我管理,提高自我意识和自我控制能力,同时也可以为医生提供参考依据。本发明提出的助眠辅助智能系统能够智能控制呼吸引导模块工作,提升使用者的助眠治疗效果和舒适度。

Description

一种助眠辅助智能系统
技术领域
本发明涉及助眠辅助治疗领域,具体涉及一种助眠辅助智能系统。
背景技术
随着社会的不断进步和生活的加速,人们所承受的精神压力日益增加,失眠的发生率也随之上升。据研究显示,全球约有30%的成年人受到失眠症状的困扰。失眠是一种普遍存在的睡眠障碍,主要表现为难以入睡、早醒或醒来后难以再次入睡,这些症状多由心理压力、慢性疼痛和药物等因素引起。长期失眠可能导致患者出现不同程度的抑郁和焦虑,严重影响精神状态、记忆力和反应能力,并可能导致自主神经功能障碍和免疫功能下降。此外,失眠还是急性心肌梗死、冠心病、心力衰竭、高血压和糖尿病等疾病的独立危险因素,因此,对失眠进行有效的防治显得至关重要。
目前,失眠的治疗主要包括药物治疗和非药物治疗两种方式。药物治疗具有方便、起效快的优点,是失眠最常见的治疗方法。然而,大量研究表明,长期使用药物常常伴随着诸多不良反应,如患者出现耐药性、健忘和认知障碍等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种助眠辅助智能系统,包括助眠仪器。
所述助眠仪器包括中央控制模块、呼吸引导模块、人机交互模块。
所述中央控制模块用于接收人机交互模块生成的指令信号,并根据指令信号向呼吸引导模块发送控制信号。
所述呼吸引导模块根据中央控制模块的控制信号引导使用者进行吸气或呼气运动。
所述人机交互模块用于生成指令信号,并显示使用者的睡眠治疗数据。
进一步,所述助眠仪器还包括呼吸频率监测模块。
所述呼吸频率监测模块用于监测使用者的呼吸频率数据。
所述使用者的呼吸频率数据通过无线传输或有线传输上传。
所述呼吸频率监测模块包括基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块、基于胸阻抗的呼吸频率监测模块、基于床垫的呼吸频率监测模块、基于红外热成像的呼吸频率监测模块、基于生物雷达的呼吸频率监测模块、基于面部图像识别的呼吸频率监测模块中的一个或多个组合。
所述基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块用于测量使用者呼吸引起的胸腹部压力变化,进而计算呼吸频率。
所述基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块包括压力传感器模块、胸腹带模块、压力数据处理模块。
所述压力传感器模块放置在使用者的胸部或腹部,感知呼吸时胸腹部产生的压力变化,得到压力数据。
所述胸腹带模块用于将压力传感器模块固定在使用者胸部或腹部位置。
所述压力数据处理模块对从压力传感器模块接收到的压力数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述压力数据处理模块对压力数据进行的处理包括平滑处理、滤波处理、归一化处理、特征提取。
所述基于胸阻抗的呼吸频率监测模块用于测量使用者呼吸引起的胸部阻抗变化,进而计算呼吸频率。
所述基于胸阻抗的呼吸频率检测模块包括胸阻抗传感器模块、胸阻抗数据处理模块。
所述胸阻抗传感器模块放置在胸部感知呼吸时胸部产生的压力变化,得到胸阻抗数据。
所述胸阻抗数据处理模块对从胸阻抗传感器模块接收到的胸阻抗数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述胸阻抗数据处理模块对胸阻抗数据进行的处理包括平滑处理、滤波处理、特征提取。
所述基于床垫的呼吸频率监测模块利用床垫感知使用者胸腹部产生的压力变化,进而计算呼吸频率。
所述基于床垫的呼吸频率监测模块包括压电薄膜传感器模块、床垫模块、压电数据处理模块。
所述压电薄膜传感器模块嵌入在床垫模块内部或表面,感应人体的呼吸动作,得到压电数据。
所述床垫模块用于支撑人体的重量,同时作为压电薄膜传感器模块的载体。
所述压电数据处理模块对从压电薄膜传感器模块接收到的压电数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述压电数据处理模块对压电数据进行的处理包括平滑处理、滤波处理、特征提取。
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块用于捕捉使用者面部口鼻区的热辐射变化,进而计算呼吸频率。
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块包括红外热成像模块、红外聚焦模块、红外数据处理模块。
所述红外热成像模块用于捕捉人体发出的红外辐射,得到红外热成像数据。
所述红外聚焦模块将使用者面部口鼻区发出的红外辐射聚焦到红外热成像模块上。
所述红外数据处理模块对从红外热成像模块接收到的红外热成像数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述红外数据处理模块对红外热成像数据进行的处理包括滤波处理、归一化处理、图像转化处理、特征提取。
所述基于生物雷达的呼吸频率监测模块用于向使用者发射电磁波,并接受反射回来的电磁波相位变化,进而计算呼吸频率。
所述基于生物雷达的呼吸频率监测模块包括雷达发射模块、雷达接收模块、雷达数据处理模块。
所述雷达发射模块用于发射一定频率的电磁波。
所述雷达接收模块用于接收反射回来的电磁波信号,得到电磁波数据。
所述雷达数据处理模块对从雷达接收模块接收到的电磁波数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述雷达数据处理模块对电磁波数据进行的处理包括滤波处理、特征提取、检测和追踪处理。
所述基于面部图像识别的呼吸频率监测模块用于监测使用者面部图像灰度值的变化,进而计算呼吸频率。
所述基于面部图像识别的呼吸频率监测模块包括图像采集模块、图像识别与提取模块、图像数据处理模块。
所述图像采集模块用于获取使用者面部图像数据。
所述图像识别与提取模块对图像采集模块的面部图像数据进行识别,并提取出与呼吸相关的特征,得到呼吸特征数据。
所述图像数据处理模块对从图像识别与提取模块接收到的呼吸特征数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述图像数据处理模块对呼吸特征数据进行的处理包括滤波处理、图像转化处理、特征提取。
进一步,所述助眠仪器还包括生理信号监测模块。
所述生理信号监测模块用于监测使用者的生理信号数据。
所述生理信号监测模块包括脑电监测模块、多维生理参数监测模块、报警模块。
所述脑电监测模块用于监测使用者的脑电数据。
所述多维生理参数监测模块包括血氧监测模块、心电监测模块、血压监测模块。
所述血氧监测模块用于监测使用者的血氧饱和度数据。
所述心电监测模块用于监测使用者的心电数据。
所述血压监测模块用于监测使用者的血压数据。
当呼吸频率、脑电数据、血氧饱和度数据、心电数据、血压数据中任一项超出预设的范围时,报警模块向中央控制模块发送携带定位的警报信号,中止助眠系统运行。
所述呼吸频率数据用于描述使用者的睡眠情况。
进一步,所述助眠仪器还包括睡眠状态检测模块。
所述睡眠状态检测模块对监测的呼吸频率数据和生理信号监测模块监测的生理信号数据进行分析,得到使用者当前所处的睡眠状态。
进一步,所述助眠仪器还包括数据传输模块。
所述数据传输模块用于进行中央控制模块、呼吸引导模块、人机交互模块、生理信号监测模块、睡眠状态检测模块之间的数据传输。
所述数据传输模块包括引导数据传输模块、控制数据传输模块、生理信号数据传输模块。
所述引导数据传输模块用于将中央控制模块生成的控制信号传输至呼吸引导模块。
所述控制数据传输模块用于将人机交互模块生成的指令信号传输至中央控制模块。
所述生理信号数据传输模块用于将生理信号监测模块监测的生理信号数据传输至睡眠状态检测模块和/或人机交互模块。
进一步,所述助眠仪器还包括电源管理模块。
所述电源管理模块为中央控制模块、呼吸引导模块、人机交互模块、呼吸频率监测模块、生理信号监测模块、睡眠状态检测模块、数据传输模块供电。
所述电源管理模块包括供电模块和充电模块。
所述供电模块为中央控制模块、呼吸引导模块、人机交互模块、呼吸频率监测模块、生理信号监测模块、睡眠状态检测模块、数据传输模块供电。
所述充电模块为供电模块进行充电。
进一步,所述中央控制模块包括智能控制模块、数据处理模块、数据存储模块。
所述智能控制模块根据接收的指令信号控制呼吸引导模块工作。
所述数据处理模块用于对接收的指令信号进行分析,从而生成控制信号。
所述数据存储模块用于存储助眠仪器的数据。
呼吸引导模块包括听觉呼吸引导模块、视觉呼吸引导模块、电刺激呼吸引导模块、压力按摩呼吸引导模块、温敷呼吸引导模块中的一个或多个的组合。
所述听觉呼吸引导模块根据接收的控制信号播放音频,从而提示使用者进行吸气、呼吸动作。
所述视觉呼吸引导模块根据接收的控制信号播放吸气、呼气节律引导画面,从而提示使用者进行吸气、呼吸动作。
所述电刺激呼吸引导模块根据接收的控制信号对使用者施加电刺激,从而引导使用者进行吸气、呼气运动。
所述电刺激呼吸引导模块包括电刺激电极模块、电刺激脉冲发生器模块、电刺激强度控制模块。
所述电刺激强度控制模块根据接收的控制信号,控制电刺激脉冲发生器模块生成的脉冲信号的强度。
所述电刺激脉冲发生器模块用于生成脉冲信号,并发送至电刺激电极模块。
所述电刺激电极模块接收到脉冲信号后,刺激使用者的耳部或手部穴位。
所述压力按摩呼吸引导模块根据接收的控制信号在使用者相关的穴位处施加压力,从而引导使用者进行吸气、呼气运动。
所述压力按摩呼吸引导模块包括压力控制模块、压力振动模块。
所述压力控制模块根据接收的控制信号,控制压力振动模块按摩压力的大小。
所述压力振动模块对使用者手部或脚部穴位进行按摩。
所述温敷呼吸引导模块根据接收的控制信号在使用者相关的穴位处进行温敷,从而引导使用者进行吸气、呼气运动。
所述温敷呼吸引导模块包括红外温控模块、红外发热模块。
所述红外温控模块根据接收的控制信号,控制红外发热模块进行红外发热的温度。
所述红外发热模块用于对使用者脚部或手部进行红外加热。
所述人机交互模块包括方案制定模块、基础功能设置模块、数据显示模块。
所述方案制定模块包括定时引导方案模块、智能引导方案模块。
所述定时引导方案模块用于设置治疗时间,治疗时间截止时系统就停止治疗。
所述智能引导方案模块根据使用者的睡眠状况,自适应引导治疗。
所述基础功能设置模块用于基础功能的设置,包括治疗时间设置、屏幕亮度调节、音量调节、治疗开始、治疗暂停、治疗结束。
所述数据显示模块用于显示使用者的睡眠治疗数据。
进一步,所述呼吸引导模块还包括智能引导模块。
所述智能引导模块根据睡眠状态检测模块检测到的使用者睡眠状态,引导使用者调节呼吸节律缓慢呼吸。
当使用者入睡后,系统自动停止引导。
当使用者在睡梦中醒来时,系统自动开始继续引导。
进一步,所述系统还包括智能终端。
所述智能终端包括仪器端治疗控制模块、数据采集和传输模块、数据统计与展示模块、终端数据存储模块。
所述仪器端治疗控制模块用于向助眠仪器发送控制指令,使得人机交互模块生成指令信号。
所述数据采集和传输模块用于采集使用者的睡眠治疗数据,并将使用者的睡眠治疗数据上传。
