JP2020512904A - 睡眠状態の変化を誘発するための睡眠誘導装置および方法 - Google Patents

Abstract

ユーザーの睡眠セッション中に変化を誘発するための睡眠誘導装置であって、睡眠誘導装置は、ユーザーの生理学的特性を検出するための少なくとも１つのセンサーと、検出される生理学的特性を予測するための連続的な刺激をユーザーに提供するよう構成された刺激装置であって、連続的な刺激は、誘導パスを形成し、誘導パスは、ユーザーの睡眠セッション中に変化を誘発するためにユーザーが従うものである、刺激装置と、睡眠セッション中に検出された生理学的特性および提供された刺激の値を保存するよう構成されたメモリと、ユーザーの現在の睡眠状態を判定するようプログラムされた制御プログラムを含む処理ユニットであって、現在の睡眠状態は、少なくとも１つのセンサーによって測定された少なくとも１つの検出された生理学的特性に基づき、制御プログラムは、判定された現在の睡眠状態から他の睡眠状態への変化を誘発するために初期誘導パスを生成するようプログラムされた、処理ユニットと、を備え、制御プログラムは、睡眠セッション中に、予測された生理学的特性からの検出された生理学的特性の偏差を追跡するようプログラムされた追跡プログラムであって、予測された生理学的特性は、最初に提供された誘導パスに基づく、追跡プログラムと、追跡された偏差が既定のマージンを越える場合に、ユーザーの同じ睡眠セッション中に最初に提供された誘導パスを更新された誘導パスに調整するようプログラムされた調整プログラムと、を備える、睡眠誘導装置。

Description

本発明は、ユーザーの睡眠セッション中に変化を誘発する睡眠誘導装置、および睡眠セッション中にユーザーの睡眠状態の変化を誘発する方法に関する。

特許文献１は、効率的な睡眠を獲得し、睡眠時間をより生産的に使用する方法および装置を開示している。睡眠者の選択された生理学的特性を監視することにより、睡眠者がどの睡眠段階にあるか、睡眠者が別の睡眠段階に移行した場合、および睡眠者が睡眠導入システムのリードに従っているかどうかを判断できる。睡眠導入システムは、睡眠に影響を与えて変化を誘発する感覚刺激を提供する。装置を効果的に使用する前に、睡眠中の感覚刺激に対する睡眠者の生理学的および睡眠パターンの応答を決定するために、装置を較正する必要がある。この較正手順から、個別化された睡眠者プロファイルが確立される。プロファイルには、睡眠中に睡眠者を整調し、導くための刺激設定が含まれている。使用中、プロファイルが睡眠者を新しい睡眠段階に導くことに失敗した場合、システムは、新しい睡眠段階に到達するまで睡眠者を導き続ける。

既知の装置の欠点は、必要な較正時間が比較的長いことである。既知の装置が効率的に機能するためには、まず、感覚刺激にさらされた場合に睡眠者の生理学的特性または睡眠パターンがどのように変化するか、そして睡眠者の睡眠サイクルに対する最適な期間とパターンを学習する必要がある。この学習は、装置の較正によって実行される。

既知の装置のさらなる欠点は、突然または偶然に変化したユーザーの状況に適応しないことである。たとえば、装置は、ユーザーが風邪をひいたという偶発的に変化した状況に適応しない。あるいは、ユーザーが忙しかった日、深夜のスポーツ活動をしたり、時差ぼけの場合、その後は、平均または個別の睡眠プロファイルと比較して著しく異なる睡眠プロファイルが生じる場合がある。ユーザーの睡眠パートナーも平均睡眠プロファイルに影響を与える可能性があり、一般的に睡眠プロファイルは、たとえば冬季と夏季で異なる。このような変化した状況では、既知の装置では十分な速さを予測できない。

米国特許第７，０４１，０４９号明細書

本発明の一般的な目的は、上述の欠点を少なくとも部分的に除去すること、および／または使用可能な代替物を提供することである。より具体的には、本発明の目的は、使用の最初の夜から首尾よく使用できる睡眠誘導装置を提供すること、および／またはユーザーの睡眠プロファイルが平均睡眠プロファイルとは異なる場合に適応する睡眠誘導装置を提供することである。本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の睡眠誘導装置により達成される。

本発明によれば、ユーザーの睡眠セッション中に変化を誘発するように構成された睡眠誘導装置が提供される。睡眠セッション中の変更とは、第１の睡眠状態から第２の睡眠状態への変更を意味する。変化は、例えば、ノンレム睡眠段階中の呼吸数の変化である場合がある。

本明細書中では、睡眠セッションは、例えばベッドに入るかソファに横たわるなど睡眠状態になってから、例えばベッドから出るか、ソファから出るなど目覚めるまでの期間におよぶことに留意されたい。

特に、睡眠誘導装置は、いわゆる睡眠段階移行と呼ばれる変化を誘発するように構成され、これは、軽い睡眠段階から深い睡眠段階、またはレム睡眠からノンレム睡眠段階等の第１睡眠段階から第２睡眠段階への変化を意味する。

