JP6482527B2 - 睡眠セッションを管理するためのシステム及び方法 - Google Patents

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Description

本開示は対象者の睡眠セッションを管理するためのシステム及び方法に関連する。睡眠セッションを管理することは、睡眠セッションの前及び/又はその最中における対象者の徐波活動(slow wave activity)に基づく。
睡眠を管理するシステムが知られている。睡眠中の感覚刺激が知られている。睡眠中の感覚刺激は、しばしば、対象者の睡眠パターンに対応しない間隔で及び/又は連続的に印加される。本開示は従来のシステムにおける困難性を克服する。
従って、本開示の1つ以上の側面は、対象者の現在の睡眠セッションを管理するように構成されるシステムに関連する。本システムは、1つ以上の感覚刺激部と、1つ以上のセンサと、1つ以上のプロセッサとを有する。1つ以上の感覚刺激部は、前記対象者に感覚刺激を与えるように構成される。1つ以上のセンサは、前記睡眠セッションにおける前記対象者の現在の睡眠段階に関連する情報を運ぶ出力信号を生成するように構成される。1つ以上のプロセッサは、コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される。前記コンピュータプログラムモジュールは、睡眠パラメータモジュールと、睡眠圧消耗モジュールと、制御モジュールとを有する。睡眠圧パラメータモジュールは、前記出力信号に基づいて1つ以上の睡眠パラメータを判定するように構成されてもよい。1つ以上のパラメータは睡眠圧を含む。前記睡眠圧は前記現在の睡眠セッションの前及び/又は最中における前記対象者の徐波活動に関連する。睡眠圧消耗モジュールは、前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の睡眠圧の消耗を示すメトリックを判定するように構成される。前記メトリックは前記睡眠圧の判定に基づいて決定される。制御モジュールは、前記現在の睡眠セッションにおいて睡眠圧の消耗が消耗閾レベルに到達したことを示す確認された睡眠圧消耗メトリックに応答して、覚醒刺激を生成するように、前記1つ以上の感覚刺激部を制御するように構成される。覚醒刺激は、前記対象者を睡眠から起こすように構成される感覚刺激を有する。
本開示の更に別の側面は、管理システムにより対象者の現在の睡眠セッションを管理する方法に関連する。前記システムは、1つ以上の感覚刺激部と、1つ以上のセンサと、コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される1つ以上のプロセッサとを有する。前記コンピュータプログラムモジュールは、睡眠パラメータモジュールと、睡眠圧消耗モジュールと、制御モジュールとを有する。当該方法は、前記1つ以上のセンサにより前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の現在の睡眠段階に関連する情報を運ぶ出力信号を生成するステップと、前記睡眠パラメータモジュールにより、前記出力信号に基づいて睡眠圧を含む1つ以上の睡眠パラメータを判定するステップであって、前記睡眠圧は前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の徐波活動に関連する、ステップと、前記睡眠圧消耗モジュールにより、前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の睡眠圧の消耗を示すメトリックを判定するステップであって、前記メトリックは前記睡眠圧の判定に基づく、ステップと、前記現在の睡眠セッションにおいて睡眠圧の消耗が消耗閾レベルに到達したことを示す確認された睡眠圧消耗メトリックに応答して、前記制御モジュールにより、前記対象者を睡眠から起こすように構成される感覚刺激を有する覚醒刺激を生成するように、前記1つ以上の感覚刺激部を制御するステップとを有する。
本開示の更に別の側面は、対象者の現在の睡眠セッションを管理するように構成されるシステムに関連する。システムは、前記対象者に感覚刺激を与える手段と、前記睡眠セッションにおける前記対象者の現在の睡眠段階に関連する情報を運ぶ出力信号を生成する手段と、前記出力信号に基づいて睡眠圧を含む1つ以上の睡眠パラメータを判定する手段であって、前記睡眠圧は前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の徐波活動に関連する、手段と、前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の睡眠圧の消耗を示すメトリックを判定する手段であって、前記メトリックは前記睡眠圧の判定に基づく、手段と、前記現在の睡眠セッションにおいて睡眠圧の消耗が消耗閾レベルに到達したことを示す確認された睡眠圧消耗メトリックに応答して、前記対象者を睡眠から起こすように構成される感覚刺激を有する覚醒刺激を生成するように、感覚刺激を提供する手段を制御する手段とを有する。
本開示のこれら及び他の課題、特定事項及び特徴に加えて、構造の関連要素及びパーツの組み合わせの差動方法及び機能、並びに、製品の経済性等は、添付図面に関連する以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を考慮することによって更に明らかになり、図面は全て本説明の一部をなし、様々な図面において、同様な参照番号は対応する部分を示す。しかしながら、図面は図示及び説明を目的としているにすぎず、本開示の限定の定義としては意図されていないことは、特に理解されるべきである。
対象者の睡眠セッションを管理するように構成されるシステムの概略を示す。 センシング電極、生体信号増幅器及び無線オーディオデバイスを含み、対象に装着されるヘッドセットを示す。 徐波活動、REM睡眠期間及び徐波睡眠期間を示すヒプノグラム、及び、睡眠圧を、睡眠セッション中の時間の関数として示す。 徐波活動及び睡眠圧を、睡眠セッション中の時間の関数として示す。 ヒプノグラム及び睡眠圧を、睡眠セッション中の時間の関数として示す。 所与の対象に関し、増加及び/又は減少する徐波活動と睡眠時間との間の関係の具体例を示す。 対象者の睡眠セッションを管理するための方法を示す。
