非接觸式睡眠障礙篩查系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于進(jìn)行非接觸式睡眠障礙診斷的系統(tǒng)（100）和方法（200），包括分別用于接收來自睡眠環(huán)境中病人的聲音和/或運動數(shù)據(jù)的聲音輸入裝置（103）和/或運動檢測器（105）。還包括計算機(jī)執(zhí)行裝置（109），其接收并存儲該聲音和/或運動數(shù)據(jù)，并且基于接收到的數(shù)據(jù)確定睡眠障礙診斷。
【專利說明】非接觸式睡眠障礙篩查系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于診斷和/或篩查睡眠障礙的系統(tǒng)和方法，并且尤其涉及不接觸病人的診斷和/或篩查睡眠障礙的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]典型的睡眠障礙篩查/診斷包括通過連接到病人的各種裝置/傳感器獲得的侵入式測量并且要去“睡眠門診”(例如，安裝和拆卸傳感器、住院病人監(jiān)測等)。這些程序?qū)τ谒吲R床醫(yī)生(例如，需要通宵輪班)和病人(例如，對傳感器和睡眠環(huán)境感到不舒服和陌生)來說既費時又費力。此外，睡眠篩查等待名單是常見的。
[0003]因此，容易由病人安裝并且不安裝體表傳感器的家庭非接觸式睡眠障礙篩查系統(tǒng)是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的一個或多個實施例的目的是提供一種用于提供睡眠障礙診斷的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:聲音輸入裝置，其接收源自睡眠環(huán)境中病人的聲音；運動檢測器，其監(jiān)測睡眠環(huán)境中病人的運動；以及計算機(jī)執(zhí)行裝置，其配置為:接收并存儲與源自病人的聲音相關(guān)的數(shù)據(jù)，接收并存儲與病人的運動相關(guān)的數(shù)據(jù)，并且基于與源自病人的聲音相關(guān)的數(shù)據(jù)或與病人的運動相關(guān)的數(shù)據(jù)中的一個或多個確定睡眠障礙診斷。
[0005]本發(fā)明的一個或多個實施例的另一方面是提供一種用于提供睡眠障礙診斷的方法，該方法包括:用聲音輸入 裝置接收源自睡眠環(huán)境中病人的聲音；用運動檢測器監(jiān)測睡眠環(huán)境中病人的運動；以及用計算機(jī)執(zhí)行裝置基于源自睡眠環(huán)境中病人的聲音或病人的運動中的一個或多個確定睡眠障礙診斷。
[0006]一個或多個實施例的另一方面是提供一種用于提供睡眠障礙診斷的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:聲音輸入部，其接收源自睡眠環(huán)境中病人的聲音；運動檢測部，其監(jiān)測睡眠環(huán)境中病人的運動；計算機(jī)執(zhí)行部，其接收并存儲與源自病人的聲音相關(guān)的數(shù)據(jù)，接收并存儲與病人的運動相關(guān)的數(shù)據(jù)，并且基于與源自病人的聲音相關(guān)的數(shù)據(jù)或與病人的運動相關(guān)的數(shù)據(jù)中的一個或多個確定睡眠障礙診斷。
[0007]結(jié)合附圖考慮以下說明及所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其他目的、特征和特性、相關(guān)結(jié)構(gòu)元件和各部分的組合的操作方法和功能以及制造的經(jīng)濟(jì)性將變得更加明顯，這些附圖構(gòu)成本說明書的一部分，其中在各圖中相同的附圖標(biāo)記表示對應(yīng)的部分。然而，應(yīng)當(dāng)特別理解，這些附圖僅用于例示和說明的目的，而不意圖作為對本發(fā)明范圍的限定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是根據(jù)本發(fā)明各實施例的睡眠障礙診斷系統(tǒng)的實例；
圖2是根據(jù)本發(fā)明各實施例的睡眠障礙診斷方法的實例；
圖3是根據(jù)本發(fā)明各實施例的呼吸波形的實例；圖4是根據(jù)本發(fā)明各實施例的從睡眠事件/參數(shù)確定診斷用的圖表的實例；
圖5是根據(jù)本發(fā)明各實施例的使用結(jié)構(gòu)光的運動檢測器的實例；
