CN101400399A - 用于诱导对象进入睡眠的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于诱导对象睡眠的系统(1)，其包括用于产生针对该对象的时变光图像的光图像发生器(3)。进一步地，该系统包括用于测量所述对象呼吸频率的呼吸率测量单元(2)。此外，该系统包括连接到所述呼吸率测量单元和所述光图像发生器的控制单元，其用于控制光图像发生器(3)，从而产生的光图像具有基本上介于测量的呼吸频率(8)和预先选择的所需频率(5)之间的图像频率(13)。

Description

用于诱导对象进入睡眠的系统

技术领域

本发明涉及一种用于诱导对象进入睡眠的系统。

背景技术

进入睡眠不总是像人们希望的那样不言而喻的。不能进入睡眠的原因是过度劳累，疼痛和/或压力。布置卧室以为诱导遭受病理失眠的对象进入睡眠提供例如舒适的床，最小的光照和减少声音参数等最佳条件是公知的。此外，致使病人睡觉的药物是公知的。然而，反复使用这种药物必定对人的健康无益也是公知的。

进一步地，已知的来自US5167610的睡眠诱导系统是基于作为生物信号探测的呼吸周期。

来自例如US2005/0143617的已知的现有技术的睡眠和环境控制系统会指导控制过程。在US‘617中公开的该系统包括能够在采用光作为环境控制接口的睡眠期间收集人的睡眠数据和环境数据的呼吸传感器。

然而，已经发现常规系统不能满意地对对象进行诱导睡眠。

因此，本发明的目的是提供一种用于诱导对象进入睡眠的改进的系统。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于诱导对象进入睡眠的系统，其包括用于产生针对该对象的时变光图像的光图像发生器；用于测量该对象呼吸频率的呼吸率测量单元；以及连接到呼吸率测量单元和光图像发生器的控制单元，其用于控制光图像发生器，从而使得产生的光图像具有基本上介于测量的呼吸频率和预先选择的所需频率之间的图像频率。

本发明部分基于对人们在其睡眠的第一阶段通常具有相对较低的呼吸频率的观察。

本发明进一步地还基于对人们倾向于使得他们的呼吸节奏与他们观察的光图像周期同步的洞察。

通过提供光图像发生器，可以产生针对对象的时变光图像，从而对象的注意力被直接或间接地转移到该时变光图像。设置呼吸率测量单元以测量对象的实际呼吸频率。进一步地，通过控制光图像发生器，从而生成的光图像具有基本介于测量的呼吸频率和预先选择的所需频率之间的图像频率，获得了具有比实际呼吸频率更低的频率的光图像，由此引导对象到预先选择的所需频率。通过将所述预先选择的所需频率选择为相应于他/她进入睡眠时对象的呼吸频率的值，因此对象被推断将呼吸频率减小到接近他/她进入睡眠时的自然频率的呼吸频率。这样，呼吸频率是一个在控制回路被控制的参数。从而，呼吸频率被带到了更加优化的用于以相对自然的方式进入睡眠的状态，因此诱导对象实际进入睡眠。

在优选实施例中，该系统包括用于形成对象呼吸频率的控制回路的元件。

注意到预先选择的所需频率被选择为多组人平均的最优呼吸频率。所述预先选择的所需频率也可以对应于与被诱导进入睡眠的对象具有相同个人特征(例如年龄，性别等等)的进入睡眠的人的呼吸频率。而且，预先选择的所需频率可以对应于当他/她进入睡眠时对象自己的呼吸频率，从而针对所述对象对所述系统进行个性化。另外，在根据本发明的优选实施例中，预先选择的所需频率是被发现导致了对象的睡眠状态的频率。一般地，预先选择的所需频率比没有睡觉的对象的实际呼吸低。

在反复应用测量实际呼吸频率并控制光图像发生器的上述步骤之后，从而产生的光图像具有基本上介于测量的呼吸频率和预先选择的所需频率之间的图像频率，该对象被推断进一步降低了呼吸频率，从而进一步接近预先选择的所需频率，并从而进一步改进了进入睡眠的条件。然后，测量的呼吸频率，预先选择的所需频率和图像频率基本一致。任选地，用于诱导对象进入睡眠的系统或至少光图像发生器被切断。

