專利名稱：睡眠姿勢糾正方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及睡眠姿勢糾正方法及裝置。
特別地，本發(fā)明涉及睡眠姿勢警示方法，其中，檢測人的睡眠姿勢，并且其中，當睡眠姿勢在預定身體姿勢范圍外時通過警示裝置自動對人進行警示。
本發(fā)明還涉及睡眠姿勢警示設備，其優(yōu)選地穿戴在人身體上，包括
-電子控制單元，
-傳感器，其可操作地連接至控制單元，用于檢測身體姿勢，以及
-警報裝置，其可操作地連接至控制單元，·
其中，睡眠姿勢警示裝置具有常規(guī)運行模式，在該常規(guī)運行模式中-當傳感器所檢測到的身體姿勢離開預定姿勢范圍時-控制單元發(fā)送警報信號至警報裝置，并且警報裝置根據(jù)從控制單元接收的信號生成警報，從而警示所述人。
背景技術：
在US 6057767中公開了這種類型的睡眠姿勢警示設備。已知的裝置具有重力驅動傳感器、延時電路和振動器，其放置在外殼內。當重力驅動傳感器感知到其位于偏離水平的預定偏差范圍內時，裝置驅動振動器。振動器刺激裝置使用者，促使使用者改變其睡眠姿勢而不會使使用者醒來。
已知的睡眠姿勢警示裝置測量姿勢并在人調整為特定姿勢時提供直接的反饋?？紤]到裝置的目標是避免使用者以特定體位睡眠的事實，所描述的這種方法被認為是有效的。然而，已知的裝置和方法缺乏舒適度，因此僅有小比例的使用者能夠真正使用這種技術來幫助其維持特定體位。其結果是難以實現(xiàn)所期望的避免夜間特定姿勢的效果。本發(fā)明的目的是提供一種具有改善的效用的睡眠姿勢糾正方法及設備。發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過根據(jù)權利要求1的設備并根據(jù)權利要求22的方法實現(xiàn)這個目標。
為了向使用者提供最佳的夜間休息，考慮到所有相關因素，例如睡眠過程、節(jié)奏和姿勢，使用本發(fā)明的睡眠應該最類似于平常的晚間睡眠。因此，有益的是，提供以自然優(yōu)選的體位入睡的能力，即使這是即將在夜間被本發(fā)明糾正的不期望的睡眠姿勢。這樣，本發(fā)明的使用者能如他們習慣的方式入睡，增加了舒適度，并且為自然睡眠創(chuàng)造了最佳環(huán)境。由于在入睡時維持了這種舒適度，降低了使用者持續(xù)使用本發(fā)明的閾值，并且使用者將更容易地繼續(xù)使用本發(fā)明。繼續(xù)使用提高了以新姿勢睡眠的學習過程，并且那樣增加了最終方案的效用。為了通過提供以優(yōu)選姿勢入睡的機會而獲得這種舒適度和效用，本發(fā)明能夠利用一段時間，在這段時間內人可以入睡同時排除本發(fā)明的反饋。
優(yōu)選地，檢測人的睡眠狀態(tài)-當檢測到人處于睡眠狀態(tài)時-啟動睡眠姿勢檢測或者啟動對人的警示，使得在他的/她的身體姿勢變化為在預定身體姿勢范圍外的體位時，對人進行警示。
可選擇地，假定人的睡眠狀態(tài)在預定時間段后，在這之后啟動睡眠姿勢檢測或啟動對人的警示，使得在他的/她的身體姿勢變化為在預定身體姿勢范圍外的體位時，對人進行警示。所提及的預定時間段可在5和60分鐘之間，優(yōu)選地在10和30分鐘之間。
在進一步的選擇中，假定睡眠狀態(tài)在預定時間段和一種運動發(fā)生之后。因此，僅在預定時間段后，例如在20分鐘后，啟動睡眠姿勢檢測或對人的警示，并且在人已經做了第一次相關運動后，例如在第一次翻身后，開始對人的警示。由此，例如，允許人以特定身體姿勢入睡，例如，仰臥。如果人在示例性的20分鐘后仍然仰臥，那么仍然不給出警報，盡管這是應該給出警報的范圍內的姿勢。僅在該人已經翻身一次并且在那之后再次仰臥時才會給出警報。
在進一步的選擇中，在特殊運動發(fā)生后檢測睡眠狀態(tài)并且啟動對人的警示。因此， 僅僅在檢測到睡眠后才啟動睡眠姿勢檢測，并且在人已經進行第一次相關運動后，例如在第一次翻身后，啟動對人的警示，因此，例如，允許人以特定身體姿勢入睡，例如仰臥。如果檢測到人已入睡并且仍然仰臥，那么不會給出警報，盡管這是應該給出警報的范圍內的姿勢。僅在人已經翻身一次并且在那之后再次仰臥時才會給出警報。
在所有上述四個方法中，允許使用者以他/她認為最舒適的姿勢入睡。
使用根據(jù)US6，057，767的已知方法和設備，在未確定的睡眠階段內可向使用者提供反饋，這會使使用者在夜間醒來。當在淺層睡眠階段提供反饋時，因為反應閾值低，人們通常會對這些反饋做出反應。然而，在深層睡眠階段中，該反應閾值高。在深層睡眠過程中提供反饋表示使用者需要被喚醒，或者需要進入淺層睡眠階段，從而對所提供的反饋做出反應。其結果是，這些重復的喚醒擾亂了自然睡眠。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，檢測人的睡眠階段，其中-當檢測到人處于淺層睡眠階段時-啟動睡眠姿勢檢測或啟動對人的警示，使得在他的/她的身體姿勢處于預定身體姿勢范圍外時會對人進行警示。優(yōu)選地，只有當他/她處于或變?yōu)闇\層睡眠階段時才對人進行警示。這種淺層睡眠階段優(yōu)選地通過使用者所進行的身體運動的數(shù)量來確定。優(yōu)選地， 這種身體運動具有導致睡眠姿勢改變的量級。優(yōu)選地，應檢測該運動至少三 秒從而確定其是淺層睡眠階段或微覺醒。可選擇地或此外，通過測量人的大腦活動也可以確定睡眠階段。
根據(jù)本發(fā)明的這個方面，在對于使用者來說最佳的時刻給出反饋(警報)并盡可能少地打攪自然睡眠。優(yōu)選地，選擇使用者最可能對反饋做出反應的那些時刻，這通常是在淺層睡眠階段或者被喚醒(由使用者的自然內部過程引起的)時。如果在使用者處于淺層睡眠階段或者被喚醒時向其提供反饋，使用者最容易對這種反饋做出響應。因此通過反饋時機增加了睡眠姿勢糾正方法的效用(對于使用者來說易于反應)，并且盡可能高地維持了舒適度。這是因為盡可能少地打攪自然睡眠模式。