所述数据统计与展示模块用于对使用者的睡眠治疗数据进行分析,评估并显示睡眠治疗效果。
终端数据存储模块用于存储使用者的历史睡眠治疗数据。
进一步,所述系统还包括云平台端。
所述云平台端包括云端数据存储模块、云端数据处理模块、数据可视化模块、远程监控模块。
所述云端数据存储模块用于存储使用者生理信号数据和睡眠治疗数据。
所述生理信号数据用于描述使用者的睡眠情况。
所述云端数据处理模块用于对使用者的生理信号数据和睡眠治疗数据进行分析。
所述数据可视化模块将使用者的生理信号数据和睡眠治疗数据以图表、文字、数字的形式进行展示。
操作者通过远程监控模块远程监控助眠仪器,进而实时监控使用者的生理信号数据和睡眠治疗数据。
本发明的技术效果是毋庸置疑的,本发明的有益技术效果包括:
本发明提出的助眠辅助智能系统提供人机交互,让使用者能够制定助眠治疗方案,可选择定时引导方案、智能引导方案,以及设置系统基础功能,使得治疗更加个性化;
本发明提出的助眠辅助智能系统通过听觉呼吸引导、视觉呼吸引导、电刺激呼吸引导、压力按摩呼吸引导、温敷呼吸引导中的一个或多个组合使用,通过调整使用者呼吸节奏,促进身体放松,缓解压力和焦虑,从而有助于更快地入睡;
本发明提出的助眠辅助智能系统能够灵活采用胸腹压力式、胸阻抗式、床垫式、红外热成像式、生物雷达式、图像识别式呼吸频率监测方法中的一种作为呼吸频率监测,适用多种人群,具有广泛的应用前景;
本发明提出的助眠辅助智能系统能够监测脑电、血氧饱和度、心电、血压等生理参数,并基于这些生理参数数据分析,评估助眠治疗效果,帮助使用者更好地了解自己的睡眠状态和治疗效果,更好地参与自我管理,提高自我意识和自我控制能力,同时也可以为医生提供参考依据;
本发明提出的助眠辅助智能系统能够根据监测使用者的呼吸频率和生理信号数据判断使用者睡眠状态,智能控制呼吸引导模块工作,提升使用者的助眠治疗效果和舒适度。
附图说明
图1为本发明仪器端的整体结构图;
图2为本发明加入呼吸频率监测模块的仪器端结构图;
图3为本发明加入生理信号监测模块的仪器端结构图;
图4为本发明加入睡眠状态检测模块的仪器端结构图;
图5为本发明加入数据传输模块的仪器端结构图;
图6为本发明加入智能终端的系统结构图;
图7为本发明加入云平台端的系统结构图;
图8为仪器端中中央控制模块的结构图;
图9为仪器端中呼吸引导模块的结构图;
图10为仪器端中人机交互模块的结构图;
图11为仪器端中电源管理模块的结构图;
图12为仪器端中呼吸频率监测模块的结构图;
图13为仪器端中生理信号监测模块的结构图;
图14为仪器端中数据传输模块的结构图;
图15为呼吸引导模块中电刺激呼吸引导模块的结构图;
图16为呼吸引导模块中压力按摩呼吸引导模块的结构图;
图17为呼吸引导模块中温敷呼吸引导模块的结构图;
图18为人机交互模块中方案制定模块的结构图;
图19为呼吸频率监测模块中基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块的结构图;
图20为呼吸频率监测模块中基于胸阻抗的呼吸频率监测模块的结构图;
图21为呼吸频率监测模块中基于床垫式的呼吸频率监测模块的结构图;
图22为呼吸频率监测模块中基于红外热成像的呼吸频率监测模块的结构图;
图23为呼吸频率监测模块中基于生物雷达的呼吸频率监测模块的结构图;
图24为呼吸频率监测模块中基于图像识别的呼吸频率监测模块的结构图;
图25为生理信号监测模块中多维生理参数监测模块的结构图;
图26为使用者应用该系统的示意图一;
图27为使用者应用该系统的示意图二;
图28为使用者应用该系统的示意图三;
图29为使用者应用该系统的示意图四;
图30为使用者应用该系统的示意图五;
图31为使用者应用该系统的示意图六;
图32为使用者应用该系统的示意图七;
图33为使用者应用该系统的示意图八;
图34为使用者应用该系统的示意图九;
图中,中央控制模块1000、智能控制模块1100、数据处理模块1200、数据存储模块1300、呼吸引导模块2000、听觉呼吸引导模块2100、视觉呼吸引导模块2200、电刺激呼吸引导模块2300、电刺激电极模块2310、电刺激脉冲发生器模块2320、电刺激强度控制模块2330、压力按摩呼吸引导模块2400、压力控制模块2410、压力振动模块2420、温敷呼吸引导模块2500、红外温控模块2510、红外发热模块2520、智能引导模块2600、人机交互模块3000、方案制定模块3100、定时引导方案模块3110、智能引导方案模块3120、基础功能设置模块3200、数据显示模块3300、电源管理模块4000、供电模块4100、充电模块4200、呼吸频率监测模块5000、基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块5100、压力传感器模块5110、胸腹带模块5120、压力数据处理模块5130、基于胸阻抗的呼吸频率监测模块5200、胸阻抗传感器模块5210、胸阻抗数据处理模块5220、基于床垫的呼吸频率监测模块5300、压电薄膜传感器模块5310、床垫模块5320、压电数据处理模块5330、基于红外热成像的呼吸频率监测模块5400、红外热成像模块5410、红外聚焦模块5420、红外数据处理模块5430、基于生物雷达的呼吸频率监测模块5500、雷达发射模块5510、雷达接收模块5520、雷达数据处理模块5530、基于面部图像识别的呼吸频率监测模块5600、图像采集模块5610、图像识别与提取模块5620、图像数据处理模块5630、生理信号监测模块6000、脑电监测模块6100、多维生理参数监测模块6200、血氧监测模块6210、心电监测模块6220、血压监测模块6230、报警模块6300、睡眠状态检测模块7000、数据传输模块8000、引导数据传输模块8100、控制数据传输模块8200、生理信号数据传输模块8300、仪器端治疗控制模块9000、数据采集和传输模块10000、数据统计与展示模块11000、终端数据存储模块12000、云端数据存储模块13000、云端数据处理模块14000、数据可视化模块15000、远程监控模块16000。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1:
参见图1至图25,一种助眠辅助智能系统,包括助眠仪器。
所述助眠仪器包括中央控制模块1000、呼吸引导模块2000、人机交互模块3000。
所述中央控制模块1000用于接收人机交互模块3000生成的指令信号,并根据指令信号向呼吸引导模块2000发送控制信号。
所述呼吸引导模块2000根据中央控制模块1000的控制信号引导使用者进行吸气或呼气运动。
所述人机交互模块3000用于生成指令信号,并显示使用者的睡眠治疗数据。
实施例2:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例1,进一步,所述助眠仪器还包括呼吸频率监测模块5000。
所述呼吸频率监测模块5000用于监测使用者的呼吸频率数据。
所述使用者的呼吸频率数据通过无线传输或有线传输上传。
所述呼吸频率监测模块5000包括基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块5100、基于胸阻抗的呼吸频率监测模块5200、基于床垫的呼吸频率监测模块5300、基于红外热成像的呼吸频率监测模块5400、基于生物雷达的呼吸频率监测模块5500、基于面部图像识别的呼吸频率监测模块5600中的一个或多个组合。
所述基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块5100用于测量使用者呼吸引起的胸腹部压力变化,进而计算呼吸频率。
所述基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块5100包括压力传感器模块5110、胸腹带模块5120、压力数据处理模块5130。
所述压力传感器模块5110放置在使用者的胸部或腹部,感知呼吸时胸腹部产生的压力变化,得到压力数据。
所述胸腹带模块5120用于将压力传感器模块5110固定在使用者胸部或腹部位置。
所述压力数据处理模块5130对从压力传感器模块5110接收到的压力数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述压力数据处理模块5130对压力数据进行的处理包括平滑处理、滤波处理、归一化处理、特征提取。
所述基于胸阻抗的呼吸频率监测模块5200用于测量使用者呼吸引起的胸部阻抗变化,进而计算呼吸频率。
所述基于胸阻抗的呼吸频率检测模块5200包括胸阻抗传感器模块5210、胸阻抗数据处理模块5220。
所述胸阻抗传感器模块5210放置在胸部感知呼吸时胸部产生的压力变化,得到胸阻抗数据。
所述胸阻抗数据处理模块5220对从胸阻抗传感器模块5210接收到的胸阻抗数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述胸阻抗数据处理模块5220对胸阻抗数据进行的处理包括平滑处理、滤波处理、特征提取。
所述基于床垫的呼吸频率监测模块5300利用床垫感知使用者胸腹部产生的压力变化,进而计算呼吸频率。
所述基于床垫的呼吸频率监测模块5300包括压电薄膜传感器模块5310、床垫模块5320、压电数据处理模块5330。
所述压电薄膜传感器模块5310嵌入在床垫模块5320内部或表面,感应人体的呼吸动作,得到压电数据。
所述床垫模块5320用于支撑人体的重量,同时作为压电薄膜传感器模块5310的载体。
所述压电数据处理模块5330对从压电薄膜传感器模块5310接收到的压电数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述压电数据处理模块5330对压电数据进行的处理包括平滑处理、滤波处理、特征提取。
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块5400用于捕捉使用者面部口鼻区的热辐射变化,进而计算呼吸频率。
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块5400包括红外热成像模块5410、红外聚焦模块5420、红外数据处理模块5430。
所述红外热成像模块5410用于捕捉人体发出的红外辐射,得到红外热成像数据。
所述红外聚焦模块5420将使用者面部口鼻区发出的红外辐射聚焦到红外热成像模块5410上。
所述红外数据处理模块5430对从红外热成像模块5410接收到的红外热成像数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述红外数据处理模块5430对红外热成像数据进行的处理包括滤波处理、归一化处理、图像转化处理、特征提取。
所述基于生物雷达的呼吸频率监测模块5500用于向使用者发射电磁波,并接受反射回来的电磁波相位变化,进而计算呼吸频率。
所述基于生物雷达的呼吸频率监测模块5500包括雷达发射模块5510、雷达接收模块5520、雷达数据处理模块5530。
所述雷达发射模块5510用于发射一定频率的电磁波。
所述雷达接收模块5520用于接收反射回来的电磁波信号,得到电磁波数据。
