智能老年人睡眠監測器設計

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了越來越多的醫學家的關注。根據世界衛生組織報道顯示，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在老年醫學研究的重點，本文希望通過設計一款可以監測睡眠障礙的睡眠監測儀來幫助解決這個問題。

關鍵詞：老人；睡眠；健康；監測

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，老年人容易出現睡眠時間短、易覺醒、入睡困難等問題。據數據顯示老年人的失眠發生率是年輕人的3-4倍。而導致失眠很大部分原因是患有睡眠障礙，引發老年人睡眠障礙發生的影響因素有很多，但目前大多數的老年人對此認知不清，一味認為自己只是普通的失眠，錯失了提前發現病情的機會。

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，從而引發嚴重的生命危險。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睡眠監測的原因與目的

隨著人口老齡化，睡眠障礙的發生率也在增加。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。睡眠監測器可以幫助老人及其家屬實時監測老人睡眠時的健康狀況，有效預防并提醒睡覺中出現的異常情況，做到防患于未然。

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

2.市場上睡眠監測器分析

2.1國內外睡眠監測概況

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

與此同時，智能手環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，這類可穿戴類產品收集的數據也會有很大的誤差。

2.2調研分析

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

目前市場上各類睡眠監測產品的共病就是測試數據不準，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一的標準。根據Sleep Shepherd的創始人兼總裁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。”當它的算法基礎與運動傳感器發生偏離的時候，監測就會存在缺陷，給出不準確的數據。

3.常用的監測技術

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，經過30多年的改進，開始廣泛地應用到睡眠產品對睡覺時覺醒模式的監測評估。現市場上使用的體動記錄儀從3個方向軸記錄數據，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測器和醫用睡眠監測數據相比，還有很大的差距。

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

3.2多導睡眠監測

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

但是醫用的監測數據雖然準確但還是有很大的局限性。患者需要在醫院度過一個或兩個晚上，用不同的設備測量各種睡眠數據，這對于患者來說，突然在一個陌生的環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生很大影響，所以監測的數據也會和其在熟悉的睡眠環境里監測得到的數據有區別。

4.睡眠監測器的案例分析

目前市場上的睡眠監測儀只是純粹的睡眠監測，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測產品。

4.1注重生命監測

睡眠監測儀除了在注重提升數據的精確度以外，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。因此我覺得睡眠監測器可以增加監測重要的生命特征數據。

4.2干預式設計

只有監測功能的產品無法給用戶帶來更好的睡眠體驗，還應該為用戶根據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，及時調節溫度或濕度至舒適的睡眠狀態；或當用戶夜晚起身時自動開啟室內的燈光方便他們行動。

一旦監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測儀應該幫助使用者還原日常的睡眠環境，做到真正的無感監測不給被他們任何束縛感。同時數據上還應該增加更多的有效監測數據，真正的解決睡眠障礙的問題，對異常數據進行相關指導建議，避免病情的嚴重化。

4.3技術

睡眠質量的好壞與睡眠的環境也有關系。可以在現有產品功能基礎上，增加周圍環境的監測，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，監測睡眠者的信息。運用物聯網技術，通過物聯網可以將家中的設備與監測儀相連接，實現家中的智能控制，方便其調節溫度濕度智能鎖等產品。

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品。

5.總結

現代筆記本之父比爾·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。”通過對睡眠監測器的研究我們不僅了解到老年人監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測器，最大限度的提升老年人的健康狀況。

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