TWI462725B - 依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之系統及其方法 - Google Patents
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Description
一種判斷睡眠障礙嚴重程度之系統及其方法，特別係指一種依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之系統及其方法。
睡眠和飲食一樣都是基本生理需求，每個人都需要睡眠，因此，在正常情況下，人不應該失眠。但實際上，由睡眠障礙門診的看診數可知，患有睡眠障礙的病人不在少數，一旦人長期無法由良好的睡眠中獲得充分休息時，將會感到非常疲憊且容易焦慮與憂慮，甚至影響角色功能以及危害健康。
若人們要判斷自己是否患有睡眠障礙，目前最主要的方式是使用多項生理監測儀(polysomnography)，多項生理監測儀可以監測睡眠時的呼吸暫停以及呼吸變淺的次數與型態、缺氧指數與次數、心電圖訊號、口鼻腔氣流、胸部腹部之呼吸運動、血液含氧量、打鼾次數等生理資料，並依照受測者的狀況額外增加其他儀器以監測其他生理資料，因此，使用多項生理監測儀監測睡眠時之生理資料，將對睡眠障礙的診斷具有相當大的幫助。
不過，使用多項生理監測儀所監測出的生理資料量非常龐大，需要一定經驗的醫護人員有耐心的查看之後才可以判斷出使用多項生理監測儀者是否患有睡眠障礙，同時，由於是由醫護人員進行經驗的判斷，因此往往也無法判斷出使用多項生理監測儀者患有睡眠障礙的嚴重程度。
綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在無法快速有效的判斷患有睡眠障礙之嚴重程度的問題，因此有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。
有鑒於先前技術存在無法快速有效的判斷患有睡眠障礙之嚴重程度的問題，本發明遂揭露一種依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之系統及其方法，其中：本發明所揭露之依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之系統，至少包含：資料收集模組，用以讀取受測者於睡眠時所測得之受測生理資料；資料讀取模組，用以依據受測生理資料之特徵讀取無睡眠障礙者於睡眠時所測得之常規生理資料，常規生理資料預先被儲存於儲存媒體中；基準資料產生模組，用以依據特徵，由被讀出之常規生理資料產生基準生理資料；睡眠障礙程度判斷模組，用以依據基準生理資料之特徵及受測生理資料之特徵判斷受測者是否患有睡眠障礙，及用以於判斷受測者患有睡眠障礙時，判斷睡眠障礙之嚴重程度。
本發明所揭露之依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之方法，其步驟至少包括：提供無睡眠障礙者於睡眠時所測得之常規生理資料；讀取受測者於睡眠時所測得之受測生理資料；依據受測生理資料之特徵讀取常規生理資料；依據特徵，由被讀出之常規生理資料產生基準生理資料；依據基準生理資料之特徵及受測生理資料之特徵判斷受測者是否患有睡眠障礙，並於受測者患有睡眠障礙時，判斷睡眠障礙之嚴重程度。
本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術之間的差異在於本發明依據受測生理資料之特徵讀取常規生理資料，並在依據特徵由被讀出之常規生理資料產生基準生理資料後，依據基準生理資料之特徵及受測生理資料之特徵判斷睡眠障礙之嚴重程度，藉以解決先前技術所存在的問題，並可以達成自動判斷睡眠障礙之嚴重程度的技術功效。
以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之特徵與實施方式，內容足以使任何熟習相關技藝者能夠輕易地充分理解本發明解決技術問題所應用的技術手段並據以實施，藉此實現本發明可達成的功效。
本發明可以在取得受測者於睡眠時所測得之生理資料後，根據無睡眠障礙者在睡眠時測量所得的生理資料判斷受測者是否患有睡眠障礙，並判斷受測者患有之睡眠障礙的嚴重程度。
本發明所提之生理資料為對個體進行特定測量後所得到的資料，例如，心跳數、呼吸數、體溫、血壓、肢體動作等，也可以如腦波圖、心電圖、聲音反射訊號、光反射訊號、血氧濃度、二氧化碳濃度、皮膚傳導性、眼球活動狀況、眼瞼活動狀況、身體末梢血管之體積/容積等，甚至可以是由上述各資料任意組成之集合，但並不以此為限。
本發明所提之睡眠障礙包含但不限於睡眠呼吸暫停或呼吸不足等睡眠相關呼吸障礙、嗜睡症等可能影響睡眠品質的症狀。
以下先以「第1圖」本發明所提之依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之系統架構圖來說明本發明的系統運作。如「第1圖」所示，本發明之系統含有資料收集模組110、資料讀取模組130、基準資料產生模組150、以及睡眠障礙程度判斷模組170。
