[发明专利]用于确定受试者的睡眠姿势的系统和方法

说明书

用于确定受试者的睡眠姿势的系统和方法使用耦合到受试者的三轴加速度计。随时间分析三轴加速度计的多个三轴加速度信号，并从该分析中导出参考头尾旋转轴线。针对感兴趣的加速度测量值(即，在特定时间点)，然后可以确定围绕参考头尾旋转轴线的旋转角度，从而指示相对于该参考头尾旋转轴线的睡眠姿势。

技术领域

本发明涉及用于确定受试者的睡眠姿势的系统和方法。感兴趣的一个应用是用于治疗睡眠呼吸暂停，特别是当用作体位性睡眠治疗系统和方法的一部分时。

背景技术

睡眠呼吸暂停是一种多因素疾病。年龄、性别、体重、心功能不全、肺部疾病、季节性感染、生活方式导致疾病恶化。

阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的特征在于上气道的变窄和塌陷。解剖特性和特征主要导致塌陷。除静态解剖学特征外，上气道的动态变化也阻碍气道变窄。特别地，气道中软组织(腭、舌和会厌)的重力位移和肿胀使气道变窄并增加呼吸暂停低通气指数(AHI)。

中枢性睡眠呼吸暂停(CSA)的特征在于呼吸驱动的降低。神经活动的降低导致潮气量下降、气流完全停止或周期性呼吸(陈-施氏呼吸)。

睡眠呼吸暂停的一种治疗方法是在睡眠期间控制患者的姿势，特别是确保他们在其侧面而不是背部睡眠。

传统的体位睡眠训练方法被称为“网球技术”。利用这种技术，网球被缝制到由受试者穿在床上的衬衫的背部，使得受试者在他或她的背部睡觉时感到不舒服。

用于治疗体位性睡眠呼吸暂停的电子体位性睡眠治疗设备也是公知的。典型的体位性睡眠治疗设备使用加速度计系统来检测受试者是否正睡在他或她的背部上，并向受试者提供振动反馈，该振动反馈提示受试者改变他或她的姿势。

在家庭体位治疗系统中，患者自己将加速度计放置在身体上，潜在地导致身体位置和传感器取向的变化。此外，患者躯干的形状可能在人群中显著不同。这两个因素的组合可能导致加速度计取向和身体姿势之间关系的大变化，这可以使预训练模型预测不正确的姿势。

US 2019/160282公开了用于姿势和活动水平检测的加速度计的使用。校准加速度计的z轴线以表示患者身体的前后轴线。

US 2017/184630公开了一种使用竖直校准向量来校准无线传感器的方法。

希望以简单的方式校准传感器的位置，以便记录准确的姿势信息，而不会使用户对系统的使用复杂化。

发明内容

本发明由权利要求限定。

根据依据本发明的一方面的示例，提供了一种用于确定受试者的睡眠姿势的系统，包括：

用于耦合到受试者的三轴加速度计；以及

控制器，

其中控制器适于：

从三轴加速度计随时间的多个三轴加速度信号确定假定位于水平面中的参考头尾旋转轴线；以及

针对感兴趣的加速度测量值，确定围绕参考头尾旋转轴线的旋转角度。

该系统通过分析随时间的加速度信号来确定围绕头尾(头-趾)旋转轴线的旋转角度。这样，放宽了关于传感器相对于受试者身体定位的要求，因为传感器取向可以从随时间收集的信号的分析中导出，诸如在床上监测的初始时期期间。

例如，假定参考头尾旋转轴线位于水平面内。这使得能够在3D空间中限定参考头尾旋转轴线的取向。

由此可以不假设传感器在身体上的位置或传感器的取向。相反，参考旋转轴线是通过观察随时间的各种姿势获得的，然后可以为该姿势中的每个姿势计算旋转角度。由此识别旋转轴线和角度允许传感器的位置和放置方式的完全自由。