RU161679U1 - DEVICE FOR SLEEP CONTROL WITH A COMFORT WAKE-UP FUNCTION - Google Patents

DEVICE FOR SLEEP CONTROL WITH A COMFORT WAKE-UP FUNCTION Download PDF

Info

Publication number
RU161679U1
RU161679U1 RU2015126928/14U RU2015126928U RU161679U1 RU 161679 U1 RU161679 U1 RU 161679U1 RU 2015126928/14 U RU2015126928/14 U RU 2015126928/14U RU 2015126928 U RU2015126928 U RU 2015126928U RU 161679 U1 RU161679 U1 RU 161679U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
sleep
sensor
input
wake
Prior art date
Application number
RU2015126928/14U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Полях
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ОРМАТЕК"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "ОРМАТЕК" filed Critical Закрытое акционерное общество "ОРМАТЕК"
Priority to RU2015126928/14U priority Critical patent/RU161679U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU161679U1 publication Critical patent/RU161679U1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/113Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M2021/0005Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus
    • A61M2021/0083Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus especially for waking up
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M2021/0005Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus
    • A61M2021/0088Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus modulated by a simulated respiratory frequency

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

1. Устройство для контроля сна с функцией обеспечения комфортного пробуждения, содержащее последовательно соединенные блок регистрации данных от датчиков и блок обработки данных, а также блок формирования сигналов пробуждения, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока обработки данных, а выход соединен с входом блока формирования сигналов пробуждения, и блок задания минимального и максимального времени пробуждения, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения, при этом блок регистрации данных от датчиков выполнен с возможностью приема и регистрации сигналов от датчика дыхательного цикла спящего человека, отличающееся тем, что блок регистрации данных от датчиков выполнен с возможностью приема и регистрации сигналов от движений нижних конечностей спящего человека, а блок обработки данных выполнен с возможностью сравнения с определенными предварительно признаками фазы медленного сна по дыхательному циклу и с признаками фазы медленного сна по динамике движений нижних конечностей и при условии их заметного отличия фиксации возникновении фазы «быстрого» сна и формирования предварительного сигнала для включения средств пробуждения.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок задания минимального и максимального времени пробуждения оснащен модулем беспроводной связи Bluetooth с возможностью обеспечения ввода уставок с внешних мобильных устройств с приложениями на базе iOS или Android.1. A device for monitoring sleep with the function of providing comfortable waking up, comprising a series-connected unit for recording data from sensors and a data processing unit, as well as an awakening signal generation unit, a comparison unit, the first input of which is connected to the output of the data processing unit, and the output is connected to the input the unit for generating wake-up signals, and the unit for setting the minimum and maximum wake-up times, the output of which is connected to the second input of the comparison unit, while the data recording unit from the sensor in made with the possibility of receiving and recording signals from the sensor of the respiratory cycle of a sleeping person, characterized in that the data recording unit from the sensors is configured to receive and register signals from the movements of the lower extremities of the sleeping person, and the data processing unit is configured to compare with previously determined signs phases of slow sleep in the respiratory cycle and with signs of a phase of slow sleep in the dynamics of movements of the lower extremities and subject to their noticeable difference in fixation and phases of "fast" sleep and the formation of a preliminary signal to turn on the means of awakening. 2. The device according to claim 1, characterized in that the minimum and maximum wake-up time setting unit is equipped with a Bluetooth wireless module with the ability to provide input settings from external mobile devices with applications based on iOS or Android.

Description

Устройство для контроля сна с функцией обеспечения комфортного пробужденияSleep monitor with comfort wake up function

Полезная модель относится к электронной технике и специализированным устройствам вычислительной техники и может быть использована для создания устройств, обеспечивающих контроль параметров, характеризующих сон человека, и определение на этой основе времени комфортного пробуждения. Предложенное техническое решение представляет собой специализированное устройство электронной и вычислительной техники, содержащее элементы (блоки) и связи между ними, находящиеся в функционально-конструктивном единстве и размещенные в ограниченном пространстве с возможностью выполнения в едином корпусе.The utility model relates to electronic equipment and specialized computing devices and can be used to create devices that provide control of parameters characterizing a person’s sleep and determine on this basis the time of comfortable waking up. The proposed technical solution is a specialized device of electronic and computer technology, containing elements (blocks) and the connections between them, which are in functional and constructive unity and placed in a limited space with the possibility of execution in a single building.

Известно, что сон здорового человека представляет собой чередование так называемых фаз "медленного" и "быстрого" сна (REM-фазы сна), которые повторяются в течение сна здорового человека от 4 до 6 раз. Экспериментально подтверждено, что именно REM-фаза является наиболее благоприятной для пробуждения. Для обеспечения комфортных условий сна актуальной является задача разработки технических средств, предназначенных для определения непосредственно в процессе сна человека благоприятной для пробуждения фазы в предварительно установленный интервал времени с возможностью управления средствами пробуждения, генерирующими звуковой или иной сигнал, по которому человек просыпается.It is known that a healthy person’s sleep is an alternation of the so-called “slow” and “fast” sleep phases (REM sleep phases), which are repeated 4 to 6 times during a healthy person’s sleep. It has been experimentally confirmed that the REM phase is the most favorable for awakening. To ensure comfortable sleep conditions, the urgent task is to develop technical means designed to determine, directly in the process of a person’s sleep, a phase favorable for waking up at a predetermined time interval with the ability to control waking means generating a sound or other signal by which a person wakes up.