所述雷达数据处理模块5530对从雷达接收模块5520接收到的电磁波数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述雷达数据处理模块5530对电磁波数据进行的处理包括滤波处理、特征提取、检测和追踪处理。
所述基于面部图像识别的呼吸频率监测模块5600用于监测使用者面部图像灰度值的变化,进而计算呼吸频率。
所述基于面部图像识别的呼吸频率监测模块5600包括图像采集模块5610、图像识别与提取模块5620、图像数据处理模块5630。
所述图像采集模块5610用于获取使用者面部图像数据。
所述图像识别与提取模块5620对图像采集模块5610的面部图像数据进行识别,并提取出与呼吸相关的特征,得到呼吸特征数据。
所述图像数据处理模块5630对从图像识别与提取模块5620接收到的呼吸特征数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述图像数据处理模块5630对呼吸特征数据进行的处理包括滤波处理、图像转化处理、特征提取。
实施例3:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例1至2任一项,进一步,所述助眠仪器还包括生理信号监测模块6000。
所述生理信号监测模块6000用于监测使用者的生理信号数据。
所述生理信号监测模块6000包括脑电监测模块6100、多维生理参数监测模块6200、报警模块6300。
所述脑电监测模块6100用于监测使用者的脑电数据。
所述多维生理参数监测模块6200包括血氧监测模块6210、心电监测模块6220、血压监测模块6230。
所述血氧监测模块6210用于监测使用者的血氧饱和度数据。
所述心电监测模块6220用于监测使用者的心电数据。
所述血压监测模块6230用于监测使用者的血压数据。
当呼吸频率、脑电数据、血氧饱和度数据、心电数据、血压数据中任一项超出预设的范围时,报警模块6300向中央控制模块1000发送携带定位的警报信号,中止助眠系统运行。
所述呼吸频率数据用于描述使用者的睡眠情况。
实施例4:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例1至3任一项,进一步,所述助眠仪器还包括睡眠状态检测模块7000。
所述睡眠状态检测模块7000对监测的呼吸频率数据和生理信号监测模块6000监测的生理信号数据进行分析,得到使用者当前所处的睡眠状态。
实施例5:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例1至4任一项,进一步,所述助眠仪器还包括数据传输模块8000。
所述数据传输模块8000用于进行中央控制模块1000、呼吸引导模块2000、人机交互模块3000、生理信号监测模块6000、睡眠状态检测模块7000之间的数据传输。
所述数据传输模块8000包括引导数据传输模块8100、控制数据传输模块8200、生理信号数据传输模块8300。
所述引导数据传输模块8100用于将中央控制模块1000生成的控制信号传输至呼吸引导模块2000。
所述控制数据传输模块8200用于将人机交互模块3000生成的指令信号传输至中央控制模块1000。
所述生理信号数据传输模块8300用于将生理信号监测模块6000监测的生理信号数据传输至睡眠状态检测模块7000和/或人机交互模块3000。
实施例6:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例1至5任一项,进一步,所述助眠仪器还包括电源管理模块4000。
所述电源管理模块4000为中央控制模块1000、呼吸引导模块2000、人机交互模块3000、呼吸频率监测模块5000、生理信号监测模块6000、睡眠状态检测模块7000、数据传输模块8000供电。
所述电源管理模块4000包括供电模块4100和充电模块4200。
所述供电模块4100为中央控制模块1000、呼吸引导模块2000、人机交互模块3000、呼吸频率监测模块5000、生理信号监测模块6000、睡眠状态检测模块7000、数据传输模块8000供电。
所述充电模块4200为供电模块4100进行充电。
实施例7:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例1至6任一项,进一步,所述中央控制模块1000包括智能控制模块1100、数据处理模块1200、数据存储模块1300。
所述智能控制模块1100根据接收的指令信号控制呼吸引导模块2000工作。
所述数据处理模块1200用于对接收的指令信号进行分析,从而生成控制信号。
所述数据存储模块1300用于存储助眠仪器的数据。
呼吸引导模块2000包括听觉呼吸引导模块2100、视觉呼吸引导模块2200、电刺激呼吸引导模块2300、压力按摩呼吸引导模块2400、温敷呼吸引导模块2500中的一个或多个的组合。
所述听觉呼吸引导模块2100根据接收的控制信号播放音频,从而提示使用者进行吸气、呼吸动作。
所述视觉呼吸引导模块2200根据接收的控制信号播放吸气、呼气节律引导画面,从而提示使用者进行吸气、呼吸动作。
所述电刺激呼吸引导模块2300根据接收的控制信号对使用者施加电刺激,从而引导使用者进行吸气、呼气运动。
所述电刺激呼吸引导模块2300包括电刺激电极模块2310、电刺激脉冲发生器模块2320、电刺激强度控制模块2330。
所述电刺激强度控制模块2330根据接收的控制信号,控制电刺激脉冲发生器模块2320生成的脉冲信号的强度。
所述电刺激脉冲发生器模块2320用于生成脉冲信号,并发送至电刺激电极模块2310。
所述电刺激电极模块2310接收到脉冲信号后,刺激使用者的耳部或手部穴位。
所述压力按摩呼吸引导模块2400根据接收的控制信号在使用者相关的穴位处施加压力,从而引导使用者进行吸气、呼气运动。
所述压力按摩呼吸引导模块2400包括压力控制模块2410、压力振动模块2420。
所述压力控制模块2410根据接收的控制信号,控制压力振动模块2420按摩压力的大小。
所述压力振动模块2420对使用者手部或脚部穴位进行按摩。
所述温敷呼吸引导模块2500根据接收的控制信号在使用者相关的穴位处进行温敷,从而引导使用者进行吸气、呼气运动。
所述温敷呼吸引导模块2500包括红外温控模块2510、红外发热模块2520。
所述红外温控模块2510根据接收的控制信号,控制红外发热模块2520进行红外发热的温度。
所述红外发热模块2520用于对使用者脚部或手部进行红外加热。
所述人机交互模块3000包括方案制定模块3100、基础功能设置模块3200、数据显示模块3300。
所述方案制定模块3100包括定时引导方案模块3110、智能引导方案模块3120。
所述定时引导方案模块3110用于设置治疗时间,治疗时间截止时系统就停止治疗。
所述智能引导方案模块3120根据使用者的睡眠状况,自适应引导治疗。
所述基础功能设置模块3200用于基础功能的设置,包括治疗时间设置、屏幕亮度调节、音量调节、治疗开始、治疗暂停、治疗结束。
所述数据显示模块3300用于显示使用者的睡眠治疗数据。
实施例8:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例1至7任一项,进一步,所述呼吸引导模块2000还包括智能引导模块2600。
所述智能引导模块2600根据睡眠状态检测模块7000检测到的使用者睡眠状态,引导使用者调节呼吸节律缓慢呼吸。
当使用者入睡后,系统自动停止引导。
当使用者在睡梦中醒来时,系统自动开始继续引导。
实施例9:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例1至8任一项,进一步,所述系统还包括智能终端。
所述智能终端包括仪器端治疗控制模块9000、数据采集和传输模块10000、数据统计与展示模块11000、终端数据存储模块12000。
所述仪器端治疗控制模块9000用于向助眠仪器发送控制指令,使得人机交互模块3000生成指令信号。
所述数据采集和传输模块10000用于采集使用者的睡眠治疗数据,并将使用者的睡眠治疗数据上传。
所述数据统计与展示模块11000用于对使用者的睡眠治疗数据进行分析,评估并显示睡眠治疗效果。
终端数据存储模块12000用于存储使用者的历史睡眠治疗数据。
实施例10:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例1至9任一项,进一步,所述系统还包括云平台端。
所述云平台端包括云端数据存储模块13000、云端数据处理模块14000、数据可视化模块15000、远程监控模块16000。
所述云端数据存储模块13000用于存储使用者生理信号数据和睡眠治疗数据。
所述生理信号数据用于描述使用者的睡眠情况。
所述云端数据处理模块14000用于对使用者的生理信号数据和睡眠治疗数据进行分析。
所述数据可视化模块15000将使用者的生理信号数据和睡眠治疗数据以图表、文字、数字的形式进行展示。
操作者通过远程监控模块16000远程监控助眠仪器,进而实时监控使用者的生理信号数据和睡眠治疗数据。
实施例11:
参见图1至图25,一种助眠辅助智能系统,包括助眠仪器。
所述助眠仪器包括中央控制模块1000、呼吸引导模块2000、人机交互模块3000。
所述中央控制模块1000用于接收人机交互模块3000生成的指令信号,并根据指令信号向呼吸引导模块2000发送控制信号。
所述呼吸引导模块2000根据中央控制模块1000的控制信号引导使用者进行吸气或呼气运动,调节使用者呼吸节律缓慢呼吸。
所述人机交互模块3000用于生成指令信号,并显示使用者的睡眠治疗数据。
所述使用者的睡眠治疗数据包括呼吸频率数据、脑电数据、血氧饱和度数据、心电数据、血压数据、治疗时间数据等,这些睡眠治疗数据是以数值形式显示在仪器屏幕上(其中脑电数据不显示在人机交互模块中,主要用于分析人的睡眠状态)。
所述人机交互模块3000用于使用者设置系统基础功能,制定治疗计划,并显示使用者治疗数据。
实施例12:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例11,进一步,所述助眠仪器还包括呼吸频率监测模块5000。
所述呼吸频率监测模块5000用于监测使用者的呼吸频率数据。
所述使用者的呼吸频率数据通过无线传输或有线传输上传。
所述呼吸频率监测模块5000包括基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块5100、基于胸阻抗的呼吸频率监测模块5200、基于床垫的呼吸频率监测模块5300、基于红外热成像的呼吸频率监测模块5400、基于生物雷达的呼吸频率监测模块5500、基于面部图像识别的呼吸频率监测模块5600中的一个或多个组合。
所述基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块5100用于测量使用者呼吸引起的胸腹部压力变化,进而计算呼吸频率。
所述基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块5100包括压力传感器模块5110、胸腹带模块5120、压力数据处理模块5130。
所述压力传感器模块5110放置在使用者的胸部或腹部,感知呼吸时胸腹部产生的压力变化,得到压力数据。