睡眠誘導装置は、ユーザーの心理的特徴を検出するための少なくとも１つのセンサーを含む。このような生理学的特性は、呼吸数、心拍数、体の動き、またはユーザーの睡眠プロファイルを制御するのに関心があるかもしれない他の生理学的特性であり得る。

睡眠誘導装置は刺激装置を含む。刺激装置は、睡眠セッション中に連続した刺激をユーザーに提供するように構成されている。刺激装置は、継続的にユーザーに刺激を提供できる。刺激装置は、検出される生理学的特性を予測するための連続的な刺激を提供し、ユーザーを誘導する。特に、ユーザーは、誘導パスを介して連続した刺激によって誘導され、ユーザーは、誘導パスに従い、ユーザーの睡眠セッション中に変化を誘発し、例えばユーザーの第１睡眠状態から第２睡眠状態へとユーザーを誘導する。好ましくは、誘導パスは、第１睡眠状態から第２睡眠状態へのスムーズかつタイムリーな移行を提供するように構成される。ユーザーによるこの誘導パスの「フォロー」は、無意識のうちに行われることが望ましいことに留意されたい。単語のより一般的な意味とは対照的に、刺激装置はユーザーをリラックスさせることを目的としている場合があることにさらに留意されたい。睡眠誘導装置には複数の刺激装置を含めることができる。
複数の刺激装置が同時にアクティブになり、刺激装置が並行して動作する場合がある。

睡眠誘導装置は、睡眠セッション中にデータを保存するための少なくとも１つのメモリを含む。メモリは、検出された生理学的特性の値を保存し、睡眠中に刺激を提供するように構成されている。メモリは、例えば、提供された刺激と対応する生理学的特性の履歴記録を計算することができる。好ましくは、この履歴記録は、リアルタイムで更新される。

睡眠誘導装置は、装置を操作するための制御ユニットとも呼ばれる処理ユニットを含む。処理ユニットには、睡眠セッション中のユーザーの現在の睡眠状態を判断するようにプログラムされた制御プログラムが含まれている。現在の睡眠状態は、少なくとも１つのセンサーによって測定された少なくとも１つの検出された生理学的特性に基づいている。現在の睡眠状態は、リアルタイムの測定値に依存する場合があり、メモリに保存されている測定値の履歴記録にも依存する場合がある。例えば、軽い睡眠から深い睡眠に移行する場合、ユーザーの心拍数は低下し、レム睡眠に達すると再び上昇する。リアルタイムの測定値のみに基づく場合、ユーザーが起きているのかレム睡眠中なのかを判断するのは難しい場合がある。そのため、現在の睡眠状態は、リアルタイムの測定値と測定値の履歴記録との組み合わせによって決定される場合がある。

制御プログラムは、決定された現在の睡眠状態から別の睡眠状態への変化を誘発するための初期誘導パスを生成するようにさらにプログラムされる。初期誘導パスは、たとえば、正常に実行された以前の誘導パスと同じとすることができ、または事前にプログラムされた多数の誘導パスから選択することもできる。

さらに、制御プログラムは、睡眠セッション中に、最初に提供された誘導パスまたは更新された誘導パスに基づいて予測される生理学的特性から、検出された生理学的特性の偏差を追跡するようにプログラムされる追跡プログラムを含む。したがって、予測される生理学的特性は、現在またはリアルタイムのアクティブ化された誘導パスに基づく場合がある。たとえば、ユーザーの呼吸数は、開始された誘導パスに基づいて、時間の関数として特定の予想軌跡を持っている場合がある。測定された呼吸数と予測される呼吸数との偏差は、追跡プログラムによって追跡できる。さらに、制御プログラムは、追跡された偏差が所定のマージンを超える場合、ユーザーの睡眠セッション中に最初に提供された誘導パスを更新された誘導パスに合わせるようにプログラムされる調整プログラムを含む。更新された、またはユーザーモーメント固有誘導パスは、例えば、次の値の少なくとも１つに基づいて決定される：以前に開始された誘導パス、刺激のリアルタイム有効性とその履歴記録、検出された生理学的特性および予測された生理学的特性の間のリアルタイム偏差およびその履歴記録、有効な誘導パスの履歴記録、および／または前記有効な誘導パスが開始されたときのユーザーの生理学的特性の履歴記録。履歴記録は、現在の睡眠セッションまたはより長い期間にわたる場合がある。

調整プログラムは、追跡された偏差が所定のマージンを超える場合、ユーザーの睡眠セッション中に更新された誘導パスをさらに更新された誘導パスに調整することもできる。

所定のマージンは、ユーザーに依存してもよい。例えば、ユーザーが目覚めた後の睡眠体験を評価する実施形態が考えられる。ユーザーが自分の修正が速すぎると感じたと判断された場合、マージンはより大きな値に設定される。

本発明による睡眠誘導装置の利点は、最初の使用であっても、ユーザーの睡眠セッション中に既に変化を誘発するために使用できることである。特許文献１の装置と比較して、本発明による睡眠誘導装置は、同じ睡眠セッション中に別の誘導パスに適合可能な誘導パスで睡眠セッション中に動作する。誘導パスの適応はリアルタイムで導入でき、次の睡眠セッションに延期されない。