Известен способ и соответствующее ему устройство определения фазы сна человека, благоприятной для пробуждения [RU 2522400, C1, А61В 5/08, А61В 5/103, А61В 8/02, 10.072014], характеризующиеся тем, что во время сна с помощью датчика пульсовой волны и по меньшей мере одного датчика движения, закрепленных на теле человека, регистрируют сигнал пульсовой волны и наличие движений конечностей человека, на основе сигнала пульсовой волны определяют значения RR-интервалов и частоту дыхания, а о наступлении и окончании фазы сна, благоприятной для пробуждения, судят по приращению функции F(Δti), значения которой определяют за заданные интервалы времени Δti, где i -порядковый номер интервала времени, как:The known method and the corresponding device for determining the phase of a person’s sleep, favorable for waking up [RU 2522400, C1, АВВ 5/08, АВВ 5/103, А61В 8/02, 07/10/2014], characterized in that during sleep using a pulse wave sensor and at least one motion sensor mounted on the human body, the pulse wave signal and the presence of human limb movements are recorded, based on the pulse wave signal, the values of RR-intervals and respiratory rate are determined, and the onset and end of the sleep phase favorable for awakening is judged by nature scheniyu function F t i), which value is determined over defined time intervals Δ t i, where i -poryadkovy timeslot number as:

F(Δti)=-K1P1-K2P2-K3P3+K4P4+K5P5+K6P6,F ( Δ t i ) = - K 1 P 1 -K 2 P 2 -K 3 P 3 + K 4 P 4 + K 5 P 5 + K 6 P 6 ,

где: Р1 - среднее значение RR-интервалов за интервал времени Δti;where: P 1 - the average value of RR-intervals for the time interval Δ t i ;

Р2- минимальное значение RR-интервалов за интервал времени Δti;P 2 - the minimum value of RR-intervals for the time interval Δ t i ;

Р3 - максимальное значение RR-интервалов за интервал времени Δti;P 3 - the maximum value of RR-intervals for the time interval Δ t i ;

Р4 - среднеквадратичное отклонение RR-интервалов за предшествующий интервал времени от 3 мин до 20 мин;P 4 - the standard deviation of the RR intervals for the previous time interval from 3 minutes to 20 minutes;

Р5 - среднее значение частоты дыхания за интервал времени Δti;P 5 - the average value of the respiratory rate for the time interval Δ t i ;

Р6 - среднее число движений конечностей человека за предшествующий интервал времени от 0,5 мин до 10 мин;P 6 - the average number of movements of the human limbs for the previous time interval from 0.5 minutes to 10 minutes;

K1-K6 весовые коэффициенты, характеризующие вклад соответствующего параметра P16 в значение функции F(Δti).K 1 -K 6 weighting factors characterizing the contribution of the corresponding parameter P 1 -P 6 to the value of the function F ( Δ t i ).

В этом способе для параметра Р1, измеренного в мс, значение весового коэффициента K1 выбирают в диапазоне от 0,6 мс-1 до 3 мс-1, для параметра Р2, измеренного в мс, значение весового коэффициента K2 выбирают в диапазоне от 0,1 мс-1 до 0,7 мс-1, для параметра Р3, измеренного в мс, значение весового коэффициента K3 выбирают в диапазоне от 0,01 мс-1 до 0,3 мс-1, для параметра Р4, измеренного в мс, значение весового коэффициента K4 выбирают в диапазоне от 0,5 мс-1 до 3 мс-1, для параметра Р5, измеренного в мин-1, значение весового коэффициента K5 выбирают в диапазоне от 1 мин до 10 мин, а для параметра Р6 значение весового коэффициента K6 выбирают в диапазоне от 5 до 50.In this method, for the parameter P 1 measured in ms, the value of the weight coefficient K 1 is selected in the range from 0.6 ms -1 to 3 ms -1 , for the parameter P 2 measured in ms, the value of the weight coefficient K 2 is selected in the range from 0.1 ms -1 to 0.7 ms -1 , for parameter P 3 measured in ms, the value of the weight coefficient K 3 is selected in the range from 0.01 ms -1 to 0.3 ms -1 , for parameter P 4 , measured in ms, the value of the weight coefficient K 4 is chosen in the range from 0.5 ms −1 to 3 ms −1 , for parameter P 5 measured in min −1 , the value of the weight coefficient K 5 is chosen in the range zone from 1 min to 10 min, and for the parameter P 6 the value of the weight coefficient K 6 is chosen in the range from 5 to 50.