資料收集模組110負責在以有線或無線的方式，讀取感測器400在受測者睡眠過程中所測得的生理資料，在本發明中，資料收集模組110所讀取之生理資料被稱為「受測生理資料」。
其中，感測器400負責監測受測者的生理資料。感測器400可以為侵入式或非侵入式的裝置，當感測器400為侵入式時，感測器400將全部或部分埋入受測者的體內；而當感測器400為非侵入式時，感測器400可能與受測者接觸，例如血壓計、溫度計、腦波測量裝置、心電圖測量裝置等，感測器400也可能不需與受測者接觸，例如動作感測裝置、震動感測器等。
資料讀取模組130負責依據資料收集模組110所讀取之受測生理資料的至少一個特徵，至儲存媒體200中讀取常規生理資料。資料讀取模組130所讀取之常規生理資料為多個無睡眠障礙的受測者在睡眠過程中進行測量所獲得的生理資料，在獲得常規生理資料後，常規生理資料被儲存至儲存媒體200中。
資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之受測生理資料的特徵，如「第2圖」所示，可以是生理資料的振幅510、生理資料的週期520或頻率、生理資料的波形530、生理資料之波形與時間軸圍起的區域面積540等項目，或是上述各項目的任意組合，但本發明並不以此為限。
資料讀取模組130可以讀取所有的常規生理資料，在資料讀取模組130讀取所有的常規生理資料前，資料讀取模組130可以先由受測生理資料中取得被用來判斷各種睡眠障礙所對應之一個或多個特徵，再將各個常規生理資料之相同特徵調整各個常規生理資料，使得受測生理資料與常規生理資料中，被用來調整之常規生理資料之特徵符合調整規則，例如，符合預定的比例，或是符合預定的差值等，但本發明並不以此為限。舉例而言，若與某一睡眠障礙對應的特徵為振幅，則資料讀取模組130將會先調整各個常規生理資料的振幅，使得各個常規生理資料的振幅與受測生理資料的振幅之間都符合調整規則。其中，與被調整之特徵無關的特徵將不會有任何的變化，例如，常規生理資料中，與振幅無關之週期等特徵不會被改變。
資料讀取模組130也可以只讀出部分的常規生理資料，此時，資料讀取模組130先由受測生理資料中取得被用來判斷各種睡眠障礙所對應之一個或多個特徵，再篩選出相同特徵符合調整規則的常規生理資料。舉例而言，若與某一睡眠障礙對應的特徵為週期，則資料讀取模組130將篩選出受測生理資料之週期與常規生理資料之週期符合調整規則的常規生理資料，之後才讀取篩選出之常規生理資料。
基準資料產生模組150負責依據資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之特徵，由被資料讀取模組130所讀出之常規生理資料進行計算，藉以產生基準生理資料。一般而言，被基準資料產生模組150產生之基準生理資料與被資料讀取模組130讀出之常規生理資料相對應。
在部分的實施例中，基準資料產生模組150可以對被讀出之常規生理資料的各個特徵進行統計分析，藉以計算出基準生理資料，例如計算常規生理資料之振幅、週期、區域面積的平均值、中位數等統計值，並根據計算出之統計值定義新波形，藉以將新波形作為基準生理資料。但基準資料產生模組150產生基準生理資料之方式並不以上述為限。
睡眠障礙程度判斷模組170負責依據基準生理資料以及受測生理資料中，資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之特徵，判斷受測者是否患有與資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之特徵對應的睡眠障礙。
睡眠障礙程度判斷模組170也負責在判斷出受測者患有與資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之特徵對應的睡眠障礙後，依據基準生理資料以及受測生理資料中，資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之特徵，判斷受測者患有之睡眠障礙的嚴重程度。
在部分的實施例中，睡眠障礙程度判斷模組170可以計算基準生理資料以及受測生理資料中，資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之特徵的比值，當計算出之比值達到預定值時，睡眠障礙程度判斷模組170可以判斷受測者患有與資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之特徵對應的睡眠障礙，而當計算出之比值未達到預定值時，則睡眠障礙程度判斷模組170可以判斷受測者未患有該睡眠障礙。同時，睡眠障礙程度判斷模組170還可以依據計算出之比值與預定值之比例或差值判斷受測者患有之睡眠障礙的嚴重程度。
接著以一個實施例來解說本發明的運作系統與方法，並請參照「第3圖」本發明所提之依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之方法流程圖。
