睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)類手表裝置以及常態(tài)化小裝置的監(jiān)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)類手表裝置以及常態(tài)化小裝置的監(jiān)測(cè)方法，技術(shù)方案如下：包含皮阻傳感器、溫度傳感器、大氣壓傳感器、加速度傳感器；以上傳感器均和核心處理器相連，還包括與核心處理器相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片。睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)常態(tài)化小裝置的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：包含如下步驟：不間斷通過(guò)貼身小裝置監(jiān)測(cè)皮阻、皮溫、加速度、大氣壓并對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行如下判斷：輸出疲勞結(jié)果和指數(shù)。采用如上技術(shù)方案的本發(fā)明，具有如下有益效果：在不影響日常工作生活的條件下，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)檢測(cè)人體疲勞與睡眠狀況，方便對(duì)自身狀況進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)有效反饋，提高健康水平和生活質(zhì)量，保障人身生命財(cái)產(chǎn)安全。
【專利說(shuō)明】睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)類手表裝置以及常態(tài)化小裝置的監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:[0001 ] 本發(fā)明涉及睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)的方法和裝置。
【背景技術(shù)】:
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，城市生活節(jié)奏加快工作壓力增大，許多人存在不同程度的睡眠問(wèn)題，常常感覺(jué)到困乏和疲勞，如果長(zhǎng)時(shí)間得不到重視很可能會(huì)損害人體健康。對(duì)人體睡眠與疲勞狀態(tài)的監(jiān)測(cè)已經(jīng)越來(lái)越引起現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的關(guān)注。對(duì)于一些特殊崗位的工作人員，例如飛行員和駕駛員等，他們的瞌睡和疲勞甚至?xí)劤芍卮笫鹿?，損害他人的安全和健康，因此必須要高度重視人的疲勞狀態(tài)和睡眠狀況。
[0003]另外，人的睡眠狀況和疲勞狀態(tài)會(huì)隨著環(huán)境、時(shí)間、工作負(fù)荷等條件和因素不斷發(fā)生變化，要想更準(zhǔn)確地了解和掌握就必須要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)，就需要一種能夠隨身攜帶的低功耗便攜式設(shè)備，在不影響人們正常工作和生活的同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間全天候工作。
[0004]多導(dǎo)睡眠檢測(cè)儀是現(xiàn)在最常用的睡眠檢測(cè)手段，是國(guó)際公認(rèn)的金標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于各大醫(yī)療院所。但是，因體積較大，人體傳感器連接較多，連線復(fù)雜等原因只適合在醫(yī)院病床上使用，使用地點(diǎn)環(huán)境受限，舒適度欠佳，無(wú)法用于日常睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)。
[0005]為了解決多導(dǎo)睡眠檢測(cè)儀成本高、消耗大、操作復(fù)雜、舒適度差等問(wèn)題，人們研制了床墊式無(wú)干擾睡眠檢測(cè)分析儀。儀器系統(tǒng)由單/多個(gè)床墊和床旁裝置、傳輸線路、中央控制盒和計(jì)算機(jī)主機(jī)組成，使用過(guò)程中被測(cè)者只需躺臥在床墊上即可，無(wú)需黏貼電極，這大大提高了睡眠監(jiān)測(cè)的舒適度，降低了操作的復(fù)雜度。目前該種方法專用于睡眠中心和實(shí)驗(yàn)室，服務(wù)于飛行員、駕駛員、運(yùn)動(dòng)員等特殊人員，也存在儀器體積大、不便攜，使用環(huán)境受限等問(wèn)題。
[0006]疲勞檢測(cè)方面，目前常見的方法有腦電圖測(cè)量、閃光融合頻率、智力精神測(cè)驗(yàn)、動(dòng)作變化測(cè)量。這些方法需要專門的儀器和設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)，比如腦電圖儀、電極，閃光頻率儀、眼罩，智力精神測(cè)驗(yàn)問(wèn)卷或軟件，人體動(dòng)作攝影機(jī)、標(biāo)志發(fā)光物。
[0007]現(xiàn)有的疲勞和睡眠監(jiān)測(cè)儀器與方法普遍存在體積設(shè)備較大、使用環(huán)境條件受限等問(wèn)題，均無(wú)法在人們正常工作生活條件下實(shí)現(xiàn)便攜式長(zhǎng)時(shí)間全天候的測(cè)量，無(wú)法滿足日常監(jiān)測(cè)與保健的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0008]發(fā)明目的:為了提供一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的人體便攜式睡眠與疲勞檢測(cè)設(shè)備，能夠長(zhǎng)時(shí)間全天候檢測(cè)人體睡眠狀況和疲勞狀態(tài)，維護(hù)人體健康，提高生活質(zhì)量。對(duì)飛行員、駕駛員、運(yùn)動(dòng)員等人群的自身睡眠與疲勞狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋與提醒，保障工作安全，保護(hù)個(gè)人與他人生命財(cái)產(chǎn)安全。
[0009]為了達(dá)到如上目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:包含皮阻傳感器、溫度傳感器、大氣壓傳感器、加速度傳感器；以上傳感器均和核心處理器相連，還包括與核心處理器相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片。[0010]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于:所述皮阻傳感器為裝置與人體相接的一面上有兩個(gè)金屬電極，其作用是測(cè)量皮膚阻抗。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于:所述溫度傳感器安裝在裝置內(nèi)部與電極接觸良好，能夠以0.1 °c的精度測(cè)量皮人體膚溫度。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于:還包括日歷芯片，其與核心處理器相連，能為核心處理器提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于:還包括液晶顯示屏和數(shù)據(jù)導(dǎo)出的USB數(shù)據(jù)傳輸接□。
