專利名稱：睡眠與疲勞監(jiān)測類手表裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及睡眠與疲勞監(jiān)測的裝置。
技術背景隨著社會的發(fā)展與科技的進步，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，如果長時間得不到重視很可能會損害人體健康。對人體睡眠與疲勞狀態(tài)的監(jiān)測已經越來越引起現代醫(yī)學的關注。對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會釀成重大事故，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)會隨著環(huán)境、時間、工作負荷等條件和因素不斷發(fā)生變化，要想更準確地了解和掌握就必須要長時間連續(xù)監(jiān)測，就需要一種能夠隨身攜帶的 低功耗便攜式設備，在不影響人們正常工作和生活的同時長時間全天候工作。多導睡眠檢測儀是現在最常用的睡眠檢測手段，是國際公認的金標準，廣泛應用于各大醫(yī)療院所。但是，因體積較大，人體傳感器連接較多，連線復雜等原因只適合在醫(yī)院病床上使用，使用地點環(huán)境受限，舒適度欠佳，無法用于日常睡眠與疲勞監(jiān)測。為了解決多導睡眠檢測儀成本高、消耗大、操作復雜、舒適度差等問題，人們研制了床墊式無干擾睡眠檢測分析儀。儀器系統由單/多個床墊和床旁裝置、傳輸線路、中央控制盒和計算機主機組成，使用過程中被測者只需躺臥在床墊上即可，無需黏貼電極，這大大提高了睡眠監(jiān)測的舒適度，降低了操作的復雜度。目前該種方法專用于睡眠中心和實驗室，服務于飛行員、駕駛員、運動員等特殊人員，也存在儀器體積大、不便攜，使用環(huán)境受限等問題。疲勞檢測方面，目前常見的方法有腦電圖測量、閃光融合頻率、智力精神測驗、動作變化測量。這些方法需要專門的儀器和設備才能實現，比如腦電圖儀、電極，閃光頻率儀、眼罩，智力精神測驗問卷或軟件，人體動作攝影機、標志發(fā)光物?，F有的疲勞和睡眠監(jiān)測儀器與方法普遍存在體積設備較大、使用環(huán)境條件受限等問題，均無法在人們正常工作生活條件下實現便攜式長時間全天候的測量，無法滿足日常監(jiān)測與保健的要求
實用新型內容
實用新型目的為了提供一套具有自主知識產權的人體便攜式睡眠與疲勞檢測設備，能夠長時間全天候檢測人體睡眠狀況和疲勞狀態(tài)，維護人體健康，提高生活質量。對飛行員、駕駛員、運動員等人群的自身睡眠與疲勞狀態(tài)進行監(jiān)測，及時反饋與提醒，保障工作安全，保護個人與他人生命財產安全。為了達到如上目的，本實用新型采取如下技術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據存儲芯片。[0010]本實用新型進一步技術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金屬電極，其作用是測量皮膚阻抗。本實用新型進一步技術方案在于所述溫度傳感器安裝在裝置內部與電極接觸良好，能夠以O. I°c的精度測量皮人體膚溫度。本實用新型進一步技術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據存儲芯片。本實用新型進一步技術方案在于還包括液晶顯示屏和數據導出的U SB數據傳輸接口。本實用新型進一步技術方案在于還包括地磁傳感器，其作用是通過測量磁場方位變化輔助測量人體運動和姿態(tài)，是判斷人體疲勞程度的重要依據。本實用新型進一步技術方案在于還包括三軸陀螺儀，其作用是測量人體運動情況，為判斷人體疲勞程度提供依據。睡眠與疲勞監(jiān)測常態(tài)化小裝置的監(jiān)測方法，其特征在于包含如下步驟不間斷通過貼身小裝置監(jiān)測皮阻、皮溫、加速度、大氣壓并對原始數據進行存儲；對所測數據進行如下計算分別計算每個時間點上的三維加速度、三維磁場、三維角速度的幾何均值，公式如下XYZ 三軸加速度幾何均數y； = (Ax2 +Ay2 +Az2)/3XYZ 三軸磁場幾何均數y2 = ^(Aix2 +My2 +Mz2)13XYZ三軸角速度幾何均數y3 =」(Gx2 +Gy2 +Gz2)/3然后對上面三個指標按照各自的權重系數進行疊加得到加權幾何均數；Y = Ic1Y^k2Yfk3Y3 ；kl, k2, k3 為常模加權系數；對計算結果進行如下判斷首先判斷體溫和皮阻數據是否在正常值范圍內，從而判斷疲勞檢測裝置是否佩戴正確；然后對單位時間內的加權幾何均數Y進行積分，得到與單位時間內的活動量成正相關的判斷指標，該指標與相應時間段內皮膚阻抗變化趨勢共同判斷人體疲勞，如果Y值和皮膚阻抗變化量都超過了閾值，則可以根據相關數值的大小得到疲勞程度分級；輸出疲勞結果和指數。本實用新型進一步技術方案在于所述疲勞程度描述為五級，I.不疲勞，2.輕度疲勞，3.中度疲勞，4.重度疲勞，5.極度疲勞。采用如上技術方案的本實用新型，具有如下有益效果在不影響日常工作生活的條件下，長時間連續(xù)檢測人體疲勞與睡眠狀況，方便對自身狀況進行及時監(jiān)測有效反饋，提高健康水平和生活質量，保障人身生命財產安全。