Определение благоприятной для пробуждения фазы сна реализуется в подобных устройствах с помощью двух датчиков: датчика пульсовой волны и датчика, способного реагировать на движение руки или ноги, - датчика движения, например акселерометра. Датчики могут быть установлены на теле человека отдельно друг от друга. Например, датчик движения может быть закреплен на руке или ноге, а датчик пульсовой волны - на запястье или предплечье. В качестве датчиков пульсовой волны могут быть использованы пьезоэлектрический, тензометрический или оптический датчики.The determination of the sleep phase that is favorable for awakening is realized in such devices using two sensors: a pulse wave sensor and a sensor capable of responding to the movement of an arm or leg, a motion sensor, for example an accelerometer. Sensors can be installed on the human body separately from each other. For example, a motion sensor can be mounted on a hand or foot, and a pulse wave sensor can be mounted on a wrist or forearm. As pulse wave sensors, piezoelectric, strain gauge or optical sensors can be used.

Во время сна человека на основе зарегистрированного сигнала пульсовой волны определяют значения RR-интервалов и частоту дыхания. Поскольку сигнал пульсовой волны представляет собой периодический сигнал, меняющийся синхронно с сердечными сокращениями, то временные интервалы между любой характерной точкой пульсограммы (например, пиковое значение сигнала или его производной) в точности соответствуют RR-интервалам. Сигнал пульсовой волны, помимо упомянутых периодических изменений, соответствующих динамике кровенаполнения за каждый сердечный цикл, включает низкочастотную составляющую, соответствующую дыхательному циклу. Инструментальные методы определения частоты дыхания, основанные на низкочастотной фильтрации дыхательной составляющей сигнала пульсовой волны, также хорошо известны специалистам.During a person’s sleep, the values of RR-intervals and respiration rate are determined based on the detected pulse wave signal. Since the pulse wave signal is a periodic signal that changes synchronously with the heartbeats, the time intervals between any characteristic point of the pulsogram (for example, the peak value of the signal or its derivative) exactly correspond to the RR intervals. The pulse wave signal, in addition to the aforementioned periodic changes corresponding to the dynamics of blood supply for each cardiac cycle, includes a low-frequency component corresponding to the respiratory cycle. Instrumental methods for determining the respiratory rate based on low-pass filtering of the respiratory component of the pulse wave signal are also well known in the art.

Недостатком способа и соответствующего ему устройства, является крайне ограниченная область применения, поскольку предполагает использование датчиков, размещаемых на теле спящего человека, а также относительно низкая точность, вызванная субъективным характером выбора весовых коэффициентов из широкого диапазона рекомендуемых значений.The disadvantage of this method and its corresponding device is its extremely limited scope, since it involves the use of sensors placed on the body of a sleeping person, as well as the relatively low accuracy caused by the subjective nature of the choice of weighting factors from a wide range of recommended values.

Известно также устройство для настройки типа сна [RU 2340365, С2, А61М 21/00, 10.12.2008], содержащее монитор физиологической характеристики, генератор сенсорного стимула, процессор, функционально связанный с монитором физиологической характеристики и генератором сенсорного стимула, причем, процессор предназначен для приема входящего сигнала от монитора физиологической характеристики, указывающего первую стадию сна спящего, и обеспечения выходного сигнала для генератора сенсорного стимула, чтобы вызвать генерирование генератором сенсорного стимула, по меньшей мере, первого сенсорного стимула в ответ на входной сигнал, принятый от монитора физиологической характеристики, для навязывания спящему ритма сна и для изменения первого сенсорного стимула для перевода спящего из первой стадии сна во вторую стадию сна, при этом, монитор физиологической характеристики предназначен для мониторинга, по меньшей мере, одной физиологической характеристики спящего, которая содержит по меньшей мере один показатель, выбранный из группы, состоящей из частоты сердечных сокращений, артериального давления, типа волн мозга, мышечного напряжения, движения глаз, дыхания, температуры тела, кровотока, уровня кислорода крови, биохимии крови, усилия при дыхании, положения тела и движения тела.A device for adjusting the type of sleep is also known [RU 2340365, C2, A61M 21/00, 12/10/2008], comprising a physiological characteristics monitor, a sensor of stimulus generator, a processor functionally connected to a physiological characteristics monitor and a sensor of sensory generator, moreover, the processor is intended for receiving an input signal from a physiological characteristic monitor indicating the first stage of sleep of the sleeper, and providing an output signal for the sensor stimulus generator to cause the generator to generate the sensor stimulus at least the first sensory stimulus in response to an input signal received from a physiological characteristic monitor to impose a sleep rhythm on the sleeper and to change the first sensory stimulus to transfer the sleeper from the first stage of sleep to the second stage of sleep, while the physiological characteristic monitor designed to monitor at least one physiological characteristic of a sleeping person, which contains at least one indicator selected from the group consisting of heart rate, arterial phenomenon, such as brain waves, muscle tension, eye movement, respiration, body temperature, blood flow, blood oxygen level, blood chemistry, effort during respiration, body position and body motion.

