用电磁场调制脑睡眠兴奋区的方法和仪器与流程

本发明提供用电磁场调制脑睡眠兴奋区以实现助眠、睡眠管理和睡眠治疗的方法和仪器。

背景技术：

入眠障碍是现代人们生活中一个亟待解决的问题。目前，解决入眠障碍的常见方法主要是药物法，药物法的主要问题是会产生各种副作用，如：导致人逐步丧失记忆力、食欲减退、性欲减退、损害人体内脏器官、产生依赖性、神经错乱。

技术实现要素：

脑有多个功能兴奋区。其中有苏醒兴奋区(含：蓝斑核LC、盖背外侧核LDT、脚桥核PPT)、睡眠兴奋区(含：腹外侧视前区VLPO)、丘脑网状核TRN。在脑处于醒的状态时，苏醒兴奋区抑制着睡眠兴奋区和丘脑网状核，抑制的结果是睡眠荷尔蒙在全脑不被释放，以保持脑处于醒的状态。在脑从醒的状态转化到睡眠状态的过程中，睡眠兴奋区提高兴奋，抑制苏醒兴奋区的兴奋，从而使苏醒兴奋区对丘脑网状核的抑制减弱直至趋于零。当脑的苏醒兴奋区对丘脑网状核的兴奋的抑制趋于零/被阻隔，丘脑网状核就向全脑释放睡眠荷尔蒙，此时，脑进入睡眠状态。有入睡困难的人，由于各种原因，在入睡过程中睡眠兴奋区不能正常地提高兴奋，以致无法正常入睡。

本发明提供用电磁场调制脑的睡眠兴奋区以实现助眠、睡眠管理和睡眠治疗的方法和仪器。

在本发明中，对脑的助眠是通过产生一个电磁场，调制脑的睡眠兴奋区，使其提高兴奋，以致脑正常地从醒的状态转入睡眠状态来实现的。

在本发明中，对脑的睡眠管理是通过一个用电磁场调制脑的睡眠兴奋区，使其提高兴奋，以致脑正常地从醒的状态转入睡眠状态来实现助眠的助眠系统和一个睡眠深度监测仪来实现的，其中，睡眠深度监测仪检测脑的睡眠深度并控制助眠系统的开启和关闭以调控脑的睡眠深度和持续睡眠时间,达到设定的脑的连续深度睡眠时间的指标。

在本发明中，睡眠治疗是用本发明的睡眠管理方法和系统来实现的。其中，睡眠管理系统包括用电磁场调制脑的睡眠兴奋区，使其提高兴奋，以致脑正常地从醒的状态转入睡眠状态来实现助眠的助眠系统和一个睡眠深度监测仪；睡眠深度监测仪接受治疗指定疾病的睡眠参数(包括睡眠深度和睡眠时间)并控制助眠系统确保睡眠按照指定的睡眠参数完成。

附图说明

图1显示脑的与本发明相关的三个兴奋区：苏醒兴奋区(含：蓝斑核LC、盖背外侧核LDT、脚桥核PPT)、睡眠兴奋区(含：腹外侧视前区VLPO)、丘脑网状核TRN，在脑处于醒的状态下的相互关系。

图2显示脑的与本发明相关的三个兴奋区：苏醒兴奋区(含：蓝斑核LC、盖背外侧核LDT、脚桥核PPT)、睡眠兴奋区(含：腹外侧视前区VLPO)、丘脑网状核TRN，在脑由醒的状态转化到睡眠状态下的相互关系。

图3显示脑的与本发明相关的三个兴奋区：苏醒兴奋区(含：蓝斑核LC、盖背外侧核LDT、脚桥核PPT)、睡眠兴奋区(含：腹外侧视前区VLPO)、丘脑网状核TRN，在脑处于睡眠状态下的相互关系。

