用于基于心脏活动来增强睡眠慢波活动的系统和方法_3

文档序号:9421198阅读:来源:国知局
或多个计算机程序模块可以包括参数模块30、睡眠阶段模块32、控制模块34和/或其他模块中的一个或多个。处理器20可以被配置为通过软件,硬件,固件,软件、硬件和/或固件的某种组合;和/或用于配置处理器20上的处理能力的其他机制来运行模块30、32和/或34。
[0030]应认识到,尽管模块30、32和34在图1中被图示为共同定位于单个处理单元中,但在其中处理器20包括多个处理单元的实施例中,模块30、32和/或34中的一个或多个可以定位为远离其他模块。下文所描述的对由不同模块30、32和/或34提供的功能的描述是为了出于说明性的目的,并不旨在限制性的,因为模块30、32和/或34中的任意可以提供比所描述的更多或更少的功能。例如,可以消除模块30、32和/或34中的一个或多个,并且其功能中的一些或全部可以由其他模块30、32和/或34提供。作为另一个范例,处理器20可以被配置为运行一个或多个额外的模块,所述一个或多个额外的模块可以执行下文中被归属于模块30、32和/或34中的一个的功能中的一些或全部。
[0031]参数模块30被配置为基于来自传感器18的输出信号来生成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、血液体积度量和/或其他参数。脉搏率度量可以与心率变异性(HRV)和/或其他脉搏率度量有关。心率变异性被定义为心搏之间的时间间隔的变化。血液体积度量可以例如与在约0.04-0.30Hz范围内的血液体积的低频改变和/或其他血液体积度量有关。脉搏率度量、血液体积度量和/或其他参数可以与对象12在当前睡眠期期间的当前睡眠阶段有关。在一些实施例中,参数模块30可以被配置为直接根据传感器18的输出信号来确定脉搏率度量、血液体积度量和/或其他参数。在一些实施例中,参数模块30被配置为根据先前确定的参数来确定脉搏率度量和/或血液体积度量。例如,参数模块30可以被配置为基于来自传感器18的输出信号来确定皮肤的区域的血液体积的改变。参数模块30可以基于皮肤的区域的血液体积随时间的改变的频率、幅度和/或其他特性来确定脉搏率。作为另一个范例,参数模块30可以被配置为基于来自传感器18的输出信号来确定对象12的皮肤的区域的颜色的改变。参数模块30可以基于皮肤性质随时间的改变的频率、颜色和/或其他特性来确定脉搏率。在一些实施例中,参数模块30被配置为基于传感器18的输出信号来确定指示对象12的清醒水平的觉醒度量。觉醒度量例如可以是基于对象12的移动来确定的。对象12的移动可以基于来自传感器18的心脏信号中的高频噪声、经由相机50确定的对象12的移动、经由加速度计确定的对象的移动、和或基于其他信息来确定。
[0032]图5图示来自(图1中示出的)传感器18的输出信号500的范例。输出信号500的特性(例如频率、幅度、基线变化、峰间时间间隔等)可以被(图1中示出的)参数模块30用于确定在当前睡眠期期间的一个或多个心脏活动参数和/或其他信息。输出信号500可以图示表示例如由(图3中示出的)光学传感器40、(图4中示出的)相机50和/或其他传感器生成的血液体积的改变的信号。输出信号500的信号强度502随时间504变化。在该范例中,信号500中的峰506大致上每秒出现一次并且表示对象(例如对象12)的心跳。参数模块30可以,例如基于峰506,来确定心率变异性。
[0033]返回图1,睡眠阶段模块32被配置为基于所确定的心脏活动参数、来自传感器18的输出信号和/或其他信息来确定对象12的当前睡眠阶段。如上所示,对象12的当前睡眠阶段可以对应于清醒、REM睡眠、阶段N1、阶段N2和/或阶段N3睡眠中的一个或多个。睡眠阶段模块32被配置为确定对象12当前是否处于慢波睡眠。在一些实施例中,慢波睡眠和/或慢波活动可以对应于阶段N3睡眠。在一些实施例中,阶段N2和/或阶段N3睡眠可以为慢波睡眠和/或对应于慢波活动。