たとえばクエリに基づいて初期誘導パスが選択されるセットアップ段階があるが、主に個々のユーザーの睡眠特性（非限定的に、優先睡眠プロファイル、さまざまな睡眠段階での生理学的特性、効率的な刺激、効率的な誘導パスを含む）に関する知識を睡眠誘導装置のメモリに転送するためのトレーニング期間は必要ない。睡眠誘導装置は、使用中にこの知識を取得し、同じ睡眠セッション中に、装置はすでにより効率的かつ効果的に機能するようにユーザーに適合される。

本発明による睡眠誘導装置のさらなる利点は、これらの適応特性が長期間の使用後も存在し続ける可能性があることである。睡眠誘導装置は、ユーザーの睡眠プロファイルが平均または通常の睡眠プロファイルから逸脱した状況を認識でき、必要に応じて刺激装置によって提供される刺激を適応させることができる。これは、たとえば夢遊病や、トイレに行ったり、子供に授乳したりするための夜間の起床、病気にかかっていたり、血中アルコール濃度が高いユーザー、またはその他の理由により不規則な睡眠セッションを持つユーザーにとって有益である。睡眠誘導装置は、現在の睡眠セッションが平均睡眠セッションから逸脱していることを認識し、一晩中、誘導パスをそれに応じて調整する。

例えば、ユーザーがフィードバックを提供できるように、ユーザーとの対話性がある場合の実施形態が考えられる。睡眠誘導装置は、ユーザーが目覚めた後、特定の夜に起きた睡眠行動の逸脱が、一度だけ起きたイベントであるか、または次の睡眠セッションにも起こりうるかどうかを学習することができる。

睡眠セッションを開始する前に、ユーザーは、例えば、ストレスの多い一日を過ごしたために、平均睡眠プロファイルとは異なる睡眠プロファイルが予測されることを睡眠誘導装置に通知できる実施形態も考えられる。

本発明による睡眠誘導装置の実施形態では、調整プログラムは、事前プログラムされた誘導パスのグループから更新された誘導パスまたは初期誘導パスを選択する。任意の数の誘導パスを事前にプログラムすることができる。ユーザーの睡眠セッション中のさまざまな変更に対して、さまざまな誘導パスを使用することができる。一般的に、最適な誘導パスはユーザーに大きく依存し、一部のユーザーは、眠りにつくために他のユーザーよりも多くの時間、または別の誘導パスを必要とする。

本発明による睡眠誘導装置の一実施形態では、調整プログラムは、新規の誘導パスを開発するようにプログラムされている。調整プログラムは、誘導パスが生理学的特性の関数である式によって、誘導パスを生成するようにプログラムすることができる。生理学的特性は、誘導パスを計算して生成するための数学関数のパラメーターである場合がある。これにより、ユーザーへの誘導パスを最適に調整し、ユーザー固有の誘導パスを作成することができる。

本発明による睡眠誘導装置の実施形態では、最初に提供された誘導パスの有効性は偏差によって生成され、調整プログラムは、有効性が所定のマージンを下回る場合に初期誘導パスを調整する。有効性は、たとえば、リアルタイムの偏差、一定期間にわたる偏差の広がり、または平均偏差から得られる。したがって、偏差を調整プログラムの開始に直接使用することはできないが、調整プログラムの開始に間接的に使用することもできる。

本発明による睡眠誘導装置の一実施形態では、睡眠セッションの変化により、ユーザーは眠りに落ちる、すなわち、誘導パスは、完全に覚醒した状態から少なくとも軽度の睡眠状態への変化を誘導する。睡眠誘導装置は、たとえば、睡眠セッションの開始時、または睡眠セッション中にユーザーが目覚めた後、ユーザーが眠りに落ちるのを助ける。

本発明による睡眠誘導装置の一実施形態では、睡眠状態は、単一または複数の生理的特性によって決定される。たとえば、心拍数、呼吸数、脳波活動、体の動き、目の動き、および／またはユーザーが生成するノイズを使用して、ユーザーの睡眠状態を判断することができる。

本発明による睡眠誘導装置の一実施形態では、装置は、構成要素を収容するハウジングを備え、刺激装置は、頻繁に本体を拡張および収縮させてユーザーの呼吸数に影響を与える刺激リズムをユーザーに提供する刺激機構を備える。本体は、例えば枕またはマットレスとして形成することができ、本体は、柔らかい外皮を有する。ユーザーは、例えば、本体にユーザーのへこみを作ることができる。

しかしながら、任意の刺激装置を使用して、刺激をユーザーに提供することができ、刺激装置はユーザーの体外にあり、または刺激装置はユーザーの体に適用されたり、複数の刺激装置があってもよい。