所述胸腹带模块5120用于将压力传感器模块5110固定在使用者胸部或腹部位置。
所述压力数据处理模块5130对从压力传感器模块5110接收到的压力数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述压力数据处理模块5130对压力数据进行的处理包括平滑处理、滤波处理、归一化处理、特征提取。
压力数据处理包括:(1)数据平滑和滤波:使用低通滤波器或移动平均滤波器来平滑数据,减少噪音和波动;(2)数据归一化:使用归一函数将数据转化为标准化的范围,以便于比较和分析,比如将数据转化为0到1之间的值;(3)特征提取:采用差分阈值法从压力数据中提取与呼吸运动相关的特征,比如提取压力的最大值和最小值;(4)呼吸频率计算:基于采样频率、压力最大值和最小值,根据相邻压力信号最大值、最小值,计算出呼气时间、吸气时间,取一定时间内的平均值作为用户呼吸频率。
所述基于胸阻抗的呼吸频率监测模块5200用于测量使用者呼吸引起的胸部阻抗变化,进而计算呼吸频率。
所述基于胸阻抗的呼吸频率检测模块5200包括胸阻抗传感器模块5210、胸阻抗数据处理模块5220。
所述胸阻抗传感器模块5210放置在胸部感知呼吸时胸部产生的压力变化,得到胸阻抗数据。
所述胸阻抗数据处理模块5220对从胸阻抗传感器模块5210接收到的胸阻抗数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述胸阻抗数据处理模块5220对胸阻抗数据进行的处理包括平滑处理、滤波处理、特征提取。
胸阻抗数据处理包括:(1)数据预处理:可以使用低通滤波器或滑动平均滤波器等方法来减少噪声和波动,以便提取出与呼吸运动相关的阻抗信号;(2)特征提取:采用小波变换法来提取信号特征,比如幅度、频率、波形等特征;(3)呼吸频率计算:基于提取的相关特征,计算呼吸频率。
所述基于床垫的呼吸频率监测模块5300利用床垫感知使用者胸腹部产生的压力变化,进而计算呼吸频率。
所述基于床垫的呼吸频率监测模块5300包括压电薄膜传感器模块5310、床垫模块5320、压电数据处理模块5330。
所述压电薄膜传感器模块5310嵌入在床垫模块5320内部或表面,感应人体的呼吸动作,得到压电数据。
所述床垫模块5320用于舒适地支撑人体的重量,同时作为压电薄膜传感器模块5310的载体。
所述压电数据处理模块5330对从压电薄膜传感器模块5310接收到的压电数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述压电数据处理模块5330对压电数据进行的处理包括平滑处理、滤波处理、特征提取。
压电数据处理包括:(1)数据预处理:使用低通滤波器来滤除噪声,并使用平滑处理来减少数据的波动;(2)特征提取:从预处理后的数据中提取与呼吸运动相关的特征,例如压力的最大值和最小值、压力变化的幅度等。(3)呼吸频率计算:根据压电信号中的最大和最小压力值,计算出呼吸频率信息。
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块5400用于捕捉使用者面部口鼻区的热辐射变化,进而计算呼吸频率。
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块5400包括红外热成像模块5410、红外聚焦模块5420、红外数据处理模块5430。
所述红外热成像模块5410用于捕捉人体发出的红外辐射,得到红外热成像数据。
所述红外聚焦模块5420将使用者面部口鼻区发出的红外辐射聚焦到红外热成像模块5410上。
所述红外数据处理模块5430对从红外热成像模块5410接收到的红外热成像数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述红外数据处理模块5430对红外热成像数据进行的处理包括滤波处理、归一化处理、图像转化处理、特征提取。
红外热成像数据处理包括:(1)数据预处理:使用中值滤波器来去除噪声,并使用归一化方法来将数据转化为0到1之间的值;(2)图像生成:将预处理后的数据转化为图像,例如可以将每个像素点的灰度值或者伪彩色值按照一定的映射规则转化为0到255之间的值,从而生成相应的图像;(3)特征提取:从生成的图像中提取与呼吸运动相关的特征,例如可以提取图像中边缘轮廓的强度、方向和形状、纹理等特征,比如可以提取图像中的边缘轮廓特征,并使用Sobel算子计算每个像素点在水平和垂直方向上的梯度强度和方向;(4)呼吸频率计算:基于与呼吸频率相关的图像特征算出呼吸频率。
所述基于生物雷达的呼吸频率监测模块5500用于向使用者发射电磁波,并接受反射回来的电磁波相位变化,进而计算呼吸频率。
所述基于生物雷达的呼吸频率监测模块5500包括雷达发射模块5510、雷达接收模块5520、雷达数据处理模块5530。
所述雷达发射模块5510用于发射一定频率的电磁波。
所述雷达接收模块5520用于接收反射回来的电磁波信号,得到电磁波数据。
所述雷达数据处理模块5530对从雷达接收模块5520接收到的电磁波数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述雷达数据处理模块5530对电磁波数据进行的处理包括滤波处理、特征提取、检测和追踪处理。
电磁波数据处理包括:(1)信号预处理:对接收到的电磁波信号进行预处理,包括去除直流分量、滤波等操作,例如去除直流分量,使用带通滤波器滤除噪声和干扰;(2)信号分析:分析处理后的信号,包括提取信号中的周期性成分、计算信号的频谱等,以确定信号的呼吸频率信息,例如使用快速傅里叶变换(FFT)计算信号的频谱,并提取周期性成分;(3)目标检测和跟踪:利用雷达的多普勒效应和距离分辨率,检测并跟踪人体的位置和运动轨迹,以进一步提高呼吸频率监测的准确性;(4)呼吸频率计算:从跟踪的目标中提取呼吸频率信息,通过分析目标的运动轨迹和周期性变化来实现,从而计算呼吸频率。
所述基于面部图像识别的呼吸频率监测模块5600用于监测使用者面部图像灰度值的变化,进而计算呼吸频率。
所述基于面部图像识别的呼吸频率监测模块5600包括图像采集模块5610、图像识别与提取模块5620、图像数据处理模块5630。
所述图像采集模块5610用于获取使用者面部图像数据。
所述图像识别与提取模块5620对图像采集模块5610的面部图像数据进行识别,并提取出与呼吸相关的特征,得到呼吸特征数据。
所述图像数据处理模块5630对从图像识别与提取模块5620接收到的呼吸特征数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述图像数据处理模块5630对呼吸特征数据进行的处理包括滤波处理、图像转化处理、特征提取。
图像数据处理包括:(1)图像预处理:对采集到的面部图像进行预处理,包括去噪、对比度增强、灰度化等操作,以提高图像的质量和清晰度,例如使用高斯滤波器进行去噪,使用直方图均衡化方法增强图像的对比度,并将彩色图像转化为灰度图像;(2)特征提取:使用图像处理技术从预处理后的图像中提取与呼吸运动相关的特征,比如面部轮廓的形状和位置变化,以及鼻孔的形状和大小变化等特征;(3)呼吸频率计算:根据图像数据特征,计算出呼吸频率。
实施例13:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例11至12任一项,进一步,所述助眠仪器还包括生理信号监测模块6000。
所述生理信号监测模块6000用于监测使用者的生理信号数据。
所述生理信号监测模块6000包括脑电监测模块6100、多维生理参数监测模块6200、报警模块6300。
所述脑电监测模块6100用于监测使用者的脑电数据。
所述多维生理参数监测模块6200包括血氧监测模块6210、心电监测模块6220、血压监测模块6230。
所述血氧监测模块6210用于监测使用者的血氧饱和度数据。
所述心电监测模块6220用于监测使用者的心电数据。
所述血压监测模块6230用于监测使用者的血压数据。
当呼吸频率、脑电数据、血氧饱和度数据、心电数据、血压数据等生理参数中任一项超出预设的范围时,报警模块6300向中央控制模块1000发送携带定位的警报信号,中止助眠系统运行。
所述呼吸频率数据用于描述使用者的睡眠情况。
(1)脑电预设范围:当脑电波的振幅超过或低于预设阈值(如20-100uV),持续时间超过预设时间(如5秒)时,发出警报。
(2)心电预设范围:当心率超过120次/分或低于50次/分,心律失常频率超过预设阈值(如20次/分钟),持续时间超过预设时间(如10秒)时,发出警报。
(3)血压预设范围:当收缩压超过140mmHg或低于90mmHg,舒张压超过90mmHg或低于60mmHg,血压变化速率超过预设阈值(如20mmHg/分钟)时,发出警报。
(4)血氧饱和度预设范围:当血氧饱和度低于90%时,发出警报。
(5)呼吸频率预设范围:当每分钟呼吸次数超过30次或低于10次,呼吸频率变化速率超过预设阈值(如5次/分钟)时,发出警报。
以上仅为预设范围举例,实际应用中需要根据使用者情况和临床需求进行细致的设定和调整。
实施例14:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例11至13任一项,进一步,所述助眠仪器还包括睡眠状态检测模块7000。
所述睡眠状态检测模块7000对监测的呼吸频率数据和生理信号监测模块6000监测的生理信号数据进行分析,得到使用者当前所处的睡眠状态。
呼吸频率数据、血氧饱和度数据、血压数据:对这些生理数据进行分析,通过判断这些生理参数是否稳定,当生理参数处于稳定状态时,判断为正常睡眠状态;当这些生理参数出现明显的变化,则判断为异常睡眠状态。
心电数据:通过计算心电数据的R-R间期(两次心跳的间隔时间)来评估心率变异性,心里变异性降低则判断为异常睡眠状态。例如,系统可以计算出R-R间期的标准差(SDNN),它是心率变异性的一个重要指标。
脑电数据:通过分析脑电信号的特征和模式来确定使用者的睡眠状态。例如通过检测不同睡眠阶段的特征波形,如慢波、纺锤波等,来确定使用者的睡眠阶段;在清醒期,脑电信号较为活跃,频率较高;而在浅睡眠期和深睡眠期,脑电信号的频率和幅度都会发生变化;在REM睡眠期,脑电信号会出现快速眼球运动和梦境活动等特征。还可以通过计算脑电信号的功率谱密度、相关性等指标来确定使用者的睡眠状态。例如在失眠状态下,脑电信号的功率谱密度可能会增加,而相关性可能会降低。
实施例15:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例11至14任一项,进一步,所述助眠仪器还包括数据传输模块8000。
所述数据传输模块8000用于进行中央控制模块1000、呼吸引导模块2000、人机交互模块3000、生理信号监测模块6000、睡眠状态检测模块7000之间的数据传输。
所述数据传输模块8000包括引导数据传输模块8100、控制数据传输模块8200、生理信号数据传输模块8300。
所述引导数据传输模块8100用于将中央控制模块1000生成的控制信号传输至呼吸引导模块2000。
所述控制数据传输模块8200用于将人机交互模块3000生成的指令信号传输至中央控制模块1000。
