CN104812432A - 睡眠控制装置以及睡眠控制方法 - Google Patents

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Abstract

睡眠变量计算部预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化，刺激提示装置在由睡眠变量计算部预测为在对象人员的醒来时间处于对象人员的睡眠深度变得更深那样的推移状态时，在比醒来时间提前的时间，对对象人员赋予刺激。

Description

睡眠控制装置以及睡眠控制方法
技术领域
本发明的一个实施方式涉及用于使对象人员舒服地进行睡眠的睡眠控制装置以及睡眠控制方法。
背景技术
提出了用于使对象人员舒服地进行睡眠的技术。例如，在专利文献1中公开了如下装置：通过检测对象人员的脑波，判定对象人员是雷姆(REM：Rapid eye movement(快速眼动))睡眠的状态、还是非雷姆睡眠的状态。专利文献1的装置在对象人员是雷姆睡眠的状态时，通过对对象人员赋予刺激，使对象人员醒来。
专利文献1：日本特开2012-110536号公报
发明内容
但是，即便在上述技术中，也有对象人员的醒来后的意识低的情况，有改善的余地。
本发明的一个实施方式是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种提高能够更舒服地醒来的可能性的睡眠控制装置以及睡眠控制方法。
本发明的一个实施方式是一种睡眠控制装置，具备：睡眠深度预测单元，预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化；以及刺激赋予单元，当由睡眠深度预测单元预测为在为了使对象人员醒来而设定的第1时间处于对象人员的睡眠深度变得更深那样的推移状态时，在比第1时间提前的第2时间，对对象人员赋予刺激。
在为了使对象人员醒来而设定的时间，处于如对象人员的睡眠深度变得更深那样推移中的状态下，如果通过刺激赋予而使对象人员勉强地醒来，则由于醒来后的对象人员的意识低的状态持续的睡眠惯性，无法舒服地醒来。但是，根据该结构，睡眠深度预测单元预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化，刺激赋予单元在由睡眠深度预测单元预测为在为了使对象人员醒来而设定的第1时间处于对象人员的睡眠深度变得更深那样的推移状态时，在比第1时间提前的第2时间对对象人员赋予刺激。因此，对象人员的睡眠深度的变化的周期的相位发生偏移，在对象人员醒来的第1时间，并非成为睡眠深度变得更深那样的推移状态而是成为睡眠深度变得更浅那样的推移状态的可能性变高，能够更舒服地醒来的可能性高。
在该情况下，刺激赋予单元能够在由睡眠深度预测单元预测为处于对象人员的睡眠深度变得更浅那样的推移状态的第2时间，对对象人员赋予刺激。
根据该结构，刺激赋予单元在由睡眠深度预测单元预测为处于对象人员的睡眠深度变得更浅那样的推移状态的第2时间，对对象人员赋予刺激。因此，对象人员的睡眠深度的变化的周期的相位发生偏移，即使在使对象人员醒来的第1时间也成为如对象人员的睡眠深度变得更浅那样推移中的状态的可能性变得更高，能够更舒服地醒来的可能性进一步提高。
另外，刺激赋予单元能够在第2时间，赋予直至第1时间不使对象人员醒来的刺激。
根据该结构，刺激赋予单元在第2时间，赋予直至第1时间不使对象人员醒来的刺激。因此，防止在使对象人员醒来的第1时间之前使对象人员醒来，并且提高在第1时间处于对象人员的睡眠深度变得更浅那样的推移状态的可能性，能够更舒服地醒来的可能性进一步提高。
另外，睡眠深度预测单元能够预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化的周期，刺激赋予单元在睡眠深度预测单元所预测的睡眠深度的变化的周期中，在预测为处于对象人员的睡眠深度变得更浅那样的推移状态的睡眠深度减少期间内的第2时间，对对象人员赋予刺激。
根据该结构，睡眠深度预测单元预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化的周期，刺激赋予单元在睡眠深度预测单元所预测的睡眠深度的变化的周期中，在预测为处于对象人员的睡眠深度变得更浅那样的推移状态的睡眠深度减少期间内的第2时间，对对象人员赋予刺激。由此，能够更容易地控制对象人员的睡眠深度的周期，更舒服地醒来的可能性进一步提高。
另外，睡眠深度预测单元能够预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化的周期，当由睡眠深度预测单元预测为在第1时间处于对象人员的睡眠深度变得更深那样的推移状态时，刺激赋予单元以使在睡眠深度预测单元所预测的睡眠深度的变化的周期中处于对象人员的睡眠深度变得更深那样的推移状态的睡眠深度增加期间的各个期间中的最接近第1时间的睡眠深度增加期间变得更短的方式，在第2时间对对象人员赋予刺激。
