专利名称：睡眠与梦的监测和干预系统及其处理方法
技术领域：
本发明属于睡眠基础研究和睡眠疾病临床研究领域，具体涉及一种睡眠与梦的监测和干预系统及其处理方法。
背景技术：
虽然对梦的解释从古至今都有许多说法；但都是主观臆测的研究范畴。精神分析理论至今仍在许多国家指导着释梦，這种主观推论或臆测性释梦，缺乏客观的科学手段和方法。20世纪50-60年代，开始利用多导睡眠仪对睡眠进行监测，1967年国际多导睡眠图技术学会拟订了多导睡眠图技术规范，并于2004年再次以“睡眠评分手册”为题，公布于他的网站(www.aptweb.org).多导睡眠仪主要由脑电图、眼电图和肌电图组成，纪录水平和垂直眼动的眼电图，用于区分快速眼动期(REM)及非快速眼动期(NREM)睡眠。肌电图记录下颌部位的肌肉产生的电活动，用于辅助区分REM及NREM。根据这三种电生理指标将正常人正夜睡眠分为4-6个周期，每个周期由5个睡眠阶段组成入睡期(慢波睡眠1期)、浅睡期(慢波睡眠2期)、中睡期(慢波睡眠3期)、深睡期(慢波睡眠4期)和快速眼动期(REM)。由于失眠症发生率较高，引起失眠的原因也是多方面的，如精神疾病、躯体疾病，有时药物及环境因素也可引起失眠。因此，多导睡眠仪常用于对失眠症进行分析，以便根据睡眠周期和发生异常的睡眠阶段和疾病性质，对失眠进行对症治疗。在利用多导睡眠仪对睡眠监测时，又采用了对某一阶段睡眠的剥夺，观察梦的规律。这类睡眠剥夺的实验发现了REM睡眠期与梦关系更密切，每当此期叫醒睡眠者，大多都报告在做梦。如果每当进入REM睡眠，就喊醒睡眠者，使其做不成梦，就会导致抑郁状态；与之不同，如果NREM期睡眠时被喊醒，则只有不足10％的人次，报告在做梦，NREM睡眠剥夺导致的睡眠不足，主要引起嗜睡和疲惫感而不是抑郁状态。睡眠与梦的研究文献报道，每当REM期睡眠，搬动睡眠者的小腿，会诱发出与运动相关的梦境；在睡眠者的头部喷洒水雾，会诱发出下雨或落入水中的梦境。这些科学事实说明睡眠过程中，睡眠者受到的刺激与梦境相关；1999年有人在杂志Brain and Cognition上报道，脑电信号的相干分析可能对梦的情绪分析提供指标。但至今还没有专用仪器和方法，用于分析和干预睡眠和梦。
发明内容
本发明的目的是提供一种睡眠与梦的监测和干预系统及其处理方法，用于监测和干预睡眠梦境，并诱导出轻松愉快的梦替代恶梦。
一种睡眠与梦的监测和干预系统，包括在屏蔽环境中设有一多谐振床、一音响设备和一多彩色闪光灯，上述装置可对躺在多谐振床的睡眠者施予听觉、视觉、体感刺激；多导睡眠仪对睡眠者进行电生理的实时记录；计算机处理系统包括分析模块和控制模块，分析模块接收多导睡眠仪记录的采样数据并判断睡眠者的睡眠阶段，控制模块根据分析模块的判断结果分别控制多谐振床、音响设备和多彩色闪光灯的开启和关闭。
多导睡眠仪，包括脑电信号采样装置，脑电信号采样装置包括电生理放大器、显示器和记录脑电波、眼动电位、肌肉电活动、呼吸波和脉搏波等生理参数的电极和换能器件，对脑电波、眼动电位、肌肉电活动、呼吸波、脉搏波等生理参数进行电生理记录。
在多谐振床上可设置一体觉双脉冲刺激器，用于测试躯体觉通道的兴奋性。
多谐振床的床板可由相互活动连接的12块小板组成，小板的排列方式为3列4行，计算机通过多谐振床的控制电路控制小板的活动。
在多谐振床上可设有床垫，床垫中设有若干个电子振动器，计算机通过多谐振床的控制电路控制电子振动器随音乐谐振。
还可包括一隔音室，多谐振床、音响设备和多彩色闪光灯设置在隔音室里。