在睡眠領域，通常的文獻將淺層睡眠階段描述為被認知的四個非REM睡眠階段 (SI至S4或者NI至N4)中的最淺的兩個階段(SI和S2或者NI和N2)。在整個喚醒(W)時刻或者REM睡眠(REM或者快速眼動)時刻，也可以計時對人的警示。
對人警示的目的在于在睡眠期間發(fā)生覺醒或微醒期間進行計時。在文獻中，(微) 覺醒被描述為短喚醒時刻或者淺層睡眠階段。這可能是通過各種內部過程或者刺激或者通過各種外部刺激引起的。在文獻中，當發(fā)生超過3秒時視為覺醒，并且微覺醒持續(xù)3秒和10秒之間。
優(yōu)選地，通過檢測人身體運動的數(shù)量來確定淺層睡眠階段。更加優(yōu)選地，通過持續(xù)長度超過預定時段的身體運動來確定這種淺層睡眠狀態(tài)或者清醒狀態(tài)，該預定時段優(yōu)選地是3秒。已發(fā)現(xiàn)，在3秒之后，人們能夠進入喚醒或者(微)覺醒-在睡眠中自然并經常發(fā)生的短的淺層睡眠或喚醒階段，在該階段中人們對外面世界的意識增強。通過在身體運動(這導致身體姿勢改變)的情況下等待這種階段，增加了在淺層睡眠期間或(微)覺醒時提供反饋的機會。
優(yōu)選地，考慮到使用者所處的睡眠階段，反饋(警報)適應于使用者的反應臨界水平。通過調整警報或刺激信號至使用者所處的閾值水平，本發(fā)明是有效的，因為刺激從來不會太低以致不能維持被使用者發(fā)現(xiàn)。在另一方面，對閾值水平的調整為使用者提供了舒適度，因為刺激從來不會太高而變得惱人和不舒適。因此，增加了方案的效用和舒適度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了不連續(xù)的反饋，以防止自然行為和生理機能促使使用者習慣于反饋，并且促使使用者感覺到迫切需要做出響應。由此，由于使用者對本發(fā)明做出響應，增加了方案的效用。因此提供了有效的反饋，由此避免了不必要的漫長反饋，并維持高舒適度。
優(yōu)選地，通過不連續(xù)的模式提供這種不連續(xù)的反饋。優(yōu)選地是通過知覺刺激(優(yōu)選地，振動觸覺)引起的。優(yōu)選地，例如，通過反饋信號的振動頻率、持續(xù)時間、強度和/或其他參數(shù)來提供反饋中的非連續(xù)性。通過變化的信號頻率和強度，本發(fā)明優(yōu)選地將使用信號變化。
特別地，可以想象，通過警報裝置給出的警報-當其給出警報時-隨著適時增加的警報頻率和/或警報振幅有規(guī)律地跳動。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，僅對于預定最大時間段給出警報，例如10至60秒。本發(fā)明的這個方面為使用者提供了對產生的這種警報不做出響應的可能性，而不會造成不舒適，例如打攪睡眠、身體不舒適和/或其他因素。在這個方面的進一步詳細闡述中，在預定最大時間段后不啟動警報，直到產生下一個姿勢變化。優(yōu)選地，在(微)覺醒后使用者重新進入其深層睡眠階段之前，開始“不啟動”之前的這個時間段。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，僅在部分情況下給出警報，即在檢測到在預定身體姿勢范圍外的睡眠姿勢時。優(yōu)選 地，在開始使用時，最初給出警報的數(shù)量是人翻身至錯誤體位的次數(shù)的30%，并且在特定時間段后增加到該次數(shù)的100%。優(yōu)選地，該時間段是一至兩周。
因為學習過程需要一段時間，并且對于使用者來說難于以新體位立即(舒適地)入睡，本發(fā)明的這個方面考慮到了使用者學習以新體位入睡的學習過程。通過從開始階段不完全應用矯正性啟動刺激，為使用者提供了學習以他們的新體位入睡的時間和空間。通過考慮到這種學習時間，維持了本發(fā)明的舒適度。通過高舒適度以及通過尊重自然學習行為， 使用者很可能會發(fā)現(xiàn)易于繼續(xù)使用本發(fā)明。繼續(xù)使用提高了以新姿勢睡眠的學習過程，并且那樣增加了最終方案的有效性。
通過例如傳感器可以檢測到人對給定警示的反應，其優(yōu)選地是身體姿勢檢測傳感器。由此，可以確定人的反應水平，例如使用者在什么時間后或在什么頻率或振幅下對警示信號做出反應？在使用開始階段，對人給出的警示次數(shù)可以由睡眠姿勢超出預定身體姿勢范圍的次數(shù)的下限開始增加，并且根據(jù)所確定的人的反應水平，可增加至該次數(shù)的上限。
在本發(fā)明的另一方面，對設備的控制單元編程，從而將其設成存儲和診斷模式，在該模式中，來自設備的身體運動檢測傳感器和/或聲音檢測傳感器的測量值被存儲和診斷，從而分析使用者的睡眠。在這個時間段內關閉反饋啟動。優(yōu)選地，通過參數(shù)結合，本發(fā)明診斷使用者的睡眠(以及可能的疾病或干擾)。優(yōu)選地，這些參數(shù)是聲音、體位和運動，例如， 結合聲音測量值和身體姿勢測量值從而確定體位打鼾者，或者例如結合在窒息情況中所見的呼吸紊亂與身體姿勢測量值從而確定體位窒息。優(yōu)選地，設備分析所測得的參數(shù)并建議用于病人的正確療法，例如對于體位窒息病人的體位療法、對于仰臥打鼾者的體位療法、對于伏臥睡眠者的體位療法、或者其他療法。
應該注意，本發(fā)明的上述方面可以單獨應用在方法或設備中，或者結合本發(fā)明其他上述方面中的任何一個來應用。
