[发明专利]测定有利于唤醒的人类睡眠阶段的方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量人类状态参数以用于诊断目的的领域，具体而言涉及测量表征人类睡眠的参数。

背景技术

已知人类睡眠由被称为REM睡眠和非REM睡眠的两个阶段交替地组成。在健康人类的睡眠过程中，上述两个阶段在循环中彼此交替(通常4至6个循环)。经验显示在REM阶段进行唤醒是最有利的。但是，有非常多的人们是被设定在特定时间的闹钟或其他随机因素唤醒的，这就意味着他们并不总是在最佳的睡眠阶段被唤醒。因此，为了给人们提供更舒适的生活条件，重要的是开发简单、轻便且易于使用的测定有利于被唤醒的睡眠阶段的技术手段，并提供对产生唤醒声响或其他信号的唤醒装置的控制。

已知有多种用于测定人类睡眠阶段的方法，包括那些有利于唤醒的方法。

医学研究发现，记录多种生物电信号可以足够可信地识别特定的睡眠阶段，所述生物电信号例如表征脑部生物电活动的EEG、反映肌肉活动的肌动电流图或者表征眼部活动中生物电位变化的EOG。然而，这些方法只能在医疗机构中在受过特定训练的人员的帮助下使用，不能用于日常生活中。此外，众多的内部和外部因素都会影响人类睡眠，所以同一个人的睡眠可能以不同的方式进行。因此，必须在给定的人目前心理状态和睡眠条件的基础上测定其有利于被唤醒的睡眠阶段

已知有多种方法和装置，被设计为基于该睡眠中的人的生理参数的实时测量来在有利于被唤醒的睡眠阶段对其唤醒。

因此，专利RU 2061406记载了一种在预定睡眠阶段对人唤醒的方法。为此目的，在睡眠期间通过传感器记录EEG，以确定当前的REM阶段，并以预定时间间隔产生的唤醒信号与所述EEG同步。据作者所述，在REM睡眠期的脑电睡眠，是通过与β波在18赫兹到32赫兹的范围的出现的去同步化以及与存在的θ波出现低幅混合活动来区分REM睡眠的EEG。

美国专利申请20110230790记载了一种在预定的最后唤醒时间之前的所需睡眠阶段中唤醒人的方法，以及确定开始睡眠的最佳时间的方法。该方法通过由连接着人臂或腿的加速度计所记录的机械运动来识别REM阶段。

美国专利申请20050190065记载了一种在最有利的睡眠阶段唤醒人的方法。据作者所述，通过以下特征来表征REM阶段：心脏血流量增加；人体体温调节能力降低(其体温可能随着环境温度上升或下降)；血管收缩和血管的血流量下降(这可以通过外周动脉血压计测量)；心率、血压和呼吸速率上升和不稳定。

与本发明最接近的现有技术是专利DE 4,209,336，其中记载了在预设的期间和有利的睡眠阶段中的最佳时间唤醒人的方法。该方法通过测量心率、呼吸速率、头部温度或体温以及检测眼部和肢体运动来识别REM阶段。实施该方法的装置可以被制成臂带、耳夹、胸带等形式。

对现有技术的分析表明，这种装置无法足够可靠地识别REM睡眠阶段的开始和结束，或者所述装置会因为需要在人体上连接很多传感器而使得睡觉的人感到很不舒服。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种简单可靠的方法来识别有利于被唤醒的睡眠阶段即REM睡眠，而且该方法能够在一种易于与人体连接并且不会打扰人睡眠的装置上实现。

根据本发明，所述方法通过使用连接于人体的脉搏传感器和至少一个运动传感器来分别记录睡眠中的人的脉搏信号和肢体活动，来识别有利于被唤醒的人类睡眠阶段，所述脉搏信号作为计算RR间隔和呼吸速率的值的基础；其中通过函数增量F(Δt_i)来识别有利于被唤醒的睡眠阶段的开始和结束，该函数增量的值通过给定的时间间隔Δt_i确定，其中i是所述时间间隔的系列号；所述函数增量如下式：

F(Δt_i)＝-K₁P₁-K₂P₂-K₃P₃+K₄P₄+K₅P₅+K₆P₆,(1)

其中：P₁为在时间间隔Δt_i中RR间隔的平均值；

P₂为在时间间隔Δt_i中RR间隔的最小值；

P₃为在时间间隔Δt_i中RR间隔的最大值；

P₄为之前的3-20分钟的时间间隔中RR间隔的标准差；