CN102256656B - 用于增加人的放松程度的系统和方法 - Google Patents

用于增加人的放松程度的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102256656B
CN102256656B CN200980151023.XA CN200980151023A CN102256656B CN 102256656 B CN102256656 B CN 102256656B CN 200980151023 A CN200980151023 A CN 200980151023A CN 102256656 B CN102256656 B CN 102256656B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parameter
degree
physiological parameter
correlation
people
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200980151023.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102256656A (zh
Inventor
R.平特
A.施梅因克
C.贝斯科斯德尔卡斯蒂洛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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 Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN102256656A publication Critical patent/CN102256656A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102256656B publication Critical patent/CN102256656B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/486—Bio-feedback
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0242—Operational features adapted to measure environmental factors, e.g. temperature, pollution
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • A61B5/02055—Simultaneously evaluating both cardiovascular condition and temperature
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • 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
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4806—Sleep evaluation
    • 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
    • A61M2021/0022—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 by the tactile sense, e.g. vibrations
    • 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
    • A61M2021/0027—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 by the hearing sense
    • 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
    • A61M2021/0044—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 by the sight sense
    • A61M2021/005—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 by the sight sense images, e.g. video
    • 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
    • A61M21/02—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 for inducing sleep or relaxation, e.g. by direct nerve stimulation, hypnosis, analgesia

Abstract

本发明涉及一种用于使用生物反馈增加人（10）的放松程度的系统（100）。该系统（100）包括：第一生理参数确定单元（20），其用于确定人（10）的第一生理参数；参考参数提供单元（60），其用于提供参考参数；相关性确定单元（30），其用于确定第一生理参数与参考参数之间的相关程度；以及控制器（40），其用于基于所确定的相关程度确定控制信息以便控制光源单元（50），其中在系统的一种操作模式中，控制信息适于通过对光源单元调光和/或在相关程度增加时将来自光源单元的光的颜色改变为更暖的色调来控制光源单元（50），所述色调具有更低的色温。

Description

用于增加人的放松程度的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于增加人的放松程度的系统和方法。
背景技术
