基于心電信號的睡眠質(zhì)量檢測設(shè)備及其服務的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于獲取人體信息的相關(guān)設(shè)備，以及基于上述設(shè)備對人體信息反 饋的方法，尤其是一種基于心電信號的睡眠質(zhì)量檢測設(shè)備及其服務。
【背景技術(shù)】
[0002] 睡眠可以使得人類的心聲得以放松、休整，其對于人體的各個方面起著至關(guān)重要 的作用，故而睡眠質(zhì)量是人們正常學習生活的保證。然而，隨著環(huán)境的惡化與生活壓力的增 大，人們的睡眠質(zhì)量或多或少得以影響，因此，正確認識自我的睡眠質(zhì)量對于人們改善睡眠 對身心益處有著至關(guān)重要的作用。
[0003] 目前睡眠質(zhì)量的評價主要是通過多導睡眠監(jiān)測儀進行檢測，但這種方法存在著諸 多不便；首先，多導睡眠監(jiān)測儀的患者體驗較差，由于多導睡眠監(jiān)測儀需要檢測的信號較 多，尤其是需要監(jiān)測大量頭顱及頒面部的信號，需要給患者貼上若干的電極，同時造成患者 頭部周圍有大量導線存在，使得患者入睡時較為不適，而且多導睡眠監(jiān)測儀需要在醫(yī)院內(nèi) 開展，許多患者會隨著睡眠環(huán)境的改變發(fā)生睡眠行為的改變，檢測結(jié)果與平時睡眠行為存 在差異；其次，多導睡眠監(jiān)測儀檢查之后，需要醫(yī)師結(jié)合各導聯(lián)信號逐幀進行分析診斷，工 作量大且極為不便；加之多導睡眠監(jiān)測儀睡眠圖復雜且昂貴，其難以得以推廣運用；故此， 發(fā)展易測定的睡眠質(zhì)量檢測設(shè)備具有潛在的重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種睡眠質(zhì)量定量檢測設(shè)備，其可向用戶提供一 種基于心電信號的睡眠質(zhì)量檢測與定量分析，使得目標對象可便捷的進行睡眠質(zhì)量檢測的 同時，可根據(jù)睡眠質(zhì)量檢測結(jié)果精確獲知自身的睡眠狀況。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明涉及一種基于心電信號的睡眠質(zhì)量檢測設(shè)備及其服 務，其包括有心電信號檢測儀，控制主機，以及顯示儀表，其相互之間均采用電性連接；所述 心電信號檢測儀采用單導聯(lián)心電信號檢測儀，其設(shè)置有用于安裝在目標對象胸腔上的檢測 電極；所述顯示儀表由四個彼此獨立的顯示盤構(gòu)成。
[0006] 作為本發(fā)明的一種改進，所述基于心電信號的睡眠質(zhì)量檢測設(shè)備及其服務對于目 標對象進行睡眠質(zhì)量檢測包括如下步驟：
[0007] 1)通過對目標對象的心電信號與呼吸信號的檢測，獲取目標對象的心搏間期序 列，以及呼吸信號序列；
[0008] 2)通過步驟1)中獲取的目標對象的心搏間期序列與呼吸信號序列，計算目標對 象的睡眠質(zhì)量指標；
[0009] 3)根據(jù)步驟2)中獲取的目標對象睡眠質(zhì)量指標，對其進行分析，以確定目標對象 的睡眠質(zhì)量，并將上述睡眠質(zhì)量通過顯示儀表反饋至目標對象處。
[0010] 作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟2)中，目標對象的睡眠質(zhì)量指標包括目標對象 在睡眠過程中的淺睡時間、熟睡時間、熟睡時間的破碎度、以及目標對象睡眠過程中的呼吸 亂序指數(shù)。
[0011] 作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟3)中，對目標對象的睡眠質(zhì)量進行確定的方法 為，依據(jù)目標對象的淺睡時間、熟睡時間、熟睡時間的破碎度、以及目標對象睡眠過程中的 呼吸亂序指數(shù)與健康人群的上述指標進行對比，依據(jù)與健康人群的上述指標的差值對目標 對象的睡眠質(zhì)量進行判斷。
[0012] 作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟3)中，將目標對象的睡眠質(zhì)量反饋至目標對象 處的方法為：
[0013] 5. 1)在目標對象進行檢測的睡眠時間長度內(nèi)，將目標對象的淺睡時間、熟睡時間、 熟睡時間的破碎度、以及目標對象睡眠過程中的呼吸亂序指數(shù)的發(fā)生時間與時段依次標 記，并將上述睡眠時間及其內(nèi)部的時間分段以條碼形式顯示至目標對象處；
[0014] 5. 2)將目標對象的淺睡時間、熟睡時間、熟睡時間的破碎度、以及目標對象睡眠過 程中的呼吸亂序指數(shù)分別與健康人群的上述指標進行對比，并計算其相較于健康指標的差 值比例；通過在顯示儀表設(shè)置多個顯示盤，對上述指標分別進行顯示。
[0015] 作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟1)與步驟2)中，對目標對象的心電信號與呼吸 信號進行檢測，并計算目標對象的睡眠質(zhì)量指標的方法為：
[0016] 6. 1)通過心電信號檢測儀測量目標對象的正常心博間期時序，以及其呼吸信號時 序，并將其輸入控制主機；
[0017] 6. 2)通過步驟6. 1)中測量所得的目標對象的正常心博間期時序與其呼吸信號時 序，分別計算其兩者之間的互功率譜與相干度；
[0018] 6. 3)通過步驟6. 2)中獲取的目標對象的正常心博間期時序與其呼吸信號之間 的互功率譜，以及相干度，獲取目標對象的心肺耦合指數(shù)；
[0019] 6. 4)通過步驟6. 3)中目標對象的心肺耦合指數(shù)的獲取方法，在多個樣本內(nèi)對目 標對象的多個數(shù)據(jù)點的心肺耦合指數(shù)進行計算；