本発明はさらに、上記の睡眠誘導装置を使用して、睡眠セッション中にユーザーの睡眠状態の変化を誘発する方法に関し、この方法は以下のステップを含む。
− 睡眠セッション中にユーザーの少なくとも１つの生理学的特性を監視するステップ。
− 睡眠セッション中に検出されたユーザーの生理学的特性の値を保存するステップ。
− 少なくとも１つの監視された生理学的特性に基づいて、たとえば履歴データに基づいて、ユーザーの現在の睡眠状態を決定するステップ。
− ユーザーの睡眠状態の変化が誘発されるように、ユーザーを第１睡眠状態から第２睡眠状態に導く初期誘導パスを形成する連続的な刺激を提供することによりユーザーを刺激するステップ。
−睡眠セッション中に提供された初期誘導パスの値を保存し、履歴データを更新するステップ。
−睡眠セッション中に、検出された生理学的特性と、最初に提供された誘導パスまたは更新された誘導パスに基づいて予測される生理学的特性との間の偏差を追跡するステップ。
−最初に提供された誘導パスの追跡された偏差が所定のマージンを超える場合に、同じ睡眠セッション中に最初に提供された誘導パスを更新された誘導パスに調整するステップ。

本発明による方法の一実施形態では、最初に提供された誘導パスを更新された誘導パスに調整するステップは、睡眠誘導装置をユーザーと同期させるステップを含み、この同期は以下の反復ステップを含む。
− 異なる連続刺激を提供することにより、ユーザーを刺激するための異なる誘導パスを選択するステップ。
− 検出された生理学的特性と、現在提供されている異なる誘導パスに基づいて予測される生理学的特性との偏差を追跡するステップ。
− 偏差がまだ所定のマージンを超えている場合、さらに別の異なる誘導パスで選択および追跡のステップを繰り返すステップ。
− 偏差が減少した場合、更新された誘導パスを生成するステップ。
−更新された誘導パスを使用して、睡眠セッション中に方法を続行するステップ。

本発明は、添付の図面を参照してより詳細に説明される。図面は、本発明による実用的な実施形態を示しており、本発明の範囲を限定するものとして解釈されることはない。示された実施形態とは別に特定の特徴も考慮され、示された実施形態だけでなく、添付の特許請求の範囲に含まれるすべての実施形態の共通の特徴として、より広い文脈で限界特徴として考慮されてもよい。

本発明による睡眠誘導装置およびユーザーを概略的に示す。 本発明の一実施形態による睡眠誘導装置を使用する方法のフロー図を示す。 ユーザーを第１睡眠状態から別の睡眠状態に誘導する誘導パスを概略的に示す。 ユーザーを第１睡眠状態から別の睡眠状態に誘導するための代替誘導パスを概略的に示す。

図１に示されるのは、ユーザー１００の睡眠セッション中に変化を誘発するための睡眠誘導装置の実施形態であり、睡眠誘導装置は、刺激装置本体２００と、ユーザー１００の生理学的特徴を検出するための２つのセンサー：心拍数モニター３１０、および呼吸数モニター３２０を含む。図１の実施形態では、刺激装置本体２００は、ユーザーの呼吸速度に影響を与えるために、刺激装置本体を頻繁に拡張および収縮させて刺激リズムをユーザーに提供する刺激機構（見えない）を含む。睡眠誘導装置は、電気部品などの部品を収納するためのハウジングをさらに備える。

より具体的には、図１の睡眠誘導装置は、ピーナッツ型の枕として形成された刺激装置本体を有し、刺激装置本体は柔らかい外皮を有し、睡眠誘導装置は、収縮と拡張を交互に行うことによって、人の呼吸リズムをシミュレートするように構成される。しかし、光、音、振動、温度変化、またはユーザーが体験できるその他の刺激など、さまざまな方法でユーザーを刺激する多くの代替の刺激装置本体を使用することができる。

装置が図１に見えるピーナッツ型の枕を備える場合、睡眠誘導装置を使用するユーザーは、睡眠セッション中にベッドに横たわり、枕をへこませるか、枕を体に密着させることが好ましい。

さらに、睡眠誘導装置は、検出された生理学的特性の値を記憶するように構成され、睡眠セッション中に刺激を提供するメモリと、処理ユニットとを備える。

さらに、睡眠誘導装置は、ユーザーの現在の睡眠状態を決定するようにプログラムされた制御プログラムを含む処理ユニットを備え、現在の睡眠状態は、少なくとも１つのセンサーによって測定された少なくとも１つの検出された生理学的特性に基づいており、制御プログラムは、決定された現在の睡眠状態から別の睡眠状態への変化を誘発するための初期誘導パスを生成するようにプログラムされている。制御プログラムは、予測された生理学的特性に対する検出された生理学的特性の偏差を睡眠セッション中に追跡するようにプログラムされた追跡プログラムであって、予測された生理学的特性は、最初に提供された誘導パスに基づく追跡プログラムと、ユーザーの睡眠セッション中に、追跡された偏差が事前に定義されたマージンを超えた場合、最初に提供された誘導パスを更新された誘導パスに調整するようプログラムされた調整プログラムと、を備える。メモリおよび処理ユニットは、例えば、刺激装置本体２００の内部に配置することができる。処理ユニットは、心拍数３１０および呼吸数３２０モニターから入力を受信し、これらの入力に基づいてユーザーの睡眠状態を決定することができる。

睡眠誘導装置は、変化を誘発し、連続する刺激でユーザーを刺激し、前記連続する刺激を介して誘導パスを形成することにより、ユーザーの睡眠状態に影響を与えることができる。この誘導パスは、たとえば図２を参照してよりよく理解できるように、刺激装置のシミュレートされた呼吸リズムによって定義される。

