用于确定和显示健康相关度量的集中式中枢设备的制作方法

本文件涉及一种用于确定睡眠相关洞察(insight)并控制睡眠环境中的组件(诸如气垫床和家庭自动化设备)的集中式设备。

背景技术：

0、背景

1、一般来说，床是一件用作睡觉或放松的地方的家具。许多现代的床包括在床架上的柔软的床垫。床垫可以包括弹簧、泡沫材料和/或气室，以支撑一个或更多个占用者的重量。

技术实现思路

0、概述

1、本文件总体上涉及一种集中式中枢设备，该中枢设备可以检测环境中的物理现象并基于该物理现象来确定环境、健康和睡眠度量。更具体地，本文件提供了用于监测、评估和修改睡眠环境以促进健康、检测不利条件并且推荐可操作策略以改善环境的系统和方法。

2、所公开的技术可以提供用于确定用户健康信息(例如，呼吸暂停、心血管健康、发烧、预测健康问题、梦游分析、打鼾分析等)、确定改善的睡眠设置(例如，环境分数、改善睡眠质量、睡眠洞察、智能家居集成等)、确定和启用床控制(例如，闭环、环境分数、更高的自动化、改善睡眠质量等)、智能家居自动化和连接性(例如，改善睡眠质量、照明、镜像设置、改善的睡眠设置等)、与用户相关联的度量的可视化、附加的用户与他们的睡眠环境的交互(例如，数字梦境日记、作为环境传感器的压力信号、语音控制等)、确定环境分数(例如，改善睡眠质量、使睡眠分数更有意义和有洞察力、量化等)、监测用户的睡眠(例如，睡眠监测的准确性、姿势等)，将用户聚类成群组以收集关于特定用户的附加睡眠和健康数据(例如，面向用户的界面)，信息和数据的改善的存储，以及隐私保护。

3、中枢设备可以是具有传感器和用户界面(诸如显示器)以跟踪环境、健康和睡眠度量并向环境中的床的用户输出这些度量的集成床头柜设备。传感器可以检测多种不同类型的物理现象。中枢设备可以处理这样的物理现象以确定环境是否为用户提供有助于改善睡眠质量的条件。这些条件可以包括但不限于环境中的照明、声音、温度、湿度和co2浓度。中枢设备还可以处理感测/检测到的物理现象，以确定关于用户的健康相关信息，并执行用户的睡眠质量分析。

4、中枢设备的用户界面可以向用户输出信息并接收用户输入。用户界面可以是触摸屏显示器，该触摸屏显示器输出信息(诸如所确定的环境、健康和睡眠度量)。用户界面还可以输出可经由连接(例如，有线和/或无线连接)访问和/或在中枢设备处下载的第三方服务和应用。因此，用户可以通过使用中枢设备与第三方服务和应用进行交互。中枢设备可以接收基于触摸的用户输入和/或音频用户输入，以用于导航用户界面、与第三方服务和应用交互以及控制环境中的一个或更多个组件(例如，诸如可调节底座、气垫、hvac系统和/或家庭自动化设备)。

5、中枢设备可用于家庭自动化。例如，中枢设备可以将环境中的设置或组件自动调整到改善用户睡眠质量的期望或自动计算的设置。中枢设备还可以将控制信号传输到启用环境中的家庭自动化设备的一个或更多个控制器。此外，用户可以在中枢设备处经由用户输入，手动控制环境中的设置和/或组件。

6、中枢设备还可以对与为用户确定的健康和/或睡眠度量相关联的风险进行量化。基于该风险量化，中枢设备可以确定是否应该通知医疗保健提供者用户的当前状况。中枢设备可以基于识别用户正在经历和/或发展与健康相关的问题来向一个或更多个不同的医疗保健提供者传输通知或警报。因此，中枢设备可以向医疗保健提供者提供关于床用户的健康相关问题的早期警告和检测。

7、在一些实施方式中，所公开的技术可以提供确定对应于特定用户的改善的或优选的健康的健康分数(例如，在0和100之间)。健康分数可以量化心血管健康，并且可以用于筛查用户的慢性病症，例如呼吸暂停。例如，如果健康分数低于某个阈值水平，则中枢设备可以推荐可以针对其他参数(例如，血压、spo2等)采用的措施，以改善用户的健康。中枢设备可以识别环境因素对健康分数的影响，并建议可操作方式以通过修改环境来增加健康分数。中枢设备可以使用与家庭自动化设备和/或智能集成的连接来自动实现建议。