在文献WO2006/054210中，公开了一种用于通过基于不同睡眠阶段之间的转变的确定控制音频/视频信号的再现来促进放松的系统。在这种系统中，由生理特性生成的周期性声音(比如心率或呼吸率)是由电声传感器声学地检测的。由于这些可以检测被监视的人所在的房间中的任何噪声或声音的传感器的存在，该系统需要用于区分待检测的不同的声学信号的装置。然而，由于不由心脏或呼吸造成的环境噪声的原因，对音频/视频信号的再现的控制可能是不够精确的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于增加人的放松程度的系统，其允许以增加的精度修改放松程度。
根据本发明，提供了一种用于增加人的放松程度的系统，该系统包括：
- 第一生理参数确定单元（20），其用于确定人（10）的第一生理参数；
- 参考参数提供单元（60），其用于提供参考参数并且包括用于将人（10）的第二生理参数确定为参考参数的第二生理参数确定单元，其中第一生理参数和参考参数是不同的生理参数；
- 相关性确定单元（30），其用于确定第一生理参数与参考参数之间的相关程度；
- 控制器（40），其用于基于所确定的相关程度确定控制信息以用于控制光源单元（50），
其中在系统的一种操作模式中，控制信息适于通过下述操作中至少一个控制光源单元（50）：
- 对该可控的光源单元调光，以及
- 当相关程度增加时将来自光源单元的光的颜色改变为更暖的色调，所述色调具有更低的色温。
由此，该人可以基于他自己的生理参数通过由系统的元件形成的闭环控制并基于精确的控制信息通过由相关性确定单元对相关程度的确定增加他的放松程度。因此，可以使用所确定的相关程度以增加的精度执行对放松程度的修改。
而且，光源单元可以包括在系统中或者在系统外部。在光源单元在系统外部的情况下，控制器于是可以包括用于识别光源单元的识别装置，并且因此允许控制信息在被转发到所识别的光源单元之前被适当确定。而且，光源单元适于响应于所接收的控制信息提供正反馈并且系统可逆转，以便辅助期望放松或入睡的人放松或入睡，以使得相关程度趋向于增加。在另一种操作模式中，系统也可以用于辅助期望醒来的人醒来，以使得相关程度趋向于减小。
参考参数提供单元可以包括用于将预定参数存储为参考参数的存储单元。由此即使确定人的单个生理参数，也可以确定相关程度。
参考参数提供单元包括第二生理参数确定单元，其用于将人的第二生理参数确定为参考参数。由此，可以在人的至少两个生理参数之间确定相关程度。
第一生理参数确定单元和参考参数提供单元可以集成在集成（integrating）单元中，其中该集成单元将人的第一生理参数和第二生理参数确定为参考参数。由此，第一生理参数确定单元和参考参数提供单元可以一起被组合在集成电路中。
该集成单元可以包括：
- 传感器，用于生成包括第一生理参数和第二生理参数的贡献的信号；以及
- 提取单元，用于从传感器的信号中提取第一生理参数和第二生理参数。以此方式，第一生理参数确定单元和第二生理参数确定单元可以实现为用于测量信号的传感器和用于从传感器的输出提取第一和第二生理参数的提取单元。
该传感器可以包括压电箔，其适于检测由人的呼吸和/或心脏运动引起的人的运动并且适于基于所检测到的运动生成信号。通过使用箔，传感器可以容易地集成在人的基础设施环境中，同时保持不引人注目。而且，该传感器可以是适于检测如胸部运动那样的任何机械变形的压电换能器，即振动传感器，以使得所测量的信号可以是通过血管生成的脉动，即心跳，以及涉及呼吸的身体运动，即呼吸或呼吸动作。
相关性确定单元可以适于将第一生理参数与参考参数之间的相干度确定为相关程度。由此，该相关程度可以指示第一生理参数与参考参数之间的同步水平。
所述相关程度可以通过第一生理参数与参考参数之间的比较和存储将比较结果链接到相关程度的映射函数的查找表来确定。
包括对第一生理参数和参考参数的贡献的信号可以是非周期性信号，并且这些参数可以与皮肤温度、皮肤传导率或皮肤电反应（GSR）或人的身体活动（即人移动许多还是保持静止）关联。
所述相关程度可以通过比较器和查找表来确定，所述比较器测量第一生理参数与参考参数之间的相移，所述查找表存储将所述相移链接到相关程度的映射函数。
包括对第一生理参数和参考参数的贡献的信号可以是周期性信号，并且这些参数可以例如是关键参数，如呼吸或呼吸率、心率或血压。
控制信息的确定进一步基于存储在控制器中的可配置设置。由此，控制信息可以基于所确定的相关程度与可配置设置之间的组合而确定。可配置设置可以例如与人在光颜色等方面的偏好有关联，以及与系统操作所在的人的基础设施环境关联并且也与人的生理数据关联。因此，基础设施参数，比如墙壁颜色或未被控制器通过控制信息控制的其他光源设备的存在性的影响可被考虑，以用于增强正生物反馈。该系统可以进一步被采用以提供用于控制其他输出单元（例如用于向用户提供可听反馈的扬声器）的其他控制信息。在这种系统中，基础设施参数，比如室内声学或未被控制器通过控制信息控制的其他音频设备的存在性（在输出单元50是声学单元的情况下）的影响可被考虑以增强正生物反馈。上述两种反馈形态（modalities）可以另外地基于人的适当的生理数据，比如睡眠质量、失眠等和人的偏好。而且，可配置设置可以使用至少一个感测设备例如声学传感器（如麦克风）或光传感器（如光电池）来确定，所述感测设备适于检测与系统操作所在的人的基础设施环境有关的基础设施参数以使得可以不引人注目地执行对基础设施参数的检测。
所述系统可以进一步包括光源单元并且更可选地包括一个或多个其他输出单元，其适于可通过控制信息控制以输出输出信号用于在一种操作模式中增加人的放松程度。
第一生理参数和参考参数可以是时间相关的，并且在此情况下，相关性确定单元适于通过遵循以下步骤确定第一生理参数与参考参数之间的相关程度：
- 通过在相同的时间窗上捕获第一生理参数和参考参数中每一个的多个样本来截断第一生理参数和参考参数；
- 过滤每个截断的参数以便移除偏移成分；
- 标准化每个截断的且过滤的参数；以及
- 计算经截断、过滤和标准化的第一生理参数和经截断、过滤和标准化的参考参数的标量积。
这允许以进一步认可的精度确定相关程度。
根据本发明，还提供了一种控制光源单元以便增加人的放松程度的方法，该方法包括步骤：
- 确定人的第一生理参数；