図２に示されているのは、睡眠セッション中にユーザーの睡眠状態の変化を誘発するための睡眠誘導装置の例示的な方法の流れ図である。最初に、非再発および非表示のステップを使用した後、セットアップフェーズが定義される。この段階は通常、使用開始前に１回だけ実行されるが、何度でも実行することができる。セットアップフェーズでは、特定のユーザーに対して事前にプログラムされた誘導パスを選択することができる。任意の数の誘導パスを睡眠誘導装置にプログラムすることができ、睡眠誘導装置を使用する場合にユーザーが従うさまざまな誘導パスを提供する。セットアップ段階では、さまざまな誘導パスのうちの１つを初期誘導パスとして選択できる。セットアップ段階は、非常に最小限であり、たとえば、希望の睡眠位置、就寝から入眠までの推定時間、一晩の希望睡眠量、安静時の心拍数などの質問に答えるだけで済む。選択的に、位置変更の頻度、夢遊病、および／または睡眠中の会話に関する質問など、いくつかの質問をユーザーのパートナーに尋ねることもできる。

代替的または追加的に、セットアップ段階は、刺激装置を作動させずに、１つまたは複数の睡眠セッション中に睡眠誘導装置のセンサーを装着することを含んでもよく、人の自然な誘導パスを測定することができ、適切な誘導パスを選択できるように、例えばこの睡眠セッションは、１週間以上に及ぶこともある。

使用する場合、睡眠誘導装置は、ユーザーの少なくとも１つの生理学的特性を監視することから始まる（図２のステップ１）。これらの生理学的特性には、たとえば、心拍数、呼吸数、眼球運動、発生したノイズ、体温、脳波パターン、またはその他の生理学的特性の測定が含まれる。

睡眠セッション中に検出されたユーザーの生理学的特性の値は、睡眠誘導装置のメモリに保存される。

これらの監視された生理学的特性に基づいて、睡眠状態が決定される。睡眠状態を判断するために、単一の生理学的値を使用することも、複数の生理学的値を使用することもできる。よく使用される睡眠段階には、完全覚醒、ノンレム睡眠（ＮＲＥＭ ）、およびレム睡眠（ＲＥＭ）が含まれる。ノンレム睡眠は、さらにＮＲＥＭ １、ＮＲＥＭ ２、ＮＲＥＭ ３、ＮＲＥＭ ４の４つの睡眠段階に分類することができる。これらの６つの睡眠段階の多くは、個々のユーザーの睡眠状態として定義できる。このように、「睡眠状態」という用語には、睡眠に関する文献で認識されている６つの睡眠段階だけでなく、ユーザー個別のこれらの段階の間のより細かい状態も含まれる。前述のように、睡眠状態の変化は睡眠段階の変化に限定されるだけでなく、たとえば、レム睡眠中のユーザーの呼吸数の変化も含み、ユーザーの状態を変化させる。

睡眠状態が決定されると、２つの連続したループが睡眠誘導装置によって実行される。

第１のループに入る次のステップでは、ユーザーと刺激装置は、たとえば刺激装置の刺激速度をユーザーの呼吸速度に適合させることにより、互いに同期またはペース調整される。一般に、ユーザーの睡眠状態がこのペース段階で変化する必要はないが、変化することもありうる。

継続した時間が経過してもユーザーが刺激装置と同期しない場合、監視された生理学的特性の値は、適用された同期アルゴリズムが有効ではなかったという情報と組み合わさって、睡眠誘導装置のメモリに保存される（ステップ６ｂ）。そして新しい同期アルゴリズムが開発される。つまり、同期アルゴリズムが調整される。ユーザーと刺激装置を相互に同期するこの第１のループは、刺激装置がユーザーと同期するまで、またはユーザーが刺激装置と同期するまで、同期アルゴリズムの有効性を保存するたびに繰り返される。

ユーザーと刺激装置が同期していると判断されると、第２のループに入り、睡眠セッション中にユーザーの睡眠状態の変化を誘発し、好ましくは無意識のうちに誘導パスをたどるようにユーザーを刺激する。

連続的な刺激でユーザーを刺激することにより、ユーザーの睡眠状態の変化が誘発されるように、ユーザーを第１の睡眠状態から第２の睡眠状態に導く初期誘導パスが形成される。ユーザーの睡眠状態のこの変化は、例えば、連続的に、または増分ステップで、刺激装置によってシミュレートされた呼吸数を徐々に下げることによって達成できる。例えば、ユーザーを完全覚醒からＮＲＥＭ １睡眠に誘導する際、刺激装置によってシミュレートされる呼吸数は、数分またはそれ以上の時間をかけて、毎分１０呼吸から毎分８呼吸までゆっくりと変化する。これは、ユーザーに呼吸頻度を低下させるように刺激し、睡眠を誘発して、ユーザーの入眠待機時間を低下させる。誘導段階では、生理学的特性が継続的に監視され、睡眠者が刺激装置によって開始された誘導パスに従っているかどうかが判断される。