例如，在執(zhí)行所述方法的可能方法和設備中，當人的身體姿勢不在預定身體姿勢范圍內時，當檢測到特定聲音水平且當之后檢測到增加的身體運動后，啟動睡眠姿勢檢測或至少啟動對人的警示。通過檢測人的翻身運動和/或通過檢測在一段時間內人的增加的運動和/或通過檢測人的特定大腦活動和/或通過人的特定心跳和/或通過人的特定呼吸作用，可以檢測到增加的身體活動。
在另一個示例中，當人的身體姿勢不在預定身體姿勢范圍內時，在預定時間段后且當在所述時間段已經流逝后檢測到增加的身體活動時，啟動睡眠姿勢檢測或至少啟動對人的警示。
在又一個示例中，當人的身體姿勢不在預定身體姿勢范圍內時，當在預定時間段后且在所述時間段已經流逝后檢測到淺層睡眠階段時，啟動睡眠姿勢檢測或至少啟動對人的警示。
可以想象本發(fā)明上述方面的組合的其他示例，并且因此上述三個示例不被認為是限制性的。
根據(jù)本發(fā)明的上述方法和設備可以用于體位療法或用于其他應用，其中(單獨地或與其他參數(shù)結合 )診斷、定義、測量、傳輸、分析和/或糾正(身體)姿勢。因此，應用領域是這種情形期望監(jiān)測(身體)姿勢的不同方面，例如角度、體位、持續(xù)時間、運動、活動等，或者可通過(身體)姿勢、運動和/或加速確定的其他元素，例如覺醒/警示、心跳等。例如，提供可由姿勢確定的信息，和/或，防止和/或解決可由姿勢確定的問題，例如頸部-和背部問題、打鼾、睡眠窒息、褥瘡、嬰兒猝死癥等。另一個示例是提供從屬于運動/可由運動確定的信息，和/或，防止和/或解決從屬于運動/可由運動確定的問題，例如，睡眠狀態(tài)、常規(guī)睡眠、常規(guī)睡眠問題、失眠癥、不寧腿綜合癥等。本發(fā)明也能用來提供從屬于活動/由活動確定的信息，和/或，防止和/或解決從屬于活動/可由活動確定的問題，例如，活動記錄、 睡眠紊亂、夢游癥等。


將在下述說明中參考附圖闡釋本發(fā)明，其中
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的設備的優(yōu)選實施例的圖示；
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的睡眠姿勢自動糾正程序的流程圖3示意性地顯示了通過帶子在身體上穿戴了根據(jù)本發(fā)明的設備的仰臥的人；以及
圖4闡釋了該設備是如何設置在圖3的帶子上的。
具體實施方式
在圖3中顯示了仰臥在床32上的人31。圍繞人31的腰部穿戴了帶子33。帶子也可以圍繞胸部或軀干上的其他位置穿戴。在帶子33的中間設置口袋34，在口袋34中容納了睡眠姿勢警示設備35，如圖4所示。
代替帶子，設備35也可以穿戴在緊身襯衫的專用口袋中。也能夠使用夾子將設備附著在帶子、腰帶或內衣上，還有可能附著在可將裝置放入其中的內衣上?？墒褂美缂~扣、維可牢的其他方式或者其他附接方法，將裝置放置在睡衣上。使用織物(例如T恤衫)將本發(fā)明固定就位的環(huán)形物也是可能的。此外，可以想象將設備35附接至身體的其他方式。 必要的僅僅是將設備附接至使用者身體上，特別是軀干上，以使使用者31身體的運動和方位與設備35的運動和方位正確相關。
圖1是對設備35的可能組件結構的闡釋。各組件都直接或間接連接至控制單元I。控制單元I能夠在不同組件之間通信并且解讀各組件之間的信號。通過控制單元I的方法或者所稱的算法來定義通信和信號的解讀。
特別地，控制單元是可編程微控制器，其能夠在硬件組件之間通信并控制各硬件組件。控制單元能夠在不同硬件組件和外部應用程序/連接至裝置的產品之間傳遞所有信號。此外，其能夠對設備運行狀況進行編程，并因此告知設備如何對各情況做出響應(例如， 加速計值、反饋、打鼾聲、直立姿勢等)。
設備35進一步包括重力驅動傳感器3 (查閱圖1)。優(yōu)選地，重力驅動傳感器是電子三軸加速計/3-軸MEMS加速計，從而在三維空間定義設備姿勢，其直接與使用者31身體的姿勢相關聯(lián)。因為高頻率的測量和對小的加速度變化的快速響應時間，MEMS加速計的弓I 進是優(yōu)選的。
所述設備還包括警示裝置。原則上可以使用在特殊情況中使用者能夠注意到的任何類型的警示，例如氣味、聲 音、景象、味道和觸覺-電子刺激、振動觸覺或任何其他警示。 然而，優(yōu)選地，警示裝置適于人31的振動觸覺刺激，優(yōu)選地通過振動電機6。優(yōu)選使用振動觸覺，因為其是舒適的，其不會(比如通過觸電)傷害或損害使用者31并且不會干擾使用者 31或使用者31伙伴的睡眠節(jié)奏，比如例如通過聲音。
此外，警示裝置可以包括將聽覺反饋發(fā)送至使用者31的揚聲器14。
另外，警示裝置可以配備有至其他裝置的連接，從而通過另一個人進行遠程監(jiān)控， 所述另一個人為例如看管者、護士、父母或者其他家庭成員。
設備35可以包括顯示器，優(yōu)選地為LED顯示器7，其將可視反饋提供給使用者。LED 的引進將使設備35能夠利用提供給使用者31的可視反饋來傳遞信息，從而指示例如電池狀態(tài)、存儲事件、運行模式、進程、占用率等。
設備35可以具有聲音傳感器，優(yōu)選地是檢測來自環(huán)境的噪音或聲級的麥克風4， 其能夠檢測打鼾，能夠記錄干擾。聲音傳感器的引進能夠檢測打鼾聲音，這樣，即使使用者以期望的體位打鼾，也能啟動一種類型的反饋從而改變體位或姿勢(例如，以使伙伴不必這么做)，并且因此最優(yōu)化裝置從而防止打鼾。
所述設備可以配備有數(shù)據(jù)存儲設備，優(yōu)選地為存儲所檢測的和測量的事件的存儲器8。記錄事件使得能夠收集關于睡眠期間在特定時刻正在進行什么的信息。這可以在其他時刻適時使用，從而確定、通知、診斷、幫助和/或建議使用者或其他各種元件。這可以是對使用者的反饋、關于睡眠/睡眠監(jiān)測的信息，將事件存儲與特定活動結合從而指示使用者事物，進行計算、求平均值、作圖等。
