CN103796702B - 用于诱发和维持睡眠的设备 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种用于诱发和维持睡眠的设备(100)，其中可根据用户的需要选择数个睡眠程序中的一个。另外，可由用户选择一背景，该背景构成程序的一部分。设备(100)包括安装在外壳(110)内的显示器(120)和控制面板(130)。使用控制面板(130)和显示器(120)选择个人睡眠程序。设备(100)包括连接至存储器(150)的处理单元(140)以及用于一对扬声器(170，175)的驱动器(160)，通过扬声器(170，175)将选择的睡眠程序播放给用户。

Description

用于诱发和维持睡眠的设备
技术领域
本发明涉及用于诱发和维持睡眠的设备，并更具体地涉及能根据个人的特殊需要编程的这种设备。
背景技术
已知多种方法用于诱发睡眠的并包括频率跟随反应(FFR)技术以及双耳音的使用。另外，已知一些方法，其中人们能训练他/她自己复制期望的意识状态而不需要音频刺激。US-A-5213562披露一种方法以及通过双耳节拍现象的诱发将这些状态从一个个人转移至另一个人的能力。这是通过使用来自一个个人的脑电图(EEG)信号达成的，该信号被叠加在作用于另一个人的立体声信号之上。
US-A-5356368披露了一种使用FFR以利于维持期望的意识状态的方法。睡眠模式是基于在睡眠循环的各个部分期间观察到的脑模式而再现的。
US-A-4573449披露了一种方法和装置，其中声脉冲通过电声换能器被发出以帮助遭受失眠的人变得放松并入睡。使用该设备的个人需要根据脉冲节奏在一预定的时间周期进行吸入和呼出。声脉冲的脉冲序列频率、音调和振幅的选择是可调整的，以增强入睡过程。
在US-A-3753433中，披露了音调和双耳耳机的使用。耳机由用户佩戴并包括头皮电极，当耳机被佩戴时这些头皮电极位于用户的头顶上。电极拾取脑波信号，该脑波信号被转换成用户可识别的音调以使用户能收听他/她自己的脑波。
WO-A-2006/101571披露了一种使用双耳节拍以使脑左侧与脑右侧平衡的方法。使用EEG系统来测量由脑的每一侧产生的电信号，并使用音频发生器以产生双耳节拍来补偿不平衡。
在WO-A-00/16842中，披露了一种数字声音放松系统，其中使用声音以屏蔽环境声并诱发出帮助收听者入睡的深度放松状态。通过选择模式选择和连续声选择器开关的组合，可选择不同的模式。包括报警模式，它允许将来自预先记录的库的一个或多个声音用作苏醒声音。
US-A-2009/105524披露一种设备，该设备通过播放具有每分钟六十拍和八十拍之间的节奏的音乐来诱发睡眠，从而提供更好的睡眠质量、感觉更好的睡眠质量、更长的睡眠时间和更高的睡眠效率。该设备可被设置在闹钟、枕头、移动电话、睡眠罩、婴儿床或孩童使用的填充玩具内。该睡眠诱发设备也可做成可运输的以在旅行过程中诱发更好的睡眠。
US-A-3884218披露一种诱发睡眠的方法，其中结合EEG信号使用常见的重复愉悦声音以诱导出各个睡眠阶段。愉悦声音由EEG睡眠信号调制。愉悦声音的振幅和频率根据EEG睡眠信号的调制而改变。音频信号被连续地播放直到预定的苏醒时间为止，此时音频信号将停止，由此使个人回到苏醒状态。
通过用EEG睡眠信号调制愉悦声音，这些愉悦声音的振幅和频率改变，并且这些改变能干扰用户的睡眠，尤其是如果经历大的振幅和频率改变。
US-A-5135468披露了一种用于改变人脑状态的方法和装置，其中在相应的第一和第二频率下的第一和第二音频信号被提供给相应的耳，该第一和第二音频频率在大约0至60Hz的范围内变化。另外，改变每个音频信号的振幅，以使人感觉到不断移动的声音。描述了三个实施例，其中人们可根据所利用的双耳节拍带的类型被放松、送入睡眠或给予精力。
WO-A-95/17854披露了一种向营养响应系统，它帮助用户获得放松响应。该系统包括控制单元和视听单元。控制单元包括处理器和关联的硬件和软件以控制视听单元，该视听单元包括光产生单元和与之耦合的一对耳机。来自光产生单元的光被引导至位于用户双眼和位于光产生单元内的光源之间的散射屏幕上。如此，光和声均响应由控制单元提供的控制信号而产生以帮助用户执行放松训练。然而，将这种系统用作睡眠辅助是不切实际的。
US-A-2008/0304691披露一种睡眠辅助系统，其中扬声器被围绕在织物中以提供当由用户佩戴时能作为吸汗带或表壳工作的柔软舒适的耳机。可使用双耳节拍技术，其中经由睡眠辅助系统向用户提供双耳节拍。也可提供警报或苏醒功能。然而，US-A-2008//0304691中描述的系统的用户在睡觉时需要佩戴耳机才能从该睡眠辅助的使用中获益。
WO-A-2008/131454描述一种在其中使用双耳节拍频率的睡眠诱导和维持系统，该系统包括软织物睡眠罩，其中包含发光二极管(LED)元件和扬声器。带颜色的LED元件被配合至每个双耳节拍频率并于双耳节拍频率同步工作。使用双耳声音对象来产生双耳节拍，其播放四部分歌中的单个部分，每个部分对应于α、β、δ和θ脑波中的一个。所披露的歌文件包括由时间排序的可变长度的记录的列表，这些记录被重复直到特定会话结束为止。会话文件被用来调整双耳节拍相对于时间的强度。使用一按钮检索与“入睡”、“再次入睡”、“苏醒”和“冥想”关联的序列，并使用另一按钮开始所选择的序列。
