[发明专利]一种睡眠阶段确定方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种睡眠阶段确定方法和系统。

背景技术

人的一生有近1/3的时间在睡眠中度过，睡眠的好坏直接关系到人体的记忆、学习、工作和免疫力等多个方面。随着时代的发展，人们的生活节奏越来越快，压力越来越大，很多人出现了睡眠问题，睡眠监测应运而生。

在睡眠监测中，人的睡眠通常用6个阶段的连续来描述，这6个阶段通常包括：

1、清醒阶段，可以记为醒。在这个阶段，睡眠者的意识处于清醒状态。

2、入睡阶段，可以记为慢速眼球运动睡眠（non-rapid eye movements，NREM）1。在NREM1中，睡眠者的眼睛是闭上的，不过如果在此阶段被唤醒，睡眠者可能感觉他还没有睡着。

3、浅睡阶段，可以记为NREM2。在NREM2中，睡眠者的身体准备进入深睡。

4、深睡阶段，可以记为NREM3，睡眠者进入深度睡眠状态。

5、延续深睡阶段，可以记为NREM4，且睡眠者在NREM4中比在NREM3中睡得更深。

6、快速眼球运动阶段，可以记为快速眼球运动睡眠（rapid eye movements，REM）。在REM中，与NREM1至NREM4的生理状态有所区别，睡眠者的眼球在此阶段时会快速移动。

目前临床上监测睡眠阶段的方法中，典型的方法是采用多导睡眠仪（Polysomnography，PSG）采集睡眠期间的生理信号，包括脑电波（EEG）、眼动（EOG）、肌肉运动（EMG）、心电（ECG）、血氧饱和度（SpO2）和呼吸信号。睡眠阶段判断主要基于对EEG的分析，并可以利用ECG和EEG进行辅助判断。然而PSG操作复杂，仅适用于医院的临床研究，在家庭监测中难以推广。

因此，目前通常将睡眠用三个阶段的连续来描述，仅通过ECG进行睡眠阶段确定，使得即使不使用PSG，也可以进行睡眠阶段判断，达到简化睡眠阶段确定的目的。这三个睡眠阶段包括：

1、醒或REM。由于在利用心电或者心率变异率进行睡眠描述时，醒和REM的表现是几乎一样的，因此，将睡眠用三个阶段的连续来描述时，将清醒阶段和REM划分为一个阶段。

2、浅度睡眠阶段。将睡眠用三个阶段的连续来描述时，将入睡阶段和浅睡阶段划分为一个阶段，并统一称为浅度睡眠阶段。

3、深度睡眠阶段。将睡眠用三个阶段的连续来描述时，将深睡阶段和延续深睡阶段划分为一个阶段，并统一称为深度睡眠阶段。

通过ECG进行睡眠阶段判断时，主要包括心电特征提取和睡眠阶段分类器两个部分。其中，常用的心电特征主要是心率变异率（Heart rate variability，HRV）的特征，包括心率变异率的时域特征和频域特征。常用的睡眠阶段分类器主要是统计分类器，如支持向量机分类器，或隐马尔可夫模型分类器。通过ECG进行睡眠阶段判断的示意图可以如图1所示。首先，在训练模块中，对ECG训练集进行心电特征提取，利用提取出的心电特征进行分类器训练，得到睡眠阶段分类器；然后在使用模块中，提取待处理ECG数据的心电特征，并根据提取出的心电特征，采用通过训练模块得到的睡眠阶段分类器确定睡眠阶段。

目前通过ECG进行睡眠阶段确定的方案中，睡眠阶段的确定结果由睡眠阶段分类器决定。而睡眠阶段分类器完全是利用训练集训练得到的。睡眠阶段分类器的训练是一个有监督学习的过程，需要具有标签的样本进行训练，对于基于统计学习的睡眠阶段分类器，如支持向量机或者隐马尔可夫模型，其分类能力依赖于训练集，这样可能引起下面的问题。每个人睡眠期间的心率状况是不同的，而且，由于睡眠环境、身体状态等不同因素，同一个人的不同日期的睡眠期间的心率状况也是不同的。为了适应不同的用户，需要大量的训练样本才可能覆盖整个样本空间。而睡眠数据的获取是不容易的，而且人工标注的工作量也很大。因此，难以获得足够的训练样本。而在有限的训练样本的情况下，睡眠阶段分类器很难具有好的普适性，且睡眠阶段确定的精度难以得到保证。

发明内容

本发明实施例提供一种睡眠阶段确定方法和系统，用于提高睡眠阶段确定的准确性。

一种睡眠阶段确定方法，所述方法包括：

确定指定时间段内心电信号的第一心电特征参数；

在所述指定时段的一个时间片段中，确定所述第一心电特征参数是否满足设定条件，若确定所述第一心电特征参数满足设定条件，确定该时间片段对应的睡眠阶段为醒或快速眼球运动睡眠REM，否则，确定该时间片段对应的睡眠阶段非醒或REM；