所述設備可以配備有傳遞所存儲的數(shù)據(jù)的特征，優(yōu)選地是能夠將設備35連接至個人計算機的USB接口 10。傳遞所存儲的數(shù)據(jù)的能力能夠進行許多選擇，從而將設備35與其他器具/軟件/產品組合，進而提高所存儲的事件的能力。這樣，信息能夠在器具/產品 /軟件之間傳遞或交換，從而為使用者提供新的特征或給他們關于存儲在設備35中信息的更多洞察。
設備35可以具有通過USB接口 10的外部通信，但是可選擇地或另外地，通過無線接口 9與計算機或其他裝置通信。與例如個人計算機、嬰兒監(jiān)控等其他外部裝置的通信使得能夠在那些裝置之間進行信息交換，并且能夠對信息反饋、遠程監(jiān)控或遠程控制進行選擇。
設備35具有電源13，優(yōu)選地是集成的電池從而能夠無線使用設備35。電池的集成使得只要需要就能夠使用設備35，而不需要墻上插座。此外，其使得設備35是無線的， 這提高了使用者31的舒適度，并且提高了使用者移向/圍繞/遠離床或者睡眠區(qū)域的自由度。
所述設備可以具有充電系統(tǒng)11、12，優(yōu)選地包括USB端口 11，其能夠通過適配器或個人計算機為設備35的電池充電。使用充電系統(tǒng)11、12為電池充電意味著使用者不必打開設備35和/或更換電池，從而保持使用該產品。這最小化了設備35發(fā)生的問題，并且較易于為其提供所需功率。優(yōu)選地，基于運動感應或運動交換的充電系統(tǒng)能夠對電池進行充電，而不需要在外殼中開口，這使得設備防潮濕/防水。
設備35可以包括溫度開關，優(yōu)選地是集成電路溫度開關，當溫度超過特定閾值時，該溫度開關確定電子元件過熱從而斷開與電源的連接。因此防止裝置過熱并最小化風險。
所述設備可以包括溫度檢測裝置，優(yōu)選地是集成溫度傳感器5，此外是連接至裝置的外部溫度傳感器，從而例如檢測身體溫度進而確定睡眠舒適度，這對于看管嬰兒尤其重要。集成溫度傳感器5的引進能夠進行身體溫度測量，進而能夠實現(xiàn)更多的反饋和睡眠信息的選擇。首先，可在睡眠期間向全部使用者指示高溫，從而提高睡眠質量和舒適度。此夕卜，在特定情況中其能夠進行警示，并且將關于睡眠期間身體溫度的信息提供給使用者；尤其是對于嬰兒或孩子。對于嬰兒，睡眠期間正確的身體溫度非常重要。
此外，設備35可以配備額外的集成檢測裝置(未不出),例如,聲音傳感器、振動傳感器、濕度傳感器以及用于其他功能的更多傳感器，所述其他功能為例如呼吸、打鼾聲、環(huán)境影響因素以及更多因素的檢測。此外，設備35可具有用于外部傳感器的連接器(未示出)； 例如，位置傳感器、振動傳感器、呼吸傳感器以及用于其他功能的更多傳感器，所述其他功能為例如呼吸、呼吸模式、心率、肌肉運動、打鼾、窒息等的檢測。
設備35包括內部時鐘15，優(yōu)選地是晶體振蕩器，從而為控制單元提供時間和數(shù)據(jù)。內部時鐘15能夠記錄與時間相關的事件，從而為事件創(chuàng)建時間戳。以這種方式，事件發(fā)生的時間可以被更精確地確定從而存儲在存儲器8中和/或通過給使用者31的信息而被反饋(警示)。
所述設備可以配備有可加載在計算機上的軟件。軟件程序可用于下載、存儲、分析、顯示、可視化數(shù)據(jù)和/或將數(shù)據(jù)從設備傳遞至計算機35。軟件程序能夠進行事件的解讀、可視化以及對由設備存儲的數(shù)據(jù)和所述事件進行比較，以能夠進行事件反饋。這樣，在特定時刻記錄的事件可以在其他時刻適時通信，由此可告知使用者31他們的行為。這樣， 最有益的結果是，通過更多洞察，能夠引導和訓練使用者31以改進的睡眠姿勢入睡，并且刺激設備35的使用。優(yōu)選地，軟件可用于結合參數(shù)、值、功能以及本發(fā)明和可以連接至個人電腦或通過廣域網的外部產品或器具之間的更多內容。
設備35具有連接至控制單元I的開關2，從而啟動控制單元I。每當啟動設備35 時，加速計3、麥克風4和溫度傳感裝置5執(zhí)行將被傳遞至控制單元I進行解讀的測量。
加速計3返回在所有三維x、y和z空間中測得的加速度值?？梢杂蛇@些值獲得活動、運動和/或體位。麥克風4返回所測量的聲音的頻率和振幅值。溫度傳感裝置5返回在其環(huán)境中測得的溫度值(例如，體溫、裝置溫度等)。
每當來自加速計3、麥克風4或溫度傳感裝置5的信號超過預定的閾值時，例如不期望的身體姿勢或打鼾，當通過控制單元I解讀時，啟動執(zhí)行器6 (也就是振動電機)，從而指示使用者31需要改變體位。
每當需要對使用者進行可視反饋時，控制單元I啟動LED顯示器7，從而以預定順序打開LED顯示器7的燈。
每當在控制單元I內發(fā)生所預定的將被存儲的事件時，通過將來自控制單元I的信號發(fā)送至內部存儲器8來完成。如有必要，控制單元I還可以取回存儲在存儲器8中的信息。
每當無線接口 9連接至控制單元I時，設備35能夠通過無線接口 9與外部裝置的無線接收器16通信。
每當外部裝置通過USB端口 11連接至裝置時，信號通過USB接口 10在USB端口 11和控制單元I之間進行交換。USB接口 10將來自USB端口 11的信號轉換成發(fā)送至控制單元I的信號，并且反之亦然。
每當通過USB端口 11將外部裝置連接至裝置時，可通過充電控制12的使用，將電力傳遞至電源13。充電控制12能夠使來自USB端口 11的電力傳遞至電源13。
電源13被連接至裝置內所有必須被供應電力的組件。通過控制單元I測量從電源13傳遞至控制單元I的電力，從而確定電源13的狀態(tài)。
每當將揚聲器14連接至控制單元I時，能夠通過揚聲器14發(fā)出警報或者產生聲曰