圖6A和圖6B示出根據(jù)本發(fā)明各實施例的用于檢測運動的光線幾何的實例；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明各實施例的示出某些可生理上測量的現(xiàn)象與睡眠狀態(tài)之間關(guān)系的圖表的實例。
具體實施例
[0009]在本文中使用的單數(shù)形式的“一”和“該”除非上下文另外清楚說明，否則包括復(fù)數(shù)形式。在本文中使用的兩個以上的部分或部件“耦合”的表述意味著這些部分直接或間接，即，通過一個或多個中間部分或部件，連接在一起或者一起工作，只要形成鏈路即可。在本文中使用的“直接耦合”意味著兩個元件彼此直接接觸。在本文中使用的“固定耦合”或“固定”意味著兩個部件耦合成作為一體運動，同時保持彼此相對定位不變。
[0010]在本文中使用的詞語“單一”意味著作為單個零件或單元產(chǎn)生的部件。也就是說，包括分別產(chǎn)生然后耦合在一起作為單元的多個零件的部件不是“單一”部件或物體。在本文中采用的兩個以上的部分或部件相互“接合”的表述應(yīng)意味著這些部分直接或者通過一個或多個中間部分或部件相互施加作用力。在本文中采用的術(shù)語“次數(shù)”應(yīng)意味著一或大于一的整數(shù)(即，多個)。
[0011]在本文中使用的方向性詞語，例如但不限于，頂部、底部、左、右、上、下、前、后以及它們的衍生詞，涉及在附圖中示出的各元件的方位并且除非在權(quán)利要求中明確陳述，否則不限制權(quán)利要求。
[0012]在本文中描述的系統(tǒng)和方法能夠規(guī)避典型的睡眠障礙診斷過程。它們提供的睡眠障礙篩查程序相對于傳統(tǒng)程序在成本、方便性、時間等方面具有優(yōu)勢。例如，如前文討論的，典型的睡眠障礙篩查需要連接到病人的各種侵入式傳感器，并且經(jīng)常要去“睡眠門診”(例如，安裝和拆卸傳感器、 住院病人監(jiān)測等)。不需臥床的篩查對病人來說不是十分方便，因為病人需要佩戴多導(dǎo)睡眠描記(polysomnography, PSG)傳感器和/或其他傳感器(通常由臨床醫(yī)生安裝)。這些程序?qū)τ谒吲R床醫(yī)生(例如，需要通宵輪班)和病人(例如，對傳感器和睡眠環(huán)境感到不舒服和陌生)來說既費時又費力。
[0013]本文提供的系統(tǒng)和方法致力于更容易地全面篩查來診斷睡眠障礙的需求?，F(xiàn)有的方案既費時又費力，并且不能同時篩查多個障礙。本文描述的系統(tǒng)和方法提供有差別的在家(或者其他方便的睡眠區(qū)域)篩查期間的診斷，其允許用戶在自然睡眠環(huán)境中睡眠并且沒有任何體表傳感器干擾睡眠。
[0014]多方人員可以從本文描述的系統(tǒng)和方法受益，例如，全科醫(yī)生(generalpractitionenGP—醫(yī)生)。睡眠問題的診斷可能之所以困難是因為依賴于客戶的主觀數(shù)據(jù)并且/或者需要進(jìn)行睡眠研究來診斷。GP通常不是睡眠專家，并且在問題嚴(yán)重的情況下，他們讓病人找睡眠實驗室來診斷。本文描述的系統(tǒng)和方法可以減少在睡眠實驗室診斷的需要，并且提高GP推薦到睡眠實驗室的質(zhì)量，從而減少等待名單上病人的數(shù)量。
[0015]睡眠診所本身可以從本文描述的系統(tǒng)和方法受益。實驗室環(huán)境下的傳統(tǒng)家庭篩查的準(zhǔn)備既費時成本又高，因為使用許多體表傳感器(它們可能需要實驗室專家來施加)。本文提供的系統(tǒng)和方法實現(xiàn)的非侵入式性家庭測試可被用作初步篩查，并且通過使用離開身體的傳感器可以減輕準(zhǔn)備工作并實現(xiàn)低成本。另外，通過使用自動的計算機(jī)執(zhí)行的分析可以減少差別診斷所需的時間和工作。此外，可以縮短等待列表，因為沒有歸類到內(nèi)部(診所內(nèi))研究的病人將不占用設(shè)施和人員。
[0016]病人也將從本文描述的系統(tǒng)和方法受益。不使用連接到病人的“導(dǎo)線”的實際家庭環(huán)境中的測試對病人來說更方便，因為病人不再需要往返于睡眠診所并帶著連接的導(dǎo)線睡眠或者嘗試在睡眠診所睡眠。此外，眾所周知，在睡眠診所睡眠偏離了睡眠者在他們自己的睡眠環(huán)境中體驗睡眠。從使用者的觀點了解到受睡眠困難困擾的人想要了解他們的睡眠。病人力圖確認(rèn)他們的睡眠像他們想的一樣糟，并且他們想要了解他們(主觀上)睡眠糟糕的原因。此外，病人想要弄清楚他們是他們的伙伴在睡眠期間受干擾的原因。病人還想知道睡眠期間發(fā)生了什么，從而評估是否需要醫(yī)生(GP或睡眠專家)的幫助。