所述生理信号数据传输模块8300用于将生理信号监测模块6000监测的生理信号数据传输至睡眠状态检测模块7000和/或人机交互模块3000。
除此之外,生理信号数据还会传输到智能终端。
实施例16:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例11至15任一项,进一步,所述助眠仪器还包括电源管理模块4000。
所述电源管理模块4000为中央控制模块1000、呼吸引导模块2000、人机交互模块3000、呼吸频率监测模块5000、生理信号监测模块6000、睡眠状态检测模块7000、数据传输模块8000供电。
所述电源管理模块4000包括供电模块4100和充电模块4200。
所述供电模块4100为中央控制模块1000、呼吸引导模块2000、人机交互模块3000、呼吸频率监测模块5000、生理信号监测模块6000、睡眠状态检测模块7000、数据传输模块8000供电。
所述充电模块4200为供电模块4100进行充电。
实施例17:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例11至16任一项,进一步,所述中央控制模块1000包括智能控制模块1100、数据处理模块1200、数据存储模块1300。
所述智能控制模块1100根据接收的指令信号控制呼吸引导模块2000工作。
所述智能控制模块1100根据使用者制定的治疗方案智能控制呼吸引导模块2000工作。
所述数据处理模块1200用于对接收的指令信号进行分析,从而生成控制信号。
所述数据存储模块1300用于存储助眠仪器的数据。
呼吸引导模块2000包括听觉呼吸引导模块2100、视觉呼吸引导模块2200、电刺激呼吸引导模块2300、压力按摩呼吸引导模块2400、温敷呼吸引导模块2500中的一个或多个的组合。
所述听觉呼吸引导模块2100根据接收的控制信号播放音频,从而提示使用者进行吸气、呼吸动作。
所述视觉呼吸引导模块2200根据接收的控制信号播放吸气、呼气节律引导画面,从而提示使用者进行吸气、呼吸动作。
所述电刺激呼吸引导模块2300根据接收的控制信号对使用者施加低频电刺激,从而引导使用者进行吸气、呼气运动。
电刺激频率范围:一般在0-1000Hz之间,可以引导使用者进行吸气、呼气运动。低强度电刺激通常用于抑制吸气过程,促进吸气向呼气转换,而中等强度电刺激则可导致呼吸运动暂停。
所述电刺激呼吸引导模块2300包括电刺激电极模块2310、电刺激脉冲发生器模块2320、电刺激强度控制模块2330。
所述电刺激强度控制模块2330根据接收的控制信号,控制电刺激脉冲发生器模块2320生成的脉冲信号的强度。
所述电刺激脉冲发生器模块2320用于生成脉冲信号,并发送至电刺激电极模块2310。
所述电刺激电极模块2310接收到脉冲信号后,刺激使用者的耳部或手部穴位。
所述压力按摩呼吸引导模块2400根据接收的控制信号在使用者相关的穴位处施加压力,从而引导使用者进行吸气、呼气运动。
所述压力按摩呼吸引导模块2400包括压力控制模块2410、压力振动模块2420。
所述压力控制模块2410根据接收的控制信号,控制压力振动模块2420按摩压力的大小。
所述压力振动模块2420对使用者手部或脚部穴位进行按摩。
所述温敷呼吸引导模块2500根据接收的控制信号在使用者相关的穴位处进行温敷,从而引导使用者进行吸气、呼气运动。
所述温敷呼吸引导模块2500包括红外温控模块2510、红外发热模块2520。
所述红外温控模块2510根据接收的控制信号,控制红外发热模块2520进行红外发热的温度。
所述红外发热模块2520用于对使用者脚部或手部进行红外加热。
所述人机交互模块3000包括方案制定模块3100、基础功能设置模块3200、数据显示模块3300。
所述方案制定模块3100包括定时引导方案模块3110、智能引导方案模块3120。
所述定时引导方案模块3110用于使用者设置治疗时间,治疗时间截止时系统就停止治疗。
所述智能引导方案模块3120根据使用者的睡眠状况,自适应引导治疗。
所述基础功能设置模块3200用于使用者基础功能的设置,包括治疗时间设置、屏幕亮度调节、音量调节、治疗开始、治疗暂停、治疗结束等。
所述数据显示模块3300用于显示使用者的睡眠治疗数据。
人机交互模块主要是显示睡眠治疗数值信号。
实施例18:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例11至17任一项,进一步,所述呼吸引导模块2000还包括智能引导模块2600。
所述智能引导模块2600根据睡眠状态检测模块7000检测到的使用者睡眠状态,引导使用者调节呼吸节律缓慢呼吸。
当使用者入睡后,系统自动停止引导。
当使用者在睡梦中醒来时,系统自动开始继续引导。
实施例19:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例11至18任一项,进一步,所述系统还包括智能终端。
所述智能终端包括仪器端治疗控制模块9000、数据采集和传输模块10000、数据统计与展示模块11000、终端数据存储模块12000。
所述仪器端治疗控制模块9000用于向助眠仪器发送控制指令,使得人机交互模块3000生成指令信号,完成对助眠治疗的控制。
所述数据采集和传输模块10000用于采集使用者的睡眠治疗数据,并将使用者的睡眠治疗数据上传。
智能终端采集的使用者睡眠治疗数据包括生理参数连续波形信号及睡眠治疗数值信号。
所述数据统计与展示模块11000用于对使用者的睡眠治疗数据进行分析,评估并显示睡眠治疗效果。
终端数据存储模块12000用于存储使用者的历史睡眠治疗数据。
实施例20:
一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例11至19任一项,进一步,所述系统还包括云平台端。
所述云平台端包括云端数据存储模块13000、云端数据处理模块14000、数据可视化模块15000、远程监控模块16000。
所述云端数据存储模块13000用于存储使用者生理信号数据和睡眠治疗数据。
所述生理信号数据用于描述使用者的睡眠情况。
所述云端数据处理模块14000用于对使用者的生理信号数据和睡眠治疗数据进行分析,主要是利用云端数据处理能力强这一特点,对使用者的生理信号数据进行实时分析处理,便于及时发现生理参数异常警报提醒使用者,以及便于使用者更好地了解自身情况。
所述数据可视化模块15000将使用者的生理信号数据和睡眠治疗数据以图表、文字、数字等形式进行展示,使使用者可以更加直观地了解自身睡眠状况。
操作者通过远程监控模块16000远程监控助眠仪器,进而实时监控使用者的生理信号数据和睡眠治疗数据,实现实时数据监控和仪器设置调整等功能。
实施例21:
参见图1至图25,一种助眠辅助智能系统,包括中央控制模块1000、呼吸引导模块2000、人机交互模块3000、电源管理模块4000。
所述中央控制模块1000接收人机交互模块3000输入的指令信号,并根据输入指令信号向呼吸引导模块2000发送控制信号。
所述呼吸引导模块2000根据中央控制模块1000的控制信号引导使用者进行吸气或呼气运动,调节使用者呼吸节律缓慢呼吸。
所述人机交互模块3000用于使用者设置系统基础功能,制定治疗计划,并显示使用者治疗数据。
所述电源管理模块4000用于为系统供电。
所述呼吸引导模块2000包括听觉呼吸引导模块2100、视觉呼吸引导模块2200、电刺激呼吸引导模块2300、压力按摩呼吸引导模块2400、温敷呼吸引导模块2500中的一个或多个的组合。
所述听觉呼吸引导模块2100根据接收的控制信号播放音频,从而提示使用者进行吸气、呼吸动作。
所述视觉呼吸引导模块2200根据接收的控制信号向数据可视化模块15000发送吸气、呼气节律引导画面生成信号。
所述电刺激呼吸引导模块2300根据接收的控制信号调节对使用者施加的低频电刺激,引导使用者进行吸气、呼气运动。
所述压力按摩呼吸引导模块2400根据接收的控制信号调节对使用者相关穴位处施加的压力,引导使用者进行吸气、呼气运动。
所述温敷呼吸引导模块2500根据接收的控制信号对使用者相关穴位处进行温敷,引导使用者进行吸气、呼气运动。
所述仪器端还包括呼吸频率监测模块5000。所述呼吸频率监测模块5000包括基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块5100、基于胸阻抗的呼吸频率监测模块5200、基于床垫的呼吸频率监测模块5300、基于红外热成像的呼吸频率监测模块5400、基于生物雷达的呼吸频率监测模块5500、基于面部图像识别的呼吸频率监测模块5600中的一个或多个组合。
所述基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块5100根据测量使用者呼吸引起的胸腹部压力变化来计算呼吸频率。
所述基于胸阻抗的呼吸频率监测模块5200根据测量使用者呼吸引起的胸部阻抗变化来计算呼吸频率。
所述基于床垫的呼吸频率监测模块5300根据床垫感知使用者胸腹部产生的微小压力变化来计算呼吸频率。
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块5400根据捕捉使用者面部口鼻区的热辐射变化来计算呼吸频率。
所述基于生物雷达的呼吸频率监测模块5500根据向使用者发射电磁波并接受反射回来的电磁波相位变化来计算呼吸频率。
所述基于面部图像识别的呼吸频率监测模块5600根据使用者面部图像灰度值的变化来计算呼吸频率。
所述电刺激呼吸引导模块2300包括电刺激电极模块2310、电刺激脉冲发生器模块2320、电刺激强度控制模块2330。
所述电刺激强度控制模块2330根据接收的控制信号控制电刺激脉冲发生器模块2320生成相应强度的脉冲信号。
所述电刺激脉冲发生器模块2320根据接收电刺激强度控制模块2330的控制信号生成脉冲信号,并发送至电刺激电极模块2310。
所述电刺激电极模块2310接收到脉冲信号后,刺激使用者的耳部或手部穴位。
所述压力按摩呼吸引导模块2400包括压力控制模块2410、压力振动模块2420。
所述压力控制模块2410根据接收的控制信号控制压力振动模块2420按摩压力大小。
所述压力振动模块2420对使用者手部或脚部穴位进行按摩。
所述温敷呼吸引导模块2500包括红外温控模块2510、红外发热模块2520。
所述红外温控模块2510根据接收的控制信号控制红外发热模块2520红外发热温度。
所述红外发热模块2520用于对使用者脚部或手部进行红外加热。
所述基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块5100包括压力传感器模块5110、胸腹带模块5120、压力数据处理模块5130。
所述压力传感器模块5110放置在胸部或腹部,感知呼吸时胸腹部产生的压力变化。
所述胸腹带模块5120用于与压力传感器模块5110组合,固定在使用者胸部或腹部位置。
所述压力数据处理模块5130对从压力传感器模块5110接收到的压力数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述基于胸阻抗的呼吸频率检测模块5200包括胸阻抗传感器模块5210、胸阻抗数据处理模块5220。
所述胸阻抗传感器模块5210放置在胸部感知呼吸时胸部产生的压力变化。
