大多数人花费约25%到33%的寿命睡觉。由于睡眠质量与生产率,情绪和卫生,睡眠技术 - 特别是可穿戴设备 - 具有蓬勃发展的市场存在。
不同类型的睡眠监控技术。使用的图像礼貌Perez-Pozuelo等人和《自然》杂志
与此相反多导睡眠图(PSG)那评估睡眠的临床金标准方法在美国,可穿戴睡眠技术属于消费者睡眠技术(CST)的范畴。对于电气工程师来说,CST需要一个具有低功耗、显著处理能力和小型化电路板空间的集成系统。
包括Google,Resmed,SeaveSense和Fitbit在内的公司正在积极努力制定此类设备。现在,谷歌声称新的雷达芯片,内置睡眠分析能力可能是更广泛的CST采用的关键。
消费者睡眠技术比临床分析的好处
消费者睡眠技术对临床方法(如PSG)的优势,以了解睡眠质量是观察者效果:也就是说,在实验室环境中观察患者可能会引入这种研究中的不准确性。通过CST,消费者不需要处于实验室设置并从方便,易用性和低成本中受益。
代表精度与用户负担的图表。PSG是最准确的,但也提出了最高的用户负担。使用的图像礼貌Perez-Pozuelo等人和《自然》杂志
临床上,睡眠分为五个阶段:Wake(W),非快速眼动(NREM - N1,N2,N3)和快速眼动(REM)。
睡眠阶段的一个例子是可穿戴的。使用的图像礼貌Fitbit.
Sleep Tech对这些睡眠阶段进行分析并分析并向用户提供信息丰富的摘要。
多感官与运动传感器的睡眠方法
在硬件设计层面,有两种常用的方法来分析睡眠:多感觉和基于运动传感器的方法。
多感觉方法使用各种传感器,如光学光体积描记(PPG)传感器、温度传感器和振动传感器等。同时,运动传感器方法通常依靠加速计和雷达传感器来测量清醒和睡眠。在CST中,可以将这两种方法结合起来。
压电传感器在非可穿戴设备中的地位
CST也以非可穿戴物的形式提供。不可穿戴设备可包括床传感器,其中压电传感器可以监测生物信号,例如心率,呼吸和身体运动。
当压电传感器经受动态应变时,它产生充电或电压,并分析以指示持续时间,相位或睡眠质量。TE连接在带有压电PVDF聚合物膜的条带中产生这种传感器,其嵌入或放置在床垫上。其厚度在50微米的范围内,该公司声称对实际用途的灵活性和不知不觉。
显示压电传感器对各种生物振动所检测到的电荷或输出电压变化的图表。使用的图像礼貌TE Connectivity.
虽然有很多公司为CST开发组件和技术,但谷歌正试图创新睡眠诊断领域。
谷歌启动项目Soli
谷歌创造了一个新的、创新的CST项目独奏曲。Soli是一个由60GHz毫米波频率调制的连续波(FMCW)雷达收发器单元组成的低功率雷达技术,首先集成到像素4电话(最近在巢穴中心)。
Project Soli的雷达芯片。使用的图像礼貌谷歌
雷达发出击中物体的电磁波并反射朝向雷达天线。反射信号的频谱包含丰富的信息,其表示场景内对象的距离和速度。
谷歌声称,从身体动作到呼吸,各种各样的动作都可以被探测到并描述出来。卷积神经网络(CNN)区分三种状态:缺席、清醒和睡眠。睡眠感知是Nest Hub的一个可选功能。
Nest Hub还使用麦克风、温度传感器和光线传感器来记录咳嗽、打鼾、房间温度的变化和光线——所有这些因素都会影响睡眠。收集到的数据在设备上处理,而不是在服务器上,在产品上创建了一个隐私层。
一个带有Soli的系统的分解视图。使用的图像礼貌谷歌
的另一个优点巢穴的睡眠感官是无与伦比的让那些不喜欢在睡觉时戴智能手表的用户感到舒适。然而,Soli的一个缺点是,它还不能区分睡眠和阅读等低运动活动,因为它不依赖心率测量和直接运动检测来评估睡眠。
扩大消费者睡眠技术的接触
通过对CST技术的全新尝试,谷歌希望Soli可以拓宽如何生成睡眠数据的概念,并带来CST在可穿戴设备之外的更多进步。虽然消费者技术不是用来诊断或治疗睡眠相关的疾病,但它可以帮助用户了解日常睡眠质量和影响睡眠的因素。
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