Page 41 - 《中国医疗器械杂志》2026年第2期
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Chinese Journal of Medical Instrumentation                                         2026年 第50卷 第2期

                                                     研   究   与   论   著



              在模拟睡眠眼动实验中，本研究采用了OpenBCI                          耳垂处放置参考电极C和电极D。

              Cyton+Daisy生物信号采集平台。该系统配备Ag/
              AgCl烧结盘状电极，以单极导联方式采集信号。
              平台提供16通道24位模数转换，采样率设置为
              250 Hz。原始信号经板载模拟前端放大与滤波后，
              通过蓝牙传输至计算机存储，并与生物雷达系统保
              持时间同步。
                  在真实睡眠实验中，本研究采用了Philips Alice
              PDx多导睡眠监测系统，该系统严格遵循AASM标
              准，以200 Hz采样率同步采集EOG、EEG、EMG
              等多路生理信号。所有生理信号在PSG系统内部保
              持严格同步，并与生物雷达采集平台实现时间同
              步。此外，该系统配套软件具备自动睡眠分期功
                                                                              图3   模拟眼动实验场景
              能，为本研究选择典型眼动事件，为分析宏观睡眠                                Fig.3  Scenario of the simulated eye movement experiment

              结构提供了参考基准。                                            实验任务依据AASM标准设计，包括3种典型
                  需要说明的是，本研究采用的AWR1642雷达                        眼动事件 ：NEM（指令为“保持眼球静止”）、
                                                                         [21]
              在近距离探测范围内，其天线波束足以覆盖双眼区                            SEM（跟随0.2 Hz节拍器进行平滑运动）和REM
              域。因此，雷达接收到的微动信号是双眼运动的综                            （跟随0.5 Hz节拍器进行扫视运动）。每名被试者
              合反映。而实验中EOG采用单极导联，其信号主要                           完成4组实验，每组包含3种任务，各30 s，最终
              反映单眼的电活动。在健康成人中，无论是模拟实                            共获得60段同步“生物雷达-EOG”数据（5人×
              验中的指令性眼动，还是睡眠中的生理性眼动，双                            4组×3任务）。
              眼运动通常具有高度的共轭性。因此，雷达探测的                             1.2.2    真实睡眠实验
              “双眼综合位移”与EOG记录的“单眼电位变化”                               为初步探索毫米波生物雷达在真实睡眠状态下
              在时域波形和主导节律上具有可比性，这为以EOG                           检测典型眼动事件的可行性，本研究进一步设计了
              为参考标准验证雷达检测眼动的基本能力提供了理                            真实睡眠实验，并对单个被试者的整夜监测数据进
              论依据。                                              行原理性验证与分析。实验招募1名健康男性被试
               1.2    实验设计                                      者（年龄20岁）在静音、遮光的标准睡眠实验室内
                  在生物雷达睡眠分期研究中，W期、LS期、                          开展了持续约6 h（夜间22:57至次日05:27）的整夜
              DS期与R期构成的四期划分是广泛采用的框架。本                           睡眠监测与数据采集。真实睡眠实验场景如图4所
              研究设计了模拟眼动与真实睡眠两个阶段的实验方                            示，被试者保持平卧位，毫米波生物雷达垂直架设
              案，以验证毫米波生物雷达在睡眠眼动检测中的可                            于面部正上方，天线阵列中心距眼睑约0.15 m。同
              行性。根据AASM标准，睡眠分期主要依据EEG与                          时，采用红外夜视摄像机全程记录睡眠过程。需要
              EOG信号，其中R期存在REM，LS期存在SEM，                         指出的是，实验中为最大限度减少头部运动对监测
              而DS期则无明显眼动（NEM）。需要说明的是，                           的干扰，使用医用头枕进行头部固定。实验中采用
              由于生物雷达睡眠分期中的W期分类已具备较高准                            Alice PDx多导睡眠监测系统同步采集EEG、EOG、
              确性  [14,23,26] ，本研究主要聚焦于睡眠期内的LS期、                 EMG、ECG等多路生理信号。所有信号通过有线
              DS期与R期，探索其中典型眼动事件的检测。                             传输方式实时记录于工作站，并以该系统采集的
               1.2.1    模拟眼动实验                                  EOG信号作为眼动分析的参考。
                  为验证毫米波生物雷达检测眼部微动的基本能
              力及其与标准EOG信号的一致性，首先设计了模拟
                                                                                 红外摄像机
              眼动实验。实验招募5名健康被试者（年龄20~
                                                                                雷达系统
              25岁，2男3女）。如图3所示，被试者静坐于雷达
                                                                      固定枕头
              前方，头部由额托架固定，雷达天线中心距眼部约
                                                                             PSG设备
              0.1 m。同步使用OpenBCI系统采集EOG信号作为
              参考，采用图2所示信号采集步骤中的单极导联方
              式，在右眼眉毛正上方放置电极A检测垂直运动，                                          图4   真实睡眠实验场景
              在右眼角边缘放置电极B检测水平运动，并在左右                                     Fig.4  Scenario of the real sleep experiment


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