所述胸阻抗数据处理模块5220对从胸阻抗传感器模块5210接收到的胸阻抗数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述基于床垫的呼吸频率监测模块5300包括压电薄膜传感器模块5310、床垫模块5320、压电数据处理模块5330。
所述压电薄膜传感器模块5310嵌入在床垫模块5320内部或表面,感应人体的呼吸动作。
所述床垫模块5320能够舒适地支撑人体的重量,同时作为压电薄膜传感器模块5310的载体。
所述压电数据处理模块5330对从压电薄膜传感器模块5310接收到的压电数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块5400包括红外热成像模块5410、红外聚焦模块5420、红外数据处理模块5430。
所述红外热成像模块5410用于捕捉人体发出的红外辐射。
所述红外聚焦模块5420将使用者面部口鼻区发出的红外辐射聚焦到红外热成像模块5410上。
所述红外数据处理模块5430对从红外热成像模块5410接收到的红外热成像数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述基于生物雷达的呼吸频率监测模块5500包括雷达发射模块5510、雷达接收模块5520、雷达数据处理模块5530。
所述雷达发射模块5510用于发射一定频率的电磁波。
所述雷达接收模块5520用于接收反射回来的电磁波信号。
所述雷达数据处理模块5530对从雷达接收模块5520接收到的电磁波数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述基于面部图像识别的呼吸频率监测模块5600包括图像采集模块5610、图像识别与提取模块5620、图像数据处理模块5630。
所述图像采集模块5610获取使用者面部图像数据。
所述图像识别与提取模块5620对图像采集模块5610的面部图像数据进行识别,并提取出与呼吸相关的特征。
所述图像数据处理模块5630对从图像识别与提取模块5620接收到的呼吸特征数据进行处理和分析,计算出呼吸频率。
所述中央控制模块1000包括智能控制模块1100、数据处理模块1200、数据存储模块1300。
所述智能控制模块1100根据使用者制定的治疗方案智能控制呼吸引导模块2000工作。
所述数据处理模块1200用于对接收信号进行处理,从而生成控制信号。
所述数据存储模块1300用于存储仪器端数据。
所述仪器端还包括生理信号监测模块6000。所述生理信号监测模块6000包括脑电监测模块6100、多维生理参数监测模块6200、报警模块6300。
所述脑电监测模块6100用于监测使用者的脑电。
所述多维生理参数监测模块6200包括血氧监测模块6210、心电监测模块6220、血压监测模块6230。
所述血氧监测模块6210用于监测使用者的血氧饱和度。
所述心电监测模块6220用于监测使用者的心电。
所述血压监测模块6230用于监测使用者的血压。
所述报警模块6300用于当呼吸频率、血氧饱和度、心电、血压等生理参数中任一项超出预设的正常范围时,报警模块6300向中央控制模块1000发送携带定位的警报信号,中止助眠系统运行。
所述数据传输模块8000包括引导数据传输模块8100、控制数据传输模块8200、生理信号数据传输模块8300。
所述引导数据传输模块8100根据中央控制模块1000的控制信号传输到呼吸引导模块2000。
所述控制数据传输模块8200传输人机交互模块3000的控制信号到中央控制模块1000,并传输中央控制模块1000的控制信号。
所述生理信号数据传输模块8300传输生理信号监测模块6000的生理信号数据。
所述人机交互模块3000包括方案制定模块3100、基础功能设置模块3200、数据显示模块3300。
所述方案制定模块3100包括定时引导方案模块3110、智能引导方案模块3120。
所述定时引导方案模块3110用于使用者设置治疗时间,治疗时间截止时系统就停止治疗。
所述智能引导方案模块3120根据使用者的睡眠状况,自适应引导治疗。
所述基础功能设置模块3200用于使用者基础功能设置,包括治疗时间设置、屏幕亮度调节、音量调节、治疗开始、治疗暂停、治疗结束等。
所述数据显示模块3300用于显示使用者参数和当前的呼吸节律。
所述仪器端还包括睡眠状态检测模块7000。所述睡眠状态检测模块7000根据呼吸频率监测模块5000和生理信号监测模块6000的监测数据进行分析处理,并判断使用者当前所处的睡眠状态。
所述呼吸引导模块2000还包括智能引导模块2600。所述智能引导模块2600根据睡眠状态检测模块7000检测到的使用者睡眠状态,智能引导使用者调节呼吸节律缓慢呼吸,当使用者入睡以后系统自动停止引导,当使用者入睡后醒来后系统自动开始继续引导。
所述电源管理模块4000包括供电模块4100、充电模块4200。
所述供电模块4100用于对系统供电。所述充电模块4200用于对电池充电。
还包括智能终端。
所述智能终端包括仪器端治疗控制模块9000、数据采集和传输模块10000、数据统计与展示模块11000、终端数据存储模块12000。
所述仪器端治疗控制模块9000用于向仪器端发送控制指令,完成对助眠治疗的控制。
所述数据采集和传输模块10000用于接收仪器端传输的生理信号数据和治疗数据,并能将智能终端的数据上传。
所述数据统计与展示模块11000用于对使用者的呼吸频率和生理参数进行分析,评估治疗效果并显示。
终端数据存储模块12000用于存储使用者的历史治疗数据。
还包括云平台端。所述云平台端包括云端数据存储模块13000、云端数据处理模块14000、数据可视化模块15000、远程监控模块16000。
所述云端数据存储模块13000用于存储使用者生理信号数据和治疗数据。
所述云端数据处理模块14000用于对使用者的生理信号数据和治疗数据进行处理分析。
所述数据可视化模块15000将使用者的生理信号数据和治疗数据以图表、图像等形式展示,使使用者可以更加直观地了解自身睡眠状况。
所述远程监控模块16000用于使用者远程监控仪器,实现实时数据监控和仪器设置调整等功能。
实施例22:
参见图26,一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例21,进一步,使用者通过人机交互模块3000选择定时引导方案模块3110设置治疗时间,中央控制模块1000接收来自人机交互模块3000的输入指令信号控制呼吸引导模块2000的听觉呼吸引导模块2100播放音频,提示使用者进行吸气、呼气动作、调节呼吸节律缓慢呼吸,帮助使用者更快入睡。智能终端接收仪器端传输的治疗数据并显示,保存数据到历史治疗记录中,并能向仪器端发送控制指令,完成对助眠治疗的控制。云平台端接收智能终端的使用者治疗数据,进行分析处理显示并保存,也能远程监控仪器,实现实时数据监控和调整仪器功能设置。
实施例23:
参见图27,一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例21,进一步,使用者通过人机交互模块3000选择定时引导方案模块3110或智能引导方案模块3120,中央控制模块1000接收来自人机交互模块3000的输入指令信号,并根据呼吸频率监测模块5000中的基于床垫的呼吸频率监测模块5300监测到的使用者呼吸频率生成相应的控制信号,控制呼吸引导模块2000的听觉呼吸引导模块2100播放同步呼吸节律的音频,调节使用者呼吸节律。在智能引导方案中,睡眠状态检测模块7000根据呼吸频率数据判断到使用者已经进入睡眠时,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000停止工作,当使用者入睡醒来后,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000继续工作,提升助眠治疗效果和舒适度,帮助使用者更快入睡。智能终端接收仪器端传输的治疗数据并显示,保存数据到历史治疗记录中,并能向仪器端发送控制指令,完成对助眠治疗的控制。云平台端接收智能终端的使用者治疗数据,进行分析处理显示并保存,也能远程监控仪器,实现实时数据监控和调整仪器功能设置。
实施例24:
参见图28,一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例21,进一步,使用者通过人机交互模块3000选择定时引导方案模块3110或智能引导方案模块3120,中央控制模块1000接收来自人机交互模块3000的输入指令信号,并根据呼吸频率监测模块5000中的基于床垫的呼吸频率监测模块5300监测到的使用者呼吸频率生成相应的控制信号,控制呼吸引导模块2000的听觉呼吸引导模块2100播放同步呼吸节律的音频,调节使用者呼吸节律。生理信号监测模块6000监测使用者的脑电、血氧饱和度、心电、血压等生理信号,当呼吸频率、血氧饱和度、心电、血压等生理参数中任一项超出预设的正常范围时,报警模块6300向中央控制模块1000发送携带定位的警报信号,中止系统运行。在智能引导方案中,睡眠状态检测模块7000根据呼吸频率和生理信号数据判断到使用者已经进入睡眠时,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000停止工作,当使用者入睡醒来后,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000继续工作,提升助眠治疗效果和舒适度,帮助使用者更快入睡。智能终端接收仪器端传输的生理信号数据和治疗数据并显示,保存数据到历史治疗记录中,并能向仪器端发送控制指令,完成对助眠治疗的控制。云平台端接收智能终端的使用者生理信号数据和治疗数据,进行分析处理显示并保存,也能远程监控仪器,实现实时数据监控和调整仪器功能设置。
实施例25:
参见图29,一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例21,进一步,使用者通过人机交互模块3000选择定时引导方案模块3110或智能引导方案模块3120,中央控制模块1000接收来自人机交互模块3000的输入指令信号,并根据呼吸频率监测模块5000中的基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块5100监测到的使用者呼吸频率生成相应的控制信号,控制呼吸引导模块2000中的听觉呼吸引导模块2100、视觉呼吸引导模块2200、压力按摩呼吸引导模块2400、温敷呼吸引导模块2500同步工作,调节使用者呼吸节律。生理信号监测模块6000监测使用者的血氧饱和度、心电、血压等生理信号,当呼吸频率、血氧饱和度、心电、血压等生理参数中任一项超出预设的正常范围时,报警模块6300向中央控制模块1000发送携带定位的警报信号,中止系统运行。在智能引导方案中,睡眠状态检测模块7000根据呼吸频率和生理信号数据判断到使用者已经进入睡眠时,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000停止工作,当使用者入睡醒来后,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000继续工作,提升助眠治疗效果和舒适度,帮助使用者更快入睡。智能终端接收仪器端传输的生理信号数据和治疗数据并显示,保存数据到历史治疗记录中,并能向仪器端发送控制指令,完成对助眠治疗的控制。云平台端接收智能终端的使用者生理信号数据和治疗数据,进行分析处理显示并保存,也能远程监控仪器,实现实时数据监控和调整仪器功能设置。