- 将人（10）的第二生理参数确定为参考参数，其中第一生理参数和参考参数是不同的生理参数；
- 确定第一生理参数与参考参数之间的相关程度；
- 基于所确定的相关程度确定控制信息以便控制光源单元（50），
其中控制信息适于通过下述操作中至少一个控制光源单元（50）：
- 对光源单元调光以及
- 将来自光源单元的光的颜色改变为更暖的色调，所述色调具有更低的色温。
本发明扩展到一种用于控制光源单元以便增加人的放松程度的计算机程序，其中该计算机程序包括程序代码装置，当计算机程序运行在控制前述系统的计算机上时该代码装置用于使得该系统实施前述方法的步骤。
应当理解，前述系统、方法和计算机程序具有如从属权利要求中所限定的相似的和/或相同的优选实施例。
应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求与相应的独立权利要求的任意组合。
附图说明
本发明的这些和其他方面将根据非限制性实例、参照下文所描述的实施例而清楚并且通过这些实例、参照这些实施例而被阐明。在下面的附图中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的用于使用生物反馈修改人（10）的放松程度的系统（100）的示意图，其中第一生理参数确定单元（20）和参考参数提供单元（60）被集成在集成单元（70）中（用虚线）；
图2示出了根据本发明实施例的用于使用生物反馈修改人（10）的放松程度的系统（100）的示意图，其中传感器（71）和提取单元（72）被集成在集成单元（70）中（用虚线）；
图3示出了曲线图，其在上边的轨迹中图示了随着时间由图1的第一生理参数确定单元（20）提供的信号（B），以及在下边的轨迹中图示了随着时间的表示呼吸率（BR）且通过从上边的轨迹低通过滤提取的信号成分；
图4示出了曲线图，其图示了随着时间由图1的第一生理参数确定单元（20）提供的信号（B），以及在下边的轨迹中图示了随着时间的表示心率（HR）并使用自相关函数从上边轨迹提取的信号成分；
图5示出了曲线图，其中对应于低相干度的上边轨迹描绘了紧张的人的心率（HR）随时间（t）的变化，以及对应于高相干度的下边轨迹描绘了放松的人的心率（HR）随时间（t）的变化；
图6示出了说明用于确定不同的时间相关的生理参数HR、BR之间的相干度的信号处理（图6A中的截断，图6B中的过滤和标准化）的示意图，所述过滤特别地包括移除偏移成分（带有箭头的虚线）；
图7示出了说明控制器（40）在控制可控光源单元的亮度（I）与相干度（D）的关系时的控制策略的示意图；
图8示出了示范性说明用于修改人（10）的放松程度的方法的流程图。
具体实施方式
图1说明了根据本发明的一个实施例的系统100的示意图，其用于使用生物反馈修改人10的放松程度以便在醒来的情况下辅助他放松或入睡或者在睡着的情况下辅助他醒来。系统100包括用于确定人10的第一生理参数的第一生理参数确定单元20、用于提供参考参数的参考参数提供单元60、用于确定第一生理参数与参考参数之间的相关程度的相关性确定单元30以及用于基于所确定的相关程度确定控制信息的控制器40，其中该控制信息适于控制用于输出输出信号以便修改人10的放松程度的输出单元50。
在人10的单个生理参数（即第一生理参数）被确定的情况下，参考参数提供单元60可以包括用于将预定的参数（例如温度、皮肤电反应（GSR）、心率（HR）、呼吸率（BR）或人工生成的参数）存储为参考参数的存储单元61。由此，可以使得第一生理参数与参考参数之间的相关程度的确定成为可能。
在人10的超过一个生理参数（即第二生理参数）被确定的情况下，参考参数提供单元60可以包括用于将人10的第二生理参数（例如温度、皮肤电反应（GSR）、心率（HR）、呼吸率（BR））确定为参考参数的第二生理参数确定单元。由此，可以使得第一生理参数与第二生理参数之间的相关程度的确定成为可能。
在人10的超过一个生理参数（即第二生理参数）被确定的情况下，第一生理参数确定单元20和参考参数提供单元60可以组合在一起，以便集成在集成单元70中，其于是适于将第一生理参数和第二生理参数确定为参考参数。而且，这种集成单元70可以被认为是包括用于生成包括第一生理参数和第二生理参数的贡献的信号的传感器71和用于从传感器（71）的输出提取第一生理参数和第二生理参数的提取单元72的单元。由此，第一生理参数确定单元20和参考参数提供单元60可以被实现为传感器71和提取单元72。图2中示意性且示范性示出了关于集成单元70的这个观点。
在信号是通过血管生成的脉动（即心跳诱导的脉冲）以及与呼吸相关的身体运动（即呼吸动作）的说明性案例下，那么生理参数可以分别是心率（HR）和呼吸率（BR）。为了检测这种机械变形，传感器71可以是如压电换能器那样的振动传感器，例如铁驻极体，其是表现出检测机械变形并且随后将其转换成电压信号的属性的电介质材料。传感器71优选地位于人10的胸部下面以便感测胸部运动并且传感器71具有足够大的面积，优选为长度和宽度典型地在从300mm到600mm范围内的矩形形状，以便适当地检测并转换信号。而且，传感器71优选地也可以为合适的薄平坦形状，例如箔或聚合物膜，以便通过容易地集成在人的基础设施环境中而尽可能不引人注目。在人10在床上的特别情况下，传感器71于是可以集成在床单、床垫或床架中。例如，传感器71可以缝到床单中或滑到床单的纺织品袋中以便保持隐藏并良好地定位在胸部下面，由此增强无缝集成到床环境中。因此，所述技术完全集成在上床和入睡或在床上并且醒来的过程中。如图3所示，其中铁驻极体箔已经定位在人10的胸部下面并且在床单下面，经转换的信号（上边轨迹）是单电压信号，该信号是对应于呼吸动作并表示呼吸率BR（下边轨迹）的信号成分与对应于心跳诱导的脉冲并表示心率HR的另一信号成分的叠加。将经转换的信号分成两个单独的信号成分是由提取单元72来实施的。因此，表示呼吸率的信号成分可以通过过滤（例如通过低通数字滤波器）而从经转换的信号中提取，并且如图4所示，可以使用相关技术，例如通过计算经转换的信号在时域中的自相关函数（其最大值指示心跳发生的瞬间）来从经转换的信号（上边轨迹）提取表示心率的信号成分（下边轨迹）。