本願で使用されるように、「ある」、「或る」、「その」のような単独的な形式は、文脈上明らかに別意でない限り、複数個存在することを包含する。本願で使用されるように、2つ以上のパーツ又はコンポーネントが「結合される」という記述は、それらのパーツが直接的又は間接的に(すなわち、リンクが生じる限り、1つ以上の中間的なパーツ又はコンポーネントを介して)一緒に動作する又はつながることを意味する。本願で使用されるように、「直接的に結合される」は、2つの要素が互いに直接的に接触していることを意味する。本願で使用されるように、「固定的に結合される」又は「固定される」は、互いに対して一定の方向関係を維持しつつ一体となって動けるように、2つのコンポーネントが結合されることを意味する。
本願で使用されるように、「単位(unitary)」は、コンポーネントが単独のピース又は単位として形成されることを意味する。すなわち、別々に作成されてユニットとして一緒に結合される複数ピースを含むコンポーネントは、「単位」コンポーネント又はボディではない。本願で使用されるように、2つ以上のパーツ又はコンポーネントが互いに「関わり合う(engage)」は、1つ以上の中間的なパーツ又はコンポーネントを介して又は直接的に、パーツが互いに力を及ぼし合うことを意味する。本願で使用されるように、「個数(number)」という用語は、1又は1より大きな整数(すなわち、複数)を意味する。
限定ではないが例えば、上、下、左、右、上位、下位、前方、後方及びそれらの派生語のような本願で使用される方向の用語は、図面に示される要素の向きに関連しているにすぎず、明示的に言及しない限り、請求項を限定するものではない。
図1は、対象者(又は対象)12の現在の睡眠セッション(又は睡眠期間)を管理するように構成されるシステム10の概略を示す。多くの人々は睡眠の重要性を認めているが、多くの人々は健全な量の睡眠をとっていない。健全な睡眠に対する要望は、時間的な要望と均衡する。システム10は、現在の睡眠セッションの最中に、対象者12の徐波活動(slow wave activity：SWA)に基づいて現在の睡眠セッションを管理する。SWAは0.5-4.5Hzの帯域(バンド)のEEG信号の電力に対応する。一実施形態において、このバンドは0.5-4Hzに設定される。SWAは、所与の睡眠セッションの循環的な変動の中で典型的な挙動を有する。SWAは、非急速眼球運動(NREM)睡眠の間に増加し、急速眼球運動(REM)睡眠の開始の前に減少し、REM期間の間は低いままである。連続的なNREMエピソードにおけるSWAは、あるエピソードから次のものへ移る際に徐々に減少する。SWAは、所与の睡眠セッションの間に、対象者12の脳波図 (EEG)から推定されてもよい。
SWAは睡眠圧(sleep pressure)に関連する。睡眠圧は、所与の対象者の睡眠の必要性と考えられてもよい。SWAが高いほど、睡眠の必要性は高い。睡眠エピソード中のSWAの減少は、睡眠の必要性の消耗又は低下(dissipation)を反映する。睡眠圧は、対象者12が眠っている間に、消耗及び/又は減少する。消耗の動きは、所与の対象者に依存する。消耗の生じ方は、所与の睡眠セッションの長さを規制し、SWAの時間的な動きに結びつく(リンクされる)。システム10は、睡眠圧の消耗を示すメトリックを判定し、現在の睡眠セッションにおいて睡眠圧の消耗が消耗閾レベルに達したことを示す睡眠圧消耗を確認したことに応じて、対象者12を起こすように構成される。
一実施形態において、システム10は、感覚刺激部16、センサ18、プロセッサ20、電子ストレージ22、ユーザインタフェース24及び/又は他のコンポーネントのうちの1つ以上を有する。図1において、感覚刺激部16、センサ18、プロセッサ20、電子ストレージ22及びユーザインタフェース24は、個別的なエンティティ(又は装置)であるかのように示されている。これは限定であるようには意図されてはいない。システム10のうちのコンポーネント及び/又は他のコンポーネントの全部又は一部は、1つ以上の単独の装置内にグループ化されてもよい。例えば、図2は、対象者202に装着されたハンドセット200を示し、センシング電極204、生体信号増幅器206及び無線オーディオデバイス208を含む。センシング電極204及び生体信号増幅器206は、例えば、図1のセンサ18により表現されてもよい。無線オーディオデバイス208は、例えば、図1に示される感覚刺激部16により表現されてもよい。
図1に関し、感覚刺激部16は対象者12に感覚刺激を与えるように構成される。感覚刺激部16は、現在の睡眠セッションの前、現在の睡眠セッションの最中、及び/又は他の時間において、対象者12に感覚刺激を与えるように構成される。例えば、感覚刺激部16は、現在の睡眠セッションにおける徐波睡眠中に、対象者12に感覚刺激を与えるように構成されてもよい。感覚刺激部16は、現在の睡眠セッションにおいて、対象者12においてSWAを誘発及び/又は調整するように、対象者12に感覚刺激を与えるように構成されてもよい。一実施形態において、感覚刺激部16は、その調整が対象者12におけるSWAの増加、減少及び/又は他の調整を含むように、構成されてもよい。
一実施形態において、感覚刺激部16は、非侵襲性の脳刺激により及び/又は他の方法によりSWAを誘発及び/又は調整するように構成されてもよい。感覚刺激部16は、感覚刺激を利用する非侵襲性の脳刺激によりSWAを誘発及び/又は調整するように構成されてもよい。感覚刺激は、香り(臭覚的刺激)、音(聴覚的刺激)、視覚的刺激、接触(触覚的刺激)、味(味覚的刺激)及び/又はその他の刺激を含む。例えば、SWAを誘発、増加及び/又は減少させるために、経頭蓋磁気刺激が対象者12に印加されてもよい。別の例として、感覚刺激部16は、対象者12の聴覚適刺激によりSWAを誘発及び/又は調整するように構成されてもよい。聴覚適刺激部16の具体例は、音楽プレーヤ、トーン発生器、対象者12の頭皮上にある電極の集まり、(体知覚的な刺激としても知られる)振動刺激を与えるユニット、脳の皮質を直接的に刺激する磁場を生成するコイル、光発生器、香りディスペンサ及び/又はその他のデバイスのうちの1つ以上を含んでもよい。