一种睡眠与梦的监测和干预的处理方法，其步骤包括监测和分析梦的客观生理指标，即多导睡眠仪实时记录睡眠者电生理参数，计算机处理系统接收多导睡眠仪记录的采样数据，分析判断睡眠者是否处于REM期睡眠阶段，如是，计算机处理系统控制多彩色闪光灯、音响设备或体觉双脉冲刺激器进行视觉、听觉或体觉的双刺激测试，判断在REM睡眠阶段兴奋性水平高的感觉通道；施予相应刺激诱导梦境，即当视觉通道在REM睡眠阶段兴奋性水平较高时，计算机处理系统开启多彩色闪光灯，作为诱导梦境的手段；当听觉通道在REM睡眠阶段兴奋性水平较高时，计算机处理系统开启多媒体音响，播放乐曲或说话声作为诱导梦境的手段；当体觉通道在REM睡眠阶段兴奋性水平较高时，计算机程序控制多谐振床运动，分别可导致左或右侧翻身、头或腿抬高、床身的高低变化等，用以改变睡眠者的身体姿势和体位的变化。
对诱发电位P50波分析作为判断睡眠者的感觉通道兴奋性的客观生理指标，如双刺激诱发的P50波的比值小于70％时，感觉通道兴奋性高，参与梦的活动。
按照视觉、听觉和体觉的顺序进行双刺激测试。
其工作原理为本发明基于伴有眼球快速运动的睡眠阶段(REM期)与梦的关系更为密切的科学事实，首先对睡眠和梦进行监测，主要是基于脑电波、眼动电位、肌肉电活动、呼吸波、脉搏波等生理参数的电生理记录和分析，每当睡眠者处于REM期睡眠阶段，立即自动启动感觉门控的双刺激测试。在大脑皮层的兴奋性水平高(P50比值小于70％)的感觉通道参与梦的活动，立即给与该感觉通道以轻快刺激诱导梦境，例如感觉通道为听觉时，播放轻快的音乐。如果该感觉通道的P50比值大于70％，表明其处于安静的睡眠状态，则对下一个感觉通道进行双刺激测试。
本发明的技术效果和优点着眼正常人中常见的睡眠问题，如多梦、恶梦等现象，监测和干扰睡眠与梦，以便有效诱导睡眠者的梦境变化。
下面结合附图，对本发明做出详细描述。
图1为本发明睡眠与梦的监测和干预系统的结构示意图；图2为双刺激法及皮层兴奋性水平测定原理图；图3为本发明睡眠与梦的监测和干预系统的处理流程图；图4为本发明实施例中多谐振床的结构示意图。
具体实施例方式
参考图1，睡眠与梦的监测和干预系统包括隔音室6、隔音室中的多谐振床2、音响设备4、多彩色闪光灯1和摄像头5以及多导睡眠仪和计算机处理系统7。对睡眠梦的监测主要是基于脑电波、眼动电位、肌肉电活动、呼吸波、脉搏波等生理参数的电生理记录。本发明采用多导睡眠仪记录上述电生理参数，多导睡眠仪包括一脑电信号采样装置3，该脑电信号采样子装置包括电生理放大器、显示器和记录脑电波、眼动电位、肌肉电活动、呼吸波和脉搏波等生理参数的电极和换能器件。首先设置多导睡眠仪的采样参数以确定AD采样卡和各通道放大器的特性，开始采样后则保存和显示采样数据直至采样结束。采样数据提供给计算机处理系统7处理。
计算机处理系统包括分析模块和控制模块，分析模块接收多导睡眠仪记录的采样数据并判断睡眠者的睡眠阶段，控制模块根据分析模块的判断结果分别控制多谐振床、音响设备和多彩色闪光灯的开启和关闭。参考图3，当快速眼动期(REM)出现时，计算机处理系统控制多彩色闪光灯、音响设备或体觉双脉冲刺激器进行双刺激测试，以刺探梦境相关内容，根据梦境内容所占比例的一般规律，按视觉、听觉、体觉顺序进行测试。当确定梦境与其中之一内容相关时，则停止双刺激测试。
双闪光刺激法、双声刺激法和双电脉冲皮肤刺激法测试听觉、视觉和躯体觉等感觉通道的兴奋性，其指标是大脑诱发电位P50波的幅值。如图2所示的刺激中，两个(向上的黑箭头)短斩刺激(10ms)之间间隔500ms，第二个刺激诱发的P50波幅值与第一个刺激诱发的P50幅值间的比值与该感觉通道兴奋性成反比关系，百分比越大，兴奋性越小，百分比变化范围0-100％之间。REM期睡眠中，兴奋性高的脑区就是参与梦的脑中枢，P50波比值小于70％，(比如下图为40％)；P50波比值大于70％的脑区，处于安静睡眠状态(比如上图为100％)。因此，根据脑中枢兴奋性的指标可以判断梦境活动的主要感觉通道。