8、类似地，所公开的技术提供了确定针对睡眠的改善的或优选的设置。可以确定环境分数(例如，在0和100之间)，并且环境分数可以对应于改善的安稳睡眠。中枢设备可以从环境中学习到用户的睡眠何时受到干扰。中枢设备可以据此指导用户准备环境，使得用户可以在用户睡眠周期的每个阶段经历改善的睡眠。

9、本文描述的一些实施例包括一种系统，该系统具有可以感测床周围环境中的物理现象的传感器、可以输出关于环境、床和床上的睡眠者的信息的显示器、以及可通信地耦合到多个传感器的控制器。控制器可以从传感器接收感测到的物理现象，分析物理现象以确定床上的睡眠者的环境、睡眠和健康度量中的至少一个，并且基于睡眠者的环境、睡眠和健康度量中的至少一个来确定一个或更多个控制信号，以修改床周围的环境。

10、本文描述的实施例可以包括一个或更多个可选特征。例如，控制器可以在显示器处输出睡眠者的环境、睡眠和健康度量中的至少一个。控制器还可以将一个或更多个控制信号传输到第二控制器，以便启用家庭自动化设备。

11、在一些实施方式中，物理现象可以包括环境声音、环境光、环境co2浓度和环境温度中的至少一个。环境co2浓度可以大于阈值水平，并且一个或更多个控制信号可以包括对床周围的环境进行通风，直到由多个传感器中的一个或更多个传感器检测到期望的co2浓度。期望的co2浓度可以小于百万分之800(ppm)。环境声音可以大于阈值水平，并且一个或更多个控制信号可以包括在睡眠者的睡眠周期期间将声音暴露维持在由多个传感器中的一个或更多个检测到的期望声级。期望的声级可以小于30分贝(db)。环境温度可以大于阈值水平，并且一个或更多个控制信号可以包括降低环境的温度，直到达到期望温度并且由多个传感器中的一个或更多个检测到该期望温度。期望的温度可以大于或等于60华氏度且小于或等于70华氏度。环境光可以大于阈值水平，并且一个或更多个控制信号可以包括将环境中的照度维持在由多个传感器中的一个或更多个检测到的期望照度水平。期望的照度水平可以小于10勒克斯(lx)。

12、在一些实施方式中，传感器中的一个或更多个可以包括音频传感器、光传感器、co2浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、运动传感器、挥发性有机化合物传感器、电磁干扰传感器、气压传感器、收缩压(sbp)传感器、血氧饱和度(spo2)传感器、脉搏传感器、心率(hr)传感器和雷达传感器。

13、作为另一示例，物理现象可以包括心率变异性(hrv)、hr、呼吸率(rr)、spo2、sbp和舒张压(dbp)中的至少一个，并且控制器可以分析物理现象以使用睡眠者的年龄、性别和体重指数(bmi)中的至少一个来确定床上的睡眠者的健康度量。控制器还可以确定睡眠者的所确定的健康度量是否在睡眠者的每个健康度量的预定值范围内。控制器可以基于对一个或更多个健康度量不在预定值范围内的确定，对与一个或更多个健康度量相关联的风险水平进行量化，基于量化的风险水平生成警报，并且在显示器处输出警报。有时，控制器还可以基于对与一个或更多个健康度量相关联的风险水平超过阈值风险水平的确定，来向医疗提供者传输关于一个或更多个健康度量的警报。

14、在一些实施方式中，传感器中的一个或更多个可以可通信地耦合到床，并且可以感测床上的物理现象。控制器可以与传感器、显示器和床分开，并且控制器可以是基于云的系统。有时，音频传感器可以以20khz检测音频，并且控制器可以基于检测到的音频来确定关于睡眠者的睡眠周期和睡眠质量的信息。关于睡眠者的睡眠周期和睡眠质量的信息可以包括打鼾和睡眠呼吸暂停。

