[发明专利]一种基于脑电及眼电的睡眠质量监测仪及其监测方法

权利要求书

1.一种基于脑电及眼电的睡眠质量监测仪，包括：

信号采集模块，包括用于采集脑电及眼电信号的采样电极，和用于消除干扰噪声的右腿驱动电路；

前端放大模块，接收信号采集模块传输的脑电及眼电信号并进行放大；

滤波模块，接收前端放大模块传输的脑电及眼电信号，去除工频噪声和肌电干扰；

数模转换模块，接收滤波模块传输的脑电及眼电信号，将其模拟信号转换为数字信号；

处理器，接收数模转换模块传输的脑电及眼电信号，用时频分析方法处理脑电及眼电信号来提取特征信息；

客户端，接收处理器传输的特征信息，使用机器学习的分类器进行睡眠分期，判断睡眠阶段和睡眠质量。

2.根据权利要求1所述的基于脑电及眼电的睡眠质量监测仪，其特征在于，所述睡眠质量监测仪还包括：

阻抗匹配模块，连接在信号采集模块和前端放大模块之间，用于传输过程中，将脑电及眼电信号均传至信号放大模块，消除反射回源点的信号；

本地存储模块，用于存储处理器输出的数据；

通信模块，用于处理器与客户端之间的通信。

3.根据权利要求1所述的基于脑电及眼电的睡眠质量监测仪，其特征在于，所述采样电极包括脑电极和眼电极，所述脑电极的位置为额极中点、中央点、顶点和枕点，所述眼电极的位置为水平和垂直。

4.根据权利要求2所述的基于脑电及眼电的睡眠质量监测仪，其特征在于，所述通信模块包括USB模块和蓝牙模块，所述USB模块的数据接口端连接处理器，USB端连接客户端；蓝牙模块通过串口接至处理器，无线端与客户端连接。

5.根据权利要求1所述的基于脑电及眼电的睡眠质量监测仪，其特征在于，所述处理器包括低通数字滤波器，所述低通数字滤波器包括有限冲激响应滤波器和无限冲击响应滤波器。

6.一种使用权利要求1-5任一所述的基于脑电及眼电的睡眠质量监测仪的监测方法，包括以下步骤：

(1)用信号采集模块中的采样电极采集脑电及眼电信号，并用右腿驱动电路消除干扰噪声；

(2)脑电及眼电信号依次通过阻抗匹配模块、前端放大模块、滤波模块和数模转换模块后，输出数字信号到处理器；

(3)处理器接收数模转换模块传输的脑电及眼电信号，用时频分析方法处理脑电及眼电信号来提取特征信息；

(4)客户端通过通信模块接收处理器传输的特征信息，用机器学习的分类器进行睡眠分期，判断睡眠阶段和睡眠质量。

7.根据权利要求6所述的基于脑电及眼电的睡眠质量监测仪的监测方法，其特征在于，所述的处理器对脑电及眼电信号进行处理的方法为：

(3-1)使用低通数字滤波器去除脑电及眼电信号中的直流成分和高频成分；

(3-2)对去除直流成分和高频成分的脑电及眼电信号进行短时傅立叶变换，获取各睡眠阶段的原始信号的频域特征信息；同时对去除直流成分和高频成分的脑电及眼电信号进行希尔伯特变换，获取各睡眠阶段的原始脑电及眼电信号的时域信号包络；同时对去除直流成分和高频成分的脑电及眼电信号进行高斯窗傅立叶变换，得到预设频率上的局部频域特征信息。

8.根据权利要求6所述的基于脑电及眼电的睡眠质量监测仪的监测方法，其特征在于，在机器学习的分类器中，使用医生标记好睡眠阶段和睡眠质量的脑电及眼电信号数据训练机器学习的分类器的参数，用训练好的分类器根据输入的频域特征信息、时域信号包络和局部频域特征信息进行睡眠分期，判断睡眠阶段和睡眠质量。