相关性确定单元30随后可以确定由集成单元70通过提取单元72输送的单独的信号成分所表示的不同的生理参数（在我们的说明性案例中，即心率（HR）和呼吸率（BR））之间的相关程度。
在本领域，已知呼吸或呼吸率（BR）随时间的变化以正弦波的方式发生。在对应于所考虑的人的积极的或放松的情绪的特定休息条件下，即当健康个体的心率变异性（HRV）（其指心率（HR）方面心跳到心跳的变化）也以正弦波的方式展示出周期性变化时，可以达到高相干度。被称为呼吸性窦性心率不齐（RSA）的该节律（rhythmic）现象随着呼吸阶段而波动：在吸气期间心加速，而在呼气期间心减速。因此，当人从初始的紧张或消极情绪开始进入放松或积极情绪时心率（HR）趋向于与人的呼吸活动同步，由此使得从心率（HR）的正弦变化导出呼吸率（BR）（即呼吸频率）成为可能，因为呼吸和心律图由此变成同步的且以相同的频率工作。相反地，当人从初始的放松或积极情绪开始进入紧张或消极情绪中时，心率（HR）趋向于与人的呼吸活动失同步，由此使得不可能从心率（HR）的非正弦变化导出呼吸率（BR）（即呼吸频率）。这在图5中被示出，其中对应于低相干度的上边轨迹描绘了紧张的人的心率（HR）随时间的变化，而对应于高相干度的下边轨迹描绘了放松的人的心率（HR）随时间的变化。
而且，应当注意，心率（HR）也与人的精神和情绪状态相关，如在Alternative Therapies in Health and Medicine, 1996; 2(1): 52-65中出版的William A. Tiller, Rollin McCraty和Mike Atkinson的题为“Cardiac Coherence: A New Noninvasive Measure of Autonomic Nervous System Order”的论文中所说明的，其中可以看到激动的状态（例如愤怒、焦虑或受挫感）倾向于导致心率波形的混乱。
因此，在我们的说明性案例中，相关性确定单元30可以适于确定表示相应的单独信号成分的不同的时间相关生理参数HR与BR之间的相干度。
在一个实例中，相干度可以通过首先在如图6A中所描绘的相同的时间窗（虚线）上通过提取单元72捕获从集成单元70接收的每个单独的信号成分的N个样本。在相同的时间窗内每个截断的单独的信号成分或该单独信号成分的一部分随后被过滤以便移除其偏移成分（带箭头的虚线），并且为了在它们中的每一个之间进行比较，过滤的单独信号成分FSHR、-FSBR的每个部分被标准化，例如归一化，即│±1│，如图6B所描绘，图6B示出了过滤的且标准化的单独信号成分FNSHR、FNSBR的部分随时间的曲线图。随后，相干度被计算为过滤的且标准化的信号成分FNSHR、FNSBR的这两个部分之间的互相关，其遵循由关系式（1）给出的维度为N的标量积：
相干度=                                                        (1)
其中N表示由集成单元70中的提取单元72在相同时间窗上捕获的每个单独信号成分的样本的数量。
如在图6B中可以观察到，相干度将会更高，因为表示呼吸率（BR）的过滤的且标准化的信号成分的绝对值的最大值与表示心率（HR）的过滤的且标准化的信号的绝对值的最大值一致。从数学观点看，关系式（1）表明，当表示呼吸率（BR）的过滤的且标准化的信号成分的部分的正值与表示心率（HR）的过滤的且标准化的信号成分的部分的正值相乘、并且表示呼吸率（BR）的过滤的且标准化的信号成分的部分的负值与表示心率（HR）的过滤的且标准化的信号成分的部分的负值相乘时，所计算的相干度将是高的。因此，当对和计算作出贡献的所有元素均为正时，将达到最大相干度，而当两个过滤的且标准化的信号成分中一个的最大值与另一个过滤的且标准化的信号成分的最小值一致，由此对和计算给出负贡献时，相干度将减小。
在另一个实例中，可以通过使用比较器（其可以测量所得的相移）将这些单独的信号成分的相位进行比较并通过根据存储在查找表中的映射函数将该所得的相移链接到相干度来确定相干度。
应当注意，在除了说明性案例之外的其他情况下（其中不可能测量相移并且因此不可能测量相干度），可以通过不同的生理参数（即第一生理参数和参考参数）之间的比较和存储了将该比较结果链接到相关程度的映射函数的查找表来确定相关程度。
基于所确定的相关程度，控制器40可以随后确定控制信息，该控制信息被转发到输出单元50（例如可控光源单元、声学单元等），该输出单元适于响应于所接收的控制信息修改人10的放松程度。
控制信息可以适于控制输出单元50，以使得在人10期望放松时相关程度倾向于增加，从而增强人10的放松程度的增加，并且当人10期望醒来时，相关程度倾向于减小，从而增强人10的放松程度的减小。输出单元50由此可以向人10提供正反馈并且可以使得系统100可逆转，以便通过给出反馈使得相关程度倾向于增加而辅助人放松和/或入睡，或者通过给出反馈使得相关程度倾向于减小而辅助人醒来。
输出单元50可以包括多个单独的可控设备。因此，这些单独的可控设备可以从控制器40接收控制信息并且适于辅助人10入睡或醒来，该控制信息对每个可控设备而言可以是相同的控制信息，或者该控制信息可以是适用于每个可控设备的个别的控制信息。
在第一实例中，控制信息可以被提供给可控光源单元以便根据控制策略控制其光设置，例如颜色（C）和亮度/强度（I）与相关程度的关系。因此，为了辅助人10进一步放松直到入睡，图7表明：当不同的生理参数HR、BR之间的相干度（D）倾向于增加时，即当人10的放松状态倾向于增加时，将根据例如用于在人10不能设法放松的情况下降低光亮度/强度（I）或将光亮度/强度（I）保持在其暗淡水平的数学函数来将可控光源单元调暗。相反地，为了辅助人10醒来，当不同的生理参数HR、BR之间的相干度（D）减小时，即当人10的放松状态减小时，将根据例如用于在人10不能设法醒来的情况下增加光亮度/强度（I）或将光亮度/强度（I）保持在其暗淡水平的数学函数来将可控光源单元调亮。独立地或以与强度调光组合的方式，可控光源单元也可以在相干度增加时朝着更暖的色调修改其光颜色（C），或者在相干度减小时朝着更冷的色调修改。而且，为了尽可能不引人注目，可控光源单元可以是房间中已经存在的光源，例如在人10处于其卧室中的情况下放置在床边桌子上的灯。