15、作为另一示例，控制器可以进一步基于(i)在显示器处作为用户输入提供的睡眠质量信息和(ii)由与控制器通信的一个或更多个可穿戴设备和外部传感器感测到的物理现象中的至少一个，来确定床上的睡眠者的环境、睡眠和健康度量中的至少一个。光传感器可以每5分钟检测照度值，并且控制器可以基于检测到的照度值来确定睡眠者的hr的变化。co2浓度传感器可以每5分钟检测co2浓度水平，并且控制器可以基于所检测到的co2浓度水平来确定睡眠者的睡眠碎片。温度传感器可以每5分钟检测环境的温度，并且控制器可以基于所检测到的温度来确定睡眠者入睡需要多长时间以及睡眠者经历多长时间的安稳的睡眠。spo2传感器可以从以0.1hz至1khz范围内的采样率采集的光信号检测光点测量结果(spot measurement)，并且控制器可以基于光点测量结果确定睡眠者的血压。hr传感器可以从以0.1hz至1khz范围内的采样率采集的光信号和电流信号中的至少一个信号检测光点测量结果，并且控制器可以基于光点测量结果确定睡眠者的心率和血压。运动传感器可以每10秒检测一次运动，并且控制器可以基于所检测到的运动来确定睡眠者是否梦游或经历rem睡眠障碍。传感器可以包括可以检测睡眠者的血压读数的外部传感器，并且控制器可以基于检测到的血压读数来确定关于睡眠者的睡眠周期和睡眠质量的信息。

16、在一些实施方式中，显示器可以是集成到系统中的触摸屏，并且系统可以在环境中靠近床定位。控制器还可以执行一个或更多个控制信号，该控制信号包括调整床的压力设置、升高床的一个或更多个部分、降低床的一个或更多个部分、激活床的加热或冷却元件、激活夜灯以及激活闹钟。

17、显示器可以输出关于睡眠者的睡眠质量和睡眠周期的数据。显示器还可以接收来自睡眠者的音频输入，以控制一个或更多个家庭自动化设备。显示器还可以显示用户选择的图片。显示器还可以输出图形用户界面(gui)，该图形用户界面包括用于睡眠者与下载到显示器的或能够经由显示器访问的第三方移动应用交互的可选择选项。显示器可以输出睡眠者的健康仪表板、天气数据、股票报价、安全信息、照明信息和hvac信息。系统还可以包括外部电源，该外部电源可以向多个传感器、显示器和控制器中的至少一个提供电力。该系统还可以包括扬声器，该扬声器可以生成音频输出，该音频输出在睡眠者醒来时问候睡眠者并通知睡眠者他们的睡眠分数。

18、本文描述的设备、系统和技术可以提供以下优点中的一个或更多个。例如，所公开的技术提供了集中式接口，该集中式接口用于确定与用户的睡眠质量相关联的度量、向用户输出这样的信息以及向用户提供控制以控制用户的睡眠环境中的组件。因此，一个设备可以执行不同的功能，并为用户提供集中式位置以与其环境中的组件、家庭自动化设备、第三方服务和应用以及医疗保健提供者交互。

19、作为另一示例，所公开的技术提供了对睡眠环境中可能影响用户的睡眠质量和健康度量的物理现象的非侵入性地和不引人注目地检测。用户可能不必穿戴传感器设备，诸如可穿戴设备(如腕带、胸带或头戴式传感器)。相反，传感器可以被集成到中枢设备中，并且被配置成在不接触或干扰用户活动的情况下感测物理现象。正因如此，用户不需要记住穿戴、打开健康中枢或与健康中枢交互，以便使健康中枢工作。相比之下，需要每晚激活的系统可以被遗忘。即使穿戴可穿戴设备睡觉是足够舒适的，但可穿戴设备仍然可能在半夜耗尽电池。中枢设备还可以与作为环境的一部分和/或集成到用户的床中的其他传感器通信。其他传感器可以包括虚拟传感器，或者存在于环境中的本地基础设施中和/或经由网络与中枢设备通信的传感器。因此，传感器可以在环境外部，并且可以被配置成收集本地天气数据，然后可以将该数据传输到中枢设备。传感器还可以被配置成检测其他传感器可能无法检测到的独立物理现象，诸如spo2浓度可能受环境和/或环境中的co2浓度影响，和/或诸如中枢设备的系统可能与该物理环境中的特定用户的睡眠质量以及整体健康不相关。

20、作为又一示例，所公开的技术提供了为了改善用户的睡眠质量和/或整体健康而可以对环境做出的改变的自动确定。环境干预可以增强睡眠质量的聚合度量，这可以是心肺度量以及睡眠架构度量的聚合。如本文所述，中枢设备可以基于检测到的物理现象和与用户的历史睡眠数据、历史健康数据、当前检测到的睡眠数据和当前检测到的健康数据相关联的数据来确定要进行的改变。中枢设备可以对环境进行微小的改变，反之，现有系统可能不会与用户睡眠质量和健康度量相关地监测或分析环境。在许多情况下，变化可能如此之小，以至于如果用户正在睡觉，不会以扰乱睡眠的方式而被用户察觉到，或者如果用户离开，则不会将用户的注意力从他们当前的活动上移开并且改变。例如，中枢设备可以监测和调整诸如照度、噪声、温度、湿度、co2浓度和/或voc浓度等环境条件，包括非常小的变化(例如，灯可以以非常小的增量变暗，风扇加速或减速)。因此，所公开的技术可以提供对环境条件如何影响用户睡眠质量和健康度量的更准确的确定，并且可以改变环境以帮助用户，即使当用户没有想到它时。