將時鐘15直接連接至控制單元I，從而為控制單元I提供數(shù)值進而確定日期和時間。來自時鐘15的這種信息用于存儲從控制單元I存儲到存儲器8中的事件的日期和時間。
每當可能通過USB端口 11或無線接口 9與來自外部裝置17的軟件進行通信時， 控制單元I可以與軟件17進行信息或程序的交換。
圖2是闡釋了使用圖1的設備糾正睡眠姿勢的方法的程序的流程圖。
在步驟101中開啟設備后，在步驟102將步驟SlOl記錄到存儲器中，在步驟103 中首先確定使用者體位，并且在步驟104中確定環(huán)境的聲級。然后，分別在步驟105和步驟 106確定作為入睡計時器和非激活態(tài)計時器的計時器，以及啟動該計時器。這些計時器被確定為倒數(shù)計時器，其始于典型值并倒數(shù)至零，在零處其被確定為非激活態(tài)。在步驟7中相對于位置而評估傳感器的輸出信號，所述位置特別是關于身體縱軸的旋轉位置(在x、y或z 上的加速度)。
在步驟108中，確定是否存在控制該非激活態(tài)計時器的運動。如果在步驟108檢測到運動，那么在步驟109中重新設置該非激活態(tài)計時器至該倒數(shù)值，并且在步驟110處記錄該事件。如果在步驟108沒有檢測到運動，那么程序繼續(xù)進行至步驟111。在步驟112中， 通過在步驟111處的記錄確定所確定的姿勢是否處于直立體位，該直立體位表示使用者醒了。如果在步驟113中確定該體位是直立的，那么在步驟114中記錄該直立體位，并且入睡計時器必須在步驟115中再次重新設置，從而再次開始倒數(shù)。在那之后，在步驟116中等待預定的時間，也就是所稱的停留時間，直到程序返回至步驟107。
隨后，步驟107至113會重新運行。如果在步驟113確定該體位不是直立的，那么其表示使用者為了睡覺而躺下了。當使用者處于仰臥體位并且入睡時，在步驟117中確定 在程序的先前運行中是否檢測到打鼾。如果在先前的程序運行中沒有檢測到打鼾，那么在步驟118程序檢測使用者在該時間是否打鼾。如果在步驟118檢測到使用者正在打鼾，那么在 步驟119將其記錄并存儲，并且在步驟120啟動打鼾計數(shù)器，從而為下一個循環(huán)指示 存在打鼾。在步驟120啟動打鼾計數(shù)器后，程序繼續(xù)進行至步驟116處的停留時間。在該預定時間后，在步驟116等待一段所稱的停留時間，在這之后，程序返回至步驟107。
如果在步驟118中確定了在步驟111確定的聲級表示未打鼾，那么在步驟121確定入睡計時器是否是激活態(tài)，或者換句話說，是否完成了倒數(shù)至零。如果在步驟117確定入睡計時器是激活態(tài)，那么因此不應向使用者指示其體位，在步驟122查詢該非激活態(tài)的計時器。如果該非激活態(tài)計時器仍然是激活態(tài)，那么表示使用者不在睡眠狀態(tài)，等待一段預定時間，即在步驟115所稱的停留時間，直到程序返回至步驟107。如果在步驟122確定了使用者處于睡眠狀態(tài)，其表示使用者在該非激活態(tài)計時器期間不存在活動，在步驟119處記錄該事件，并且程序繼續(xù)進行至步驟210。如果在步驟121確定入睡計時器是非激活態(tài)， 那么在步驟123中確定是否存在身體運動活動。
如果在步驟117檢測到打鼾計時器是激活態(tài)，并且因此在程序的前一個運行中檢測到了打鼾，程序立即繼續(xù)至步驟123從而確定是否存在身體運動活動。
如果在步驟123確定不存在身體運動，那么等待一段預定時間，即在步驟116所稱的停留時間，直到程序返回至步驟107。如果在步驟123確定存在身體運動，那么在步驟 124記錄該事件，并且在步驟125激活該等待時間。等待一段預定時間，即所稱的等待時間，直到程序繼續(xù)至步驟126，從而確定身體姿勢是否正確。
如果在步驟126確定了在預定時間內體位是正確的，那么在步驟128停用打鼾計數(shù)器，并且等待一段步驟116所稱的停留時間，直到程序返回至步驟107。如果在步驟126 確定體位不正確，那么在步驟129記錄該事件，并且在步驟130確定是否在步驟131啟動執(zhí)行器程序。步驟130被編程從而響應訓練程序功能，在其中確定是否應該根據(jù)在使用的前幾周內的受限的反饋啟動反饋。如果在步驟130確定即將執(zhí)行反饋，那么在步驟131啟動程序。
隨后，在步驟132增加執(zhí)行器程序的級別，并且程序繼續(xù)進行至步驟133。在步驟 133確定是否激活本發(fā)明的診斷模式，在該模式中應該存儲所有事件，但是不應發(fā)送反饋給使用者。當在步驟133確定診斷模式是非激活態(tài)時，程序繼續(xù)進行至步驟134從而啟動執(zhí)行器，因此將反饋發(fā)送給使用者，并且繼續(xù)進行至步驟135，在步驟135由加速度值確定體位。當在步驟133確定診斷模式是激活態(tài)時，程序跳過步驟134，因此不發(fā)送反饋給使用者， 并且繼續(xù)進行至步驟135，在該步驟確定體位。程序從步驟135繼續(xù)進行至步驟126，在步驟126再次確定使用者的體位是否正確。
下面將更詳細地描述上述提及的一些步驟。
確定體位(步驟107)·
通過在x、y和z方向上的加速度值，本發(fā)明確定使用者的體位。以快步(優(yōu)選地為 IOHz)重復算法，并且因此程序每秒運行10次，從而確定使用者的體位/姿勢。
停留時間(步驟116)-參數(shù)確定頻率/程序循環(huán)時間
引進停留時間從而控制給定時間段內的測量次數(shù)。優(yōu)選地，最小測量次數(shù)是每秒至少一次。用于本發(fā)明的停留時間編程為在I和IOOHz之間的某個頻率，優(yōu)選地在10Hz。 因此，程序的兩個循環(huán)之間的時間是十分之一秒。
