华为智能穿戴设备睡眠监测原理介绍
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什么是睡眠，睡眠的作用是什么？
睡眠是一种自然的反复出现的生理状态。每日一定时间内各种有意识的主动行为消失，对外界环境刺激的反应减弱。
睡眠在生理功能中起重要作用，包括恢复体力、巩固记忆、调节情绪、增强免疫力和维持内分泌平衡等。
睡眠结构与睡眠周期
睡眠划分为快速眼动睡眠（Rapid Eye Movement, REM）和非快速眼动睡眠（Non-REM, NREM），其中NREM睡眠又包括了浅度睡眠和深度睡眠。
在睡眠过程中，REM睡眠与NREM睡眠交替出现，交替一次称为一个睡眠周期。正常人整晚通常经历4-6个睡眠周期，每个睡眠周期大约持续90-100分钟。一个典型的睡眠周期内，各阶段的转换顺序通常是：觉醒 → 浅度睡眠 → 深度睡眠 → 浅度睡眠 → 快速眼动睡眠。
但每一个周期都不是前一个周期的简单重复，一般来说，深度睡眠大多分布在睡眠的前半部分，REM睡眠大多分布睡眠的后半部分。在实际睡眠过程中，用户个体不一定会经历所有的睡眠状态，睡眠状态之间的转换也不一定是完全规律的。例如，可以直接从浅度睡眠、深度睡眠或REM睡眠中的任何一个状态直接转入觉醒状态。
睡眠分期各阶段作用
睡眠划分为快速眼动睡眠（REM）和非快速眼动睡眠（NREM），其中非快速眼动睡眠又包括了浅度睡眠N1/N2和深度睡眠N3,各阶段睡眠作用如下：
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睡眠阶段 |
主要作用 |
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快速眼动睡眠REM |
在快速眼动睡眠阶段，人的眼球在眼皮下快速地来回移动，在该阶段被唤醒者绝大多数报告正在做梦。快速眼动睡眠阶段肌肉一般处于松弛状态。这是一种安全保护机制，避免我们在梦中做出动作。这个阶段在记忆巩固和情绪稳定方面起到了关键作用。 |
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浅度睡眠N1/N2 |
浅度睡眠N1/N2，又称浅睡眠、浅睡，在浅度睡眠阶段，脑电活动减慢、心率和呼吸速度放慢、体温下降，人进入了睡眠但是很容易被唤醒。浅度睡眠是一种正常的生理需要，与其他睡眠阶段同样重要。但是，如果浅度睡眠在总睡眠时间中所占的比例过高，睡眠质量会变差，容易出现睡不醒、不能解乏的情况。 |
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深度睡眠N3 |
深度睡眠N3，又称为深睡眠、深睡，在深度睡眠阶段，脑电波频率明显变慢，呼吸频率和血压也明显降低，因此深度睡眠也称为慢波睡眠。人在深度睡眠阶段的睡眠程度最深，唤醒阈值最高。如果在深度睡眠阶段被唤醒，可能出现头晕、心悸、心情烦躁等症状。研究发现，在深度睡眠阶段大脑可以得到充分休息，消除疲劳的效果也最好。深度睡眠对稳定情绪、平衡心态、恢复精力极为重要，一般来说，深度睡眠时间越长，睡眠质量就越好。 |
睡眠检测的金标
多导睡眠监测（Polysomnography, 简称PSG）是睡眠监测金标准，PSG通过在头部、胸部、肢体等部位贴上传感器，采集脑电图、心电图、肌电图、呼吸气流、血氧饱和度等十多项生理数据，能准确识别各睡眠阶段及睡眠健康问题。
PSG通常需在医院专门的睡眠监测室留宿一晚，睡前医护人员会在您的身体贴多导传感器采集多项生理数据，全程由专业技师值守记录。睡眠监测结束后，由专业医师对数据进行系统判读，分析睡眠质量及可能存在的睡眠问题（如失眠、睡眠呼吸暂停、发作性睡病等睡眠疾病）。
HUAWEI TruSleep™的演进
阶段一：普通睡眠（2015-2017）
早期睡眠监测技术受限于传感器限制，仅依靠加速度计（ACC）传感器采集身体活动信号，通过体动频率与幅度粗略区分睡眠与清醒状态，无法实现睡眠分期。
阶段二：HUAWEI TruSleep™1.0~4.0（2017-2025）
HUAWEI TruSleep™1.0~4.0应用CAP（Cyclic Alternating Pattern，周期性交替模式）标准，采用心肺耦合CPC技术（通过心率与呼吸的相干性判断睡眠是否稳定），基于传感器提取身体活动、心跳、呼吸等特征，实现了睡眠分期判定，识别清醒、浅睡、深睡、REM阶段，同时支持出入睡记录及睡眠评分功能，能够客观地反映睡眠健康水平。
阶段三：HUAWEI TruSleep™5.0（2026~）
随着技术的不断发展，由AASM（American Academy of Sleep Medicine，美国睡眠医学会）制定的睡眠分期标准已经形成了完善的标准培训和应用体系，在业界广泛应用。AASM技术通过脑电慢波强度频率占比区分睡眠分期，反映了脑部神经放松状态。近年来，医学界逐步认可基于脑电波的频率快慢识别睡眠分期（深度睡眠N3、浅度睡眠N1/N2、快速眼动REM）。
HUAWEI TruSleep™5.0基于传感器获取心跳间隙及其频域、时域和体动等特征，提取身体活动、身体姿态、心跳、呼吸、神经活跃程度等指标，对标脑电AASM标准的睡眠分期结果，识别睡眠期间的宏观结构，包含深度睡眠N3、浅度睡眠N1/N2、快速眼动REM，能够更好地呈现睡眠周期变化和评估睡眠质量。
HUAWEI TruSleep™5.0的变化点
- 睡眠分期方法全新升级
HUAWEI TruSleep™4.0及以前是基于传感器提取身体活动、心跳、呼吸开展睡眠分期判定，能够客观反映您的睡眠健康水平；HUAWEI TruSleep™5.0基于传感器获取心跳间隙及其频域、时域和体动等特征，提取身体活动、身体姿态、心跳、呼吸、神经活跃程度等指标，对标脑电AASM标准的睡眠分期结果，从睡眠结构和睡眠稳定性两个维度，更全面地呈现睡眠质量。
由于睡眠分期算法全新升级，深度睡眠N3的时长或比例可能发生变化，但只要比例在参考值范围内表征深度睡眠N3是正常的。
- 睡眠分期的结构更合理
睡眠结构包括深度睡眠N3、浅度睡眠N1/N2和快速眼动REM周期循环的动态模式，体现了人体生理与神经活动的内在规律性，睡眠结构更清晰，让你一眼看懂睡眠质量。
- 新增稳定睡眠占比指标
稳定睡眠比例是呼吸和心率协调性高的睡眠，在深度睡眠N3、浅度睡眠N1/N2中都存在，是身体良好恢复的体现，客观地反映睡眠健康水平，身体调整有依据。
