[发明专利]基于睡眠脑电信号的睡眠分期方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及睡眠分期技术领域，尤其涉及一种基于睡眠脑电信号的睡眠分期方法 及装置。

背景技术

睡眠是人体必不可少的生理活动，是一种既重要又复杂的生理现象，在人类生命 中大约占有三分之一的时间。睡眠是机体进行自我修复和完善的过程，对维持身心健康具 有重要的调节作用。

睡眠分期是根据人体在睡眠期间生理信号的不同变化而将睡眠过程分为不同的 阶段。各个阶段的睡眠以一定的规律周期性的出现，并且都有各自特定的生理和行为特点。 根据脑电图的不同特征及国际通用规则，主要将睡眠分为觉醒期、非眼球快速运动期(Non- rapideyemovement，简称NREM)和眼球快速运动期(Rapideyemovement，简称REM)。其 中，NREM期又分为四个时期，NREM-1期为入睡期，NREM-2期为浅睡期，NREM-3期为中度睡眠 期，NREM-4期为深度睡眠期。

在现有的临床睡眠分析中，主要由专家根据R&K睡眠EEG(electroencephalogram) 分期规则进行人工目测分析。而由于睡眠期间所记录的脑电数据非常庞大，因此由人工对 睡眠进行分期这种方式非常繁琐、耗时，准确率及效率很低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于睡眠脑电信号的睡眠分期方法及装置，旨在 提高睡眠分期的准确率及效率。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于睡眠脑电信号的睡眠分期方法，所述方 法包括以下步骤：

采用预设的时频分析方法对预设的各睡眠阶段的原始脑电信号进行分析，获取各 睡眠阶段的脑电信号特征信息；

根据所述脑电信号特征信息建立各睡眠阶段的脑电信号特征模型；

基于所述脑电信号特征模型对待处理脑电信号进行睡眠分期。

优选地，所述采用预设的时频分析方法对预设的各睡眠阶段的原始脑电信号进行 分析，获取各睡眠阶段的脑电信号特征信息的步骤包括：

对预设的各睡眠阶段的原始脑电信号进行短时傅立叶变换，获取各睡眠阶段的原 始脑电信号的频域特征信息；

对预设的各睡眠阶段的原始脑电信号进行希尔伯特变换，获取各睡眠阶段的原始 脑电信号的时域信号包络；

对预设的各睡眠阶段的原始脑电信号进行高斯窗傅立叶变换，获取各睡眠阶段的 原始脑电信号在预设频率上的局部频域特征信息。

优选地，所述采用预设的时频分析方法对预设的各睡眠阶段的原始脑电信号进行 分析，获取各睡眠阶段的脑电信号特征信息的步骤还包括：

利用预设的空间滤波器对所述频域特征信息、时域信号包络、局部频域特征信息 进行共空间模式滤波处理，获取各睡眠阶段的脑电信号特征信息。

优选地，所述根据所述脑电信号特征信息建立各睡眠阶段的脑电信号特征模型的 步骤包括：

基于各睡眠阶段的脑电信号特征信息，利用预设的学习向量量化神经网络算法进 行建模，建立各睡眠阶段的脑电信号特征模型。

优选地，所述基于所述脑电信号特征模型对待处理脑电信号进行睡眠分期的步骤 包括：

提取待处理脑电信号的特征信息，将所述特征信息在各睡眠阶段的脑电信号特征 模型中进行匹配，并根据匹配结果对待处理脑电信号进行睡眠分期。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于睡眠脑电信号的睡眠分期装置，所 述基于睡眠脑电信号的睡眠分期装置包括：

获取模块，用于采用预设的时频分析方法对预设的各睡眠阶段的原始脑电信号进 行分析，获取各睡眠阶段的脑电信号特征信息；

建模模块，用于根据所述脑电信号特征信息建立各睡眠阶段的脑电信号特征模 型；

睡眠分期模块，用于基于所述脑电信号特征模型对待处理脑电信号进行睡眠分 期。

优选地，所述获取模块还用于：

对预设的各睡眠阶段的原始脑电信号进行短时傅立叶变换，获取各睡眠阶段的原 始脑电信号的频域特征信息；

对预设的各睡眠阶段的原始脑电信号进行希尔伯特变换，获取各睡眠阶段的原始 脑电信号的时域信号包络；

对预设的各睡眠阶段的原始脑电信号进行高斯窗傅立叶变换，获取各睡眠阶段的 原始脑电信号在预设频率上的局部频域特征信息。

优选地，所述获取模块还用于：