Недостатком этого устройства является относительно высокая сложность, исключающая возможность массового производства, а также относительно узкая область применения, поскольку может быть использована для навязывания типа сна и не позволяет определить и реализовать комфортные условия пробуждения человека.The disadvantage of this device is the relatively high complexity, eliminating the possibility of mass production, as well as a relatively narrow scope, since it can be used to impose a type of sleep and does not allow to determine and implement comfortable conditions for awakening a person.

Кроме того, известно устройство «Withings Aura смарт-система для сна», http://medgadgets.ru/shop/withings-aura-smart-sistema-dlja-sna-umnyj-bidil-nik.html, 07.01.2014], содержащее последовательно соединенные блок регистрации данных от датчиков, выполненный с возможностью приема и регистрации сигналов от датчика движения спящего человека, датчика дыхания спящего человека, датчика частоты сердечного ритма спящего человека, а также датчиков звука, температуру и уровня освещенности в спальном помещении, блок обработки данных и блок формирования сигналов пробуждения.In addition, the device “Withings Aura Smart Sleep System” is known, http://medgadgets.ru/shop/withings-aura-smart-sistema-dlja-sna-umnyj-bidil-nik.html, 01/07/2014], comprising a series-connected unit for recording data from sensors, configured to receive and register signals from a motion sensor of a sleeping person, a breathing sensor of a sleeping person, a heart rate sensor of a sleeping person, as well as sound sensors, temperature and light level in a bedroom, a data processing unit and an awakening signal generating unit.

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, поскольку, сигнал пробуждения человека формируется исключительно на основе данных, полученных в период сна человека, и при этом не учитываются социально-бытовые условия, в соответствии с которыми, как правило, имеются требования к возможному периоду пробуждения, связанному с графиком работы, учебы и семейных обстоятельств. Все это снижает точность работы устройства.The disadvantage of the device is the relatively narrow functionality, because the human wake-up signal is formed solely on the basis of data obtained during the person’s sleep period, and social conditions are not taken into account, in accordance with which, as a rule, there are requirements for a possible wake-up period, related to the work schedule, study and family circumstances. All this reduces the accuracy of the device.

Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является устройство [US 7248915, 01.09.2005], содержащее последовательно соединенные блок регистрации данных от датчиков, выполненный с возможностью приема и регистрации сигналов от датчика дыхательного цикла и датчика движения спящего человека, блок обработки данных, блок формирования сигнала пробуждения, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока обработки данных, а выход соединен с входом блока формирования сигналов пробуждения, и блок задания минимального и максимального времени пробуждения, выход которого соединен со вторым входом блок сравнения.The closest in technical essence to the claimed utility model is a device [US 7248915, September 01, 2005], comprising a series-connected data recording unit from sensors, configured to receive and register signals from a respiratory cycle sensor and a sleeping person motion sensor, a data processing unit, a wake-up signal generating unit, a comparison unit, the first input of which is connected to the output of the data processing unit, and the output is connected to the input of the wake-up signal generating unit, and the task unit is minimally nth and maximum waking time, the output of which is connected to the second input of the comparison unit.

Недостатком этого устройства является относительно низкая точность, поскольку решение о возникновении фазы «быстрого» сна и формирование сигнала для включения средств пробуждения производится только на основе данных от датчиков, выполненных с возможностью приема и регистрации сигналов от датчика дыхательного цикла и датчика движения спящего человека. При этом не учитывается сигнал от датчиков движений нижних конечностей спящего человека и особенности формирования сигналов датчиков в различные фазы сна. Это снижает точность работы устройства и может привести к ошибочному срабатыванию.The disadvantage of this device is the relatively low accuracy, since the decision on the occurrence of a “fast” sleep phase and the formation of a signal to turn on the means of awakening is made only on the basis of data from sensors configured to receive and register signals from a respiratory cycle sensor and a sleeping person motion sensor. In this case, the signal from the motion sensors of the lower extremities of the sleeping person and the peculiarities of the formation of sensor signals in various phases of sleep are not taken into account. This reduces the accuracy of the device and can lead to erroneous operation.

Задача, которая решается в предложенной полезной модели, заключается в разработке устройства, удобного для применения и обладающего высокой точностью работы за счет возможности учета при формировании сигнала пробуждения не только данных, полученных от датчиков, выполненных с возможностью приема и регистрации сигналов от датчика дыхательного цикла и датчика движения спящего человека, но и от датчиков движений нижних конечностей спящего человека с учетом особенностей формирования сигналов этих датчиков в различные фазы сна.The problem that is solved in the proposed utility model is to develop a device that is convenient for use and has high accuracy due to the ability to take into account when generating an awakening signal not only data received from sensors made with the possibility of receiving and recording signals from a respiratory cycle sensor and motion sensor of a sleeping person, but also from motion sensors of the lower extremities of a sleeping person, taking into account the peculiarities of the formation of signals of these sensors in various phases of sleep.