運動(步驟108)-活動
通過X、y或z方向上的加速度值來確定使用者的運動,所述加速度值超過用于指示運動的預置閾值。
非激活態(tài)計時器(步驟106/步驟109)-睡眠狀態(tài)
引進非激活態(tài)計時器，從而由預定的非激活態(tài)時間來確定使用者的睡眠狀態(tài)，由此確定不存在運動。該計時器是啟動倒數(shù)(倒數(shù)至零)或者計數(shù)(計數(shù)至特定閾值的計時器， 從而評價在預置時間內存在運動。當計數(shù)(倒數(shù))計時器超過其閾值時，這表示使用者處于睡眠狀態(tài)并且姿勢的改變(步驟126)會引起向使用者發(fā)送反饋，甚至在睡眠時段內也有可能，該時段優(yōu)選的是20分鐘。
確定聲級(步驟111)-睡眠狀態(tài)
確定聲級，從而將用于在步驟117和118檢測打鼾聲音。
直立體位(步驟113)-睡眠體位
每當通過軸上關于使用者脊柱的閾值而檢測到直立體位時，入睡計時器被重置。 每當體位是直立時，不啟動入睡計時器的倒數(shù)周期。
入睡計時器(步驟105/步驟115/步驟121)-不受干擾的入睡階段
引進入睡計時器，從而確保本發(fā)明的使用者能夠以每個優(yōu)選體位入睡，并且因此確保本發(fā)明中預定義的不期望的體位能啟動執(zhí)行器。在入睡計時器從預定時間開始倒數(shù)的周期內，不會通過檢測不期望的體位而啟動執(zhí)行器。用于本發(fā)明的平均入睡周期編程為O 和120分鐘之間，優(yōu)選地在10和30分鐘之間。通過檢測打鼾(步驟117/步驟118)或停用， 可以中斷入睡計時器，即睡眠狀態(tài)(步驟122)，因此本發(fā)明的設備能夠在入睡計時器周期內啟動反饋。
打鼾激活(步驟117/步驟118/步驟120)-睡眠狀態(tài)
每當在入睡計時器內檢測到打鼾且因此使用者處于睡眠狀態(tài)時，應該忽略入睡階段，并且本發(fā)明應能夠以反饋來響應不期望的姿勢。每當在步驟118檢測到打鼾聲音時(在步驟111確定)，打開/啟動打鼾計數(shù)器。這意味著在程序的下一個循環(huán)中，在步驟117進行確定后，程序不會繼續(xù)進行至步驟118，且因此，在入睡計時器周期內，在步驟123確定活動，并且本發(fā)明會響應姿勢的改變。在姿勢改變后(步驟128)停用打鼾計數(shù)器，且因此在下一個循環(huán)中再次確定打軒聲音的存在。
等待時間(步驟125)-覺醒狀態(tài)
引進等待時間，從而確保使用者處于覺醒狀態(tài)，且因此，在該覺醒狀態(tài)下使用者有意識地對執(zhí)行器做出響應。每當身體運動超過閾值時(步驟123)，且在3秒后該身體運動仍然存在，那么表明存在覺醒狀態(tài)。因此，執(zhí)行器從該時刻起三秒后才啟動，通過加速計來測量身體活動。等待的最小時段是3秒，優(yōu)選地是3秒，從那之后，在開始覺醒時啟動執(zhí)行器。 因此，在步驟125引進等待時間。
選擇反饋(步驟130)-學習曲線
通過本發(fā)明的標準編程，每次檢測到不期望的姿勢時，傳感器將以反饋進行響應。 使用者可能必須習慣于反饋信號并因該反饋信號而醒來。因此，當使用者第一次開始使用傳感器時，可以對其編程從而使其不會對每個不期望的姿勢進行響應，并且不會隨著時間而增加響應。在所定義的時間周期內，減少的程序應該在0%和100%之間增加，優(yōu)選地在7 至14天的周期內從30%增加至100%。為了將這一點引入算法中，引進步驟130從而使得有可能在檢測到不期望的姿勢后包括或排除反饋程序?？梢栽O想，學習曲線的實施為如下所示(1=在不期望的姿勢后進行反饋);0=在不期望的姿勢后不進行反饋)。
33%=1-0-0-1-0-0-1-0-0-1-0-0-1-0-0-1
50%=1-O-1-O-1-O-1-O-1-O-1-O-1-O-1-O
66%=1-1-0-1-1-0-1-1-0-1-1-0-1-1-0-1
100%=1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1
啟動程序(步驟131)-反饋模式
引進啟動程序，從而降低喚醒使用者的風險，并降低使用者習慣于執(zhí)行器信號的風險。為了降低喚醒使用者的風險，重要的是以較低強度和較低頻率的信號啟動執(zhí)行器程序，并且該強度和頻率隨著時間增加，直到達到使用者的特定閾值，進而對執(zhí)行器做出響應。為了降低習慣化的危險，重要的是使執(zhí)行器程序隨著時間而變化，且因此執(zhí)行器信號與先前的執(zhí)行器信號不一樣。通過根據(jù)喚醒使用者的風險增加信號的強度和頻率，也降低了使用者習慣化的風險。在覺醒期間啟動并維持啟動程序。覺醒的平均時間周期在15和30 秒之間。啟動程序運行的最大周期是I分鐘，優(yōu)選為30秒。
診斷模式(步驟133)-無反饋并記錄事件
為了監(jiān)視、反饋、診斷目的和其他應用，可以將來自本發(fā)明的事件存儲在存儲器中。當啟動本發(fā)明時，其能夠記錄由所有檢測裝置測得的值、身體的體位、反饋信號的啟動等。本發(fā)明能夠存儲所有通過本發(fā)明測得或發(fā)起的事件。為了優(yōu)化傳感器的存儲器，可選擇僅存儲特殊記錄事件。優(yōu)選地，在診斷期間，使用者不會被喚醒，即關閉反饋程序(步驟 133)，因此本發(fā)明會記錄所有事件，但不會發(fā)送反饋給使用者。
軟件-反饋并與其他裝置結合
通過將其存儲到本發(fā)明的存儲器內來執(zhí)行對事件的記錄。通過使用軟件，這種信息能與個人計算機、萬維網或者連接至本發(fā)明的其他裝置通信。在設備和外部裝置之間的通信不包括在算法中，而是一種包含在該設備內的多用途啟動元件。
