[发明专利]基于可穿戴设备的睡眠特征数据评估处理方法及系统

权利要求书

1.一种基于可穿戴设备的睡眠特征数据评估处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

获取人睡眠状态下的心率缺失数据，所述心率缺失数据包括若干个心率数据缺失片段；

每个所述心率数据缺失片段均对应一段采集到的腕动数据；根据该段腕动数据获得该段腕动数据相对应的呼吸数据段；

将每段呼吸数据段进行时序上的窗口滑动采样，获取每次采样时窗口内连续的呼吸数据段组成的时序序列段，计算出每次采样时窗口内时序序列段对应的平均呼吸比和呼吸周期变化紊乱度；

将时序序列段对应的平均呼吸比和呼吸周期变化紊乱度作为坐标点，将该坐标点对应的时序序列段标记在二维坐标系中；

对二维坐标系中的坐标点进行模糊聚类，获取模糊聚类中心，利用医学睡眠先验规则分析模糊聚类中心处于的睡眠阶段类别，将模糊聚类中心以外的坐标点利用隶属度分析出睡眠过渡段的坐标点；

将属于睡眠过渡段的坐标点对应的时序序列段在时间上进行时序排列，根据时序排列结果计算出窗口采样效果，根据窗口采样效果判断出最优窗口长度；

根据最优窗口长度获取属于睡眠过渡段的坐标点对应的时序序列段在时序上的排列，根据排列结果确定睡眠阶段分段信息；

利用确定出的睡眠阶段分段信息在历史睡眠心率参考数据获取与该睡眠阶段分段信息对应的历史心率数据段，将历史心率数据段补入到缺失段心率数据段中，根据补全的心率数据段对睡眠质量进行评估；

当历史睡眠心率参考数据不存在时，则根据获得的睡眠过渡段信息以及各过渡段中心位置进行睡眠阶段的分割，计算出各睡眠阶段的时长，根据各睡眠阶段的时长直接进行睡眠质量评估。

2.根据权利要求1所述的基于可穿戴设备的睡眠特征数据评估处理方法，其特征在于，所述窗口滑动采样的具体步骤如下：

将L个相邻呼吸数据段对应的时序序列段的长度作为窗口长度L，L为无单位的自然数，且取值范围为大于一个呼吸数据段对应的时序序列段，小于整个时序序列段的一半；

将窗口在时序上移动的长度为s个相邻呼吸数据段对应的时序序列段的长度作为窗口移动步长s，s为无单位的自然数；获取连续窗口的采样后数据。

3.根据权利要求1所述的基于可穿戴设备的睡眠特征数据评估处理方法，其特征在于，所述时序序列段对应的平均呼吸比具体获取步骤如下：

所述心率缺失数据相对应的呼吸数据段时序序列的表达式为：

式中：为从第一个缺失时刻开始，到最后一个缺失时刻结束这中间整个心率缺失数据相对应呼吸数据段的时序序列；为缺失时间段，即每一次呼吸的时间间隔；其中i表示从起始缺失时间段开始的各个缺失小时间段的次序；

根据得到呼吸比的表达式，该表达式为：

式中：为呼吸比，为吸气时长，即手环正向加速度的持续时长，；

通过获得窗口内时序序列段对应的平均呼吸比，其表达式为：

式中：p为i中的某一个次序数，l为常数。

4.根据权利要求3所述的基于可穿戴设备的睡眠特征数据评估处理方法，其特征在于，所述窗口内时序序列对应的呼吸周期变化紊乱度的表达式为：

式中：为呼吸周期变化紊乱度，l为常数，p为i中的某一个次序数。

5.根据权利要求1所述的基于可穿戴设备的睡眠特征数据评估处理方法，其特征在于，所述二维坐标系的建立具体步骤如下：

通过时序序列段对应的平均呼吸比与呼吸周期变化紊乱度之间的无关性，将呼吸周期变化紊乱度作为横轴，平均呼吸比作为纵轴建立二维直角坐标系；

将每个不同长度采样窗口获得的时序序列段对应的坐标点在二维坐标系中标记并进行时间戳标记。