智能老年人睡眠監(jiān)測器設計

史小玉 金冬

摘要：睡眠是人體一個重要的生理過程，睡眠是否對人身體健康有影響也引發(fā)了越來越多的醫(yī)學家的關注。根據(jù)世界衛(wèi)生組織報道顯示，全世界人口中有35%的老人患有睡眠障礙，而青壯年患病率為28%，因此老年人在睡覺中因突發(fā)病死亡的概率也遠高于正常人。如何治療老年人的睡眠障礙問題也成為了現(xiàn)在老年醫(yī)學研究的重點，本文希望通過設計一款可以監(jiān)測睡眠障礙的睡眠監(jiān)測儀來幫助解決這個問題。

關鍵詞：老人；睡眠；健康；監(jiān)測

1.老年人睡眠

1.1老年人睡眠概況

人一生有三分之一的時間在睡覺，人的生長發(fā)育等健康情況都是在睡覺中進行，人的睡眠質量也直接決定著人們的身體健康情況。與之相反，人的睡眠狀況也反向表現(xiàn)了一個人的健康狀況。人的睡眠狀況關乎著其一生的健康情況，每天的睡眠質量決定著最近的身體狀況，每一天人都要睡覺，因此睡眠在人是人一生中最重要的生理活動。

不同年齡階段的人群睡眠狀況也有所不同，老年人容易出現(xiàn)睡眠時間短、易覺醒、入睡困難等問題。據(jù)數(shù)據(jù)顯示老年人的失眠發(fā)生率是年輕人的3-4倍。而導致失眠很大部分原因是患有睡眠障礙，引發(fā)老年人睡眠障礙發(fā)生的影響因素有很多，但目前大多數(shù)的老年人對此認知不清，一味認為自己只是普通的失眠，錯失了提前發(fā)現(xiàn)病情的機會。

1.2睡眠障礙

有研究指出，我國有45.5%的人患有睡眠障礙，老年人占比過半高達56.7%，患有睡眠障礙不僅會給老年人的日常生活帶來不便，還會影響其生理機能，誘發(fā)多種精神疾病。長期患有睡眠障礙的老年人也不利于他們其他病情的治療和康復，還會導致血壓升高，嚴重的則會出現(xiàn)夜間睡眠心律不正常、猝死、卒中、肺動脈血壓增高、身體抽搐以及認知功能下降等癥狀。

在患有睡眠障礙的老年人中，有80%的患者會發(fā)生阻塞性睡眠呼吸障礙，患有呼吸障礙的老年人，睡覺時會因為呼吸暫停，導致全身重要器官處于低氧狀態(tài)，從而引發(fā)嚴重的生命危險。因此老年人的生活質量及身體健康和睡眠狀況好壞息息相關。

1.3睡眠監(jiān)測的原因與目的

隨著人口老齡化，睡眠障礙的發(fā)生率也在增加。睡眠障礙可能會導致老年人患有糖尿病、高血壓、心血管等疾病，這也是老年人群中常見的幾種疾病。睡眠監(jiān)測器可以幫助老人及其家屬實時監(jiān)測老人睡眠時的健康狀況，有效預防并提醒睡覺中出現(xiàn)的異常情況，做到防患于未然。

我國近幾年來經(jīng)濟水平提高，消費升級，各種智能輔助器也應運而生。針對目前中國的現(xiàn)狀而言，中國人更習慣于居家養(yǎng)老，這與歐美國家的情況有很大的區(qū)別。這也催生了一大批家用養(yǎng)老產(chǎn)品，因此我認為應該有一款適應于家用的監(jiān)測睡眠障礙的監(jiān)測儀。