一実施形態において、感覚刺激部16は、覚醒刺激(waking stimulus)を生成するように構成される。覚醒刺激は、対象者12を睡眠から起こすように構成される感覚刺激を含む。例えば、感覚刺激部16は、対象者12を起こす聴覚的なアラームを生成してもよい。別の例として、感覚刺激部16は、対象者12を起こすように周囲の光のレベルを増やしてもよい。
センサ18は、対象者12の現在の睡眠段階に関連する情報を担う出力信号を生成するように構成される。対象者12の現在の睡眠段階は、非急速眼球運動(NREM)のステージN1、ステージN2又はステージN3の睡眠、及び/又は、急速眼球運動(REM)睡眠のうちの1つ以上に対応してもよい。一実施形態において、NREMステージ3又はステージ2の睡眠は、徐波睡眠であってもよい。センサ18は、そのようなパラメータを直接的に測定する1つ以上のセンサを含んでもよい。例えば、センサ18は、対象者12の脳内の電流から生じる対象者12の頭皮に沿う電気活動を検出するように構成される電極を含んでもよい。センサ18は、対象者の現在の睡眠段階に関連する情報を担う出力信号を間接的に生成する1つ以上のセンサを含んでもよい。例えば、1つ以上のセンサ18は、対象者12の心拍(例えば、センサ18は、対象者12の胸部に配置される、及び/又は、対象者の腕のブレスレットとして構成される、及び/又は、対象者12の手足の他の部分に配置される心拍センサであってもよい)、対象者12の動き(例えば、センサ18は、睡眠がアクティグラフィ信号を利用して分析されるように加速度計を備えた、対象者12の腕及び/又は足首に巻くブレスレットを含んでもよい)、対象者12の呼吸、及び/又は、対象者12の他の特徴に基づく出力を生成してもよい。センサ18は対象者12と1箇所で通信するかのように示されているが、これは限定であるようには意図されていない。センサ18は、例えば、感覚刺激部16の内部(又はそれと通信する位置)及び/又は他の場所の内部のような複数の場所に分散される複数のセンサを含んでもよい。
プロセッサ20はシステム10において情報処理能力を提供するように構成される。従って、プロセッサ20は、ディジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されるディジタル回路、情報を処理するように設計されるアナログ回路、状態マシン、及び/又は、情報を電子的に処理する他の手段のうちの1つ以上を含んでもよい。プロセッサ20は図1では単独のエンティティとして示されているが、これは図示の便宜を図るために過ぎない。一実施形態において、プロセッサ20は複数の処理ユニットを含んでもよい。これらの処理ユニットは、(例えば、感覚刺激部16のような)同じデバイスの中に物理的に配置されてもよいし、或いは、プロセッサ20は、協働して動作する複数のデバイスの処理機能を表現してもよい。
図1に示されるように、プロセッサ20は1つ以上のコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される。1つ以上のコンピュータプログラムモジュールは、睡眠パラメータモジュール30、睡眠圧消耗モジュール32、制御モジュール38、及び/又はその他のモジュールのうちの1つ以上を含んでもよい。プロセッサ20は、ソフトウェア、ハードウェア及び/又はファームウェアにより、及び/又は、プロセッサ20における処理機能を構成する他の手段により、モジュール30、32及び/又は38を実行するように構成されてもよい。
図1においてモジュール30、32及び38は単独の処理ユニット内にともに配置されるように示されているが、プロセッサ20が複数の処理ユニットを含む実施形態では、モジュール30、32及び/又は38の1つ以上は他のモジュールから離間して配置されてもよいことが、認められるべきである(分散して配置されてもよい)。以下に説明される様々なモジュール30、32及び/又は38により提供される機能の説明は、説明を目的としており、限定であるようには意図されておらず、モジュール30、32及び/又は38の何れもが、説明されたものより多い又は少ない機能を提供してもよい。例えば、モジュール30、32及び/又は38のうちの1つ以上は省略されてもよいし、それらの機能のうちの全部又は一部が他のモジュール30、32及び/又は38により提供されてもよい。他の具体例として、プロセッサ20は、以下のモジュール30、32及び/又は38の何れかに帰属する機能の全部又は一部を実行する1つ以上の追加的なモジュールを実行するように構成されてもよい。
睡眠パラメータモジュール30は、センサ18からの出力信号に基づいて1つ以上の睡眠パラメータを決定するように構成される。1つ以上の睡眠パラメータは、睡眠段階、感覚刺激を与えるタイミング、睡眠圧、徐波活動バンド(0.5-4.5Hz)又は他の周波数バンドにおける電力、及び/又は、他のパラメータを含んでもよい。睡眠圧は、対象者12のSWAに関連する。睡眠パラメータモジュール30は、センサ18の出力信号により運ばれる情報の分析に基づいて、対象者12のSWAを識別してもよい。分析は、対象者12の睡眠セッション中にEEGを生成及び/又は観察することを含んでもよい。一実施形態において、SWAは、例えば、0.5-4.5Hz周波数バンドのEEGスペクトル電力を通じて、睡眠パラメータモジュール30により定量化されてもよい。睡眠パラメータモジュール30は、SWAに基づいて睡眠圧を決定してもよい。一実施形態において、睡眠パラメータモジュール30は、決定されたパラメータに基づいて睡眠経過図(又はヒプノグラム)を生成するように構成されてもよい。例えば、EEG及び/又はヒプノグラムがユーザインタフェース24により表示されてもよい。
一実施形態において、睡眠パラメータモジュール30は、対象者12が眠っている間に、睡眠段階(例えば、N1、N2、N3)を識別するように構成されてもよい。一実施形態において、睡眠パラメータモジュール30は、感覚刺激を与えるタイミングを決定する。一実施形態において、感覚刺激を与えるタイミングは、(例えば、N2、N3のような)徐波活動に関連する睡眠段階に対応してもよい。例えば、睡眠パラメータモジュール30は、決定されるタイミングが、対象者12が眠っている場合の睡眠段階N2及びN3に対応するように、感覚刺激を与えるタイミングを決定するように構成されてもよい。睡眠パラメータモジュール30は、決定されるタイミングが徐波活動に関連する睡眠段階に対応するように、感覚刺激を与えるタイミングを決定するように構成されてもよく、その理由は、その特定の睡眠段階の間における徐波の誘発及び/又は調整の確からしさ(可能性)は、他の睡眠段階における場合よりも比較的高く、ユーザは、感覚刺激によって起こされにくいこと、及びその他の理由による。