在根据本发明的优选实施例中，所述系统进一步包括用于确定呼吸频率与预先选择所需频率之间的差频的差分器，其中该系统被进一步设置以采用该差频和呼吸频率来确定图像频率。通过使用差分器，可以容易地确定将要被去除的所述差频。进一步地，通过使用所述差频和测量的呼吸频率，可以确定新的图像频率，其可以在实际呼吸频率和预先选择频率之间选择。

在进一步的优选实施例中，所述系统包括限制器，将表示差频的信号输入到该限制器以确定图像频率，从而可以通过相加所述受限的差频和实际测量的呼吸频率来简单地获得所述图像频率，该和介于实际呼吸频率与定义的预先选择频率之间。

在根据本发明的优选实施例中，所述限制器被设置以将所述差频限制在预先选择的最小极限值与预先选择的最大极限值之间。这样，可以获得用于引导呼吸频率到预先选择频率的简单而鲁棒的算法。

在根据本发明的可替代实施例中，所述限制器被设置以将所述差频限制在可修改的最小极限值与可修改的最大极限值之间，从而在降低对象的呼吸频率的过程中，提供了修改限制器的最大和最小极限值的可能性。例如，该最小和最大极限值可以响应于对象对已提出的呼吸频率的响应来进行修改。注意到提供具有可修改极限值的限制器不是必需的。由于限制器的限制处理步骤，对象的呼吸频率被平滑地调节到预先选择的所需频率。然而，通过增加极限值，光图像频率将更加偏离对象的呼吸频率，从而对象与图像频率同步更加困难。通过降低极限值，所述光图像频率将更少偏离对象的呼吸频率，从而使得对象同步更容易。另一方面，在对象达到所需呼吸频率之前将花费更长的时间。

在根据本发明的优选实施例中，控制单元也被连接到用于产生时变声音的声音生成系统，从而该时变声音的一个周期基本等于图像频率。这样，对象可能进一步倾向于使得他的/她的呼吸频率与图像频率同步，从而更快地达到进入睡眠的最优条件，和或增加对象将他的/她的呼吸频率适应于所需频率的机会。

在根据本发明的优选实施例中，所述时变光图像包括具有不同光属性的目标的序列，例如不同的形状，不同颜色，不同位置，和/或不同光强，从而具有不同光学图案的光图像可以由对象观察以关闭上述控制回路。

在根据本发明的优选实施例中，所述系统被这样设置：使得在对象的呼气阶段期间，所述光图像目标变得更亮，更大，具有更大的波长和/或从左边移动到右边，以及在对象的吸气阶段期间，光图像目标变得更暗，更小，具有更小的波长和/或从右边移动到左边。已经观察到，当光图像中目标的光强，尺寸，波长和/或位置与上面表示的实际呼吸周期同步时，所述对象倾向于使得他们的呼吸频率与图像频率更容易同步。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于诱导对象进入睡眠的方法，其包括测量对象的呼吸频率的步骤；选择介于呼吸频率和预先选择的所需频率之间的图像频率；针对对象生成具有所述图像频率的时变光图像；以及在多个时间间隔重复上述步骤。

根据本发明的第三方面，提供了用于处理数据的计算机程序产品以诱导对象进入睡眠，其中计算机程序产品包括使得处理器执行以下步骤的指令：选择介于对象的测量的呼吸频率和预先选择的所需频率之间的图像频率的步骤，针对对象生成具有所述图像频率的时变光图像；以及在多个时间间隔重复上述步骤。

根据本发明的第四方面，提供了计算机系统，其包括计算机工作站，通过执行以下步骤来设置该工作站以诱导对象进入睡眠：选择介于对象的测量的呼吸频率和预先选择的所需频率之间的图像频率的步骤，针对对象生成具有所述图像频率的时变光图像；以及在多个时间间隔重复上述步骤。

附图说明

为了使本发明可以更全面地被理解，其实施例现在只参照附图通过示例来描述，其中：

图1显示了根据本发明的实施例的睡眠诱导系统；

图2显示了第一光图像序列；

图3显示了第二光图像序列；

图4显示了第三光图像序列；

图5显示了第四光图像序列；

图6显示了对象的一个呼吸周期。

优选实施例详述

这些图仅仅是根据本发明的实施例的优选实施例的示意性视图。在这些图中，相同的参考数字表示相同或相应的部分。

图1显示了根据本发明的用于诱导对象进入睡眠的系统1。该系统1包括用于测量对象呼吸频率的呼吸率测量单元2。该单元2可以包括例如一个或多个声音的，流量的和/或光学的传感器，并且该单元2优选地被附着到对象或安装在床或其他合适的地方，例如对象的椅子等。