為了進一步說明本實用新型，
以下結合附圖進一步進行說明附圖為實用新型的結構示意圖
具體實施方式
[0030]
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行說明，實施例不構成對本實用新型的限制應用現代電子技術設計實現了一套便攜式睡眠與疲勞檢測儀，其形狀大小如同手表，使用時人們只需佩戴在手腕上即可。手表表帶具有自適應記憶功能，能夠自動匹配不同人員的手1: 尺寸。手表體積小功耗低，佩戴使用方便，不僅可以實現計時功能，還可以測量多種環(huán)境參數(大氣壓，地磁場)、運動參數(加速度，角速度)和人體參數(皮膚溫度，皮膚阻抗)，通過生物醫(yī)學信號處理的方法對這些參數進行融合計算，就可以得到人體生理狀況信息以及運動姿勢與活動量，進而監(jiān)測人體睡眠狀況和疲勞情況。手表表盤為液晶顯示屏，可以顯示時間和各種參數，表內部電路帶有數據存儲單元，通過USB接口可與電腦通訊。編寫專用軟件對測量數據進行讀取、顯示、分析，多參數數據融合提取疲勞與睡眠相關指標。由小型超薄鋰電池驅動。手表表殼有三個功能按鍵，起到調整時間、顯示各種參數·的作用。記憶表帶內部是U形鋼片，外部附有彩色硅膠涂層。單向彎曲時可以很好的包繞人手腕部，貼合度和松緊度適宜。手表底蓋上有兩個金屬電極，其作用是測量皮膚阻抗。金屬電極具有較好的導熱性，溫度傳感器安裝在表體內部與電極接觸良好，能夠以O. rc的精度測量皮人體膚溫度。人體在不同的睡眠階段的身體活動情況可以由表內運動參數傳感器采集并記錄下來，這些數據與環(huán)境參數和生理參數數據一起作為睡眠情況判斷的依據。手表數據通過USB數據線傳遞給計算機進行分析與處理。處理軟件不僅可以讀取、保存、打印、分析數據，還可以同時顯示各種生理參數的變化趨勢，判斷運動狀態(tài)，計算人體活動量，幫助評價人體疲勞程度。本處的手表形式僅僅為舉例；并不對本實用新型的具體實施造成限制。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求1.睡眠與疲勞監(jiān)測類手表裝置，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據存儲芯片。
2.如權利要求I所述的睡眠與疲勞監(jiān)測類手表裝置，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金屬電極。
3.如權利要求2所述的睡眠與疲勞監(jiān)測類手表裝置，其特征在于所述溫度傳感器安裝在裝置內部與電極接觸良好，能夠以O. I°c的精度測量皮人體膚溫度。
4.如權利要求I所述的睡眠與疲勞監(jiān)測類手表裝置，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據存儲芯片。
5.如權利要求I所述的睡眠與疲勞監(jiān)測類手表裝置，其特征在于還包括液晶顯示屏和數據導出的USB數據傳輸接口。
6.如權利要求I所述的睡眠與疲勞監(jiān)測類手表裝置，其特征在于還包括地磁傳感器。
7.如權利要求I所述的睡眠與疲勞監(jiān)測類手表裝置，其特征在于還包括三軸陀螺儀。
專利摘要本實用新型涉及睡眠與疲勞監(jiān)測類手表裝置，技術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據存儲芯片。睡眠與疲勞監(jiān)測常態(tài)化小裝置的監(jiān)測方法，其特征在于包含如下步驟不間斷通過貼身小裝置監(jiān)測皮阻、皮溫、加速度、大氣壓并對原始數據進行存儲；對所測數據進行計算對計算結果進行如下判斷輸出疲勞結果和指數。采用如上技術方案的本實用新型，具有如下有益效果在不影響日常工作生活的條件下，長時間連續(xù)檢測人體疲勞與睡眠狀況，方便對自身狀況進行及時監(jiān)測有效反饋，提高健康水平和生活質量，保障人身生命財產安全。
文檔編號A61B5/16GK202677083SQ20122025739
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權日2012年6月1日
發(fā)明者李燁, 胡文東, 李曉京, 馬進, 文治洪, 張利利, 頊紅雨 申請人:中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學