ユーザーの睡眠セッション中に初期誘導パスを提供しながら、提供された初期誘導パスの値と監視された生理学的特性がメモリに保存される。

これらの保存された値から、検出された生理学的特性と予測された生理学的特性との偏差を追跡でき、予測された生理学的特性は、最初に提供された誘導パスに基づく。

ユーザーが追従していること、すなわち、ユーザーの呼吸数が所定のマージンより小さい偏差で刺激装置の呼吸数に追従していることが確認されると、特定のパラメーター、たとえば測定された心拍数および呼吸数、シミュレートされた呼吸数および刺激装置のシミュレートされた呼吸数の変化率、およびユーザーが所望の睡眠状態に達するまでにかかった時間は、適用された誘導パスの有効性を示す値とともに、睡眠誘導装置のメモリに保存される。

継続した時間が経過してもユーザーが刺激装置に追従しない場合、つまり、最初に提供された誘導パスの追跡された偏差が所定のマージンを超える場合、特定のパラメーターは、適用された誘導パスが効果的ではなかったという知識とともに、睡眠誘導装置のメモリに保存される。

予測される生理学的特性と測定された生理学的特性との間の偏差を考慮する際、最初に提供された誘導パスの有効性は、決定された偏差から生成され得る。制御プログラムの調整プログラムは、有効性が事前に定義されたマージンを下回った場合に、最初の誘導パスを調整することができる。

効果のない刺激でユーザーを刺激し続けるのではなく、深い眠りが必要なときに目覚めに向かっているなど、ユーザーを間違った方向に誘導しているというリスクをとって、睡眠セッション中に、つまり同じ睡眠セッション中に、ユーザーに最初に提供された誘導パスを更新された誘導パスへ調整することができる。この更新された誘導パスは、事前にプログラムされた誘導パスのグループから選択するか、新しい誘導パスを開発するように調整プログラムをプログラムすることができる。

したがって、最初に提供された誘導パスの追跡された偏差が所定のマージンを超える場合、睡眠誘導装置は、開始された誘導パスを厳密に追従せず、誘導パスを適合させ、異なる調整された誘導パスを作成する。

図２は、ここで、ユーザーの入眠待機時間が低減される特定の例を使用して説明され、睡眠誘導装置は、より早く眠りに落ちるためにユーザーによって使用される。以下の説明では、ユーザーは、完全覚醒睡眠段階からＮＲＥＭ １睡眠段階に誘導され、ユーザーは軽く眠り、ユーザーの睡眠状態が変わる。睡眠セッションの変化により、ユーザーは眠りにつくことができ、誘導パスは、完全覚醒状態から少なくとも軽い睡眠状態への変化を引き起こす。この例では、ユーザーは、睡眠誘導装置の使用に精通しており、睡眠誘導装置は、すでにセットアップされているため、同期、つまり上述の第１のループが比較的速く実行される。

例えば夜の睡眠を始めるために、ユーザーがベッドに足を踏み入れると、センサーが作動し、ユーザーの生理学的特徴の検出を開始する。たとえば、心拍数モニターと呼吸モニターを使用することができる。モニターは、ユーザーの生理学的特性を監視し、ユーザーが完全に覚醒していることを確認する。ユーザーを眠らせるには、まずユーザーのペースを調整し、ユーザーをリラックスさせ、刺激装置をユーザーと同期させる。たとえば、刺激装置は、連続する時間、例えば２〜１０分間の間、毎分１０呼吸の呼吸数をシミュレートできる。ユーザーのペースを調整している間、ユーザーが刺激装置と同期しているかどうかを判断するために、ユーザーの心拍数と呼吸数が継続的に監視される。

ユーザーと刺激装置が同期していることが確認されると、最初に測定された心拍数と呼吸数、刺激装置の適用された呼吸数、ユーザーが同期するまでにかかった時間が睡眠誘導装置のメモリに保存される。

次のステップでは、睡眠者を完全覚醒睡眠段階からＮＲＥＭ １睡眠段階に導き、ユーザーの睡眠状態を変更する。例えば、図３を参照すると、ユーザーがしばらく首尾よく睡眠誘導装置を使用している場合、いったんユーザーが刺激装置と同期され、誘導パス、または呼吸頻度を徐々に減らす先導アルゴリズムによって睡眠者を完全覚醒からＮＲＥＭ １睡眠へ導きくまで、通常、５〜１０分かかることがわかった。夜が「通常」または「普通」に分類できる場合の好ましい誘導パスは、図３で視覚化されており、縦軸は呼吸数を時間の関数として表している。図３では、実線は、刺激装置の呼吸数を示し、破線は、ユーザーの呼吸数の例を示している。この例では、ユーザーの呼吸数は、刺激装置の呼吸数に比べて遅れているが、一般的には刺激装置の速度によく追従し、追跡される偏差は比較的小さい。タイムスタンプＴ４では、ユーザーは完全覚醒睡眠段階から軽い睡眠段階に移行した。

特定のユーザーの場合、図３に示す誘導パスは、通常の条件下では最適な誘導パスと見なされる場合があることに留意されたい。しかし、別のユーザーにはこの誘導パスは機能しない場合がある。多くの異なる誘導パスを想定することができる。特定のユーザーが異なる誘導パスを実験し、どの誘導パスが最適かを判断できるように、睡眠誘導装置に多数の誘導パスを事前にプログラムすることが望ましい。

