[发明专利]用于睡眠监测的心肺信号感知与采集系统

摘要

本发明属于睡眠监测技术领域，具体为一种用于家庭睡眠监测的心肺信号感知与采集系统。本发明系统包括信号采集传感器、多模态生理电信号处理模块、信号采集控制模块、无线传输模块、电源功耗管理模块、终端设备，以及相应的嵌入式控制软件程序及信号分析解算模块。本发明使用了大量高度可编程、高集成度、低功耗元器件，结合先进的现代信号处理技术，使得ECG信号、呼吸信号等多模态生理参数的监测变得便携化、简易化、低生产成本化，同时系统具备无察觉式体外检测信号的能力，为家庭睡眠监护以及疾病早期诊断提供了新途径。

主权项

1.一种用于睡眠监测的心肺信号感知与采集系统，其特征在于，包括信号采集传感器、多模态生理电信号处理模块、信号采集控制模块、无线传输模块、电源功耗管理模块和终端设备，以及相应的嵌入式控制软件程序模块、信号分析解算模块；其中：所述信号采集传感器，用于EEG信号、呼吸信号的感知获取，得到混杂较多噪声的生理电信号的原始模拟数值，经过前级预处理电路模块完成频带外的噪声以及50Hz工频及其倍频干扰的衰减；所述多模态生理电信号处理模块，用于实现原始生理电信号的LPF低通滤波、多路MUX复用、多级PGA程控放大、AD模拟数字转换，并提供信号处理所需的高精度CLK时钟信号，得到数字多模态生理电信号；所述信号采集控制模块，借助SPI串行通信接口将控制指令以全双工、同步通信的方式传输至多模态生理电信号处理模块；所述无线传输模块，用于将多模态生理电信号处理模块获得的数字多模态生理电信号发送至空中接口完成数据的无线传输；所述电源功耗管理模块，用于向预处理电路模块、多模态生理电信号处理模块、信号采集控制模块和无线传输模块供电；所述终端设备，用于信号接收显示、数据存储、数据分析功能，完成与使用者的视觉交互、并提供系统工作日志的存储回传；所述嵌入式控制软件程序模块，用于控制多模态生理电信号的采集转换时序进程；所述信号分析解算模块，用于对采集得到的数字多模态生理电信号进行分析解算，并将解算结果以报告的形式进行展现；信号解析算法模块对数字多模态生理电信号先进行去伪迹预处理，然后对信号进行分段和特征提取，并利用支持向量机SVM进行睡眠阶段分类；最后根据分类结果进行睡眠质量分析与评估；同时借助医学知识，对常见心肺类疾病进行特征提取分析，结合机器学习算法对其进行筛查，以实现部分心肺类疾病的诊断。