图4显示本发明的用电磁场调制脑的睡眠兴奋区，使其提高兴奋，以致脑正常地从醒的状态转入睡眠状态来实现助眠。

图5显示本发明的用脉冲电磁场调制脑的睡眠兴奋区，使其提高兴奋，以致脑正常地从醒的状态转入睡眠状态来实现助眠。

图6显示本发明的从脑的后方对脑产生电磁场，通过调制脑的睡眠兴奋区，使其提高兴奋，以致脑正常地从醒的状态转入睡眠状态来实现助眠。

图7显示本发明的从脑的上方对脑产生电磁场，通过调制脑的睡眠兴奋区，使其提高兴奋，以致脑正常地从醒的状态转入睡眠状态来实现助眠。

图8显示本发明的从脑的前方对脑产生电磁场，通过调制脑的睡眠兴奋区，使其提高兴奋，以致脑正常地从醒的状态转入睡眠状态来实现助眠。

图9显示本发明的两个电磁场驱动电源各自驱动一个天线从脑的左右两侧产生两个电磁场，通过调制脑的睡眠兴奋区，使其提高兴奋，以致脑正常地从醒的状态转入睡眠状态来实现助眠。

图10显示本发明的一个电磁场驱动电源驱动两个天线从脑的左右两侧各自产生电磁场，通过调制脑的睡眠兴奋区，使其提高兴奋，以致脑正常地从醒的状态转入睡眠状态来实现助眠。

图11显示本发明的一个助眠仪硬件系统。

图12显示本发明的一个枕头式助眠仪。

图13显示本发明的一个床头式/枕头式助眠仪。

图14显示本发明的一个额头式助眠仪。

图15显示本发明的一个坐式/卧式助眠仪。

图16显示本发明的一个睡眠管理系统。

图17显示本发明的一个睡眠管理系统的硬件系统。

图18显示本发明的另一个睡眠管理系统。

图19显示本发明的另一个如图18所示的睡眠管理系统的硬件系统。

具体实施方式

如图1所示，脑1在醒的状态下，苏醒兴奋区4通过渠道5抑制着睡眠兴奋区3，并同时通过渠道6抑制着丘脑网状核2，此时睡眠荷尔蒙不释放。

如图2所示，脑1由醒的状态转化到睡眠状态的过程中，睡眠兴奋区3提高兴奋，通过渠道7抑制苏醒兴奋区4，从而使苏醒兴奋区4通过渠道6对丘脑网状核2的兴奋的抑制减弱。

如图3所示，脑1在进入睡眠状态的过程中，睡眠兴奋区3持续提高兴奋，抑制苏醒兴奋区4的兴奋，致使苏醒兴奋区4对丘脑网状核2的兴奋的抑制渠道6被阻隔，此时，丘脑网状核2通过渠道8在全脑释放睡眠荷尔蒙，使全脑进入睡眠状态。

以上所描述的是当脑1正常地由醒的状态进入睡眠状态的过程。而在非正常状态下，如入睡有障碍的情况下，睡眠兴奋区3不能正常地提高兴奋，无法有效地抑制苏醒兴奋区4，致使苏醒兴奋区4对丘脑网状核2的抑制保持，丘脑网状核2无法在全脑释放睡眠荷尔蒙，因此脑1无法正常地进入睡眠状态。

图4显示本发明的一种帮助不能正常入眠的脑正常地进入睡眠状态的方法和系统。将电磁场9施加在脑1上，调制脑1的睡眠兴奋区3，使非正常状态下的睡眠兴奋区3的兴奋提高，有效地抑制苏醒兴奋区4，进而使苏醒兴奋区4对丘脑网状核2的抑制渠道6被阻隔，使丘脑网状核2通过渠道8在全脑释放睡眠荷尔蒙，从而使脑1正常地进入睡眠状态。

图5显示本发明的另一种帮助不能正常入眠的脑正常地进入睡眠状态的方法和系统。将脉冲电磁场10施加在脑1上，调制脑1的睡眠兴奋区3，使非正常状态下的睡眠兴奋区3的兴奋提高，有效地抑制苏醒兴奋区4，进而使苏醒兴奋区4对丘脑网状核2的抑制渠道6被阻隔，使丘脑网状核2通过渠道8在全脑释放睡眠荷尔蒙，从而使脑1正常地进入睡眠状态。

上述电磁场可以是任何电磁场，包括任何频率的电磁场(使用本方法最有效的频率范围是3000Hz到300,000,000,000Hz的)、任何波形的电磁场(使用本方法最有效的波形包括：正弦波、方波、锯齿波、脉冲波)、任何占空比的脉冲电磁场(使用本方法最有效的占空比是5％至90％)和任何强度的电磁场；也包括天然存在的电磁场和人为产生的电磁场。