[0020] 6.5)通過步驟6. 4)中目標對面的多個數(shù)據(jù)點的心肺耦合指數(shù)的計算，分別獲取 其低頻耦合值與高頻耦合值，并根據(jù)低頻耦合值與高頻耦合值分別獲取目標對象的睡眠質(zhì) 量指標；
[0021] 作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟6. 1)中，測量目標對象的正常心博間期時序的 具體方法為：
[0022] 7. 1)通過心電信號檢測儀測量目標對象的心電信號；
[0023] 7. 2)通過對步驟3. 1)中獲取的心電信號進行QRS波群的檢測，獲取心電信號中 R波峰值發(fā)生時刻，并通過心電信號中多個R波峰值的發(fā)生時刻獲取心電信號中的R-R間 期；
[0024] 7. 3)通過排除步驟3. 2)中R-R間期內(nèi)的非正常心博間期，獲取心電信號中的正常 心博間期時序。
[0025] 作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟7. 3)中，排除步驟7. 2)中R-R間期內(nèi)的非正常 心博的方法為：當任意心博，以及該心博之前的心博均判斷為正常心博時，上述兩個心博之 間構(gòu)成的心博間期為正常心博間期。采用上述工作方法，其可有效避免目標用戶的心搏檢 測過程中，因早搏、心率不齊等偶發(fā)的非自然現(xiàn)象而造成其心搏間隔不穩(wěn)定，從而避免其對 后續(xù)目標對象的心肺耦合指數(shù)造成影響，進而使得本發(fā)明中的基于心電信號的睡眠質(zhì)量檢 測設(shè)備及其服務可更精確的反應出目標對象的睡眠質(zhì)量。
[0026] 作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟6. 1)中，呼吸信號時序的測量方法為：通過將 心電信號的測量過程中，心電信號檢測儀的檢測電極相對于目標心臟位置隨目標對象呼吸 運動的實時變化，以及目標對象胸腔內(nèi)電阻抗隨呼吸而進行的實時變化彼此配合，從而獲 取目標對象的呼吸信號時序。
[0027] 采用上述工作方法，其根據(jù)目標對象在呼吸運動中，胸腔表面的心電信號電機相 對于心臟的位置變化，以及胸腔內(nèi)電阻抗隨著呼吸造成肺部充盈而發(fā)生的變化配合獲取目 標對象的呼吸信號，從而避免部分目標對象因心力衰竭等原因造成的其心電信號無法有效 反映其呼吸運動的現(xiàn)象。
[0028] 作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟6. 2)中，其計算步驟6. 1)中測量所得的目標對 象的正常心博間期時序，以及呼吸信號時序之間的互功率譜與相干度的方法為：對目標對 象的正常心博間期時序與其呼吸信號時序進行再采樣，并通過對重采樣后的正常心博間期 時序，以及呼吸信號時序進行傅里葉變化實現(xiàn)其相互間互功率譜與相干度的計算；所述步 驟6. 3)中，目標對象的心肺耦合指數(shù)為步驟2)中計算所得的互功率譜與相干度之間的乘 積。采用上述工作方法，其使得目標對象的正常心博間期時序與呼吸信號時序數(shù)據(jù)通過重 采樣使其偏于線性，從而便于后續(xù)處理。
[0029] 作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟4)中，對多個樣本內(nèi)的心肺耦合指數(shù)進行計算 的方法為：
[0030] 8. 1)將總數(shù)為A的樣本分為多個子樣本組，多個子樣本組內(nèi)的樣本數(shù)量均相等， 相鄰兩個子樣本組內(nèi)的樣本彼此發(fā)生重疊；將目標對象的多個數(shù)據(jù)點均分在多個子樣本組 內(nèi)，并在每個子樣本組中分別對目標對象的多個數(shù)據(jù)點的正常心博間期時序與其呼吸信號 時序進行其相互間互功率譜與相干度的計算，并根據(jù)其計算結(jié)果進行多個數(shù)據(jù)點的心肺耦 合指數(shù)的計算；
[0031] 8. 2)對任意子樣本組，以該子樣本組內(nèi)的樣本數(shù)量重復上述步驟10. 1)的操作， 直至目標對象的多個數(shù)據(jù)點的心肺耦合指數(shù)全部完成計算。
[0032] 采用上述工作方法，其可將樣本分為多個彼此重疊的子樣本組，并將目標對象的 多個數(shù)據(jù)點分散至多個子樣本組內(nèi)進行同步處理；由于多個子樣本組的彼此重疊，故而使 其在計算過程中的效率優(yōu)于通過樣本整體直接進行計算，從而可有效提高數(shù)據(jù)的處理效 率。
[0033] 作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟8. 1)中，目標對象的多個數(shù)據(jù)點在樣本內(nèi)進行 心肺耦合指數(shù)計算之前，取標準余弦函數(shù)，將其與時序數(shù)據(jù)進行疊合處理。采用上述工作方 法，其可通過余弦函數(shù)的疊合使得目標對象的多個數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)得以去趨勢化與樣本化， 從而使得相關(guān)數(shù)據(jù)便于在樣本內(nèi)進行處理。
[0034] 作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟6. 4)中，所取樣本的數(shù)量與目標對象所包含的 數(shù)據(jù)點的總數(shù)相同，所取樣本中包含有至少1024個樣本；所述步驟4)中，低頻的范圍為0 至0.01Hz，高頻的范圍為0.1至0.4Hz。采用上述工作方法，其可通過樣本的