在本發明提供使用之前，需要先測量多個無睡眠障礙者在睡眠時的常規生理資料，藉以提供後續使用(步驟301)。在本實施例中，假設被測量之常規生理資料包含心電訊號、呼吸數、體溫、血壓、以及肢體的動作次數。
在常規生理資料被儲存到儲存媒體200後，資料收集模組110可以讀取受測者在睡眠時所測得之受測生理資料(步驟320)。其中，受測者在睡眠時所測得之受測生理資料同樣會包含心電訊號、呼吸數、體溫、血壓、以及肢體的動作次數。
在資料收集模組110讀取受測者在睡眠時所測得之受測生理資料(步驟320)後，資料讀取模組130可以依據受測生理資料中的一個或多個特徵，至儲存媒體200中讀取多個常規生理資料(步驟330)。
在本實施例中，假設資料讀取模組130會先根據心電訊號、呼吸數、體溫、血壓、以及肢體的動作次數等受測生理資料的波形(特徵)以及常規生理資料中之心電訊號、呼吸數、體溫、血壓、以及肢體的動作次數的波形，篩選出波形相似度在預定值內(調整規則)的常規生理訊號，而後再讀出篩選出的常規生理訊號。
在實務上，資料讀取模組130也可以調整各個常規生理資料的波形，使得調整後之心電訊號、呼吸數、體溫、血壓、以及肢體的動作次數等常規生理資料的波形與受測生理資料之波形的相似度在預定值內，而後，資料讀取模組130再讀取出經過調整的常規生理資料。
在資料讀取模組130依據受測生理資料中的特徵，讀取常規生理資料(步驟330)後，基準資料產生模組150可以依據讀取常規生理資料所使用之特徵，由被讀取之常規生理資料產生基準生理資料(步驟350)。在本實施例中，基準資料產生模組150將分析所有被讀出之常規生理資料的波形，並由所有被讀出之常規生理資料中選出波形與其他常規生理資料之波形相似度最高的常規生理資料作為基準生理資料。
在基準資料產生模組150依據讀取常規生理資料所使用之特徵，由被讀取之常規生理資料產生基準生理資料(步驟350)後，睡眠障礙程度判斷模組170可以依據基準生理資料中，資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之特徵，以及受測生理資料中，資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之特徵，判斷受測者是否患有與資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之特徵對應的特定睡眠障礙(步驟360)。在本實施例中，睡眠障礙程度判斷模組170將計算基準生理資料之波形以及受測生理資料之波形的比值(也就是基準生理資料之波形以及受測生理資料之波形的相似度值)，並判斷計算出之比值是否達到預定值。
當計算出之比值未達到預定值時，睡眠障礙程度判斷模組170將判斷受測者未患有與資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之特徵對應的睡眠障礙；而當計算出之比值達到預定值時，睡眠障礙程度判斷模組170將判斷受測者患有與資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之特徵對應的睡眠障礙。
在睡眠障礙程度判斷模組170判斷受測者患有睡眠障礙後，睡眠障礙程度判斷模組170可以依據基準生理資料以及受測生理資料中，資料讀取模組130讀取常規生理資料所使用之特徵，判斷受測者所患有之睡眠障礙的嚴重程度(步驟370)。在本實施例中，假設睡眠障礙程度判斷模組170會依據計算出之比值與預定值的差值判斷受測者所患有之睡眠障礙的嚴重程度，例如，差值越高者越嚴重。如此，受測者便可以透過本發明得知是否患有睡眠障礙，並得知患有之睡眠障礙的嚴重程度。
綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於具有由受測生理資料之特徵讀取常規生理資料，並在依據特徵由被讀出之常規生理資料產生基準生理資料後，依據基準生理資料之特徵及受測生理資料之特徵判斷睡眠障礙之嚴重程度之技術手段，藉由此一技術手段可以來解決先前技術所存在無法快速有效的判斷患有睡眠障礙之嚴重程度的問題，進而達成自動判斷睡眠障礙之嚴重程度的技術功效。
再者，本發明之依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之方法，可實現於硬體、軟體或硬體與軟體之組合中，亦可在電腦系統中以集中方式實現或以不同元件散佈於若干互連之電腦系統的分散方式實現。
雖然本發明所揭露之實施方式如上，惟所述之內容並非用以直接限定本發明之專利保護範圍。任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明所揭露之精神和範圍的前提下，對本發明之實施的形式上及細節上作些許之更動潤飾，均屬於本發明之專利保護範圍。本發明之專利保護範圍，仍須以所附之申請專利範圍所界定者為準。
110．．．資料收集模組
130．．．資料讀取模組
150．．．基準資料產生模組
170．．．睡眠障礙程度判斷模組
200．．．儲存媒體
400．．．感測器
510．．．振幅
520．．．週期
530．．．波形
540．．．區域面積