可編程的-重新編程本發(fā)明
引進軟件編程，從而為使用者提供改變設備控制器I的運行狀況的優(yōu)點。這樣， 每個參數(shù)值都被重新編程，并且控制單元I可被重新編程從而例如響應由加速計3檢測到的不同角度值，以較低或較高強度來響應由加速計3檢測到的不同角度 值，和/或，頻繁或不怎么頻繁地響應由加速計3等檢測到的角度。因此應該能夠開啟或關閉算法內的某些步驟，從而定義睡眠姿勢警示設備的運行狀況。
權利要求
1.一種睡眠姿勢警示設備，包括-電子控制單元，-身體姿勢檢測傳感器，其可操作地連接至所述控制單元，用于檢測身體姿勢，以及-警報裝置，其可操作地連接至所述控制單元，其中，所述睡眠姿勢警示設備具有常規(guī)運行模式，在所述常規(guī)運行模式中-當通過所述傳感器檢測到身體姿勢超出預定姿勢范圍時-所述控制單元發(fā)送警報信號至所述警報裝置，并且所述警報裝置根據(jù)從所述控制單元接收到的信號產生警報，從而警示所述人，其特征在于，所述控制單元被編程為在初始入睡時間周期后轉換處于所述常規(guī)運行模式的所述睡眠姿勢裝置。
2.如權利要求1所述的設備，其中，所述控制單元包括計時器，并且所述控制單元被編程為在預定的入睡時間周期后轉換為所述常規(guī)運行模式。
3.如權利要求1所述的設備，其包括連接至所述控制單元的睡眠檢測傳感器，所述睡眠檢測傳感器用于檢測人是否處于睡眠狀態(tài)。
4.如權利要求3所述的設備，其中，所述睡眠檢測傳感器是身體活動檢測傳感器，優(yōu)選地是身體運動檢測傳感器、心跳檢測傳感器、大腦活動檢測傳感器，并且其中，所述控制單元被編程為根據(jù)每個時間周期的身體活動級別確定人是否入睡。
5.如權利要求3所述的設備，其中，所述睡眠檢測傳感器是聲音檢測傳感器，用于例如呼吸或打鼾聲音，并且其中，所述控制單元被編程為根據(jù)由人產生的聲音的聲級和/或頻率確定其是否入睡。
6.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述設備包括連接至所述控制單元的睡眠階段檢測傳感器，并且其中，所述控制單元被編程為根據(jù)所述睡眠階段檢測傳感器的信號來確定人的特定睡眠階段，由此-當所述設備處于所述常規(guī)運行模式時-僅當確定所述睡眠階段是淺層睡眠階段時，所述控制單元才發(fā)送警報信號至所述警報裝置。
7.如權利要求6所述的設備，其中，所述睡眠階段檢測傳感器包括身體活動檢測傳感器，例如身體運動檢測傳感器、大腦活動測量傳感器、心跳檢測傳感器或呼吸檢測傳感器。
8.如權利要求4和6所述的設備，其中，用于睡眠階段檢測的所述身體活動檢測傳感器和用于確定所述睡眠狀態(tài)的所述身體活動檢測傳感器是同一傳感器。
9.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述控制單元被編程為當人起床時， 重置所述入睡時間周期。
10.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述控制單元被編程為當人起床時，停用所述常規(guī)運行模式。
11.一種睡眠姿勢警示設備，包括-電子控制單元，-身體姿勢檢測傳感器，其可操作地連接至所述控制單元，用于檢測身體姿勢，以及-警報裝置，其可操作地連接至所述控制單元，其中，所述睡眠姿勢警示設備具有常規(guī)運行模式，在所述常規(guī)運行模式中-當由所述傳感器檢測到的身體姿勢超出預定姿勢范圍時-所述控制單元發(fā)送警報信號至所述警報裝置，并且所述警報裝置基于從所述控制單元接收到的信號產生警報，從而警示所述人，其特征在于，所述設備包括連接至所述控制單元的睡眠階段檢測傳感器，并且其中，所述控制單元被編程為根據(jù)所述睡眠階段檢測傳感器的信號確定人的特定睡眠階段，由此-當所述設備處于所述常規(guī)運行模式時-僅當確定所述睡眠階段處于淺層睡眠階段時，所述控制單元才發(fā)送警報信號至所述警報裝置。
12.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述控制單元被編程為僅在檢測到睡眠姿勢超出所述預定身體姿勢范圍的預定的部分情況下才發(fā)送警報信號至所述警報裝置。
13.一種睡眠姿勢警示設備，包括-電子控制單元，-身體姿勢檢測傳感器，其可操作地連接至所述控制單元，用于檢測身體姿勢，以及-警報裝置，其可操作地連接至所述控制單元，其中，所述睡眠姿勢警示設備具有常規(guī)運行模式，在所述常規(guī)運行模式中-當由所述傳感器檢測到的身體姿勢超出預定姿勢范圍時-所述控制單元發(fā)送警報信號至所述警報裝置，并且所述警報裝置基于從所述控制單元接收到的信號產生警報，從而警示所述人，其特征在于，所述控制單元被編程為僅在檢測到睡眠姿勢超出所述預定身體姿勢范圍的部分的情況下才發(fā)送警報信號至所述警報裝置。
14.如權利要求12或13所述的設備，其中，所述控制單元被編程為使得在使用的起始階段，發(fā)送警報信號的數(shù)量是從睡眠姿勢超出預定身體姿勢范圍的次數(shù)的下限開始增加的，并且在特定時間周期后增加至所述次數(shù)的上限。
15.如權利要求12或13所述的設備，其中，所述設備具有連接至所述控制單元的傳感器，從而檢測人對給出的警示的反應，所述傳感器優(yōu)選地是身體姿勢檢測傳感器，并且其中，所述控制單元被編程為確定人的反應級別，并且所述控制單元被編程為在使用的起始階段，發(fā)送警報信號的數(shù)量是從睡眠姿勢超出預定身體姿勢范圍的次數(shù)的下限開始增加的，并且根據(jù)所檢測到的人的反應級別增加至所述次數(shù)的上限。
