[发明专利]一种基于生物雷达的非接触式睡眠质量监测方法

权利要求书

1.一种基于生物雷达的非接触式睡眠质量监测方法，其特征在于包括下列步骤：

第一步，利用脉冲超宽带雷达发射电磁波照射人体，接收机接收人体胸腔区域的雷达回波，并对接收的雷达回波进行预处理，以去除静止目标回波和背景杂波，提取目标回波；

第二步，对目标回波进行微动特征分析：目标回波信号的幅值强弱变化反映人体胸腔区域的起伏位移变化，目标回波信号的突变反映睡眠过程中的随机晃动，通过对目标回波信号进行分析，采用基于加速度的微动特征判定方法提取目标回波中的趋势变化以及随机突变，当目标回波加速度平稳维持在第一加速度阀值以下，判定为正常呼吸；当目标回波加速度短时间内突然增大，超过第二加速度阀值，则判定为身体晃动；当加速度先逐渐减小并持续超过10秒，或者突然接近0并持续超过10秒，则判定为呼吸停止与呼吸不足；

第三步，提取睡眠参数值：正常呼吸状态下从目标回波中提取出直流分量和呼吸分量RR，计算出呼吸变异性值RRV；呼吸停止与呼吸不足状态下利用加速度峰值变化趋势判定区分呼吸停止以及呼吸不足两种模式，并记录呼吸停止次数NumAp或呼吸不足次数NumHy；身体晃动状态下，在加速度的基础上，计算晃动时长以及晃动程度，晃动程度以晃动产生的加速度最大值表示；

第四步，计算睡眠指标，分析人体的睡眠质量程度：正常呼吸状态和呼吸停止与呼吸不足状态时，呼吸变异性值RRV大于56％，则为清醒期；如果呼吸变异性值RRV处于52％-56％之间，则为快速眼动期REM；如果呼吸变异性值RRV低于52％，则为非快速眼动期；身体晃动状态时，晃动时长T_m10秒，处于清醒期，当晃动时长T_m10秒，则处于睡眠期，晃动程度A_max高于设定阈值，则为快速眼动期REM期，若晃动程度A_max低于该设定阈值，则为NREM期。

2.根据权利要求1所述的一种基于生物雷达的非接触式睡眠质量监测方法，其特征在于，所述对接收的雷达回波进行预处理的方法为：

(a)利用平均背景相消的方法滤除接收的雷达回波中的静止目标回波和背景杂波，得到杂波抑制后的慢时间-距离像；

(b)慢时间-距离像中在一定时间窗内距离维能量最大处即为目标所处位置，提取该时间窗内的一维慢时间信号，即为目标回波。

3.根据权利要求1所述的一种基于生物雷达的非接触式睡眠质量监测方法，其特征在于，所述利用加速度峰值变化趋势判定区分呼吸停止与呼吸不足两种模式的方法是：加速度峰值突然降低了90％以上，且持续时间超过10秒，则为呼吸停止模式；如果加速度峰值突然降低了30％以上，且持续时间超过10秒，则为呼吸不足模式。

4.根据权利要求1所述的一种基于生物雷达的非接触式睡眠质量监测方法，其特征在于，所述正常呼吸状态下从目标回波中提取出直流分量和呼吸分量RR的方法是采用快速傅里叶变换谱分析。

5.根据权利要求1所述的一种基于生物雷达的非接触式睡眠质量监测方法，其特征在于，所述生物雷达的发射功率对人体无害，且处于国家安全标准范围内。

6.根据权利要求1所述的一种基于生物雷达的非接触式睡眠质量监测方法，其特征在于，所述生物雷达放置在人体呼吸特征的有效探测范围内。