図４に示されているのは、継続した時間が経過しても、ユーザーが誘導パスを満足のいく方法でたどらない場合である。通常の好ましい誘導パスに睡眠者が従わない理由はたくさんある。これらに限定されないが、ユーザーが風邪などの病気にかかっている、ユーザーのパートナーが風邪などの病気にかかっている、通常より環境騒音が大きい、血中アルコール濃度が高い、ストレスがかかった日、リラックスした日、睡眠誘導装置がユーザーの特定の好みに十分に適合していないなどの理由である。

図４では、ユーザーの呼吸数が再び破線で示され、刺激装置の呼吸数が実線で示されている。

図４の時間Ｔ１において、睡眠誘導装置は、ユーザーが開始された誘導パスに従わないこと、すなわち最初に提供された誘導パスに対する偏差が所定のマージンを超えたことを認識する。最初に開始された誘導パスは、時間Ｔ１で停止し、更新され、調整された誘導パスが同じ睡眠セッション中に開始される。これは、時間Ｔ１で直接行われる場合がある。または、睡眠誘導装置は、ユーザーの自然な睡眠行動を観察するためにしばらく待つ場合がある。

この新しく決定され、調整された誘導パスは、最初の誘導パスとは異なるパスに従う。たとえば、図３に示した初期誘導パスでは、呼吸数が直線的かつ連続的に減少した後、呼吸数が毎分１０呼吸から８分間で毎分８呼吸に徐々に減少する。更新された誘導パスは、たとえば、正弦波、連続的に減少するなどの低速、高速、または非線形であるか、段階的なアプローチに従う場合がある。

図４で、ユーザーが最初の誘導パスに従っていないことが確認されると、図２からわかるように、ユーザーは再び同期される。これには、たとえば時間Ｔ２まで時間がかかる場合がある。時間Ｔ２に、更新された誘導パスが開始され、ユーザーを別の睡眠状態に誘導する。図４に示す例では、更新された誘導パスは、最初はユーザーの呼吸数を徐々に増加させ、その後、再び減少させる。図４の例では、この調整された誘導パスが有効であり、ユーザーは時間Ｔ４で新しい睡眠状態に到達する。

図２を参照すると、最初に提供された誘導パスを更新された誘導パスに調整するステップは、睡眠誘導装置をユーザーと同期させるステップを含む。この同期ループには、異なる連続刺激を提供することでユーザーを刺激するために異なる誘導パスを選択し、現在提供されている異なる誘導パスに基づいて、検出された生理学的特性と期待される生理学的特性の偏差を追跡する反復ステップが含まれる。

偏差がまだ所定のマージンを超えている場合、選択と追跡のステップは、さらに別の異なる誘導パスで繰り返される。

更新された誘導パスで偏差が減少した場合、更新された誘導パスが適用される。

誘導パスを更新した後、当該方法は、睡眠セッションは中断されずに、更新された誘導パスで続行される。

図２を参照するとともに、図３と図４には、初期誘導パスがどのように開始されるかと、誘導パスの実行中にユーザーの生理学的特性が監視されたことが示されている。初期誘導パスが有効な場合、図３の状況では、ユーザーが刺激装置によって指示された呼吸数に従っていると判断され、新しい睡眠状態にすぐに到達する。これは保存され、プロセスは終了する場合がある。

図４の状況では、誘導パスが開始され、ユーザーの生理学的特性も測定される。しかし、図４の状況では、ユーザーは開始された誘導パスに従わず、更新された誘導パスが開始され、その後ユーザーと刺激装置が再び同期される。

睡眠セッション中に更新された誘導パスが確立された場合、およびたとえばトイレに行った後、または睡眠セッションが騒音、光などの外的要因によって妨害されたなど同じ睡眠セッション中に２度目にユーザーが起きた場合、初期誘導パスが有効ではなかったことがメモリに保存されていたため、更新された誘導パスがすぐに実行できる。

本明細書では、用語「含む」（およびその文法的変形）は、「〜からなる」という排他的な意味ではなく、「有する」または「含む」という包括的な意味で使用されることに留意されたい。

特に明記しない限り、特定の実施形態に関して、または特定の実施形態に関連して説明した特徴および態様は、他の実施形態の特徴および態様と適切に組み合わせることができることにさらに留意されたい。

本発明は特定の実施形態を参照して開示されたが、この説明を読むことにより、当業者は技術的観点から可能であるが上記で説明し、以下にクレームする本発明の範囲から逸脱しない変更または修正を理解するであろう。

本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができ、それらの要素を均等物で置き換えることができることを当業者は理解するであろう。特に、例示的な実施形態として提供される例示の実施形態に関して修正を行うことが可能である。特定の状況に適応するために、本発明の範囲内から逸脱することなく、本発明の教示内で変更を行うことができる。

したがって、本発明は、上記の詳細な説明に開示および図示された特定の実施形態に限定されず、本発明は、上記のおよび添付の特許請求の範囲に規定される範囲内にあるすべての実施形態を含む。