进一步地，该系统包括用于产生针对对象的时变光图像的光图像发生器3。该发生器包括用于在例如对象附近的显示屏，墙和/或天花板的表面上投影图像的装置，从而使得对象能够观察到生成的光图像。

该系统还配备了连接到呼吸率测量单元2和光图像发生器3的控制单元。该控制单元包括加法器12，并且该单元被设置以控制光图像发生器3，因而生成的光图像具有介于测量的呼吸频率8与预先选择的所需频率5之间的图像频率13。

进一步地，该系统包括差分器11，其用于确定代表呼吸频率8与预先选择的所需频率5之间的差频9的信号，其中该系统被进一步设置以使用所述差频和呼吸频率来确定图像频率13。在这个过程中，图像频率在呼吸频率和预先选择的所需频率之间选择。为此，除了呼吸率测量单元2，差分器11以及控制单元之外，该系统进一步包括用于形成对象呼吸频率的控制回路的元件。

该系统进一步包括限制器4，将表示所述差频的信号9输入到该限制器4以确定上述图像频率13。限制器4的输出信号被输入到加法器12的第一输入端口。呼吸频率8被输入到加法器12的第二输入端口，从而加法器12计算被限制的差信号9与呼吸频率之和以获得图像频率13。

注意到在这个上下文中，信号携带的信息这样表示或表示为信息本身。例如在上下文中，图像频率类似于图像频率信号。

在图1显示的实施例中，例如为了对测量的数据进行带通滤波，测量的呼吸频率被馈送到频率分析器7。该频率分析器被进一步设置以输出作为所述测量的呼吸频率的量度的信号。

在一个实施例中，限制器4被设置以将所述差频限制在预先选择的最小极限值和预先选择的最大极限值之间。在进一步的实施例中，限制器4被设置以将所述差频限制在可变最小极限值和可变最大值之间。通过修改极限值，可以将实际呼吸频率平滑地与预先选择的所需频率同步。

所述预先选择的所需频率是已经被发现导致了对象的睡眠状态的频率。

此外，控制单元被进一步连接到用于产生时变声音的声音生成系统，从而时变声音的周期基本上等于所述图像周期。

所述时变光图像包括具有不同形状，颜色，位置和/或光强的目标序列。在图2-5中显示了这种目标序列的例子。

图2显示了第一光图像序列，其中目标序列15-19包括具有不同形状的目标，特别地，圆盘15-19具有不同的直径。左边窗口显示了开始时刻t0的图像，毗邻左边窗口的窗口显示了第一时刻t1的图像，诸如此类直到到达第四时刻t4，其中时变光图像周期结束。因此，第四时刻t4的图像与开始时刻t0的图像相同。目标15-19的形状也可以通过改变目标的外周长而变化，例如将圆盘改变为三角形，等等。这样，各种不同形状的目标都可以被投影。

相似地，图3-5分别显示了第二，第三和第四光图像序列，其中目标序列20-24，25-29和30-34分别包括具有不同颜色，位置和光强的目标。

图6显示了作为时间X的函数的呼吸参数Y的呼吸周期35。第一箭头36表示呼吸周期35的呼气阶段，而第二箭头37表示呼吸周期35的吸气阶段。根据本发明的实施例，系统1可以这样设置：使得在对象的呼气阶段，图5中的光图像目标30-34变得更亮，并且在对象的吸气阶段光图像目标30-34变得更暗。

注意到该系统也可以这样设置：使得在对象的呼气阶段，光图像目标变得更大，有更大的波长和/或从左移动到右，而在对象的吸气阶段，光图像目标变得更小，有更小的波长和/或从右移动到左。例如，这种目标的波长可能在呼气阶段从蓝色变为红色，而在对象的吸气阶段从红色变为蓝色。

进一步地，正如本领域的技术人员所理解，可以制作目标变化的组合，例如改变位置和光强的目标。也可以在光图像中投影多个目标。

本发明没有被限定于这里所描述的实施例。应该理解许多变化是可能的。

不采用限制器，其他元件也可以用于处理所述差信号，例如处理滤波器。

进一步地，正如本领域的技术人员所理解，频率分析器也能用于对测量的呼吸数据执行进一步的处理步骤例如时间到频率的转换，频率测量，和/或其他滤波器技术以提取对象呼吸的基频。

此外，注意到图1中显示的系统中的信号可以是模拟的或可以被转换为数字信号，特别地如果计算机系统被用来处理数据。该计算机系统此外包括计算机工作站。

虽然在上面已经描述了本发明的特定实施例，但是应意识到本发明可以以不同于上述描述的方式进行实践。本说明书的意图不是限制本发明。在权利要求中的任何参照符号不应该解释为对权利要求范围的限制。

Claims (16)

1.一种用于诱导对象进入睡眠的系统(1)，包括

-光图像发生器(3)，用于产生针对所述对象的时变光图像；

-呼吸率测量单元(2)，用于测量所述对象的呼吸频率；

-连接到呼吸率测量单元(2)和光图像发生器(3)的控制单元，用于控制光图像发生器(3)，从而产生的图像具有基本介于测量的呼吸频率(8)和预先选择的所需频率(5)之间的图像频率(13)。

2.根据权利要求1的系统(1)，进一步包括用于确定所述呼吸频率(8)与预先选择的所需频率(5)之间的差频(9)的差分器(11)，其中该系统(1)被进一步设置以使用所述差频(9)和呼吸频率(8)来确定图像频率(13)。

3.根据权利要求1或2的系统(1)，进一步包括用于形成所述对象的呼吸频率的控制回路的元件。

4.根据权利要求2或3的系统(1)，进一步包括限制器(4)，表示所述差频(9)的信号被输入该限制器(4)以确定图像频率(13)。

5.根据权利要求4的系统(1)，其中限制器(4)被设置以将所述差频(9)限制在预先选择的最小极限值和预先选择的最大极限值之间。

6.根据权利要求4的系统(1)，其中限制器(4)被设置以将所述差频(9)限制在可变最小极限值和可变最大极限值之间。

7.根据任意先前的权利要求的系统(1)，其中预先选择的所需频率(5)为被发现导致了对象的睡眠状态的频率。

8.根据任意先前的权利要求的系统(1)，其中控制单元进一步连接到用于产生时变声音的声音生成系统，从而该时变声音的周期基本等于图像频率(13)。

9.根据任意先前的权利要求的系统(1)，其中所述时变光图像包括具有不同形状的目标15-19的序列。

10.根据任意先前的权利要求的系统(1)，其中所述时变光图像包括具有不同颜色的目标20-24的序列。

11.根据任意先前的权利要求的系统(1)，其中所述时变光图像包括具有不同位置的目标25-29的序列。

12.根据任意先前的权利要求的系统(1)，其中所述时变光图像包括具有不同光强的目标30-34的序列。

13.根据任意先前的权利要求的系统(1)，这样设置所述系统：使得在对象的呼气阶段，光图像目标变得更亮，更大，具有更大的波长和/或从左移动到右，而在对象的吸气阶段，光图像目标变得更暗，更小，具有更小的波长和/或从右移动到左。

14.一种用于诱导人进入睡眠的方法，包括步骤为：

-测量对象的呼吸频率；

-选择基本介于呼吸频率(8)于预先选择的所需频率(5)之间的图像频率(13)；

-产生针对对象的具有所述图像频率(13)的时变光图像；以及

-在多个时间间隔重复上述步骤。

15.一种计算机系统，包括计算机工作站，其被设置以通过执行以下步骤来诱导对象进入睡眠：

-基本上在测量的对象呼吸频率(8)与预先选择的所需频率(5)之间选择图像频率(13)，用于产生针对对象的具有该图像频率(13)的时变图像；以及

-在多个时间间隔重复上述步骤。

16.一种计算机程序产品，用于处理数据以诱导对象进入睡眠，该计算机程序产品包括用于使得处理器执行以下步骤的指令：

-基本上在测量的对象呼吸频率(8)与预先选择的所需频率(5)之间选择图像频率(13)，用于产生针对对象的具有该图像频率(13)的时变图像；以及

-在多个时间间隔重复上述步骤。

Images