CN213525123U - 睡眠呼吸生理装置、睡眠警示装置及睡眠生理装置与系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型相关于一种睡眠呼吸生理装置、睡眠警示装置及睡眠生理装置与系统,其通过采用分散式的硬体配置架构,使得在进行睡眠呼吸障碍评估以及执行睡眠姿势训练及/或睡眠生理反馈训练时,可自由选择符合需求的生理传感器,以取得适当的睡眠生理信息,以及可自由选择警示的种类及设置位置,有助于更确实的反应实际的睡眠生理状况及提升训练效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种睡眠呼吸生理装置、睡眠警示装置及睡眠生理装置与系统,特别地是,涉及一种可评估及改善睡眠呼吸障碍的睡眠呼吸生理装置、睡眠警示装置及睡眠生理装置与系统。
背景技术
睡眠呼吸暂停(Sleep Apnea)是一种睡眠呼吸障碍,其一般有三种类型:阻塞型睡眠呼吸暂停(Obstructive Sleep Apnea,OSA),中枢型睡眠呼吸暂停(Central SleepApnea,CSA),以及混合型睡眠呼吸暂停(Mixed Sleep Apnea,MSA)。
阻塞型睡眠呼吸暂停(OSA)之主要特征为于睡眠期间,由于上呼吸道完全或局部阻塞而形成一段时间内呼吸气流减少或中止之现象,而且,通常伴随血氧浓度的饱和度下降(desaturation),OSA是一种常见的睡眠呼吸障碍,中年人口中约有25~40%受到影响。
中枢型睡眠呼吸暂停(CSA)是因大脑驱动肌肉进行呼吸的机制出现问题所造成,使得呼吸肌肉的神经驱动出现短时间的停止,且这些从10秒到2至3分钟不等的瞬变可能会持续整个晚上的时间,中枢型睡眠呼吸暂停,类似于阻塞型睡眠呼吸暂停,会在睡眠期间导致逐渐窒息,结果造成个体自睡眠中被短暂的唤醒(arousal),并同时恢复正常呼吸功能,且亦与阻塞型睡眠呼吸暂停类似的是,中枢型睡眠呼吸暂停可导致心律不整、高血压、心脏病和心力衰竭等疾病。
混合型睡眠呼吸暂停(MSA)是指阻塞型睡眠呼吸暂停以及中枢型睡眠呼吸暂停两者混合出现的情形。
呼吸暂停缺氧指数(Apnea Hypoxia Index,AHI)是睡眠呼吸暂停严重程度的一个指标,其结合了睡眠呼吸暂停(Apnea)和睡眠呼吸低通气(hypopnea)的数量,以给出可同时评估睡眠(呼吸)中断次数以及氧饱和度程度(血氧水平)的一整体睡眠呼吸暂停严重程度评分,其中,AHI是通过将睡眠呼吸暂停和低通气事件的总数除以睡眠小时数而计算获得,通常AHI值分为,每小时5-15次为轻度,每小时15-30 次为中度,每小时>30为重度。
除了AHI之外,研究证实,评估或检测睡眠呼吸暂停的另一个重要指标是氧减饱和度指数(Oxygen Desaturation Index,ODI),其是指睡眠期间每小时血中氧气水平从基线下降一定程度的次数,一般而言, ODI的表示方式有,氧饱和下降3%的次数(ODI3%)以及氧饱和下降 4%的次数(ODI4%)两种,ODI与AHI不同的是,AHI还包括了可能引起睡眠唤醒(awaken)或觉醒(arousal),但并未影响氧气水平的事件,而经研究证实,ODI与AHI以及睡眠呼吸暂停间有一定的相关性,可有效用于诊断OSA。
另外,低氧水平也是可用来评估睡眠呼吸暂停所造成之影响的另一项指标,其是指血氧饱和度低于90%的时间总和与总监测时间之间的比。由于AHI以及ODI皆是以发生次数作为计算依据,因此可能无法准确反应持续出现低血氧水平却未经常出现血氧起伏变化所造成的影响,而低氧水平则可弥补此方面的不足,故低氧水平与睡眠呼吸暂停间亦具有一定的相关性。
大多数的OSA的患者在仰躺的睡姿时会产生更多的OSA事件,这是因为仰躺时上呼吸道更容易受重力影响而产生塌陷,在文献中,正式被诊断为姿势性OSA(Positional OSA,POSA)的依据是,AHI值于仰躺与非仰躺时的差值大于某一临界值,例如,POSA其中一种常见的定义为,于仰躺时的AHI值大于非仰躺时的AHI值两倍以上;由研究得知,POSA的普及率随OSA之严重度增高而递减,而70%~80%的POSA 患者具轻度至中度的OSA的严重度,其中,亚洲的轻度OSA患者最高有87%可被归类为POSA之患者。
另一种常见的睡眠呼吸障碍为打鼾,影响总人口中的20%~40%,此种产生噪音的症状是由于睡眠时上呼吸道气流通过时使得软组织发生振动而产生,OSA以及严重的打鼾已被研究证实与诸多的临床症状高度相关,如白天嗜睡,忧郁症,高血压之形成,缺血性心脏疾病,脑血管疾病等,而其中,打鼾为OSA中最常伴随出现的症状,并且打鼾也被普遍认为是OSA发生之前兆现象,基于两者的成因都和上呼吸道狭窄的生理现象有关,睡眠姿势也同样的影响了打鼾症状的严重度。
根据研究显示,伴随着上呼吸道狭窄程度的演进,通常的情况是,先产生与睡眠姿势相关的打鼾症状,更严重时则即使非仰躺时也开始容易发生打鼾,并开始发展成轻度的OSA,且打鼾的发生与睡眠姿势的相关性逐渐下降,更进一步,OSA严重度也由与睡眠姿势相关的轻度至中度,最后变成与睡眠姿势较不相关的重度情形。
睡眠姿势训练(Sleep positional Training,SPT)是一种可治疗姿势性OSA及姿势性打鼾的方法,近年已发展出新一代的姿势训练装置,通过于身体的中轴,例如,颈部、胸部或腹部,设置姿势传感器,例如,加速度器,并在侦测到使用者之睡姿为仰躺时,经由产生微弱的振动警示,而促使使用者改变睡姿以避免仰躺,经由许多的研究报告指出,通过这种简单却有效的治疗方式,即可避免患者于睡眠中仰躺,进而大幅降低OSA事件的发生数量。
只是,这样的训练方式尚有可改进的空间,例如,由于OSA或打鼾的患者有不同严重程度以及个体的生理差异性,故在进行训练之前,若能提供评估功能,便能提供针对性的训练方案以及有关训练效果的预期信息;此外,于睡眠姿势训练期间,若还能提供睡眠及呼吸等信息,也将可由此调整装置的参数设定,以达到提高训练效果的目的。
另外,除了姿势训练外,若可提供其他的训练方式,例如,针对非姿势性睡眠呼吸障碍,或是在姿势训练的基础上再更进一步加强等,将会更有帮助。
实用新型内容
本实用新型的一目的在于提供一种睡眠生理系统,一睡眠警示装置,包括:一第一穿戴结构,用以将该睡眠警示装置被设置于一使用者身上;一第一控制单元,至少包括微控制器/微处理器;一第一无线通信模块,电连接至该第一控制单元;一警示单元,电连接至该第一控制单元,用以对该使用者产生至少一警示;以及一电力模块;以及一睡眠生理装置,包括:一第二穿戴结构,用以将该睡眠生理装置设置于该使用者身上,一第二控制单元,至少包括微控制器/微处理器;一第二无线通信模块,电连接至该第二控制单元;一姿势传感器,电连接至该第二控制单元,用以取得该使用者于睡眠期间的睡眠姿势相关信息;以及一电力模块,其中,该第一控制单元通过该第一无线通信模块而接收基于该睡眠姿势相关信息的一数字讯号;该第一控制单元进一步被建构以产生一驱动讯号,且该警示单元在接收该驱动讯号后,产生该至少一警示,并将该至少一警示提供予该使用者;以及该驱动讯号实施为至少根据该睡眠姿势相关信息与一预设姿势范围进行比较后,该睡眠姿势相关信息符合该预设姿势范围时所决定的一警示行为而产生。
本实用新型的另一目的在于提供上述睡眠生理系统中的该睡眠生理装置。
本实用新型的另一目的在于提供一种睡眠生理系统,包括:一睡眠警示装置,包括:一第一穿戴结构,用以将该睡眠警示装置设置于一使用者的身上;一第一控制单元,至少包括微控制器/微处理器;一第一无线通信模块,电连接至该第一控制单元;一姿势传感器,电连接至该第一控制单元,用以取得该使用者于睡眠期间的睡眠姿势相关信息;以及一警示单元,电连接至该第一控制单元,用以对该使用者产生至少一警示;以及一电力模块;以及一睡眠呼吸生理装置,包括:一第二穿戴结构,用以将该睡眠呼吸生理装置设置于该使用者的身上;一第二控制单元,至少包括微控制器/微处理器;一第二无线通信模块,电连接至该第二控制单元;一生理传感器,电连接至该第二控制单元,用以取得该使用者的至少一睡眠呼吸生理信息;以及一电力模块,其中,该第一控制单元通过该第一无线通信模块而接收基于该至少一睡眠呼吸生理信息的一数字讯号;该第一控制单元进一步被建构以产生一驱动讯号,且该警示单元在接收该驱动讯号后,产生该至少一警示,并将该至少一警示提供予该使用者;以及该驱动讯号实施为至少根据该睡眠姿势相关信息与一预设姿势范围进行比较后,且该睡眠姿势相关信息符合该预设姿势范围时,及/或根据该至少一睡眠呼吸生理信息与一预设条件进行比较后,且该至少一睡眠呼吸生理信息符合该预设条件时,所决定的一警示行为而产生。
本实用新型的另一目的在于提供上述睡眠生理系统中的该睡眠警示装置。
本实用新型的另一目的在于提供一种睡眠生理系统,包括:一睡眠警示装置,包括:一第一穿戴结构,用以将该睡眠警示装置设置于一使用者的身上;一第一控制单元,至少包括微控制器/微处理器;一第一无线通信模块,电连接至该第一控制单元;一警示单元,电连接至该第一控制单元,用以对该使用者产生至少一警示;以及一电力模块;以及一睡眠呼吸生理装置,包括:一第二穿戴结构,用以将该睡眠呼吸生理装置设置于该使用者的身上;一第二控制单元,至少包括微控制器/微处理器;一第二无线通信模块,电连接至该第二控制单元;一生理传感器,电连接至该第二控制单元,用以取得该使用者的至少一睡眠呼吸生理信息;以及一电力模块,其中,该第一穿戴结构实施为一腕戴结构,以将该睡眠警示装置设置于该使用者的一腕部,以及该至少一警示实施为触觉警示,以及其中,该第一控制单元通过该第一无线通信模块而接收基于该至少一睡眠呼吸生理信息的一数字讯号;该第一控制单元进一步被建构以产生一驱动讯号,且该警示单元在接收该驱动讯号后,产生该至少一警示,并将该至少一警示提供予该使用者;以及该驱动讯号实施为根据以该至少一睡眠呼吸生理信息为基础而取得的至少一睡眠呼吸事件所决定的一警示行为而产生。
本实用新型的另一目的在于提供上述睡眠生理系统中的该睡眠呼吸生理装置。
本实用新型的另一目的在于提供一种睡眠生理系统,包括:一第一睡眠生理装置,包括:一第一穿戴结构,用以将该第一睡眠生理装置设置于一使用者的一第一身体部分;一第一控制单元,至少包括微控制器/微处理器;一第一无线通信模块,电连接至该第一控制单元;一第一生理传感器,电连接至该第一控制单元;以及一电力模块;以及一第二睡眠生理装置,包括:一第二穿戴结构,用以将该第二睡眠生理装置设置于该使用者的一第二身体部分;一第二控制单元,至少包括微控制器/微处理器;一第二无线通信模块,电连接至该第二控制单元;一第二生理传感器,电连接至该第二控制单元;以及一电力模块,其中,在该使用者的睡眠期间,该第一生理传感器被建构以取得至少一第一睡眠生理信息,以及该第二生理传感器被建构以取得至少一第二睡眠生理信息;以及其中,该系统还包括至少一警示单元,用以接收至少一驱动讯号,以及在接收该至少一驱动讯号后,产生至少一警示,并将该至少一警示提供予该使用者,其中,该至少一驱动讯号实施为至少根据该至少一第一睡眠生理信息及/或该至少一第二睡眠生理信息所决定至少一警示行为而产生;以及该系统还包括一信息提供接口,用以将该第一睡眠生理信息,该第二睡眠生理信息,及/或该至少一警示行为的相关信息提供予该使用者。
本实用新型的另一目的在于提供上述睡眠生理系统中的该第一睡眠生理装置以及该第二睡眠生理装置的其中之一。
附图说明
图1显示根据本实用新型申请睡眠生理装置的电路示意图;
图2显示根据本实用新型申请生理传感器设置位置分布图;
图3显示本实用新型申请改善睡眠呼吸暂停方法的可能流程图;
图4显示本实用新型申请评估睡眠姿势与打鼾间关系的主要步骤;
图5显示本实用新型申请评估睡眠姿势与睡眠呼吸暂停/低通气间关系的主要步骤;
