孙 竞，王琳琳，王 磊，王 妍，张雪松，沙 洪

（中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所，天津300192）

0 引言

睡眠是人生命中必不可少的活动，睡眠质量不佳会导致白天精神不振，增加发生事故的风险。睡眠问题在老年人身上尤为严峻，老年人睡眠缺失和不规律睡眠与重大疾病紧密相关，例如心血管疾病、糖尿病、高血压、抑郁症等[1]。睡眠呼吸暂停综合征也大大地困扰着广大肥胖者以及心血管疾病患者，这种睡眠呼吸障碍会在睡眠中反复中断呼吸，极易引发心脑血管并发症[2-3]。随着生活节奏的加快，年轻人的睡眠问题也不容忽视，据《2020喜临门中国睡眠指数报告》报道，年轻人普遍晚睡，平均睡眠时长仅6.92 h，深度睡眠比例不到1/3，有52.5%的年轻人习惯主动熬夜，经常失眠占比36.1%。同时报告指出，许多人反映自己的睡眠存在多梦、觉醒，并有强烈的不安感等问题。长期的睡眠不足和睡眠不规律还会引发一系列健康问题，如免疫力下降、压力大、肥胖、焦虑、认知障碍以及健忘[1，4-5]。

本研究为了开发一款家用便携式睡眠信息监测系统，设计了用于记录脉搏波、心率、血氧饱和度、呼吸异常次数、睡姿等信息的头戴式硬件设备，同时设计了用于对硬件设备的启停操作以及接收报告等操作的手机App，实现患者在家中对自身睡眠质量、效率以及呼吸紊乱问题的发生情况的客观评估，其记录的睡眠过程的体征数据可供医生参考，实现更加精准地诊断患者的病情。

1 设计

1.1 硬件设计

睡眠信息监测系统的硬件部分由三大模块组成，分别是数据检测模块、数据传输模块以及电源模块，这3个模块通过主控电路联系在一起实现整体功能。……