根据该结构，睡眠深度预测单元预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化的周期，当由睡眠深度预测单元预测为在第1时间处于对象人员的睡眠深度变得更深那样的推移状态时，刺激赋予单元以使在睡眠深度预测单元所预测的睡眠深度的变化的周期中处于对象人员的睡眠深度变得更深那样的推移状态的睡眠深度增加期间的各个期间中的最接近第1时间的睡眠深度增加期间变得更短的方式，在第2时间对对象人员赋予刺激。由此，紧接在对象人员醒来的第1时间之前的睡眠深度增加期间变短，醒来后的对象人员的意识低的状态持续的睡眠惯性减少，所以能够更舒服地醒来的可能性进一步提高。
另外，刺激赋予单元能够通过在第2时间以后对对象人员赋予刺激，从第2时间起至第1时间，将对象人员的睡眠深度维持为与睡眠阶段1相当的睡眠深度。
另外，刺激赋予单元能够通过在第2时间以后对对象人员赋予刺激，从第2时间起至第1时间，将对象人员的睡眠深度维持为在对象人员的脑波中出现θ波的睡眠深度。
另外，刺激赋予单元能够在比第1时间提前与对象人员的睡眠时间的5％相当的时间和10～20分钟中的某一个时间的第2时间以后，赋予直至第1时间不使对象人员醒来的刺激。
另外，睡眠深度预测单元能够预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化的周期，刺激赋予单元在比第1时间提前睡眠深度预测单元所预测的睡眠深度的变化的周期中的从对象人员的睡眠深度变得最深到变得最浅的时间以下的时间的第2时间以后，赋予直至第1时间不使对象人员醒来的刺激。
根据这些结构，例如刺激赋予单元通过在第2时间以后对对象人员赋予刺激，从而从第2时间起至达到第1时间为止，将对象人员的睡眠深度维持为与睡眠阶段1相当的睡眠深度。在睡眠阶段1中，作为背景脑波而出现θ波。通过在醒来之前使θ波出现，降低醒来后的对象人员的意识低的状态持续的睡眠惯性，能够更舒服地醒来的可能性进一步提高。
另外，在本申请的说明书、权利要求书以及附图中，“睡眠阶段1～4”或者“睡眠阶段I～IV”意味着表示一般使用的睡眠深度的指标，表示在分为雷姆睡眠和非雷姆睡眠的睡眠的状态下示出非雷姆睡眠中的4个睡眠深度的状态。
具体而言，睡眠阶段1(睡眠阶段I)是从醒来向睡眠转移的状态，对象人员能够以某种程度识别周围的状况。在睡眠阶段1中，随着对象人员的睡眠深度变深，脑的活动降低而出现θ波。
睡眠阶段2(睡眠阶段II)是睡眠深度比睡眠阶段1深的状态。在睡眠阶段2中，在脑波中，在振幅低的波形中出现被称为短暂性的睡眠纺锤波、K-复合波的特征性的波形。
睡眠阶段3(睡眠阶段III)、睡眠阶段4(睡眠阶段IV)是睡眠深度比睡眠阶段2深的状态。第3、第4阶段被称为“慢波睡眠”，进行身体的修复。一般，在入睡后约20分钟达到作为最初的深度睡眠的睡眠阶段3，可观察到体温的降低、呼吸、心率的减少。睡眠阶段3的脑波的50％被δ波这样的慢波所占据。
睡眠阶段4是最深的睡眠阶段。一般，在睡眠的最初的循环中在入睡后约1小时达到睡眠阶段4。在睡眠阶段4中，脑波的50％以上被高振幅、低频的δ波所占据。
在睡眠中，一般睡眠深度从雷姆睡眠向非雷姆睡眠的睡眠阶段1、睡眠阶段2、睡眠阶段3、睡眠阶段4变深、且睡眠深度从非雷姆睡眠的睡眠阶段4、睡眠阶段3、睡眠阶段2、睡眠阶段1向雷姆睡眠变浅的睡眠深度的周期以90分钟左右来重复。
另外，睡眠深度预测单元能够预测睡眠中的对象人员进行雷姆睡眠的雷姆睡眠期间，刺激赋予单元根据睡眠深度预测单元所预测的雷姆睡眠期间，以抑制对象人员从非雷姆睡眠转移到雷姆睡眠的方式，在第2时间对对象人员赋予刺激。
根据该结构，睡眠深度预测单元预测睡眠中的对象人员进行雷姆睡眠的雷姆睡眠期间，刺激赋予单元根据睡眠深度预测单元所预测的雷姆睡眠期间，以抑制对象人员从非雷姆睡眠转移到雷姆睡眠的方式，在第2时间对对象人员赋予刺激。雷姆睡眠是对象人员肌肉松弛的状况，具有在醒来之后对象人员的意识变低的倾向。因此，通过抑制对象人员从非雷姆睡眠转移到雷姆睡眠，能够提高醒来后的对象人员的意识。
在该情况下，刺激赋予单元能够在睡眠深度预测单元所预测的各雷姆睡眠期间中的最接近第1时间的雷姆睡眠期间，以抑制对象人员从非雷姆睡眠转移到雷姆睡眠的方式，在第2时间对对象人员赋予刺激。
根据该结构，刺激赋予单元在睡眠深度预测单元所预测的各雷姆睡眠期间中的最接近第1时间的雷姆睡眠期间，以抑制对象人员从非雷姆睡眠转移到雷姆睡眠的方式，在第2时间对对象人员赋予刺激。如果过于抑制睡眠中的对象人员的雷姆睡眠，则产生醒来时的对象人员的意识急剧降低的可能性。因此，通过抑制在睡眠中的对象人员的各雷姆睡眠期间之中的与使对象人员醒来的第1时间最接近的雷姆睡眠期间中转移到雷姆睡眠，能够提高醒来后的对象人员的意识，并且防止醒来时的对象人员的意识急剧地降低。
另外，睡眠深度预测单元能够预测睡眠中的对象人员进行位相性(phasic)雷姆睡眠的位相性雷姆睡眠期间，刺激赋予单元根据睡眠深度预测单元所预测的位相性雷姆睡眠期间，以抑制对象人员从紧张性(tonic)雷姆睡眠转移到位相性雷姆睡眠的方式，在第2时间对对象人员赋予刺激。
根据该结构，睡眠深度预测单元预测睡眠中的对象人员进行位相性雷姆睡眠的位相性雷姆睡眠期间，刺激赋予单元根据睡眠深度预测单元所预测的位相性雷姆睡眠期间，以抑制对象人员从紧张性雷姆睡眠转移到位相性雷姆睡眠的方式，在第2时间对对象人员赋予刺激。在雷姆睡眠中具有：位相性时期，眼球活动，来自外部的感觉被切断；以及紧张性时期，有来自外部的感觉，接近睡眠阶段1。如上所述，如果过于抑制睡眠中的对象人员的雷姆睡眠，则产生醒来时的对象人员的意识急剧降低的可能性。因此，为了减少由过度的雷姆睡眠的抑制引起的醒来时的急剧的意识降低、以及创造接近更自然的睡眠的状况，抑制从紧张性雷姆睡眠转移到位相性雷姆睡眠，从而能够提高醒来后的对象人员的意识，并且防止醒来时的对象人员的意识急剧地降低。