首先进行视觉双脉冲，选用多彩色闪光灯的单色闪光功能，再进行双短声刺激，选用多媒体音响装置，进一步还可以进行体觉双脉冲刺激，采用一体觉双脉冲刺激器。多导睡眠梦析仪根据诱发实验的事件相关电位(ERP)数据，判断后一刺激与前一刺激诱发出的P50波幅之比是否大于70％，以确定参与梦的脑区(大于70％梦境与之无关，反之相关)。根据确定的兴奋脑区、各脑区之间的关系和梦境相关内容，可得到梦境综合分析结果。
根据双刺激测试结果施予相应刺激诱导梦境，视觉、听觉、体觉相关梦境的诱导刺激分别为多彩光、音乐和谐振床。计算机处理系统通过与多谐振床、音响设备和多彩色闪光灯连接，控制所述多谐振床、音响设备和多彩色闪光灯的开启和关闭。
其中多谐振床具有改变睡眠者姿势体位和振动体感两种功能，如图4所示，多谐振床包括控制电路、床板和床板上的床垫，多谐振床的床板由相互活动连接的12块小板组成，小板的排列方式为3列4行，多谐振床的控制电路控制小板的活动。控制电路与计算机处理系统连接，计算机处理系统控制多谐振床的3列小板之间的位置改变，使睡眠者的体位改变，如从仰卧到左或右侧卧位。计算机处理系统控制多谐振床的4行小板之间的位置改变，使睡眠者身体上下部位发生体位的改变。多谐振床上还可以铺设床垫，床垫上装有多个电子振动器8。每个电子振动器由永磁铁、低音振动线圈、振动板和屏蔽罩组成，它随音乐的振动使睡眠者产生振动体感(谐振频率20-150Hz)，其随音乐的振动由PC机通过数据线控制。屏蔽罩由ABS硬朔料制成的直径为44-55mm的园盒。
每当视觉通道在REM睡眠阶段兴奋性水平较高时，计算机处理系统控制多彩色闪光灯作为诱导梦境的手段。
每当听觉通道在REM睡眠阶段兴奋性水平较高时，计算机处理系统控制多媒体音响播放乐曲或说话声作为诱导梦境的手段。
每当体觉通道在REM睡眠阶段兴奋性水平较高时，计算机处理系统控制多谐振床的运动，分别可导致左或右侧翻身、头或腿抬高、床身的高低变化等，用以改变睡眠者的身体姿势和体位的变化。
且可以在播放乐曲或说话声时开启床垫中的电子振动器产生谐振，施予振动体感刺激，用以增强乐曲或说话声诱导梦境的效果，以便有效诱导梦境。
以下以一具体患者的事例说明本发明具体实现的方式患者王某，34岁，某市刑警，近日睡眠不佳，连续噩梦，梦境多与一个月前在河边尸检一具已腐烂变形的尸体有关，这个可怕的尸体突然跳起来追赶，自己拼命逃跑；但跑不动，叫喊惊醒。日间精神恍惚，工作中经常发生过失。
患者王某进入实验室后，工作人员开始为他先带好电极帽、安装头部的电极、调试电极电阻。多导睡眠仪可以记录正常脑电活动后，工作人员退出屏蔽室，请他安静入睡。约15分钟后多导睡眠仪开始记录，工作人员不断观察自发脑电波信号，约20分钟后可以看到睡眠1期的脑电活动，又过40分钟，出现4期(深睡)的脑电波活动，15分钟之后出现眼动活动，说明已进入REM睡眠期。计算机处理系统开始进行双刺激测试，先利用多彩色闪光灯施与患者双闪光刺激，测试结果是视觉区处于兴奋状态，计算机处理系统立即开动彩色闪光灯并开启多谐振床，引起下腿抬高与降低的反复变化，计10分钟，发现睡眠者一直处于REM睡眠期。随后唤醒睡眠者问其梦境。他说刚刚做了个梦，似乎有人追自己，看到天空飞来一只大雁，自己一蹬腿骑到大雁上，飞了起来，追我的人远远落在后面……。这一夜三次REM期，都进行了相同方法，其中双刺激测试，还包括了双声刺激法和双电脉冲皮肤刺激，结果发现，每次梦境都伴有快速跑、跳、飞的动作。当夜的梦未再出现被追得跑不脱的恶梦。为了进一步使患者不再做恶梦，在REM期还采用了视、听刺激诱发试验，多彩色灯闪光与5.1声道的乐曲”天上的白云飘又飘……”，在播放乐曲和多彩色闪光刺激10分钟后叫醒患者，其称梦见一个美丽花园，出现一只漂亮的大蝴蝶，自己跳起来与蝴蝶同时飞，一会儿又觉得是坐在一个大飞机上等等， 此后一周内王某睡眠正常，未再出现恶梦。
