專利名稱：睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)類手表裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)的裝置。
技術(shù)背景隨著社會(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題，常常感覺到困乏和疲勞，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。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。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)。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)境受限等問題。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)問卷或軟件，人體動(dòng)作攝影機(jī)、標(biāo)志發(fā)光物?，F(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
實(shí)用新型內(nèi)容
實(shí)用新型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。為了達(dá)到如上目的，本實(shí)用新型采取如下技術(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]本實(shí)用新型進(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。本實(shí)用新型進(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O(shè). I°c的精度測(cè)量皮人體膚溫度。本實(shí)用新型進(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。本實(shí)用新型進(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U SB數(shù)據(jù)傳輸接口。本實(shí)用新型進(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)。本實(shí)用新型進(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)。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)y； = (Ax2 +Ay2 +Az2)/3XYZ 三軸磁場(chǎng)幾何均數(shù)y2 = ^(Aix2 +My2 +Mz2)13XYZ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 = Ic1Y^k2Yfk3Y3 ；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)。本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于所述疲勞程度描述為五級(jí)，I.不疲勞，2.輕度疲勞，3.中度疲勞，4.重度疲勞，5.極度疲勞。采用如上技術(shù)方案的本實(shí)用新型，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。
為了進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型，
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明附圖為實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
[0030]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套便攜式睡眠與疲勞檢測(cè)儀，其形狀大小如同手表，使用時(shí)人們只需佩戴在手腕上即可。手表表帶具有自適應(yīng)記憶功能，能夠自動(dòng)匹配不同人員的手1: 尺寸。手表體積小功耗低，佩戴使用方便，不僅可以實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，還可以測(cè)量多種環(huán)境參數(shù)(大氣壓，地磁場(chǎng))、運(yùn)動(dòng)參數(shù)(加速度，角速度)和人體參數(shù)(皮膚溫度，皮膚阻抗)，通過(guò)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的方法對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行融合計(jì)算，就可以得到人體生理狀況信息以及運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)與活動(dòng)量，進(jìn)而監(jiān)測(cè)人體睡眠狀況和疲勞情況。手表表盤為液晶顯示屏，可以顯示時(shí)間和各種參數(shù)，表內(nèi)部電路帶有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，通過(guò)USB接口可與電腦通訊。編寫專用軟件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、顯示、分析，多參數(shù)數(shù)據(jù)融合提取疲勞與睡眠相關(guān)指標(biāo)。由小型超薄鋰電池驅(qū)動(dòng)。手表表殼有三個(gè)功能按鍵，起到調(diào)整時(shí)間、顯示各種參數(shù)·的作用。記憶表帶內(nèi)部是U形鋼片，外部附有彩色硅膠涂層。單向彎曲時(shí)可以很好的包繞人手腕部，貼合度和松緊度適宜。手表底蓋上有兩個(gè)金屬電極，其作用是測(cè)量皮膚阻抗。金屬電極具有較好的導(dǎo)熱性，溫度傳感器安裝在表體內(nèi)部與電極接觸良好，能夠以O(shè). rc的精度測(cè)量皮人體膚溫度。人體在不同的睡眠階段的身體活動(dòng)情況可以由表內(nèi)運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳感器采集并記錄下來(lái)，這些數(shù)據(jù)與環(huán)境參數(shù)和生理參數(shù)數(shù)據(jù)一起作為睡眠情況判斷的依據(jù)。手表數(shù)據(jù)通過(guò)USB數(shù)據(jù)線傳遞給計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析與處理。處理軟件不僅可以讀取、保存、打印、分析數(shù)據(jù)，還可以同時(shí)顯示各種生理參數(shù)的變化趨勢(shì)，判斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，計(jì)算人體活動(dòng)量，幫助評(píng)價(jià)人體疲勞程度。本處的手表形式僅僅為舉例；并不對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施造成限制。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
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I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。
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O(shè). I°c的精度測(cè)量皮人體膚溫度。
4.如權(quán)利要求I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I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I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。
7.如權(quán)利要求I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。
專利摘要本實(shí)用新型涉及睡眠與疲勞監(jiān)測(cè)類手表裝置，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)方案的本實(shí)用新型，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。
文檔編號(hào)A61B5/16GK202677083SQ20122025739
公開日2013年1月16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)明者李燁, 胡文東, 李曉京, 馬進(jìn), 文治洪, 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)