Требуемый технический результат заключается в повышении точности работы устройства.The required technical result is to increase the accuracy of the device.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее последовательно соединенные блок регистрации данных от датчиков и блок обработки данных, а также блок формирования сигналов пробуждения, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока обработки данных, а выход соединен с входом блока формирования сигналов пробуждения, и блок задания минимального и максимального времени пробуждения, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения, при этом, блок регистрации данных от датчиков выполнен с возможностью приема и регистрации сигналов от датчика дыхательного цикла спящего человека, согласно полезной модели, блок регистрации данных от датчиков выполнен с возможностью приема и регистрации сигналов от движений нижних конечностей спящего человека, а блок обработки данных выполнен с возможностью сравнения с определенными предварительно признаками фазы медленного сна по дыхательному циклу и с признаками фазы медленного сна по динамике движений нижних конечностей и при условии их заметного отличия фиксации возникновении фазы «быстрого» сна и формирования предварительного сигнала для включения средств пробуждения.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that, into a device containing a series-connected unit for recording data from sensors and a data processing unit, as well as an awakening signal generation unit, a comparison unit, the first input of which is connected to the output of the data processing unit, and the output is connected to the input of the wake-up signal generation unit, and the unit for setting the minimum and maximum wake-up times, the output of which is connected to the second input of the comparison unit, while the register block the data from the sensors is configured to receive and register signals from the sensor of the respiratory cycle of a sleeping person, according to a utility model, the data registration unit from the sensors is configured to receive and register signals from movements of the lower extremities of the sleeping person, and the data processing unit is configured to compare with predefined signs of the phase of slow sleep in the respiratory cycle and with signs of the phase of slow sleep in the dynamics of the movements of the lower extremities and subject to their noticeable exce The fixation of the occurrence of the “fast” sleep phase and the formation of a preliminary signal to turn on the means of awakening.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, блок задания минимального и максимального времени пробуждения оснащен модулем беспроводной связи Bluetooth с возможностью обеспечения ввода уставок с внешних мобильных устройств с приложениями на базе iOS или Android.In addition, the required technical result is achieved in that the unit for setting the minimum and maximum wake-up times is equipped with a Bluetooth wireless module with the ability to provide input settings from external mobile devices with applications based on iOS or Android.

На чертеже представлены:The drawing shows:

на фиг. 1 - функциональная схема устройства для контроля сна с функцией обеспечения комфортного пробуждения;in FIG. 1 is a functional diagram of a device for monitoring sleep with the function of providing comfortable waking up;

на фиг. 2 - пример применения устройства для контроля сна с функцией обеспечения комфортного пробуждения совместно с матрасом и с датчиками, размещенными в матрасе.in FIG. 2 is an example of the use of a device for monitoring sleep with the function of ensuring comfortable waking up together with the mattress and with sensors located in the mattress.

Устройство для контроля сна с функцией обеспечения комфортного пробуждения (фиг. 1) содержит последовательно соединенные блок 1 регистрации данных от датчиков, который выполнен с возможностью приема и регистрации сигналов от датчика дыхательного цикла спящего человека и датчика движений нижних конечностей спящего человека, и блок 2 обработки данных, а также блок 3 формирования сигналов пробуждения.A device for monitoring sleep with the function of ensuring comfortable awakening (Fig. 1) contains serially connected unit 1 for recording data from sensors, which is configured to receive and register signals from a sensor of the respiratory cycle of a sleeping person and a motion sensor of the lower extremities of a sleeping person, and processing unit 2 data, as well as block 3 of the formation of awakening signals.

Кроме того, устройство для контроля сна с функцией обеспечения комфортного пробуждения содержит блок 4 сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока 2 обработки данных, а выход соединен с входом блока 3 формирования сигналов пробуждения, а также блок 5 задания минимального и максимального времени пробуждения, выход которого соединен со вторым входом блока 4 сравнения.In addition, the device for monitoring sleep with the function of providing comfortable wake-up comprises a comparison unit 4, the first input of which is connected to the output of the data processing unit 2, and the output is connected to the input of the wake-up signal generating unit 3, as well as a unit 5 for setting the minimum and maximum wake-up time, the output of which is connected to the second input of the comparison unit 4.

Блок 5 задания минимального и максимального времени пробуждения может быть оснащен модулем беспроводной связи Bluetooth с возможностью обеспечения ввода уставок с внешних мобильных устройств с приложениями на базе iOS или Android.Block 5 for setting the minimum and maximum wake-up times can be equipped with a Bluetooth wireless module with the ability to provide input settings from external mobile devices with applications based on iOS or Android.

На фиг. 2 показан пример использования на практике заявленного устройства для контроля сна с функцией обеспечения комфортного пробуждения, где представлено изображение комплексного устройства, в котором заявленное устройство является одним из элементов (блок 9) под своим заявленным названием, а остальные элементы - матрас и датчики, не входят в заявленное устройство и служат для пояснения использования заявленного устройства.In FIG. 2 shows an example of the practical use of the claimed device for sleep control with the function of providing comfortable wake-up, which shows the image of a complex device in which the claimed device is one of the elements (block 9) under its declared name, and the rest of the elements - a mattress and sensors, are not included in the claimed device and serve to explain the use of the claimed device.