2.市場上睡眠監(jiān)測器分析

2.1國內(nèi)外睡眠監(jiān)測概況

目前市場上的睡眠監(jiān)測器多是與手環(huán)相結合，通過傳感器與身體相接觸，監(jiān)測心跳率、呼吸率、身體翻身和離床數(shù)據(jù)，這類產(chǎn)品不需要使用者改變自身的睡眠習慣，適應于大多數(shù)人。但智能手環(huán)所能監(jiān)測的指標數(shù)量，相對于醫(yī)療監(jiān)測指標來說，并不是能夠作為疾病鑒定依據(jù)的關鍵數(shù)據(jù)。

與此同時，智能手環(huán)需要使用者在睡覺時戴，這對于有裸睡習慣的人群來說勢必會降低他們睡覺的舒適度。當人們長時間帶手環(huán)睡覺，表帶會壓迫血管，引起手臂麻木等進而影響其睡眠，同時受睡姿的影響，這類可穿戴類產(chǎn)品收集的數(shù)據(jù)也會有很大的誤差。

2.2調研分析

ResMed他們家推出了一款家用睡眠監(jiān)測設備S+，使用時直接放在桌子上，非接觸性監(jiān)測睡眠數(shù)據(jù)。它不僅可以監(jiān)測使呼吸深淺，還可以記錄周圍環(huán)境光和噪音溫度。這款產(chǎn)品還可以根據(jù)睡眠情況、環(huán)境和生活方式提供個性化的睡眠指導。但是這款產(chǎn)品過多的依賴手機，而且還要在睡覺前告知機器，并不是很方便老人的使用，畢竟我國大多數(shù)老人生活在科技相對落后的社會環(huán)境中，容易對于高科技產(chǎn)品產(chǎn)生畏懼感、難操作，所以產(chǎn)品的使用方式要簡化去方便老年人的使用。

Beddit是一個布滿傳感器的長帶子，使用時將帶子平鋪在床上，另外一頭連接電源，即可分析晚上的睡眠情況。但美中不足的是Beddit的帶子比較短，如果睡覺中移動到帶子外，它就無法監(jiān)測。與此同時，Beddit采用的是一種纖維材質，平整度不好容易移位，監(jiān)測結果會因此不準。

目前市場上各類睡眠監(jiān)測產(chǎn)品的共病就是測試數(shù)據(jù)不準，歸根到底還是因為人體睡眠的多樣性，判斷方式還未能形成一個統(tǒng)一的標準。根據(jù)Sleep Shepherd的創(chuàng)始人兼總裁Michael Larson的說法，人工智能算法的問題在于“當下大多數(shù)人工智能算法的核心是模式匹配，而在睡眠技術領域所存在的一個問題就是，算法中使用的模式是有缺陷的，它們無法很好地來描述睡眠狀態(tài)?！碑斔乃惴ɑA與運動傳感器發(fā)生偏離的時候，監(jiān)測就會存在缺陷，給出不準確的數(shù)據(jù)。

3.常用的監(jiān)測技術

3.1體動記錄儀

最早體動記錄儀是用來衡量軍人身體性能的，經(jīng)過30多年的改進，開始廣泛地應用到睡眠產(chǎn)品對睡覺時覺醒模式的監(jiān)測評估?，F(xiàn)市場上使用的體動記錄儀從3個方向軸記錄數(shù)據(jù)，使用三軸的傳感器可以很靈敏記錄到3個方向輕微的移動。同時市場上的睡眠監(jiān)測器和醫(yī)用睡眠監(jiān)測數(shù)據(jù)相比，還有很大的差距。

雖然體動記錄儀還不是很專業(yè)，但它還是可以給用戶提供有用的信息，因此現(xiàn)在市場上的睡眠監(jiān)測器雖然不能和醫(yī)用的一樣精準，但還是一個方便、經(jīng)濟劃算、相對精準的睡眠收集方式。

3.2多導睡眠監(jiān)測

世界睡眠研究界將多導睡眠監(jiān)測作為判斷是否患有睡眠障礙疾病的金標準，專業(yè)的記錄了睡眠時各種生理參數(shù)，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)醫(yī)生可以進行專業(yè)的分析判斷各種與睡眠障礙的相關疾病。

