用于基于心脏活动来增强睡眠慢波活动的系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种用于基于由一个或多个传感器生成的输出信号来管理对象的当前睡眠期的系统及方法，所述输出信号传达与在所述当前睡眠期期间所述对象的脉搏率和/或血液体积有关的信息。
【背景技术】
[0002]用于监测睡眠的系统是已知的。典型的用于监测睡眠的系统包括由用户在睡眠期间戴在头上的脑电图(EEG)帽。EEG帽降低了用户的舒适水平，其可能打扰睡眠。睡眠期间的感官刺激是已知的。睡眠期间的感官刺激常常是连续地和/或以不与对象的睡眠模式相对应的间隔被施加的。本公开克服了现有技术的系统的缺陷。
【发明内容】
[0003]因此，本公开的一个或多个方面涉及一种被配置为管理对象的当前睡眠期的系统。所述系统包括一个或多个感官刺激器、一个或多个传感器以及一个或多个处理器。所述一个或多个感官刺激器被配置为向所述对象提供感官刺激。所述一个或多个传感器被配置为生成传达与在所述当前睡眠期期间所述对象的血液体积或脉搏率中的一个或多个有关的信息的输出信号。所述一个或多个处理器被配置为运行计算机程序模块。所述计算机程序模块包括参数模块、睡眠阶段模块以及控制模块。所述参数模块被配置为基于所述输出信号来确定一个或多个心脏活动参数。所述一个或多个心脏活动参数包括脉搏率度量或血液体积度量中的一个或多个。所述脉搏率度量和所述血液体积度量与在所述当前睡眠期期间所述对象的当前睡眠阶段有关。所述睡眠阶段模块被配置基于所确定的参数来确定所述对象的所述当前睡眠阶段。所述睡眠阶段模块被配置为确定所述对象当前是否处于慢波睡眠。所述控制模块被配置为控制所述一个或多个感官刺激器，以在所述对象被确定为正处于慢波睡眠时提供所述感官刺激以增强所述对象中的慢波活动(SWA)。在一些实施例中，可以通过脑电图(EEG)的方式估计SWA。在一些实施例中，SWA对应于EEG信号在0.5-4.0Hz带中的功率。
[0004]本公开的再另一方面涉及一种用于利用管理系统来管理对象的当前睡眠期的方法。所述系统包括一个或多个感官刺激器、一个或多个传感器以及被配置为运行计算机程序模块的一个或多个处理器。所述计算机程序模块包括参数模块、睡眠阶段模块以及控制模块。所述方法包括:利用所述一个或多个传感器来生成传达与在所述当前睡眠期期间所述对象的血液体积或脉搏率中的一个或多个有关的信息的输出信号；利用所述参数模块，基于所述输出信号来确定一个或多个心脏活动参数，所述一个或多个心脏活动参数包括脉搏率度量或血液体积度量中的一个或多个，所述脉搏率度量和所述血液体积度量与在所述当前睡眠期期间所述对象的当前睡眠阶段有关；利用所述睡眠阶段模块，基于所确定的参数来确定所述对象的所述当前睡眠阶段；利用所述睡眠阶段模块，确定所述对象是否处于慢波睡眠；并且利用所述控制模块，控制所述一个或多个感官刺激器来向所述对象提供感官刺激，以在所述对象被确定为正处于慢波睡眠时增强所述对象中的慢波活动。在一些实施例中，所述一个或多个感官刺激器被控制为向所述对象提供感官刺激以诱导睡眠慢波。可以经由慢波活动来测量诱导的睡眠慢波的表现。
[0005]本公开的又另一方面涉及一种被配置为管理对象的当前睡眠期的系统。所述系统包括:用于向所述对象提供感官刺激的器件；用于生成传达与在所述当前睡眠期期间所述对象的血液体积或脉搏率中的一个或多个有关的信息的输出信号的器件；以及用于运行计算机程序模块的器件。所述计算机程序模块包括:用于基于所述输出信号来确定一个或多个心脏活动参数的器件，所述一个或多个心脏活动参数包括脉搏率度量或血液体积度量中的一个或多个，所述脉搏率度量和所述血液体积度量与在所述当前睡眠期期间所述对象的当前睡眠阶段有关；用于基于所确定的参数来确定所述对象的所述当前睡眠阶段的器件，用于确定所述当前睡眠阶段的所述器件被配置为确定所述对象当前是否处于慢波睡眠；以及用于控制用于提供感官刺激的所述器件从而在所述对象被确定为正处于慢波睡眠时向所述对象提供所述感官刺激以增强所述对象中的慢波活动的器件。