在该情况下，刺激赋予单元能够在睡眠深度预测单元所预测的各位相性雷姆睡眠期间中的最接近第1时间的位相性雷姆睡眠期间，以抑制对象人员从紧张性雷姆睡眠转移到位相性雷姆睡眠的方式，在第2时间对对象人员赋予刺激。
根据该结构，刺激赋予单元在睡眠深度预测单元所预测的各位相性雷姆睡眠期间中的最接近第1时间的位相性雷姆睡眠期间，以抑制对象人员从紧张性雷姆睡眠转移到位相性雷姆睡眠的方式，在第2时间对对象人员赋予刺激。由此，能够创造接近更自然的睡眠的状况，能够提高醒来后的对象人员的意识，并且防止醒来时的对象人员的意识急剧地降低。
另外，睡眠深度预测单元能够预测睡眠中的对象人员进行紧张性雷姆睡眠的紧张性雷姆睡眠期间，刺激赋予单元在睡眠深度预测单元所预测的紧张性雷姆睡眠期间内的第2时间，对对象人员赋予刺激。
根据该结构，睡眠深度预测单元预测睡眠中的对象人员进行紧张性雷姆睡眠的紧张性雷姆睡眠期间，刺激赋予单元在睡眠深度预测单元所预测的紧张性雷姆睡眠期间内的第2时间，对对象人员赋予刺激。因此，能够在使对象人员进行紧张性雷姆睡眠的同时抑制转移到位相性雷姆睡眠，能够提高醒来后的对象人员的意识，并且防止醒来时的对象人员的意识急剧地降低。
另外，从对象人员开始睡眠起的经过时间越长，刺激赋予单元能够对对象人员赋予越弱的刺激。
根据该结构，从对象人员开始睡眠起的经过时间越长，刺激赋予单元对对象人员赋予越弱的刺激。睡眠时间越延长，肾上腺皮质激素(皮质醇)越上升。皮质醇是在从睡眠向醒来的准备阶段中提高的激素，如果皮质醇高，则易于醒来。因此，通过睡眠时间延长而皮质醇的量越多，使刺激的强度越弱，从而能够对对象人员提供合适的刺激来防止在第1时间之前使对象人员醒来，并且控制睡眠。
另外，刺激赋予单元能够根据第2时间下的从对象人员开始睡眠起的经过时间与刺激的强度之间的关联起来的关系，在第2时间对对象人员赋予刺激。
根据该结构，刺激赋予单元根据第2时间下的从对象人员开始睡眠起的经过时间与刺激的强度之间的关联起来的关系，在第2时间对对象人员赋予刺激。由此，能够对对象人员提供合适的刺激来防止在第1时间之前使对象人员醒来，并且控制睡眠。
另外，本发明的一个实施方式是一种睡眠控制方法，包括：睡眠深度预测工序，预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化；以及刺激赋予工序，在睡眠深度预测工序中预测为在为了使对象人员醒来而设定的第1时间处于对象人员的睡眠深度变得更深那样的推移状态时，在比第1时间提前的第2时间，对对象人员赋予刺激。
根据本发明的一个实施方式的睡眠控制装置以及睡眠控制方法，能够更舒服地醒来的可能性提高。
附图说明
图1是示出实施方式的醒来辅助系统的框图。
图2是示出实施方式的醒来辅助系统的整体的动作的流程图。
图3是示出实施方式的醒来辅助系统的动作的详细的流程图。
图4是示出有刺激提示的情况以及无刺激提示的情况下的睡眠阶段的变化的图形。
图5是示出刺激提示时间和从刺激提示结束至达到睡眠阶段2为止的时间的图形。
图6是示出睡眠深度的周期性变化的图形。
图7是示出图6的区间P1中的有刺激提示的情况以及无刺激提示的情况的睡眠深度的变化的图形。
图8是示出相对醒来前的θ波含有率的睡醒的舒适性的图形。
图9是示出有刺激提示的情况以及无刺激提示的情况的睡眠深度的变化中的有无雷姆睡眠的图形。
图10是示出有刺激提示的情况以及无刺激提示的情况的睡眠深度的变化中的有无位相性雷姆睡眠的图形。
图11是示出位相性雷姆睡眠时的眼球运动、呼吸、胸廓、腹部以及动脉中的氧饱和度的图形。
图12是示出相对睡眠时间的肾上腺皮质激素的量的图形。
图13是示出睡眠时的睡着的深度、发汗量以及皮质醇的量的变化的图形。
图14是示出非雷姆睡眠1周期中的相对经过时间的醒来所需的刺激强度的图形。
图15是示出全睡眠时间中的相对经过时间的醒来所需的刺激强度的图形。
图16是示出经过时间、刺激强度以及刺激提示间隔各自的关系的图形。
(符号说明)
10：醒来辅助系统；20：醒来时间输入装置；22、26：网络；24：服务器；30：生物体信息测量装置群；31：脑波传感器；32：呼吸传感器；33：皮肤电位传感器；34：体温检测传感器；35：眼球照相机；36：眼电位传感器；37：心跳传感器；38：血压传感器；40：便携通信终端；41：睡眠状态计算部；42：睡眠变量计算部；43：雷姆睡眠检测部；44：特征量计算部；45：醒来方法决定部；46：刺激提示量决定部；47：刺激提示装置。
具体实施方式
参照附图，说明本发明的实施方式的睡眠控制装置以及睡眠控制方法的一个例子。如图1所示，本实施方式的睡眠控制装置作为醒来辅助系统10来构成，包括醒来时间输入装置20、生物体信息测量装置群30以及便携通信终端40。为了使进入睡眠的对象人员更舒服地醒来而利用本实施方式的醒来辅助系统10。