睡眠圧消耗モジュール32は、現在の睡眠セッションにおける対象者12の睡眠圧の消耗を示すメトリック(又は尺度又は基準)を決定するように構成される。メトリックは、睡眠圧の決定及び/又は他の情報に基づいて決定される。一実施形態において、メトリックは、睡眠圧の消耗に関連していてもよい(例えば、最終的な睡眠圧及び/又は睡眠圧消耗の導関数)。一実施形態において、メトリックは、睡眠圧の消耗であってもよい。一実施形態において、睡眠圧消耗モジュール32は、対象者12の睡眠圧(S)及びSWAの間の関係を特徴付けるモデルに基づいて、睡眠圧消耗メトリックを決定するように構成される。一実施形態において、モデルは以下に示される数式を含んでもよい。
Figure 0006482527
 睡眠圧の瞬時減少率(dS(t)/dt)は、比例係数gcによりSWAと関連付けられる。そして、SWAの瞬時減少率(dSWA(t)/dt)は、数式(2)で決定されるような現在値の睡眠圧(S(t))及びSWA(t)に関連付けられ、ここで、rcはSWA上昇定数であり、fcはSWA下降定数であり、REMT(t)はSWAに関連する関数である。一実施形態において、SWA及び睡眠圧の間の関係を特徴付けるモデルは、対象者12の過去の睡眠セッションに基づいて、ユーザインタフェース24により受信される情報に基づいて、及び/又は、その他の情報に基づいて決定されてもよい。一実施形態において、モデルは製造時にプログラムされてもよい。
例えば、図3は、睡眠セッション中における、SWA300と、REM睡眠期間304及び徐波睡眠期間306を示すヒプノグラム302と、時間の関数としての睡眠圧S(t)308とを示す。時間の関数としての睡眠圧308は、例えば、上記の数式1及び2のモデルに従って決定されてもよい。初期睡眠圧S0310及び最終睡眠圧Sf312も図3に示されている。時間の関数としての睡眠圧S(t)308は、睡眠セッションの間に、初期睡眠圧310から最終睡眠圧まで減少する。図3は、時間の関数としての睡眠圧308が、SWA300及び/又は徐波睡眠306の期間内では速やかに減少することを示す。
図1に関し、本願で示されるモデルの説明は、限定であるようには意図されていない。SWA及び睡眠圧の間の関係を特徴付けるモデルは、SWA及び睡眠圧の間の関係を設定するように構成される任意のモデルを含んでよい。
制御モジュール38は、現在の睡眠セッションの中で睡眠圧の消耗が消耗閾レベルに達したことを示す睡眠圧消耗メトリックを確認したことに応答して、覚醒刺激を生成するように感覚刺激部16を制御するように構成される。一実施形態において、睡眠圧の更なる及び/又はかなりの減少は予想できない場合に、現在の睡眠セッションの中で、睡眠圧の消耗が消耗閾レベルに到達したことを、確認される睡眠圧消耗メトリックが示すように、制御モジュール38は構成されてもよい。一実施形態において、制御モジュール38は、対象者12の1つ以上の過去の睡眠セッションからの情報に基づいて、現在の睡眠セッションからの情報に基づいて、及び/又は、その他の情報に基づいて、消耗閾レベルを決定するように構成されてもよい。一実施形態では、消耗閾レベルが達成及び/又は超過されると速やかに、消耗閾レベルは到達された判断されてもよい。一実施形態では、消耗閾レベルが所定の期間にわたって到達及び/又は超過されたことに応じて、消耗閾レベルは到達されたと判断されてもよい。一実施形態では、平均的な(及び/又はその他の数学的な結合の)消耗閾レベルが所定の期間にわたって到達及び/又は超過されたことに応じて、消耗閾レベルは到達されたと判断されてもよい。消耗閾レベルに到達することに関する上記の具体例は、限定であるようには意図されない。消耗閾レベルに到達することは、本願で説明されるように機能することをシステム10に許容する任意のイベントを含んでもよい。
対象者12の1つ以上の過去の睡眠セッションからの情報は、対応するヒプノグラムに関する対象者12のSWA及び/又はその他の情報を含んでもよい。対象者12の1つ以上の過去の睡眠セッションからの情報は、睡眠セッションの開始における睡眠圧の典型的な値(例えば、S0)及び終了における睡眠圧の典型的な値(例えば、Sf)、SWAの関数としての睡眠圧の減少(例えば、S(t))に関する情報、及び/又はその他の情報を含んでもよい。例えば、睡眠圧消耗メトリックは、睡眠セッションの間の所与の時間における睡眠圧レベルであってもよい。消耗閾レベルは、例えば、対象者12の過去2回以上の睡眠セッションによる最終睡眠圧レベルの平均値であってもよい。一実施形態において、制御モジュール38は、対象者12に対応するユーザ集団(population)によるSWA及び睡眠圧情報に基づいて、消耗閾レベルを決定するように構成されてもよい。例えば、集団中のユーザの年齢、性別及び/又は他の要因は、ユーザが対象者12に対応することを示してもよい。
現在の睡眠セッションからの情報は、時間の関数としての睡眠圧、及び/又は他の情報を含んでもよい。一実施形態において、睡眠圧消耗メトリックは、時間の関数としての睡眠圧の導関数であってもよい。消耗閾レベルは、例えば、導関数の値(例えば、小さな負の数)であってもよい。制御モジュール38は、時間の関数としての睡眠圧の導関数が消耗閾レベルに到達したことに応じて、現在の睡眠セッションの中で睡眠圧消耗メトリックは消耗閾レベルに到達したと判断してもよい。
例えば、図4は睡眠セッションにおける時間の関数としての睡眠圧S(t)408及びSWA400を示す。時間の関数としての睡眠圧S(t)408は、睡眠セッションの間に、初期睡眠圧410から最終睡眠圧412へ減少する。図4は、睡眠圧の更なる大きな減少は期待されない睡眠中断ポイント414(例えば、時間の関数としての睡眠圧408が平坦になっている或いは僅かに負に傾斜した線になっている部分)を示す。