图6显示PPG讯号及其时域特征;
图7显示根据一较佳实施例,执行睡眠姿势训练及/或睡眠呼吸生理反馈训练的流程图;以及
图8显示根据本实用新型申请之睡眠生理系统中,壳体可根据需求不同而与不同穿戴结构结合的示意图。
图中符号说明
200头顶区域 201额头区域
202耳朵区域 203口鼻区域
204下颏区域 205颈部区域
206胸部区域 207腹部区域
208手臂区域 209手指区域
210头部区域 211脚部区域
300软件程序
301、303、304、305、307、309、312、314、315、315步骤
317历史睡眠呼吸事件基线数据
318使用者或执业医师手动输入
402、405、410、415、418、425、430、440步骤
502、505、510、515、518、525、530、540步骤
具体实施方式
图1举例说明根据本实用新型申请系统的一电路示意图,其中,同个装置中所有组件皆连接至装置内的控制单元,其中,该控制单元包含至少一微控制器/微处理器,并预载有程序,以掌控硬件组件之间的沟通,该控制单元可达成不同硬件组件与连接至装置及/或系统的外部应用程序/外部装置间的讯号传输,并且,其亦让装置的行为可进行编程,以响应不同的操作情况,以及该微控制器/微处理器亦会利用内部定时器(未显示)来产生时间戳或时差、或用来控制操作。
另外,该控制单元至少还会包括用以达成生理讯号取得的模拟前端(AFE)电路,以执行,例如,模拟数字转换,放大,滤波,以及本领域技术人员所熟知的其他各种讯号处理手续,由于此些皆为现有的内容,故不赘述。
该系统可包括光传感器,本实用新型申请中,光传感器是指同时具有发光源,例如,LED,以及光检测器,例如,光电二极管(photodiode),的传感器,且正如所熟知,其是利用PPG(photoplethysmography,光体积变化描记图)原理,通过发光源发出光线进入人体组织,且光检测器会接收穿透血管中血液、或经血液反射的光线,之后,再通过取得光线因血液所发生的容积变化而可获得血液生理讯号,故一般称由光传感器所取得的血液生理讯号为PPG讯号,其中,PPG讯号会包括快速移动分量(AC Component,AC分量),反应通过动脉传送之心肌收缩所产生的脉波,以及慢速移动分量(DC Component,DC分量),反应组织血液体积的较慢变化,例如,呼吸动作(Respiratory Effort)(亦即,呼吸期间胸腹的扩张收缩动作),交感及副交感神经活动所造成的影响;另外,通过分析PPG讯号也可获得相关血管硬度以及血压等生理信息;再者,经生理实验得知,PPG脉波在经频域分析后可得各脏腑与心率产生谐波共振的情形,因而可将此脉波心率谐波共振分布应用于中医的诊断以及人体血液循环的监测,例如,肝及肝经与心跳频率之第一谐波相关,肾及肾经与心跳频率之第二谐波相关,脾及脾经心跳频率之第三谐波相关,肺及肺经心跳频率之第四谐波相关,以及胃及胃经心跳频率之第五谐波相关。
一般而言,根据光传感器所包含发光源以及光检测器之种类以及数量的不同,可取得的血液生理信息亦有所不同,举例而言,该光传感器可包括至少一发光源,例如,LED或多个LED,较佳地是,绿光/ 红外光/红光,以及至少一光检测器,以取得脉搏速率/心率以及呼吸动作等血液生理信息;其中,在测量脉搏速率/心率时,绿光以及波长在绿光以下的可见光,例如,蓝光、白光,是当前测量心率的主要使用光源,且主要着重在AC分量部分的解读,另外,有关呼吸动作对于血液的影响则是,当一个人呼吸时,胸部空腔内的压力(所谓的胸内压) 会随着每次呼吸改变,其中,吸气时,胸腔会扩张而造成胸内压减少,因而将空气抽进肺部,在呼气期间,胸内压增加并迫使空气排出肺部,这些胸内压的改变亦会造成经由静脉回到心脏之血液量以及心脏打入动脉之血液量的改变,而此部分的改变可通过分析PPG讯号的DC分量而得知,而在本文中,通过分析PPG波形所获得的呼吸信息即称之为低频呼吸行为;此外,由于心率是受自律神经所控制,故呼吸会因对自律神经系统产生影响而使得心跳出现变化,也就是,所谓的窦性心律不整(Respiratory Sinus Arrhythmia,RSA),一般而言,吸气期间会使心跳加速,而呼气期间则使心跳减缓,故也可通过观察心率而得知呼吸变化,在本文中,将此称之为RSA呼吸行为;故经由光传感器所取得的呼吸信息统称为呼吸行为。
或者,该光传感器也可包括至少二发光源,例如,多个LED,较佳地是,绿光/红外光/红光,以及至少一光检测器,以取得血氧浓度 (SPO2),脉搏速率/心率,以及呼吸动作等血液生理信息,其中,测量血氧浓度时,需要两个不同波长的光射入组织中,利用血液中含氧血红素(HbO2)以及非含氧血红素(Hb)对两种波长的光有不同的吸收程度,而在接收经穿透、反射的光后,两者比较的结果可决定血氧浓度,因此,血氧浓度的测量通常对于光传感器的设置位置有较多的限制,以光线能确实打入动脉中的位置为佳,例如,手指,手掌内面,脚趾,脚掌等,尤其测量婴儿之血氧浓度时经常利用脚趾/脚掌,而两种不同波长则可为,例如,红光以及红外光,或是两种波长的绿光,如波长分别为560nm以及577nm的绿光,因此,可依需求而选用合适的光源,没有限制。
上述各种光源的波长范围为,红光波长约介于620nm至750nm之间,红外光波长约大于750nm,以及绿光波长约介于495nm至580nm 之间,而用于进行测量时,通常采用,举例而言,红光波长660nm,红外光波长895nm、880nm、905nm或940nm,以及绿光波长510~560nm或577nm,然而,需注意地是,在实际使用时,根据使用目的的不同,也可采用其他波长的光源,例如,当只欲取得心率时,波长小于绿光的其他可见光源,亦即,波长小于580nm的可见光,例如,蓝光,亦是选择之一,而且,除了利用特定波长的单光源之外,也可使用包含该波长的复合光源,例如,白光。
举例而言,特别地是,可同时具有三种波长的光源,例如,在一实施例中,第一发光源实施为红外光源产生第一波长的光,第二发光源实施为红光源产生第二波长的光,以及第三发光源实施为绿光源产生第三波长的光,其中,红外光源以及红光源用来取得血氧浓度,以及绿光源用来取得心率;或者,在另一实施例中,第一波长以及第二波长的光实施为绿光,以及第三波长的光实施为红外光或红光等,可利用其中两个波长取得血氧浓度,以及另一个波长取得心率;或者,在另一实施例中,第一波长、第二波长、以及第三波长的光皆实施为绿光,可利用其中两个波长的绿光取得血氧浓度,以及另一个波长的绿光取得心率,而由于,如前所示,身体不同部位可取得血液生理信息的种类不同,因此,同时具备可产生多种波长的光源将有助于达成通过同一个装置移动至不同身体部位而取得各种所需血液生理信息的目的,例如,在需要取得血氧浓度时,将装置移至光线可打入动脉的位置,而需要取得心率或其他血液生理信息时,则只要有血管的位置皆可。因此,没有限制。
再者,在取得心率时,为了消除噪声,例如,环境噪声,穿戴期间身体动作所产生的噪声等,也可设置二个以上的光源(且波长不限,可皆为绿光,也可利用其他波长的光源),并通过将不同光源所取得的PPG讯号间,通过数字讯号处理,如适应性滤波器(AdaptiveFilter) 或彼此相减等计算而达到消除噪声的目的,故没有限制。
该系统可包括一姿势传感器,通常采用加速度器,其中较佳地是,三轴(MEMS)加速度器,其可定义装置于三度空间的姿势,且会直接相关于使用者的睡眠姿势,其中,该加速度器会回传于所有x,y,z三个维度方向中所测得的加速度数值,而根据这些数值,除了睡眠姿势外,还可衍生而得许多其他睡眠信息,例如,身体活动(actigraph)、移动、站立/躺下的姿势变化等,其中,经由分析睡眠期间的身体活动,还可进一步获得相关睡眠阶段/状态的信息;另外,也可使用其他种类的加速度器,例如,陀螺仪,磁力计等。
该系统可包括一麦克风,该麦克风会回馈所测得声音的频率及振幅,而利用声音换能器(acoustic transducer)适当的滤波设计可侦测睡眠中的声音,例如,鼾声或呼吸声等。
该系统可包括一打鼾侦测器,其可实施为通过上述的麦克风进行声音侦测,也可实施为侦测打鼾所造成的体腔振动,可使用加速度器、或压电振动传感器等,测得的位置包括,例如,躯干,颈部,头部,耳朵等,其中,躯干及头部是较佳的取得位置,尤其鼻腔、喉部、胸腔等特别能够良好地传递因打鼾所产生的振动,是十分具有优势的选择,另外,相较于侦测声音,侦测振动可不受环境杂音干扰,也可在身上具覆盖物,例如,棉被,的情形下进行侦测,应用范围更广;也因此,作为姿势传感器的加速度器,也可同时被用来取得打鼾相关信息,更添使用方便性。再者,打鼾相关信息,例如,强度,持续时间,次数等,则是通过利用适当的滤波设计及已知的技术而自原始的振动讯号中获得,且由于不同传感器所取得的讯号种类及取得方式皆不同,故应对应地采用不同的适当滤波设计。
该系统可包括一温度传感器,以侦测装置温度、环境温度、或身体温度,以提供睡眠期间使用者的进一步生理信息。
该系统可包括一呼吸气流传感器,例如,热敏电阻,热电偶,或呼吸气流管,设置于口鼻之间,以取得呼吸气流的变化,其中,热敏电阻及热电偶可选择于鼻孔附近设置二个侦测点,也可选择于鼻孔附近及口部附近设置三个侦测点,皆为可行。
该系统可包括一加速度器,其可设置于躯干上取得呼吸动作中胸部及/或腹部起伏所产生的加速及减速;也可用来侦测血液脉动所产生的血管脉动,以取得心率,且取得位置不限,例如,头部、胸部、上肢等皆为可取得的位置。
该系统可包括至少二阻抗侦测电极,设置于躯干,以取得呼吸动作所造成的阻抗变化。
该系统可包括压电动作传感器,设置于躯干,其是通过呼吸动作会施力于压电动作传感器上而取得讯号,通常实施为环绕躯干的带体的形式,也可实施为局部覆盖躯干的形式。
该系统可包括RIP(Respiratory Inductance Plethysmography,呼吸体积感应描记法)传感器,设置于躯干,以取得呼吸动作所造成的胸部及/或腹部的扩张及收缩情形,通常会实施为环绕躯干的带体的形式。
该系统可包括至少二脑电电极、至少二眼电电极、及/或至少二肌电电极,例如,设置于头部及/或耳朵上的二个脑电电极,及/或设置于额头、眼睛附近的二个眼电电极、及/或设置于身上的二个肌电电极,以取得脑电讯号、眼电讯号、及/或肌电讯号,而通过分析脑电讯号、眼电讯号、及/或肌电讯号,则可得知睡眠期间的睡眠状态/阶段、睡眠周期等,有助于了解睡眠质量。
在此,需要说明地是,一般在撷取电生理讯号时,多会设置讯号撷取电极以及接地电极,其中,讯号撷取电极在于取得电生理讯号,而接地电极的作用则在于移除背景噪声,而在本文中叙述的所有电极,则皆属于讯号撷取电极,然为避免用词过于冗长,在接下来的叙述中,皆以“电极”代表“讯号撷取电极”,至于接地电极的设置,一般则是会依实际需求而选择性的进行设置,故在本文中即省略不赘述。
有关睡眠阶段/状态相关信息的取得,还可经由分析心率而获得,举例而言,由于睡眠期间的心率变化与睡眠阶段间有一定的关系,例如,在深睡及浅睡期间的心率变化情形不同,故可通过观察睡眠期间的心率分布而得知,另外,也可利用其他常见的分析方法而获得,例如,HRV分析可得知自律神经的活性,而自律神经的活性亦与睡眠阶段有关,希尔伯特-黄转换(Hilbert-Huang transform,HHT)及其他适用的方法亦可用来分析心率变化,而且,经常会同时观察心率以及身体动作而决定睡眠阶段相关信息。
该系统可包括一警示单元。许多型态的警示可用,包括:听觉,视觉,触觉,例如,声音,闪光,电刺激,振动等,或任何其他可施加来通知使用者的警示,其中,使用振动警示时,较佳地是利用振动马达,以提供较为舒适且不打扰使用者睡眠的警示,然替代地,在一些环境中,该警示单元可使用扬声器或耳机,以进行听觉警示(空气传导形式或骨传导形式),或使用LEDs,以进行视觉警示。