因此，本发明的一个目的是提供一种使用双耳节拍频率促进健康、自然的睡眠模式的设备，该双耳节拍频率与没有环境声的振幅和频率变化的问题的背景环境声或在用户在睡眠时偏爱安静空间的情形下对用户不可辨别的某一频率下的阈下音中的任何一个结合。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种睡眠诱发和睡眠维持系统，包括：外壳；控制面板，其形成在外壳内并允许提供输入信息以从多个睡眠程序中选择一睡眠程序；显示器，其形成在外壳内，用于显示与至少选择的睡眠程序关联的信息；存储器，其位于外壳内以存储与多个睡眠程序关联的参数；处理单元，其位于外壳内以控制显示器并处理在控制面板处接收的与选择的睡眠程序相关的输入信息；以及至少一对扬声器单元，通过它将选择的睡眠程序传达给用户，其特征在于，存储在存储器内的参数包括对每个睡眠程序使用的至少双耳节拍频率以及双耳节拍频率的循环，并且所述处理单元工作以从存储器检索参数并根据从控制面板接收的输入信息将所检索的参数编辑到选择的睡眠程序中。
通过将这些睡眠程序作为参数存储，可根据选择的睡眠程序来选择每个参数。其优势在于，存储器不需要存储所有程序，由此节省了存储器空间并提供系统的灵活性。
存储在存储器中的参数可进一步包括多个环境声以及环境声的循环。
另外，存储在存储器中的参数可进一步包括下面至少一者：阈下消息序列和肯定消息序列。
优选地，每个睡眠程序包括双耳节拍频率序列，每个双耳节拍频率包括根据选择睡眠程序配置的数个重复循环。每个重复循环可包括预定的持续时间。
有利地，多个睡眠程序包括至少深睡程序以及警报程序，所述警报程序包括对警报时间作出调整的深睡程序。深睡程序各自包括在α、δ和θ频带内的双耳节拍。
本文中使用的术语“深睡程序”表示使用一适当的双耳节拍频率序列在八小时的时间段引导用户通过自然睡眠模式的睡眠程序。
对于一部分睡眠程序，每个睡眠程序可进一步包括与双耳节拍频率序列同时运行的阈下消息序列和肯定消息序列中的至少一者。阈下消息序列和肯定消息区列中的至少一者可在睡眠程序开始时使用。作为替代或附加，阈下消息序列和肯定消息区列中的至少一者可在睡眠程序结束时使用。
有利地，每个睡眠程序进一步包括在至少β频带内的苏醒序列。
也可包括休憩程序，其包括下列其中一者：15分钟程序、30分钟程序、45分钟程序以及60分钟程序。在至少α01和α02频带下的双耳节拍频率可与β频带下的苏醒序列一起使用。
本文中使用的术语“休憩程序”表示一睡眠程序，其中使用适当的双耳节拍频率序列引导用户通过短的睡眠周期。
对于较长的休憩程序，即30分钟、45分钟和60分钟程序，也可使用α03频带内的双耳节拍。另外，对于一部分休憩程序，每个较长休憩程序可进一步包括与双耳节拍频率序列同时运行的阈下消息序列和肯定消息序列中的至少一者。在这种情形下，阈下消息序列和肯定消息序列中的每一个在休憩程序开始时使用。
另外，可提供入睡程序。
该程序允许用户入睡，因为它仅运行相对短的时间段。入睡程序可包括在α、δ和θ频带内的双耳节拍。
在一个实施例中，提供用于孩童的至少一个睡眠程序。在一个实施例中，提供飞行时差睡眠程序。
优选地，选择的环境声在选择的睡眠程序的持续时间内被播放。
本文中使用的术语“环境声”旨在包括背景声和阈下音，即对睡眠时偏爱没有声音的安静空间的用户而言不可辨别的噪声或声音。
通过将选择的环境声与至少双耳节拍频率组合，不需要对环境声作出任何调整并且它保持在恒定的振幅和频率下。该恒定的振幅和频率不干扰用户的睡眠。
至少一对扬声器单元可被形成在外壳内。作为附加或替代，至少一对扬声器单元可与外壳分离并连接至此以接收与选择的睡眠程序对应的信号。
根据本发明的另一方面，提供一种使用如前所述的系统诱发和维持睡眠的方法，该方法包括下列步骤：a)选择睡眠程序；以及b)编辑所选择的睡眠程序，所选择的睡眠程序包括与之对应的至少双耳节拍频率序列。
优选地，步骤a)进一步包括选择环境声，而步骤b)包括与环境声一起编辑双耳节拍频率的序列。
根据本发明的又一方面，提供一种在个人中诱发和维持睡眠的方法，该方法包括下列步骤：a)选择睡眠程序；b)根据选择的睡眠程序确定双耳节拍频率序列；c)确定该双耳节拍频率序列中的每个双耳节拍频率的循环数；d)将该双耳节拍频率序列编辑到选择的环境声中，每个双耳节拍频率根据选择的睡眠程序运行一预定循环次数以提供睡眠循环；以及e)使个人暴露于睡眠循环。
本文中使用的术语“循环”表示运行每个双耳节拍频率的预定持续时间。另外，术语“循环”也可指一段环境声的持续时间，每个段根据选择的睡眠程序运行预定次数。
该方法可进一步包括选择环境声的步骤，且步骤d)包括对选择的睡眠程序的整个持续时间与环境声一起编辑双耳节拍频率的序列。
根据本发明的又一方面，提供一种对个人编辑睡眠程序的方法，该方法包括下列步骤：a)根据选择的睡眠程序选择双耳节拍频率序列；b)确定双耳节拍频率序列中每个双耳节拍频率的循环数；以及c)根据选择的睡眠程序编辑双耳节拍频率序列，双耳节拍频率序列中的每个双耳节拍频率运行所确定的循环数。
优选地，步骤c)可包括与选择的环境声一起编辑双耳节拍频率序列，该环境声与双耳节拍频率序列同步地运行。
步骤c)可包括根据预定义的苏醒时间来调整双耳节拍频率的序列。作为附加或替代，步骤c）可包括根据预定义的苏醒时间调整对双耳节拍频率序列中的每个双耳节拍频率的循环数。