实施例26:
参见图30,一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例21,进一步,使用者通过人机交互模块3000选择定时引导方案模块3110或智能引导方案模块3120,中央控制模块1000接收来自人机交互模块3000的输入指令信号,并根据呼吸频率监测模块5000中的基于胸阻抗的呼吸频率监测模块5200监测到的使用者呼吸频率生成相应的控制信号,控制呼吸引导模块2000中的听觉呼吸引导模块2100、压力按摩呼吸引导模块2400、温敷呼吸引导模块2500同步工作,调节使用者呼吸节律。生理信号监测模块6000监测使用者的脑电、血氧饱和度、心电、血压等生理信号,当呼吸频率、血氧饱和度、心电、血压等生理参数中任一项超出预设的正常范围时,报警模块6300向中央控制模块1000发送携带定位的警报信号,中止系统运行。在智能引导方案中,睡眠状态检测模块7000根据呼吸频率和生理信号数据判断到使用者已经进入睡眠时,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000停止工作,当使用者入睡醒来后,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000继续工作,提升助眠治疗效果和舒适度,帮助使用者更快入睡。智能终端接收仪器端传输的生理信号数据和治疗数据并显示,保存数据到历史治疗记录中,并能向仪器端发送控制指令,完成对助眠治疗的控制。云平台端接收智能终端的使用者生理信号数据和治疗数据,进行分析处理显示并保存,也能远程监控仪器,实现实时数据监控和调整仪器功能设置。
实施例27:
参见图31,一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例21,进一步,使用者通过人机交互模块3000选择定时引导方案模块3110或智能引导方案模块3120,中央控制模块1000接收来自人机交互模块3000的输入指令信号,并根据呼吸频率监测模块5000中的基于床垫的呼吸频率监测模块5300监测到的使用者呼吸频率生成相应的控制信号,控制呼吸引导模块2000中的听觉呼吸引导模块2100、视觉呼吸引导模块2200、电刺激呼吸引导模块2300、温敷呼吸引导模块2500同步工作,调节使用者呼吸节律。生理信号监测模块6000监测使用者的脑电、血氧饱和度、心电、血压等生理信号,当呼吸频率、血氧饱和度、心电、血压等生理参数中任一项超出预设的正常范围时,报警模块6300向中央控制模块1000发送携带定位的警报信号,中止系统运行。在智能引导方案中,睡眠状态检测模块7000根据呼吸频率和生理信号数据判断到使用者已经进入睡眠时,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000停止工作,当使用者入睡醒来后,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000继续工作,提升助眠治疗效果和舒适度,帮助使用者更快入睡。智能终端接收仪器端传输的生理信号数据和治疗数据并显示,保存数据到历史治疗记录中,并能向仪器端发送控制指令,完成对助眠治疗的控制。云平台端接收智能终端的使用者生理信号数据和治疗数据,进行分析处理显示并保存,也能远程监控仪器,实现实时数据监控和调整仪器功能设置。
实施例28:
参见图32,一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例21,进一步,使用者通过人机交互模块3000选择定时引导方案模块3110或智能引导方案模块3120,中央控制模块1000接收来自人机交互模块3000的输入指令信号,并根据呼吸频率监测模块5000中的基于红外热成像的呼吸频率监测模块5400监测到的使用者呼吸频率生成相应的控制信号,控制呼吸引导模块2000中的听觉呼吸引导模块2100、视觉呼吸引导模块2200、电刺激呼吸引导模块2300同步工作,调节使用者呼吸节律。生理信号监测模块6000监测使用者的脑电、血氧饱和度、心电、血压等生理信号,当呼吸频率、血氧饱和度、心电、血压等生理参数中任一项超出预设的正常范围时,报警模块6300向中央控制模块1000发送携带定位的警报信号,中止系统运行。在智能引导方案中,睡眠状态检测模块7000根据呼吸频率和生理信号数据判断到使用者已经进入睡眠时,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000停止工作,当使用者入睡醒来后,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000继续工作,提升助眠治疗效果和舒适度,帮助使用者更快入睡。智能终端接收仪器端传输的生理信号数据和治疗数据并显示,保存数据到历史治疗记录中,并能向仪器端发送控制指令,完成对助眠治疗的控制。云平台端接收智能终端的使用者生理信号数据和治疗数据,进行分析处理显示并保存,也能远程监控仪器,实现实时数据监控和调整仪器功能设置。
实施例29:
参见图33,一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例21,进一步,使用者通过人机交互模块3000选择定时引导方案模块3110或智能引导方案模块3120,中央控制模块1000接收来自人机交互模块3000的输入指令信号,并根据呼吸频率监测模块5000中的基于生物雷达的呼吸频率监测模块5500监测到的使用者呼吸频率生成相应的控制信号,控制呼吸引导模块2000中的听觉呼吸引导模块2100、压力按摩呼吸引导模块2400、温敷呼吸引导模块2500同步工作,调节使用者呼吸节律。生理信号监测模块6000监测使用者的血氧饱和度、心电、血压等生理信号,当呼吸频率、血氧饱和度、心电、血压等生理参数中任一项超出预设的正常范围时,报警模块6300向中央控制模块1000发送携带定位的警报信号,中止系统运行。在智能引导方案中,睡眠状态检测模块7000根据呼吸频率和生理信号数据判断到使用者已经进入睡眠时,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000停止工作,当使用者入睡醒来后,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000继续工作,提升助眠治疗效果和舒适度,帮助使用者更快入睡。智能终端接收仪器端传输的生理信号数据和治疗数据并显示,保存数据到历史治疗记录中,并能向仪器端发送控制指令,完成对助眠治疗的控制。云平台端接收智能终端的使用者生理信号数据和治疗数据,进行分析处理显示并保存,也能远程监控仪器,实现实时数据监控和调整仪器功能设置。
实施例30:
参见图34,一种助眠辅助智能系统,主要技术内容见实施例21,进一步,使用者通过人机交互模块3000选择定时引导方案模块3110或智能引导方案模块3120,中央控制模块1000接收来自人机交互模块3000的输入指令信号,并根据呼吸频率监测模块5000中的基于图像识别的呼吸频率监测模块5600监测到的使用者呼吸频率生成相应的控制信号,控制呼吸引导模块2000中的听觉呼吸引导模块2100、电刺激呼吸引导模块2300、压力按摩呼吸引导模块2400、温敷呼吸引导模块2500同步工作,调节使用者呼吸节律。生理信号监测模块6000监测使用者的脑电、血氧饱和度、心电、血压等生理信号,当呼吸频率、血氧饱和度、心电、血压等生理参数中任一项超出预设的正常范围时,报警模块6300向中央控制模块1000发送携带定位的警报信号,中止系统运行。在智能引导方案中,睡眠状态检测模块7000根据呼吸频率和生理信号数据判断到使用者已经进入睡眠时,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000停止工作,当使用者入睡醒来后,智能引导模块2600控制呼吸引导模块2000继续工作,提升助眠治疗效果和舒适度,帮助使用者更快入睡。智能终端接收仪器端传输的生理信号数据和治疗数据并显示,保存数据到历史治疗记录中,并能向仪器端发送控制指令,完成对助眠治疗的控制。云平台端接收智能终端的使用者生理信号数据和治疗数据,进行分析处理显示并保存,也能远程监控仪器,实现实时数据监控和调整仪器功能设置。

Claims (10)

1.一种助眠辅助智能系统,其特征在于,包括助眠仪器;
所述助眠仪器包括中央控制模块(1000)、呼吸引导模块(2000)、人机交互模块(3000)。
所述中央控制模块(1000)用于接收人机交互模块(3000)生成的指令信号,并根据指令信号向呼吸引导模块(2000)发送控制信号。
所述呼吸引导模块(2000)根据中央控制模块(1000)的控制信号引导使用者进行吸气或呼气运动;
所述人机交互模块(3000)用于生成指令信号,并显示使用者的睡眠治疗数据。
2.根据权利要求1所述的一种助眠辅助智能系统,其特征在于,所述助眠仪器还包括呼吸频率监测模块(5000);
所述呼吸频率监测模块(5000)用于监测使用者的呼吸频率数据;
所述使用者的呼吸频率数据通过无线传输或有线传输上传;
所述呼吸频率监测模块(5000)包括基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块(5100)、基于胸阻抗的呼吸频率监测模块(5200)、基于床垫的呼吸频率监测模块(5300)、基于红外热成像的呼吸频率监测模块(5400)、基于生物雷达的呼吸频率监测模块(5500)、基于面部图像识别的呼吸频率监测模块(5600)中的一个或多个组合;
所述基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块(5100)用于测量使用者呼吸引起的胸腹部压力变化,进而计算呼吸频率;
所述基于胸腹部压力的呼吸频率监测模块(5100)包括压力传感器模块(5110)、胸腹带模块(5120)、压力数据处理模块(5130);
所述压力传感器模块(5110)放置在使用者的胸部或腹部,感知呼吸时胸腹部产生的压力变化,得到压力数据;
所述胸腹带模块(5120)用于将压力传感器模块(5110)固定在使用者胸部或腹部位置;
所述压力数据处理模块(5130)对从压力传感器模块(5110)接收到的压力数据进行处理和分析,计算出呼吸频率;
所述压力数据处理模块(5130)对压力数据进行的处理包括平滑处理、滤波处理、归一化处理、特征提取;
所述基于胸阻抗的呼吸频率监测模块(5200)用于测量使用者呼吸引起的胸部阻抗变化,进而计算呼吸频率;
所述基于胸阻抗的呼吸频率检测模块(5200)包括胸阻抗传感器模块(5210)、胸阻抗数据处理模块(5220);
所述胸阻抗传感器模块(5210)放置在胸部感知呼吸时胸部产生的压力变化,得到胸阻抗数据;
所述胸阻抗数据处理模块(5220)对从胸阻抗传感器模块(5210)接收到的胸阻抗数据进行处理和分析,计算出呼吸频率;