该系统可包括一信息提供接口,较佳地是,一LCD或LED显示组件,以将信息提供给使用者,例如,生理信息,统计信息,分析结果,储存的事件,操作模式,警示内容,进程,电池状态等,不受限制。
该系统可包括数据储存单元,较佳地是,一内存,例如,一内部闪存、或一可移除记忆磁盘,以储存所测得的生理信息。
该系统可包括至少一通信模块,可实施为无线通信模块,例如,蓝芽,BLE,Zigbee,WiFi,RF或其他通信协议,也可实施为有线通信模块,例如,USB接口,UART接口,以在系统中进行沟通,及/或以与外部装置进行沟通,其中,该外部装置可包括,但不限于,智能型装置,如智能手机、智能手环、智能眼镜、智能耳机等,平板计算机,笔记本电脑,个人计算机,亦即,可包括设置于者身上或身边的装置,而沟通则使得信息可在该些装置间交换,也使得信息回馈、远程控制、及监测等操作可进行。在此,智能型装置指的是,具开放平台且可利用加载程序及/或已预载程序而控制其行为者,有各种可能。
该系统可包括一电力模块,例如,钮扣型电池(button cell),碱性电池,或可充电锂电池,该系统也可具有充电模块,例如,感应充电电路,或通过,可选择地,USB埠或弹簧顶针进行充电。
接着,请参阅图2,其显示在睡眠期间,上述各种生理传感器以及警示单元通常可设置的位置,可取得的睡眠生理信息及详细的设置细节如下。
睡眠姿势(sleep position),利用姿势传感器取得,取得位置为身体中轴周围,包括:头顶区域200,额头区域201,耳朵区域202,口鼻区域203,下颏区域204,颈部区域205,胸部区域206,以及腹部区域207,且可设置于环绕身体中轴的任何身体表面,例如,正面,背面等,只要可通过换算的方式而取得睡眠姿势的位置皆可,其中,以躯干以及躯干上方的颈部最具代表性。
血氧浓度变化,利用光传感器取得,取得位置包括:额头区域201,耳朵区域202,口鼻区域203,手臂区域208,手指区域209,以及脚部区域211。
心率,可利用光传感器取得,取得位置不限,其中,较常使用的是手指区域209,手臂区域208,耳朵区域202,头部区域210等,但身体任何位置皆可,另外,也可利用灵敏度高的加速度器侦测血液脉动所产生的血管振动,进而取得心率,且取得位置同样没有不限,例如,头部、胸部、上肢等皆为可取得的位置。
呼吸动作(Respiratory Effort),即为呼吸引起的胸部及/或腹部活动,可利用加速度器、压电动作传感器、RIP传感器、或阻抗侦测电极取得,取得位置包括:胸部区域206以及腹部区域207。
呼吸行为,是利用光传感器取得之呼吸信息的统称,如前所述,其分为两种,低频呼吸行为是根据分析PPG波形而得的呼吸信息,RSA 呼吸行为则是根据的心率计算而得的呼吸信息,取得位置不限,其中,较常使用的是手指区域209,手臂区域208,耳朵区域202,头部区域210等,但身体任何位置皆可。
呼吸气流变化,利用呼吸气流传感器(例如,热敏电阻、热电偶、气流管等)取得,取得位置为口鼻区域203。
打鼾相关信息(鼾声)以及呼吸声,利用麦克风取得,取得位置不限,亦可于身体外部取得,如利用手机取得。
打鼾相关信息(体腔振动),利用加速度器或压电振动传感器取得,取得位置包括:头部区域210,颈部区域205,胸部区域206,以及腹部区域207。
脑电讯号,利用脑电电极取得,取得位置为头部区域210。
眼电讯号,利用眼电电极取得,取得位置为额头区域201。
肌电讯号,利用肌电电极取得,取得位置不限,例如,额头区域 201,下颏区域204。
身体活动,利用加速度器取得,取得位置不限。
睡眠阶段,可利用光传感器及/或加速度取得,取得位置不限,也可利用脑电电极、眼电电极、及/或肌电电极取得,取得位置以头部为主;进一步地,通过分析睡眠阶段的分布,例如,深睡、浅睡分别占整体睡眠时间的比例等,就可了解睡眠品质。
再者,提供振动警示的警示单元可设置于身体可感受到振动的任何位置,以及提供声音警示的警示单元则较佳地设置于耳朵附近,例如,当采用空气传导声音警示时,设置于耳道及耳道口附近为佳,以及当采用骨传导声音警示时,则可设置的范围较广,除了耳朵附近外,整个头骨都是可设置的范围,较佳为无毛发处,且警示的提供不限单种形式,亦可同时提供两种形式以上的警示,例如,同时提供振动及声音。另外,振动警示的方式也有不同的选择,例如,可根据强度、频率、持续时间等的各种变因而组合出不同的振动组合,除了可让使用者选择适合的振动方式外,也有助于避免出现感觉疲乏的现象。
其中,需注意地是,该耳朵区域202包括耳廓内面及背面、耳道、及耳朵附近的头部,该手臂区域208包括上臂、前臂、及手腕,以及该颈部区域205包括颈部正面及背面。
另外,进行设置时,例如,将内含生理传感器的壳体设置于体表时,可利用各种适合的穿戴结构来达成,举例而言,可利用环体、带体,例如,环绕头部、手臂、手指、颈部、躯干等;利用黏附结构,例如,黏附于额头、躯干等体表任何可进行黏附的位置;利用(机械力或磁力)夹子,例如,夹住身体的一部分,如手指、耳朵等,或是夹在设置于体表的物件上,例如,衣服、环绕身上的带体等;及/或利用挂件,例如,挂设于耳廓上等,因此,不受限特定形式的穿戴结构。
由上述可知,即使是同一种生理信息,不受限地,也可利用不同种类的生理传感器以及选择不同的身体区域而取得,再加上,还可选择同时利用两种以上的生理传感器及/或取得两种以上的生理信息及/ 或设置于两个以上的身体区域,因此,在实际实施时,有各种组合变化及可能,也因此,接下来叙述的实施例仅作为举例说明,而非限制,只要是落在上述范围内者皆属本实用新型申请所欲主张范畴。
光传感器所取得的PPG讯号,除了可取得血氧浓度以计算ODI值、低氧水平等各种本领域技术人员所熟知的数据外,其相关于睡眠呼吸暂停/低通气的发生,亦会产生其他变化,并足以作为判断是否发生睡眠呼吸暂停/低通气的基础。
阻塞性睡眠呼吸暂停的发生会引起相对性的心跳过缓及PPG讯号的脉波振幅(Pulse wave amplitude,PWA)的增加,还有紧接在呼吸阻塞结束后会发生的心率迅速增加及强烈血管收缩,此现象于本文中称为心率变化睡眠呼吸事件,且根据研究,已有报告指出,对具睡眠呼吸障碍患者而言,相较于心率(HR)/脉波之峰值间间隔(Peak-to-peakinterval,PPI)出现变化,睡眠呼吸事件和觉醒对PWA及/或脉波面积 (Pulse Area,PA)所引起的变化更多。
其中,如图6所示,PPI定义为PPG讯号中两个连续峰值之间的时间差。首先,检测PPG讯号的每个周期的峰值(Peak.amp),并将所有 Peak.amp点的时间标记储存在数组缓冲器中,PPI被计算为连续 Peak.amp点之间的时间差,为了获得准确的结果,可设定PPI值的合理范围,例如,PPI<0.5秒(>120次/分钟)或PPI>1.5秒(<40次/分钟) 被认为是异常并且加以移除。
PWA定义为峰值振幅(Peak.amp)和波谷振幅(Valley.amp)之间的差值,Peak.amp和Valley.amp是每个PPG周期的最大和最小振幅点。首先,所有Peak.Amp和Valley.amp点都被检测为PPG讯号的局部最大和最小点,若出现缺少Peak.amp点的情况时,紧接的Valley.amp点亦被舍弃,最后,通过从紧接在前的Peak.amp中减去Valley.amp来计算PWA。由于Peak.amp和Valley.amp点仅成对检测,否则即舍弃,因此,将不会因其中一个值不见而导致PWA值出错,此外,如果存在任何异常 Peak.amp点,则通过PPI特征提取中提到的滤波手续来排除它们。
PA所代表的是由一个Peak.amp点以及两个Valley.amp点所构成的三角区域(参见图6)。与PWA特征的提取类似,所有Peak.amp和 Valley.amp点都被检测为PPG讯号中的局部最大点和局部最小点,而且,由于亦记录了时间标记(即每个点的取样数),因此,脉波面积可从每个脉波波形计算而得。
呼吸信号RIIV(Respiratory Induced Intensity Variation,呼吸引起的强度变化),是由呼吸同步血液容积变化所引起,可通过带通滤波器而从PPG讯号中滤波提取,例如,0.13-0.48Hz,16级贝塞尔滤波器 (16th degree Bessel filter),而此滤波器则是会抑制PPG讯号中,心脏相关的变化以及低于呼吸频率的频率,例如,交感神经活性及反应传出迷走神经活动的反射性变化。
因此,为了侦测睡眠呼吸暂停/低通气事件及其起始(onset),亦可利用由PPG波形导出的PPI,PWA,PA,以及来自光传感器的RIIV等各种睡眠呼吸事件相关信息而作为指标。
根据上述,本实用新型申请名词定义如下:
睡眠生理信息,至少包括:睡眠姿势相关信息,睡眠阶段,睡眠身体活动,血氧浓度,心率,呼吸动作,呼吸气流变化,呼吸行为,呼吸声变化,打鼾相关信息,脑电讯号,眼电讯号,以及肌电讯号。
睡眠呼吸生理信息,至少包括:血氧浓度,心率,呼吸动作,呼吸气流变化,呼吸行为,呼吸声变化,打鼾相关信息。
睡眠呼吸事件,包括:血液生理睡眠呼吸事件(氧减饱和度事件,低氧水平事件,心率变化睡眠呼吸事件),打鼾事件,睡眠呼吸暂停事件,以及睡眠呼吸低通气事件。
接着,本实用新型申请提供一种根据睡眠呼吸事件而进行的睡眠呼吸生理反馈训练,以及图3显示利用睡眠呼吸生理反馈训练改善睡眠呼吸暂停的示意流程图。
其主要进行的方式是,利用软件程序监测睡眠呼吸生理信息,当患者的睡眠呼吸生理信息在睡眠期间符合一预设条件时,即触发警示单元产生警示,例如,听觉、触觉、视觉等任何类型的警示,以让使用者发生足以中断睡眠呼吸事件的部分唤醒(awaken)或觉醒(arousal),进而达到阻止睡眠呼吸暂停/低通气的效果,其中,若未侦测到发生觉醒,例如,根据所取得睡眠呼吸生理信息,则警示的强度会在下一次睡眠呼吸暂停/低通气时增加。
这种监测睡眠呼吸事件及其起始、并定期及连续地短暂唤醒患者睡眠的方法,是一种用来预防睡眠呼吸暂停/低通气的反馈训练,以让使用者在使用本系统时经历重复的睡眠呼吸暂停/低通气时,会本能地在事件发生时学习到进行几次深呼吸后返回睡眠。根据研究及实验,在使用一段时间后,这种对警示的条件反应可有效减少或消除睡眠呼吸暂停/低通气。
在此,该预设条件可随所取得的睡眠呼吸生理信息而改变,例如,预设的血氧浓度变化,预设的心率变化等,接下来在不同实施例中有更详细的叙述,再者,在设定时,较佳地是,可在一开始使用预设值,然后再针对每个使用者进行调整,例如,可使用生理传感器所收集的历史数据来协助决定适合使用者的预设条件,而此动态调整则有助于降低假警示的发生率,并提高睡眠事件侦测的准确性,是一种较为进步的方法。
而软件程序则可预载于用来取得睡眠生理信息的穿戴装置内,也可预载于一外部装置,例如,一个人计算机,一智能型穿戴装置中,没有限制。
其实施流程从步骤301开始,之后,在步骤303设定预设条件,其中,预设条件是警示被启动的数值,在一些实施例中,预设条件可以是软件程序300内自动设定、或通过使用预设值而设定;替代地,这些值也可由使用者或执业医师决定并手动输入318,并且,可基于使用者特定讯息而改变。预设条件303的阈值条件/数值,可包括,但不限于,各种睡眠呼吸生理信息及睡眠呼吸事件相关信息,例如,使用者的血氧水平,使用者的心率,ODI,脉波振幅等。
在学习模式中,步骤305,软件程序300开始进行讯号取样,其是通过穿戴装置进行收集,并利用本领域技术人员已知的数据传输技术而被传送到软件程序300,接着,在步骤313,软件程序300收集包含睡眠呼吸生理信息的取样数据,其中,该取样数据是利用本领域技术人员已知的技术而被储存在内存或数据库中,并于步骤314辨识睡眠呼吸事件,例如,通过分析睡眠呼吸事件相关信息。
