一種睡眠階段確定方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種睡眠階段確定方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 人的一生有近1/3的時間在睡眠中度過，睡眠的好壞直接關(guān)系到人體的記憶、學 習、工作和免疫力等多個方面。隨著時代的發(fā)展，人們的生活節(jié)奏越來越快，壓力越來越大， 很多人出現(xiàn)了睡眠問題，睡眠監(jiān)測應(yīng)運而生。
[0003] 在睡眠監(jiān)測中，人的睡眠通常用6個階段的連續(xù)來描述，這6個階段通常包括：
[0004] 1、清醒階段，可以記為醒。在這個階段，睡眠者的意識處于清醒狀態(tài)。
[0005] 2、入睡階段，可以記為慢速眼球運動睡眠（non-rapideyemovements,NREM)1。 在NREMl中，睡眠者的眼睛是閉上的，不過如果在此階段被喚醒，睡眠者可能感覺他還沒有 睡著。
[0006] 3、淺睡階段，可以記為NREM2。在NREM2中，睡眠者的身體準備進入深睡。
[0007] 4、深睡階段，可以記為NREM3,睡眠者進入深度睡眠狀態(tài)。
[0008] 5、延續(xù)深睡階段，可以記為NREM4,且睡眠者在NREM4中比在NREM3中睡得更深。
[0009] 6、快速眼球運動階段，可以記為快速眼球運動睡眠（rapideye movements, REM)。 在REM中，與NREMl至NREM4的生理狀態(tài)有所區(qū)別，睡眠者的眼球在此階段時會快速移動。
[0010] 目前臨床上監(jiān)測睡眠階段的方法中，典型的方法是采用多導睡眠儀 (Polysomnography, PSG)采集睡眠期間的生理信號，包括腦電波（EEG)、眼動（E0G)、肌肉運 動（EMG)、心電（ECG)、血氧飽和度（Sp02)和呼吸信號。睡眠階段判斷主要基于對EEG的分 析，并可以利用ECG和EEG進行輔助判斷。然而PSG操作復雜，僅適用于醫(yī)院的臨床研究， 在家庭監(jiān)測中難以推廣。
[0011] 因此，目前通常將睡眠用三個階段的連續(xù)來描述，僅通過ECG進行睡眠階段確定， 使得即使不使用PSG，也可以進行睡眠階段判斷，達到簡化睡眠階段確定的目的。這三個睡 眠階段包括：
[0012] 1、醒或RHM。由于在利用心電或者心率變異率進行睡眠描述時，醒和RHM的表現(xiàn) 是幾乎一樣的，因此，將睡眠用三個階段的連續(xù)來描述時，將清醒階段和REM劃分為一個階 段。
[0013] 2、淺度睡眠階段。將睡眠用三個階段的連續(xù)來描述時，將入睡階段和淺睡階段劃 分為一個階段，并統(tǒng)一稱為淺度睡眠階段。
[0014] 3、深度睡眠階段。將睡眠用三個階段的連續(xù)來描述時，將深睡階段和延續(xù)深睡階 段劃分為一個階段，并統(tǒng)一稱為深度睡眠階段。
[0015] 通過ECG進行睡眠階段判斷時，主要包括心電特征提取和睡眠階段分類器兩個部 分。其中，常用的心電特征主要是心率變異率（Heartratevariability,HRV)的特征，包 括心率變異率的時域特征和頻域特征。常用的睡眠階段分類器主要是統(tǒng)計分類器，如支持 向量機分類器，或隱馬爾可夫模型分類器。通過ECG進行睡眠階段判斷的示意圖可以如圖1 所示。首先，在訓練模塊中，對ECG訓練集進行心電特征提取，利用提取出的心電特征進行 分類器訓練，得到睡眠階段分類器；然后在使用模塊中，提取待處理ECG數(shù)據(jù)的心電特征， 并根據(jù)提取出的心電特征，采用通過訓練模塊得到的睡眠階段分類器確定睡眠階段。
[0016]目前通過ECG進行睡眠階段確定的方案中，睡眠階段的確定結(jié)果由睡眠階段分類 器決定。而睡眠階段分類器完全是利用訓練集訓練得到的。睡眠階段分類器的訓練是一個 有監(jiān)督學習的過程，需要具有標簽的樣本進行訓練，對于基于統(tǒng)計學習的睡眠階段分類器， 如支持向量機或者隱馬爾可夫模型，其分類能力依賴于訓練集，這樣可能引起下面的問題。 每個人睡眠期間的心率狀況是不同的，而且，由于睡眠環(huán)境、身體狀態(tài)等不同因素，同一個 人的不同日期的睡眠期間的心率狀況也是不同的。為了適應(yīng)不同的用戶，需要大量的訓練 樣本才可能覆蓋整個樣本空間。而睡眠數(shù)據(jù)的獲取是不容易的，而且人工標注的工作量也 很大。因此，難以獲得足夠的訓練樣本。而在有限的訓練樣本的情況下，睡眠階段分類器很 難具有好的普適性，且睡眠階段確定的精度難以得到保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明實施例提供一種睡眠階段確定方法和系統(tǒng)，用于提高睡眠階段確定的準確 性。
[0018] 一種睡眠階段確定方法，所述方法包括：
[0019] 確定指定時間段內(nèi)心電信號的第一心電特征參數(shù)；
[0020] 在所述指定時段的一個時間片段中，確定所述第一心電特征參數(shù)是否滿足設(shè)定條 件，若確定所述第一心電特征參數(shù)滿足設(shè)定條件，確定該時間片段對應(yīng)的睡眠階段為醒或 快速眼球運動睡眠REM，否則，確定該時間片段對應(yīng)的睡眠階段非醒或REM;