21、类似地，可以使用导致更好睡眠及其依赖性的环境条件的历史和背景来改善睡眠质量。睡眠质量(其可以如本文所描述，通过聚集各种生理标志物来量化)可以通过修改环境条件来改善，其中修改可以通过历史、背景和用户的纵向数据而获知。换句话说，有利于更好睡眠的环境条件和背景信息(例如，季节、一周中的星期几、纬度/经度、一天中的时间等)的组合可以被存储并用于改善用户睡眠环境中的环境条件。历史数据(诸如时间变化)也是相关的，因为与老年人相比，一些有利于年轻人更好睡眠的环境条件可能不同。因此，有利于改善睡眠质量的环境条件不局限于小区域和/或人群，而是可以是脱节的。因此，这样的历史环境条件可以用于使用户的睡眠环境个性化。

22、所公开的技术还可以提供自动风险量化，以确定用户是否经历应当报告的健康问题。通过监测用户的睡眠周期期间的物理现象，中枢设备可以更准确地跟踪在整个睡眠周期中用户的健康状况的趋势。中枢设备可以确定用户的健康度量是否趋向于超出其年龄、性别和其他用户相关信息的预期范围。基于这种连续的、非侵入性的监测，中枢设备可以足够早地检测到与健康相关的问题，以使医疗保健提供者参与进来。这可以大大改善健康结果，其中早期干预是防止快速恶化(例如中风或心脏事件)的关键。例如，中枢设备可以确定用户在睡眠时是否经历呼吸问题，以及是否应该在用户经历更严重的问题(诸如心脏病发作)之前通知应急响应人员。当中枢设备识别出可能不如其他病症严重或严峻的异常健康状况时，中枢设备可以确定应该向医疗保健提供者报告什么信息，医疗保健提供者可以针对用户的特定状况评估需要什么类型的诊断或治疗。因此，中枢设备可以提供与医疗保健提供者的关于健康相关信息的通信，使得医疗保健提供者可以提供对用户的状况的改善的并且更稳健的诊断和分析。

23、如本文所描述，所公开的技术还提供了关于环境条件和用户睡眠质量的改善的并且更稳健的分析。可以不引人注目地(例如，被动地)检测和分析各种物理现象，以确定这种现象对用户睡眠质量的影响。然后，中枢设备可以确定为了改善用户的睡眠质量而要对环境进行的不引人注目的修改。

24、所公开的技术提供了以保护用户隐私的方式监测物理现象。尽管中枢设备可以检测环境中的噪声水平，但是中枢设备可以调整声音记录以保护隐私(诸如硬件(hw)滤波，以防止混叠和/或限制延迟)，同时使得能够检测可用于识别影响睡眠质量的睡眠呼吸暂停、打鼾和/或干扰噪声水平的噪声。例如，中枢设备的麦克风可以被限制为检测某些分贝水平和/或声音波长，该分贝水平和/或声音波长不包括与人类语音相对应的声音。因此，中枢设备可以被动地和/或连续地监测环境中的物理现象，以在保护用户隐私的同时收集对用户睡眠质量和健康的更准确的洞察。

25、作为又一示例，可以在中枢设备处执行处理，以避免阻塞网络带宽和计算资源。因此，可以在边缘处执行处理，这可以比在远程计算系统处分析物理现象以确定度量更快且更高效。中枢设备还可以与数据储存库(例如，数据储存器、数据库、基于云的服务)通信以接收可以用于生成关于用户环境中的优选条件的附加的个性化洞察的群体信息。

26、如本文所述，中枢设备还可以与环境中的其他传感器、设备、控制器和仪器通信，以更准确地确定与用户的睡眠质量相关联的度量和/或条件。这种集成允许对检测到的物理现象进行更稳健的分析，以生成更准确的度量和建议，从而改善用户的睡眠质量。

27、在附图和以下描述中阐述了一种或更多种实施方式的细节。从所附描述和附图中，其他特征、方面和潜在优点将变得明显。