図1に関し、一実施形態において、制御モジュール38は、睡眠セッション持続時間が睡眠セッション持続時間のターゲット(目標値)に合うように、現在の睡眠セッションの中で対象者12のSWAを調整するために感覚刺激部16を制御するように構成される。睡眠セッションの持続時間は、睡眠セッションの中で対象者12が眠っている時間の長さであってもよい。睡眠セッション持続時間のターゲットに関連する情報は、例えば、対象者12から及び/又はユーザインタフェース24を介して他のユーザから受信されてもよい。睡眠セッションの持続時間のターゲットに関連する情報は、時刻、時間の長さ及び/又は他の情報を含んでもよい。他のユーザは、医師、介護者及び/又はその他のユーザを含んでもよい。制御モジュール38は、睡眠セッション持続時間のターゲットに関連して受信した情報に基づいて、対象者の過去の睡眠セッションに基づいて、及び/又はその他の情報に基づいて、睡眠セッション持続時間のターゲットを決定するように構成されてもよい。決定された睡眠セッション持続時間のターゲット、決定された睡眠圧消耗メトリック、消耗閾レベル、対象者12の1つ以上の過去のセッションからの情報、及び/又は、他の情報に基づいて、睡眠セッション持続時間が睡眠セッション持続時間のターゲットに合うように、制御モジュール38は、現在の睡眠セッションの中で対象者12のSWAを調整するために感覚刺激部16を制御するように構成されてもよい。
現在の睡眠セッションの中で対象者12が眠っている間に対象者12のSWAを調整することは、睡眠中の対象者12のSWAを増やす及び/又は減らすように感覚刺激部16を制御することを含んでもよい。一実施形態において、対象者12のSWAを増やすように感覚刺激部16を制御することは、睡眠圧減少において増加をもたらす結果を招き、及び、対象者12のSWAを減らすように感覚刺激部16を制御することは、睡眠圧減少において減少をもたらす結果を招くように、制御モジュール38は構成される。一実施形態において、感覚刺激を与えるタイミングは、徐波活動(例えば、N2、N3)に関連する睡眠段階に対応する、睡眠パラメータモジュール30により決定されるタイミングであるように、制御モジュール38は構成される。
例えば、図5は時間の関数として睡眠圧S(t)及びヒプノグラムを示す。S(t)502は、例えば、上記の数式(1)及び(2)に基づいて決定されてもよい。SWAは、ステージN3睡眠に対応する期間504の間にシステムにより増やされてもよい(例えば、5％増加されてもよい)。時間の関数としての調整された睡眠圧S’(t)506は、S(t)502よりも速やかに低下する。図5に示される具体例において、S’(t)506の速やかな低下は、より速やかな睡眠圧の消耗、及び、睡眠圧消耗メトリックが消耗閾レベルに到達するまでが短時間であることを示す。
図1に関し、一実施形態において、時間の関数としての睡眠圧に関する情報、初期睡眠圧、最終睡眠圧、SWA調整、及び/又は、対象者12の1つ以上の睡眠セッションからの他の情報が、電子ストレージ22に保存されることを、制御モジュール38は引き起こしてもよい。一実施形態において、睡眠セッション持続時間が睡眠セッション持続時間のターゲットに合致するように、睡眠セッション中に必要なSWAの増加及び/又は減少の割合を推定するように、制御モジュールは構成されてもよい。時間の関数としての睡眠圧、初期睡眠圧、最終睡眠圧、SWAの調整の仕方、及び/又は、対象者12の1つ以上の睡眠セッションからの他の情報に基づいて割合(率)を推定するように、制御モジュール38は構成されてもよい。例えば、対象者12の1つ以上の睡眠セッションからの時間情報の関数としての睡眠圧の消耗及び初期睡眠圧に基づいて、所与の睡眠セッションにおいて所与の最終睡眠圧に到達するために必要なSWAの増加及び/又は減少の割合を推定するように、制御モジュール38は構成されてもよい。
図6は、所与の対象者(例えば、対象者12)に関し、増加及び/又は減少するSWAと睡眠時間との間の関係604の具体例を示す。図6に示される例では、SWAの増加及び/又は減少は、所与の対象者の過去の睡眠セッションに基づいて決定される、所与の対象者のSWAの基準量に対するものである。
図1に関し、制御モジュール38は、感覚刺激が対象者12を起こさないように、現在の睡眠セッションの中で感覚刺激を与えるように感覚刺激部16を制御してもよい。例えば、制御モジュール38は、低い強度レベルで感覚刺激を提供するように、感覚刺激部16を制御してもよい。一実施形態において、次回の睡眠セッションの前に対象者が起きている間に、次回の睡眠セッションにおける対象者12の徐波活動を調整するための感覚刺激を対象者12に与えるように、制御モジュール38は感覚刺激部16を制御するように構成される。
電子ストレージ22は、情報を電子的に保存する電子ストレージ媒体を有する。電子ストレージ22のうちの電子ストレージ媒体は、システム10と一体的に提供される(すなわち、実質的に取り外し可能ではない)システムストレージ、及び/又は、例えばポート(例えば、USBポート、ファイヤワイヤポート等)又はドライブ(例えば、ディスクドライブ等)を介してシステム10に取り外し可能に接続可能な着脱可能ストレージの双方又は何れかを含んでもよい。電子ストレージ22は、光学的に読み取り可能なストレージ媒体(例えば、光ディスク等)、磁気的に読み取り可能なストレージ媒体(例えば、磁気テープ、磁気ハードドライブ、フロッピドライブ等)、電荷ベースのストレージ媒体(例えば、EEPROM、RAM等)、ソリッドステートストレージ媒体(例えば、フラッシュドライブ等)、及び/又は、その他の電子的に読み取り可能なストレージ媒体のうちの1つ以上を含んでもよい。電子ストレージ22は、ソフトウェアアルゴリズム、プロセッサ20により決定される情報、対象者12から受信される情報、及び/又は、システム10を適切に機能させる他の情報を保存してもよい。電子ストレージ22は(全体的又は部分的に)システム10内の個別的なコンポーネントであってもよいし、或いは、電子ストレージ22は(全体的又は部分的に)システム10の1つ以上の他のコンポーネント(例えば、プロセッサ20)と一体的に提供されてもよい。
ユーザインタフェース24は、対象者12の睡眠セッション持続時間ターゲットに関連する情報、及び/又は他の情報を受信するように構成される。ユーザインタフェース24は、システム10及び対象者12(及び/又は他のユーザ)の間のインタフェースを提供するように構成され、そのインタフェースを介して対象者12及び/又は他のユーザはシステム10に情報を提供しかつシステム10から情報を受信してもよい。これは、データ、キュー、結果及び/又は命令、及び、他の任意の通信項目(まとめて「情報」と言及される)が、感覚刺激部16、センサ18、プロセッサ20及び/又はシステム10の他のコンポーネントのうちの1つ以上とユーザ(例えば、対象者12)との間で通信されることを可能にする。例えば、EEGがユーザインタフェース24を介して介護者に表示されてもよい。
