[发明专利]基于相阵麦克风的睡眠监测及调控系统

说明书

本发明公开了一种基于相阵麦克风的睡眠监测及调控系统，包括：定向拾音单元，其包括声学监测麦克风相阵、信号分离与提取模块；智能分析单元，其根据所述信号分离与提取模块得到的被监测对象的睡眠呼吸声学信号判断被监测对象的呼吸类型；个性化助眠调节与睡眠监测单元，其包括呼吸监测模块、外放麦克风相阵、助眠模块以及报警模块。本发明的基于相阵麦克风的睡眠监测及调控系统，对人体完全无负荷，可做到无佩戴睡眠监测与调控，能真正实现零负荷、个性化睡眠监测与睡眠调控，克服现有产品存在的因需佩戴而造成不适的缺陷；本发明能提高睡眠监测判断精度；本发明通过基于监测结果能精准给予被监测对象个性化声学刺激，促进睡眠并提高睡眠质量。

技术领域

本发明涉及睡眠监测调控技术领域，特别涉及一种基于相阵麦克风的睡眠监测及调控系统。

背景技术

据世界卫生组织的数据统计，全世界大约38％的人口受睡眠问题的困扰，睡眠质量直接决定着人们的身心健康、日间认知功能、工作效率等。长期的睡眠障碍不仅会诱发个体出现多种躯体精神疾病，也为社会带来沉重的经济负担。

当前对睡眠质量评估与睡眠障碍筛查多采用主观问卷与客观睡眠监测相结合的方法。其中多导睡眠监测设备(PSG)是现有诊断睡眠障碍、系统判断客观睡眠情况的唯一标准，含有压力气流(鼾声)与热敏气流，zRIP呼吸努力度(胸/腹)、体位、SpO₂(脉搏波与脉率)的测量，使用繁琐，存在束缚感，传感器易脱落，无法实现零负荷睡眠监测。由于PSG设备昂贵、需专业技术人员操作、人工判读报告极为耗时，监测需要在医院进行，导致无法反映患者真实的居家睡眠情况。

另外，现在的一些零负荷睡眠监测产品还存在诸多问题，例如仍然需要佩戴相关设备，无法实现真正的零负荷；监测准确率偏低。对于睡眠调控，现有的产品如头戴式睡眠监测设备、智能床垫和雷达球、智能呼吸机等，仍然存在佩戴不舒适、无法真正实现零负荷调控等缺陷。

所以，现在需要一种更可靠的方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于相阵麦克风的睡眠监测及调控系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于相阵麦克风的睡眠监测及调控系统，包括：

定向拾音单元，其包括声学监测麦克风相阵、信号分离与提取模块，所述声学监测麦克风相阵用于拾取被监测对象方向的睡眠呼吸声学信号，所述信号分离与提取模块用于从拾取的睡眠呼吸声学信号中定向分离提取出被监测对象的睡眠呼吸声学信号；

智能分析单元，其根据所述信号分离与提取模块得到的被监测对象的睡眠呼吸声学信号判断被监测对象的呼吸类型；

个性化助眠调节与睡眠监测单元，其包括呼吸监测模块、外放麦克风相阵、助眠模块以及报警模块；所述呼吸监测模块根据所述智能分析单元判断的被监测对象的呼吸类型对所述助眠模块和报警模块进行控制，从而通过所述助眠模块控制所述外放麦克风相阵播放助眠音频以促进被监测对象的睡眠，或者通过所述报警模块控制所述外放麦克风相阵播放报警音频以唤醒被监测对象。

优选的是，所述声学监测麦克风相阵可通过测量一定空间内的声波到达各拾音点的信号相位差异确定声源的位置；以及对某一位置的声源进行定向拾取。

优选的是，所述定向拾音单元的工作方法包括以下步骤：

1-1)所述声学监测麦克风相阵拾取被监测对象所在空间的若干个声源的声学信号；

1-2)确定被监测对象的睡眠呼吸声学信号并进行定向拾取，具体包括：

1-2-1)通过声学监测麦克风相阵预先录入被监测对象的个体声学信号，通过所述信号分离与提取模块提取出被监测对象的个体音频特征；