[发明专利]基于光电容积描记术检测受试者在清醒、困倦和睡眠阶段之间的转变

权利要求书

1.一种电子处理系统(3)，所述电子处理系统被设计成，基于光电容积描记术PPG技术以及通过接触或非接触式光电容积描记术PPG传感器(2)测量的受试者的相关生理特征，实时检测受试者的清醒W、困倦D和睡眠S阶段中的一个或多个，和/或预测受试者至少在清醒W阶段和困倦D阶段或睡眠S阶段之间的转变；

所述电子处理系统(3)被编程为：

从PPG传感器(2)获取PPG信号；

在时域和频域之一或两者中分析所述PPG信号；并

执行至少以下之一：

基于所述分析的输出来检测受试者清醒W、困倦D和睡眠S阶段中的一个或多个，以及

基于所述分析的输出来预测受试者至少在清醒W阶段和困倦D阶段或睡眠S阶段之间的转变。

2.根据权利要求1所述的电子处理系统(3)，进一步被编程为通过下述在时域中分析所述PPG信号：

搜寻所述PPG信号中的连续峰值；

基于找到的所述连续峰值计算一个或多个量；以及

基于所计算的量来预测受试者至少在清醒W阶段和困倦D阶段或睡眠S阶段之间的转变。

3.根据权利要求2所述的电子处理系统(3)，其中所计算的量包括：

峰值幅值的最大值及给定百分比之间的差值的绝对值；以及

以峰值平均值为中心的给定范围之外的峰值的百分比。

4.根据权利要求2或3所述的电子处理系统(3)，进一步被编程为基于所述PPG信号和受试者情感阶段和压力水平的指示来计算额外的量；

所述额外的量包括以下一种或多种：

正常心跳之间的平均时间NN，

心跳之间的时间的标准偏差SDNN，

心跳连续差值的均方根RMSSD，

连续差值的标准偏差SDSD，

相差大于一定时间段的相邻正常心跳间隔数量NN50，

混沌吸引子和最大李亚普诺夫指数MLE。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的电子处理系统(3)，进一步被编程为：基于所述PPG信号计算额外身体环境量，

处理所述身体环境量以识别受试者的姿势；以及

将所述身体环境量与所述PPG信号的基于时间的分析的输出相关联，以识别定义受试者何时醒来的受试者生理状况。

6.根据上述任一权利要求所述的电子处理系统(3)，进一步被编程为通过下述在频域中分析所述PPG信号：

计算所述PPG信号的频谱；以及

基于所述频谱中一个或多个频率分量的频率和幅值的变化，预测受试者至少在清醒W阶段和困倦D阶段间或睡眠S阶段之间的转变。

7.根据权利要求6所述的电子处理系统(3)，进一步被编程为通过下述实时预测受试者至少在清醒W阶段和困倦D阶段或睡眠S阶段之间的转变，所述预测通过：

监控所述频谱中一个或多个频率分量的频移和幅值变化中的一个或两个；以及

基于所监控的频移和幅值变化中的一个或多个，预测受试者至少在清醒W阶段和困倦D阶段或睡眠S阶段之间的转变。

8.根据权利要求6或7所述的电子处理系统(3)，进一步被编程为：

计算所述PPG信号的功率谱密度PSD；

计算在所述功率谱密度PSD的较低频率范围和较高频率范围内所述功率谱密度PSD的最大幅值；

计算所计算的最大幅值之间的比值λ；

基于所计算比值λ预测受试者至少在清醒W阶段和困倦D阶段或睡眠S阶段之间的转变。