权利要求
1.一种睡眠与梦的监测和干预系统，包括在屏蔽环境中设有一多谐振床、一音响设备和一多彩色闪光灯，上述装置可对躺在多谐振床的睡眠者施予听觉、视觉、体感刺激；多导睡眠仪对睡眠者进行电生理的实时记录；计算机处理系统包括分析模块和控制模块，分析模块接收多导睡眠仪记录的采样数据并判断睡眠者的睡眠阶段，控制模块根据分析模块的判断结果分别控制多谐振床、音响设备和多彩色闪光灯的开启和关闭。
2.如权利要求1所述的睡眠与梦的监测和干预系统，其特征在于多导睡眠仪，包括一脑电信号采样装置，脑电信号采样装置包括电生理放大器、显示器和记录脑电波、眼动电位、肌肉电活动、呼吸波和脉搏波等生理参数的电极和换能器件，对脑电波、眼动电位、肌肉电活动、呼吸波、脉搏波等生理参数进行电生理记录。
3.如权利要求1或2所述的睡眠与梦的监测和干预系统，其特征在于在多谐振床上设置一体觉双脉冲刺激器，用于测试躯体觉通道的兴奋性。
4.如权利要求1所述的睡眠与梦的监测和干预系统，其特征在于多谐振床的床板由相互活动连接的12块小板组成，小板的排列方式为3列4行，多谐振床上设有控制电路，用于控制小板的活动。
5.如权利要求1或4所述的睡眠与梦的监测和干预系统，其特征在于在多谐振床上设有床垫，床垫中设有若干个电子振动器。
6.如权利要求1所述的睡眠与梦的监测和干预系统，其特征在于还包括一隔音室，多谐振床、音响设备和多彩色闪光灯设置在隔音室里。
7.一种睡眠与梦的监测和干预的处理方法，其步骤包括监测和分析梦的客观生理指标，即多导睡眠仪实时记录睡眠者电生理参数，计算机处理系统接收多导睡眠仪记录的采样数据，分析判断睡眠者是否处于REM期睡眠阶段，如是，计算机处理系统控制多彩色闪光灯、音响设备或体觉双脉冲刺激器进行双刺激测试判断梦境活动的主要感觉通道；施予相应刺激诱导梦境，即当视觉通道在REM睡眠阶段兴奋性水平较高时，计算机处理系统开启多彩色闪光灯，作为诱导梦境的手段；当听觉通道在REM睡眠阶段兴奋性水平较高时，计算机处理系统开启多媒体音响，播放乐曲或说话声作为诱导梦境的手段；当体觉通道在REM睡眠阶段兴奋性水平较高时，计算机程序控制多谐振床运动，分别可导致左或右侧翻身、头或腿抬高、床身的高低变化等，用以改变睡眠者的身体姿势和体位的变化。
8.如权利要求7所述的睡眠与梦的监测和干预的处理方法，其特征在于对诱发电位P50波分析作为判断睡眠者的感觉通道兴奋性的客观生理指标，如双刺激诱发的P50波的比值小于70％时，感觉通道兴奋性高。
9.如权利要求8所述的睡眠与梦的监测和干预的处理方法，其特征在于按照视觉、听觉和体觉的顺序进行双刺激测试。
全文摘要
本发明提供一种睡眠与梦的监测和干预系统及其处理方法，属于睡眠基础研究和睡眠疾病临床研究领域。该方法包括监测和分析梦的客观生理指标，根据多导睡眠仪的睡眠者电生理的实时记录，计算机处理系统判断睡眠者是否处于REM期睡眠阶段，如是，则进行双刺激测试判断梦境活动的主要感觉通道；如视觉通道在REM睡眠阶段兴奋性水平较高时，计算机处理系统开启多彩色闪光灯，作为诱导梦境的手段；如听觉通道在REM睡眠阶段兴奋性水平较高时，计算机处理系统开启多媒体音响，播放乐曲作为诱导梦境的手段；如体觉通道在REM睡眠阶段兴奋性水平较高时，计算机处理系统控制多谐振床运动，改变睡眠者的身体姿势和体位的变化，从而诱导出轻松愉快的梦替代恶梦。
文档编号A61M21/00GK1860987SQ20061001157
公开日2006年11月15日 申请日期2006年3月28日 优先权日2006年3月28日
发明者沈政, 邓平, 陈成岭 申请人:北京大学