微動敏感床墊式睡眠監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)生理參數(shù)提取.pdf

1、睡眠是人體重要的生理狀態(tài)，睡眠質(zhì)量對人的健康至關(guān)重要。近20年來醫(yī)學(xué)研究已經(jīng)證明，現(xiàn)代人類的許多重大疾病，如高血壓、冠心病、心律失常、糖尿病、心腦血管意外，以及精神心理疾患等，往往與睡眠中常發(fā)生的睡眠呼吸暫停綜合癥有關(guān)。因此，睡眠監(jiān)測技術(shù)已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷中不可缺少的內(nèi)容。
　　 目前臨床睡眠分析的主要手段是多導(dǎo)睡眠圖（polysomnography,PSG），用儀器記錄被測者整晚的腦電、眼動電和頦肌電等生理參數(shù)，計算機依據(jù)國際

2、標(biāo)準(zhǔn)進行自動睡眠分期，幾十年來PSG保持著睡眠分期金標(biāo)準(zhǔn)的地位。但PSG至少要在身上粘貼10枚以上電極，給被測者帶來一定的生理心理負荷。
　　 微動敏感床摯式睡眠監(jiān)測系統(tǒng)(Micro-movement Sensitive Mattress SleepMonitoring System，MSMSMS)基本無需在體表粘貼電極即可記錄被測者的軀體活動、呼吸活動、心率等情況，還可實現(xiàn)對睡眠呼吸暫停綜合癥進行診斷，獲得被測者的整晚睡眠結(jié)構(gòu)

3、圖等功能，是一種無電極，無負荷的睡眠監(jiān)測方法。具有不影響自然睡眠、可靠性較好、自動分析、同時檢測分析多床位等優(yōu)點，有利于將睡眠監(jiān)測普及到更廣闊的人群，也有助于拓展與睡眠有關(guān)的生理和醫(yī)學(xué)研究，在睡眠醫(yī)學(xué)日益受到重視的今天，具有很大的應(yīng)用潛力。本系統(tǒng)適用于常規(guī)、長期或集體睡眠監(jiān)測，如用于監(jiān)測執(zhí)行特殊任務(wù)人群（如飛行員、火車司機、運動員等）的睡眠質(zhì)量。
　　 新一代16位A/D微動敏感床墊式睡眠監(jiān)測系統(tǒng)，通過硬件上的改進，擴大了信號的

4、動態(tài)范圍，具有之前系統(tǒng)無可比擬的優(yōu)點。新系統(tǒng)直接從硬件中輸出原始信號，所有的信號處理均在軟件中進行。而本文的工作則是針對硬件輸出原始信號而展開，首先對原始信號進行分離，進而提取床墊相關(guān)生理信息，包括被測者的在床狀態(tài)（即離床）、體動、呼吸率、心率。從而為之后的睡眠分期和睡眠呼吸事件的判定提供依據(jù)。本文的主要工作為：
　　 (1)針對16位A/D的新一代床摯式睡眠監(jiān)測系統(tǒng)，提出了合適的床墊信號預(yù)處理方法，分離出胸沖擊、呼吸波和腿沖擊

5、，其中，呼吸波和腿沖擊的分離相對簡單。而由于床摯信號的特點，胸沖擊的分離過程相對困難。本文利用軟件處理信號的靈活性，將數(shù)字信號處理方法和小波變換相結(jié)合對原始信號進行分離，所得結(jié)果，能充分顯示出所需信號的特征點，為準(zhǔn)確提取床墊系統(tǒng)相關(guān)生理信息打下基礎(chǔ)。
　　 (2)針對原始信號和分離出的信號，提取離床、體動、呼吸率、心率。其中離床、體動、呼吸率在以前的床墊系統(tǒng)中已經(jīng)使用。本文主要是針對新一代床墊系統(tǒng)的信號特點，提出了相對簡單實用的

6、算法，加快軟件系統(tǒng)的運行速度。床墊心率為該睡眠監(jiān)測系統(tǒng)第一次使用，該參數(shù)的使用，使得床墊監(jiān)測擺脫了脈搏檢測記錄儀對被測者的束縛變?yōu)楝F(xiàn)實，真正實現(xiàn)了睡眠的無負荷監(jiān)測。但由于被測者的睡姿、體重等各種原因，使得胸部沖擊信號、腿部沖擊信號表現(xiàn)形式不一，故提取床摯心率是本工作的重點和難點。而本研究所用算法通過大量實驗驗證，證明其準(zhǔn)確性高，基本能反映出被測者整夜的心率變化，目前該算法已經(jīng)嵌入床墊系統(tǒng)。
　　 (3)研究了利用床摯心率提取SA