16.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述警報裝置是振動器，用于為人提供振動觸覺刺激警報。
17.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述身體姿勢檢測傳感器是重力驅動傳感器。
18.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述控制單元被編程為提供警報信號至所述警報裝置，所述警報信號對應于在(預定)時間周期和/或使用周期內增加的警報頻率和/或警報振幅。
19.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述控制單元被編程為提供警報信號至所述警報裝置，所述警報信號隨時間和/或使用而對應于非連續(xù)性的警報(模式)頻率和/或警報振幅。
20.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述控制單元被編程為僅在預定最大時間周期內提供警報信號至所述警報裝置，所述預定最大時間周期例如在10-60秒之間。
21.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述控制單元被編程為從所述常規(guī)運行模式轉換至存儲和診斷模式，在所述存儲和診斷模式中，來自所述設備的所述身體活動檢測傳感器和/或聲音檢測傳感器的測量值被存儲并診斷，從而分析使用者的睡眠，并且其中，優(yōu)選地，禁用對人的警報。
22.—種睡眠姿勢警示方法，其中，檢測人的睡眠姿勢，并且其中，當睡眠姿勢超出預定身體姿勢范圍時，自動警示人，其特征在于，在入睡時間周期內，當人的身體姿勢超出所述預定身體姿勢范圍時，停止睡眠姿勢檢測或至少停止對人的警示。
23.如權利要求22所述的方法，其中，檢測人的睡眠狀態(tài)，并且當檢測到人處于睡眠狀態(tài)時-啟動睡眠姿勢檢測或啟動對人的警示，使得將在他的/她的身體姿勢超出所述預定身體姿勢范圍的情況下警示人。
24.如權利要求23所述的方法，其中，通過檢測人的身體活動而檢測睡眠狀態(tài)，所述身體活動為例如身體運動量，或者，通過檢測傳感器來測量呼吸或心跳，從而檢測睡眠狀態(tài)。
25.如權利要求23所述的方法，其中，通過測量大腦活動而檢測睡眠狀態(tài)。
26.如權利要求23所述的方法，其中，通過檢測由人產生的聲音而檢測睡眠狀態(tài)，所述聲音為例如呼吸聲。
27.如權利要求22至26中任一項所述的方法，其中，假定人的睡眠狀態(tài)在預定時間周期后，在這之后，啟動睡眠姿勢檢測或啟動對人的警示，使得將在他的/她的身體姿勢超出所述預定身體姿勢范圍的情況下警示人。
28.如權利要求22至27中任一項所述的方法，其中，檢測人的睡眠階段，并且其中-當檢測到人處于淺層睡眠階段時-啟動睡眠姿勢的檢測或啟動對人的警示，使得將在他的/ 她的身體姿勢超出所述預定身體姿勢范圍的情況下警示人。
29.如權利要求28所述的方法，其中，通過檢測人的身體活動量來確定所述淺層睡眠階段，所述身體活動量為例如身體運動量、大腦活動、呼吸或心跳。
30.如權利要求22所述的方法，其中，當人起床時，重新設置已停止的入睡周期。
31.如權利要求22至30中任一項所述的方法，其中，當人起床時，當他的/她的身體姿勢超出所述預定身體姿勢范圍時，停止所述睡眠姿勢檢測或至少停止對人的警示。
32.—種睡眠姿勢警示方法，其中，檢測人的睡眠姿勢，并且其中，當睡眠姿勢超出預定身體姿勢范圍時，自動警示人，其特征在于，檢測人的睡眠階段，并且其中-當檢測到人處于淺層睡眠階段時-啟動所述睡眠姿勢檢測或者啟動對人的警示，使得在他的/她的身體姿勢超出所述預定身體姿勢范圍的情況下，警示人。
33.如權利要求32所述的方法，其中，通過檢測人的身體活動量來確定所述淺層睡眠階段，所述身體活動量為例如身體運動量、大腦活動、呼吸或心跳。
34.一種睡眠姿勢警示方法，其中，檢測人的睡眠姿勢，并且其中，當睡眠姿勢超出預定身體姿勢范圍時，自動警示人，其特征在于，僅在檢測到睡眠姿勢超出所述預定身體姿勢范圍的部分情況下才給出所述警示。
35.如權利要求34所述的方法，其中，在使用的起始階段，給出警報的數(shù)量是從睡眠姿勢超出預定身體姿勢范圍的次數(shù)的下限開始增加的，并且在特定(預定)時間周期后增加至所述次數(shù)的上限。
36.如權利要求34所述的方法，其中，確定待被警示的人的反應級別，并且其中，在使用的起始階段，給出的警報的數(shù)量是從睡眠姿勢超出預定身體姿勢范圍的次數(shù)的下限開始增加的，并且根據(jù)人的反應級別而增加至所述次數(shù)的上限。
37.一種睡眠姿勢糾正方法，其中，利用根據(jù)權利要求1至21中任一項所述的設備。
38.一種睡眠姿勢糾正設備，其具有被編程的控制單元，從而執(zhí)行根據(jù)權利要求22至 36中任一項所述的方法。
全文摘要
一種睡眠姿勢警示方法或用于該方法的設備，檢測人的睡眠姿勢，并且當睡眠姿勢超出預定身體姿勢范圍時，通過警示裝置自動警示人。在入睡時間周期內，當人的身體姿勢超出所述預定身體姿勢范圍時，停止所述睡眠姿勢檢測或至少停止對人的警示。
文檔編號A61B5/11GK103025279SQ201080066618
公開日2013年4月3日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權日2010年5月4日
發(fā)明者埃利納·克里斯蒂安·凡·比斯特 申請人:奈特·布朗斯股份有限公司