[发明专利]基于额叶脑活动监测传感器的信息增强深度睡眠

权利要求书

1.一种系统(10)，被配置为通过在睡眠期期间向受试者(12)递送感官刺激来增强非快眼动(NREM)睡眠，所述系统包括：

第一传感器和第二传感器(13、14)，被配置为生成输出信号，所述输出信号传达与所述受试者在所述睡眠期期间的大脑活动相关的信息，所述第一传感器和所述第二传感器被配置为接合所述受试者的前额；

一个或多个感官刺激器(16)，被配置为在所述睡眠期期间向所述受试者提供所述感官刺激；以及

一个或多个硬件处理器(20)，被耦连到所述第一传感器和所述第二传感器以及所述一个或多个感官刺激器，所述一个或多个硬件处理器由机器可读指令配置为：

基于来自所述第一传感器和所述第二传感器的所述输出信号，在所述睡眠期期间检测所述受试者的NREM睡眠，以及

控制所述一个或多个感官刺激器在所述NREM睡眠期间向所述受试者提供所述感官刺激，以在所述睡眠期期间增强所述受试者的所述NREM睡眠。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器和所述第二传感器被配置为以彼此相距小于或等于10厘米的距离接合所述受试者的前额。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器包括中额(FPz)电极，并且所述第二传感器包括右眼电极(EOGR)或左眼电极(EOGL)。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器或所述第二传感器是参考电极。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个硬件处理器还由机器可读指令配置为：

获取针对用户群体的历史睡眠深度信息，所述历史睡眠深度信息与所述用户群体的大脑活动相关，所述用户群体的大脑活动指示在所述用户群体的睡眠期期间随时间的睡眠深度；

通过将所述历史睡眠深度信息作为输入提供给神经网络，使所述神经网络基于所述历史睡眠深度信息被训练；

基于来自所述第一传感器和所述第二传感器的所述输出信号，使经训练的所述神经网络预测所述受试者在所述睡眠期期间将处于深度睡眠阶段的未来时间，经训练的所述神经网络包括输入层、输出层以及在所述输入层与所述输出层之间的一个或多个中间层；

针对所述未来时间中的每个未来时间，确定由经训练的所述神经网络的所述输出层生成的预测的睡眠阶段，以及由经训练的所述神经网络的所述一个或多个中间层生成的睡眠阶段概率值；以及

响应于(1)所述预测的睡眠阶段是N3，或者(2)所述预测的睡眠阶段是N2且N3睡眠的概率与N2睡眠的概率的比率至少为0.5，使所述一个或多个感官刺激器：在所述未来时间向所述受试者提供所述感官刺激，并且基于由所述一个或多个中间层生成的一个或多个所述概率值来调节在所述睡眠期期间所述感官刺激的定时和/或强度。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述一个或多个硬件处理器还由机器可读指令配置为：基于来自所述第一传感器和所述第二传感器的所述输出信号中的所述信息来检测睡眠微觉醒，并且基于所检测到的所述睡眠微觉醒来控制所述一个或多个感官刺激器在N3睡眠期期间向所述受试者提供所述感官刺激，以在所述睡眠期期间增强所述受试者的所述N3睡眠，其中睡眠微觉醒是通过以下被检测到的：

响应于对脑电图(EEG)的功率带中的功率的阈值的突破，或

基于来自经训练的所述神经网络的另外的输出。

7.根据权利要求5所述的系统，其中所述一个或多个硬件处理器还由机器可读指令配置为：基于来自所述第一传感器和所述第二传感器的所述输出信号中的所述信息来检测慢波，并且基于所检测到的所述慢波来控制所述一个或多个感官刺激器在N3睡眠期期间向所述受试者提供所述感官刺激，以在所述睡眠期期间增强所述受试者的所述N3睡眠，其中慢波是通过以下被检测到的：

响应于对负向脑电图(EEG)信号上的慢波最小峰值阈值的突破，

响应于对经滤波的负向EEG信号上的慢波最小峰值阈值的突破，其中所述滤波提升所述负向EEG信号的德尔塔部分，或

基于所述经滤波的负向EEG信号的形状与对应慢波模板的形状的比较。