基于单通道入耳电生理信号的可穿戴睡眠监测可行性研究
机器学习
2025-09-16 v2
摘要
自动睡眠分期通常依赖黄金标准EEG设备，这些设备准确但笨重且不适用于日常使用。它们在实际应用场景（如居家环境）中存在局限，难以实现持续、长期监测。尤其值得关注的是睡眠 onset 检测，这为消费类应用（例如，当用户入睡时自动暂停媒体播放）提供了可能。近期研究表明，入耳EEG与全头皮EEG在多种现象上存在相关性，表明可穿戴入耳设备可能实现无侵入性睡眠监测。我们通过在11名平均年龄24岁的受试者上进行睡眠研究，使用定制耳塞搭载干式eartip电极（D"atwyler SoftPulse）作为测量电极置于一侧耳朵，另一侧作为参考电极。来自Apple Watch Ultra的睡眠阶段作为真实睡眠标签。我们的方法在留一被试验证下，实现了90.5%的二分类睡眠检测准确率（Awake vs. Asleep），以及65.1%的四分类睡眠分期准确率（Awake、REM、Core、Deep）。这些结果表明，入耳电极作为低侵入性、舒适的睡眠监测方法具有潜力，可用于停止用户入睡时的播客等应用场景。
引用
@article{arxiv.2509.07896,
title = {Feasibility of In-Ear Single-Channel ExG for Wearable Sleep Monitoring in Real-World Settings},
author = {Philipp Lepold and Jonas Leichtle and Tobias Röddiger and Michael Beigl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.07896},
year = {2025}
}