基于STM32的睡眠监测系统设计文献综述

 2022-08-09 19:40:13

一、文献综述

(一)国内外研究现状

国内国外对于睡眠的监测都有非常多的相关研究,睡眠监测也是当前的一大热点,睡眠质量对于现代的人的意义十分巨大,  睡眠监测和睡眠质量分析已经成为评定人的健康状态和对相关疾病预防中重要的一环[5]。在快节奏的时代下,良好的睡眠质量显得尤为重要。因此,为了研究睡眠的监测方法,国内外都在积极地投入研究。

在全球范围内,最为知名的睡眠监测系统便是多导睡眠监测系统(PSG)。该系统是当今睡眠医学中的一项重要新技术,在世界睡眠研究界又被称为诊断睡眠障碍疾病的'金标准'[6],对于诊治各种睡眠障碍相关疾病、保障人们健康正发挥越来越重要的作用。该系统记录并分析睡眠时各种生理参数,对睡眠障碍、睡眠呼吸紊乱和睡眠呼吸暂停、低通气综合征疾病进行分析、诊断。可记录并分析EEG、ECG、EOG、EMG、胸腹式呼吸运动、鼾声、脉搏、血氧饱和度、脉搏波、呼吸频率、体位等睡眠呼吸参数。通过对以上参数的记录与分析,对睡眠障碍、睡眠呼吸紊乱和睡眠呼吸暂停、低通气综合征疾病进行分析、诊断。

在国外另一种研究方式采用的是依据心跳和呼吸所产生的压力来实现数据采集分析,一种用于睡眠呼吸障碍(SDB)初级筛查的简易诊断/监测仪器有需求。通过压电传感器置于病人的床单下,计算了压电传感器记录的呼吸暂停大于10s的次数,该压电传感器在潮式呼吸过程中检测到的呼吸暂停数是一种可能的SDB初筛新指标,至少对于心脏患者是如此。因此,压电传感器系统对于家庭、医院和医疗机构进行简单、无害和舒适的SDB的初筛可能有用[2]

在国内,基于呼吸感应体积描记技术原理,在一条腹带内部嵌入了永磁铁,腹带系在患者腰部,在呼吸过程中,由于体积的变化引起腹带中永磁铁的位置运动,通过霍尔传感器阵列对永磁铁位置进行检测,从而判断呼气和吸气的过程,采用单片机对传感器信号进行分析处理,计算出呼吸频率[4]

另一种研究为可穿戴设备的睡眠监测系统,此系统通过佩戴于上臂的加速度陀螺仪来采集佩戴者睡眠过程中的翻转信息,然后将采集的数据通过蓝牙无线通信模块传输到睡眠环境监测子系统,并结合环境检测单元提供的环境状况信息进行评价分析,最后客观得出用户睡眠质量评价结果,并给出合理的改善睡眠建议[13]

一种基于PVDF 压电薄膜的呼吸传感器,通过检测人体呼吸过程中口鼻之间的气流对PVDF 压电薄膜的弯曲变形,获得了稳定的呼吸信号。采用小波软阈值对原始信号去噪,通过设置波峰电压阈值与相邻两波峰间的时间间隔来准确确定波峰,统计了受试者的呼吸次数[9]

以及其他相近的研究内容,采用脉搏监测的方式来进行睡眠监测研究, 使用时把脉搏传感器用绑带固定在被测人的手腕外侧, 将脉搏跳动的压力变化采集出来转化成电信号分析[5]

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