Back


IWIS 2016 - Catalogue

Invention information


CategoryF - Electronic and IT / Elektronika i informatyka

Title of invention
 MORPHEUS – mobile tools for hypnogram analysis supporting monitoring and diagnostics of sleep disorders and diseases which implement biomedical signal processing and reasoning.
Invention discription
 MORPHEUS is an innovative biomedical system utilizing proprietary software algorithms implementing user’s hypnogram based on the data sent by constructed wristband offering biomedical data processing and procurement of biopotentials (photoplethysmography, skin conductance, temperature and inertial signals). The device transmits data to the mobile application, where biomedical and sleep environment (the brightness of the room, the sounds of ambient temperature and atmospheric pressure) data are correlated. Thanks to the mobile measurements of body functions, the wristband offers comfortable means for biopotentials and user movements recording and analysis, further used for hypnogram evaluation. Hypnogram contains recorded sleep phases and their durations. Sleep schedule estimates are estimated based on the analysis of heart rate, blood oxygen saturation, respiratory rhythm, body movements, skin moisture and body temperature. Monitoring the sleep environment, is conducted by a smartphone which uses built-in sensors to record light and sound, which can affect and interfere with sleep process and its effectiveness. The user and environment data are correlated by analytical algorithms implemented in Morpheus mobile application, evaluating parameters used in polysomnography and actigraphy. The analysis of quantitative parameters, evaluate sleep phases, the average time of phases duration, as well as the parameters associated with the user’s sleep habits, effectiveness of sleep process and possible health risks. During daily activities, system periodically surveys the user about the level of fatigue and intake of stimulants eg. caffeine. On this basis, Morpheus algorithms are able to learn about daily and nightly preferences, developing guidelines and recommendations to improve the quality of sleep. Utilising such quantitative analysis, the system is able to identify conditions associated with insomnia, depression, sleep apnea, and other neurological disorders of sleep. Using a variant of the band sensory designed for children and worn on the ankle, Morpheus is able to monitor children and infants, serving as a tool to identify and prevent cot death, or other diseases and respiratory disorders of children. The system has been equipped with a powerful notification mechanism notifying about sleep schedule which is inferred by machine learning algorithm based on the history of user behaviours. Parameterized techniques gradually wake the user, which is of particular importance for a number of disorders, eg. sleep paralysis. The Morpheus band delivers biomedical, mobile application and hosted services offering insight into the recorded data and personalised docking station, supplemented with a wireless charger. The docking station through wireless charging technology can be used to charge a smartphone or wristband. System offers also holographic mount, which is able to present evaluated sleep data during night time, which serves as a night stand

Title of invention
 MORPHEUS – mobilne narzędzia analizy hipnogramu oraz wspomagające monitorowanie i diagnozowanie zaburzeń i schorzeń snu implementujące metody przetwarzania sygnałów biomedycznych i wnioskowania.
Invention discription
 MORPHEUS to biomedyczny system zawierający implementację autorskich algorytmów wyznaczania hipnogramów użytkownika na bazie danych przesyłanych przez innowacyjną opaskę biomedyczną odczytującą i przetwarzającą dane biopotencjałów (fotopletyzmografię, konduktancję skóry, temperaturę oraz sygnały inercjalne). Urządzenie przekazuje dane do aplikacji mobilnej, gdzie są one korelowane z danymi środowiska snu – jasnością pomieszczenia, dźwiękami otoczenia temperaturą i ciśnieniem atmosferycznym. Dzięki zastosowaniu mobilnego pomiaru funkcji organizmu opaska biomedyczna w wygodny sposób systemu rejestruje wymagane biopotencjały oraz ruchy użytkownika w trakcie snu wyznaczając hipnogram określający poszczególne fazy snu i ewaluując czasy ich trwania. Wyznaczenie poszczególnych faz snu realizowane jest na podstawie analizy pulsu, saturacji tlenu we krwi, rytmu oddechowego, ruchów ciała, potliwości skóry oraz temperatury ciała. Monitoringiem otoczenia w którym przebywa użytkownik zajmuje się smartphone, odpowiedzialny jest on za pomiar bodźców świetlnych i dźwiękowych, które mogą zaburzać sen oraz jego efektywność. Dane użytkownika i środowiska są następnie korelowane przez algorytmy analityczne zaimplementowane w aplikacji mobilnej, pozwalając na wyznaczenie parametrów wykorzystywanych w polisomnografii oraz actigrafii. Analiza parametrów ilościowych oceniających fazy snu, średni czas ich trwania jak również parametry związane z nawykami sennymi użytkownika, pozwala oceniać efektywność snu oraz ryzyka potencjalnych problemów zdrowotnych. System jednocześnie w trakcie aktywności dziennej okresowo przeprowadza ankiety użytkownika pytając o poziom zmęczenia i rejestrując przyjmowane substancje pobudzające np. kofeinę. Na tej podstawie algorytmy systemu uczą się trybu dziennego i nocnego użytkownika i są w stanie korygować jego preferencje wraz z rekomendacjami poprawy jakości snu. Na podstawie parametrów ilościowych system jest w stanie identyfikować schorzenia związane z bezsennością, depresją, bezdechem sennym, oraz innymi zaburzeniami neurologicznymi snu. Wykorzystując wariant opaski sensorycznej przeznaczony dla dzieci i noszony na kostce system Morpheus może być wykorzystywany do monitorowania dzieci i niemowląt, służąc jako narzędzie do wykrywania i przeciwdziałania śmierci łóżeczkowej lub innych schorzeń i zaburzeń oddechowych dzieci. System wyposażony został w rozbudowany mechanizm notyfikacji użytkownika przypominający o porach snu, oraz inteligentny algorytm wybudzania oferujący szereg parametryzowalnych technik stopniowego wybudzania użytkownika, co ma szczególne znaczenie w przypadku szeregu zaburzeń np. porażenia przysennego. System Morpheus dostarcza opaskę biomedyczną, aplikację mobilną oraz usługi serwerowe oferujące wgląd w zarejestrowane dane oraz stację dokującą, z ładowarką na smartphone.
Patent
Patent Application
Date of Patent Application

Owner of the Invention

Name of company / organization / institution / individual
English:Military University of Technology, Cybernetics Faculty
Polish:Wojskowa Akademia Techniczna Wydział Cybernetyki
InventorsFirst Name, Last Name, Academic degree
Mariusz Chmielewski,
Paweł Piotrowski,
Karol Kozieł,
Jarosław Roszczewski,
Przemysław Regulski,
Ilona Paziewska,
Michał Popieluch,