[发明专利]一种睡眠分期检测方法及可穿戴式睡眠分期检测装置

说明书

本发明公开了一种睡眠分期检测方法，包括步骤：采集人体心率变异信号和腕动三轴加速度数据；将心率变异信号和三轴加速度数据按时间长度划分，对每个时间长度内的心率变异信号和三轴加速度数据提取若干特征参数；将一个时间长度内的特征参数输入睡眠分期预测模型，得到一个时间长度内的睡眠分期；统计所有时间长度的睡眠分期获得整个睡眠时间内的睡眠分期。本发明还公开了可穿戴式睡眠分期检测装置。本发明融合了人体睡眠过程中的腕动加速度信息和心率变异信息，可提高睡眠分期准确性，增强敏感性。

技术领域

本发明涉及一种睡眠分期方法及分期检测装置，尤其是涉及一种睡眠分期检测方法及可穿戴式睡眠分期检测装置。

背景技术

睡眠是一种重要的生理活动，对于人体的物理和精神方面的自我恢复具有非常关键的作用。近年来，随着社会节奏的加快，人们的工作、生活压力日益加大，睡眠质量下降成为许多人面临的问题，严重影响了身心健康。

对睡眠质量进行评价的基础和前提是睡眠的分期。根据美国睡眠医学学会(American Academy of Sleep Medicine,AASM)发布的规范，睡眠过程具体可以分为醒觉(Wakefulness，W)，非快速眼动期(non-rapid eye movement，NREM)和快速眼动期(rapideye movement，REM)。其中，NREM阶段根据不同脑电特征所体现的睡眠深度又可分为N1，N2，N3三个阶段。在一些研究中，通常将N1和N2阶段统称为浅睡眠(light sleep，LS)，而N3阶段被称为深睡眠(deep sleep，DS)或慢波睡眠(slow wave sleep，SWS)。

准确的睡眠分期对于睡眠质量的评估及睡眠相关疾病的诊断都具有重要的意义。目前国际公认的用于睡眠分期的金标准是以脑电为基础的多导睡眠图(polysomnography，PSG)监测。对PSG监测结果进行睡眠分期，一般以脑电波形为主，结合其他信号进行人工判读，需要很大的工作量，且有赖于判读者的个人经验，往往夹带有主观因素，缺乏一致性客观标准。此外，PSG监测通常需要在医院专门的睡眠实验室中进行，费用高，设备复杂，在病人身上放置的电极和传感器较多，需要专业操作，给病人带来的生理心理负荷大，常常会干扰其正常睡眠。

对于以日常健康监测为目标的普通人群，更适合的睡眠评估监测手段是便携化、低成本、不影响睡眠的非专业级设备，相应的信号来源也以方便采集的非脑电信号为主。目标是提供具有一定准确性和参考价值的睡眠质量检测结果，从而对培养良好的生活习惯或及时发现疾病隐患起到一定的帮助。最近几年逐渐流行起来的可穿戴设备(智能手环、智能手表等)正是实现这一功能的良好载体。

目前，国内外主流的智能手环等可穿戴设备，均配备了MEMS三轴加速度传感器，主要通过对手腕运动信息的检测来实现基本的睡眠-觉醒时间统计、浅睡-深睡时间统计等功能。但是，通过单一的加速度信息对睡眠进行检测和分期，难以获得更高的准确性。

此外，以往研究证实，心率变异性(Heart rate variability，HRV)和人体自主神经的活动密切相关，和睡眠也有着密切的联系，睡眠中HRV呈现出和脑电类似的周期性变化，HRV的信号特征在不同的睡眠期也都有其特点，因此HRV也是获得睡眠信息的重要途径。但是，心率变异性参数主要包括时域、频域和非线性参数，仅有部分参数被证实与睡眠分期有相关性，现有的基于心率变异性的睡眠自动分期方法，与PSG相比较，准确率并不是很高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种睡眠分期检测方法，提高睡眠自动分期检测的准确率以获得准确的睡眠分期。本发明的另一个目的是提供可穿戴式睡眠分期检测装置。

本发明技术方案如下：一种睡眠分期检测方法，依次包括以下步骤：

S1、采集人体心率变异信号和腕动三轴加速度数据；