醒来时间输入装置20取得进行短时间的小睡或者长时间的睡眠的对象人员所希望的睡眠时间的长度或者所希望的醒来时刻。醒来时间输入装置20具体而言是键盘等输入终端，直接输入对象人员希望的睡眠时间或者希望的醒来时刻。另外，醒来时间输入装置20能够从与网络22、26连接的服务器24的调度器等外部存储介质，取得对象人员希望的睡眠时间或者希望的醒来时刻。假如在醒来时间输入装置20中没有对象人员希望的睡眠时间或者希望的醒来时刻的输入、且在服务器24的调度器等外部存储介质中也没有对象人员希望的睡眠时间或者希望的醒来时刻的记录的情况下，醒来时间输入装置20将对象人员的醒来时刻设定为通常的醒来时刻。
生物体信息测量装置群30取得进行短时间的小睡或者长时间的睡眠的对象人员的生理上的信息。生物体信息测量装置群30具备脑波传感器31、呼吸传感器32、皮肤电位传感器33、体温检测传感器34、眼球照相机35、眼电位传感器36、心跳传感器37以及血压传感器38。生物体信息测量装置群30从这些装置，测量用于决定使对象人员醒来的方法而所需的对象人员的脑波、呼吸、皮肤电位、体温、心跳、血压等植物性神经活动、眼球运动、身体运动等指标中的1个以上。
在生物体信息测量装置群30的测量方法中，无需一定由各传感器单独地测量各指标。在生物体信息测量装置群30中，作为例如接触式的测量方法，能够根据便携电话机等便携通信终端40的加速度，进行对象人员的呼吸、心跳以及身体运动等的测量。另外，在生物体信息测量装置群30中，作为例如接触式的测量方法，能够通过压电元件等片传感器(sheet sensor)来测量对象人员的呼吸、心跳、身体运动。另外，在生物体信息测量装置群30中，作为例如接触式的测量方法，能够通过手表型的传感器来测量对象人员的心跳、皮肤电位、血压以及体温。另外，在生物体信息测量装置群30中，作为例如接触式的测量方法，能够通过安装于头部的带式的传感器，来测量对象人员的脑波、心跳、皮肤电位、血压以及体温。或者，在生物体信息测量装置群30中，作为非接触式的测量方法，也可以通过超声波传感器等来测量对象人员的生理上的指标。
或者，生物体信息测量装置群30能够设为各个传感器，例如，脑波传感器31能够由简易脑波仪构成。另外，心跳传感器37以及血压传感器38也可以通过短距离无线通信而与个人计算机等其他终端连接，并处理所测量的指标的数据。
在通过醒来时间输入装置20决定对象人员希望的醒来时间，并根据由生物体信息测量装置群30所测量的生理上的指标来确认了对象人员的入睡的情况下，生物体信息测量装置群30开始对象人员的睡眠深度的测量。关于对象人员的入睡的开始，例如在由生物体信息测量装置群30所测量的生理上的指标降低了一定时间的情况、例如对象人员的加速度降低了3分钟的情况下，判定为对象人员入睡。或者，在对象人员的加速度的绝对值成为由对象人员向醒来时间输入装置20进行了输入时的一半以下时，判定为对象人员入睡。或者，根据对象人员的呼吸信号，判定为对象人员入睡。
便携通信终端40具体而言是例如对象人员所携带的便携电话机、个人计算机。便携通信终端40在其内部具备睡眠状态计算部41、睡眠变量计算部42、雷姆睡眠检测部43、特征量计算部44、醒来方法决定部45、刺激提示量决定部46，并且在其外部具备刺激提示装置47。
睡眠状态计算部41与生物体信息测量装置群30的各装置通过有线或者无线来连接，处理各装置所测量的数据。
睡眠变量计算部42根据睡眠状态计算部41处理了的对象人员的各生理上的指标，测量睡眠深度、睡眠深度的变化、在任意的时刻预想的睡眠深度、从开始小睡起的时间、规定的睡眠深度的累计时间、以及规定的睡眠深度的继续时间。睡眠变量计算部42能够使用由脑波传感器31得到的对象人员的脑波，根据国际判定基准来决定对象人员的睡眠深度。睡眠变量计算部42也可以根据通过呼吸传感器32、皮肤电位传感器33、体温检测传感器34、眼球照相机35、眼电位传感器36、心跳传感器37以及血压传感器38得到的对象人员的呼吸、皮肤电位、体温、眼球运动、心跳以及血压等，推测对象人员的睡眠深度。另外，睡眠变量计算部42也可以根据对象人员的脑波等任意的频带的功率谱，来决定对象人员的睡眠深度。
睡眠变量计算部42在捕捉对象人员的睡眠深度的变化的情况下，能够从醒来至浅睡为止，根据对象人员的皮肤电气活动来捕捉睡眠深度的变化。睡眠变量计算部42能够组合对象人员的缓慢眼球运动或者从腹式呼吸向胸式呼吸的变迁等呼吸样式的变化等，计算对象人员在浅睡中的睡眠深度的变化。
雷姆睡眠检测部43如后所述，根据对象人员的眼球运动等生理上的指标，检测对象人员处于雷姆睡眠的状态以及非雷姆睡眠的状态中的哪一个。雷姆睡眠检测部43在任意的时刻，预测对象人员处于雷姆睡眠的状态以及非雷姆睡眠的状态中的哪一个。
特征量计算部44如后所述，根据对象人员的眼球运动等生理上的指标来计算特征量，检测对象人员处于位相性雷姆睡眠的状态以及紧张性睡眠的状态中的哪一个。
醒来方法决定部45如后所述，根据从睡眠状态计算部41、睡眠变量计算部42、雷姆睡眠检测部43以及特征量计算部44得到的信息，决定用于对对象人员的醒来以及睡眠深度进行控制的刺激的提示方法。
刺激提示量决定部如后所述，根据事先决定的将从对象人员开始睡眠起的经过时间、刺激的强度、和刺激的提示间隔之间的关联起来的关系进行了记录的映射图等，决定对对象人员提示的刺激的量。
刺激提示装置47向对象人员提示用于使对象人员醒来、或用于使对象人员转移到任意的睡眠深度的刺激。刺激提示装置47对对象人员赋予可察觉的物理上的刺激。刺激提示装置47对对象人员提示例如光、音、振动、温热、冷风以及气味等刺激。