图6显示本发明的一个助眠方法和系统，主要由天线11、电磁场驱动电源12组成。其中，电磁场驱动电源12通过驱动天线11从脑1的后方对脑1产生一个电磁场，该电磁场调制睡眠兴奋区3的兴奋，使非正常状态下的睡眠兴奋区3的兴奋提高，使睡眠兴奋区3有效地抑制苏醒兴奋区4，进而使苏醒兴奋区4对丘脑网状核2的抑制渠道6被阻隔，使丘脑网状核2通过渠道8在全脑释放睡眠荷尔蒙，脑1正常地进入睡眠状态。在本发明中，天线11与脑1的距离是固定的(静态)或随时间变化的(动态)。

图7显示本发明的另一个助眠方法和系统，主要由天线11、电磁场驱动电源12组成。其中，电磁场驱动电源12通过驱动天线11从脑1的上方对脑1产生一个电磁场，该电磁场调制睡眠兴奋区3的兴奋，使非正常状态下的睡眠兴奋区3的兴奋提高，使睡眠兴奋区3有效地抑制苏醒兴奋区4，进而使苏醒兴奋区4对丘脑网状核2的抑制渠道6被阻隔，使丘脑网状核2通过渠道8在全脑释放睡眠荷尔蒙，脑1正常地进入睡眠状态。

图8显示本发明的另一个助眠方法和系统，主要由天线11、电磁场驱动电源12组成。其中，电磁场驱动电源12通过驱动天线11从脑1的前方对脑1产生一个电磁场，该电磁场调制睡眠兴奋区3的兴奋，使非正常状态下的睡眠兴奋区3的兴奋提高，使睡眠兴奋区3有效地抑制苏醒兴奋区4，进而使苏醒兴奋区4对丘脑网状核2的抑制渠道6被阻隔，使丘脑网状核2通过渠道8在全脑释放睡眠荷尔蒙，脑1正常地进入睡眠状态。

图9显示本发明的另一个助眠方法和系统，主要由天线11、天线14、电磁场驱动电源15和电磁场驱动电源12组成。其中，电磁场驱动电源12驱动天线11、电磁场驱动电源15驱动天线14分别从脑1的左右两侧对脑1同时或不同时产生一个电磁场，该电磁场调制睡眠兴奋区3的兴奋，使非正常状态下的睡眠兴奋区3的兴奋提高，使睡眠兴奋区3有效地抑制苏醒兴奋区4，进而使苏醒兴奋区4对丘脑网状核2的抑制渠道6被阻隔，使丘脑网状核2通过渠道8在全脑释放睡眠荷尔蒙，脑1正常地进入睡眠状态。

图10显示本发明的另一个助眠方法和系统，主要由天线17、天线18和电磁场驱动电源16组成。其中，电磁场驱动电源16通过驱动天线17和天线18分别从脑1的左右两侧对脑1同时或不同时产生一个电磁场，该电磁场调制睡眠兴奋区3的兴奋，使非正常状态下的睡眠兴奋区3的兴奋提高，使睡眠兴奋区3有效地抑制苏醒兴奋区4，进而使苏醒兴奋区4对丘脑网状核2的抑制渠道6被阻隔，使丘脑网状核2通过渠道8在全脑释放睡眠荷尔蒙，脑1正常地进入睡眠状态。

图11显示本发明的助眠仪的一个硬件系统，主要由信号源19、一级功放模块20、二级功放模块21、驱动电源模块22、微控制器23、稳压源模块24、电池25、充电模块26、天线27组成。该系统中，信号源19发出高频电信号，通过一级功放模块20放大，然后通过二级功放模块21放大，然后输入天线27，由天线27产生所需要的调制脑的睡眠兴奋区3的电磁场。

图12显示本发明的一个枕头式助眠仪，主要由枕头28、助眠仪机体30(含助眠仪开关29)组成。助眠仪机体30被放置在枕头28内，在使用时，将助眠仪开关29按下以正常开启助眠仪，这时该枕头式助眠仪产生电磁场以调制脑的睡眠兴奋区3，提高其兴奋，致使脑1正常地进入睡眠状态。