步骤c)可进一步包括添加至少一个阈下消息序列。作为附加或替代，步骤c)可进一步包括添加至少一个肯定消息序列。
根据本发明的又一方面，提供一种使用计算机系统执行如前所述方法的计算机程序。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在将仅以示例的方式参考附图，在附图中：
图1示出根据本发明的设备的示意性配置；
图2示出根据本发明的深睡程序的流程图；
图3示出根据本发明的易睡程序的流程图；
图4示出根据本发明的入睡程序；
图5示出根据本发明的休憩程序的流程图，其中可选择不同的时间；
图6示出30分钟休憩程序的流程图；
图7与图6相似但示出45分钟休憩程序的流程图；以及
图8与图6和图7相似但示出60分钟休憩程序的流程图。
具体实施方式
将针对特定实施例并参考特定附图来描述本发明，但是本发明不限于此。所描述的附图只是示意性的和非限制性的。
当苏醒时，大多数人的脑波模式可归类成两种类型的波，即β波和α波。β波与苏醒关联并且具有最高的频率和最低的振幅。另外，β波由于正常的每日大脑活动而没有一致的模式，并且能被认为是不同步的。在仍然苏醒同时的放松周期内，脑波变得较慢、振幅增加，并变得更为同步。这些脑波是α波并具有在大约8Hz至13Hz之间的频率。
睡眠具有各阶段，并在正常夜间睡眠期间，个人在各阶段之间通过。第一和第二睡眠阶段被认为是相对“轻”的睡眠阶段并且人们可能甚至没有意识到它们正在睡眠。睡眠的第一阶段是通过脑中存在θ波活动定义的。一般具有4Hz和7Hz之间的频率的θ波较慢并具有比α波更高的振幅。睡眠的第二阶段也包括θ波，但其中散布有被称为睡眠纺锤波和K联合波的波。睡眠纺锤波由于波频率(在11Hz至16Hz之间，更典型地在12Hz和14Hz之间)的突然增加而发生，而K联合波由于波振幅的突然增加而发生。
在睡眠的第三和第四阶段，θ波由δ波取代。δ波是最慢且最高振幅的脑波，一般具有在0.5Hz至2Hz之间的频率。可被视为单个阶段的第三阶段和第四阶段是通过存在于脑波活动中的δ波的数量定义的——在第三阶段，存在小于50％的δ波，而在第四阶段，存在大于50％的δ波。δ睡眠是最深的睡眠并且通常难以将睡眠者从这种类型的睡眠唤醒。当从δ睡眠苏醒时，个人通常是困倦的和不分方向的。梦游和梦呓最可能发生在δ睡眠中。
除了前面提到的睡眠阶段，还存在快速眼动(REM)睡眠。在REM睡眠中，脑波表现为α波、β波和不同步波的组合。REM睡眠是与做梦最有关联的睡眠阶段并就大脑活动而言类似于苏醒。婴儿在REM睡眠中花费几乎其50％的睡眠时间，但成年人在第二阶段花费大约其大约50％的睡眠时间，在REM中大约20％而在其它三个阶段之间分享其它30％。
通常，睡眠者经过所有五个阶段，这些阶段倾向于循环地演进，从第一阶段直到REM阶段并随后以第一阶段重新开始。完全睡眠循环花费90-110分钟的平均值。第一睡眠循环倾向于具有相对短的REM睡眠和长的深睡周期但在夜间的更后部分，REM睡眠周期变长而深睡时间减少。
本发明利用双耳节拍频率以引导用户经过睡眠循环。双耳节拍频率是通过播放给用户的两个音之间的频差产生的，例如如果一个音具有300Hz的频率而另一音具有310Hz的频率，则双耳节拍为10Hz。用户体验一节拍音，就像两个音在脑外被天然地混合并且这些音的频率必须低于1kHz，为了节拍效果醒目，两个音之间的差至少30Hz。
双耳节拍频率与环境声组合以诱发和维持睡眠，该双耳节拍频率和环境声贯穿整个睡眠程序同时运行。另外，阈下或肯定消息序列也可在睡眠程序开始时和/或在睡眠程序结束时被添加，并延及苏醒序列。如果添加了阈下和/或肯定消息序列，则它与睡眠程序的适当部分同时地运行，例如如果这些消息运行在睡眠程序结束时，它们被定时以在睡眠程序的一个点开始，这使得它们在与睡眠程序相同的时间结束。
根据本发明的系统循环经过前述各个睡眠阶段以提供自然健康的睡眠模式。该系统提供八个背景环境声，这些背景环境声已使用双耳节拍技术建立以支持睡眠循环的每个阶段。这些背景环境声包括四种自然环境(海、雨、河与风)，一个节奏环境(列车)以及三个用于屏蔽外部噪声的“封闭”环境(低音调、中音调和高音调)。
要理解，尽管根据本发明在设备中提供八个背景环境声，然而也可提供任何适当数量的背景环境声。此外，对于睡眠时偏爱安静的用户来说，可以不选择背景环境声，而是可选择包括落在人类听觉范围之外的阈下音的环境声，由此提供不可闻的声音或噪声。这种阈下音工作在与用于背景环境声的那些相同的双耳节拍模式下。这些音可工作在10.5-18kHz的范围内，优选为12-18kHz，更优选地为12-14kHz。
另外，在系统中提供四个主要睡眠程序以满足个人的需要：深睡程序，其中个人在8小时的周期内经过所有五个睡眠阶段；易睡或警报程序，其针对特定的苏醒时间调整深睡程序；入睡程序，其运行90分钟左右以允许个人入睡；休憩程序，在其中诱发短睡眠周期。深睡、警报和休憩程序中的每一个也包括苏醒序列。
阈下或肯定消息序列也可被添加至这些程序中的每一个，倘若它们不是太过短促。例如，在15分钟休憩程序的情形下，由于其短的持续时间，没有纳入阈下或肯定消息序列。这些序列可在程序开始和/或结束时被纳入。如果在程序结束时纳入该序列，它通常在苏醒序列开始前开始并在程序开始时具有与阈下或肯定消息序列不同的持续时间。