在第二实例中，控制信息可以被提供给声学单元，例如收音机、CD播放器、MP3播放器或任何其他音频设备，该声学单元能够在人10期望放松的情况下给出合适的呼吸指令以便增强放松或播放放松音乐使得相关程度增加，即使得人10的放松状态增加，并且相反地能够在人10 期望醒来的情况下给出合适的呼吸指令以便增强紧张感或播放非放松音乐使得相关程度减小，即使得人10的放松状态减小。
输出单元50可以包括多个可控设备，例如光源设备、声学设备和任何其他适于修改人10的放松状态的设备。如果这些可控设备可以在人10的基础设施环境（例如其卧室）中是可获得的，则控制器40还可以适于单独地或以组合的方式向它们提供控制信息。由控制器40提供的控制信息对于每个可控设备而言可以是相同的控制信息或者可以是适用于每个可控设备的个别控制信息。
通过控制器40确定控制信息可以基于查找表，其存储将相关程度的值链接到强度和/或颜色水平的映射函数，比如图7的数学函数。所述确定可以另外基于存储在控制器40中的可配置设置，其可以与系统100操作所在的人10的基础设施环境、人10的生理数据和/或人10在音乐、光颜色等方面的偏好有关。例如，基础设施参数（在输出单元50是可控光源单元的情况下，比如墙壁颜色或未被控制器40通过控制信息控制的其他光源设备的存在，或者在输出单元50是声学单元的情况下，比如房间声学装置或未被控制器40通过控制信息控制的其他音频设备的存在）的影响可被考虑以便增强正生物反馈以及人10的合适的生理数据（比如睡眠质量、失眠等）和人10的偏好。而且，可配置设置可以使用至少一个感测设备（例如像麦克风那样的声学传感器或像光电池那样的光传感器）确定，所述感测设备适于检测与系统100操作所在的人10的基础设施环境有关的基础设施参数使得可以不引人注目地执行对基础设施参数的检测。随后，可以基于所确定的相关程度与可配置设置的组合确定控制信息。
应当注意，输出单元50可以包括在系统100中或可替代地在系统100外部。在输出单元50在系统100外部的情况下，控制器40可以进一步包括用于识别输出单元50的识别装置，并且因此可以适于确定并向被识别的输出单元50转发合适的控制信息。例如，如果识别装置识别可控光源单元并且人10期望放松或入睡，则控制信息可以适于根据数学函数将可控光源单元调暗，使得不同生理参数之间的相关程度倾向于增加，即使得人10的放松状态倾向于增加。
应当注意，在相同的基础设施环境（例如卧室）中存在待监视的若干人10的情况下，分配给每个人10的系统100可以适于允许每个控制器40之间的通信。由此，由每个控制器40输送的控制信息可以通过进一步考虑由其他控制器40传送的数据（即相关程度、可配置设置等）来确定。例如，控制信息随后可以基于这些相应的传送的数据之间的平均值或组合值来确定。
预期用于这种系统100的应用包括用于基于重要参数的测量和这些参数之间的相关程度修改人10的放松状态的任何电子辅助设备。
总之，已经描述了一种用于使用生物反馈修改人10的放松程度的系统100。该系统100包括用于确定人10的第一生理参数的第一生理参数确定单元20、用于提供参考参数的参考参数提供单元60、用于确定第一生理参数与参考参数之间的相关程度的相关性确定单元30以及用于基于所确定的相关程度确定控制信息的控制器40，其中该控制信息适于控制用于输出输出信号以便修改人10的放松程度的输出单元50。
接下来，将参照图8所示的流程图描述一种用于修改人10的放松程度的方法。
在步骤101中，确定人10的第一生理参数，并且在步骤102中提供参考参数。在步骤103中，确定第一生理参数与参考参数之间的相关程度，并且在步骤104中，基于所确定的相关程度确定控制信息，其中该控制信息适于控制用于输出输出信号以便修改人10的放松程度的输出单元50。
尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是说明性的或示范性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。例如，本发明一般地可以扩展到表现出由不同的生理振荡系统产生的节律图的任何重要参数，例如不仅包括心律和呼吸节律而且包括血压振荡，以及人的温度、皮肤电反应（GSR）或身体活动（即此人是移动许多还是保持静止）。
本领域技术人员在实践要求保护的本发明时，通过研究附图、本公开内容和所附权利要求能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。
在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”不排除多个。
单个单元或设备可以实现权利要求中叙述的若干项功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的起码事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。
根据上述用于修改人的放松程度的方法计算和确定和/或控制系统100可以被实现为计算机程序的程序代码装置和/或实现为专用硬件。
计算机程序可以存储/分布在适当的介质（比如与其他硬件一起提供或作为其一部分的光学存储介质或固态介质）上，但是也可以以其他形式分布，比如经由因特网或其他有线或无线电信系统分布。
权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。

Claims (12)

1.一种用于增加人（10）的放松程度的光控制系统（100），该系统（100）包括：
- 第一生理参数确定单元（20），其用于确定人（10）的第一生理参数；
- 参考参数提供单元（60），其用于提供参考参数并且包括用于将人（10）的第二生理参数确定为参考参数的第二生理参数确定单元，其中第一生理参数和参考参数是不同的生理参数；
- 相关性确定单元（30），其用于确定第一生理参数与参考参数之间的相关程度；
- 控制器（40），其用于基于所确定的相关程度确定控制信息以便控制光源单元（50），
其中在系统的一种操作模式中，控制信息适于通过下述操作中至少一个控制光源单元（50）：
- 对该光源单元调光，以及
- 当相关程度增加时，将光源单元的光的颜色改变为更暖的色调，所述色调具有更低的色温；