在步骤315,软件程序300将所辨识的睡眠呼吸事件与历史睡眠呼吸事件基线数据317进行比较。在一些实施例中,历史睡眠呼吸事件基线数据317可包括睡眠呼吸生理信息,例如,通过医疗专业人员的指导而提供的心率值及血氧水平值等,历史呼吸事件基线数据317也可提供指示使用者睡眠呼吸事件及其起始的PPG波形、心率变化、血氧值,及其他医疗数据;在一些实施例中,历史睡眠呼吸事件基线数据 317可获取自使用者的历史读数、睡眠呼吸事件基线数据的热门来源 (例如,MIT-BIH多导睡眠数据库)、或统计推导的数据等。在步骤 315中,取样数据与历史睡眠呼吸事件基线数据317进行比较,以决定在特定时段内是否发生假警示,如果发现假警示,则在步骤315中对预设条件进行调整,以确保正确侦测到睡眠呼吸事件,如果没有侦测到假警示,或仅侦测到软件程序300或使用者可接受的预设范围内少量假警示,则在步骤315中将不对预设条件进行调整,并进入完成状态320。
在训练模式中,请回到步骤305,在此步骤,软件程序300进行讯号取样,然后在步骤307中执行讯号处理和相应的算法,以自取样的讯号中提取出睡眠呼吸生理信息及相关数值,在步骤307后,软件程序300在步骤309中连续检查,并通过将步骤307获得的结果与步骤 303中设置的预设条件进行比较,而决定与预设条件是否匹配,若在步骤309中未与预设条件匹配,则讯号取样继续,且不执行进一步处理,若在步骤309中与预设条件匹配,则决定一警示行为,以启动警示312 的产生,在此,该警示将让使用者被短暂地唤醒,然后,使用者会进行几次深呼吸并返回睡眠,因而停止呼吸暂停/低通气状况。在整个训练模式中,监控、警示(和调整预设条件)的过程会持续进行,而此过程的结果则使得睡眠呼吸暂停/低通气的频率和数量逐渐减少。
学习模式和训练模式可以自动地、或由使用者手动设置地动态转换,且可在同一夜晚或不同夜晚执行,以优化治疗效果,没有限制。
接下来,本系统提供有关评估及改善姿势性睡眠呼吸障碍的内容。
请参照图4,此流程图举例说明利用本系统评估睡眠姿势与打鼾间关系的主要步骤,并提供了相关的训练方法。在步骤402,装置通过一穿戴结构而设置于使用者身上。
在步骤405,当装置穿戴设置完成后,控制单元即开始数据收集,以在使用者的睡眠期间获取睡眠姿势相关信息,其中,收集的数据可通过无线通信模块传输到外部装置,或者可先保存在可穿戴装置的内存中,然后再传输到外部装置进行后续分析,接着,请参照步骤410,在此步骤中,会进行打鼾事件相关信息的收集,可使用的传感器包括,但不限于,麦克风,压电振动传感器,加速度器,其可设置于可穿戴装置上,或者也可设置于外部装置上,例如,智能型手机,没有限制。
接着,在步骤415,睡眠姿势相关信息以及打鼾事件相关信息会相互结合,并通过软件程序计算两者的相关性,例如,仰躺打鼾指数定义为仰躺姿势时每小时打鼾事件的数量,非仰躺打鼾指数定义为仰躺姿势时每小时打鼾事件的数量,以及打鼾指数=仰躺鼾声指数+非仰躺鼾声指数,另外,仰躺性打鼾者(supine-dependent snorer)定义为仰躺打鼾指数高于其非仰躺打鼾指数。在步骤418,一预定阈值会与,例如,仰躺打鼾指数和非仰躺打鼾指数的比率,或是其他数值,进行比较,如果超过阈值,则使用者被识别为姿势性打鼾者(positional snorer),并接着可在步骤425进行睡眠姿势训练(Sleep PositionTraining,SPT),否则,使用者可在步骤430进行以打鼾事件为根据的睡眠呼吸生理反馈训练;或可选地,若为高姿势依赖性(high position dependency)伴随高非仰躺打鼾指数(high non-supine snore index)的情况,则使用者可同时结合,于仰躺姿势期间进行姿势训练以及于非仰躺姿势期间进行基于打鼾事件的睡眠呼吸生理反馈训练两者。另一方面,若为高打鼾指数伴随较低姿势依赖性的情况,则使用者可通过步骤440检查是否为姿势性睡眠呼吸暂停(POSA),因为根据研究,当使用者的打鼾指数越高时,越常被发现与姿势无关,这意味着是可能导致OSA症状的更严重上呼吸道阻塞。
接着,请参考图5,此流程图举例说明使用本系统评估睡眠姿势与睡眠呼吸事件间关系的主要步骤,并提供了相应的训练方法,而在此,该睡眠呼吸事件则是可包括或不包括打鼾事件。在步骤502,装置通过一穿戴结构而设置于使用者身上。
在步骤505,当装置穿戴设置完成后,控制单元即开始数据收集,以在使用者的睡眠期间获取睡眠姿势相关信息,其中,收集的数据可通过无线通信模块传输到外部装置,或者可先保存在可穿戴装置的内存中,然后再传输到外部装置进行后续分析,接着,请参照步骤510,在此步骤中,会进行睡眠呼吸生理信息的收集,可使用的传感器包括,但不限于,光传感器,加速度器,压电振动传感器,压电动作传感器,阻抗侦测电极,RIP传感器,呼吸气流传感器,麦克风等,而根据取得讯号的不同,传感器则是可设置于穿戴装置上,或者也可设置于外部装置,例如,智能型手机,没有限制。
接着,在步骤515,睡眠姿势相关信息以及睡眠呼吸生理信息会相互结合,以通过软件程序计算两者的相关性,例如,仰躺睡眠呼吸事件指数定义为仰躺姿势时每小时睡眠呼吸事件的数量,非仰躺睡眠呼吸事件指数定义为非仰躺姿势时每小时睡眠呼吸事件的数量,以及睡眠呼吸事件指数=仰躺睡眠呼吸事件指数+非仰躺睡眠呼吸事件指数,另外,姿势性睡眠呼吸事件使用者被定义为仰躺睡眠呼吸事件指数高于其非仰躺睡眠呼吸事件指数。在步骤518,一预定阈值会与,例如,仰躺睡眠呼吸事件指数与非仰躺睡眠呼吸事件指数的比率,或是其他数值,进行比较,如果超过阈值,则使用者被识别为患者睡眠呼吸事件使用者,并接着可在步骤525进行睡眠姿势训练(SPT),否则,使用者可在步骤530进行以睡眠呼吸事件为根据的睡眠呼吸生理反馈训练;或者,可选地,若为高姿势依赖性(highposition dependency)伴随高非仰躺睡眠呼吸事件指数(high non-supine respiratoryevent index) 的情况,则使用者可同时结合,于仰躺姿势期间进行姿势训练以及于非仰躺姿势期间进行基于睡眠呼吸事件的睡眠呼吸生理反馈训练两者。
其中,姿势训练的方式为,当侦测到睡眠姿势符合一预设姿势范围,例如,仰躺姿势,并持续一段时间(例如,5秒至10秒)时,警示单元会启动警示,例如,振动或声音,且该警示会逐渐增加/增量强度,直到侦测到睡眠姿势脱离该预设姿势范围,例如,变成不同的睡眠姿势、或非仰躺姿势,则警示立即停止,若在一预设期间(例如,可调整的10秒至60秒)后未侦测到姿势发生改变,则警示会暂停,并在一段时间(例如,可调整的数分钟)后重新开始;在一些实施例中,该警示一开始的频率/持续时间会非常短,并逐渐地增加,直到使用者不再呈现仰躺姿势为止;无论警示的强度为何,都会具警示间间隔(例如,2秒)的重复数次(例如,6次)。
至于预设姿势范围的设定,则是可依实际需求而有所不同,举例而言,根据对于仰躺姿势定义的不同,预设姿势范围即有所改变,例如,当加速度器设置于躯干时,可设定为躯干平面法线与床面法线夹角落在正负30度的范围,或者,当加速度器设置于额头时,由于头部可能有较多的动作,因此可设定为额头平面法线与床面法线夹角落在正负45度的范围,又或者,当加速度器设置于颈部时,可与头部有同样的设定范围等。因此,没有限制,有各种选择。
另外,针对打鼾所执行的姿势训练也是类似上述的情形,只在于提供警示的根据为是否侦测到打鼾,即不再赘述。
警示的提供则为,控制单元会被建构以产生一驱动讯号,且警示单元在接收该驱动讯号后,会产生至少一警示,并将该至少一警示提供予该使用者,以达成睡眠姿势训练及/或睡眠呼吸生理反馈训练的目的,其中,该驱动讯号实施为至少根据该睡眠姿势相关信息与一预设姿势范围进行比较后,且该睡眠姿势相关信息符合该预设姿势范围时,及/或根据该睡眠呼吸生理信息与一预设条件进行比较后,且该至少一睡眠呼吸生理信息符合该预设条件时,所决定的一警示行为而产生。有关如何提供警示以及详细内容则在接下来实施例中有进一步叙述。
在此,需注意地是,上述的警示单元,无论所产生之警示的类型为何,例如,振动或声音,在实施时皆有各种可能,例如,可设置于取得睡眠生理信息的穿戴装置内,也可设置于另外的穿戴装置中,也可设置于外部装置中,故没有限制。
另外,警示的提供,较佳地是,在确认使用者已入睡后再执行,以最不打扰睡眠的方式进行,而针对此点,在一较佳实施例中,本实用新型申请是利用侦测睡眠生理信息来了解使用者是否已入睡,并在入睡后系统才进入一警示可产生状态并开始提供睡眠姿势训练及/或睡眠呼吸生理反馈训练。
在执行时,生理传感器所取得的睡眠生理信息会与一预设条件进行比较,以决定使用者是否符合一预设睡眠呼吸条件,在此,该预设睡眠呼吸条件所采用的是已入睡后才会发生的生理状况,例如,是否出现氧减饱和度事件,低氧水平事件,心率变化睡眠呼吸事件,打鼾事件,睡眠呼吸暂停事件,睡眠呼吸低通气事件,呼吸特定变化,及/ 或心率特定变化,而当使用者符合该预设睡眠呼吸条件时,该系统即进入警示可产生状态,控制单元产生驱动讯号,以驱动警示单元依照不同的警示行为而提供警示。
举例而言,可以侦测到打鼾为基准,例如,利用麦克风或加速度器,尤其,阻塞型睡眠呼吸暂停在发生前,几乎都会先出现打鼾,而这对进行睡眠姿势训练或进行睡眠呼吸生理反馈训练而言,都是可以依循的时间点,相当具优势;也可通过分析心率而获得相关睡眠的信息,例如,睡着时心率会出现特定的变化,或可根据心率计算获得HRV (心跳变异率)而了解身体的状态;也可通过分析呼吸而得知是否入睡,例如,睡着后呼吸速率会变慢等;也可通过了解睡眠阶段而得知是否入睡,例如,可通过分析加速度器所测得的身体活动(actigraph),及/或光传感器所取得的心率而了解睡眠阶段;替代地,也能够将侦测到发生睡眠呼吸事件作为已经入睡的基准。因此,在生理传感器的选择上有许多可能,上述所有可取得睡眠生理信息的生理传感器皆可利用,没有限制。
此外,用来取得判断系统是否进入该警示可产生状态的生理信息的该生理传感器,其设置位置同样可依实际需求而有所不同,而且,可实施为直接利用执行训练过程所使用的生理传感器,也可以是另外再增加设置的生理传感器,例如,可以利用配戴于身上之装置内的加速度器、光传感器、麦克风等,或是另外再设置一穿戴装置,也可利用放置于床边的外部装置内的麦克风,也可利用设置于床垫上的加速度器等,有各种可能,皆为可使用的选择。
进一步地,如图7所示的流程图,睡眠姿势训练与睡眠呼吸生理反馈训练也可在同一个睡眠期间内一起进行。在此情形下,通过设置姿势传感器以及至少一生理传感器,就可在同一个睡眠期间内取得睡眠姿势相关信息以及睡眠呼吸生理信息,在此,根据欲取得之睡眠呼吸生理信息的不同及设置位置的选择,该至少一生理传感器可以是,例如,光传感器,麦克风,加速度器,压电动作传感器,压电振动传感器,阻抗侦测电极,RIP传感器,及/或呼吸气流传感器,没有限制,且特别地是,当选用加速度器作为生理传感器时,其亦可同时作为姿势传感器。
之后,利用睡眠呼吸生理信息分析程序,以将睡眠呼吸生理信息与预设条件进行比较,可决定该使用者的睡眠呼吸事件,以及利用睡眠姿势分析程序,以将睡眠姿势相关信息与预设姿势范围进行比较,其中,当该睡眠姿势相关信息符合该预设姿势范围时,提供一第一警示条件组合,以及当该睡眠姿势相关信息超出该预设姿势范围时,提供一第二警示条件组合,而警示决定程序则根据不同的警示条件组合而相应地决定警示行为,因此,控制单元根据该警示行为产生一驱动讯号,而警示单元在接收该驱动讯号后,产生至少一警示,以达到影响该使用者的睡眠姿势及/或影响该使用者的睡眠呼吸状态的效果。