以下，说明本实施方式的醒来辅助系统10的动作。首先，说明本实施方式的醒来辅助系统10的整体的动作。如图2所示，对象人员从与便携通信终端40连接了的醒来时间输入装置20，输入希望的醒来时间或者希望的睡眠时间(S11)。通过生物体信息测量装置群30，测量对象人员的脑波、呼吸、心跳等生理上的指标(S12)。通过睡眠变量计算部42，计算对象人员的任意的时刻的预想的睡眠深度等睡眠变量(S13)。通过醒来方法决定部45，根据由睡眠变量计算部42计算出的睡眠变量，来决定使对象人员开始醒来、或将对象人员引导到规定的睡眠深度等对象人员的醒来方法(S14)。为了执行由醒来方法决定部45所决定的醒来方法，通过刺激提示装置47对对象人员提示刺激(S15)。
接下来，说明本实施方式的醒来辅助系统10的详细的动作。如图3所示，通过睡眠变量计算部42，取得对象人员的睡眠变量(S21)。睡眠变量计算部42判定在对象人员希望的醒来时间是否成为如睡眠深度变得更深那样推移中的状态(S22)。
如图4所示，睡眠中的对象人员的睡眠深度周期性地反复增减。这样的睡眠深度的增减的周期被称为超日节律(Ultradian rhythm)。在如对象人员的睡眠深度变得更深那样推移中的状态下，通过对对象人员赋予刺激而使对象人员勉强地醒来时，有可能由于醒来后的对象人员的意识低的状态持续的睡眠惯性而使醒来后的对象人员的意识降低。另一方面，如图4所示，本发明人们发现通过适当地赋予刺激，能够变更对象人员的睡眠深度的增减的周期的相位。例如，如图5所示，通过改变刺激的提示时间，能够使从刺激的提示结束至到达睡眠阶段2为止的时间变动。
如图6所示，在超日节律中，以约90分钟为周期，睡眠深度的增减的一个周期结束。因此，在对象人员希望的睡眠时间是6小时等90分钟的倍数的情况下，在醒来时间，对象人员的睡眠深度正好成为最浅的状态，所以睡眠惯性少，可舒服地醒来。但是，例如在对象人员希望的睡眠时间是7小时而并非是90分钟的倍数的情况下，在如对象人员的睡眠深度变得更深那样推移中的状态下使对象人员醒来。在该情况下，存在睡眠惯性所致的醒来后的意识降低的可能性。
因此，在本实施方式中，如将图3以及图6的区间P进行了放大的图7所示，在睡眠深度增加之前的睡眠深度减少的区间中，以直至对象人员希望的醒来时间为止不会醒来的方式通过刺激提示装置47来提示刺激，从而使对象人员的睡眠深度的增减的周期的相位发生偏移(S23)。由此，在醒来时间，对象人员的睡眠深度正好成为最浅的状态，所以睡眠惯性少，可舒服地醒来。另外，能够通过对象人员的通常的超日节律来预测任意的时刻下的对象人员的睡眠深度。
此处，如图8所示，在小睡时例如在20分钟的小睡中，在与睡眠时间的5％相当的醒来的1分钟之前，在θ波的含有率和睡醒的舒适性中存在正比例的关系。即使在夜间的6小时左右的睡眠中，如果在与睡眠时间的5％左右相当的醒来时间前的10～20分钟左右之前，θ波的谱上升，则对象人员的睡眠惯性减少。θ波是在与睡眠阶段1相当的睡眠深度中出现的背景脑波。
因此，在本实施方式中，如图3所示，在由雷姆睡眠检测部43预测为对象人员在醒来时间并非是雷姆睡眠的状态的情况下(S24)，在从对象人员的醒来预定时起10分钟～20分钟之前或者从对象人员的醒来预定时起总睡眠时间的5％的时间之前，以使对象人员成为睡眠阶段1的睡眠深度而使θ波出现的方式，对对象人员提示刺激(S25)。
在从对象人员希望的醒来时间起10分钟～20分钟之前或者从对象人员希望的醒来时间起总睡眠时间的5％的时间之前，在对象人员是睡眠阶段2或者比其更深的睡眠深度的情况下，为了得到醒来后的睡醒的舒适性，根据来自刺激提示装置47的刺激提示，对象人员被引导到更浅的睡眠。确认从对象人员的脑波中出现θ波，确认对象人员的眼球运动并非是在雷姆睡眠中产生的锯齿波状。根据对象人员的呼吸，来确认是与睡眠阶段1相当的睡眠深度。在直至醒来时间为止的期间中睡眠深度变深的情况下，每次都提示刺激。
关于θ波的出现的确认，在通过脑波来确认的情况下，能够使用θ波的功率谱、功率谱的比率(4～8Hz的谱之和/0.5～24Hz的谱之和)、小波变换等。关于θ波的出现的确认，在通过眼电位来确认的情况下，能够通过出现1～10Hz的高振幅的波而检测。
另外，在对象人员直接醒来的情况下，不通过刺激提示装置47进行追加的刺激提示，使对象人员自然地醒来。在即使成为醒来时间但对象人员也不醒来的情况下，通过刺激提示装置47，提示例如连续5秒～10秒的刺激等用于使对象人员醒来的刺激。也可以在经过醒来时间之后，以一定时间间隔通过振动来提示刺激。另外，也可以组合声音等其他种类的刺激来提示。
另一方面，在通过雷姆睡眠检测部43预测为对象人员在醒来时间处于雷姆睡眠的状态的情况下(S24)，在本实施方式中，如以下那样进行对象人员的醒来。在雷姆睡眠中，对象人员是肌肉松弛的状态，具有醒来后的意识降低的倾向。另一方面，如果在睡眠中的全部时间段中抑制对象人员的所有雷姆睡眠，则存在对象人员在白天醒来时被非常强的睡意侵袭的可能性。因此，在本实施方式中，如图3以及图9所示，在最接近醒来时间的最后的雷姆睡眠的期间中，抑制对象人员从非雷姆睡眠转移到雷姆睡眠(S26)。
例如，在醒来时间的30分钟左右之前，雷姆睡眠检测部43判定为对象人员成为雷姆睡眠的状态的情况下，为了得到醒来后的睡醒的舒适性，从刺激提示装置47提示振动刺激等，选择性地去除雷姆睡眠。在直至醒来时间为止的期间，检测到在雷姆睡眠中产生的锯齿波状的眼电位的情况下，每次都提示刺激，去除雷姆睡眠。