На фиг. 2 представлены матрас 6 с внешней оболочкой, например, в виде наматрасника или слоя внутреннего материала матраса, под которой размещены датчик 7 дыхательного цикла спящего человека, размещенный в верхней части матраса 6 в области нахождения грудной клетки спящего человека, датчик 8 движений нижних конечностей спящего человека, размещенный в нижней части матраса 6 в области нахождения ног спящего человека, и устройство 9 для контроля сна с функцией обеспечения комфортного пробуждения, которое может быть размещено или в матрасе 6 или возле него.In FIG. 2 shows a mattress 6 with an outer shell, for example, in the form of a mattress cover or a layer of the inner material of the mattress, under which there is a sensor 7 of the respiratory cycle of a sleeping person, located in the upper part of the mattress 6 in the area of the chest of the sleeping person, sensor 8 of the movements of the lower extremities of the sleeping person located at the bottom of the mattress 6 in the area of the feet of a sleeping person, and a device 9 for monitoring sleep with the function of providing comfortable waking up, which can be placed either in the mattress 6 or near go.

Блок 2 обработки данных может быть выполнен в виде программируемого специализированного вычислительного средства, основные функции которого детально описаны ниже, что позволяет произвести его программирование (настройку) и внести необходимые уставки.The data processing unit 2 can be made in the form of a programmable specialized computing tool, the main functions of which are described in detail below, which allows its programming (tuning) and making the necessary settings.

Датчик 7 дыхательного цикла спящего человека может быть выполнен в виде чувствительного к изменению давления пьезоэлектрического датчика, тензометрического датчика или чувствительного к внешнему воздействию резистора (sensitive resistor), сигнал на выходе которого с помощью фильтра нижних частот выделяет низкочастотную составляющую, характеризующую дыхательный цикл спящего человека.The sensor 7 of the respiratory cycle of a sleeping person can be made in the form of a piezoelectric sensor sensitive to changes in pressure, a strain gauge or a sensitive resistor, the signal at the output of which emits a low-frequency component that characterizes the sleeping cycle of a sleeping person using a low-pass filter.

Аналогичным образом может быть изготовлен и датчик 8 движений нижних конечностей спящего человека, т.е в виде либо пьезоэлектрического датчика, либо тензометрического датчика, либо чувствительного к внешнему воздействию резистора (sensitive resistor), сигнал на выходе которого с помощью фильтра нижних частот выделяет низкочастотную составляющую, характеризующую динамику движений нижних конечностей спящего человека.In a similar way, a sensor 8 of the movements of the lower extremities of a sleeping person can be manufactured, i.e., in the form of either a piezoelectric sensor or a strain gauge or a sensitive resistor, the signal at the output of which emits a low-frequency component using a low-pass filter , characterizing the dynamics of the movements of the lower extremities of a sleeping person.

Блок 3 формирования сигналов пробуждения могут быть выполнены в виде звукового генератора, вибратора или иного удобного для пробуждения человека устройства.Block 3 of the formation of awakening signals can be made in the form of a sound generator, vibrator or other device convenient for waking up a person.

Блок 4 сравнения является стандартным элементом электронной и вычислительной техники, а блок 5 задания минимального и максимального времени пробуждения и блок 1 регистрации данных от датчиков могут быть выполнены в виде блоков оперативной памяти.Block 4 comparison is a standard element of electronic and computer technology, and block 5 sets the minimum and maximum wake-up times and block 1 for recording data from sensors can be made in the form of blocks of RAM.

Работает устройство для контроля сна с функцией обеспечения комфортного пробуждения следующим образом.A device for monitoring sleep with the function of providing a comfortable wake up as follows.

Предполагается, что блок 1 регистрации данных выполнен с возможностью приема и регистрации сигналов от датчика 7 дыхательного цикла спящего человека и датчика 8 движений нижних конечностей спящего человека, которые могут быть размещены в матрасе 6 с внешней оболочкой, например, в виде наматрасника или слоя внутреннего материала матраса, под которой размещены датчик 7 дыхательного цикла спящего человека, размещенный в верхней части матраса 6 в области нахождения грудной клетки спящего человека, и датчик 8 движений нижних конечностей спящего человека, размещенный в нижней части матраса 6 в области нахождения ног спящего человека.It is assumed that the data recording unit 1 is configured to receive and register signals from the sleeping person’s respiratory cycle sensor 7 and the sleeping person’s lower limb motion sensor 8, which can be placed in the mattress 6 with an outer shell, for example, in the form of a mattress cover or a layer of inner material a mattress, under which there is a sensor 7 of the respiratory cycle of a sleeping person, located in the upper part of the mattress 6 in the area of the chest of the sleeping person, and a sensor 8 of the movements of the lower extremities of the sleeping person man placed in the bottom of the mattress 6 feet in finding a sleeping man.

В память блока 5 задания минимального и максимального времени пробуждения вводится уставка минимального и максимального времени пробуждения, в пределах которого определяется фаза сна, которая является комфортной для пробуждения, что обеспечивает включение блока 3 формирования сигналов пробуждения.The minimum and maximum wake-up time settings are entered into the memory of block 5 for setting the minimum and maximum wake-up times, within which the sleep phase is determined, which is comfortable for waking up, which ensures the inclusion of block 3 for generating wake-up signals.