其中第一生理参数和参考参数是时间相关的，并且其中相关性确定单元（30）适于通过遵循以下步骤确定第一生理参数与参考参数之间的相关程度：
- 通过在相同的时间窗上捕获第一生理参数和参考参数中每一个的多个样本来截断第一生理参数和参考参数；
- 过滤每个截断的参数以便移除偏移成分；
- 标准化每个截断的且过滤的参数；以及
- 计算经截断、过滤和标准化的第一生理参数和经截断、过滤和标准化的参考参数的标量积。 
2.根据权利要求1的系统，其中参考参数提供单元（60）包括用于将预定参数存储为参考参数的存储单元（61）。
3.根据权利要求1的系统，其中第一生理参数和参考参数分别从心率和呼吸率的集合中选择。
4.根据权利要求1的系统，其中第一生理参数确定单元（20）和参考参数提供单元（60）被集成在集成单元（70）中，其中该集成单元（70）确定人（10）的第一生理参数以及作为参考参数的人的第二生理参数。
5.根据权利要求4的系统，其中集成单元（70）包括：
- 传感器（71），用于生成包括第一生理参数和第二生理参数的贡献的信号；以及
- 提取单元（72），用于从传感器（71）的输出中提取第一生理参数和第二生理参数。
6.根据权利要求5的系统，其中传感器（71）包括压电箔，其适于检测由人（10）的呼吸和/或心脏运动引起的人（10）的运动并且适于基于所检测到的运动生成信号。
7.根据权利要求1的系统，其中相关性确定单元（30）适于将第一生理参数与参考参数之间的相干度确定为相关程度。
8.根据权利要求1的系统，其中所述相关程度通过第一生理参数与参考参数之间的比较以及存储将比较结果链接到相关程度的映射函数的查找表来确定。
9.根据权利要求1的系统，其中所述相关程度通过比较器和查找表来确定，所述比较器测量第一生理参数与参考参数之间的相移，所述查找表存储将所述相移链接到相关程度的映射函数。
10.根据权利要求1的系统，其中控制信息的确定进一步基于存储在控制器（40）中的可配置设置。
11.根据权利要求1的系统，其中所述系统中包括的光源单元（50）适于可由控制信息控制以输出输出信号。
12.一种控制光源单元以便增加人（10）的放松程度的方法，该方法包括步骤：
- 确定人（10）的第一生理参数；
- 将人（10）的第二生理参数确定为参考参数，其中第一生理参数和参考参数是不同的生理参数；
- 确定第一生理参数与参考参数之间的相关程度；
- 基于所确定的相关程度确定控制信息以便控制光源单元（50），
其中控制信息适于通过下述操作中至少一个控制光源单元（50）：
- 对光源单元调光，以及
- 将来自光源单元的光的颜色改变为更暖的色调，所述色调具有更低的色温；
其中第一生理参数和参考参数是时间相关的，并且其中相关性确定单元（30）适于通过遵循以下步骤确定第一生理参数与参考参数之间的相关程度：
- 通过在相同的时间窗上捕获第一生理参数和参考参数中每一个的多个样本来截断第一生理参数和参考参数；
- 过滤每个截断的参数以便移除偏移成分；
- 标准化每个截断的且过滤的参数；以及
- 计算经截断、过滤和标准化的第一生理参数和经截断、过滤和标准化的参考参数的标量积。
CN200980151023.XA 2008-12-19 2009-12-14 用于增加人的放松程度的系统和方法 Expired - Fee Related CN102256656B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08172274.6 2008-12-19
EP08172274A EP2198911A1 (en) 2008-12-19 2008-12-19 System and method for modifying the degree of relaxation of a person
PCT/IB2009/055728 WO2010070569A1 (en) 2008-12-19 2009-12-14 System and method for increasing the degree of relaxation of a person

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102256656A CN102256656A (zh) 2011-11-23
CN102256656B true CN102256656B (zh) 2015-04-08

Family

ID=40350217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980151023.XA Expired - Fee Related CN102256656B (zh) 2008-12-19 2009-12-14 用于增加人的放松程度的系统和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10029065B2 (zh)
EP (2) EP2198911A1 (zh)
JP (1) JP5562350B2 (zh)
CN (1) CN102256656B (zh)
WO (1) WO2010070569A1 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103957977A (zh) * 2011-12-07 2014-07-30 皇家飞利浦有限公司 照明信号、系统和方法
JP2013128649A (ja) * 2011-12-21 2013-07-04 Chuo Univ 環境最適化装置
CN103417198A (zh) * 2012-05-21 2013-12-04 陈哲 一种新型电子体温计
US20130338429A1 (en) * 2012-06-13 2013-12-19 LifeMusic, Inc. Producing Audio Output for Music Therapy
AU2013306440A1 (en) * 2012-08-23 2015-03-12 Nitto Denko Corporation Method and device for quantifying heart rate variability (hrv) coherence