其中,该第一警示条件组合至少会包括时间范围条件以及睡眠呼吸事件条件的至少其中之一,举例而言,时间范围条件可实施为以绝对时间为基准,例如,凌晨1点;也可实施为以特定生理条件为基准,例如,已躺下,已入睡,或其他各种生理条件后1小时;也可实施为延迟时间,例如,在装置启动经过1小时后,如此一来,就可根据实际的时间需求而选择是否在符合预设姿势范围的情形下提供警示,有助于提供较舒适的使用体验,另外,睡眠呼吸事件条件则提供了是否在同一个睡眠期间内一起进行睡眠姿势训练以及睡眠呼吸生理反馈训练的选择,让训练效果进一步提升。
另外,该第二警示条件组合则是至少会包括该时间范围条件以及该睡眠呼吸事件条件,举例而言,当睡眠姿势相关信息超出预设姿势范围时,例如,处于非仰躺状态时,产生警示的最主要条件是发生睡眠呼吸事件,且同样地,如前所述,能够选择要执行睡眠呼吸生理反馈训练的时间,例如,以绝对时间作为基准,或以特定生理条件作为基准,或设置延迟时间等。
再者,也可增设其他条件,例如,警示强度条件、警示频率条件等,以在刚入睡时提供强度较弱的警示,经一段时间后,再增加强度,因此,通过警示条件组合的提供,能够更符合需求且让使用者感觉更不受打扰地执行训练。
而且,由于睡眠姿势在睡眠期间是随时改变的,因此,将是动态地适用该第一警示条件组合以及该第二警示条件组合,适用顺序没有限制。
在本实用新型申请系统中,根据所执行的功能不同,会相应地具有各种软件程序,包括,但不限于,睡眠生理信息分析程序,睡眠呼吸生理信息分析程序,睡眠呼吸事件分析程序,警示决定程序等,以根据生理传感器所取得的生理讯号而得出各种生理信息,且不受限地,各种软件程序可根据实际需求及实施方式的不同而预载于不同装置中。
根据上述以睡眠呼吸生理信息为基础所进行睡眠呼吸生理反馈训练(图3),以及以睡眠姿势为基础所进行的睡眠呼吸障碍检测及训练(图4及图5),配合上可取得相关生理讯号之生理传感器的各种可能设置位置(如图2所示),本实用新型申请不受限地有下述各种实施可能,也因此,上述的各种训练内容及组合,可通过接下来叙述之任何合适的实施例来实现,即不再重复赘述。
本实用新型申请的内容在于评估使用者的睡眠姿势与睡眠呼吸障碍的关系,以及进一步有关于如何改善姿势性睡眠呼吸障碍。
主要的构想是,通过分散的设置方式来达成最佳的使用效果。
当采用分散形式时,分散的装置之间如何相互沟通,及/或如何与外部装置之间沟通,就显得非常重要性,因其不但牵涉到实施可行性,亦相关于使用方便性,而本实用新型申请的分散系统所指是,包括二个以上可独立运作且各自具有如控制单元、电力模块、通信模块等电路配置的装置,其中,该通信模块可进一步实施为无线形式,此时装置间利用数字讯号并以无线形式进行沟通,以最大化使用方便性。
正如技术背景中所述,现有技术多是采用单一装置同时进行睡眠生理信息检测以及警示提供,不过,由于睡眠姿势的取得位置较佳是在身体中轴附近,或是可利用换算方式计算而得的位置,因而容易造成检测与警示两者无法兼顾。
当采用分散形式时,首先,警示单元的设置位置以及警示的形式都变得可自由选择,举例而言,有部分人对振动较为敏感,也有部分人对声音较为敏感;或者,不同身体部位对于警示的敏感程度亦不同。
再者,分散形式也让睡眠生理信息的取得有更多的选择性。如前所述,睡眠生理信息的取得可利用各种生理传感器,且可被设置于各种位置,故分散形式的采用将有助于让测量更贴近实际需求,例如,不同使用者的睡眠呼吸障碍症状都可能不同,通过选择将可更正确地反应实际生理状况,另外,对于不同使用者的使用习惯也可有所因应,例如,每个人对于身体设置物体的感觉皆不同,而不绑定的设计让使用者可自行选择最不干扰睡眠的设置位置。
其中,一种实施可能是,一睡眠生理系统实施为包括二个装置,一睡眠警示装置以及一睡眠生理装置,该睡眠警示装置包括一第一穿戴结构,一第一控制单元,至少包括微控制器/处理器,一第一无线通信模块,电连接至该控制单元,一警示单元,电连接至该控制单元,以及一电力模块,其中,该第一穿戴结构用以将该睡眠警示装置设置于一使用者身上,以使该警示单元对该使用者产生至少一警示;另外,该睡眠生理装置包括一第二穿戴结构,一第二控制单元,至少包括微控制器/处理器,一第二无线通信模块,电连接至该控制单元,一姿势传感器,电连接至该控制单元,以及一电力模块,其中,该第二穿戴结构用以将该睡眠生理装置设置于该使用者身上,以使该姿势传感器可在该使用者的睡眠期间取得睡眠姿势相关信息,并作为提供该至少一警示的参考。
上述的睡眠生理系统即为一分散形式的睡眠姿势训练系统,通过这样的设置,警示单元就可自由地选择为振动或音频的形式,并设置于任何适合的位置,另外,姿势传感器也无须迁就于必须设置于可感受到警示的身体位置,可设置于身体上任何适合的位置。
其中,特别地是,用来取得睡眠姿势的该睡眠生理装置可实施为设置于躯干,例如,腹部,胸部等,并可实施为利用绑带、黏附结构等设置于躯干上,或也可实施为固定于衣服上的形式,而且,由于相关睡眠姿势的信息无须接触皮肤即可取得,装置亦可设置于衣服外部,相当方便;再加上,该睡眠警示装置可实施为位于一般使用者经常配戴的位置,例如,手腕,手指等,并采用广为使用者接受的形式,例如,腕戴形式,指戴形式等,以提供振动警示;两者配合起来,使用上非常方便,也对身体没有负担,例如,睡眠生理装置可设置于胸部以及睡眠警示装置可设置于腕部。
当然,不受限地,该睡眠生理装置也可设置于其他位置,例如,额头,颈部等,以及该睡眠警示装置也可设置于其他位置以及采用其他形式的警示,例如,可实施为设置于耳朵及/或耳朵附近,以提供声音警示,且可进一步实施为连接外部装置的耳机,例如,外部装置可与睡眠生理装置间进行沟通,再根据睡眠生理装置所提供的睡眠姿势而驱动连接之耳机产生声音警示;再进一步,该睡眠警示装置还可实施为智能耳机的形式,亦即,可直接与该睡眠生理装置间进行无线沟通的形式,因此,可根据实际需求而有各种实施方式,没有限制。
至于所取得的生理信息在分散的装置间如何传输,则有许多选择,举例而言,在一较佳实施例中,可将睡眠生理信息分析程序以及警示决定程序皆预载于睡眠生理装置中,亦即,该睡眠姿势相关信息会先与一预设姿势范围进行比较,而得知该睡眠姿势相关信息是否符合该预设姿势范围,并在符合该预设姿势范围时决定一警示行为,之后,该警示行为通过数字讯号传送至该睡眠警示装置,该睡眠警示装置中的控制单元在接收该数字讯号后,即根据该警示行为而产生一驱动讯号,进而驱动该警示单元产生至少一警示,并提供予使用者,以达警示效果,例如,引起使用者自发的姿势改变。这样的方式将有助于节省睡眠警示装置的电力消耗,例如,若采需更换电池形式时,可延长更换电池的周期。
替代地,也可实施为由睡眠警示装置接收来自睡眠生理装置的睡眠姿势相关信息,并利用预载的程序来进行分析及决定警示的提供,在此情形下,该睡眠姿势相关信息先通过数字讯号传送至该睡眠警示装置,再与一预设姿势范围进行比较,以决定警示行为,之后,该睡眠警示装置的控制单元即根据该警示行为而产生驱动讯号,进而驱动该警示单元产生至少一警示,提供予使用者,以达警示效果;或者,替代地,也可实施为该睡眠姿势相关信息于该睡眠生理装置中进行分析,并得出是否符合该预设姿势范围,之后,再通过数字讯号将比较结果传送至该睡眠警示装置,并决定警示行为,之后,该睡眠警示装置的控制单元即根据该警示行为而产生驱动讯号,进而驱动该警示单元产生至少一警示,提供予使用者,以达警示效果。因此,有各种实施可能,可依实际需求而变化,不受限制。
而当具有外部装置时,则有更多的选择,例如,睡眠生理信息分析程序以及警示决定程序可皆预载于外部装置中,在此情形下,该睡眠生理装置在取得睡眠姿势相关信息后,会传送至该外部装置,接着,该外部装置执行睡眠生理信息分析程序以及警示决定程序,以决定是否需要提供警示及如何提供警示,并将警示行为通过数字讯号传送至该睡眠警示装置,而该睡眠警示装置的控制单元在接收该数字讯号后,即据以产生驱动讯号,以驱动警示单元提供警示;或者,替代地,也可仅睡眠生理信息分析程序或仅警示决定程序预载于外部装置中,因此,可视实际操作流程及实际需求而加以变化,没有限制。
进一步地,也可增设生理传感器,以取得其他的睡眠呼吸生理信息,一方面可用来确认执行睡眠姿势训练的效果,例如,睡眠呼吸中止事件的发生次数是否减少,另一方面也可作为执行睡眠呼吸生理反馈训练的依据,以在同个睡眠期间与睡眠姿势训练一起执行,更增效果,举例而言,可设置于睡眠生理装置上,且根据睡眠生理装置设置于不同的身体中轴位置,可有不同的选择组合,例如,当装置设置于额头时,可利用光传感器、加速度器、麦克风、压电振动传感器等,取得血氧浓度、心率、打鼾相关信息等;当装置设置于口鼻之间时,可利用呼吸气流传感器、光传感器、加速度器、麦克风、压电振动传感器等,取得呼吸气流变化、心率、打鼾相关信息等;当装置设置于躯干时,可利用光传感器、加速度器、麦克风、压电动作传感器,阻抗侦测电极,RIP传感器等,取得心率、打鼾相关信息、呼吸动作等;另外,增设的生理传感器也可设置于睡眠警示装置、或外部装置上,并根据设置位置而选择适合的生理传感器,不受限制。上述的这些睡眠呼吸生理信息则可进一步用以得出睡眠呼吸暂停事件,睡眠呼吸低通气事件,氧减饱和度事件,低氧水平事件,心率变化睡眠呼吸事件,打鼾事件等,故没有限制。
在接下来的叙述中,有关分散架构的内容皆属可独立运作的二个以上装置所构成的无线分散架构,各装置间若执行无线沟通时,皆为类似的情形,因此,上述有关不同装置间及/或与外部装置间的信息传输方式、信息的分析、警示行为的决定等各种实施选择的内容也同样适用,即不再赘述。
另外,亦需注意地是,正如本领域技术人员所熟知,无线分散系统中的各装置的运作必须具备控制单元、无线通信模块及/或有线通信模块、电力模块等的基本电路配置,而由于此些皆为重复的内容,故在接下来所有实施例的叙述中,将予以省略而不赘述,且本实用新型申请所有装置的实际电路配置并不因此而受限。
接着,另一种实施可能是,一睡眠生理系统实施为包括二个装置,一睡眠警示装置以及一睡眠呼吸生理装置,两者皆通过穿戴结构而设置于一使用者身上,其中,该睡眠警示装置具有姿势传感器,以取得使用者的睡眠姿势相关信息,以及警示单元,用以提供至少一警示给使用者,而该睡眠呼吸生理装置则具有生理传感器,以取得使用者于睡眠期间的睡眠呼吸生理信息;在此例子中,由于可取得睡眠姿势,亦可取得睡眠呼吸生理信息,故无论是姿势性的睡眠呼吸障碍,或是非姿势性的睡眠呼吸障碍,都可在此系统中获得解决,等于是结合了睡眠姿势训练以及睡眠呼吸生理反馈训练两者,可以全面地改善睡眠呼吸障碍,且具优势地是,位于睡眠警示装置的该警示单元将可具选择地根据不同的睡眠生理信息而产生警示,例如,可根据睡眠姿势相关信息产生警示,可根据睡眠呼吸生理信息而产生警示,也可根据睡眠姿势相关信息以及睡眠呼吸生理信息两者而产生警示,等于提供了双重功效,对任何一种类型的患者,或是混合症状的患者,或是尚不知自身为何种类型的患者而言,都可有效提供解决方案,相当具优势。
其中,该睡眠姿势相关信息是与一预设姿势范围进行比较,以了解是否符合该预设姿势范围,而该睡眠呼吸生理信息则是与一预设条件进行比较,并了解是否符合该预设条件,因此,警示行为的决定可选择基于两者的其中之一或综合考虑两者,没有限制。
进一步地,这样的系统还可有不同的操作方式。由于睡眠警示装置本身已具备姿势传感器以及警示单元,因此,其可单独使用,以进行睡眠姿势训练,也可与睡眠呼吸生理装置一起共同运作,以让效果加成,如此即提供了使用者另一种选择可能性,例如,可选择要在身上设置几个装置,以及要选择以哪些睡眠生理信息作为警示的基础等。而这也是采用分散形式设计才会具有的优势。
其中,当该睡眠警示装置实施为设置于躯干时,较佳地是采用振动警示的方式,而当被设置于额头或颈部时,则可选择利用振动警示或声音警示的方式,没有限制。