另外，雷姆睡眠检测部43利用安装于头部的眼电位传感器36、眼球照相机35对对象人员的瞳孔的阴影的活动进行摄像，从而检测对象人员的眼球运动，而检测对象人员的雷姆睡眠的状态。能够通过对象人员的通常的超日节律，来预测在任意的时刻对象人员是否成为雷姆睡眠的状态。
或者，在本实施方式中，在通过雷姆睡眠检测部43预测为对象人员在醒来时间处于雷姆睡眠的状态的情况下(S24)，如图3以及图10所示，适时地进行刺激使得抑制对象人员从紧张性雷姆睡眠转移到位相性雷姆睡眠(S26)。
如果抑制雷姆睡眠的时间过长，则存在对象人员在白天醒来时被非常强的睡意侵袭的可能性。另外，在雷姆睡眠中，如图10以及图11所示存在：位相性时期，对象人员的眼球主要活动，对象人员处于松弛状态，来自外部的感觉被切断；以及紧张性时期，有来自外部的感觉，接近睡眠阶段1。因此，在本实施方式中，通过特征量计算部44来区分雷姆睡眠中的位相性时期和紧张性时期，在紧张性时期提示刺激，抑制对象人员从紧张性雷姆睡眠转移到位相性雷姆睡眠，从而能够防止位相性时期的感觉切断所致的刺激提示效果降低，并且通过浅的睡眠时的刺激提示来促进自发的醒来，从而降低醒来后的松弛状态。
特征量计算部44利用安装于头部的眼电位传感器36、眼球照相机35对对象人员的瞳孔的阴影的活动进行摄像，从而能够检测对象人员的眼球运动，而检测对象人员的紧张性雷姆睡眠的状态。另外，特征量计算部44能够根据通过心跳传感器37得到的心跳变动的偏差程度，来检测对象人员的紧张性雷姆睡眠的状态。特征量计算部44在眼球运动的发生以及心跳变动的增大中的某一个的状态下，判定为对象人员是位相性雷姆睡眠的状态。
在醒来时间的例如10分钟左右之前判定为是位相性雷姆睡眠的状态的情况下，提示例如振动刺激，催促醒来。另外，在开始了位相性雷姆睡眠的情况下也同样地提示刺激。在观察不到眼球运动以及心跳变动等，而是紧张性雷姆睡眠的状态的情况下，在直至醒来时间为止的期间不进行刺激的提示，而在达到醒来时间之后提示用于使对象人员醒来的刺激。
以下，说明决定本实施方式中的刺激提示量决定部46的刺激强度的方法。如图12以及图13所示，从睡眠开始起睡眠时间越延长，肾上腺皮质激素(DHEA-S、皮质醇)的分泌量越增大。皮质醇是在从睡眠到醒来的准备阶段中变高的激素。由于该皮质醇，如图14以及图15所示，从睡眠开始起睡眠的经过时间越长，醒来所需的刺激强度越弱。因此，在本实施方式中，刺激提示量决定部46使用图14以及图15那样的映射图，从睡眠开始起的睡眠的经过时间越长，提示强度越弱的刺激，从而能够防止对象人员在醒来时间之前醒来。
刺激提示量决定部46使用由睡眠变量计算部42计算出的从对象人员的睡眠开始起的经过时间，决定提示刺激的时间点下的刺激强度。在从睡眠开始至4小时为止的非雷姆睡眠的期间中提示刺激的情况下，刺激提示量决定部46也可以使用与其他时间段不同的映射图，决定刺激强度。关于刺激强度，如果是振动刺激，则也可以通过频率、提示时间以及振幅等来函数化。或者，能够使用将这些数值与从睡眠开始起的经过时间关联起来的映射图，来决定刺激。
例如，刺激提示量决定部46也可以使用图16所示那样的将从睡眠开始起的经过时间、刺激强度以及刺激提示间隔相互关联起来的映射图，来决定刺激的强度、提示方法。刺激提示量决定部46也可以如在图16中用虚线和实线所示那样，根据第1次的刺激提示后的睡眠深度的变化的大小，来切换映射图。
根据本实施方式，睡眠变量计算部42预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化，刺激提示装置47在由睡眠变量计算部42预测为在对象人员的醒来时间处于对象人员的睡眠深度变得更深那样的推移状态时，在比醒来时间提前的时间对对象人员赋予刺激。因此，对象人员的睡眠深度的变化的周期的相位发生偏移，在对象人员醒来的时间，并非是如睡眠深度变得更深那样推移中的状态而是成为如睡眠深度变得更浅那样推移中的状态的可能性变高，能够更舒服地醒来的可能性变高。
另外，根据本实施方式，刺激提示装置47在由睡眠变量计算部42预测为是对象人员的睡眠深度变得更浅那样的推移状态的时间，对对象人员赋予刺激。因此，对象人员的睡眠深度的变化的周期的相位发生偏移，即使在使对象人员醒来的时间仍成为如对象人员的睡眠深度变得更浅那样推移中的状态的可能性变得更高，能够更舒服地醒来的可能性进一步提高。
另外，根据本实施方式，刺激提示装置47在赋予刺激的时间，赋予直至醒来时间为止不使对象人员醒来的刺激。因此，防止在使对象人员醒来的时间之前使对象人员醒来，并且提高在醒来时间成为如对象人员的睡眠深度变得更浅那样推移中的状态的可能性，能够更舒服地醒来的可能性进一步提高。
另外，根据本实施方式，睡眠变量计算部42预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化的周期，刺激提示装置47在睡眠变量计算部42预测了的睡眠深度的变化的周期中，在预测为处于对象人员的睡眠深度变得更浅那样的推移状态的期间内对对象人员赋予刺激。由此，能够更容易地控制对象人员的睡眠深度的周期，更舒服地醒来的可能性进一步提高。