[0034]在一些实施例中,睡眠阶段模块32被配置为基于脉搏率度量(例如心率变异性)来确定对象的当前睡眠阶段。例如,随着对象进入越来越深的睡眠阶段,对象的脉搏率和/或脉搏率度量可以显示响应的减小。睡眠阶段模块32可以被配置为基于脉搏率度量的减小来确定当前睡眠阶段。
[0035]在一些实施例中,睡眠阶段模块32被配置为基于血液体积度量来确定对象的当前睡眠阶段。例如,血液体积的低频改变(例如在约0.04-0.30Hz的范围内)与对象12的副交感神经系统的活动有关。副交感神经系统负责调控身体在休息时发生的活动。副交感神经系统在睡眠期间的行为不同于副交感神经系统在清醒期间的行为,因为睡眠期间的意识水平较少干扰大脑中进行的过程。在睡眠期间,低频振荡相比较清醒状态强度减小,使得低频振荡的强度在阶段N3睡眠期间最低。睡眠阶段模块32可以被配置为基于低频振荡的强度的减小来确定当前睡眠阶段。
[0036]例如,图5图示了在对应于对象(例如对象12)的脉搏率的约IHz的频率时,输出信号500强度中的高频峰506到峰506振荡。由峰510指示的在范围0.04-0.3-Hz内的低频振荡被置加在尚频振荡上(图5中未不出随后的峰510)。低频振荡与副交感神经系统的活动有关。睡眠阶段模块32(图1)可以至少部分地基于针对个体睡眠阶段的低频振荡的强度的差异来确定对象当前是否处于慢波睡眠。
[0037]图6A图示了在根据针对对象的EEG 600和血液体积度量602 (例如基于光学传感器40在0.04-0.30Hz范围内的输出信号)确定的睡眠阶段之间的比较。根据EEG 600确定的随时间的睡眠阶段变化与随时间的血液体积度量606大体上彼此相关。睡时间的睡眠阶段变化604与随时间的血液体积度量的一般相关性指示血液体积的低频振荡与对象的睡眠阶段有关,使得(图1中示出的)睡眠阶段模块32可以基于所确定的血液体积度量和/或来自传感器18输出信号来确定对象12的当前睡眠阶段。
[0038]类似地,图6B图示随时间的心率变异性(脉搏率度量)620大体上与随时间的睡眠阶段变化630相关,使得(图1中示出的)睡眠阶段模块32可以基于所确定的心率变异性来确定对象12的当前睡眠阶段。随时间的心率变异性620可以由参数模块30确定。随时间的睡眠阶段变化630可以通过使用,例如由ECG信号传达的心率变异性信息,经由EEG来确定。
[0039]控制模块34被配置为在对象被确定为正处于慢波睡眠(例如阶段N3)时,控制一个或多个感官刺激器来向对象提供感官刺激,以诱导和/或调节对象中的慢波活动。在一些实施例中,调节慢波活动可以包括增强慢波活动。在一些实施例中,一个或多个感官刺激器被控制为向对象提供感官刺激以诱导睡眠慢波。在一些实施例中,可以经由慢波活动来测量诱导的睡眠慢波的表现。
[0040]在一些实施例中,控制模块34可以确定针对感官刺激的递送的时间安排。在一些实施例中,针对感官刺激的递送的时间安排可以对应于对对象12当前正处于慢波睡眠的确定。例如,控制模块34可以被配置为确定针对感官刺激的递送的时间安排,使得在睡眠阶段模块32确定对象12当前正处于睡眠阶段N3之后预定量的时间,向对象12递送听觉刺激。控制模块34可以被配置为确定针对感官刺激的递送的时间安排,使得所确定的时间安排对应于与慢波活动相关联的睡眠阶段,因为针对慢波诱导的可能性,和/或在特定睡眠阶段期间的调节可以相对比其他睡眠阶段中的更高,用户可以较不可能被感官刺激唤醒,和/或出于其他原因。在一些实施例中,控制模块34被配置为响应于由参数模块30确定的指示对象12正醒来的觉醒度量来控制感官刺激器16停止向对象12提供感官刺激。
[0041]在一些实施例中,控制模块34可以被配置为控制感官刺激器16在当前睡眠期期间调节对象12中的慢波活动。当对象12在睡觉时在当前睡眠期间调节对象12中的慢波活动可以包括控制感官刺激器16在睡眠期间增大和/或减小对象12中的慢波活动。在一些实施例中,
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