智慧型止鼾系統

系統介紹

智慧型止鼾系統包含止鼾設備，手機APP及伺服器。
智慧型止鼾系統的主要原理：
（1）打鼾的成病機理：鼾聲(snore)，俗稱“打呼嚕”，即入睡後伴隨著呼吸發出的呼吸粗鳴聲。
打鼾的根本原因是人在睡眠狀態下，咽喉部肌肉鬆弛，咽喉部組織塌陷等，造成上呼吸道出現通氣不暢或阻塞，當呼吸時氣流受到阻礙，引起呼吸道軟組織振動，發出的聲音。
（2）智慧型止鼾系統的原理：依據上一條所述的打鼾成病機理，結合醫院睡眠科醫生建議，當鼾症發生時，結合當前使用者的呼吸狀況、身體躺在床上的姿勢來啟動預先編排的止鼾動作，通過調整打鼾者的睡覺姿態為側睡的狀態，從而減少由於咽喉部肌肉鬆弛對呼吸道的壓迫，達到改善呼吸道的通氣環境，使通氣不暢或阻塞的呼吸道恢復暢通，從而起到止鼾的作用，同時可以改善使用者的睡眠質量。本系統具有止鼾、睡眠質量監測、睡眠數據（呼吸，心率，鼾聲狀態）收集等功能，長期使用可以記錄使用者完整睡眠狀況報告，可以給醫生診斷某些疾病的成因提供幫助。
（3）智慧型止鼾系統的結構：

如上圖所示，整個系統由止鼾設備（止鼾床墊和控制設備）、雲伺服器、手機端A
PP、PC端套用軟體4個部份組成。
智慧型止鼾系統的關鍵技術:
（1）鼾聲檢測技術
採用語音識別技術來進行鼾聲的判別，關鍵技術實現如下：
a.採用短時能量（幅度）、短時過零率作為端點檢測,並動態調整檢測閥值;
b.分析聲音的持續時間和間隔時間。
c.通過傅立葉變換將鼾聲的聲音信號轉變為頻域信號;
d.採用梅爾倒譜係數(MFCC）提取每個語音段中頻域MFCC向量

e.將提取的MFCC向量與原有鼾聲樣本向量用歐式距離比較相識度。
f.當距離大於閾值，將其作為新增向量存入表中，距離小於閾值則為原有向量加權值，權值不超過上限。全部比較完成後為所有向量進行一次減權，清理所有權值小於1的向量。
（2）鼾聲識別庫
收集整理大量的鼾聲樣本（>500個），這些樣本覆蓋不同性別、不同年齡段、不同體型的人群，根據這些樣本生成了鼾聲識別庫，為準確識別鼾聲打好了基礎。
（3）特別設計的止鼾機構
根據實驗和分析結果，設計了多排氣袋排列組合，通過對特定位置氣袋的充放氣來達到調整使用者睡姿的目的。
（4）睡姿檢測技術
為了能對使用者進行有效的干預，故需要了解使用者當前的頭部與身體的位置狀況，本系統中採用了電容接近式感測技術來判斷位置，電容式感應主要原理是當被檢測物體靠近接近開關工作面時，迴路的電容量發生變化，使得與之相連的振盪器頻率發生變化，通過測量頻率變化來控制開與關的作用，從而檢測物體的有或無。
（5）呼吸心率檢測
採用壓電薄膜做為心率和呼吸感測器，其內置於止鼾墊的內部，當人體躺在止鼾墊上時它實時採集人的心率和呼吸有關信號並輸出連續變化的模擬量信號。通過模數轉換器把這些模擬信號變成數位訊號，送入處理器中進行運算，得出實時的心率和呼吸數據。當用戶打鼾嚴重出現呼吸暫停時，可以立即檢測出，並通過聲音或者振動提醒用戶，避免出現嚴重的後果。
（6）自動數據推送後台雲伺服器
當止鼾墊檢測到鼾聲與呼吸心率數據後，通過家庭WIFI網路，採用HTTP協定將數據推送到系統的後台雲伺服器保存，實現了手機APP、微信平台、PC端軟體都可以隨時與後台雲伺服器進行數據獲取查看的功能。

主要功能

1.智慧型止鼾系統在檢測並識別為鼾聲時，通過頭部及軀幹的推動，實現將患者睡姿調整為側臥的方式，在不驚醒患者的前提下最大限度地減少患者的打鼾。
2.智慧型止鼾系統主要是減少用戶打鼾和打鼾噪音以提高睡眠質量，同時監測呼吸暫停事件，對嚴重者進行喚醒並提醒就醫，患者通過手機APP及伺服器可配置產品和查看打鼾數據及睡眠質量。
3.智慧型止鼾系統所使用的技術成功的解決了目前市場上所銷售的止鼾設備普遍存在的鼾聲檢測不準、頭部位置不準、止鼾效果差、舒適度差等缺陷。
本智慧型止鼾系統和市場上現有的止鼾產品技術進行分析對比：
（1）頭部與身體位置檢測準確率:
目前市面上的止鼾產品，絕大部分沒有安裝頭部位置檢測，或位置檢測極其不準確（通過個體樣本測試頭部位置檢測準確率≦50%）。我們的智慧型止鼾系統的頭部位置檢測準確率≧95% 。
（2）鼾聲檢測準確率：
鼾聲檢測準確率是指正確判斷鼾聲的機率，目前市場上其他所有的止鼾產品使用的鼾聲檢測手段都是聲音分貝值法，只能檢測聲音的大小，根本沒辦法判斷是否為鼾聲，所以他們的鼾聲檢測準確率極低。我們的智慧型止鼾系統因使用了鼾聲數學模型對比法算法，可以有效的識別出鼾聲，鼾聲檢測準確率大於90%；
（3）鼾聲檢測誤判率：
鼾聲檢測誤判率是指將普通的聲音誤判為鼾聲的機率，目前市場上其他所有的止鼾產品因為採用的是聲音分貝值法，只對聲音的大小判斷，只要聲音夠大，都會被誤判為鼾聲，誤判率超過50%以上。我們的智慧型止鼾設備因使用了鼾聲數學模型對比法算法，可以有效的濾除非鼾聲信號，鼾聲檢測誤判率小於5%。
（4）止鼾總體有效率：
有效止鼾是指止鼾設備能夠止鼾或明顯減輕打鼾症狀、明顯改善呼吸狀況，我們的智慧型止鼾系統通過大量志願者的大量測試統計，止鼾總體有效率≧80%。
（5）整體噪聲水平
止鼾設備在工作時，工作噪聲低於40分貝。

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