RU161679U1 - DEVICE FOR SLEEP CONTROL WITH A COMFORT WAKE-UP FUNCTION - Google Patents
DEVICE FOR SLEEP CONTROL WITH A COMFORT WAKE-UP FUNCTION Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/113—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES 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
- A61M21/00—Other 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
- A61M2021/0005—Other 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
- A61M2021/0083—Other 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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES 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
- A61M21/00—Other 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
- A61M2021/0005—Other 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
- A61M2021/0088—Other 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 (Δ 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 P1 -Р6 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
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
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.
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
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
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
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
Блок 3 формирования сигналов пробуждения могут быть выполнены в виде звукового генератора, вибратора или иного удобного для пробуждения человека устройства.
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.
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
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
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
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
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
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
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
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)
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) |
-
2015
- 2015-07-07 RU RU2015126928/14U patent/RU161679U1/en not_active IP Right Cessation
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 |