[發明專利]測定有利于喚醒的人類睡眠階段的方法

有效

• 申請號: 201480019586.4
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN105142515B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 米哈伊爾·S·魯賓;尤里·V·斯維利亞耶夫
• 申請（專利權）人: 赫爾比公司
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;A61B5/103;A61B5/0456;G06F19/00
• 代理公司: 北京律恒立業知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11416
• 代理人: 蔡倫,龐立巖

技術領域

本發明涉及測量人類狀態參數以用于診斷目的的領域，具體而言涉及測量表征人類睡眠的參數。

背景技術

已知人類睡眠由被稱為REM睡眠和非REM睡眠的兩個階段交替地組成。在健康人類的睡眠過程中，上述兩個階段在循環中彼此交替(通常4至6個循環)。經驗顯示在REM階段進行喚醒是最有利的。但是，有非常多的人們是被設定在特定時間的鬧鐘或其他隨機因素喚醒的，這就意味著他們并不總是在最佳的睡眠階段被喚醒。因此，為了給人們提供更舒適的生活條件，重要的是開發簡單、輕便且易于使用的測定有利于被喚醒的睡眠階段的技術手段，并提供對產生喚醒聲響或其他信號的喚醒裝置的控制。

已知有多種用于測定人類睡眠階段的方法，包括那些有利于喚醒的方法。

醫學研究發現，記錄多種生物電信號可以足夠可信地識別特定的睡眠階段，所述生物電信號例如表征腦部生物電活動的EEG、反映肌肉活動的肌動電流圖或者表征眼部活動中生物電位變化的EOG。然而，這些方法只能在醫療機構中在受過特定訓練的人員的幫助下使用，不能用于日常生活中。此外，眾多的內部和外部因素都會影響人類睡眠，所以同一個人的睡眠可能以不同的方式進行。因此，必須在給定的人目前心理狀態和睡眠條件的基礎上測定其有利于被喚醒的睡眠階段

已知有多種方法和裝置，被設計為基于該睡眠中的人的生理參數的實時測量來在有利于被喚醒的睡眠階段對其喚醒。

因此，專利RU 2061406記載了一種在預定睡眠階段對人喚醒的方法。為此目的，在睡眠期間通過傳感器記錄EEG，以確定當前的REM階段，并以預定時間間隔產生的喚醒信號與所述EEG同步。據作者所述，在REM睡眠期的腦電睡眠，是通過與β波在18赫茲到32赫茲的范圍的出現的去同步化以及與存在的θ波出現低幅混合活動來區分REM睡眠的EEG。

美國專利申請20110230790記載了一種在預定的最后喚醒時間之前的所需睡眠階段中喚醒人的方法，以及確定開始睡眠的最佳時間的方法。該方法通過由連接著人臂或腿的加速度計所記錄的機械運動來識別REM階段。

美國專利申請20050190065記載了一種在最有利的睡眠階段喚醒人的方法。據作者所述，通過以下特征來表征REM階段：心臟血流量增加；人體體溫調節能力降低(其體溫可能隨著環境溫度上升或下降)；血管收縮和血管的血流量下降(這可以通過外周動脈血壓計測量)；心率、血壓和呼吸速率上升和不穩定。

與本發明最接近的現有技術是專利DE 4,209,336，其中記載了在預設的期間和有利的睡眠階段中的最佳時間喚醒人的方法。該方法通過測量心率、呼吸速率、頭部溫度或體溫以及檢測眼部和肢體運動來識別REM階段。實施該方法的裝置可以被制成臂帶、耳夾、胸帶等形式。

對現有技術的分析表明，這種裝置無法足夠可靠地識別REM睡眠階段的開始和結束，或者所述裝置會因為需要在人體上連接很多傳感器而使得睡覺的人感到很不舒服。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種簡單可靠的方法來識別有利于被喚醒的睡眠階段即REM睡眠，而且該方法能夠在一種易于與人體連接并且不會打擾人睡眠的裝置上實現。

根據本發明，所述方法通過使用連接于人體的脈搏傳感器和至少一個運動傳感器來分別記錄睡眠中的人的脈搏信號和肢體活動，來識別有利于被喚醒的人類睡眠階段，所述脈搏信號作為計算RR間隔和呼吸速率的值的基礎；其中通過函數增量F(Δt_i)來識別有利于被喚醒的睡眠階段的開始和結束，該函數增量的值通過給定的時間間隔Δt_i確定，其中i是所述時間間隔的系列號；所述函數增量如下式：

F(Δt_i)＝-K₁P₁-K₂P₂-K₃P₃+K₄P₄+K₅P₅+K₆P₆,(1)

其中：P₁為在時間間隔Δt_i中RR間隔的平均值；

P₂為在時間間隔Δt_i中RR間隔的最小值；

P₃為在時間間隔Δt_i中RR間隔的最大值；

P₄為之前的3-20分鐘的時間間隔中RR間隔的標準差；