再者,基于分散形式所带来的优势则是,该生理传感器的种类与设置位置,以及所取得之睡眠呼吸生理信息的种类,都可以有不同的选择,也因此,用来决定的该预设条件亦会随着所选择的生理传感器而有所不同,以及用来设置该睡眠呼吸生理装置的穿戴结构亦会有所不同。
举例而言,睡眠呼吸生理装置将具选择地可采用各种融入一般生活习惯的实施方式,例如,腕戴形式或指戴形式,且可利用光传感器、或利用麦克风取得睡眠呼吸生理信息,例如,心率,血氧浓度,呼吸行为,打鼾相关信息,呼吸声变化等,在此情形下,智能型穿戴装置,如智能手表,智能手环,智能耳机等,即适合使用在此情形中,另外,也可实施为设置于身体附近非穿戴的形式,例如,可利用智能型手机中的麦克风侦测打鼾、呼吸声,取得睡眠呼吸生理信息,而根据所取得的睡眠呼吸生理信息的不同,睡眠呼吸事件分析程序就可进一步取得各种睡眠呼吸事件,例如,氧减饱和度事件,低氧水平事件,心率变化睡眠呼吸事件,打鼾事件,睡眠呼吸暂停事件,以及睡眠呼吸低通气事件等,故有各种可能,没有限制。如此一来,只需再搭配设置于躯干/头部/颈部的睡眠警示装置以提供睡眠姿势侦测以及振动警示,提供两种训练方式的睡眠生理系统就能与一般日常生活会使用的装置整合在一起,对使用普及度而言,相当具有优势,例如,该睡眠警示装置可设置于额头以及该睡眠呼吸生理装置可设置于手指,另外,该睡眠警示装置也可设置于颈部后方以及该睡眠呼吸生理装置可实施为智能型手机,故有各种可能。
又一种实施可能是,一睡眠生理系统包括二个装置,一睡眠警示装置以及一睡眠呼吸生理装置,两者皆通过穿戴结构而设置于一使用者身上,其中,该睡眠警示装置具有警示单元,用以提供至少一警示给使用者,而该睡眠呼吸生理装置则具有生理传感器,以取得使用者于睡眠期间的至少一睡眠呼吸生理信息,并且,通过无线沟通的方式,该睡眠呼吸生理装置所取得的睡眠呼吸生理信息被作为该警示单元产生警示的基础,其中,该睡眠呼吸生理信息会被作为基础而得出至少一睡眠呼吸事件,并决定一警示行为,且根据该警示行为所产生的一驱动讯号,会驱使警示单元产生至少一警示,并提供予使用者,以达警示效果,例如,让使用者被短暂的唤醒,并恢复正常呼吸功能。
上述的睡眠生理系统即为一分散形式的睡眠呼吸生理反馈训练系统,而通过这样的设置,警示单元将可自由地选择为触觉或听觉的形式,并设置于任何适合且可有效感受警示的位置,另外,生理传感器的种类及欲取得的睡眠呼吸生理信息亦可自由选择,例如,不同使用者的睡眠呼吸障碍情形都不同,适合的生理传感器亦不同,故通过分散的设计,使得应用范围变得更广也更为灵活,举例而言,生理传感器可实施为,例如,光传感器,加速度器,呼吸气流传感器,压电动作传感器,阻抗侦测电极,RIP传感器,压电振动传感器,及/或麦克风,并通过设置于,例如,头部,耳朵,颈部,躯干,腕部,手指等位置,以取得包括,但不限制于,打鼾相关信息,呼吸声变化,呼吸动作,呼吸气流变化,呼吸行为,心率,血氧浓度等的睡眠呼吸生理信息,进而决定各种睡眠呼吸事件,例如,氧减饱和度事件,低氧水平事件,心率变化睡眠呼吸事件,打鼾事件,睡眠呼吸暂停事件,以及睡眠呼吸低通气事件等。
进一步,该睡眠呼吸生理装置还可再包括姿势传感器,以取得睡眠姿势相关信息,如此一来,即提供了可进行睡眠姿势训练及/或睡眠呼吸生理反馈训练的选择,此时,则需注意选择如头部、颈部、躯干等可取得睡眠姿势的设置位置。
特别地是,在一较佳实施例中,睡眠警示装置可选择采用触觉警示并设置于腕部,以增添使用方便性,更方便地是,可以直接利用市面常见之具振动功能的各种穿戴式装置,例如,智能手表,智能手环等,作为警示装置,而且也可直接利用穿戴式装置上的信息提供接口提供各种信息,对使用者而言,将是极具成本效益的选择,当然也可利用一外部装置,例如,智能型手机,上的信息提供接口,没有限制。
再者,另一种实施可能是,一睡眠生理系统包括二个装置,一第一睡眠生理装置具有一第一睡眠生理传感器,以取得一第一睡眠生理信息,以及一第二睡眠生理装置具有一第二睡眠生理传感器,以取得第二睡眠生理信息,再者,至少一警示单元可实施为落在该第一睡眠生理装置及/或该第二睡眠生理装置中,以根据睡眠生理信息而提供警示,并且,通过无线沟通,该警示单元可实施为根据该第一睡眠生理信息、该第二睡眠生信息、或该第一睡眠生理信息以及该第二睡眠生理信息而提供警示。
其中,该第一睡眠生理装置以及该第二睡眠生理装置皆实施为穿戴形式,而根据所设置位置的不同,所使用的生理传感器以及可取得的睡眠生理信息,亦相应有所不同。举例而言,可设置的位置包括,但不限制于,头部,颈部,躯干,上肢等,可使用的生理传感器包括,但不限制于,光传感器,加速度器,呼吸气流传感器,阻抗侦测电极, RIP传感器,压电动作传感器,压电振动传感器,麦克风,脑电电极,眼电电极,以及肌电电极,以及可取得的睡眠生理信息包括,但不限制于,打鼾相关信息,呼吸声变化,呼吸动作,呼吸气流变化,呼吸行为,心率,血氧浓度,脑电讯号,眼电讯号,肌电讯号,睡眠姿势,睡眠身体活动,以及睡眠阶段,以及可得出的睡眠呼吸事件包括,但不限于,氧减饱和度事件,低氧水平事件,打鼾事件,心率变化睡眠呼吸事件,睡眠呼吸暂停事件,以及睡眠呼吸低通气事件。也就是,在此实施可能中,警示行为的决定将可不受限地有各种可能,例如,可选择打鼾相关信息搭配血氧浓度,或心率搭配血氧浓度,或睡眠姿势搭配呼吸动作等,或者,警示行为也可仅根据单个睡眠生理信息而决定,而另一个则用来了解睡眠期间的生理状态。因此,有各种的可能性,没有限制。
举例而言,在一较佳实施例中,该第一睡眠生理装置可被设置于腕部,并利用光传感器,加速度器,及/或麦克风取得心率,呼吸行为,打鼾相关信息,呼吸声变化,睡眠身体活动,及/或睡眠阶段,再搭配上该第二睡眠生理装置设置于手指,利用光传感器取得血氧浓度,如此一来,在同一上肢上即可取得两种睡眠生理信息,相当具优势。
当然,除了上述的实施例外,该第一睡眠生理装置以及该第二睡眠生理装置亦可依照实际使用需求而被设置于任何可穿戴位置,例如,头部、耳朵、躯干、手臂、手腕、手指等,以利用相同或不同生理传感器而取得更多的睡眠生理信息。
另外,特别地是,当该第一睡眠生理装置以及第二睡眠生理装置的其中之一实施为取得睡眠姿势的情形下,该警示单元将可根据睡眠姿势相关信息及/或睡眠呼吸生理信息而提供警示,进而执行睡眠姿势训练及/或睡眠呼吸生理反馈训练,另一方面,若该第一睡眠生理装置以及第二睡眠生理装置皆实施为取得睡眠呼吸生理信息时,该警示单元则是根据两种睡眠呼吸生理信息的至少其中之一而提供警示,使得两种睡眠呼吸生理信息间可作为互补。
再者,当所采用的穿戴形式与日常使用的智能穿戴装置一样,例如,腕戴形式,耳戴形式等,同样可利用智能穿戴装置来达成上述的行为,在使用上相当方便;此外,该第一睡眠生理装置以及该第二睡眠生理装置中具有警示单元者,将可进一步选择单独使用,以执行对于睡眠呼吸障碍的训练,也可再选择与另一装置共同一起运作而提供更多功能。
另外,除了用于进行改善睡眠呼吸障碍的训练外,分散式的系统亦可应用于睡眠呼吸障碍的评估,以让评估结果更为准确。
其中一种实施可能是,一睡眠生理系统实施为包括二个装置,一睡眠生理装置以及一睡眠呼吸生理装置,该睡眠生理装置具有姿势传感器,设置于使用者身体上,以取得睡眠期间的睡眠姿势,以及该睡眠呼吸生理装置则具有生理传感器,以取得睡眠呼吸生理信息,而通过分散的设计,无论是睡眠姿势相关信息,或是睡眠呼吸生理信息,都可更为准确地在适当的位置获得,如此所带来的优势是,将可具弹性地针对不同的生理状况而提供不同的睡眠呼吸生理信息,例如,因不再受限于取得睡眠姿势的位置,故可自由地选择检测打鼾事件,也可选择检测氧减饱和事件,或是其他的睡眠呼吸事件,无论何者皆可进行准确的评估,之后,再配合与睡眠姿势一起进行分析,自然能更准确地判断发生睡眠呼吸事件时,符合预设姿势范围及超出预设姿势范围的比例,例如,仰躺及非仰躺期间的比例,故可提供使用者,例如,通过信息提供接口,一睡眠呼吸事件姿势相关性信息,进而了解发生睡眠呼吸事件与睡眠姿势之间的相关性为高或低。
再者,同样地,这样的配置也使得智能型装置能够进一步被应用作为该睡眠呼吸生理装置,以进行睡眠呼吸生理信息的侦测,例如,可利用智能手表上的光传感器、麦克风,或是智能手机上的麦克风等,且具优势地是,由于此系统着重于评估是否具有睡眠呼吸障碍,以及其与睡眠姿势的关系,信息的提供尤其重要,因此,就可自然利用智能型装置上既有的信息提供接口,例如,屏幕、LED、发声组件等,作为本系统的信息提供接口,举例而言,可利用智能型穿戴装置,例如,智能手表,智能手环,的显示组件,也可利用智能手机上的显示组件,而如此的配置不但简单方便,也符合使用者的日常使用行为。
举例而言,在实际使用时,可于身体的躯干设置睡眠生理装置,再配合将睡眠呼吸生理装置设置于手指,以利用光传感器取得血氧浓度以及可进一步计算获得的ODI,或者也可设置于手腕,以利用光传感器取得平均血氧浓度变化、心率、呼吸行为,或利用麦克风取得打鼾相关信息等各种睡眠呼吸相关生理信息,以得知睡眠呼吸事件的发生与睡眠姿势的关系,另外,耳朵也是相当适合的设置位置,可设置光传感器,并根据设置位置的不同所取得的PPG讯号可得出血氧浓度,也可得出呼吸行为、心率等,也可设置麦克风而取得打鼾所产生的声音,或是加速度器取得打鼾所产生的振动,又也可在口鼻间设置呼吸气流传感器,以了解是否发生睡眠呼吸暂停事件及/或睡眠呼吸低通气事件。因此,有各种设置位置的可能,没有限制。
其中,当选择设置于身体上取得生理信息时,可利用穿戴结构进行设置,例如,黏附结构,绑带,头戴结构,指戴结构,腕戴结构,耳戴结构等,且可同时采用二个穿戴结构,可依实际实施情形而因应变化,没有限制。
再进一步,还可在系统中设置警示单元,例如,设置于睡眠生理装置中,及/或睡眠呼吸生理装置中,以对睡眠呼吸障碍进行改善,举例而言,若发现仰躺期间的睡眠呼吸事件发生率较高,则可针对仰躺期间发出警示,例如,振动模块产生振动,以达成自发性的睡眠姿势改变,进而改善姿势性睡眠呼吸暂停/低通气、打鼾,及/或也可以针对分析睡眠呼吸生理信息所得出的睡眠呼吸事件而进行警示,例如,出现打鼾事件时,或出现氧减饱和度事件时,以进行睡眠呼吸生理反馈训练,在此情形下,此系统即变为可同时兼顾评估以及改善训练两种过程,举例而言,一开始,使用者可先不执行警示,而是利用二个装置先于睡眠期间进行评估,以得知睡眠呼吸障碍的有无,以及其与睡眠姿势的关系,之后,当发现睡眠呼吸事件的发生确实与睡眠姿势有高相关性,例如,在仰躺时有较高发生比例,此时,就可进一步使用此系统的改善训练功能,以执行睡眠姿势训练,或者发现睡眠呼吸事件与睡眠姿势的相关性较低,则可选择执行睡眠呼吸生理反馈训练,等于一套系统可提供多种功能,极具优势。
另一种实施可能是,一睡眠生理系统实施为包括二个装置,一睡眠警示装置以及一睡眠呼吸生理装置,该睡眠警示装置具有姿势传感器,设置于使用者身体上,以取得睡眠期间的睡眠姿势,以及警示单元,用以提供至少一警示给使用者,而该睡眠呼吸生理装置则具有生理传感器,以取得使用者于睡眠期间的睡眠呼吸生理信息,在此配置下,首先,该睡眠警示单元由于可提供警示,因此可单独使用,以根据睡眠姿势而提供警示,亦即,提供睡眠姿势训练,而进一步地,当与该睡眠呼吸生理装置一起使用时,则该睡眠呼吸生理装置所取得的睡眠呼吸生理信息,将可用来确认提供警示的改善效果,例如,睡眠呼吸中止、打鼾等睡眠呼吸事件的发生是否因睡眠姿势的改变而有所减少,如此一来,通过信息提供接口而得知各种相关信息,例如,警示执行的次数、时间点,不同睡眠姿势的分布及比例,睡眠呼吸事件的发生次数、时间点等,使用者将能明确地得知,所执行的睡眠姿势训练是否具有效果以及效果为何,同样相当具优势。
