[发明专利]基于动作和心率的睡眠状态判别系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及健康监测技术领域，特别是涉及睡眠状态监测技术领域，特别涉及一种基于动作和心率的睡眠状态判别系统及方法。

背景技术

睡眠是每个人都需要进行的重要生理活动，睡眠可以帮助人体恢复疲劳，缓解情绪，因此充足的睡眠对人的正常生活十分必要。在现代社会中，患有失眠、嗜眠等症状的人不在少数，常常对人的白天生活造成很大影响，并常常导致其他精神和身体问题。由于睡眠时人体生理状态与清醒时有很大区别，睡眠状态下人体没有自主意识，通常无法自我了解自我的睡眠状态，以及睡眠状态下机体发生了哪些变化。因此利用某种手段判别人体睡眠状态以及显示睡眠状态变化对每个人来说都有很大好处，尤其是了解睡眠状态的变化情况，对某些与睡眠相关的病症的治疗也有很大帮助。

目前最有效的睡眠状态判别方法是测量人体入睡状态下的脑电波，通过观察脑电波的波形变化，可以直接看出睡眠状态的变化情况。然而测量脑电波时需要在头部佩戴脑电波测量仪器，对睡眠会造成极大干扰，在日常生活中没有可操作性。

市场上现有的可穿戴设备利用三轴加速度传感器测量人体腕部动作的方法来判断使用者睡眠状态，特别是通过统计使用者整段睡眠中每分钟的腕部动作次数，然后利用分段处理的方法来判断使用者整段睡眠中每分钟所处睡眠状态(包括清醒、浅睡、深睡)。

这种方式在某种程度上是有效的，最直接的体现就是入睡和清醒状态下，人体动作的次数会有明显差异，因此只要测量这个差异的大小，就能很准确判断人体处于清醒还是睡眠状态下。然而本质上，如前所述睡眠分段的依据是脑电波，因此在睡眠状态下，人体处于浅睡、深睡，或者REM睡眠，唯一完全准确的判别方式是对人体脑电波进行测量并分类。由于人体在睡眠状态下动作和脑电的关联性非常微弱，利用三轴加速度传感器测量腕部动作的大小或数量，然后据此来判别人体处于浅睡或深睡是完全不准确的。

发明内容

基于上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于动作和心率的睡眠状态判别系统及方法，利用动作带来的人体很多生理参数变化因素以及心率变化因素来监测睡眠状态。

本发明的一种基于动作和心率的睡眠状态判别系统，该系统依序连接的包括人体动作检测模块101、人体心率检测模块102、睡眠状态分析模块103以及历史数据存储分析模块104，其中：

所述人体动作检测模块101，测量整个睡眠过程中每个系统预设时间内的人体肢体动作数；

所述人体心率检测模块102，测量整个睡眠过程中每个系统预设时间内的人体平均心率；

所述睡眠状态分析模块103，分析处理收集到的所有数据，计算人体在每个系统预设时间内所处的睡眠状态以及与睡眠相关的各种参数；

所述历史数据存储分析模块104，存储使用者每次使用系统所产生的历史数据，包括每次使用过程中测量得到的人体肢体动作数和平均心率，以及通过数据分析处理装置分析得到的结果数据，并根据这些数据，分析得到用户长期睡眠习惯以及短期睡眠波动相关信息。

所述人体动作检测模块和人体心率检测模块集成在可穿戴设备上，同步测量整个睡眠过程中每个系统预设时间内的人体肢体动作数和平均心率。

所述历史数据存储分析模块设计为云计算系统，通过互联网与其他装置进行数据交互。

本发明的一种基于动作和心率的睡眠状态判别方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、人体动作检测装置测量整个睡眠过程中每个系统预设时间内的人体肢体动作数；

步骤2、人体心率检测装置测量整个睡眠过程中每个系统预设时间内的人体平均心率；

步骤3、睡眠状态分析装置在接收到所有上述数据后进行分析处理，计算出用户每个系统预设时间内的睡眠状态，以及与睡眠相关的各种参数；

步骤4、睡眠状态分析装置在分析处理完所有数据后，将所有测量数据以及分析结果发送至历史数据存储装置；

步骤5、所述的历史数据存储装置接收数据后，将数据归档存储。并根据这些数据，分析得到用户长期睡眠习惯以及短期睡眠波动等相关信息。

所述步骤3的睡眠状态分析装置在接收到所有数据后进行分析处理，计算出用户每个系统预设时间内的睡眠状态的过程，具体包括以下处理：

睡眠状态分析装置利用系统预设时间内的动作数，推断人体在系统预设时间内是否处于睡眠状态，即将系统预设时间内的人体状态分为睡眠状态和清醒状态，进而推断人体入睡和起床时刻，以及整个睡眠过程中的各次清醒时间段；

睡眠状态分析装置利用系统预设时间内的平均心率，将人体处于睡眠状态的时间段划分成若干浅睡分期和深睡分期。