[发明专利]用于睡眠监视的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量驻留在床垫上的生命体的生物物理学信号的睡眠监视设备和方法。从该生物物理学信号提取生物物理学变量。从该生物物理学变量推导出人的睡眠状态。

背景技术

文献US6280392描述了一种传感器床单，其具有放置在所要监视的婴儿之下(被其所接触)的多个负载单元的网格。该传感器床单是用于在不产生干扰的情况下对睡着的婴儿的健康状态进行监视的婴儿状况监视系统的一部分。根据该负载单元的负载信号形成婴儿呼吸信号，根据后者确定呼吸状况。此外，诸如身体移动和重量之类的其它生物物理学信号也从该负载信号进行测量。

所述文献描述了具有高的负载单元空间密度的传感器床单，从而能够通过测量婴儿在婴儿身体的各个部分所导致的压力而推导出婴儿的姿态。此外，具有高的负载单元空间密度，有多个负载单元接触到婴儿，从而提供了相应的多个负载信号，根据该多个负载信号能够测量婴儿呼吸信号和其它生物物理学信号。

WO2011/008175A1描述了一种用于使用压力传感器的阵列进行患者监视的方法。该方法包括步骤：确定该阵列中的每个压力传感器的选择参数的数值；基于该选择参数的相应数值选择一个或多个压力传感器；并且基于从所述一个或多个所选择的压力传感器所获得的数据而测量患者的生命体征。

发明内容

现有技术的传感器床单通常被置于床上而覆盖了床的表面。因此，现有技术的缺陷在于，其需要许多的负载单元传感器以便在床上的任意位置接触到婴儿。因此，无论婴儿在床上的位置如何，都需要许多负载单元来测量婴儿的生物物理学信号。

本发明的目标是通过提供一种睡眠监视设备来克服现有技术的缺陷，该睡眠监视设备无论婴儿在床上的位置如何都仅使用几个传感器就能够准确测量婴儿与睡眠相关的生物物理学变量。

公开了一种用于测量生命体的生物物理学变量的睡眠监视设备，该设备包括作为在空间上以预定义平面几何形状进行部署的至少两个压力传感器的传感器，该传感器被配置为接触用于在生命体休息时对其进行支撑的支撑层并且响应于该生命体经由该支撑层而对该传感器所导致的压力而生成相应的传感器信号，该睡眠监视设备包括处理单元，其被配置为执行：(a)定位功能，其被配置为通过基于相应传感器之间的相位差执行多点定位过程或者通过基于相应传感器信号之间的幅度差执行三边测量过程而基于相应传感器信号之间的差值来确定生命体在支撑层上相对于传感器的位置；和(b)确定功能，其被配置为基于所确定的生命体的位置以及传感器之一的位置而确定幅度衰减因子，并且基于该传感器之一所生成的传感器信号和该幅度衰减因子确定生物物理学变量。

该睡眠监视设备在生命体驻留在该支撑层上的同时测量表征生命体的相应生物物理学状况的生物物理学变量。该生命体可以是婴儿、成人或者甚至是动物。例如，该睡眠监视设备测量表征躺在床垫上的婴儿的健康状况的呼吸速率和呼吸强度。

每个传感器通过生成传感器信号而对生命体经由该支撑层所导致的压力进行响应。该传感器在空间上以预定几何形状进行部署而使得传感器的位置相对于彼此是固定的并且被该睡眠监视设备所知。此外，该预定几何形状是平面的以允许传感器在该层中进行装配，该层自身根据定义具有平坦的形状。

该处理单元在对生命体相对于传感器的位置加以考虑的情况下确定该生命体的生物物理学变量。传感器处于该支撑层上的不同位置，并且因此传感器和生命体的位置之间的距离对于每个传感器而言有所不同。生命体所导致的压力波通过该支撑层传播从该生命体向传感器的距离，但量随着距离增加而有所衰减。当生命体导致压力波时，每个传感器检测以不同的量衰减的压力波。作为响应，每个传感器生成具有不同幅度的传感器信号。

该处理单元使用该定位功能和确定功能而根据传感器信号确定生物物理学变量。

该定位功能基于传感器信号之间的差值确定生命体(相对于传感器)的位置。也就是说，该定位功能通过基于相位差值执行多点定位过程或者通过基于幅度差执行三边测量过程而根据传感器信号之间的差值来计算所述位置。