图13显示本发明的一个床头式/枕头式助眠仪，主要由结构架31、助眠仪机体32组成，结构架31与助眠仪机体32是转动连接的。该床头式/枕头式助眠仪包含两种用法：①将助眠仪机体32相对结构架31转动，与结构架31形成接近90°的夹角，将结构架31放置在枕头下，这时机体32与床面呈90°夹角，当该床头式/枕头式助眠仪的开关被开启时，助眠仪机体32从头顶向脑1的睡眠兴奋区3产生电磁场以调制脑的睡眠兴奋区3，提高其兴奋，致使脑1正常地进入睡眠状态；②将助眠仪机体32与结构架31合上，放置在枕头下，当该床头式/枕头式助眠仪的开关被开启时，助眠仪机体32从后脑勺向脑1的睡眠兴奋区3产生电磁场以调制脑的睡眠兴奋区3，提高其兴奋，致使脑1正常地进入睡眠状态。

图14显示本发明的一个额头式助眠仪，主要由结构架35、助眠仪机体34组成。使用时，人躺在床33上，调节结构架35，使助眠仪机体34恰好位于脑1的上方，当该额头式助眠仪被开启时，助眠仪机体34从前脑向脑1的睡眠兴奋区3产生电磁场以调制脑的睡眠兴奋区3，提高其兴奋，致使脑1正常地进入睡眠状态。该结构架35主要有以下功能：①扶持机体34并使机体34在使用时恰当吻合头的前额以实现最有效地产生所述电磁场并将其作用于脑1的睡眠兴奋区；②调节机体34的位置以方便使用；③固定在床上、床头或卧室里的任何位置。

图15显示本发明的一个坐式/卧式助眠仪，主要由多功位结构架36、助眠仪机体37组成。当用于坐式时，调节多功位结构架36，将助眠仪机体37置放于脑1的顶端，当该坐式/卧式助眠仪的开关被开启时，助眠仪机体37从脑1的顶端向脑1的睡眠兴奋区3产生电磁场以调制脑的睡眠兴奋区3，提高其兴奋，致使脑1正常地进入睡眠状态；当用于卧式时，调节多功位结构架36，将助眠仪机体37置放于前脑的上方，当该坐式/卧式助眠仪被开启时，助眠仪机体37从前脑向脑1的睡眠兴奋区3产生电磁场以调制脑的睡眠兴奋区3，提高其兴奋，致使脑1正常地进入睡眠状态。

图16显示本发明的一个睡眠管理系统，主要由助眠仪39、睡眠深度监测仪41组成。该系统中，睡眠深度监测仪41用直接检测法或间接检测法通过检测脑1的蓝斑核13在脑1的睡眠兴奋区3提高兴奋时的被抑制的程度来检测脑1的睡眠深度。脑1的睡眠深度是指对脑1从醒的状态转变到熟睡状态的过程中睡眠程度的度量，用蓝斑核兴奋区13被抑制从而降低兴奋的降低百分比表示，因而可将睡眠深度分为若干级。当睡眠深度被测到低于一个临界值时，睡眠深度监测仪41通过天线40向助眠仪39发射开启助眠仪39的信号，天线38接收到该开启信号后，助眠仪39会自动开启，对脑1产生电磁场以调制脑的睡眠兴奋区3，提高其兴奋，致使脑1正常地进入睡眠状态，直到睡眠深度监测仪41监测到睡眠深度高于一个临界值时，睡眠深度监测仪41又通过天线40向助眠仪39发射关闭助眠仪39的信号，天线38接收到该关闭信号后，助眠仪39会自动关闭，此时助眠仪39不再对脑1产生电磁场，直到天线38接收到下一个开启信号。