[0017]在一些實施例中，提供非接觸式睡眠障礙診斷/篩查系統(tǒng)。圖1示出作為非接觸式睡眠障礙診斷/篩查系統(tǒng)的實例的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100可以包括控制應(yīng)用程序101、聲音輸入裝置103、運動檢測器105、顯示裝置107和/或其他元件。
[0018]控制應(yīng)用程序101可以是或包括能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出和/或本文描述的其他特征和功能的計算機(jī)應(yīng)用程序。該控制應(yīng)用程序可以在一個或多個計算機(jī)執(zhí)行裝置上執(zhí)行，或者由一個或多個計算機(jī)執(zhí)行裝置支持，例如，計算機(jī)執(zhí)行裝置109。計算機(jī)執(zhí)行裝置109可以包括一個或多個處理裝置(例如，微處理器)、一個或多個相關(guān)聯(lián)的存儲裝置(例如，存儲器111)、多個輸入和/或輸出端口以及/或者能夠?qū)崿F(xiàn)計算能力的其他元件。
[0019]聲音輸入裝置103可以是或者包括能夠接收來自病人睡眠環(huán)境的聲音并且將該聲音轉(zhuǎn)換為電信號和/或電磁信號的麥克風(fēng)或其他裝置。在一些實施例中，如本文描述的，聲音輸入裝置103可以是或包括被定位成能夠最佳地或精確地獲得來自病人和/或病人睡眠環(huán)境的聲音的多個麥克風(fēng)或 其他聲音接收裝置。
[0020]運動檢測器105可以是或包括能夠檢測睡眠環(huán)境中病人的運動而又不接觸病人的光檢測照相機(jī)或其他光學(xué)傳感器、雷達(dá)裝置、紅外光檢測裝置、熱檢測裝置、超聲裝置和/或任何其他傳感器。檢測到的運動可以包括眼動、胸部運動、嘴運動、腿和/或臂運動、軀干運動和/或其他身體運動。在一些實施例中，如本文描述的，運動傳感器可以包括或包含多個運動檢測器(例如，照相機(jī)、雷達(dá)裝置等)，從而最佳地或精確地獲得來自病人的運動信息。在一些實施例中，運動檢測器105可以包括或者可以與能夠使病人的運動更好地可視化的光源一起使用。
[0021]在一些實施例中，該光源可以向病人投射結(jié)構(gòu)光(structured light)。結(jié)構(gòu)光的使用可以包括向病人投射紅外光圖案，當(dāng)病人運動/呼吸時該圖案變形。然后可以容易地測量由微運動(例如，呼吸)引起的變形。圖5示出運動檢測器500的實例，其包括結(jié)構(gòu)光源501，結(jié)構(gòu)光源501向病人503投射紅外光的圖案，然后由傳感器505檢測該圖案。用于檢測運動的方法可以類似于用來量化深度的相位移動干涉法(Phase shiftinginterferometry)。通過設(shè)計結(jié)構(gòu)光源和感測被病人反射的來自該結(jié)構(gòu)光源的光的傳感器之間的基線距離，實現(xiàn)高運動檢測。圖6A和圖6B示出在檢測病人的運動時使用的光線幾何的實例(假定結(jié)構(gòu)光源和它的相應(yīng)傳感器彼此充分分開而接近平行光束)。圖6A示出病人體表上的點從A到A’的移動。當(dāng)傳感器以角度β觀測時，記錄到距離為Δζ’的明顯移位。圖6B示出以角度α投射入射光并且從角度β觀測時的情況。當(dāng)表面的垂直移位為Δζ時，投射點A跨過距離k移動到點A”，這被觀測為在傳感器的方向上投影的明顯距離。距離Δχ’顯然遠(yuǎn)大于Δζ’，因此可以檢測到較小的垂直運動。在沒有投射圖案時，如圖6Α和圖6Β中所示，觀測的垂直移位Δζ’和實際的垂直移位Δζ (從A到Α’)之間的關(guān)系由Δζ’ = Δζ 8?ηβ給出。在點A的情況下，作為從角度α投射的結(jié)果，觀測的水平移位Δχ’和實際的垂直移位Δζ (從A到Α”)之間的關(guān)系由Δχ’ = Δζ tan a cos β給出。有角度的投射的優(yōu)點表現(xiàn)為出現(xiàn)在傳感器上的移位現(xiàn)象的距離增加。在此情況下，增益G是新位移與舊位移之比:
【權(quán)利要求】