Кроме того, в блок 2 обработки данных вводится уставка момента времени, начиная с которого определяются фазы сна, который, как правило, не относится к началу засыпания, но и не является близким к минимальному времени пробуждения исходя из того, что число смен фаз сна происходит в течение сна 4-6 раз.In addition, in the data processing unit 2, the setting of the time moment is introduced, starting from which the sleep phases are determined, which, as a rule, does not apply to the beginning of falling asleep, but is also not close to the minimum waking time based on the fact that the number of sleep phase changes occurs during sleep 4-6 times.

Датчик 7 дыхательного цикла формирует картину дыхания спящего человека и подает формируемый сигнал в блок 1 регистрации данных от датчиков, в котором производится усреднение сигнала по фазам медленного сна (т.е. отсекаются высокочастотные составляющие сигнала в низкочастотной части спектра дыхательного цикла), что позволяет сформировать признаки фазы медленного сна по дыхательному циклу. Аналогично используется и сигнал датчика 8 движений нижних конечностей, что позволяет сформировать признаки фазы медленного сна по динамике движений нижних конечностей.The respiratory cycle sensor 7 forms a picture of the breathing of a sleeping person and feeds the generated signal to the sensor data recording unit 1, in which the signal is averaged over the phases of slow sleep (i.e., the high-frequency components of the signal are cut off in the low-frequency part of the spectrum of the respiratory cycle), which allows signs of a slow sleep phase in the respiratory cycle. The sensor signal of 8 movements of the lower extremities is also used in a similar way, which allows one to form signs of the slow sleep phase according to the dynamics of the movements of the lower extremities.

В блоке 2 обработки данных сигналы от датчика 3 дыхательного цикла и от датчика 4 движений нижних конечностей сравниваются с определенными предварительно признаками фазы медленного сна по дыхательному циклу и с признаками фазы медленного сна по динамике движений нижних конечностей.In the data processing unit 2, the signals from the sensor 3 of the respiratory cycle and from the sensor 4 of the movements of the lower extremities are compared with previously determined signs of the phase of slow sleep in the respiratory cycle and with signs of the phase of slow sleep in the dynamics of the movements of the lower extremities.

Если текущие сигналы от этих одновременно заметно отличаются от них, например, увеличивается частота дыхательного цикла и частота и динамика движений нижних конечностей, то блок 2 обработки данных условно принимает решение о возникновении фазы «быстрого» сна и формирует предварительный сигнал для включения средств пробуждения. Этот предварительный сигнал сравнивается в блоке 4 сравнения с минимальным и максимальным временем пробуждения. Если предварительный сигнал входит в интервал между минимальным и максимальным временем пробуждения, то на выходе блока 4 сравнения формируется сигнал логической единицы, по которому включаются средства пробуждения блока 3. Это обеспечивает пробуждение спящего человека в комфортной фазе «быстрого» сна.If the current signals from these simultaneously differ markedly from them, for example, the frequency of the respiratory cycle and the frequency and dynamics of the movements of the lower extremities increase, then the data processing unit 2 conditionally decides on the occurrence of a “fast” sleep phase and generates a preliminary signal for activating the means of awakening. This preliminary signal is compared in block 4 of the comparison with the minimum and maximum waking times. If the preliminary signal falls into the interval between the minimum and maximum waking times, then at the output of the comparison unit 4 a logical unit signal is generated, by which the means of waking up the unit 3 are turned on. This ensures that the sleeping person is awakened in the comfortable phase of "fast" sleep.

Если в пределах уставок между минимальным и максимальным временем пробуждения фаза «быстрого» сна не наступает, то одним из возможных исходов является включение средств пробуждения по уставке максимального времени.If the “fast” sleep phase does not occur within the settings between the minimum and maximum waking times, then one of the possible outcomes is the inclusion of means of waking up according to the maximum time setting.

Перенастройка уставок в блоке 5 может происходить с использованием внешних мобильных устройств с приложениями на базе операционных систем iOS или Android, для чего блок 5 управления оснащается модулем беспроводной связи Bluetooth.The settings can be reconfigured in block 5 using external mobile devices with applications based on iOS or Android operating systems, for which control unit 5 is equipped with a Bluetooth wireless module.

Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства, достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении точности его работы за счет обеспечения возможности учета при формировании сигнала пробуждения не только данных, полученных от датчиков, выполненных с возможностью приема и регистрации сигналов от датчика дыхательного цикла и датчика движения спящего человека, но и от датчиков движений нижних конечностей спящего человека с учетом особенностей формирования сигналов этих датчиков в различные фазы сна.Thus, due to the improvement of the known device, the required technical result is achieved, which consists in increasing the accuracy of its operation by providing the ability to take into account, when generating an awakening signal, not only data received from sensors configured to receive and register signals from the respiratory cycle sensor and motion sensor a sleeping person, but also from motion sensors of the lower extremities of a sleeping person, taking into account the peculiarities of the formation of the signals of these sensors in various phases sleep

Claims (2)

1. Устройство для контроля сна с функцией обеспечения комфортного пробуждения, содержащее последовательно соединенные блок регистрации данных от датчиков и блок обработки данных, а также блок формирования сигналов пробуждения, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока обработки данных, а выход соединен с входом блока формирования сигналов пробуждения, и блок задания минимального и максимального времени пробуждения, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения, при этом блок регистрации данных от датчиков выполнен с возможностью приема и регистрации сигналов от датчика дыхательного цикла спящего человека, отличающееся тем, что блок регистрации данных от датчиков выполнен с возможностью приема и регистрации сигналов от движений нижних конечностей спящего человека, а блок обработки данных выполнен с возможностью сравнения с определенными предварительно признаками фазы медленного сна по дыхательному циклу и с признаками фазы медленного сна по динамике движений нижних конечностей и при условии их заметного отличия фиксации возникновении фазы «быстрого» сна и формирования предварительного сигнала для включения средств пробуждения.1. A device for monitoring sleep with the function of providing comfortable waking up, comprising a series-connected unit for recording data from sensors and a data processing unit, as well as an awakening signal generation unit, a comparison unit, the first input of which is connected to the output of the data processing unit, and the output is connected to the input the unit for generating wake-up signals, and the unit for setting the minimum and maximum wake-up times, the output of which is connected to the second input of the comparison unit, while the data recording unit from the sensor in made with the possibility of receiving and recording signals from the sensor of the respiratory cycle of a sleeping person, characterized in that the data recording unit from the sensors is configured to receive and register signals from the movements of the lower extremities of the sleeping person, and the data processing unit is configured to compare with previously determined signs phases of slow sleep in the respiratory cycle and with signs of a phase of slow sleep in the dynamics of movements of the lower extremities and subject to their noticeable difference in fixation and phases of "fast" sleep and the formation of a preliminary signal to turn on the means of awakening. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок задания минимального и максимального времени пробуждения оснащен модулем беспроводной связи Bluetooth с возможностью обеспечения ввода уставок с внешних мобильных устройств с приложениями на базе iOS или Android.
Figure 00000001
2. The device according to claim 1, characterized in that the unit for setting the minimum and maximum wake-up time is equipped with a Bluetooth wireless module with the ability to provide input settings from external mobile devices with applications based on iOS or Android.
Figure 00000001
RU2015126928/14U 2015-07-07 2015-07-07 DEVICE FOR SLEEP CONTROL WITH A COMFORT WAKE-UP FUNCTION RU161679U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126928/14U RU161679U1 (en) 2015-07-07 2015-07-07 DEVICE FOR SLEEP CONTROL WITH A COMFORT WAKE-UP FUNCTION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126928/14U RU161679U1 (en) 2015-07-07 2015-07-07 DEVICE FOR SLEEP CONTROL WITH A COMFORT WAKE-UP FUNCTION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU161679U1 true RU161679U1 (en) 2016-04-27

Family

ID=55859723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015126928/14U RU161679U1 (en) 2015-07-07 2015-07-07 DEVICE FOR SLEEP CONTROL WITH A COMFORT WAKE-UP FUNCTION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU161679U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018226818B2 (en) Methods and systems for modulating stimuli to the brain with biosensors
JP6216439B2 (en) Method for determining a person's sleep stage suitable for awakening
JP4663611B2 (en) Deep sleep and awakening induction device, method and program
CN105190451B (en) Wake-up device
US8083682B2 (en) Sleep state detection
DK2566423T3 (en) A method and device for correction sleeping position
US9993179B2 (en) Method and device for sleep posture correction
EP2976993A2 (en) System to monitor and assist individual's sleep
EP2976994A2 (en) System to monitor and assist individual's sleep
JP2017504376A (en) System and method for promoting sleep stage transitions
CN105828863A (en) System and method for enhancing sleep slow wave activity based on cardiac characteristics or respiratory characteristics
CN110545724B (en) Sleeping position trainer with non-moving timer
EP3089726A2 (en) Body position optimization and bio-signal feedback for smart wearable devices
EP2198911A1 (en) System and method for modifying the degree of relaxation of a person
CN113473910A (en) Sleep monitoring system and method
JP6945143B2 (en) Air conditioning control method and air conditioning control system
RU161679U1 (en) DEVICE FOR SLEEP CONTROL WITH A COMFORT WAKE-UP FUNCTION
WO2019027491A1 (en) Respiration monitor system with sensory alert
JP2016140553A (en) Respiration determination apparatus, respiration determination method, respiration determination program, and determination system
EP3984582A1 (en) Sleep control apparatus
AU2015203164B2 (en) Method and device for sleep posture correction
US20240001069A1 (en) Sleep aid apparatus and control thereof
US20240001070A1 (en) Sleep aid apparatus and control thereof
JP7449936B2 (en) Systems and methods for sensing physiological parameters
WO2022005605A1 (en) Using personalized physiological parameters for sleep/wake detection

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190708