[发明专利]用于家庭睡眠监测领域的多模态生理电信号监护系统

摘要

本发明属于睡眠监测技术领域，具体为一种用于家庭睡眠监测领域的多模态生理电信号监护系统。本发明系统包括信号采集电极组件、预处理电路模块、多模态生理电信号处理模块、信号采集控制模块、无线传输模块、电源功耗管理模块、终端设备以及相应的嵌入式控制软件程序及信号分析解算算法模块。本发明使用了大量高度可编程、高集成度、低功耗元器件，结合先进的现代信号处理技术使得诸如脑电(EEG)、眼电(EOG)、心电(ECG)、肌电(EMG)等多模态生理参数的监测变得便携化、简易化、低生产成本化，从而为家庭睡眠监护提供了新途径。

主权项

1.一种用于家庭睡眠监测领域的多模态生理电信号监护系统，其特征在于，其包括信号采集电极组件、预处理电路模块、多模态生理电信号处理模块、信号采集控制模块、无线传输模块、电源功耗管理模块和终端设备以及相应的嵌入式控制软件程序及信号分析解算算法模块；其中：信号采集电极组件，用于包括EEG、EOG、ECG和EMG在内的多模态信号的感知，得到混杂较多噪声的生理电信号的原始模拟数值；预处理电路模块，用于去除原始模拟多模态生理电信号频带外的噪声以及50Hz工频及其倍频干扰的去除；多模态生理电信号处理模块，用于实现原始生理电信号的LPF低通滤波、多路MUX复用、多级PGA程控放大、AD模拟数字转换以及提供信号处理所需的高精度CLK时钟信号，得到数字多模态生理电信号；信号采集控制模块，借助SPI串行通信接口将控制指令以全双工、同步通信的方式传输至多模态生理电信号处理模块；无线传输模块，用于将多模态生理电信号处理模块获得的数字多模态生理电信号发送至空中接口完成数据的无线传输；电源功耗管理模块，用于向预处理电路模块、多模态生理电信号处理模块、信号采集控制模块和无线传输模块供电；终端设备，用于信号接收显示、数据存储、数据分析功能，完成与使用者的视觉交互、并提供系统工作日志的存储回传；嵌入式控制软件程序及信号分析解算算法模块，用于控制多模态生理电信号的采集转换时序进程，对采集得到的数字多模态生理电信号进行分析解算，并将解算结果以报告的形式进行展现；其中的信号分析解算算法模块对数字多模态生理电信号进行去伪迹预处理后，采用支持向量机SVM进行睡眠阶段分类，再对每一段信号进行特征提取，提取的特征包括时域、频域以及非线性特征；最后根据特征对睡眠状态进行分类，从而实现睡眠质量分析与评估。