ユーザインタフェース24に包含されるのに相応しいインタフェース装置の具体例は、キーパッド、ボタン、スイッチ、キーボード、ノブ、レバー、表示画面、タッチスクリーン、スピーカ、マイクロフォン、インジケータライト、可聴アラーム、プリンタ、触覚式フィードバック装置、及び/又は、その他のインタフェース装置を含む。一実施形態において、ユーザインタフェース24は複数の個別的なインタフェースを有する。一実施形態において、ユーザインタフェース24は、感覚刺激部16と一体的に提供される少なくとも1つのインタフェース、感覚刺激部16及び/又はシステム10の他のコンポーネントを有する。
有線又は無線の他の通信技術も、ユーザインタフェース24に関する本開示により想定されていることが理解されるべきである。例えば、本開示は、ユーザインタフェース24が、電子ストレージ22により提供される取り外し可能なストレージインタフェースとともに一体化されてよいことも想定している。この例では、情報は、取り外し可能なストレージ(例えば、スマートカード、フラッシュドライブ、取り外し可能なディスク等)からシステム10にロードされ、ユーザがシステム10の実装をカスタム化できるようにする。ユーザインタフェース24に関するシステム10とともに利用するように構成される他の例による入力装置及び技術は、RS-232ポート、RFリンク、IRリンク、モデム(電話、ケーブル又はその他の手段)等を含むが、これらに限定されない。要するに、システム10と情報を通信するための任意の技術が、ユーザインタフェース24に関する本開示により想定されている。
図7は、管理システムとともに対象者の現在の睡眠セッションを管理するための方法を示す。システムは、1つ以上の感覚刺激部と、1つ以上のセンサと、コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される1つ以上のプロセッサとを有する。コンピュータプログラムモジュールは、睡眠パラメータモジュールと、睡眠圧消耗モジュールと、制御モジュールとを有する。以下に説明される方法700の動作は、例示であるように意図されている。一実施形態において、明示的には説明されていない1つ以上の追加的な処理とともに及び/又は説明された処理のうちの1つ以上を行うことなく、方法700は実行されてもよい。更に、方法700が図7において示され及び説明される順序は、限定であるようには意図されていない。
一実施形態において、方法700は1つ以上の処理装置において実現されてもよい(処理装置は、例えば、ディジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されるディジタル回路、情報を処理するように設計されるアナログ回路、状態マシン、及び/又は、情報を電子的に処理するための他の手段であってもよい)。1つ以上の処理装置は、電子ストレージ媒体に電子的に保存される命令に応答して、方法700の処理のうちの全部又は一部を実行する1つ以上の装置を含んでもよい。1つ以上の処理装置は、方法700の処理のうちの1つ以上の実行のために具体的に設計されるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア及び/又はソフトウェアにより構成される1つ以上の装置を含んでもよい。
処理702において、現在の睡眠セッションにおける対象者の現在の睡眠段階に関連する情報を担う出力信号が、生成される。一実施形態において、処理702は、(図1に示される及び本願で説明される)センサ18と同一である又は類似する1つ以上のセンサにより実行される。
処理704において、睡眠圧が判定される。一実施形態において、出力信号に基づいて、1つ以上の睡眠パラメータが判定される。1つ以上のパラメータは、睡眠圧を含む。睡眠圧は、現在の睡眠セッションの間における対象者の徐波活動に関連する。一実施形態において、処理704は、(図1に示される及び本願で説明される)睡眠パラメータモジュール30と同一である又は類似するコンピュータプログラムモジュールにより実行される。
処理706において、睡眠圧の消耗を示すメトリックが判定される。このメトリックは、現在の睡眠セッションにおける対象者の睡眠圧の消耗を示す。メトリックは、睡眠圧の判定に基づいて判定されてもよい。一実施形態において、処理706は、(図1に示される及び本願で説明される)睡眠圧消耗モジュール32と同一である又は類似するコンピュータプログラムモジュールにより実行される。
処理708において、対象者の徐波活動を調整し、睡眠圧の消耗が消耗閾レベルに達したことを示す確認された睡眠圧消耗メトリックに応じて、覚醒刺激を生成するように、感覚刺激部は制御される。覚醒刺激は、対象者を睡眠から起こすように構成される感覚刺激を含む。消耗閾レベルは、対象者の1つ以上の過去の睡眠セッションからの情報、及び/又は他の情報に基づいて決定されてもよい。
一実施形態において、処理708は、ユーザインタフェースを介して対象者の睡眠セッション持続時間ターゲットに関連する情報を受信すること、対象者の徐波活動を調整するように現在の睡眠セッションの中で対象者に感覚刺激を提供すること、及び、睡眠セッション持続時間が睡眠セッション持続ターゲットに適合するように、対象者の徐波活動を調整するために1つ以上の感覚刺激部を制御することを含んでもよい。その制御は、睡眠セッション持続時間ターゲット、決定された睡眠圧消耗メトリック、及び、消耗閾レベルに基づく。一実施形態において、対象者の徐波活動を促すように1つ以上の感覚刺激部を制御することは、睡眠圧消耗メトリックにおける増加をもたらし、及び、対象者の徐波活動を抑制するように1つ以上の感覚刺激部を制御することは、睡眠圧消耗メトリックにおける減少をもたらす。一実施形態では、睡眠セッション持続時間が現在の睡眠セッションに関する睡眠セッション持続時間ターゲットに合うように、対象者が現在の睡眠セッションの中で眠っている間に及び/又は対象者が現在の睡眠セッションの前に起きている間に、対象者の徐波活動を調整するために対象者に感覚刺激を与えるように、1つ以上の感覚刺激部が制御される。