１００ ユーザー
２００ 刺激装置本体
３１０ 心拍数モニター
３２０ 呼吸数モニター

Claims (10)

1. ユーザーの睡眠セッション中に変化を誘発するための睡眠誘導装置であって、前記睡眠誘導装置は、
   前記ユーザーの生理学的特性を検出するための少なくとも１つのセンサーと、
   検出される生理学的特性を予測するための連続的な刺激を前記ユーザーに提供するよう構成された刺激装置であって、連続的な刺激は、誘導パスを形成し、前記誘導パスは、前記ユーザーの前記睡眠セッション中に変化を誘発するために前記ユーザーが従うものである、刺激装置と、
   前記睡眠セッション中に検出された生理学的特性および提供された刺激の値を保存するよう構成されたメモリと、
   前記ユーザーの現在の睡眠状態を判定するようプログラムされた制御プログラムを含む処理ユニットであって、現在の睡眠状態は、前記少なくとも１つのセンサーによって測定された少なくとも１つの検出された生理学的特性に基づき、制御プログラムは、判定された現在の睡眠状態から他の睡眠状態への変化を誘発するために初期誘導パスを生成するようプログラムされている、処理ユニットと、
   を備え、
   前記制御プログラムは、
   前記睡眠セッション中に、予測された生理学的特性に対する検出された生理学的特性の偏差を追跡するようプログラムされた追跡プログラムであって、予測された生理学的特性は、最初に提供された誘導パスに基づく、追跡プログラムと、
   追跡された偏差が既定のマージンを越える場合に、前記ユーザーの同じ睡眠セッション中に前記最初に提供された誘導パスを更新された誘導パスに調整するようプログラムされた調整プログラムと、
   を備える、睡眠誘導装置。
2. 前記調整プログラムが事前にプログラムされた誘導パスのグループから前記更新された誘導パスを選択する、請求項１に記載の睡眠誘導装置。
3. 前記調整プログラムは、前記誘導パスが前記生理学的特性の関数である式によって誘導パスを生成するようプログラムされている、請求項１に記載の睡眠誘導装置。
4. 前記最初に提供された誘導パスの有効性が前記偏差によって生成され、かつ前記有効性が事前に定められたマージンを下回る場合に、前記調整プログラムが前記初期誘導パスを調整する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の睡眠誘導装置。
5. 前記睡眠セッション中の変化によりユーザーが眠りに落ちる、すなわち前記誘導パスが完全覚醒状態から少なくとも軽い睡眠状態への変化を誘発する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の睡眠誘導装置。
6. 前記睡眠状態が単一のまたは複数の生理学的特性によって判定される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の睡眠誘導装置。
7. 前記睡眠誘導装置が構成要素を収容するためのハウジングを備え、前記刺激装置が、本体を頻繁に拡張および収縮するための刺激機構を備え、前記ユーザーの呼吸数に影響を与えるために前記ユーザーに刺激リズムを提供する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の睡眠誘導装置。
8. 前記本体が枕として形成され、前記ハウジングが柔らかい外皮を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の睡眠誘導装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の睡眠誘導装置を用いて睡眠セッション中にユーザーの睡眠状態の変化を誘発する方法であって、方法は、
   前記睡眠セッション中に前記ユーザーの少なくとも１つの生理学的特性を監視するステップと、
   前記睡眠セッション中に検出された前記ユーザーの生理学的特性の値を保存するステップと、
   少なくとも１つの監視された生理学的特性に基づいて前記ユーザーの現在の睡眠状態を判定するステップと、
   前記ユーザーの前記睡眠状態に変化を誘発するように、第１睡眠状態から第２睡眠状態へ前記ユーザーをガイドする初期誘導パスを形成する連続的な刺激を提供することによって前記ユーザーを刺激するステップと、
   前記睡眠セッション中に提供された初期誘導パスの値を保存するステップ、および履歴データを更新するステップと、
   前記睡眠セッション中に、検出された生理学的特性および予測された生理学的特性の間の偏差を追跡するステップであって、予測された生理学的特性は、前記提供された初期誘導パス、または更新された誘導パスに基づく、ステップと、
   最初に提供された誘導パスの追跡された偏差が既定のマージンを越える場合に、同じ睡眠セッション中に前記最初に提供された誘導パスを更新された誘導パスに調整するステップと、
   を備える方法。
10. 前記最初に提供された誘導パスを更新された誘導パスを調整するステップが前記睡眠誘導装置を前記ユーザーに同期するステップを含み、同期するステップが、
    異なる連続的な刺激を提供することによって前記ユーザーを刺激するための異なる誘導パスを選択するステップと、
    検出された生理学的特性および現在提供されている異なる誘導パスに基づいて予測された生理学的特性の間の偏差を追跡するステップと
    前記偏差がなおも既定のマージンを越える場合には、さらに別の異なる誘導パスで選択および追跡のステップを繰り返すステップ、
    偏差が減少した場合には、更新された誘導パスを生成するステップ
    前記睡眠セッション中に前記更新された誘導パスによって前記方法を継続するステップと、
    を繰り返す、請求項９に記載の方法。

Images