图17显示本发明的一个如图16所示的睡眠管理系统的硬件系统。主要由助眠仪机体(含：信号源19、一级功放模块20、二级功放模块21、驱动电源模块22、微控制器23、稳压源模块24、电池25、充电模块26、天线27)和睡眠深度监测仪(含：对助眠仪的控制系统44、监测系统45、操作显示系统47、天线48)组成。该系统中，睡眠深度监测仪的操作显示系统47接收输入的睡眠管理参数操纵监测系统45以检测睡眠深度，当睡眠深度被检测到低于一个临界值时，控制系统44通过天线48向助眠仪发送开启信号，接收模块42接收到该信号后，将信息传入微控制器23，由微控制器23发出开启助眠仪的信号，由信号源19发出高频电信号，通过一级功放模块20放大，然后通过二级功放模块21放大，然后输入天线27，由天线27产生所需要的调制脑的睡眠兴奋区3的电磁场。而当睡眠深度被检测到高于一个临界值时，控制系统44通过天线48向助眠仪发送关闭信号，接收模块42接收到该信号后，将信息传入微控制器23，由微控制器23关闭助眠仪。在整个睡眠过程中，睡眠深度监测仪的监测系统45一直处于监测控制状态，直到睡眠时间达到所输入的参数要求才自动关闭。

图18显示本发明的另一个睡眠管理系统，主要由天线48、天线49、睡眠仪50、睡眠深度监测仪51组成。该系统中，睡眠深度监测仪51用直接检测法或间接检测法通过检测脑1的蓝斑核13在脑1的睡眠兴奋区3提高兴奋时的被抑制的程度来检测脑1的睡眠深度。脑1的睡眠深度是指对脑1从醒的状态转变到熟睡状态的过程中睡眠程度的度量，用蓝斑核兴奋区13被抑制从而降低兴奋的降低百分比表示，因而可将睡眠深度分为若干级。当睡眠深度监测仪51通过天线49检测到睡眠深度低于一个临界值时，睡眠深度监测仪51向助眠仪50发出开启助眠仪50的信号，助眠仪50接收到该开启信号后，会自动开启，通过天线48对脑1产生电磁场以调制脑的睡眠兴奋区3，提高其兴奋，致使脑1正常地进入睡眠状态，直到睡眠深度监测仪51通过天线49检测到睡眠深度高于一个临界值时，睡眠深度监测仪51又向助眠仪50发射关闭助眠仪50的信号，接收到该关闭信号后，助眠仪50会自动关闭，此时助眠仪50不再通过天线48对脑1产生电磁场，直到助眠仪50接收到下一个开启信号。

图19显示本发明的另一个如图18所示的睡眠管理系统的硬件系统，主要由助眠仪机体(含：天线69、天线68、环形器62、放大器63、功分器61、混频器64、信号源60、稳压源59、低通滤波器65、一级功放模块53、二级功放模块52、驱动电源模块55、微控制器57、稳压源模块58、信号源54、电池66、充电模块67和人机交互模块56)组成。该系统中，信号源60发出电信号，经过功分器61将一部分电信号输入混频器64，另一部分经过环形器62输入天线68，由天线68产生一个电磁场作用于脑1，也由天线68接收穿过脑1的电磁场后经过环形器62，然后经过放大器63放大后，输入混频器64，混频器64将由功分器61输入的电信号和由放大器63输入的电信号进行比较形成差值，将该差值传入低通滤波器65过滤后，输入微控制器57，微控制器根据人机交互模块56所接收到的睡眠参数对该差值进行判断，决定是否开启或关闭。当睡眠深度被检测到低于一个临界值时，微控制器57发出开启信号，由信号源54发出高频电信号，通过一级功放模块53放大，然后通过二级功放模块52放大，然后输入天线69，由天线69产生所需要的调制脑的睡眠兴奋区3的电磁场。而当睡眠深度被检测到高于一个临界值时，微控制器57则发出关闭信号。在整个睡眠过程中，该睡眠管理系统直到睡眠时间达到所输入的参数要求才自动关闭。在本系统中，天线68可以是一个天线，也可以是两个或多个天线(发射天线和接收天线)。

本发明的另一个方法和系统是睡眠治疗方法和系统，该方法和系统用如图16、图17、图18、图19所示的睡眠管理系统治疗若干重大疾病，包括：老年痴呆症、癌症和忧郁症。在此方法中，睡眠管理系统的操作参数是按被治疗的疾病决定和输入的，当治疗参数输入后，睡眠深度监测仪自动控制开启助眠仪调制脑的睡眠兴奋区使病人的脑进入和保持在深度睡眠状态，直到睡眠完成所指定的睡眠深度指标和深度睡眠时间指标，由此达到治疗疾病的效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。