一実施形態において、処理706は、(図1に示される及び本願で説明される)感覚刺激部16及び制御モジュール38と同一である又は類似する感覚刺激部及びコンピュータプログラムモジュールにより実行される。
特許請求の範囲において、括弧内に配置される何らかの符号は(存在する場合)、特許請求の範囲を限定するように解釈されてはならない。「有する」又は「含む」という言葉は、請求項に列挙されたもの以外の要素又はステップの存在を排除しない。複数の手段を列挙する装置の請求項において、それらの複数の手段は1つの同じハードウェア項目により組み込まれてもよい。要素に先行する「ある」又は「或る」という言葉は、そのような要素が複数個存在することを排除しない。複数の手段を列挙する何らかの装置の請求項において、それら複数の手段は1つの同じハードウェア項目により組み込まれてもよい。ある要素が相互に異なる従属請求項で引用されているという事項それだけでは、これらの要素が組み合わせて使用されることは不可能であることを意味することにはならない。
上記でなされる説明は、最も実用的かつ好ましい実施形態であると現時点で考えられているものに基づいて、説明の目的で詳細に行われているが、そのような詳細は単にその目的のためであるに過ぎず、本開示は明示的に開示される実施形態には限定されず、むしろ、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲に属する変形例及び均等な事項を包含するように意図されていることが、理解されるべきである。例えば、可能な範囲内で、任意の実施形態のうちの1つ以上の特徴が、他の任意の実施形態の1つ以上の特徴と組み合わせられることが可能であることを、本開示は想定していることが、理解されるべきである。

Claims (15)

  1. 対象者の現在の睡眠セッションを管理するように構成されるシステムであって、
    前記対象者に感覚刺激を与えるように構成される１つ以上の感覚刺激部と、
    前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の現在の睡眠段階に関連する情報を運ぶ出力信号を生成するように構成される１つ以上のセンサと、
    コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される１つ以上のプロセッサとを有し、前記コンピュータプログラムモジュールは、
    前記出力信号に基づいて睡眠圧を含む１つ以上の睡眠パラメータを判定するように構成される睡眠パラメータモジュールであって、前記睡眠圧の変化率は前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の徐波活動により決定され、前記睡眠圧は前記対象者の睡眠に対する残存する必要性を示す、睡眠パラメータモジュールと、
    前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の睡眠圧の消耗を示すメトリックを判定するように構成される睡眠圧消耗モジュールであって、前記メトリックは前記決定された睡眠圧の変化率に基づいて決定される、睡眠圧消耗モジュールと、
    睡眠圧の消耗が前記現在の睡眠セッションにおいて前記対象者は更なる睡眠を要しないことを示す消耗閾レベルに到達したことを示す確認された睡眠圧消耗メトリックに応答して、前記対象者を睡眠から起こす感覚刺激を有する覚醒刺激を生成するように、前記１つ以上の感覚刺激部を制御するように構成される制御モジュールと、
    を有する、システム。
  2. 前記制御モジュールは、前記対象者の１つ以上の過去の睡眠セッションからの情報に基づいて、前記消耗閾レベルを決定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
  3. 当該システムは、前記対象者の睡眠セッション持続時間のターゲットに関連する情報を受信するように構成されるユーザインタフェースをさらに有し、
    前記１つ以上の感覚刺激部は、前記対象者の徐波活動を調整するように、前記現在の睡眠セッションの間に前記対象者に感覚刺激を与えるように構成され、
    前記制御モジュールは、前記睡眠セッション持続時間が前記睡眠セッション持続時間のターゲットに合うように、前記対象者の徐波活動を調整するために前記１つ以上の感覚刺激部を制御するように構成され、前記制御モジュールは、前記睡眠セッション持続時間のターゲット、前記確認された睡眠圧消耗メトリック、及び、前記消耗閾レベルに基づいて、前記１つ以上の感覚刺激部を制御するように構成される、請求項１に記載のシステム。
  4. 前記対象者の徐波活動を促すように前記１つ以上の感覚刺激部を制御することは、より迅速な睡眠圧の消耗、及び、前記睡眠圧消耗メトリックにおける増加をもたらし、及び、前記対象者の徐波活動を抑制するように前記１つ以上の感覚刺激部を制御することは、より緩慢な睡眠圧の消耗、及び、前記睡眠圧消耗メトリックにおける減少をもたらすように、前記制御モジュールは構成される、請求項３に記載のシステム。
  5. 前記睡眠セッション持続時間が前記現在の睡眠セッションに関する睡眠セッション持続時間のターゲットに合うように、前記対象者が前記現在の睡眠セッションの中で眠っている間及び／又は前記対象者が前記現在の睡眠セッションの前に起きている間に、前記対象者の徐波活動を調整するために前記対象者に感覚刺激を与えるように、前記制御モジュールは前記１つ以上の感覚刺激部を制御するように構成される、請求項３に記載のシステム。
  6. 管理システムにより対象者の現在の睡眠セッションを管理するために感覚刺激を生成する方法であって、前記管理システムは、１つ以上の感覚刺激部と、１つ以上のセンサと、コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される１つ以上のプロセッサとを有し、前記コンピュータプログラムモジュールは、睡眠パラメータモジュールと、睡眠圧消耗モジュールと、制御モジュールとを有し、当該方法は、
    前記１つ以上のセンサにより前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の現在の睡眠段階に関連する情報を運ぶ出力信号を生成するステップと、