步驟301 提供多個無睡眠障礙者於睡眠時所測得之常規生理資料
步驟320 讀取受測者於睡眠時所測得之受測生理資料
步驟330 依據受測生理資料之特徵讀取常規生理資料
步驟350 依據該特徵，由被讀出之常規生理資料產生基準生理資料
步驟360 依據基準生理資料之特徵及受測生理資料之特徵判斷受測者是否患有特定之睡眠障礙
步驟370 判斷睡眠障礙之嚴重程度
第1圖為本發明所提之依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之系統架構圖。
第2圖為本發明實施例所提之生理資料示意圖。
第3圖為本發明所提之依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之方法流程圖。
步驟301 提供多個無睡眠障礙者於睡眠時所測得之常規生理資料
步驟320 讀取受測者於睡眠時所測得之受測生理資料
步驟330 依據受測生理資料之特徵讀取常規生理資料
步驟350 依據該特徵，由被讀出之常規生理資料產生基準生理資料
步驟360 依據基準生理資料之特徵及受測生理資料之特徵判斷受測者是否患有特定之睡眠障礙
步驟370 判斷睡眠障礙之嚴重程度
Claims (8)
- 一種依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之方法，該方法至少包含下列步驟：提供多個無睡眠障礙者於睡眠時所測得之多個常規生理資料；讀取一受測者於睡眠時所測得之一受測生理資料；依據該受測生理資料之波形讀取符合調整規則之至少一該常規生理資料；分析該些被讀出之常規生理資料之波形以產生多個統計值，並依據該些統計值定義一基準生理資料；及依據該基準生理資料之波形及該受測生理資料之波形之相似度判斷該受測者是否患有至少一特定之睡眠障礙，並於該受測者患有該睡眠障礙時，判斷該睡眠障礙之嚴重程度。
- 如申請專利範圍第1項所述之依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之方法，其中該依據該受測生理資料之波形讀取至少一該常規生理資料之步驟是依據該受測生理資料之波形分別調整各該常規生理資料，使該常規生理資料之波形與該受測生理資料之波形符合該調整規則後，讀取各該常規生理資料。
- 如申請專利範圍第1項所述之依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之方法，其中該依據該受測生理資料之波形讀取至少一該常規生理資料之步驟是讀取波形與該受測生理資料相比符合該調整規則之至少一該常規生理資料。
- 如申請專利範圍第1項所述之依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之方法，其中該依據該基準生理資料之波形與該受測 生理資料之波形之相似度判斷該受測者是否患有該睡眠障礙之步驟是當該相似度達到一預定值時，判斷該受測者患有該睡眠障礙，其中該判斷該睡眠障礙之嚴重程度之步驟是依據該相似度與該預定值判斷該受測者患有該睡眠障礙。
- 一種依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之系統，該系統至少包含：一資料收集模組，用以讀取一受測者於睡眠時所測得之一受測生理資料；一資料讀取模組，用以依據該受測生理資料之波形讀取多個符合調整規則之至少一常規生理資料，該些常規生理資料係預先被儲存於一儲存媒體中，且為無睡眠障礙者於睡眠時所測得；一基準資料產生模組，用以分析該些被讀出之常規生理資料之波形以產生多個統計值，並依據該些統計值定義一基準生理資料；及一睡眠障礙程度判斷模組，用以依據該基準生理資料之波形及該受測生理資料之波形之相似度判斷該受測者是否患有至少一特定之睡眠障礙，及用以於判斷該受測者患有該睡眠障礙時，判斷該睡眠障礙之嚴重程度。
- 如申請專利範圍第5項所述之依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之系統，其中該資料讀取模組是依據該受測生理資料之波形分別調整各該常規生理資料之波形，使各該常規生理資料之波形符合該調整規則後，讀取各該常規生理資料。
- 如申請專利範圍第5項所述之依據比對基準判斷睡眠障礙嚴 重程度之系統，其中該資料讀取模組是篩選各該常規生理資料之波形與該受測生理資料之波形符合該調整規則者，並讀出篩選出之該些常規生理資料。
- 如申請專利範圍第5項所述之依據比對基準判斷睡眠障礙嚴重程度之系統，其中該睡眠障礙程度判斷模組是當該相似度達到一預定值時，判斷該受測者患有該睡眠障礙，當該相似度未達到該預定值時，判斷該受測者沒有該睡眠障礙，且該睡眠障礙程度判斷模組是依據該相似度及該預定值判斷該睡眠障礙之嚴重程度。
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| TW201328661A (zh) | 2013-07-16 |
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