根据本发明的睡眠诱发和睡眠维持系统100示出于图1中。系统100包括外壳119，该外壳110具有显示器120和控制面板130。系统100还包括处理单元140和存储器150。处理单元140包括用于如图所示的一对扬声器单元170、175的驱动器160。
显示器120显示与选择的时间和程序关联的信息。将容易理解，它也能显示警报功能。控制面板130包括用于选择睡眠程序、设定时间、设定警报、控制音量等的装置(未示出)。
处理单元140控制系统100的操作并借助驱动器160连接至显示器120、控制面板130、存储器150以及扬声器单元170、175。
在存储器150中，存储如前所述的睡眠程序。当要使用特定程序时，用户使用控制面板130选择程序并能在显示器120上看到他/她的选择。从存储器150检索所选择的程序并通过处理单元140运行。由处理单元140产生的音频信号被传至驱动器160，该驱动器160将信号发送至扬声器单元170、175。
要理解，存储器150可构成处理单元140的一部分并仅为了便于说明而在这里示出。还要理解，显示器120和控制面板130受处理单元140控制。
也要理解，尽管图1中示出两个单独的扬声器单元，然而也可提供远离外壳110的一个扬声器单元，且扬声器单元与外壳一体地形成。与每个扬声器单元的连接可是有线的，或使用已知的无线技术被设置成无线的。
在一优选实施例中，睡眠程序作为的组件或参数被存储在存储器150中，即如下文更详细描述的那样用于睡眠程序的双耳节拍频率、如下文更详细描述的那样用于每个双耳节拍频率的循环数及其持续时间、阈下消息序列及其持续时间、肯定消息序列及其持续时间、如前所述的环境声及其持续时间以及对于每个睡眠程序的双耳节拍频率的序列。
当由系统100的用户选择睡眠程序时，处理单元140编辑从组件或参数选择的睡眠程序。通过存储每个睡眠程序的组件或参数，由于每个睡眠程序根据需要被编辑，需要较少的存储器。另外，提供更灵活的系统，该系统可针对能被添加至系统的不同和/或附加睡眠程序被调整。
下面参照图2-图8更详细描述由系统100提供的每个睡眠程序。要理解，这些睡眠程序仅为示例性的并且其它睡眠程序也是可能的。下面要描述的睡眠程序包括深睡程序、易睡程序、入睡程序和休憩程序。
本文中使用的术语“深睡程序”表示使用一适当的双耳节拍频率序列在八小时的时间段引导用户经历自然睡眠模式的睡眠程序。
本文中使用的术语“休憩程序”表示一睡眠程序，其中使用适当的双耳节拍频率序列引导用户经历短睡眠时段。
在图2中，示出深睡程序的流程图200。在被认为是良好夜间睡眠的8小时内，程序使设备的用户经历所有睡眠阶段，以确保用户经历五个REM循环。
已选择了深睡程序，用户首先选择他喜欢使用的八个声音环境中的一个。如前面提到的，这些环境包括与海、雨、河、风(自然)、列车(节奏)、棕(低音调)、粉红(中音调)和白(高音调)关联的声音。最后三个环境关联于“封闭”环境和并屏蔽外部噪声。替代地，在用户偏爱没有任何声音的情形下，可选择阈下音，该阈下音不提供可辨别的声音。这些环境声在与双耳节拍频率相同的时间播放，如下文中更详细描述的那样。
用户也可选择是否接收阈下或肯定消息序列作为程序的一部分(步骤210)。如果用户选择接收阈下或肯定消息序列，则在步骤225将消息序列馈送入深睡程序(如下文中更详细描述的那样)并在与选择的环境声相同的时间播放12个循环(步骤215)，该循环对应于睡眠序列的特定部分。这里，阈下或肯定消息序列中的每个环持续大约5分钟，并对于睡眠程序开始，阈下或肯定消息序列持续60分钟时段。在阈下或肯定消息序列已播放后，声音渐弱(步骤220)。自然地，如果用户选择不接收阈下或肯定消息序列，步骤210直接导致渐强，步骤225。
每个环境声循环持续大约7.5分钟并且双耳节拍频率序列中的每个循环持续大约1分钟。只有阈下或肯定消息序列循环大约5分钟长。环境声和阈下或肯定消息序列的循环的持续时间值是作为示例给出的，并且可以是根据本发明具体应用的任何适当持续时间。然而要理解，需要选择双耳节拍频率序列的每个循环以及环境声循环的持续时间以使它们能一起运行。
另外，所使用的每个双耳节拍频带具有定义的频率范围并且它们被称为α01(在9至10Hz之间)、α02(在8Hz和8.9Hz之间)、α03(在7.1Hz和7.9Hz之间)、θ01(在6.1Hz和7Hz之间)、θ02(在4Hz和4.9Hz之间)、δ(在1Hz和1.9Hz之间)以及β(在12Hz和16Hz之间)。然而要理解，这些范围仅是作为示例给出的，并可使用其它适当的频率范围，其中α(在7Hz和13Hz之间)、对于θ(在4Hz和7Hz之间)、对于δ(小于4Hz)以及β(在13Hz和39Hz之间)的频带。每个双耳节拍频率被承载在具有110Hz左右的频率的载波信号上。自然地，可使用任何其它适当的载波信号，例如110Hz的谐波，例如220Hz和330Hz。
在步骤225渐强后，选择的环境声被播放64个循环(步骤230)。在这些循环中，在与程序的该特定部分的双耳节拍频率相同的时间播放环境声。如前所述，环境声是贯穿深睡程序播放的。深睡程序的双耳节拍序列包括α循环、θ循环和δ循环，这些循环针对睡眠的五个阶段配置，跟随在其后的是β循环的苏醒序列。
