基于心率變異性的睡眠檢測方法 - 注重睡眠管理 iWan攜四大秘笈出擊

　　睡眠，是一直備受人們關(guān)注的問題。那么，如何檢測睡眠，如何科學(xué)得得出睡眠信息，則是人們想知而又無從可知的事情。iWan通過深入地研究，從睡眠分期、心率變異性、睡眠心率的變化規(guī)律等方面，深入地對睡眠作了前期的研究和探討。

　　●睡眠分期

　　目前，世界各國多以美國加州大學(xué)腦研究所發(fā)布的睡眠分期方法為通用標(biāo)準(zhǔn)。它以30秒為單位，根據(jù)腦電波形將睡眠過程劃分為：醒覺期（Awake）、快速眼動期（Rapid Eye Movement Sleep，REMS） 和非快速眼動期（Non-REM Sleep，NREMS） 。其中，非快速眼動期又可分為淺睡期（Light Sleep， LS. 包括1期睡眠S1和2期睡眠S2） 和深睡期（Slow Wave Sleep ， SWS， 包括3期睡眠S3和4期睡眠S4）。一般應(yīng)用中，只區(qū)分醒覺期、快速眼動期、淺睡期和深睡期等4個睡眠時相，基本上可滿足臨床需要。

　　●心率變異性

　　心率變異性（（Heart Rate Variability，HRV）是指心率節(jié)奏快慢隨時間所發(fā)生的變化，即逐次心動周期的時間差別，它反映了心率連續(xù)的瞬時波動。有分析認(rèn)為，心率的波動是受體內(nèi)神經(jīng)體液的調(diào)控，通過心率變異性分析可獲得對心臟節(jié)律控制的神經(jīng)系統(tǒng)的有關(guān)信息。

　　還有研究發(fā)現(xiàn)：心率變異性信號包括高頻（HF）成分和低頻（LF）成分。其中，高頻成分反映了副交感功能，并與呼吸運(yùn)動同步，因此又被稱為呼吸成分，大約3秒鐘出現(xiàn)一次；低頻成分同時受到交感與副交感神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控。因此HRV與睡眠周期具有一定的相關(guān)性。

　　●心率變異性的檢測

　　HRV一般利用心電信號（ECG）中R-R波間期（R-R Interval，RRI）的變化來表示。R-R波間期是指在ECG信號的連續(xù)QRS波群中兩個R峰之間的時間間隔值，如下圖所示。

　　對采集的ECG信號進(jìn)行HRV信號的提取步驟主要包括：尋找并確定R波峰點、剔除異常（如早搏R波峰和噪聲信號）、確定R-R間期值以及繪制HRV曲線。

　　●睡眠心率的變化規(guī)律

　　經(jīng)檢索文獻(xiàn)庫資料，目前未發(fā)現(xiàn)基于分鐘脈搏計數(shù)方法實現(xiàn)睡眠分期的相關(guān)研究。只有部分文獻(xiàn)提及己發(fā)現(xiàn)的健康成人夜間睡眠心率變化的一般規(guī)律，概括如下：

　　（1） REMS和醒覺的平均心率都比NREMS快；NREMS比醒覺時心率慢10～30 次/分。

　?。?） REMS和醒覺時心率變化的標(biāo)準(zhǔn)差大于NREMS；

　?。?） 心率有隨著睡眠時間的延長而下降的趨勢；

　　（4） 后半夜REMS的心率變化有增大的趨勢。當(dāng)REMS 的持續(xù)時間大于20min～30min 時，心率通常不會持續(xù)保持在高水平， 而會發(fā)生較大起伏的振蕩（周期為20min 左右） ；

　?。?） 深睡期心率最低且平穩(wěn)。

　　此外，我們額外補(bǔ)充一個假設(shè)判據(jù)：醒覺期心率均值一般高于REMS。

　　● 睡眠分析處理過程

　?。?）通過手環(huán)采集睡眠動作數(shù)據(jù)和心率數(shù)據(jù)，并記錄數(shù)據(jù)。

　?。?）手機(jī)APP使用藍(lán)牙4.0與手環(huán)連接，并導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

　?。?）手機(jī)APP通過網(wǎng)絡(luò)把睡眠動作數(shù)據(jù)和心率數(shù)據(jù)傳給云平臺。

　?。?）云平臺通過對數(shù)據(jù)的分析和處理，將睡眠分期數(shù)據(jù)結(jié)果返回給手機(jī)APP。

　?。?）手機(jī)APP接收返回的分析結(jié)果并顯示。