1.一種用于提供睡眠障礙診斷的系統(tǒng)，包括:聲音輸入裝置(103),其接收源自睡眠環(huán)境中病人的聲音；運動檢測器(105)，其監(jiān)測所述睡眠環(huán)境中所述病人的運動；以及計算機(jī)執(zhí)行裝置(109)，其配置為:接收并存儲與源自所述病人的聲音相關(guān)的數(shù)據(jù)，接收并存儲與所述病人的所述運動相關(guān)的數(shù)據(jù)，并且基于與源自所述病人的所述聲音相關(guān)的數(shù)據(jù)或與所述病人的所述運動相關(guān)的數(shù)據(jù)中的一個或多個來確定睡眠障礙診斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述運動檢測器是可見光檢測照相機(jī)、雷達(dá)裝置、紅外光檢測照相機(jī)、超聲裝置或熱檢測照相機(jī)中的一個或多個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)接收聲音或監(jiān)測運動時，所述聲音輸入裝置和所述運動檢測器都不與所述病人接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述聲音輸入裝置或所述運動檢測器中的至少一個與所述計算機(jī)執(zhí)行裝置集成在外殼中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述睡眠障礙診斷的確定包括所述診斷的概率指示器。
6.一種用于提供睡眠障礙診斷的方法，包括:用聲音輸入裝置(103)接收源自睡眠環(huán)境中病人的聲音； 用運動檢測器(105)監(jiān)測所述睡眠環(huán)境中所述病人的運動；以及用計算機(jī)執(zhí)行裝置(109)基于源自所述睡眠環(huán)境中所述病人的聲音和所述病人的運動中的一個或多個來確定睡眠障礙診斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述運動檢測器是可見光檢測照相機(jī)、雷達(dá)裝置、紅外光檢測照相機(jī)、超聲裝置或熱檢測照相機(jī)中的一個或多個。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中當(dāng)接收聲音或監(jiān)測運動時，所述聲音輸入裝置或所述運動檢測器都不與所述病人接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述聲音輸入裝置或所述運動檢測器中的至少一個與所述計算機(jī)執(zhí)行裝置集成在外殼中。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中確定所述睡眠障礙診斷包括確定所述診斷的概率指示器。
11.一種用于提供睡眠障礙診斷的系統(tǒng)，包括:聲音輸入部(103),其用于接收源自睡眠環(huán)境中病人的聲音；運動檢測部(105)，其用于監(jiān)測所述睡眠環(huán)境中所述病人的運動；計算機(jī)執(zhí)行部(109)，其用于:接收并存儲與源自所述病人的所述聲音相關(guān)的數(shù)據(jù)，接收并存儲與所述病人的所述運動相關(guān)的數(shù)據(jù)，并且基于與源自所述病人的所述聲音相關(guān)的數(shù)據(jù)或與所述病人的所述運動相關(guān)的數(shù)據(jù)中的一個或多個來確定睡眠障礙診斷。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述運動檢測部是可見光檢測部、雷達(dá)裝置部、紅外光檢測部、超聲裝置和熱檢測部中的一個或多個。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)接收聲音或監(jiān)測運動時，所述聲音輸入部或所述運動檢測部都不與所述病人接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述聲音輸入部或所述運動檢測部中的至少一個與所述計算機(jī)執(zhí)行部集成在外殼中。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述睡眠障礙診斷的確定包括所述診斷的概率指示器?！?br> 【文檔編號】A61B5/11GK103442636SQ201280016564
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月30日
【發(fā)明者】A.海恩里奇, R.J.E.M.雷曼恩, H.C.范沃特 申請人:皇家飛利浦有限公司