所述胸阻抗数据处理模块(5220)对胸阻抗数据进行的处理包括平滑处理、滤波处理、特征提取;
所述基于床垫的呼吸频率监测模块(5300)利用床垫感知使用者胸腹部产生的压力变化,进而计算呼吸频率;
所述基于床垫的呼吸频率监测模块(5300)包括压电薄膜传感器模块(5310)、床垫模块(5320)、压电数据处理模块(5330);
所述压电薄膜传感器模块(5310)嵌入在床垫模块(5320)内部或表面,感应人体的呼吸动作,得到压电数据;
所述床垫模块(5320)用于支撑人体的重量,同时作为压电薄膜传感器模块(5310)的载体;
所述压电数据处理模块(5330)对从压电薄膜传感器模块(5310)接收到的压电数据进行处理和分析,计算出呼吸频率;
所述压电数据处理模块(5330)对压电数据进行的处理包括平滑处理、滤波处理、特征提取;
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块(5400)用于捕捉使用者面部口鼻区的热辐射变化,进而计算呼吸频率;
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块(5400)包括红外热成像模块(5410)、红外聚焦模块(5420)、红外数据处理模块(5430);
所述红外热成像模块(5410)用于捕捉人体发出的红外辐射,得到红外热成像数据;
所述红外聚焦模块(5420)将使用者面部口鼻区发出的红外辐射聚焦到红外热成像模块(5410)上;
所述红外数据处理模块(5430)对从红外热成像模块(5410)接收到的红外热成像数据进行处理和分析,计算出呼吸频率;
所述红外数据处理模块(5430)对红外热成像数据进行的处理包括滤波处理、归一化处理、图像转化处理、特征提取;
所述基于生物雷达的呼吸频率监测模块(5500)用于向使用者发射电磁波,并接受反射回来的电磁波相位变化,进而计算呼吸频率;
所述基于生物雷达的呼吸频率监测模块(5500)包括雷达发射模块(5510)、雷达接收模块(5520)、雷达数据处理模块(5530);
所述雷达发射模块(5510)用于发射一定频率的电磁波;
所述雷达接收模块(5520)用于接收反射回来的电磁波信号,得到电磁波数据;
所述雷达数据处理模块(5530)对从雷达接收模块(5520)接收到的电磁波数据进行处理和分析,计算出呼吸频率;
所述雷达数据处理模块(5530)对电磁波数据进行的处理包括滤波处理、特征提取、检测和追踪处理;
所述基于面部图像识别的呼吸频率监测模块(5600)用于监测使用者面部图像灰度值的变化,进而计算呼吸频率;
所述基于面部图像识别的呼吸频率监测模块(5600)包括图像采集模块(5610)、图像识别与提取模块(5620)、图像数据处理模块(5630);
所述图像采集模块(5610)用于获取使用者面部图像数据;
所述图像识别与提取模块(5620)对图像采集模块(5610)的面部图像数据进行识别,并提取出与呼吸相关的特征,得到呼吸特征数据;
所述图像数据处理模块(5630)对从图像识别与提取模块(5620)接收到的呼吸特征数据进行处理和分析,计算出呼吸频率;
所述图像数据处理模块(5630)对呼吸特征数据进行的处理包括滤波处理、图像转化处理、特征提取。
3.根据权利要求1所述的一种助眠辅助智能系统,其特征在于,所述助眠仪器还包括生理信号监测模块(6000);
所述生理信号监测模块(6000)用于监测使用者的生理信号数据;
所述生理信号监测模块(6000)包括脑电监测模块(6100)、多维生理参数监测模块(6200)、报警模块(6300);
所述脑电监测模块(6100)用于监测使用者的脑电数据;
所述多维生理参数监测模块(6200)包括血氧监测模块(6210)、心电监测模块(6220)、血压监测模块(6230);
所述血氧监测模块(6210)用于监测使用者的血氧饱和度数据;
所述心电监测模块(6220)用于监测使用者的心电数据;
所述血压监测模块(6230)用于监测使用者的血压数据;
当呼吸频率数据、脑电数据、血氧饱和度数据、心电数据、血压数据中任一项超出预设的范围时,报警模块(6300)向中央控制模块(1000)发送携带定位的警报信号,中止助眠系统运行;
所述呼吸频率数据用于描述使用者的睡眠情况。
4.根据权利要求3所述的一种助眠辅助智能系统,其特征在于,所述助眠仪器还包括睡眠状态检测模块(7000);
所述睡眠状态检测模块(7000)对监测的呼吸频率数据和生理信号监测模块(6000)监测的生理信号数据进行分析,得到使用者当前所处的睡眠状态。
5.根据权利要求4所述的一种助眠辅助智能系统,其特征在于,所述助眠仪器还包括数据传输模块(8000);
所述数据传输模块(8000)用于进行中央控制模块(1000)、呼吸引导模块(2000)、人机交互模块(3000)、生理信号监测模块(6000)、睡眠状态检测模块(7000)之间的数据传输;
所述数据传输模块(8000)包括引导数据传输模块(8100)、控制数据传输模块(8200)、生理信号数据传输模块(8300);
所述引导数据传输模块(8100)用于将中央控制模块(1000)生成的控制信号传输至呼吸引导模块(2000);
所述控制数据传输模块(8200)用于将人机交互模块(3000)生成的指令信号传输至中央控制模块(1000);
所述生理信号数据传输模块(8300)用于将生理信号监测模块(6000)监测的生理信号数据传输至睡眠状态检测模块(7000)和/或人机交互模块(3000)。
6.根据权利要求2-5任一项所述的一种助眠辅助智能系统,其特征在于,所述助眠仪器还包括电源管理模块(4000);
所述电源管理模块(4000)为中央控制模块(1000)、呼吸引导模块(2000)、人机交互模块(3000)、呼吸频率监测模块(5000)、生理信号监测模块(6000)、睡眠状态检测模块(7000)、数据传输模块(8000)供电;
所述电源管理模块(4000)包括供电模块(4100)和充电模块(4200);
所述供电模块(4100)为中央控制模块(1000)、呼吸引导模块(2000)、人机交互模块(3000)、呼吸频率监测模块(5000)、生理信号监测模块(6000)、睡眠状态检测模块(7000)、数据传输模块(8000)供电;
所述充电模块(4200)为供电模块(4100)进行充电。
7.根据权利要求1所述的一种助眠辅助智能系统,其特征在于,所述中央控制模块(1000)包括智能控制模块(1100)、数据处理模块(1200)、数据存储模块(1300);
所述智能控制模块(1100)根据接收的指令信号控制呼吸引导模块(2000)工作;
所述数据处理模块(1200)用于对接收的指令信号进行分析,从而生成控制信号;
所述数据存储模块(1300)用于存储助眠仪器的数据;
呼吸引导模块(2000)包括听觉呼吸引导模块(2100)、视觉呼吸引导模块(2200)、电刺激呼吸引导模块(2300)、压力按摩呼吸引导模块(2400)、温敷呼吸引导模块(2500)中的一个或多个的组合;
所述听觉呼吸引导模块(2100)根据接收的控制信号播放音频,从而提示使用者进行吸气、呼吸动作;
所述视觉呼吸引导模块(2200)根据接收的控制信号播放吸气、呼气节律引导画面,从而提示使用者进行吸气、呼吸动作;
所述电刺激呼吸引导模块(2300)根据接收的控制信号对使用者施加电刺激,从而引导使用者进行吸气、呼气运动;
所述电刺激呼吸引导模块(2300)包括电刺激电极模块(2310)、电刺激脉冲发生器模块(2320)、电刺激强度控制模块(2330);
所述电刺激强度控制模块(2330)根据接收的控制信号,控制电刺激脉冲发生器模块(2320)生成的脉冲信号的强度;
所述电刺激脉冲发生器模块(2320)用于生成脉冲信号,并发送至电刺激电极模块(2310);
所述电刺激电极模块(2310)接收到脉冲信号后,刺激使用者的耳部或手部穴位;
所述压力按摩呼吸引导模块(2400)根据接收的控制信号在使用者相关的穴位处施加压力,从而引导使用者进行吸气、呼气运动;
所述压力按摩呼吸引导模块(2400)包括压力控制模块(2410)、压力振动模块(2420);
所述压力控制模块(2410)根据接收的控制信号,控制压力振动模块(2420)按摩压力的大小;
所述压力振动模块(2420)对使用者手部或脚部穴位进行按摩;
所述温敷呼吸引导模块(2500)根据接收的控制信号在使用者相关的穴位处进行温敷,从而引导使用者进行吸气、呼气运动;
所述温敷呼吸引导模块(2500)包括红外温控模块(2510)、红外发热模块(2520);
所述红外温控模块(2510)根据接收的控制信号,控制红外发热模块(2520)进行红外发热的温度;
所述红外发热模块(2520)用于对使用者脚部或手部进行红外加热;
所述人机交互模块(3000)包括方案制定模块(3100)、基础功能设置模块(3200)、数据显示模块(3300);
所述方案制定模块(3100)包括定时引导方案模块(3110)、智能引导方案模块(3120);
所述定时引导方案模块(3110)用于设置治疗时间,治疗时间截止时系统就停止治疗;
所述智能引导方案模块(3120)根据使用者的睡眠状况,自适应引导治疗;
所述基础功能设置模块(3200)用于基础功能的设置,包括治疗时间设置、屏幕亮度调节、音量调节、治疗开始、治疗暂停、治疗结束;
所述数据显示模块(3300)用于显示使用者的睡眠治疗数据。
8.根据权利要求4所述的一种助眠辅助智能系统,其特征在于,所述呼吸引导模块(2000)还包括智能引导模块(2600);
所述智能引导模块(2600)根据睡眠状态检测模块(7000)检测到的使用者睡眠状态,引导使用者调节呼吸节律缓慢呼吸;
当使用者入睡后,系统自动停止引导;
当使用者在睡梦中醒来时,系统自动开始继续引导。
9.根据权利要求1所述的一种助眠辅助智能系统,其特征在于,所述系统还包括智能终端;
所述智能终端包括仪器端治疗控制模块(9000)、数据采集和传输模块(10000)、数据统计与展示模块(11000)、终端数据存储模块(12000);
所述仪器端治疗控制模块(9000)用于向助眠仪器发送控制指令,使得人机交互模块(3000)生成指令信号;
所述数据采集和传输模块(10000)用于采集使用者的睡眠治疗数据,并将使用者的睡眠治疗数据上传;
所述数据统计与展示模块(11000)用于对使用者的睡眠治疗数据进行分析,评估并显示睡眠治疗效果;
终端数据存储模块(12000)用于存储使用者的历史睡眠治疗数据。
10.根据权利要求1所述的一种助眠辅助智能系统,其特征在于,所述系统还包括云平台端;
所述云平台端包括云端数据存储模块(13000)、云端数据处理模块(14000)、数据可视化模块(15000)、远程监控模块(16000);
所述云端数据存储模块(13000)用于存储使用者生理信号数据和睡眠治疗数据;
所述生理信号数据用于描述使用者的睡眠情况;
所述云端数据处理模块(14000)用于对使用者的生理信号数据和睡眠治疗数据进行分析;
所述数据可视化模块(15000)将使用者的生理信号数据和睡眠治疗数据以图表、文字、数字的形式进行展示;
操作者通过远程监控模块(16000)远程监控助眠仪器,进而实时监控使用者的生理信号数据和睡眠治疗数据。
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