射频传感网实现睡眠呼吸监测的技术与系统研究

成果基本信息
关键词：	射频传感网;睡眠呼吸监测
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	GK180562	资源采集日期：	2019-04-15

研究情况
单位名称：	中山大学数据科学与计算机学院	技术水平：
评价证书号：	穗科信字[2014]第182号	评价单位：	广州市科技项目评审中心
评价日期：	2017.02.17	评价证书号：	穗科信字[2014]第182号

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
一、课题来源与背景：　　睡眠呼吸监测是一个不断创新与发展的技术领域，其中呼吸信号的检测方法是最为核心的技术要素。王国利老师发现了这一问题后，承担起了本课题组（中山大学数据科学与计算机学院射频传感网实现睡眠呼吸监测的技术与系统研究课题组）的组织、建设和研发工作。　　二、研究目的与意义：　　本项目开展射频传感网实现睡眠呼吸监测的技术与系统研究的研究，为面向家居智能化的设备无关（非侵入式）呼吸监测提供所需的关键技术。具体讲，围绕适时、适量地获取重构呼吸运动信号所需的射频接收信号强度阴影衰落信息这一核心问题，从呼吸信号测量模型的研究出发，结合信号的统计稀疏表示模型，探讨压缩采样的信息优化设计和多观测联合压缩感知实现的方法。此外，针对环境和身体非呼吸运动诱导的复杂扰动问题，开展了扰动监测和有效选择链路方法的研究，以提高呼吸监测对非呼吸运动产生扰动的鲁棒性。　　三、主要论点与论据：　　论点：以贝叶斯压缩传感实现呼吸信号重构的方法实现呼吸信号重构的压缩传感。　　论据：贝叶斯重构算法原理基于统计学模型，通过利用相关向量机学习理论对稀疏信号的最大后验概率进行估算，以此来解决稀疏信号重构问题。BCS（贝叶斯压缩传感）理论使用概率分布表示未知变量(即随机变量)，即先验分布，通过贝叶斯公式将先验分布、样本和总体分布结合起来得到后验概率密度分布，进而推断出所要的未知参数。BCS 重构算法是贝叶斯理论与压缩感知理论的综合结果。　　四、创见与创新；　　项目研究射频传感网络实现睡眠呼吸检测的技术，其优势特色主要体现在：其一、无须强制被监测者携带标签或加载传感器主动参与监测过程，是一种非侵入式的无源监测手段，适用于术后康复疗养和家庭个人护理等相关应用，是对现有主动呼吸监测手段的必要补充；其二、本系统相对专用多导睡眠监测系统有更好的普适性。此外，射频传感网络的实现方式在呼吸监测过程智能化和网络化方面有明显的优势。研究内容有新意。　　五、社会经济效益，存在的问题；　　这个项目的研究成果，将为睡眠呼吸监测领域提供了一套很好的应用蓝本，不但能在一定程度上解决实际问题，还为后续的科研工作者提供了参考，节约了开发成本。在本次项目的研发过程中，我们项目组克服了无数的艰难险阻，特别是对“扰动检测”问题的研究，即（在存在复杂扰动的情形下，获取稳定有效的 RSS 测量信号）。　　六、历年获奖情况　　贝叶斯压缩传感实现呼吸信号重构等核心关键已申请技术发明专利4件，其中获得授权3件。项目发表学术论文5篇，包括国际核心学术期刊论文2篇。　　七、成果简介：　　1.新装置：具有自主知识产权的射频睡眠呼吸监测系统主要的技术指标包括在一般的卧房环境下，呼吸频率的估计误差小于0.5次/分钟；胸腹部呼吸运动信号重构产生的波形时滞小于0.05秒；呼吸异常的误报率控制1%以下，漏报率控制在0.1%。　　2.新技术：射频传感网络实现睡眠呼吸监测的压缩传感技术，主要技术指标：射频链路接收信号强度的稀疏采样压缩传感效率达到 5%（压缩采样规模与奈奎斯特采样规模之比）；胸腹部呼吸运动信号的重构误差低于 1%。　　3.研究论文：发表学术论文 5 篇，包括 2篇国际核心学术期刊论文。