在本发明的一个具体实施例中，深睡程序序列包括两组α循环(步骤232、234)、三组θ循环(步骤236、238和240)、一组α循环(步骤242)、一组δ循环(步骤244)、两组α循环(步骤246和248)、三组θ循环(步骤250、252和254)、一组α循环(步骤256)、一组θ循环(步骤258)、一组α循环(步骤260)、一组δ循环(步骤262)、两组α循环(步骤264、266)、一组θ循环(步骤268)、一组α循环(步骤270)、一组δ循环(步骤272)、两组α循环(步骤274、276)、一组δ循环(步骤278)、一组α循环(步骤280)以及苏醒序列(步骤285)。所播放循环的具体频率和次数在下面的表1中给出。然而，图示的频率和循环不是局限性的并且频率和循环能独立地变化而不背离本发明。例如，频率和/或循环可针对孩童变化，对于不同年龄组使用不同的频率和/或循环。在本发明的一个实施例中，可提供六个深睡程序，其中一个针对成年人(如前面参考图2描述的)，而另外五个针对年龄为2个月和12个月之间、1岁和3岁之间、3岁和5岁之间、6岁和12岁之间、13岁和18岁之间的孩童。自然地，孩童的深睡程序的选择可依赖于孩童的生长，尤其是在一个年龄范围的顶部和下一年龄范围的底部周围。
表1
在60分钟之后，阈下或肯定消息序列(如果选择的话)也将如前所述地在步骤220渐弱，并留下深睡程序和选择的环境声。
一旦已到达步骤280，用户已睡眠大约8小时并且差不多是时间他/她要苏醒了。如步骤285所示，苏醒序列包括18个β循环。用户此时是苏醒的。
如果已针对苏醒(未示出)选择了阈下或肯定消息序列，则它在与深睡程序结束的同一时间运行90分钟(18个5分钟的循环)，直至苏醒序列结束(步骤285)。如前所述，阈下或肯定消息序列包括5分钟的循环。这意味着用于苏醒的阈下或肯定消息序列开始于步骤274，在步骤272的这组δ循环期间渐强，由此在正常苏醒序列中随着β循环的结束而结束。
在深睡程序的所述实施例中，使用两种不同的阈下或肯定消息序列，一个用在深睡程序开始时而另一个用在苏醒序列。
要理解该用户能够自由选择使用阈下或肯定消息序列并可在程序开始时和/或在苏醒序列之前和期间使用它们。每个阈下或肯定消息序列可使用α-女声被预先记录。
尽管可对每个频带使用特定频率，然而也可选择其它特定频率，只要它们落在合需的频带内。另外，如果需要也可改变每个步骤中的循环数，需要改变循环数的例子是当如图3所示需要警报的时候。
在图3中示出流程图300，其中系统100(图1)被设置为警报时钟。在这种情形下，系统100运行易睡程序，该易睡程序包括经修正的深睡程序，假设从当前时间起小于8小时的时间内设置警报。流程图300中的第一步骤是确定是否已设置警报(步骤305)。如果尚未设置警报，则深睡程序可如步骤200指示地那样运行(对应于前面参考图2描述的流程图200)。如果已设置警报，则需要执行一些计算以针对可用时间重定时深睡程序。第一步骤确定当前时间。这在步骤310中是从系统100(图1)中读取的。步骤315，警报时间也是从系统100确定的，并且当前时间和警报时间之间的差是以分钟计算的(步骤320)。然后在步骤325减去针对苏醒序列的时间，即减去18分钟，以在步骤330中提供“程序时间”。深睡程序然后在步骤335运行长达“程序时间”。在“程序时间”结束时(步骤340)，苏醒序列如步骤345和350所示那样运行。步骤345、350分别包括6个α02循环和12个β循环。
要注意，如果将警报时间设置为从当前时间8小时以上，则只有深睡程序运行，根据用户的期望具有或不具有阈下和/或肯定消息序列。然而在其它实施例中，可延长苏醒序列以实现时间差，尽管在当前的易睡程序的实施例中不是这种情形。
要理解存在若干种方式，其中可针对报警时间调整深睡程序。如何实现这种调整的例子包括但不限于：从“程序时间”开始起运行深睡程序并在“程序时间”结束时终止深睡程序；贯穿整个程序地调整每组循环；对至少一些循环调整频带；以及修正深睡程序以确保睡眠循环的重要部分由用户经历，例如REM周期1、4、5并将REM周期2、3撤去。然而，所要求的调整量将依赖于可用的“程序时间”。在前述优选实施例中，其中睡眠程序的组件或参数被存储在存储器150中并在需要时通过处理单元140编辑，当使用警报时可容易地执行对深睡程序的持续时间的改变。
如果已对阈下消息序列或肯定消息序列作出选择以使其运行在易睡程序结束时，该消息序列在与减少的深睡程序结束和苏醒序列的同一时间运行。这里，由于深睡程序的“编程时间”根据警报时间和小于苏醒序列的当前时间之间的差而改变，因此阈下或肯定消息序列将在减少的深睡程序期间的适当时间开始，以提供具有90分钟持续时间的阈下或肯定消息序列。
尽管图3中未示出，重定时的深睡程序也可如前面参考图2描述地那样在程序开始时包括阈下或肯定消息序列。自然地，要理解如果警报时间太过接近当前时间，则可能没有足够的时间在程序开始时和程序结束时运行阈下或肯定消息序列，例如如果警报时间和当前时间之间的差小于150分钟。作为替代，可提供不同的阈下或肯定消息序列以用于警报模式，每个消息序列具有适当更短的持续时间。在前述优选实施例中，其中睡眠程序的组件或参数被存储在存储器150并在需要时由处理单元140编辑，当使用警报时能容易地实现对阈下和/或肯定消息序列的持续时间的改变。如前面参考图2描述的那样，用于苏醒的阈下或肯定消息序列可根据具体实施例与在程序开始时使用的阈下或肯定消息序列相同或不同。