    前記睡眠パラメータモジュールにより、前記出力信号に基づいて睡眠圧を含む１つ以上の睡眠パラメータを判定するステップであって、前記睡眠圧の変化率は前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の徐波活動により決定され、前記睡眠圧は前記対象者の睡眠に対する残存する必要性を示す、ステップと、
    前記睡眠圧消耗モジュールにより、前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の睡眠圧の消耗を示すメトリックを判定するステップであって、前記メトリックは前記決定された睡眠圧の変化率に基づいて決定される、ステップと、
    睡眠圧の消耗が前記現在の睡眠セッションにおいて前記対象者は更なる睡眠を要しないことを示す消耗閾レベルに到達したことを示す確認された睡眠圧消耗メトリックに応答して、前記制御モジュールにより、前記対象者を睡眠から起こす感覚刺激を有する覚醒刺激を生成するように、前記１つ以上の感覚刺激部を制御するステップと、
    を有する、方法。
  7. 前記制御モジュールにより、前記対象者の１つ以上の過去の睡眠セッションからの情報に基づいて、前記消耗閾レベルを決定するステップを更に有する請求項６に記載の方法。
  8. ユーザインタフェースにより、前記対象者の睡眠セッション持続時間のターゲットに関連する情報を受信するステップと、
    前記対象者の徐波活動を調整するように、前記現在の睡眠セッションの間に、前記１つ以上の感覚刺激部により、前記対象者に感覚刺激を与えるステップと、
    前記睡眠セッション持続時間が前記睡眠セッション持続時間のターゲットに合うように、前記対象者の徐波活動を調整するために前記１つ以上の感覚刺激部を、前記制御モジュールにより制御するステップであって、前記制御は、前記睡眠セッション持続時間のターゲット、前記確認された睡眠圧消耗メトリック、及び、前記消耗閾レベルに基づく、ステップと、
    を更に有する請求項６に記載の方法。
  9. 前記制御モジュールにより、前記対象者の徐波活動を促すように前記１つ以上の感覚刺激部を制御することは、より迅速な睡眠圧の消耗、及び、前記睡眠圧消耗メトリックにおける増加をもたらし、及び、前記対象者の徐波活動を抑制するように前記１つ以上の感覚刺激部を制御することは、より緩慢な睡眠圧の消耗、及び、前記睡眠圧消耗メトリックにおける減少をもたらす、請求項８に記載の方法。
  10. 前記睡眠セッション持続時間が前記現在の睡眠セッションに関する睡眠セッション持続時間のターゲットに合うように、前記対象者が前記現在の睡眠セッションの中で眠っている間及び／又は前記対象者が前記現在の睡眠セッションの前に起きている間に、前記対象者の徐波活動を調整するために前記対象者に感覚刺激を与えるように、前記制御モジュールにより、前記１つ以上の感覚刺激部を制御するステップを更に有する請求項８に記載の方法。
  11. 対象者の現在の睡眠セッションを管理するように構成されるシステムであって、
    前記対象者に感覚刺激を与える手段と、
    前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の現在の睡眠段階に関連する情報を運ぶ出力信号を生成する手段と、
    前記出力信号に基づいて睡眠圧を含む１つ以上の睡眠パラメータを判定する手段であって、前記睡眠圧の変化率は前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の徐波活動により決定され、前記睡眠圧は前記対象者の睡眠に対する残存する必要性を示す、手段と、
    前記現在の睡眠セッションにおける前記対象者の睡眠圧の消耗を示すメトリックを判定する手段であって、前記メトリックは前記決定された睡眠圧の変化率に基づいて決定される、手段と、
    睡眠圧の消耗が前記現在の睡眠セッションにおいて前記対象者は更なる睡眠を要しないことを示す消耗閾レベルに到達したことを示す確認された睡眠圧消耗メトリックに応答して、前記対象者を睡眠から起こす感覚刺激を有する覚醒刺激を生成するように、感覚刺激を提供する手段を制御する手段と、
    を有する、システム。
  12. 前記制御する手段は、前記対象者の１つ以上の過去の睡眠セッションからの情報に基づいて、前記消耗閾レベルを決定するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
  13. 当該システムは、前記対象者の睡眠セッション持続時間のターゲットに関連する情報を受信する手段をさらに有し、
    前記感覚刺激を与える手段は、前記対象者の徐波活動を調整するように、前記現在の睡眠セッションの間に前記対象者に感覚刺激を与えるように構成され、
    前記制御する手段は、前記睡眠セッション持続時間が前記睡眠セッション持続時間のターゲットに合うように、前記対象者の徐波活動を調整するために前記感覚刺激を与える手段を制御するように構成され、前記制御する手段は、前記睡眠セッション持続時間のターゲット、前記確認された睡眠圧消耗メトリック、及び、前記消耗閾レベルに基づいて、１つ以上の感覚刺激部を制御するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
  14. 前記対象者の徐波活動を促すように前記感覚刺激を与える手段を制御することは、より迅速な睡眠圧の消耗、及び、前記睡眠圧消耗メトリックにおける増加をもたらし、及び、前記対象者の徐波活動を抑制するように前記感覚刺激を与える手段を制御することは、より緩慢な睡眠圧の消耗、及び、前記睡眠圧消耗メトリックにおける減少をもたらすように、前記制御する手段は構成される、請求項１３に記載のシステム。
  15. 前記睡眠セッション持続時間が前記現在の睡眠セッションに関する睡眠セッション持続時間のターゲットに合うように、前記対象者が前記現在の睡眠セッションの中で眠っている間及び／又は前記対象者が前記現在の睡眠セッションの前に起きている間に、前記対象者の徐波活動を調整するために前記対象者に感覚刺激を与えるように、前記制御するモジュールは前記感覚刺激を与える手段を制御するように構成される、請求項１３に記載のシステム。
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