但是醫(yī)用的監(jiān)測數(shù)據(jù)雖然準確但還是有很大的局限性?；颊咝枰卺t(yī)院度過一個或兩個晚上，用不同的設備測量各種睡眠數(shù)據(jù)，這對于患者來說，突然在一個陌生的環(huán)境睡覺還要在身體上放置多種儀器，會對患者的睡眠質量產(chǎn)生很大影響，所以監(jiān)測的數(shù)據(jù)也會和其在熟悉的睡眠環(huán)境里監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)有區(qū)別。

4.睡眠監(jiān)測器的案例分析

目前市場上的睡眠監(jiān)測儀只是純粹的睡眠監(jiān)測，并不適用于老年人，也無法真正的解決老年人的健康問題，確實缺少一款可以讓老年人家用的睡眠監(jiān)測產(chǎn)品。

4.1注重生命監(jiān)測

睡眠監(jiān)測儀除了在注重提升數(shù)據(jù)的精確度以外，還應該實在的解決問題。設計一款老年人使用的監(jiān)測儀，應該要減少老年人因睡眠障礙的致死率。因此我覺得睡眠監(jiān)測器可以增加監(jiān)測重要的生命特征數(shù)據(jù)。

4.2干預式設計

只有監(jiān)測功能的產(chǎn)品無法給用戶帶來更好的睡眠體驗，還應該為用戶根據(jù)自身情況提供定制化解決方案。同時臥室空氣的質量溫度濕度等，及時調節(jié)溫度或濕度至舒適的睡眠狀態(tài)；或當用戶夜晚起身時自動開啟室內(nèi)的燈光方便他們行動。

一旦監(jiān)測到老人生命體征的異常情況，直接呼叫120和親屬電話，還可以打開家中的智能鎖，防止出現(xiàn)獨居老人失去意識無法開門，不能及時救援的狀況。

所以一款好的睡眠監(jiān)測儀應該幫助使用者還原日常的睡眠環(huán)境，做到真正的無感監(jiān)測不給被他們?nèi)魏问`感。同時數(shù)據(jù)上還應該增加更多的有效監(jiān)測數(shù)據(jù)，真正的解決睡眠障礙的問題，對異常數(shù)據(jù)進行相關指導建議，避免病情的嚴重化。

4.3技術

睡眠質量的好壞與睡眠的環(huán)境也有關系?？梢栽诂F(xiàn)有產(chǎn)品功能基礎上，增加周圍環(huán)境的監(jiān)測，更好地反應老年人每天的睡眠情況。采用UWB定位技術，可以直接通過無接觸方式，監(jiān)測睡眠者的信息。運用物聯(lián)網(wǎng)技術，通過物聯(lián)網(wǎng)可以將家中的設備與監(jiān)測儀相連接，實現(xiàn)家中的智能控制，方便其調節(jié)溫度濕度智能鎖等產(chǎn)品。

4.4外形材質

《莊子·刻意》有淡然無極而眾美從之的說法，因此我希望睡眠監(jiān)測儀整體外形簡約自然，這也符合中國自古以來的雅文化的審美觀，符合老年人的審美。產(chǎn)品材料上采用金屬與布制品的相結合，金屬部分采用鋁合金，因為鋁合金低密度質量輕，強度高，還可以輕松加工成各種形狀很好塑性，并且有很好的導電、導熱性和抗腐蝕性。而且鋁合金比不銹鋼要更輕盈，很適合做日常生活產(chǎn)品。

5.總結

現(xiàn)代筆記本之父比爾·莫格里奇曾多次說過：“我們是在設計互動，而不是在設計名詞。”通過對睡眠監(jiān)測器的研究我們不僅了解到老年人監(jiān)測睡眠時的身體狀況，還了解了老年人的使用體驗、功能。通過對老年人睡眠障礙問題進行分析，設計出一款可以真正解決老年人睡眠問題的睡眠監(jiān)測器，最大限度的提升老年人的健康狀況。

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