[0014]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于:還包括地磁傳感器，其作用是:通過(guò)測(cè)量磁場(chǎng)方位變化輔助測(cè)量人體運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)，是判斷人體疲勞程度的重要依據(jù)。
[0015]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于::還包括三軸陀螺儀，其作用是:測(cè)量人體運(yùn)動(dòng)情況，為判斷人體疲勞程度提供依據(jù)。
[0016]睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)常態(tài)化小裝置的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:包含如下步驟:
[0017]不間斷通過(guò)貼身小裝置監(jiān)測(cè)皮阻、皮溫、加速度、大氣壓并對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0018]對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行如下計(jì)算:分別計(jì)算每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的三維加速度、三維磁場(chǎng)、三維角速度的幾何均值，公式如下
[0019]XYZ 三軸加速度幾何均數(shù)
【權(quán)利要求】
1.睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)類手表裝置，其特征在于:包含皮阻傳感器、溫度傳感器、大氣壓傳感器、加速度傳感器；以上傳感器均和核心處理器相連，還包括與核心處理器相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片。
2.如權(quán)利要求1所述的睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)類手表裝置，其特征在于:所述皮阻傳感器為裝置與人體相接的一面上有兩個(gè)金屬電極，其作用是測(cè)量皮膚阻抗。
3.如權(quán)利要求2所述的睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)類手表裝置，其特征在于:所述溫度傳感器安裝在裝置內(nèi)部與電極接觸良好，能夠以0.1°c的精度測(cè)量皮人體膚溫度。
4.如權(quán)利要求1所述的睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)類手表裝置，其特征在于:還包括日歷芯片，其與核心處理器相連，能為核心處理器提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)類手表裝置，其特征在于:還包括液晶顯示屏和數(shù)據(jù)導(dǎo)出的USB數(shù)據(jù)傳輸接口。
6.如權(quán)利要求1所述的睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)類手表裝置，其特征在于:還包括地磁傳感器，其作用是:通過(guò)測(cè)量磁場(chǎng)方位變化輔助測(cè)量人體運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)，是判斷人體疲勞程度的重要依據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)類手表裝置，其特征在于:還包括三軸陀螺儀，其作用是:測(cè)量人體運(yùn)動(dòng)情況，為判斷人體疲勞程度提供依據(jù)。
8.睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)常態(tài)化小裝置的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:包含如下步驟: 不間斷通過(guò)貼身小裝置監(jiān)測(cè)皮阻、皮溫、加速度、大氣壓并對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)； 對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行如下計(jì)算:分別計(jì)算每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的三維加速度、三維磁場(chǎng)、三維角速度的幾何均值，公式如下 XYZ三軸加速度幾何均數(shù)T1 = liAx2 +Ay2 +Az2)/3 XYZ三軸磁場(chǎng)幾何均數(shù):y2 =(Mx2 +My2 +Mz2)/3 XYZ三軸角速度幾何均數(shù):y3 = Gx2 +Gy2 +Gz2)/3 然后對(duì)上面三個(gè)指標(biāo)按照各自的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行疊加得到加權(quán)幾何均數(shù)； Y = k1Y1+k2Y2+k3Y3 ；kl, k2，k3 為常模加權(quán)系數(shù)； 對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行如下判斷:首先判斷體溫和皮阻數(shù)據(jù)是否在正常值范圍內(nèi)，從而判斷疲勞檢測(cè)裝置是否佩戴正確；然后對(duì)單位時(shí)間內(nèi)的加權(quán)幾何均數(shù)Y進(jìn)行積分，得到與單位時(shí)間內(nèi)的活動(dòng)量成正相關(guān)的判斷指標(biāo)，該指標(biāo)與相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)皮膚阻抗變化趨勢(shì)共同判斷人體疲勞，如果Y值和皮膚阻抗變化量都超過(guò)了閾值，則可以根據(jù)相關(guān)數(shù)值的大小得到疲勞程度分級(jí)； 輸出疲勞結(jié)果和指數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)常態(tài)化小裝置的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:所述疲勞程度描述為五級(jí)，1.不疲勞，2.輕度疲勞，3.中度疲勞，4.重度疲勞，5.極度疲勞。
【文檔編號(hào)】A61B5/053GK103445777SQ201210179309
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月1日
【發(fā)明者】胡文東, 文治洪, 李燁, 馬進(jìn), 李曉京, 張利利, 頊紅雨 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)