KR101464066B1 (ko) * 2013-01-17 2014-11-20 강승완 생체 정보 측정 장치 및 생체 정보 측정 방법
CN106852193A (zh) * 2014-08-22 2017-06-13 卢特龙电子公司 响应于占用者和移动装置的位置的负载控制系统
WO2016029156A1 (en) * 2014-08-22 2016-02-25 Lutron Electronics Co., Inc. Load control system responsive to sensors and mobile devices
CN112675401A (zh) * 2014-10-27 2021-04-20 瑞思迈私人有限公司 治疗过度觉醒病症的方法和设备
CN105944217A (zh) * 2016-07-04 2016-09-21 中国计量大学 一种基于人机交互的智能助眠装置
FR3056408B1 (fr) * 2016-09-28 2021-01-15 Helight Dispositif d'aide a l'endormissement
EP3658020A1 (en) 2017-07-26 2020-06-03 Bose Corporation Entraining respiration
CN113194811A (zh) * 2018-12-29 2021-07-30 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 院内病人恢复状态的评估方法、装置、系统及存储介质
CN110755171B (zh) * 2019-11-07 2021-10-08 中南百草原集团有限公司 一种日光浴装置
CN111939423B (zh) * 2020-06-29 2022-07-12 杨铭轲 基于自体心跳节奏的入睡引导方法、装置和计算机设备
US20230207098A1 (en) * 2021-12-23 2023-06-29 Luvo LLC Vibratory output health device
CN115177843B (zh) * 2022-09-08 2023-05-23 柏斯速眠科技(深圳)有限公司 一种机体放松状态评估方法、系统和调整方法、系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1968727A (zh) * 2004-03-18 2007-05-23 赫利科尔公司 用于缓解压力的方法和装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5353793A (en) * 1991-11-25 1994-10-11 Oishi-Kogyo Company Sensor apparatus
JPH05212117A (ja) 1992-02-10 1993-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 音響装置
US5219322A (en) * 1992-06-01 1993-06-15 Weathers Lawrence R Psychotherapy apparatus and method for treating undesirable emotional arousal of a patient
JPH08131501A (ja) 1994-11-08 1996-05-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd シャワーシステム
US7386401B2 (en) * 1994-11-21 2008-06-10 Phatrat Technology, Llc Helmet that reports impact information, and associated methods
SE9404553D0 (sv) * 1994-12-29 1994-12-29 Bo Von Scheele Anordning för indikering av stresstillstånd
DE19511532A1 (de) * 1995-03-29 1996-10-02 Siemens Ag Verfahren zum Lokalisieren einer elektrischen Herzaktivität
JP4096376B2 (ja) * 1996-07-09 2008-06-04 セイコーエプソン株式会社 リラックス指導装置
JP2000294388A (ja) * 1999-04-09 2000-10-20 Sekisui House Ltd 照明制御方法および照明システム
WO2002013679A2 (en) * 2000-08-11 2002-02-21 Healthetech, Inc. Achieving a relaxed state
JP2004259487A (ja) 2003-02-24 2004-09-16 Tanita Corp 発光装置
JP2005137895A (ja) * 2003-10-16 2005-06-02 Sanyo Electric Co Ltd リラクセーションシステム、リラクセーション方法、リラクセーションプログラム、マッサージシステム、マッサージ方法、マッサージプログラム、身体活動判別装置、身体活動判別方法および身体活動判別プログラム
US7324609B1 (en) * 2003-11-05 2008-01-29 Advanced Micro Devices, Inc. DC offset cancellation in a direct conversion receiver configured for receiving an OFDM signal
US7524279B2 (en) * 2003-12-31 2009-04-28 Raphael Auphan Sleep and environment control method and system