[0021] 其中，所述時間片段是根據(jù)不大于設(shè)定時長，將所述指定時間段依次劃分得到的。
[0022] -種睡眠階段確定系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0023] 確定模塊，用于確定指定時間段內(nèi)心電信號的第一心電特征參數(shù)；
[0024] 分析模塊，用于在所述指定時段的一個時間片段中，確定所述第一心電特征參數(shù) 是否滿足設(shè)定條件，若確定所述第一心電特征參數(shù)滿足設(shè)定條件，確定該時間片段對應(yīng) 的睡眠階段為醒或快速眼球運動睡眠REM，否則，確定該時間片段對應(yīng)的睡眠階段非醒或 REM;其中，所述時間片段是根據(jù)不大于設(shè)定時長，將所述指定時間段依次劃分得到的。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明實施例提供的方案，可以確定心電信號的第一心電特征參數(shù)，通過判 斷在一個時間片段內(nèi)，該第一心電特征參數(shù)是否滿足睡眠階段為醒或REM時的特征，即滿 足設(shè)定條件，來確定該時間片段是否處于醒或REM睡眠階段。通過區(qū)分醒或REM睡眠階段、 其它類型的睡眠階段，實現(xiàn)了睡眠宏結(jié)構(gòu)的確定。而通過規(guī)則判斷來識別醒或REM睡眠階 段，保證了睡眠階段確定的準確性。
【附圖說明】
[0026] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的通過ECG進行睡眠階段判斷的示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明實施例一提供的睡眠階段確定方法的步驟流程圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明實施例二提供的睡眠階段確定方法的步驟示意圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明實施例三提供的睡眠階段確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖5為本發(fā)明實施例四提供的可穿戴式節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 本案發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，將睡眠用三個階段的連續(xù)來描述時，醒或REM與其他兩個 睡眠階段具有明顯的區(qū)別。其中至少包括：（1)、睡眠階段為REM和醒的平均心率都比睡眠 階段為NREMl~4時快；（2)、睡眠階段為REM和醒時心率變化的標準差大于睡眠階段為 NREMl~4時。因此，可以利用這種區(qū)別來進行醒或REM這個睡眠階段的識別。通過醒或 REM睡眠階段、以及其他類型的睡眠階段的區(qū)分，實現(xiàn)睡眠宏結(jié)構(gòu)的確定。進一步的，可以利 用睡眠階段分類器進行淺度睡眠階段和深度睡眠階段的分類，結(jié)合睡眠階段分類器實現(xiàn)睡 眠階段的綜合判斷。通過從其他類型的睡眠階段中實現(xiàn)深度睡眠階段和淺度睡眠階段的區(qū) 分，實現(xiàn)睡眠微結(jié)構(gòu)的確定。
[0032] 且本案發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，睡眠階段具有周期性的特點，因此完全可以將相鄰的、屬于 同一類型睡眠階段的時段合并在一起，統(tǒng)一進行該合并后時段的睡眠階段的判斷，從而進 一步減少睡眠階段的判斷次數(shù)，提高睡眠階段的判斷速度。
[0033] 以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當理解，此處所描述的 優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。并且在不沖突的情況下，本申 請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0034] 實施例一、
[0035] 本發(fā)明實施例一提供一種睡眠階段確定方法，該方法的步驟流程可以如圖2所 示，包括：
[0036] 步驟101、確定心電信號的第一心電特征參數(shù)。
[0037] 在本步驟中，可以確定指定時間段內(nèi)心電信號的第一心電特征參數(shù)。所述第一心 電特征參數(shù)可以但不限于理解為心率變異率或心率等信號。
[0038] 所述心電信號可以是接收到的預先采集的心電信號，也可以是在本步驟中采集到 的心電信號。
[0039] 需要說明的是，為了后續(xù)描述所述指定時段對應(yīng)的睡眠階段，可以根據(jù)不大于設(shè) 定時長，將所述指定時段依次劃分得到多個時間片段。具體的，可以將所述指定時段均勻劃 分得到多個時間片段。例如，可以將所述指定時段均勻劃分為多個時間片段，每個時間片段 的長度為30秒。
[0040] 步驟102、確定睡眠階段。
[0041] 在本步驟中，在所述指定時段的一個時間片段中，確定所述第一心電特征參數(shù)是