另外，根据本实施方式，睡眠变量计算部42预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化的周期，在由睡眠变量计算部42预测为在醒来时间处于对象人员的睡眠深度变得更深那样的推移状态时，刺激装置47以使在睡眠变量计算部42所预测的睡眠深度的变化的周期处于对象人员的睡眠深度变得更深那样的推移状态的期间各自中的最接近醒来时间的期间变得更短的方式，对对象人员赋予刺激。由此，仅接在对象人员醒来的时间之前的睡眠深度增加的期间变短，醒来后的对象人员的意识低的状态持续的睡眠惯性减少，所以能够更舒服地醒来的可能性进一步提高。
另外，在本实施方式中，刺激提示装置47通过对对象人员赋予刺激，从提示了刺激的时间至到达醒来时间为止，将对象人员的睡眠深度维持为与睡眠阶段1相当的睡眠深度。在睡眠阶段1中作为背景脑波出现θ波。通过在醒来之前使θ波出现，能够降低醒来后的对象人员的意识低的状态持续的睡眠惯性，更舒服地醒来的可能性进一步提高。
另外，在本实施方式中，雷姆睡眠检测部43预测睡眠中的对象人员进行雷姆睡眠的雷姆睡眠期间，刺激提示装置47根据雷姆睡眠检测部43所预测的雷姆睡眠期间，以抑制对象人员从非雷姆睡眠转移到雷姆睡眠的方式对对象人员赋予刺激。雷姆睡眠是对象人员肌肉松弛的状况，具有在醒来之后对象人员的意识变低的倾向。因此，通过抑制对象人员从非雷姆睡眠转移到雷姆睡眠，能够提高醒来后的对象人员的意识。
另外，在本实施方式中，刺激提示装置47在雷姆睡眠检测部43所预测的各雷姆睡眠期间中的最接近醒来时间的雷姆睡眠期间中，以抑制对象人员从非雷姆睡眠转移到雷姆睡眠的方式，对对象人员赋予刺激。如果过于抑制睡眠中的对象人员的雷姆睡眠，则产生醒来时的对象人员的意识急剧降低的可能性。因此，通过抑制在睡眠中的对象人员的各雷姆睡眠期间中的与使对象人员醒来的时间最接近的雷姆睡眠期间中转移到雷姆睡眠，从而能够提高醒来后的对象人员的意识，并且防止醒来时的对象人员的意识急剧地降低。
另外，根据本实施方式，特征量计算部44预测睡眠中的对象人员进行位相性雷姆睡眠的位相性雷姆睡眠期间，刺激提示装置47根据特征量计算部44所预测的位相性雷姆睡眠期间，以抑制对象人员从紧张性雷姆睡眠转移到位相性雷姆睡眠的方式，在第2时间对对象人员赋予刺激。在雷姆睡眠中具有：位相性时期，眼球活动，来自外部的感觉被切断；以及紧张性时期，有来自外部的感觉，接近睡眠阶段1。如上所述，如果过于抑制睡眠中的对象人员的雷姆睡眠，则产生醒来时的对象人员的意识急剧降低的可能性。因此，为了减少过度的雷姆睡眠的抑制所致的醒来时的急剧的意识降低、以及创造与更自然的睡眠接近的状况，抑制从紧张性雷姆睡眠转移到位相性雷姆睡眠，从而能够提高醒来后的对象人员的意识，并且防止醒来时的对象人员的意识急剧地降低。
另外，根据本实施方式，刺激提示装置47在特征量计算部44所预测的各位相性雷姆睡眠期间中的最接近醒来时间的位相性雷姆睡眠期间中，以抑制对象人员从紧张性雷姆睡眠转移到位相性雷姆睡眠的方式，对对象人员赋予刺激。由此，能够创造与更自然的睡眠接近的状况，能够提高醒来后的对象人员的意识，并且防止醒来时的对象人员的意识急剧地降低。
另外，根据本实施方式，特征量计算部44预测睡眠中的对象人员进行紧张性雷姆睡眠的紧张性雷姆睡眠期间，刺激提示装置47在特征量计算部44所预测的紧张性雷姆睡眠期间内，对对象人员赋予刺激。因此，能够使对象人员进行紧张性雷姆睡眠，并且抑制转移到位相性雷姆睡眠，能够提高醒来后的对象人员的意识，并且防止醒来时的对象人员的意识急剧地降低。
另外，根据本实施方式，在刺激提示装置47中，从对象人员的睡眠的开始起的经过时间越长，对对象人员赋予越弱的刺激。睡眠时间越延长，肾上腺皮质激素(皮质醇)越上升。皮质醇是在从睡眠向醒来的准备阶段中提高的激素，如果皮质醇高，则易于醒来。因此，睡眠时间延长，皮质醇的量越多，使刺激的强度越弱，从而能够对对象人员提供合适的刺激来防止对象人员在醒来时间之前醒来，并且控制睡眠。
另外，根据本实施方式，刺激提示装置47根据提示刺激的时间中的从对象人员的睡眠的开始起的经过时间、与刺激的强度之间的关联起来的关系，对对象人员赋予刺激。由此，能够对对象人员提供合适的刺激来防止在醒来时间之前使对象人员醒来，并且控制睡眠。
本发明不限于上述实施方式，能够实现各种变形方式。例如，在上述实施方式中，对对象人员提示刺激的时间以及醒来时间是某个特定的时刻，但也可以都是具有规定的宽度的时间段。在该情况下，对对象人员提示刺激的时间段以及对象人员醒来的时间段能够分别设为不同的长度的时间。另外，在对对象人员提示刺激的时间段中，也可以对对象人员连续或者断续地提示刺激。
产业上的可利用性
根据本发明的一个实施方式的睡眠控制装置以及睡眠控制方法，能够更舒服地醒来的可能性提高。

Claims (17)

1.一种睡眠控制装置，具备：
睡眠深度预测单元，预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化；以及
刺激赋予单元，当由睡眠深度预测单元预测为在为了使所述对象人员醒来而设定的第1时间处于所述对象人员的所述睡眠深度变得更深的推移状态时，在比所述第1时间提前的第2时间，对所述对象人员赋予刺激。
2.根据权利要求1所述的睡眠控制装置，其特征在于，
所述刺激赋予单元在由所述睡眠深度预测单元预测为处于所述对象人员的所述睡眠深度变得更浅的推移状态的所述第2时间，对所述对象人员赋予所述刺激。
3.根据权利要求1或者2所述的睡眠控制装置，其特征在于，
所述刺激赋予单元在所述第2时间，赋予直至所述第1时间不使所述对象人员醒来的所述刺激。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的睡眠控制装置，其特征在于，
睡眠深度预测单元预测睡眠中的所述对象人员的所述睡眠深度的变化的周期，
所述刺激赋予单元在所述睡眠深度预测单元所预测的所述睡眠深度的变化的所述周期中，在预测为处于所述对象人员的所述睡眠深度变得更浅的推移状态的睡眠深度减少期间内的所述第2时间，对所述对象人员赋予所述刺激。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的睡眠控制装置，其特征在于，
睡眠深度预测单元预测睡眠中的所述对象人员的所述睡眠深度的变化的周期，
当由睡眠深度预测单元预测为在所述第1时间处于所述对象人员的所述睡眠深度变得更深的推移状态时，
所述刺激赋予单元以使在所述睡眠深度预测单元所预测的所述睡眠深度的变化的所述周期中处于所述对象人员的所述睡眠深度变得更深的推移状态的睡眠深度增加期间的各个期间中的最接近所述第1时间的所述睡眠深度增加期间变得更短的方式，在所述第2时间对所述对象人员赋予所述刺激。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的睡眠控制装置，其特征在于，
所述刺激赋予单元通过在所述第2时间以后对所述对象人员赋予所述刺激，从所述第2时间起至所述第1时间，将所述对象人员的所述睡眠深度维持为与睡眠阶段1相当的所述睡眠深度。
7.根据权利要求1～5中的任意一项所述的睡眠控制装置，其特征在于，
所述刺激赋予单元通过在所述第2时间以后对所述对象人员赋予所述刺激，从所述第2时间起至所述第1时间，将所述对象人员的所述睡眠深度维持为在所述对象人员的脑波中出现θ波的所述睡眠深度。
8.根据权利要求1～5中的任意一项所述的睡眠控制装置，其特征在于，
所述刺激赋予单元在比所述第1时间提前与所述对象人员的睡眠时间的5％相当的时间和10～20分钟中的某一个时间的所述第2时间以后，赋予直至所述第1时间不使所述对象人员醒来的所述刺激。
9.根据权利要求1～5中的任意一项所述的睡眠控制装置，其特征在于，
睡眠深度预测单元预测睡眠中的所述对象人员的所述睡眠深度的变化的周期，
所述刺激赋予单元在比所述第1时间提前所述睡眠深度预测单元所预测的所述睡眠深度的变化的所述周期中的从所述对象人员的所述睡眠深度变得最深到变得最浅的时间以下的时间的所述第2时间以后，赋予直至所述第1时间不使所述对象人员醒来的所述刺激。
10.根据权利要求1～9中的任意一项所述的睡眠控制装置，其特征在于，
睡眠深度预测单元预测睡眠中的所述对象人员进行雷姆睡眠的雷姆睡眠期间，
所述刺激赋予单元根据所述睡眠深度预测单元所预测的所述雷姆睡眠期间，以抑制所述对象人员从非雷姆睡眠转移到所述雷姆睡眠的方式，在所述第2时间对所述对象人员赋予所述刺激。
11.根据权利要求10所述的睡眠控制装置，其特征在于，
所述刺激赋予单元在所述睡眠深度预测单元所预测的各所述雷姆睡眠期间中的最接近所述第1时间的所述雷姆睡眠期间，以抑制所述对象人员从非雷姆睡眠转移到所述雷姆睡眠的方式，在所述第2时间对所述对象人员赋予所述刺激。
12.根据权利要求1～5中的任意一项所述的睡眠控制装置，其特征在于，
睡眠深度预测单元预测睡眠中的所述对象人员进行位相性(phasic)雷姆睡眠的位相性雷姆睡眠期间，
所述刺激赋予单元根据所述睡眠深度预测单元所预测的所述位相性雷姆睡眠期间，以抑制所述对象人员从紧张性(tonic)雷姆睡眠转移到所述位相性雷姆睡眠的方式，在所述第2时间对所述对象人员赋予所述刺激。
13.根据权利要求12所述的睡眠控制装置，其特征在于，
所述刺激赋予单元在所述睡眠深度预测单元所预测的各所述位相性雷姆睡眠期间中的最接近所述第1时间的所述位相性雷姆睡眠期间，以抑制所述对象人员从所述紧张性雷姆睡眠转移到所述位相性雷姆睡眠的方式，在所述第2时间对所述对象人员赋予所述刺激。
14.根据权利要求12或者13所述的睡眠控制装置，其特征在于，
睡眠深度预测单元预测睡眠中的所述对象人员进行所述紧张性雷姆睡眠的紧张性雷姆睡眠期间，
所述刺激赋予单元在所述睡眠深度预测单元所预测的所述紧张性雷姆睡眠期间内的所述第2时间，对所述对象人员赋予所述刺激。
15.根据权利要求1～14中的任意一项所述的睡眠控制装置，其特征在于，
从所述对象人员开始睡眠起的经过时间越长，所述刺激赋予单元对所述对象人员赋予越弱的所述刺激。
16.根据权利要求1～15中的任意一项所述的睡眠控制装置，其特征在于，
所述刺激赋予单元根据所述第2时间下的从所述对象人员开始睡眠起的经过时间与所述刺激的强度之间的关联起来的关系，在所述第2时间对所述对象人员赋予所述刺激。
17.一种睡眠控制方法，其特征在于，包括：
睡眠深度预测工序，预测睡眠中的对象人员的睡眠深度的变化；以及
刺激赋予工序，在睡眠深度预测工序中预测为在为了使所述对象人员醒来而设定的第1时间处于所述对象人员的所述睡眠深度变得更深的推移状态时，在比所述第1时间提前的第2时间，对所述对象人员赋予刺激。
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