US20050187426A1 (en) * 2004-02-24 2005-08-25 Elliott Stephen B. System and method for synchronizing the heart rate variability cycle with the breathing cycle
US7717848B2 (en) * 2004-03-16 2010-05-18 Medtronic, Inc. Collecting sleep quality information via a medical device
ATE445432T1 (de) * 2004-11-16 2009-10-15 Koninkl Philips Electronics Nv System und verfahren zur kontrolle des abspielens von audiosignalen
KR100791371B1 (ko) * 2005-10-07 2008-01-07 삼성전자주식회사 숙면 및 기상 유도 장치 및 방법
WO2008017979A2 (en) 2006-08-07 2008-02-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. System and method for influencing a photobiological state
JP2008154681A (ja) 2006-12-21 2008-07-10 Toyota Motor Corp 睡眠深度判定装置及び睡眠深度判定方法
CN101583912B (zh) * 2007-01-22 2012-03-28 皇家飞利浦电子股份有限公司 唤醒刺激控制系统
JP2008301957A (ja) 2007-06-06 2008-12-18 Toyota Motor Corp 心理状態推定装置
JP5519640B2 (ja) 2008-04-30 2014-06-11 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 被験者を睡眠に誘導するシステム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1968727A (zh) * 2004-03-18 2007-05-23 赫利科尔公司 用于缓解压力的方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102256656A (zh) 2011-11-23
US10029065B2 (en) 2018-07-24
WO2010070569A1 (en) 2010-06-24
US20110257466A1 (en) 2011-10-20
EP2379154A1 (en) 2011-10-26
JP2012512691A (ja) 2012-06-07
JP5562350B2 (ja) 2014-07-30
EP2198911A1 (en) 2010-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102256656B (zh) 用于增加人的放松程度的系统和方法
US11197974B2 (en) Entraining respiration
US10512428B2 (en) System and method for facilitating sleep stage transitions
JP6414940B2 (ja) 睡眠を導入し、睡眠への移行を検出するためのシステムおよび方法
CN101868176B (zh) 自动化的睡眠表型
JP6374483B2 (ja) 睡眠徐波活性を増強するための感覚刺激強さの調整
EP1886707A1 (en) Sleep enhancing device
CN108430568A (zh) 基于睡眠深度在睡眠期间调节感觉刺激的强度的系统和方法
JP2020513289A (ja) 覚醒を促すシステム及び方法
US20140275741A1 (en) System and method providing all-night sleep management
JP2021513880A (ja) 睡眠アーキテクチャモデルに基づいてユーザに感覚刺激を送出するシステム及び方法
WO2009133517A1 (en) System for inducing a subject to fall asleep
JP2019518566A (ja) 睡眠深度潜時に基づいて睡眠中に聴覚刺激の音量を調整するシステム及び方法
JP2017079346A (ja) 再生装置及びプログラム
JP7191019B2 (ja) 睡眠中に対象者に与えられる刺激の補正されたタイミングの決定
JP7218367B2 (ja) ユーザの認知領域を強化するためにユーザに感覚刺激を供給するためのシステム及び方法
EP3908182A1 (en) Non-linear breath entrainment
JP2020512073A (ja) 対象者における参照徐波活動を決定するシステム及び方法
CN116170479A (zh) 一种床垫控制方法、床垫控制设备及床垫
WO2014083375A1 (en) Entrainment device
US20210124008A1 (en) Intelligent bed monitoring device and method thereof
EP4072639A1 (en) System and method to shorten sleep latency
JP2017070342A (ja) コンテンツ再生装置及びそのプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150408

Termination date: 20191214

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee