CN105324077B - 用于基于对象中的慢波睡眠活动的睡眠期管理的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及一种用于管理对象的睡眠期的系统和方法。管理睡眠期是基于在睡眠期期间的对象中的慢波活动的。慢波活动与睡眠压力有关。当所述对象睡眠时，睡眠压力消散和/或减小。消散动力学取决于给定对象。消散发生的方式调整给定睡眠期的长度并且被链接到慢波活动的时间动力学。所述系统被配置为确定指示睡眠压力消散的度量并且响应于指示在所述睡眠期间睡眠压力消散已经达到消散阈值水平的所确定的睡眠压力消散度量而将所述对象唤醒。

Description

用于基于对象中的慢波睡眠活动的睡眠期管理的系统和方法
技术领域
本公开涉及用于管理对象的睡眠期的系统和方法。管理睡眠期是基于在睡眠期之前和/或期间对象中的慢波活动的。
背景技术
用于监测睡眠的系统是已知的。在睡眠期间进行感官刺激是已知的。常常连续和/或间隔地施加在睡眠期间的感官刺激，所述间隔不对应于对象的睡眠模式。本公开克服了在现有技术系统中的缺陷。
发明内容
相应地，本公开的一个或多个方面涉及一种被配置为管理对象的当前睡眠期的系统。所述系统包括一个或多个感官刺激器、一个或多个传感器以及一个或多个处理器。所述一个或多个感官刺激器被配置为将感官刺激提供给所述对象。所述一个或多个传感器被配置为生成输出信号，所述输出信号传达与在所述当前睡眠期期间所述对象的当前睡眠阶段有关的信息。所述一个或多个处理器被配置为运行计算机程序模块。所述计算机程序模块包括睡眠参数模块、睡眠压力消散模块以及控制模块。所述睡眠参数模块可以被配置为基于所述输出信号来确定一个或多个睡眠参数。所述一个或多个参数包括睡眠压力。所述睡眠压力与在所述当前睡眠期之前和/或期间所述对象的慢波活动有关，所述睡眠压力指示在所述当前睡眠期期间所述对象对睡眠的剩余需要。所述睡眠压力消散模块被配置为确定指示在所述当前睡眠期期间所述对象的睡眠压力消散的度量。所述度量是基于所确定的睡眠压力来确定的。所述控制模块被配置为使得，响应于所确定的睡眠压力消散度量指示出睡眠压力消散已经达到在所述当前睡眠期期间指示所述对象不需要额外睡眠的消散阈值水平，所述控制模块控制所述一个或多个感官刺激器以生成唤醒刺激。所述唤醒刺激包括感官刺激，所述感官刺激被配置为将所述对象从睡眠中唤醒。
本公开的又另一方面涉及一种用于利用管理系统管理对象的当前睡眠期的方法。所述系统包括一个或多个感官刺激器、一个或多个传感器以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为运行计算机程序模块。所述计算机程序模块包括睡眠参数模块、睡眠压力消散模块以及控制模块。所述方法包括：利用所述一个或多个传感器来生成输出信号，所述输出信号传达与在所述当前睡眠期期间所述对象的当前睡眠阶段有关的信息；利用所述睡眠参数模块基于所述输出信号来确定一个或多个睡眠参数，所述一个或多个参数包括睡眠压力，所述睡眠压力与在所述当前睡眠期期间所述对象的慢波活动有关，所述睡眠压力指示在所述当前睡眠期期间所述对象对睡眠的剩余需要；利用所述睡眠压力消散模块来确定指示在所述当前睡眠期期间所述对象的睡眠压力消散的度量，所述度量是基于所确定的睡眠压力来确定的；并且，响应于所确定的睡眠压力消散度量指示出睡眠压力消散已经达到在所述当前睡眠期期间指示所述对象不需要额外睡眠的消散阈值水平，利用所述控制模块来控制所述一个或多个感官刺激器以生成唤醒刺激，其中，所述唤醒刺激包括感官刺激，所述感官刺激被配置为将所述对象从睡眠中唤醒。
本公开的又另一方面涉及一种被配置为管理对象的当前睡眠期的系统。所述系统包括用于将感官刺激提供给所述对象的单元；用于生成输出信号的单元，所述输出信号传达与在所述当前睡眠期期间所述对象的当前睡眠阶段有关的信息；用于基于所述输出信号来确定一个或多个睡眠参数的单元，所述一个或多个参数包括睡眠压力，所述睡眠压力与在所述当前睡眠期期间所述对象的慢波活动有关，所述睡眠压力指示在所述当前睡眠期期间所述对象对睡眠的剩余需要；用于确定指示在所述当前睡眠期期间所述对象的睡眠压力消散的度量的单元，所述度量是基于所确定的睡眠压力来确定的；以及，用于响应于所确定的睡眠压力消散度量指示出睡眠压力消散已经达到在所述当前睡眠期期间指示所述对象不需要额外睡眠的消散阈值水平而控制用于提供感官刺激的单元以生成唤醒刺激的单元，其中，所述唤醒刺激包括感官刺激，所述感官刺激被配置为将所述对象从睡眠中唤醒。
在参考附图考虑以下描述和权利要求书的情况下，本发明的这些和其他目的、特征和特性以及操作方法和有关的结构元件和零件组合的功能和制造的经济性将变得更加明显，所有附图均形成本说明书的部分，其中，在各个附图中同样的附图标记指代对应的部分。然而，应当明确理解，附图仅是出于图示和描述的目的，并非旨在作为对本公开的限制的定义。
附图说明
图1是被配置为管理对象的睡眠期的系统的示意性图示。
图2图示了由对象穿戴的头戴式装置，并且包括感测电极、生物信号放大器以及无线音频设备。
图3图示了慢波活动、示出在睡眠期期间的REM睡眠时期和慢波睡眠时期以及作为时间的函数的睡眠压力的睡眠图。
图4图示了在睡眠期期间的慢波活动和作为时间的函数的睡眠压力。
图5图示了在睡眠期期间的睡眠图和作为时间的函数的睡眠压力。
图6图示了在针对给定对象的增大和/或减小的慢波活动与睡眠时间之间的关系的范例。
图7图示了用于管理对象的睡眠期的方法。
具体实施方式
如在本文中所使用的，单数形式的“一”、“一个”或“该”包括复数引用，除非上下文明确指示。如在本文中所使用的，两个或更多个部分或部件被“耦合”的表述将意指，只要发生链接，这些部分直接地或间接地(即，通过一个或多个中间部分或部件)接合或共同操作。如在本文中所使用的，“直接耦合”意指两个元件直接地彼此接触。如在本文中所使用的，“固定耦合”或“固定的”意指两个部件被耦合以便在保持相对彼此的恒定取向的情况下作为一个整体进行移动。
如在本文中所使用的，“整体”一词意指创建为单个工件或单元的部件。亦即，包括分别创建并且然后耦合在一起作为一单元的工件的部件不是“整体”部件或实体。如在本文中所采用的，两个或更多部分或部件一个接一个“啮合”的表述意指多个部件直接地或通过一个或多个中间部分或部件向另一个施加力。如在本文中所采用的，术语“数个”意指一或大于一的整数(即，多个)。
在本文中所使用的方位短语，例如并且不限于，顶部、底部、左侧、右侧、上部、下部、前部、后部及其衍生物，涉及附图中示出的元件的取向，并且不限制权利要求书，除非在文中明确地记载。
图1是被配置为管理对象12的当前睡眠期的系统10的示意性图示。大多数人承认睡眠的重要性，但是许多人得不到健康的睡眠量。对更加健康睡眠的渴望可以以对时间的要求来权衡。系统10基于在当前睡眠期期间对象12中的慢波活动(SWA)来管理当前睡眠期。SWA对应于在0.5-4.5Hz带中的EEG信号的功率。在一些实施例中，该带被设定为0.5-4Hz。SWA具有贯穿给定睡眠期的周期性变化的典型行为。SWA在非快速眼动睡眠(NREM)期间增大，在快速眼动(REM)睡眠的开始之前下降，并且在REM期间保持为低。在连续NREM片段中的SWA从一个片段到另一个逐渐减小。根据针对对象12在给定睡眠期期间的脑电图(EEG)可以估计SWA。
SWA与睡眠压力有关。睡眠压力可以被认为是给定对象对睡眠的需要。SWA越高，对睡眠的需要越高。贯穿睡眠片段的SWA中的减小反映睡眠需要的消散。当对象12睡眠时，睡眠压力消散和/或减小。消散动力学取决于给定对象。消散发生的方式调整给定睡眠期的长度，并且被链接到SWA的时间动力学。系统10被配置为确定指示睡眠压力消散的度量并且响应于所确定的睡眠压力消散度量指示出睡眠压力消散已经达到在当前睡眠期期间的消散阈值水平而将对象12唤醒。
在一些实施例中，系统10可以包括以下中的一个或多个：感官刺激器16、传感器18、处理器20、电子存储器22、用户接口24和/或其他部件。在图1中，感官刺激器16、传感器18、处理器20、电子存储器22以及用户接口24被示为单独的实体。这并非旨在进行限制。系统10的部件和/或其他部件中的一些和/或全部都可以被分组成一个或多个单一设备。例如，图2图示了由对象202穿戴的头戴式装置200，并且包括感测电极204、生物信号放大器206以及无线音频设备208。例如，由图1中的传感器18可以表示感测电极204和生物信号放大器206。例如，由在图1中示出的感官刺激器16可以表示无线音频设备208。
返回到图1，感官刺激器16被配置为将感官刺激提供给对象12。感官刺激器16被配置为在当前睡眠期之前，在当前睡眠期期间和/或在其他时间时将感官刺激提供给对象12。例如，感官刺激器16可以被配置为在当前睡眠期中的慢波睡眠期间将感官刺激提供给对象12。感官刺激器16可以被配置为在当前睡眠期期间将感官刺激提供给对象12，以诱导和/或调节对象12中的SWA。在一些实施例中，感官刺激器16可以被配置为使得调节包括增大、减小和/或对对象12中的SWA的其他调节。
在一些实施例中，感官刺激器16可以被配置为通过无创脑刺激和/或其他方法来诱导和/或调节SWA。感官刺激器16可以被配置为使用感官刺激通过无创脑刺激来诱导和/或调节SWA。感官刺激包括气味、声音、视觉刺激、接触、味道和/或其他刺激。例如，经颅磁刺激可以被施加到对象12，以触发、增大和/或减小SWA。作为另一范例，感官刺激器16可以被配置为经由对象12的听觉刺激来诱导和/或调节SWA。感官刺激器16的范例可以包括以下中的一个或多个：音乐播放器、音频发生器、对象12的头皮上的电极的集合、用于递送振动刺激(也被称为躯体-感官刺激)的单元、生成磁场以直接刺激大脑皮层的线圈、照明发生器、香味布散器和/或其他设备。
在一些实施例中，感官刺激器16被配置为生成唤醒刺激。所述唤醒刺激包括感官刺激，所述感官刺激被配置为将对象12从睡眠中唤醒。例如，感官刺激器16可以生成听觉警报来唤醒对象12。作为另一范例，感官刺激器16可以增大环境照明水平来唤醒对象12。
传感器18被配置为生成输出信号，所述输出信号传达与对象12的当前睡眠阶段有关的信息。对象12的当前睡眠阶段可以对应于以下中的一个或多个：非快速眼动(NREM)阶段N1睡眠、阶段N2睡眠或阶段N3睡眠和/或快速眼动(REM)睡眠。在一些实施例中，NREM阶段3睡眠或阶段2睡眠可以是慢波睡眠。传感器18可以包括直接测量这样的参数的一个或多个传感器。例如，传感器18可以包括电极，所述电极被配置为探测起因于在对象12的脑内的电流沿着对象12的头皮的电活动。传感器18可以包括直接生成输出信号的一个或多个传感器，所述输出信号传达与对象的当前睡眠阶段有关的信息。例如，一个或多个传感器18可以基于以下来来生成输出：对象12的心率(例如，传感器18可以是被定位在对象12的胸部的心率传感器，和/或被配置为在对象12的手腕上的镯子，和/或被定位在对象12的另一肢体上)、对象12的移动(例如，传感器18可以包括具有加速度计的围绕对象12的手腕和/或脚踝的镯子，使得使用活动记录仪信号可以分析睡眠)、对象12的呼吸和/或对象12的其他特性。尽管传感器18被图示在与对象12通信的单个位置中，但是这并非旨在进行限制。传感器18可以包括被设置在多个位置中的传感器，例如，在感官刺激器16内(或与其连通)，和/或在其他位置中。
处理器20被配置为提供系统10中的信息处理能力。正因如此，处理器20可以包括以下中的一个或多个：数字处理器、模拟处理器、以及被设计用于处理信息的数字电路、被设计用于处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其他机构。尽管在图1中处理器20被示为单个实体，但是这仅仅是出于图示的目的。在一些实施方式中，处理器20可以包括多个处理单元。这些处理单元可以在物理上被定位在相同的设备(例如，感官刺激器16)内，或者处理器20可以表示协调操作的多个设备的处理功能。
如图1所示，处理器20被配置为运行一个或多个计算机程序模块。所述一个或多个计算机程序模块可以包括以下中的一个或多个：睡眠参数模块30、睡眠压力消散模块32、控制模块38和/或其他模块。处理器20可以被配置为通过软件；硬件；固件；软件、硬件和/或固件的一些组合；和/或用于配置处理器20上的处理能力的其他机构来运行模块30、32和/或38。
应当理解，尽管在图1中模块30、32和/或38被图示为被共同定位在单个处理单元内，但是在处理器20包括多个处理单元的实施方案中，模块30、32和/或38中的一个或多个可以被定位为远离其他模块。由于模块30、32和/或38中的任一个可以提供比所描述的更多或更少的功能，因此由以下描述的不同模块30、32和/或38提供的功能的描述是出于图示目的，并非旨在进行限制。例如，可以消除模块30、32和/或38中的一个或多个，并且其功能中的一些或全部可以由其他模块30、32和/或38来提供。作为另一范例，处理器20可以被配置为运行一个或多个额外的模块，所述一个或多个额外的模块可以执行以下归属于模块30、32和/或38中的一个的功能中的一些或全部。
睡眠参数模块30被配置为基于来自传感器18的输出信号来确定一个或多个睡眠参数。所述一个或多个睡眠参数可以包括睡眠阶段、用于递送感官刺激的计时、睡眠压力、在慢活动带(0.5-4.5Hz)或其他频率带中的功率，和/或其他参数。睡眠压力与对象12中的SWA有关。睡眠参数模块30可以基于对由传感器18的输出信号传达的信息的分析来识别对象12中的SWA。所述分析可以包括生成和/或监测在对象12的睡眠期期间的EEG。在一些实施例中，例如，可以经由在0.5–4.5Hz频率范围中的EEG谱功率通过睡眠参数模块30来量化SWA。睡眠参数模块30可以基于SWA来确定睡眠压力。在一些实施例中，睡眠参数模块30可以被配置为基于所确定的参数来生成睡眠图。例如，通过用户接口24可以显示EEG和/或睡眠图。
在一些实施例中，睡眠参数模块30可以被配置为当对象12正在睡眠时识别睡眠阶段(例如，N1、N2、N3)。在一些实施例中，睡眠参数模块30可以确定用于递送感官刺激的计时。在一些实施例中，用于递送感官刺激的计时可以对应于与慢波活动相关联的睡眠阶段(例如，N2、N3)。例如，睡眠参数模块30可以被配置为确定用于递送感官刺激的计时，使得当对象12正在睡眠时，所确定的计时对应于睡眠阶段N2和N3。睡眠参数模块30可以被配置为确定用于递送感官刺激的计时，使得所确定的计时对应于与慢波活动相关联的睡眠阶段，这是因为针对在具体睡眠阶段期间慢波诱导的可能性和/或调节可以相当地高于在其他睡眠阶段中的，所以用户不太可能被感官刺激唤醒，和/或因为其他原因。
睡眠压力消散模块32被配置为确定指示在当前睡眠期期间的对象12中的睡眠压力消散的度量。所述度量是基于睡眠压力确定和/或其他信息来确定的。在一些实施方式中，所述度量可以与睡眠压力消散(例如，睡眠压力消散和/或最终睡眠压力的导数)有关。在一些实施例中，所述度量可以是睡眠压力消散。在一些实施例中，睡眠压力消散模块32被配置为基于模型来确定睡眠压力消散度量，所述模型表征SWA与对象12中的睡眠压力(S)之间的关系。在一些实施例中，所述模型可以包括以下示出的方程(1)和(2)。
睡眠压力减小的瞬时速率(dS(t)/dt)与SWA通过比例常数gc有关。如在方程(2)中所定义的，SWA的改变的瞬时速率(dSWA(t)/dt)继而与睡眠压力(S(t))和SWA(SWA(t))的当前值有关，其中，rc是SWA-上升常数，fc是SWA-下降常数，并且REMT(t)是与SWA有关的函数。在一些实施例中，基于对象12的先前睡眠期，基于经由用户接口24接收到的信息，和/或基于其他信息，可以确定表征SWA与睡眠压力之间的关系的模型。在一些实施例中，在生产中可以对模型进行编程。
例如，图3图示了SWA 300、示出在睡眠期期间的REM睡眠时期304和慢波睡眠时期306以及作为时间函数的睡眠压力S(t)308的睡眠图302。例如，通过方程1和2根据上述模型可以确定作为时间的函数的睡眠压力308。在图3中也示出了初始睡眠压力So 310和最终睡眠压力Sf312。作为时间的函数的睡眠压力S(t)308在睡眠期期间从初始睡眠压力310减小到最终睡眠压力312。图3图示了作为时间的函数的睡眠压力308在SWA 300和/或慢波睡眠306的时期期间更快地减小。
返回到图1，对在本文中呈现的模型的描述并非旨在进行限制。表征SWA与睡眠压力之间的关系的模型可以包括被配置为建立SWA与睡眠压力之间的关系的任何模型。
控制模块38被配置为响应于指示在当前睡眠期期间睡眠压力消散已经达到消散阈值水平的所确定的睡眠压力消散度量而控制感官刺激器16以生成唤醒刺激。在一些实施例中，控制模块38可以被配置为使得，当能够预料在睡眠压力中没有另外的和/或大幅度下降时，所确定的睡眠压力消散度量指示在当前睡眠期期间睡眠压力消散已经达到消散阈值水平。在一些实施例中，控制模块38被配置为基于来自对象12的一个或多个先前睡眠期，基于来自当前睡眠期的信息，和/或基于其他信息来确定消散阈值水平。在一些实施例中，只要到达和/或超出消散阈值水平，消散阈值水平就可以被认为达到。在一些实施例中，响应于在预定时间段内到达和/或超出消散阈值水平，消散阈值水平可以被认为达到。在一些实施例中，响应于在预定时间段上到达或超出平均(和/或其他数学聚集)消散阈值水平，消散阈值水平可以被认为达到。与达到消散阈值水平有关的以上范例并非旨在进行限制。达到消散阈值水平可以包括如在本文中所描述的允许系统10运作的任何事件。
来自对象12的一个或多个先前睡眠期的信息可以包括连同对应睡眠图一起的对象12的SWA和/或其他信息。来自对象12的一个或多个先前睡眠期的信息可以包括在睡眠期的开始(例如，So)处和结束(例如，Sf)处的睡眠压力的典型值、与作为SWA的函数的睡眠压力的下降(例如，S(t))有关的信息，和/或其他信息。例如，睡眠压力消散度量可以是在睡眠期期间在给定时间处的睡眠压力水平。例如，消散阈值水平可以是来自对象12的两个或更多先前睡眠期的最终睡眠压力水平的平均值。在一些实施方式中，控制模块38可以被配置为基于来自对应于对象12的用户的人群的SWA和睡眠压力信息来确定消散阈值水平。例如，在人群中的用户的年龄、性别和/或其他因素可以指示用户对应于对象12。
来自当前睡眠期的信息可以包括作为时间的函数的睡眠压力，和/或其他信息。在一些实施方式中，睡眠压力消散度量可以是作为时间的函数的睡眠压力的导数。例如，消散阈值水平可以是导数的值(例如，小的负数)。控制模块38可以响应于作为时间的函数的睡眠压力的导数达到消散阈值水平而确定在当前睡眠期期间睡眠压力消散度量已经达到消散阈值水平。
例如，图4图示了在睡眠期期间的SWA 400和作为时间的函数的睡眠压力S(t)408。作为时间的函数的睡眠压力S(t)408在睡眠期期间从初始睡眠压力410减小到最终睡眠压力412。图4图示了睡眠中断点414，其中，可以预料在睡眠压力中没有另外的大幅度下降(例如，作为时间的函数的睡眠压力408是平坦的或略有负斜率的线)。
返回到图1，在一些实施例中，控制模块38被配置为控制感官刺激器16以调节在当前睡眠期期间对象12中的SWA，使得睡眠期持续时间满足睡眠期持续时间目标。睡眠期持续时间可以是在睡眠期期间的对象12睡眠时间的长度。例如，经由用户接口24从对象12和/或其他用户可以接收与睡眠期持续时间目标有关的信息。与睡眠期持续时间目标有关的信息可以包括当日时间、时间长度和/或其他信息。其他用户可以包括医生、照护者和/或其他用户。控制模块38可以被配置为基于与睡眠期持续时间目标有关的接收到的信息，基于对象12的先前睡眠期和/或基于其他信息来确定睡眠期持续时间目标。控制模块38可以被配置为基于所确定的睡眠期持续时间目标、所确定的睡眠压力消散度量、消散阈值水平、来自对象12的一个或多个先前睡眠期的信息和/或其他信息来控制感官刺激器16以调节在当前睡眠期期间的对象12中的SWA，使得睡眠期持续时间满足睡眠期持续时间目标。
当对象12在当前睡眠期期间睡着时调节对象12中的SWA可以包括控制感官刺激器16以增大和/或减小在睡眠期间的对象12中的SWA。在一些实施例中，控制模块38被配置为使得控制感官刺激器16以增大对象12中的SWA引起睡眠压力消散的增大，并且被配置为使得控制感官刺激器16以减小对象12的慢波活动引起睡眠压力消散的减小。在一些实施例中，控制模块38被配置为使得用于递送感官刺激的计时是由对应于与慢波活动相关联的睡眠阶段(例如，N2、N3)的睡眠参数模块30确定的计时。
例如，图5图示了睡眠图500和作为时间的函数的睡眠压力S(t)502。例如，基于上述方程(1)和(2)可以确定S(t)502。在对应于阶段N3睡眠的时期504期间通过系统可以增大(例如，增大5％)SWA。作为时间的函数的调节的睡眠压力S’(t)506衰减快于S(t)502。在图5中示出的范例中，S’(t)506的更快的衰减可以指示更快的睡眠压力消散和更短的时间，直到睡眠压力消散度量达到消散阈值水平。
返回到图1，在一些实施例中，控制模块38可以令与作为时间的函数的睡眠压力有关的信息、初始睡眠压力、最终睡眠压力、SWA调节和/或来自对象12的一个或多个睡眠期的其他信息被存储在电子存储器22中。在一些实施例中，控制模块38可以被配置为估计在当前睡眠期期间所需要的SWA的增大和/或减小的百分比，使得睡眠期持续时间满足睡眠期持续时间目标。控制模块38可以被配置为基于作为时间的函数的睡眠压力、初始睡眠压力、最终睡眠压力、SWA调节和/或来自对象12的一个或多个睡眠期的其他信息来估计百分比。例如，控制模块38可以被配置为基于初始睡眠压力和作为时间的函数的睡眠压力消散和来自对象12的先前睡眠期的信息来估计在给定睡眠期持续时间内达到给定最终睡眠压力所需要的SWA的增大和/或减小的百分比。
图6图示了在针对给定对象(例如，对象12)的增大和/或减小的SWA600与睡眠时间602之间的关系604的范例。在图6中示出的范例中，SWA的增大和/或减小是相对于基于给定对象的先前睡眠期确定的针对给定对象的SWA的基线量。
返回到图1，控制模块38可以控制感官刺激器16以在当前睡眠期期间提供感官刺激，使得感官刺激不将对象12唤醒。例如，控制模块38可以控制感官刺激器16以提供在低强度水平处的感官刺激。在一些实施例中，控制模块38被配置为在即将到来的睡眠期之前当对象苏醒时控制感官刺激器16以将感官刺激提供给对象12以调节在即将到来的睡眠期中的对象12中的慢波活动。
电子存储器22包括以电子方式存储信息的电子存储媒介。电子存储器22的电子存储媒介可以包括与系统10集成提供的(即，大体不可移动的)系统存储器和/或经由例如端口(例如，USB端口、火线端口等)或驱动器(例如，磁盘驱动器)被可移动地连接到系统10的可移动存储器中的一种或两种。电子存储器22可以包括以下中的一个或多个：光学可读存储媒介(例如，光盘等)、磁性可读存储媒介(例如，磁带、磁性硬盘驱动器、软盘驱动器等)、基于电荷的存储媒介(例如，EPROM、RAM等)、固态存储媒介(例如，闪盘驱动器等)和/或其他电子可读存储媒介。电子存储器22可以存储软件算法、由处理器20确定的信息、从对象12接收到的信息和/或使得系统10能够适当运作的其他信息。电子存储器22可以(全部或部分)是系统10内的单独部件，或者电子存储器22可以被(全部或部分)与系统10的一个或多个其他部件(例如，处理器20)集成地提供。
用户接口24被配置为接收与针对对象12的睡眠期持续时间目标有关的信息，和/或其他信息。用户接口24被配置为提供系统10与对象12和/或其他用户之间的接口，通过所述用户接口22，对象12和/或其他用户可以向系统10提供信息，并且接收来自系统10的信息。这使得数据、线索、结果和/或指令以及任何其他可通信项(被统称为“信息”)能够在用户(例如，对象12)与感官刺激器16、传感器18、处理器20和/或系统10的其他部件中的一个或多个之间进行通信。例如，经由用户接口24可以向照护者显示EEG。
适合于包括在用户接口24中的接口设备的范例包括按键、按钮、开关、键盘、旋钮、控制杆、显示屏、触摸屏、扬声器、麦克风、指示灯、音响警报、打印机、触觉反馈设备和/或其他接口设备。在一些实施例中，用户接口24包括多个单独的接口。在一些实施例中，用户接口24包括与感官刺激器16、感官刺激器16和/或系统10的其他部件集成地提供的至少一个接口。
应当理解，本公开也预期其他通信技术(硬连线的或者无线的)作为用户接口24。例如，本公开预期用户接口24可以与由电子存储器22提供的可移动存储器接口集成。在该范例中，可以将信息从可移动存储器(例如，智能卡、闪盘驱动器、可移动磁盘等)加载到系统10中，所述信息使得(一个或多个)用户能够定制系统10的实施方式。适于与系统10一起使用作为用户接口24的其他示范性输入设备和技术包括，但不限于，RS-232端口、RF连接、IR连接、调制解调器(电话、缆线或其他)。简言之，本公开预期用于信息与系统10通信信息的任何技术作为用户接口24。
图7图示了用于利用管理系统管理对象的当前睡眠期的方法700。所述系统包括一个或多个感官刺激器、一个或多个传感器以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为运行计算机程序模块。所述计算机程序模块包括睡眠参数模块、睡眠压力消散模块以及控制模块。以下提出的方法700的操作旨在是图示性的。在一些实施例中，方法700可以在具有未描述的一个或多个额外的操作的情况下和/或在不具有所讨论的操作中的一个或多个的情况下被实施。额外地，在图7中图示的和以下描述的方法700的操作的顺序并非旨在进行限制。
在一些实施例中，方法700可以被实施在一个或多个处理设备(例如，数字处理器、模拟处理器、被设计用于处理信息的数字电路、被设计用于处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其他机构)中。所述一个或多个处理设备可以包括响应于被以电子方式存储在电子存储介质上的指令而运行方法700的操作中的一些或全部的一个或多个设备。所述一个或多个处理设备可以包括被配置为通过硬件、固件和/或软件被专门设计以用于运行方法700的操作中的一个或多个的一个或多个设备。
在操作702处，生成输出信号，所述输出信号传达与对象在当前睡眠期期间的当前睡眠阶段有关的信息。在一些实施例中，由与(在图1中示出并且在本文中描述的)传感器18相同或相似的一个或多个传感器执行操作702。
在操作704处，确定睡眠压力。在一些实施例中，基于输出信号来确定一个或多个睡眠参数。所述一个或多个参数包括睡眠压力。所述睡眠压力与在当前睡眠期期间的对象中的慢波活动有关。在一些实施例中，由与(在图1中示出并且在本文中描述的)睡眠参数模块30相同或相似的计算机程序模块执行操作704。
在操作706处，确定指示睡眠压力消散的度量。所述度量指示在当前睡眠期期间的对象中的睡眠压力消散。所述度量是基于睡眠压力确定来确定的。在一些实施例中，由与(在图1中示出并且在本文中描述的)睡眠压力消散模块32相同或相似的计算机程序模块执行操作706。
在操作708处，感官刺激器被控制为调节对象中的慢波活动并且响应于指示睡眠压力消散已经达到消散阈值水平的所确定的睡眠压力消散度量来生成唤醒刺激。所述唤醒刺激包括感官刺激，所述感官刺激被配置为将对象从睡眠中唤醒。基于来自对象的一个或多个先前睡眠期的信息，和/或其他信息可以确定消散阈值水平。
在一些实施例中，操作708可以包括：经由用户接口接收与针对对象的睡眠期持续时间目标有关的信息；在当前睡眠期期间将感官刺激提供给对象以调节在对象中的慢波活动；并且控制一个或多个感官刺激器以调节对象中的慢波活动，使得睡眠期持续时间满足睡眠期持续时间目标。所述控制是基于睡眠期持续时间目标、所确定的睡眠压力消散度量以及消散阈值水平的。在一些实施例中，控制一个或多个感官刺激器以增大对象中的慢波活动引起睡眠压力消散度量的增大，并且控制一个或多个感官刺激器以减小对象中的慢波活动引起睡眠压力消散度量的减小。在一些实施例中，一个或多个感官刺激器被控制为当对象在当前睡眠期期间处于睡眠时和/或当对象在当前睡眠期之前处于醒着时将感官刺激提供给对象以调节对象中的慢波活动，使得睡眠期持续时间满足针对当前睡眠期的睡眠期持续时间目标。
在一些实施例中，由与(在图1中示出并且在本文中描述的)感官刺激器16和控制模块38相同或相似的感官刺激器和计算机程序模块执行操作708。
在权利要求中，被放置在括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。词语“包括”或“包含”不排除权利要求中列出的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。在列举若干单元的装置型权利要求中，这些单元中的若干可以被具体实施为一个相同的硬件项。元件前的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。在列举若干单元的任何装置型权利要求中，这些单元中的若干可以被实施为一个相同的硬件项。尽管某些元件被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示这些元件不能被组合使用。
尽管已经基于当前被认为是最实用和优选的实施例，出于图示的目的详细描述了本发明，但是应当理解，这样的详情仅出于所述目的，并且本发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖在权利要求的精神和范围之内的修改和等效布置。例如，应当理解，本发明预期任何实施例的一个或多个特征能够在可能的范围内与任何其他实施例的一个或多个特征进行组合。

Claims (15)

1.一种被配置为管理对象(12)的当前睡眠期的系统(10)，所述系统包括：
一个或多个感官刺激器(16)，其被配置为将感官刺激提供给所述对象；
一个或多个传感器(18)，其被配置为生成输出信号，所述输出信号传达与在所述当前睡眠期期间所述对象的当前睡眠阶段有关的信息；以及
一个或多个处理器(20)，其被配置为运行计算机程序模块，所述计算机程序模块包括：
睡眠参数模块(30)，其被配置为基于所述输出信号来确定一个或多个睡眠参数，所述一个或多个睡眠参数包括睡眠压力，所述睡眠压力与在所述当前睡眠期期间所述对象的慢波活动有关，所述睡眠压力指示在所述当前睡眠期期间所述对象对睡眠的剩余需要；
睡眠压力消散模块(32)，其被配置为确定指示在所述当前睡眠期期间所述对象的睡眠压力消散的度量，所述度量是基于所确定的睡眠压力来确定的；以及
控制模块(38)，其被配置为响应于所确定的睡眠压力消散度量指示出睡眠压力消散已经达到在所述当前睡眠期期间指示所述对象不需要额外睡眠的消散阈值水平而控制所述一个或多个感官刺激器以生成唤醒刺激，其中，所述唤醒刺激包括将所述对象从睡眠中唤醒的感官刺激。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制模块被配置为基于来自所述对象的一个或多个先前睡眠期的信息来确定所述消散阈值水平。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括用户接口(24)，所述用户接口被配置为接收与针对所述对象的睡眠期持续时间目标有关的信息；
其中，所述一个或多个感官刺激器被配置为在所述当前睡眠期期间将感官刺激提供给所述对象以调节所述对象中的慢波活动；并且
其中，所述控制模块被配置为控制所述一个或多个感官刺激器以调节所述对象中的慢波活动，使得睡眠期持续时间满足所述睡眠期持续时间目标，所述控制模块被配置为基于所述睡眠期持续时间目标、所确定的睡眠压力消散度量以及所述消散阈值水平来控制所述一个或多个感官刺激器。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述控制模块被配置为使得控制所述一个或多个感官刺激器以增大所述对象中的慢波活动引起更快的睡眠压力消散和所述睡眠压力消散度量的增大，并且被配置为使得控制所述一个或多个感官刺激器以减小所述对象中的慢波活动引起更慢的睡眠压力消散和所述睡眠压力消散度量的减小。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述控制模块被配置为控制所述一个或多个感官刺激器以当所述对象在所述当前睡眠期期间处于睡眠时和/或当所述对象在所述当前睡眠期之前处于醒着时将感官刺激提供给所述对象以调节所述对象中的慢波活动，使得所述睡眠期持续时间满足针对所述当前睡眠期的所述睡眠期持续时间目标。
6.一种用于利用管理系统(10)生成感官刺激以用于管理对象的当前睡眠期的方法，所述系统包括一个或多个感官刺激器(16)、一个或多个传感器(18)以及一个或多个处理器(20)，所述一个或多个处理器被配置为运行计算机程序模块，所述计算机程序模块包括睡眠参数模块(30)、睡眠压力消散模块(32)以及控制模块(38)，所述方法包括：
利用所述一个或多个传感器来生成输出信号，所述输出信号传达与在所述当前睡眠期期间所述对象的当前睡眠阶段有关的信息；
利用所述睡眠参数模块基于所述输出信号来确定一个或多个睡眠参数，所述一个或多个睡眠参数包括睡眠压力，所述睡眠压力与在所述当前睡眠期期间所述对象的慢波活动有关，所述睡眠压力指示在所述当前睡眠期期间所述对象对睡眠的剩余需要；
利用所述睡眠压力消散模块来确定指示在所述当前睡眠期期间所述对象的睡眠压力消散的度量，所述度量是基于所确定的睡眠压力来确定的；并且
响应于所确定的睡眠压力消散度量指示出睡眠压力消散已经达到在所述当前睡眠期期间指示所述对象不需要额外睡眠的消散阈值水平而利用所述控制模块来控制所述一个或多个感官刺激器以生成唤醒刺激，其中，所述唤醒刺激包括将所述对象从睡眠中唤醒的感官刺激。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括利用所述控制模块基于来自所述对象的一个或多个先前睡眠期的信息来确定所述消散阈值水平。
8.根据权利要求6所述的方法，还包括经由用户接口(24)接收与针对所述对象的睡眠期持续时间目标有关的信息；
在所述当前睡眠期期间利用所述一个或多个感官刺激器将感官刺激提供给所述对象以调节所述对象中的慢波活动；并且
利用所述控制模块控制所述一个或多个感官刺激器以调节所述对象中的慢波活动，使得睡眠期持续时间满足所述睡眠期持续时间目标，所述控制是基于所述睡眠期持续时间目标、所确定的睡眠压力消散度量以及所述消散阈值水平的。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，利用所述控制模块控制所述一个或多个感官刺激器以增大所述对象中的慢波活动引起更快的睡眠压力消散和所述睡眠压力消散度量的增大，并且利用所述控制模块控制所述一个或多个感官刺激器以减小所述对象中的慢波活动引起更慢的睡眠压力消散和所述睡眠压力消散度量的减小。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括利用所述控制模块控制所述一个或多个感官刺激器以当所述对象在所述当前睡眠期期间处于睡眠时和/或当所述对象在所述当前睡眠期之前处于醒着时将感官刺激提供给所述对象以调节所述对象中的慢波活动，使得所述睡眠期持续时间满足针对所述当前睡眠期的所述睡眠期持续时间目标。
11.一种被配置为管理对象(12)的当前睡眠期的系统(10)，所述系统包括：
用于将感官刺激提供给所述对象的单元(16)；
用于生成输出信号的单元(18)，所述输出信号传达与在所述当前睡眠期期间所述对象的当前睡眠阶段有关的信息；
用于基于所述输出信号来确定一个或多个睡眠参数的单元(30)，所述一个或多个睡眠参数包括睡眠压力，所述睡眠压力与在所述当前睡眠期期间所述对象的慢波活动有关，所述睡眠压力指示在所述当前睡眠期期间所述对象对睡眠的剩余需要；
用于确定指示在所述当前睡眠期期间所述对象的睡眠压力消散的度量的单元(32)，所述度量是基于所确定的睡眠压力来确定的；以及
用于响应于所确定的睡眠压力消散度量指示出睡眠压力消散已经达到在所述当前睡眠期期间指示所述对象不需要额外睡眠的消散阈值水平而控制用于提供感官刺激的单元以生成唤醒刺激的单元(38)，其中，所述唤醒刺激包括将所述对象从睡眠中唤醒的感官刺激。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，用于控制的单元被配置为基于来自所述对象的一个或多个先前睡眠期的信息来确定所述消散阈值水平。
13.根据权利要求11所述的系统，还包括用于接收与针对所述对象的睡眠期持续时间目标有关的信息的单元(24)；
其中，所述用于提供感官刺激的单元被配置为在所述当前睡眠期期间将感官刺激提供给所述对象以调节所述对象中的慢波活动；并且
其中，所述用于控制的单元被配置为控制所述用于提供感官刺激的单元以调节所述对象中的慢波活动，使得睡眠期持续时间满足所述睡眠期持续时间目标，所述用于控制的单元被配置为基于所述睡眠期持续时间目标、所确定的睡眠压力消散度量以及所述消散阈值水平来控制所述一个或多个感官刺激器。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述用于控制的单元被配置为使得控制所述用于提供感官刺激的单元以增大所述对象中的慢波活动引起更快的睡眠压力消散和所述睡眠压力消散度量的增大，并且被配置为使得控制所述用于提供感官刺激的单元以减小所述对象中的慢波活动引起更慢的睡眠压力消散和所述睡眠压力消散度量的减小。
15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述用于控制的单元被配置为控制所述用于提供感官刺激的单元以当所述对象在所述当前睡眠期期间处于睡眠时和/或当所述对象在所述当前睡眠期之前处于醒着时将感官刺激提供给所述对象以调节所述对象中的慢波活动，使得所述睡眠期持续时间满足针对所述当前睡眠期的所述睡眠期持续时间目标。
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