前面参考图2和图3描述的睡眠程序的实施例是针对不管任何原因无法具有良好的夜间睡眠的用户设计的。如果用户只需要帮助入睡，则可使用更短的程序，例如具有90分钟持续时间的入睡程序。
90分钟的睡眠程序由图4中的流程图400表示。这里，直到步骤225并包括渐强步骤225的步骤与前面结合图2描述的那些步骤相同。之前已描述过的步骤用相同标记表示并且在这里不再次详细予以描述。从步骤255开始，即渐强步骤，选择的环境声被播放12个7.5分钟的循环(步骤410)并如前所述地持续90分钟睡眠程序的完整持续时间。同时，两组α循环(步骤420和430)、三组θ循环(步骤440、450和460)、一组α循环(步骤470)以及一组δ循环(步骤480)被播放，并在之后在步骤490是90分钟的渐弱。在渐弱步骤之后，系统100切断以使用户无辅助地睡眠。
在该睡眠程序中，阈下或肯定消息序列可仅在一开始播放(如果需要的话)，因为不存在苏醒序列。
参考图4描述的睡眠程序的可能的双耳节拍频率和循环数在下面的表2中给出。
表2.
除了希望获得良好的夜间睡眠(不管有或没有警报或需要帮助入睡)外，设备还可用于“休憩”，其中用户睡眠一预定时间量并随后苏醒以恢复精力并准备继续他/她的正常活动。
图5示出休憩程序的流程图500。该流程图500对四个休憩选项中的三个作出概括而对15分钟休憩流程图作完整地示出。30分钟、45分钟和60分钟休憩流程图分别更详细地示出于图6、图7和图8中。虽然30、45和60分钟程序可包括阈下或肯定消息序列，但由于休憩程序的短持续时间，对苏醒不存在阈下或肯定消息序列。
在图5中，在步骤510已选择用于休憩程序的环境声，则用户在步骤520选择四个时间选项中的一个，即15分钟、30分钟、45分钟和60分钟。30分钟、45分钟和60分钟休憩选项是由步骤600、700、800指示的而15分钟休憩选项开始于步骤530。在步骤540，将2个循环的选择环境声连同6个循环的α01(步骤550)播放15分钟(2个7.5分钟的循环)。步骤550之后跟随6个循环的α02(步骤560)，随后是由三个循环的β构成的苏醒序列(步骤570)。由于15分钟的休憩程序如此短暂，因此没可能选择阈下或肯定消息序列作为该程序的一部分。
图6中所示的流程图600更详细地示出30分钟休憩程序的步骤。在步骤605，作出是否已选择阈下或肯定消息序列的判断。如果要播放阈下或肯定消息序列，该消息序列在与30分钟休憩程序相同的时间播放并包括6个5分钟的循环(步骤610)并因此运行全长30分钟的休憩程序。阈下或肯定消息序列在渐弱之前在与30分钟休憩程序相同的时间播放(步骤620)。如果没有阈下或肯定消息要被播放，则程序开始于步骤630。在步骤630，在与该程序的相同时间在每个选择的环境声被播放4个7.5分钟的循环(步骤740)之前存在渐强。这里，程序包括每个α01(步骤750)、α02(步骤760)、α03(步骤770)以及步骤α02(步骤780)的6个循环。程序以包括6个β循环的苏醒序列结束(步骤790)。
图7类似于图6的地方在于，对于45分钟休憩程序的流程图700具有与30分钟休憩程序相同的步骤但具有不同的循环数。在步骤705中，判断是否已选择阈下或肯定消息序列。如果要播放阈下或肯定消息序列，则播放这些消息的9个循环(步骤710)并在之后跟随渐弱(步骤720)。如前所述，这9个阈下或肯定消息序列的循环是在与开始于步骤730的45分钟休憩程序相同的时间播放的。如果没有阈下或肯定消息序列要被播放，程序开始于步骤730。在步骤730，在播放选择环境声的6个循环(步骤740)之前存在渐强，与6个循环的α01(步骤750)、6个循环的α02(步骤760)、12个循环的α03(步骤770)以及6个循环的α02(步骤780)的播放同一时间发生。程序以包括15个β循环的苏醒序列结束(步骤790)。
图8类似于图6的地方在于，对60分钟休憩程序的流程图800具有与30分钟休憩程序相同的步骤但具有不同的循环数。在步骤805，判断是否已选择阈下或肯定消息序列。如果要播放阈下或肯定消息序列，则播放这些消息的12个循环(步骤810)并在之后跟随渐弱(步骤820)。如前所述，这12个阈下或肯定消息序列的循环是在与开始于步骤830的60分钟休憩程序相同的时间播放的。如果没有阈下或肯定消息序列要被播放，则程序开始于步骤830。在步骤830，在播放选择的环境声的8个循环(步骤840)连同12个循环的α01(步骤850)、12个循环的α02(步骤860)、12个循环的α03(步骤870)以及12个循环的α02(步骤880)之前存在渐强。程序以包括12个β循环的苏醒序列结束(步骤890)。
要理解，尽管已描述本发明工作在与环境声和睡眠程序的相同时间运行的阈下或肯定消息序列，然而在一些实施例中，可期望与环境声一起地运行阈下或肯定消息序列，仅睡眠程序被单独运行。
在本发明的另一实施例中，前面参考图1描述的系统100可被修正以运作，以使系统100可被用于协助克服飞行时差。在这种情形下，不管用户的目的地在哪里，通过在上午11点的本地时间运行飞行时差程序并随后在他/她的就寝时间运行他/她选择的睡眠程序，用户能容易地作出调整以对时区作出改变。飞行时差程序运行20分钟和30分钟之间的时段并使用α和β双耳节拍频率。
尽管已参照图1的具体要素描述了本发明的系统，然而要理解，用于产生如前所述的睡眠程序的方法可实现在任何具有存储器和处理单元的电子设备上。例如，该方法可被实现为计算机、膝上计算机、笔记本计算机、游戏控制台、智能电话和其它电子设备的应用(或程序)。在这种情形下，外壳、显示器、控制面板和扬声器由设备提供，在其上加载和运行应用以提供如前所述的睡眠程序。
本发明的系统和方法也可用来协助失眠综合症，例如抑郁、记性下降、精神不集中、焦虑、易怒、恐慌性紊乱和疲劳。另外，更年期的某些综合症可通过由根据本发明的系统提供的正确类型的睡眠来缓解。
已描述了根据本发明的睡眠程序，在优选实施例中，如同从具有不同数目的循环和循环运行次数的多个组件或参数中编辑的那样。然而要理解，每个程序可作为包括用户可能需要的每个可能选择的连续声音循环而存储，并且期望的睡眠程序的选择是直接从存储器播放的而无需修正。在这种情形下，每个睡眠程序可包括一固定序列的双耳节拍频率，每个双耳节拍频率在固定序列中具有预定义的持续时间。
尽管已将本发明描述为对每个程序具有预定数目的循环，然而容易理解所使用的循环数和频率可根据具体设备进行选择。

Claims (33)

1.一种睡眠诱发和睡眠维持系统(100)，包括：
外壳(110)；
控制面板(130)，其形成在外壳(110)内并允许提供输入信息以从多个睡眠程序中选择一睡眠程序；
存储器(150)，其位于外壳(110)内以存储与多个睡眠程序关联的参数，所述参数包括多个双耳节拍频率以及双耳节拍频率的循环；
处理单元(140)，其位于外壳(110)内以控制显示器(120)并处理在控制面板(130)处接收的与选择的睡眠程序相关的输入信息；以及
至少一对扬声器单元(170，175)，通过所述扬声器单元(170，175)将对应于选择的睡眠程序的音频信号传达给用户；
其特征在于，所述系统(100)还包括形成在外壳(110)内的显示器(120)，用于显示与至少选择的睡眠程序关联的信息；
并且所述处理单元(140)工作以从存储器(150)检索与选择的睡眠程序关联的参数并根据从控制面板(130)接收的输入信息将所检索的参数编辑到选择的睡眠程序中。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述存储在存储器(150)中的参数进一步包括多个环境声以及环境声的循环。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，存储在存储器(150)中的参数进一步包括下面至少一者：阈下消息序列和肯定消息序列。
4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，每个睡眠程序包括双耳节拍频率序列，每个双耳节拍频率包括根据选择的睡眠程序配置的数个重复循环。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，每个重复循环包括预定的持续时间。
6.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述多个睡眠程序包括至少深睡程序和警报程序，所述警报程序包括对警报时间作出调整的深睡程序。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述深睡程序包括在α、δ和θ频带内的双耳节拍。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，对于一部分睡眠程序，每个睡眠程序进一步包括与双耳节拍频率序列同时运行的阈下消息序列和肯定消息序列中的至少一者。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述阈下消息序列和肯定消息序列中的至少一者在睡眠程序开始时使用。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述阈下消息序列和肯定消息序列中的至少一者在睡眠程序结束时使用。
11.如权利要求6所述的系统，其特征在于，每个睡眠程序进一步包括在至少β频带内的苏醒序列。
12.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多个睡眠程序进一步包括休憩程序，所述休憩程序包括下列其中一者：15分钟程序、30分钟程序、45分钟程序以及60分钟程序。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述休憩程序包括与β频带下的苏醒序列一起使用的在至少α01和α02频带下的双耳节拍。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述30分钟程序、45分钟程序以及60分钟程序进一步包括在α03频带内的双耳节拍。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，每个30、45和60分钟休憩程序进一步包括下面至少一者：在休憩程序开始时与双耳节拍频率序列在同一时间运行的阈下消息序列和肯定消息序列中的至少一者。
16.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多个睡眠程序进一步包括入睡程序。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述入睡程序包括在α、δ和θ频带内的双耳节拍。
18.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多个睡眠程序进一步包括用于孩童的至少一个睡眠程序。
19.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多个睡眠程序进一步包括飞行时差睡眠程序。
20.如权利要求6所述的系统，其特征在于，选择的环境声在睡眠程序的持续时间内被播放。
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述选择的环境声包括下列之一：背景声或不可辨别声。
22.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，至少一对扬声器单元(170、175)被形成在外壳(110)内。
23.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，至少一对扬声器单元与外壳(110)分离并连接于此以接收与选择的睡眠程序对应的信号。
24.一种使用睡眠诱发和睡眠维持系统(100)诱发和维持睡眠的方法，所述睡眠诱发和睡眠维持系统(100)包括外壳(110)、允许提供输入信息以从多个睡眠程序中选择一睡眠程序的控制面板(130)、用于存储与多个睡眠程序关联的参数的存储器(150)，所述参数包括多个双耳节拍频率以及双耳节拍频率的循环、用于处理在控制面板(130)处接收的与选择的睡眠程序相关的输入信息的处理单元(140)、以及通过它们将对应于选择的睡眠程序的音频信号传达给用户的至少一对扬声器单元(170，175)，所述方法包括下列步骤：
a)选择睡眠程序；以及
b)使用处理单元(140)来从存储器(150)检索与选择的睡眠程序相关的参数并将所检索的参数编辑到选择的睡眠程序中来编辑所选择的睡眠程序，所选择的睡眠程序包括与之对应的至少双耳节拍频率序列。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，步骤a)还包括选择环境声，而步骤b)包括与环境声一起编辑双耳节拍频率序列。
26.一种使用睡眠诱发和睡眠维持系统(100)在个人中诱发和维持睡眠的方法，所述睡眠诱发和睡眠维持系统(100)包括外壳(110)、允许提供输入信息以从多个睡眠程序中选择一睡眠程序的控制面板(130)、用于存储与多个睡眠程序关联的参数的存储器(150)，所述参数包括多个双耳节拍频率以及双耳节拍频率的循环、用于处理在控制面板(130)处接收的与选择的睡眠程序相关的输入信息的处理单元(140)、以及通过它们将对应于选择的睡眠程序的音频信号传达给用户的至少一对扬声器单元(170，175)，所述方法包括下列步骤：
a)选择睡眠程序；
b)使用所述处理单元(140)根据选择的睡眠程序确定双耳节拍频率序列；
c)使用所述处理单元(140)确定双耳节拍频率序列中的每个双耳节拍频率的循环数；
d)使用所述处理单元(140)编辑所述双耳节拍频率序列，每个双耳节拍频率根据选择的睡眠程序运行一预定循环次数以提供睡眠循环；以及
e)使个人暴露于睡眠循环。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，还包括选择环境声的步骤，并且步骤d)包括使用所述处理单元(140)对选择的睡眠程序的整个持续时间与环境声一起编辑双耳节拍频率序列。
28.一种使用睡眠诱发和睡眠维持系统(100)对个人编辑睡眠程序的方法，所述睡眠诱发和睡眠维持系统(100)包括外壳(110)、允许提供输入信息以从多个睡眠程序中选择一睡眠程序的控制面板(130)、用于存储与多个睡眠程序关联的参数的存储器(150)，所述参数包括多个双耳节拍频率以及双耳节拍频率的循环、用于处理在控制面板(130)处接收的与选择的睡眠程序相关的输入信息的处理单元(140)、以及通过它们将对应于选择的睡眠程序的音频信号传达给用户的至少一对扬声器单元(170，175)，所述方法包括下列步骤：
a)使用所述处理单元(140)根据选择的睡眠程序选择双耳节拍频率序列；
b)使用所述处理单元(140)确定双耳节拍频率序列中每个双耳节拍频率的循环数；以及
c)使用所述处理单元(140)根据选择的睡眠程序编辑双耳节拍频率序列，双耳节拍频率序列中的每个双耳节拍频率运行所确定的循环数。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，步骤c)包括使用所述处理单元(140)用选择的环境声编辑双耳节拍频率序列，所述环境声与双耳节拍频率序列同步地运行。
30.如权利要求28或29所述的方法，其特征在于，步骤c)包括根据预定义苏醒时间调整双耳节拍频率的序列。
31.如权利要求28或29所述的方法，其特征在于，步骤b)包括根据预定义的苏醒时间调整双耳节拍频率序列中的每个双耳节拍频率的循环数。
32.如权利要求28或29所述的方法，其特征在于，步骤c)进一步包括添加至少一个阈下消息序列。
33.如权利要求28或29所述的方法，其特征在于，步骤c)进一步包括添加至少一个肯定消息序列。
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