《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于ARM的呼吸暫停綜合征檢測(cè)系統(tǒng)*
電子技術(shù)應(yīng)用
甘智高，岳克強(qiáng)，李文鈞，潘成銘
（杭州電子科技大學(xué) 電子信息學(xué)院，浙江 杭州 310018）
摘要： 阻塞型睡眠呼吸暫停綜合征（Obstructive Sleep Apnea Hypopnea Syndrome， OSAHS）是一種常見(jiàn)的呼吸睡眠疾病，它會(huì)降低人們的睡眠質(zhì)量，使人們產(chǎn)生疲憊感，更嚴(yán)重地會(huì)危害人們的身心健康。研究設(shè)計(jì)了一種基于ARM的OSAHS檢測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)以i.MX6ULL作為硬件主控，采用嵌入式Linux系統(tǒng)為軟件平臺(tái)，具有鼾聲采集處理、檢測(cè)分類、傳輸?shù)裙δ?，與云平臺(tái)建立完整的OSAHS檢測(cè)系統(tǒng)，并且通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)儀（PSG）設(shè)備對(duì)比檢測(cè)效果達(dá)到83.9%，達(dá)到初篩的作用，具有較強(qiáng)的輔助診斷應(yīng)用價(jià)值。
中圖分類號(hào)：TN911.72 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223563
中文引用格式： 甘智高，岳克強(qiáng)，李文鈞，等. 基于ARM的呼吸暫停綜合征檢測(cè)系統(tǒng)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(10)：124-129.
英文引用格式： Gan Zhigao，Yue Keqiang，Li Wenjun，et al. OSAHS detection system based on ARM platform[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(10)：124-129.
OSAHS detection system based on ARM platform
Gan Zhigao，Yue Keqiang，Li Wenjun，Pan Chengming
(School of Electronic Information， Hangzhou Dianzi University， Hangzhou 310018， China)
Abstract： Obstructive Sleep Apnea Hypopnea Syndrome (OSAHS) is a common respiratory sleep disease. It decreases the quality of people's sleep and causes fatigue, and more seriously, it harms people's physical and mental health. The study designed an ARM-based OSAHS detection system. The system uses i.MX6ULL as the hardware master control and the embedded Linux system as the software platform. It has functions such as snore collection and processing, detection and classification, transmission, etc. The system has established a complete OSAHS detection system with the cloud platform. By comparing with the standard polysomnography (PSG) device, the detection effect reaches 83.9%. It achieves the role of primary screening and has strong auxiliary diagnostic application value.
Key words : ARM；Obstructive Sleep Apnea Hypopnea Syndrome （OSAHS）；detection system；polysomnography （PSG）

0　引言

OSAHS臨床表現(xiàn)為患者在睡眠時(shí)打鼾并且伴隨著連續(xù)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的呼吸暫停事件，以及出現(xiàn)白天嗜睡疲乏癥狀。研究指出由于呼吸暫停而導(dǎo)致的反復(fù)呼吸不暢、氧氣不足，可導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生，最嚴(yán)重會(huì)夜間猝死[1]。目前多導(dǎo)睡眠儀(Polysomnograph，PSG)是評(píng)估OSAHS嚴(yán)重程度的最常見(jiàn)方法，也是金標(biāo)準(zhǔn)[2]，但是PSG儀器價(jià)格高昂，患者只有在意識(shí)到問(wèn)題后才會(huì)去醫(yī)院等專業(yè)機(jī)構(gòu)就診，這往往會(huì)導(dǎo)致OSAHS發(fā)現(xiàn)時(shí)機(jī)的延誤。

鼾聲與語(yǔ)音有很相似之處，可以使用語(yǔ)音信號(hào)的特征作為鼾聲分析的特征，常見(jiàn)的端點(diǎn)檢測(cè)主要有基于時(shí)頻特征的方法[3]以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)[4]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[5]的方法。時(shí)頻域的算法一般較簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，但抗噪干擾是個(gè)問(wèn)題，丁荔等[6]提出OM-LSA和維納濾波結(jié)合的睡眠鼾聲降噪的方法，實(shí)現(xiàn)低信噪比環(huán)境下算法的高準(zhǔn)確率；而機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法操作復(fù)雜，計(jì)算量大。在區(qū)別是否患有OSAHS的早期研究中，偏向于鼾聲的聲音強(qiáng)度的研究，用在一段時(shí)間內(nèi)鼾聲信號(hào)的聲級(jí)LAeq來(lái)區(qū)別OSAHS患者和單純打鼾人[7]。Azadeh Yadollahi通過(guò)共振峰和短時(shí)平均過(guò)零率，實(shí)現(xiàn)鼾聲和呼吸聲二分類達(dá)到90%的準(zhǔn)確率[8]。彭好等發(fā)現(xiàn)OSAHS患者的共振峰頻率其F1值的大小與OSAHS的嚴(yán)重程度呈現(xiàn)出相關(guān)性[9]。還有研究用鼾聲基頻作為區(qū)分特征[10]，以及用K均值對(duì)鼾聲片段按照時(shí)間間隔的二分類,以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)OSAHS的自動(dòng)診斷[11]。

目前重要的是要發(fā)現(xiàn)在出現(xiàn)OSAHS癥狀臨床早期進(jìn)行準(zhǔn)備和治療，尤其是如何盡快發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的部分研究算法在應(yīng)用上還有一定距離，如何能將算法部署成功應(yīng)用是一個(gè)關(guān)鍵[12]。本文研究設(shè)計(jì)的一種OSAHS檢測(cè)系統(tǒng)，起到了一個(gè)幫助用戶自查初篩的作用，及時(shí)提醒用戶，能夠大大降低病情加重風(fēng)險(xiǎn)。



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作者信息：

甘智高，岳克強(qiáng)，李文鈞，潘成銘

（杭州電子科技大學(xué) 電子信息學(xué)院，浙江 杭州 310018）


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