另外,为了了解采用睡眠姿势训练前后的差异,还可实施为,一开始该睡眠警示装置中的该警示单元先不提供警示,而是仅取得使用者的睡眠姿势,再配合上该睡眠呼吸生理装置取得睡眠期间的睡眠呼吸生理信息,结合两者,就可得知睡眠呼吸事件的发生与不同睡眠姿势之间的关系,如此一来,当开始执行睡眠姿势训练时,就能进一步获得提供警示与否的效果,例如,不同睡眠姿势的比例变化,以及睡眠呼吸事件的发生是否减少等。
再者,通过这样的设置,等于可长期持续侦测,例如,每日使用追踪,睡眠姿势训练期间的睡眠生理信息,因此可根据所取得的睡眠生理信息而调整警示行为相关的设定值,一来可让警示的提供更为有效,二来也可让使用者睡眠被打扰的程度最小化。
而且,由于该睡眠警示装置同时具有姿势传感器以及警示单元,因此,当使用者已确知自己的睡眠呼吸障碍与睡眠姿势具高相关性,且亦已确认所提供的警示可达成改善效果时,就可仅单独使用该睡眠警示装置,简化身上的配置,之后,可在一段时间后,例如,每个月次,再次与睡眠呼吸生理装置一起使用,以因应有可能出现的生理状况改变,并据以调整警示行为的内容,而让睡眠姿势训练的效果持续;此外,由于人体在经过一段时间的睡眠姿势训练后,会达成睡眠姿势的习惯养成,例如,变成习惯非仰躺的睡姿,在此情形下,也可试着暂停睡眠姿势训练,而仅执行睡眠姿势及/或睡眠呼吸生理信息的侦测,进而作为调整使用情形的依据。
在实际使用时,举例而言,设置于身体的躯干、头部、或颈部附近的睡眠警示装置,可配合设置于手指的睡眠呼吸生理装置,通过光传感器取得血氧浓度以及ODI,或也可配合设置于手腕的睡眠呼吸生理装置,通过光传感器取得平均血氧浓度变化,心率,呼吸行为等各种睡眠呼吸相关生理信息,以进行确认及/或进行睡眠呼吸生理反馈训练,另外,耳朵也是相当适合的设置位置,可设置光传感器,并根据设置位置的不同所取得的PPG讯号可得出血氧浓度,也可得出呼吸行为、心率等,也可设置麦克风而取得打鼾所产生的声音,或是加速度器取得打鼾所产生的振动,又也可在口鼻间设置呼吸气流传感器,以了解是否发生睡眠呼吸暂停事件及/或睡眠呼吸低通气事件。因此,有各种设置位置的可能,没有限制。
而除了上述有关生理信息取得以及警示提供的各种可能实施方式外,接下来则进一步阐述在分散式架构下的其他相关内容。
首先,有关信息提供方面,同样有多种实施选择。举例而言,信息提供接口可设置于两个装置的其中之一上,或两个装置上皆具有信息提供接口,或利用外部装置,例如,手机、手表,作为信息提供接口,而且,所提供的信息内容也有各种可能,例如,睡眠姿势相关信息,睡眠生理信息,睡眠呼吸生理信息,睡眠呼吸事件,警示行为,警示所达成的效果,警示提供时间等,在睡眠期间的各种信息皆可通过信息提供接口而提供予使用者,没有限制。
再者,本实用新型申请的分散式架构在采用无线沟通的情形下,还需注意的是,整个系统中二个以上装置间的操控,以及不同装置所取得的生理信息之间如何进行整合。
首先,系统的操控,例如,起始/结束操作、参数设定等,因应操作方式的不同,有各种可能。举例而言,可以是通过外部装置进行操作,例如,于手机中加载应用程序,并通过操作接口及无线通信而达成对于系统的操控;也可以是在其中一个装置设置操作接口,而控制与其无线沟通的另一个装置等;另外,如何启动系统开始运作,也同样有各种可能,举例而言,除了可通过操作接口控制起始外,也可设定为自动开始,例如,可因侦测到被设置于使用者体表而自动开始,也可设置为定时开始等。因此,可因应实际需求而选择适合的方式,没有限制。
接着,在信息储存方面,可选择直接储存在取得生理信息的该个装置中,此时,需配备数据储存单元,例如,内存,另外,也可选择将信息储存在单个装置中,例如,其中一个装置将信息无线传送至另一个装置,并储存在该另一个装置的内存中;而在结束睡眠期间后,已储存的信息则可通过无线或有线的方式传出,例如,可利用无线通信,例如,蓝芽,或有线通信,例如,USB接口,而传送至外部装置,例如,手机、计算机等,也可采用移除并读取记忆卡的方式;另一方面,也可选择两个装置的信息皆实时传送至外部装置,例如,两个装置通过无线通信而将信息传送至外部装置,再由外部装置进行储存,或者,也可以是其中一个装置先将信息传送另一个装置后,再一起传送至外部装置。因此,有各种实施可能性,没有限制。
此外,各种信息在提供予使用者前,由于是由两个装置分别取得,故相当重要地是如何让多种信息间的时序彼此对齐,才能达到有效利用信息的效果。
举例而言,警示的提供与睡眠姿势之间的时间轴对齐是确认警示是否达到效果的基础,例如,可通过两者间的比较得知,警示的提供是否达成了睡眠姿势的改变,以及警示的强度、频率、模式等对于达成睡眠姿势改变的效果等;另外,所取得的生理信息与睡眠姿势之间的关系则是确认是否为姿势性睡眠呼吸障碍的重要依据,例如,通过分析生理信息可得知是否发生睡眠呼吸事件,并可进一步确认发生睡眠呼吸事件时,所处的睡眠姿势为何。因此,对于本实用新型申请的分散式睡眠生理系统而言,各种信息之间的时序对齐将是所有分析及操作的基础。
至于如何进行时序对齐,则有许多可能性。举例而言,可利用时间戳(Timestamp),并通过对齐时间轴而完成信息整合,或者,也可在整个过程开始前运行时间同步化,有各种可能,没有限制,而且无论是采用何种方式,较佳地是,在整个过程被起始的同时执行,例如,按下起始键时,或通过外部装置而无线启动时,可让操作更为方便。
在此,需要注意地是,虽然上述实施例皆以二个装置为基准而进行叙述,但本实用新型申请分散架构的内容并不因此受限,亦可实施为更多个装置,例如,三个、四个装置,可依实际需求而变化。
至此可知,本实用新型申请的睡眠生理系统,在不同的实施例中,根据使用需求的不同以及硬件配置的差异等,有不同的实施方式,例如,可选择采用分散形式,或是选择可依需求而改变设置位置等,也因此,如图8所示,只要通过搭配不同的穿戴结构,例如,实施为壳体与穿戴结构间可移除的形式,就可简单地达成设置于不同身体部分的需求,相当具有优势。
另需注意地是,上述的实施例中,无论是生理信息的分析、判断是否出现睡眠呼吸事件、决定是否提供警示、及/或警示行为的决定等,是通过各种软件程序来达成,且各种软件程序,不受限制地,可实施为在任一个穿戴装置中、及/或在外部装置中进行运算,以达到使用者最为方便的操作型态,故可依实际需求而有所变化,没有限制。
上述实施例中,用来将姿势传感器、生理传感器、壳体、装置、及/或系统设置于使用者身上的穿戴结构,可依实际需求的设置位置不同而有所改变,例如,材质可有所变化,且只要合适,同种形式的穿戴结构亦可设置于不同的身体部位,举例而言,绑带形式的穿戴结构可设置于身体能够被环绕的任何部位,例如,头带,颈带,胸带,腹带,臂带,腕带,指带,腿带等,且可实施为各种材质,例如,织物,硅胶,橡胶等,另外,黏附结构,例如,贴片,则是几乎没有设置位置的限制,只要能够进行黏附的位置皆可,并且,也可黏附在使用者身上的衣物上;再者,特定的身体位置也可有专属的穿戴结构,例如,头部可以采用眼罩,尤其在睡眠期间使用相当适合,手臂可采用臂戴结构,手腕可采用腕戴结构,手指可采用指戴结构等,因此,实际的使用形式将不受上述实施例描述的限制,可以有各种可能。
而且,当各种可能的穿戴结构被用来承载壳体/装置时,两者间的结合方式也有各种实施可能,举例而言,可通过黏附的方式结合,也可通过夹设的方式结合,例如,机械夹设,磁力夹设,也可通过套设的方式结合,例如,在穿戴结构上具有可套设壳体/装置的结构,也可通过塞设的方式结合,例如,在穿戴结构上具有可塞设壳体/装置的结构,只要可将壳体/装置与穿戴结构的结合方式皆为适合的选择,并且,各种结合方式还可再选择实施为不可移除或可移除的形式。故可依实际需求而改变,不受限于上述实施例的描述。
上述实施例中,任何的信息,无论是利用生理传感器直接取得者,或是分析程序计算获得者,或是有关操作流程的其他信息,皆是通过信息提供接口而提供予使用者,且信息提供接口可实施为设置在系统中的任一或多个装置上,没有限制。
另外,上述实施例中各种取得睡眠生理信息的内容,皆可适用本文前面所提及的任何种类生理传感器、任何设置位置、以及任何根据所取得生理信息而执行的计算方式,仅是基于不重复赘述的原则而未逐一列举,但本实用新型申请所主张的权利范围并不因此而受限。
并且,上述实施例中所提出的各个装置,亦应适用本文前面所提及的电路配置,且可因应各个实施例欲取得之生理信息不同以及设置位置不同而有所变化,同样是基于不重复赘述的原则而未逐一列举,但本实用新型申请所主张的权利范围并不因此而受限。
此外,上述的各个实施例,不限于单独实施,亦可二个或多个实施例的部分或整体结合或结合实施,同属本实用新型申请所主张的范围,不受限制。
Claims (28)
1.一种睡眠生理系统,其特征在于包括:
一睡眠警示装置,包括:
一第一穿戴结构,用以将该睡眠警示装置被设置于一使用者身上;
一第一控制单元,至少包括微控制器/微处理器;
一第一无线通信模块,电连接至该第一控制单元;
一警示单元,电连接至该第一控制单元,用以对该使用者产生至少一警示;以及
一电力模块;以及
一睡眠生理装置,包括:
一第二穿戴结构,用以将该睡眠生理装置设置于该使用者身上,
一第二控制单元,至少包括微控制器/微处理器;
一第二无线通信模块,电连接至该第二控制单元;
一姿势传感器,电连接至该第二控制单元,用以取得该使用者于睡眠期间的睡眠姿势相关信息;以及
一电力模块,
其中,
该第一控制单元通过该第一无线通信模块而接收基于该睡眠姿势相关信息的一数字讯号;
该第一控制单元进一步被建构以产生一驱动讯号,且该警示单元在接收该驱动讯号后,产生该至少一警示,并将该至少一警示提供予该使用者;以及
该驱动讯号实施为至少根据该睡眠姿势相关信息与一预设姿势范围进行比较后,该睡眠姿势相关信息符合该预设姿势范围时所决定的一警示行为而产生。
2.如权利要求1所述的系统,其还包括一生理传感器,用以取得该使用者的睡眠呼吸生理信息,包括下列的至少其中之一,包括:光传感器,加速度器,呼吸气流传感器,压电动作传感器,阻抗侦测电极,RIP传感器,压电振动传感器,以及麦克风。
3.如权利要求2所述的系统,其中,该睡眠呼吸生理信息进一步被用以取得该使用者于该睡眠期间的睡眠呼吸事件,包括下列的至少其中之一,包括:氧减饱和度事件,低氧水平事件,心率变化睡眠呼吸事件,打鼾事件,睡眠呼吸暂停事件,以及睡眠呼吸低通气事件。
4.如权利要求2所述的系统,其中,该生理传感器实施为位于下列的至少其中之一中,包括:该睡眠警示装置,该睡眠生理装置,以及一外部装置。
5.如权利要求1所述的系统,其还包括一警示决定程序,预载于下列的至少其中之一中,包括:该睡眠警示装置,该睡眠生理装置,以及一外部装置,以产生该驱动讯号。
6.如权利要求1所述的系统,其中,该第一穿戴结构包括下列的其中之一,包括:腕戴结构,指戴结构,以及耳戴结构。
7.一种睡眠生理装置,被包含于一睡眠生理系统中,且该睡眠生理系统包括一睡眠警示装置,以及该睡眠生理装置,其中,该睡眠警示装置包括一第一穿戴结构,用以设置于一使用者身上,一第一控制单元,一警示单元,电连接至该第一控制单元,用以对该使用者产生至少一警示,以及一第一无线通信模块,该睡眠生理装置包括:
一第二穿戴结构,用以将该睡眠生理装置设置于该使用者的身上;
一第二控制单元,至少包括微控制器/微处理器;
一第二无线通信模块,电连接至该第二控制单元;
一姿势传感器,电连接至该第二控制单元,用以取得该使用者于睡眠期间的睡眠姿势相关信息;以及
一电力模块,
其中,
该第一控制单元通过该无线通信模块而接收基于该睡眠姿势相关信息的一数字讯号;
该第一控制单元进一步被建构以产生一驱动讯号,且该警示单元在接收该驱动讯号后,产生该至少一警示,并将该至少一警示提供予该使用者;以及
该驱动讯号实施为至少根据该睡眠姿势相关信息与一预设姿势范围进行比较后,该睡眠姿势相关信息符合该预设姿势范围时所决定的一警示行为而产生。
8.一种睡眠生理系统,其特征在于包括:
一睡眠警示装置,包括:
一第一穿戴结构,用以将该睡眠警示装置设置于一使用者的身上;
一第一控制单元,至少包括微控制器/微处理器;
一第一无线通信模块,电连接至该第一控制单元;
一姿势传感器,电连接至该第一控制单元,用以取得该使用者于睡眠期间的睡眠姿势相关信息;以及
一警示单元,电连接至该第一控制单元,用以对该使用者产生至少一警示;以及
一电力模块;以及
一睡眠呼吸生理装置,包括:
一第二穿戴结构,用以将该睡眠呼吸生理装置设置于该使用者的身上;
一第二控制单元,至少包括微控制器/微处理器;
一第二无线通信模块,电连接至该第二控制单元;
一生理传感器,电连接至该第二控制单元,用以取得该使用者的至少一睡眠呼吸生理信息;以及
一电力模块,
其中,
该第一控制单元通过该第一无线通信模块而接收基于该至少一睡眠呼吸生理信息的一数字讯号;
该第一控制单元进一步被建构以产生一驱动讯号,且该警示单元在接收该驱动讯号后,产生该至少一警示,并将该至少一警示提供予该使用者;以及
该驱动讯号实施为至少根据该睡眠姿势相关信息与一预设姿势范围进行比较后,且该睡眠姿势相关信息符合该预设姿势范围时,及/或根据该至少一睡眠呼吸生理信息与一预设条件进行比较后,且该至少一睡眠呼吸生理信息符合该预设条件时,所决定的一警示行为而产生。
9.如权利要求8所述的系统,其中,该生理传感器包括下列的至少其中之一,包括:光传感器,加速度器,麦克风,呼吸气流传感器,压电动作传感器,阻抗侦测电极,RIP传感器,以及压电振动传感器。
10.如权利要求9所述的系统,其中,该至少一睡眠呼吸生理信息进一步被用以取得该使用者于该睡眠期间的睡眠呼吸事件,包括下列的至少其中之一,包括:氧减饱和度事件,低氧水平事件,心率变化睡眠呼吸事件,打鼾事件,睡眠呼吸暂停事件,以及睡眠呼吸低通气事件。
11.如权利要求8所述的系统,还包括一警示决定程序,预载于下列的至少其中之一中,包括:该睡眠警示装置,该睡眠呼吸生理装置,以及一外部装置,以决定该警示行为。
12.如权利要求8所述的系统,其还包括一睡眠呼吸生理信息分析程序,用以得出该使用者的睡眠呼吸生理信息为,并预载于下列的至少其中之一中,包括:该睡眠警示装置,该睡眠呼吸生理装置,以及一外部装置。
13.一种睡眠警示装置,被包含在一睡眠生理系统中,该睡眠警示装置,包括:
一第一穿戴结构,用以将该睡眠警示装置设置于一使用者的身上;
一第一控制单元,至少包括微控制器/微处理器;
一第一无线通信模块,电连接至该第一控制单元;
一姿势传感器,电连接至该第一控制单元,用以取得该使用者于睡眠期间的睡眠姿势相关信息;以及
一警示单元,电连接至该第一控制单元,用以对该使用者产生至少一警示;以及
一电力模块,
其中,
该睡眠生理系统更包括一睡眠呼吸生理装置,且该睡眠呼吸生理装置包括一第二穿戴结构,用以将该睡眠呼吸生理装置设置于该使用者身上,一第二控制单元,一生理传感器,电连接至该第二控制单元,以取得该使用者于一睡眠期间的至少一睡眠呼吸生理信息,以及一第二无线通信模块,以及其中,
该第一控制单元通过该第一无线通信模块而接收基于该至少一睡眠呼吸生理信息的一数字讯号;
该第一控制单元进一步被建构以产生一驱动讯号,且该警示单元在接收该驱动讯号后,产生该至少一警示,并将该至少一警示提供予该使用者;以及
该驱动讯号实施为至少根据该睡眠姿势相关信息与一预设姿势范围进行比较后,且该睡眠姿势相关信息符合该预设姿势范围时,及/或根据该至少一睡眠呼吸生理信息与一预设条件进行比较后,且该至少一睡眠呼吸生理信息符合该预设条件时,所决定的一警示行为而产生。
14.一种睡眠生理系统,其特征在于包括:
一睡眠警示装置,包括:
一第一穿戴结构,用以将该睡眠警示装置设置于一使用者的身上;
一第一控制单元,至少包括微控制器/微处理器;
一第一无线通信模块,电连接至该第一控制单元;
一警示单元,电连接至该第一控制单元,用以对该使用者产生至少一警示;以及
一电力模块;以及
一睡眠呼吸生理装置,包括:
一第二穿戴结构,用以将该睡眠呼吸生理装置设置于该使用者的身上;
一第二控制单元,至少包括微控制器/微处理器;
一第二无线通信模块,电连接至该第二控制单元;
一生理传感器,电连接至该第二控制单元,用以取得该使用者的至少一睡眠呼吸生理信息;以及
一电力模块,
其中,
该第一穿戴结构实施为一腕戴结构,以将该睡眠警示装置设置于该使用者的一腕部,以及该至少一警示实施为触觉警示,以及
其中,
该第一控制单元通过该第一无线通信模块而接收基于该至少一睡眠呼吸生理信息的一数字讯号;
该第一控制单元进一步被建构以产生一驱动讯号,且该警示单元在接收该驱动讯号后,产生该至少一警示,并将该至少一警示提供予该使用者;以及
该驱动讯号实施为根据以该至少一睡眠呼吸生理信息为基础而取得的至少一睡眠呼吸事件所决定的一警示行为而产生。
15.如权利要求14所述的系统,其中,该至少一睡眠呼吸事件包括下列的至少其中之一,包括:氧减饱和度事件,低氧水平事件,心率变化睡眠呼吸事件,打鼾事件,睡眠呼吸暂停事件,以及睡眠呼吸低通气事件。
16.如权利要求14所述的系统,其中,该睡眠呼吸生理装置通过该第二穿戴结构而设置于下列的其中之一,包括:手指,手腕,躯干,颈部,额头,以及耳朵。
17.如权利要求14所述的系统,其还包括一姿势传感器,设置于该睡眠呼吸生理装置内,并连接至第二该控制单元,以取得该使用者于睡眠期间的睡眠姿势相关信息,其中,该睡眠呼吸生理装置通过该第二穿戴结构而设置于下列的其中之一,包括:躯干,颈部,以及头部。
18.一种睡眠呼吸生理装置,被包含在一睡眠生理系统中,且该睡眠生理系统包括一睡眠警示装置以及该睡眠呼吸生理装置,其中,该睡眠警示装置包括一第一穿戴结构,用以设置于一使用者的一腕部,一第一控制单元,一警示单元,电连接至该第一控制单元,用以对该使用者产生至少一触觉警示,以及一第一无线通信模块,该睡眠呼吸生理装置包括:
一第二穿戴结构,用以将该睡眠呼吸生理装置设置于该使用者的身上;
一第二控制单元,至少包括微控制器/微处理器;
一第二无线通信模块,电连接至该第二控制单元;
一生理传感器,电连接至该第二控制单元,用以取得该使用者的至少一睡眠呼吸生理信息;以及
一电力模块,
其中,
该第一控制单元通过该第一无线通信模块而接收基于该至少一睡眠呼吸生理信息的一数字讯号;
该第一控制单元进一步被建构以产生一驱动讯号,且该警示单元在接收该驱动讯号后,产生该至少一警示,并将该至少一警示提供予该使用者;以及
该驱动讯号实施为根据以该至少一睡眠呼吸生理信息为基础而取得的至少一睡眠呼吸事件所决定的一警示行为而产生。
19.一种睡眠生理系统,其特征在于包括:
一第一睡眠生理装置,包括:
一第一穿戴结构,用以将该第一睡眠生理装置设置于一使用者的一第一身体部分;
一第一控制单元,至少包括微控制器/微处理器;
一第一无线通信模块,电连接至该第一控制单元;
一第一生理传感器,电连接至该第一控制单元;以及
一电力模块;以及
一第二睡眠生理装置,包括:
一第二穿戴结构,用以将该第二睡眠生理装置设置于该使用者的一第二身体部分;
一第二控制单元,至少包括微控制器/微处理器;
一第二无线通信模块,电连接至该第二控制单元;
一第二生理传感器,电连接至该第二控制单元;以及
一电力模块,
其中,
在该使用者的睡眠期间,该第一生理传感器被建构以取得至少一第一睡眠生理信息,以及该第二生理传感器被建构以取得至少一第二睡眠生理信息;以及
其中,
该系统还包括至少一警示单元,用以接收至少一驱动讯号,以及在接收该至少一驱动讯号后,产生至少一警示,并将该至少一警示提供予该使用者,其中,该至少一驱动讯号实施为至少根据该至少一第一睡眠生理信息及/或该至少一第二睡眠生理信息所决定的至少一警示行为而产生;以及
该系统还包括一信息提供接口,用以将该第一睡眠生理信息,该第二睡眠生理信息,及/或该至少一警示行为提供予该使用者。
20.如权利要求19所述的系统,其中,该第一生理传感器以及该第二生理传感器包括下列的至少其中之一,包括:光传感器,加速度器,呼吸气流传感器,压电动作传感器,阻抗侦测电极,RIP传感器,压电振动传感器,麦克风,脑电电极,肌电电极,以及眼电电极。
21.如权利要求20所述的系统,其中,该至少一第一睡眠生理信息以及该至少一第二睡眠生理信息包括下列的至少其中之一,包括:打鼾相关信息,呼吸声变化,呼吸动作,呼吸气流变化,低频呼吸行为,RSA呼吸行为,心率,血氧浓度,脑电讯号,睡眠姿势相关信息,睡眠身体活动,以及睡眠阶段。
22.如权利要求20所述的系统,其中,该第一睡眠生理信息以及该第二睡眠生理信息进一步被用以取得该使用者于该睡眠期间的睡眠呼吸事件,包括下列的至少其中之一,包括:氧减饱和度事件,低氧水平事件,心率变化睡眠呼吸事件,打鼾事件,睡眠呼吸暂停事件,以及睡眠呼吸低通气事件。
23.如权利要求19所述的系统,其中,该至少一第一睡眠生理信息实施为睡眠姿势相关信息,以及该至少一第二睡眠生理信息实施为睡眠呼吸生理信息,以及其中,该至少一警示行为实施为根据该睡眠姿势相关信息与一预设姿势范围进行比较后,且该睡眠姿势相关信息符合该预设姿势范围时,及/或该睡眠呼吸生理信息与一预设条件进行比较后,且该睡眠呼吸生理信息符合该预设条件时,而决定。
24.如权利要求19所述的系统,其中,该至少一第一睡眠生理信息实施为一睡眠呼吸生理信息,以及该至少一第二睡眠生理信息实施为一另一睡眠呼吸生理信息,以及其中,该至少一警示行为实施为该睡眠呼吸生理信息与一预设条件进行比较后,且该睡眠呼吸生理信息符合该预设条件时,及/或该另一睡眠呼吸生理信息与一另一预设条件进行比较后,且该另一睡眠呼吸生理信息符合该另一预设条件时,而决定。
25.如权利要求19所述的系统,其中,该第一穿戴结构以及该第二穿戴结构实施为分别将该第一睡眠生理装置以及该第二睡眠生理装置设置于下列身体部位的其中之二上,包括:头部,颈部,躯干,以及上肢。
26.如权利要求19所述的系统,其还包括一警示决定程序,预载于下列的至少其中之一中,包括:该第一睡眠生理装置,该第二睡眠生理装置,以及一外部装置,以决定该至少一警示行为。
27.如权利要求19所述的系统,其还包括一睡眠生理信息分析程序,用以得出该使用者的睡眠生理信息,并预载于下列的至少其中之一中,包括:该第一睡眠生理装置,该第二睡眠生理装置,以及一外部装置。
28.一种睡眠生理装置,被包含在一睡眠生理系统中,该睡眠生理装置包括:
一第一穿戴结构,用以将该睡眠生理装置设置于一使用者的一第一身体部分;
一第一控制单元,至少包括微控制器/微处理器;
一第一无线通信模块,电连接至该第一控制单元;
一警示单元,电连接至该第一控制单元;
一第一生理传感器,电连接至该第一控制单元;以及
一电力模块,
其中,
在该使用者的睡眠期间,该第一生理传感器被建构以取得至少一第一睡眠生理信息;以及
其中,
该睡眠生理系统还包括一另一睡眠生理装置,且该另一睡眠生理装置包括一第二穿戴结构,以将该另一睡眠生理装置设置于该使用者的一第二身体部分,一第二控制单元,一第二生理传感器,电连接至该第二控制单元,以取得该使用者于睡眠期间的至少一第二睡眠生理信息,以及一第二无线通信模块,
其中,
该第一控制单元通过该第一无线通信模块而接收基于该至少一第二睡眠呼吸生理信息的一数字讯号;
该第一控制单元进一步被建构以产生一驱动讯号,且该警示单元在接收该驱动讯号后,产生至少一警示,并将该至少一警示提供予该使用者,其中,该驱动讯号实施为至少根据该至少一第一睡眠生理信息及/或该至少一第二睡眠生理信息所决定的至少一警示行为而产生;以及
其中,
该睡眠生理系统还包括一信息提供接口,且该信息提供接口被建构以将该第一睡眠生理信息,该第二睡眠生理信息,及/或该至少一警示行为的相关信息提供予该使用者。
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