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AMI 运动记录仪的工作原理介绍

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2024/3/29 12:04:13

以下部分旨在解释一般技术并定义设备使用的术语。

每次活动记录仪移动时,运动记录仪加速度计都会产生一个电压。该电压被传递到运动记录器的第二个基本元件,即信号处理。在这里,原始信号根据专有技术进行放大和滤波。如何处理这个经过调节的信号取决于运动记录器采用的操作模式。典型地,基于操作模式的导出信息在被存储在设备的存储器中之前,在被称为时期的用户可选择的时间段内被累积。一分钟周期是标准的,并且与所有睡眠估计算法兼容。周期性腿部运动(PLM)算法需要2秒钟的时间(和ZCM模式)来采集单个腿部运动。一旦内存已满,数据收集就会停止。除非Motionlogger已重新初始化,否则内存永远不会被覆盖。

操作模式

并非每种型号都有每种可用模式。以下是对最常见操作模式的讨论。经调节的加速度计活动信号可以多种不同方式进行处理,以提供关于受试者运动的信息。

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ATOD模式

这代表以采样速率收集整个调理模拟波形的能力。(在标准运动记录器中不可用)

过零(ZC)模式

将经调节的传感器信号与固定的灵敏度阈值进行比较。信号电压与参考电压交叉的次数在临时存储器中累积,直到用户定义的时期长度过去。过零是运动频率的一种度量。这是使用AMI验证算法(即Cole-Kripke,Sadeh)估计睡眠数量和质量常用的操作模式

阈值以上时间(TAT)模式

在这种模式下,在一个时期内累计超过灵敏度阈值的时间量(单位时间对应于采样率)。阈值以上时间是运动时间或工作周期的衡量标准。这种模式在某种程度上与运动强度有关,但在PIM模式(见下文)开发出来后被取代。

比例积分测量模式

整流(绝对值)调节传感器信号下面积的高分辨率测量被称为PIM(比例积分测量)模式。比例积分测量是对活动水平或运动活力的测量。UCSD睡眠估计算法集能够基于PIM模式执行睡眠估计。


生命测量–通常与上述模式之一结合使用,生命测量是宽带活动信号的超高灵敏度过零衍生。它非常敏感,戴在人的手腕上不可能记录零值。这个增加的通道可以帮助确定该装置何时从手腕上取下。


光线–一些运动记录仪可以带有内置的光线传感器。通常,该设备标称校准范围为0至1200勒克斯,具有高分辨率。这允许区分睡觉时可能发生的微小光线变化(手在非常昏暗的房间中伸到床罩下),并帮助确定睡觉时间的界限。

Zero Crossing被选为操作模式,因为它能够高度准确地估计睡眠。迄今为止发表的大部分文献都在使用这种操作模式,特别是关于睡眠的主题。一些研究表明,PIM模式的高分辨率在评估睡眠方面至少是一样好的,如果不是更好的话。此外,PIM模式已被证明在能量消耗和多动的研究中非常有用。同时收集ZC和PIM对实验很有用,因为它捕获了大量关于运动的信息,而没有实际记录原始运动信号。它提供了可靠的睡眠和白天活动水平的估计。实际上,运动记录器通常受限于电池容量,而不是内存大小。因此同时记录ZC和PIM模式是很常见的。


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