成果名称：	射频传感网实现睡眠呼吸监测的技术与系统研究	关键词：	射频传感网;睡眠呼吸监测
成果类别：		一级分类名称：	装备制造
二级分类名称：	自动控制、计算机制造	三级分类名称：
研究起止时间：	2014.04 至2016.03	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	中山大学数据科学与计算机学院	学科分类2：	510.50
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：	TN929.5	课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	2014J4100005
经费实际投入额（万元）：	18.00	评价单位：	广州市科技项目评审中心
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2017.02.17	转让范围：
评价证书号：	穗科信字[2014]第182号	推荐单位：
推广形式：	无	成果登记号：	GK180562
成果简介：	一、课题来源与背景：　　睡眠呼吸监测是一个不断创新与发展的技术领域，其中呼吸信号的检测方法是最为核心的技术要素。王国利老师发现了这一问题后，承担起了本课题组（中山大学数据科学与计算机学院射频传感网实现睡眠呼吸监测的技术与系统研究课题组）的组织、建设和研发工作。　　二、研究目的与意义：　　本项目开展射频传感网实现睡眠呼吸监测的技术与系统研究的研究，为面向家居智能化的设备无关（非侵入式）呼吸监测提供所需的关键技术。具体讲，围绕适时、适量地获取重构呼吸运动信号所需的射频接收信号强度阴影衰落信息这一核心问题，从呼吸信号测量模型的研究出发，结合信号的统计稀疏表示模型，探讨压缩采样的信息优化设计和多观测联合压缩感知实现的方法。此外，针对环境和身体非呼吸运动诱导的复杂扰动问题，开展了扰动监测和有效选择链路方法的研究，以提高呼吸监测对非呼吸运动产生扰动的鲁棒性。　　三、主要论点与论据：　　论点：以贝叶斯压缩传感实现呼吸信号重构的方法实现呼吸信号重构的压缩传感。　　论据：贝叶斯重构算法原理基于统计学模型，通过利用相关向量机学习理论对稀疏信号的最大后验概率进行估算，以此来解决稀疏信号重构问题。BCS（贝叶斯压缩传感）理论使用概率分布表示未知变量(即随机变量)，即先验分布，通过贝叶斯公式将先验分布、样本和总体分布结合起来得到后验概率密度分布，进而推断出所要的未知参数。BCS 重构算法是贝叶斯理论与压缩感知理论的综合结果。　　四、创见与创新；　　项目研究射频传感网络实现睡眠呼吸检测的技术，其优势特色主要体现在：其一、无须强制被监测者携带标签或加载传感器主动参与监测过程，是一种非侵入式的无源监测手段，适用于术后康复疗养和家庭个人护理等相关应用，是对现有主动呼吸监测手段的必要补充；其二、本系统相对专用多导睡眠监测系统有更好的普适性。此外，射频传感网络的实现方式在呼吸监测过程智能化和网络化方面有明显的优势。研究内容有新意。　　五、社会经济效益，存在的问题；　　这个项目的研究成果，将为睡眠呼吸监测领域提供了一套很好的应用蓝本，不但能在一定程度上解决实际问题，还为后续的科研工作者提供了参考，节约了开发成本。在本次项目的研发过程中，我们项目组克服了无数的艰难险阻，特别是对“扰动检测”问题的研究，即（在存在复杂扰动的情形下，获取稳定有效的 RSS 测量信号）。　　六、历年获奖情况　　贝叶斯压缩传感实现呼吸信号重构等核心关键已申请技术发明专利4件，其中获得授权3件。项目发表学术论文5篇，包括国际核心学术期刊论文2篇。　　七、成果简介：　　1.新装置：具有自主知识产权的射频睡眠呼吸监测系统主要的技术指标包括在一般的卧房环境下，呼吸频率的估计误差小于0.5次/分钟；胸腹部呼吸运动信号重构产生的波形时滞小于0.05秒；呼吸异常的误报率控制1%以下，漏报率控制在0.1%。　　2.新技术：射频传感网络实现睡眠呼吸监测的压缩传感技术，主要技术指标：射频链路接收信号强度的稀疏采样压缩传感效率达到 5%（压缩采样规模与奈奎斯特采样规模之比）；胸腹部呼吸运动信号的重构误差低于 1%。　　3.研究论文：发表学术论文 5 篇，包括 2篇国际核心学术期刊论文。
联系人：	郭雪梅	成果登记日期：	2018-08-09
联系人email：	guoxuem@mail.sysu.edu.cn	单位代码：	94403097
邮政编码222：	510275	联系人电话：	13660401964
单位传真：	020-84037978	单位通讯地址：	广东省广州市海珠区新港西路135号
单位所在省市：		单位电话：	020-84113190;84110192
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：	王国利;郭雪梅;杨志勇;关秋菊;冯国栋;黄开德;郭遥;杨岳彬;杨龙文;赫明潇	资源采集日期：	2019-04-15

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