[0006]在参考附图考虑以下描述和权利要求时，本公开的这些和其他目的、特征和特性，以及操作方法和相关结构元件的功能以及各部分的组合和制造的经济性将变得更加明显，所有这些均形成本说明书的部分，其中，在各个附图，中相似的附图标记指代对应的部分。然而，要明确理解的是，附图仅仅是出于图示和描述的目的，并不旨在作为对本公开的限制。
【附图说明】
[0007]图1是被配置为基于由一个或多个传感器生成的输出信号来管理对象的当前睡眠期的系统的示意性图示，所述输出信号传达与在当前睡眠期期间所述对象的脉搏率和/或血液体积有关的信息。
[0008]图2图示睡眠图和EEG信号。
[0009]图3图示被配置为被穿戴在对象的腕部上的光学传感器。
[0010]图4图示被配置为被放置为距对象一距离并且朝向对象的身体的皮肤的区域的相机。
[0011]图5图示对应于对象的脉搏率的高频变化。
[0012]图6A图示在从EEG确定的睡眠阶段与在0.04-0.30Hz范围内的来自传感器的输出信号之间的比较的范例。
[0013]图6B图示随时间的心率变异性与随时间的睡眠阶段变化大体相关，使得睡眠阶段模块可以基于所确定的心率变异性来确定对象的当前睡眠阶段。
[0014]图7图示用于利用管理系统来管理对象的当前睡眠期的方法。
【具体实施方式】
[0015]本文中使用的单数形式的“一”、“一个”以及“该”包括多个指代物，除非上下文中明确地另行规定。本文中所用的两个或多个零件或部件被“耦合”的表述将意味着所述零件直接或间接地(即，通过一个或多个中间零件或部件，只要发生连接)被结合到一起或一起工作。本文中所用的“直接耦合”意指两个元件彼此直接接触。本文中所用的“固定耦合”或“固定”意指两个部件被耦合以作为一体移动，同时维持相对于彼此的固定取向。
[0016]本文中所用的词语“一体的”意指部件被创建为单件或单个单元。亦即，包括单独创建并然后被耦合到一起成为单元的多件的部件不是“一体的”部件或体。本文中采用的两个或多个零件或部件相互“接合”的表述将意味着所述零件直接地或通过一个或多个中间零件或部件而相互施加力。本文中采用的术语“数目”将意味着一或大于一的整数(即，多个)。
[0017]本文中使用的方向短语，例如但不限于，顶部、底部、左、右、上、下、前、后以及它们的派生词涉及附图中所示的元件的取向，并且不对权利要求构成限制，除非在权利要求中明确记载。
[0018]图1是被配置为管理对象12的当前睡眠期的系统10的示意性图示。在一些实施例中，系统10可以包括感官刺激器16、传感器18、处理器20、电子存储器22、用户接口 24和/或其他部件中的一个或多个。系统10被配置为使得在睡眠期期间一次或多次地确定对象12的当前睡眠阶段。对象12的睡眠阶段是基于对象12的心脏活动来确定的。心脏活动可以包括对象12的脉搏率、对象12的血管中血液的体积的改变、和/或其他心脏活动。系统10被配置为基于由传感器18生成的输出信号来递送感官刺激(例如，听觉刺激)，输出信号传达与在当前睡眠期期间对象12的脉搏率、对象12的血液体积有关的信息、和/或其他信息。系统10被配置为使得在睡眠期间感官刺激的递送诱导和/或增强对象12中的慢波活动。在一些实施例中，睡眠慢波被诱导，其增强慢波活动。感官刺激的递送是定时的，以对应于与慢波活动相关联的睡眠阶段。
[0019]可以通过的脑电图(EEG)的方式观察慢波睡眠。图2图示了睡眠图200和EEG信号202。睡眠图200图示针对对象的睡眠期，随时间的睡眠阶段204变化。睡眠阶段可以包括清醒(W)、快速眼动(R)和/或非快速眼动阶段N1、阶段N2或阶段N3睡眠。在一些实施例中，慢波