本公開涉及一種用于調(diào)節(jié)睡眠期間的感官刺激的持續(xù)時間以增強對象的慢波活動的系統(tǒng)和方法。

背景技術：

用于監(jiān)測睡眠的系統(tǒng)是已知的。睡眠期間的感官刺激是已知的。睡眠期間的感官刺激通常以不一定對應于對象的睡眠模式的間隔和/或強度連續(xù)地被應用。本公開克服了現(xiàn)有技術系統(tǒng)中的缺陷，尤其是與反應弱化(habituation)相關聯(lián)的缺陷(即，由于刺激中缺乏感覺到的新奇感而導致的慢波活動增強效應的降低)。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本公開的一個或多個方面涉及一種被配置為調(diào)節(jié)被提供給對象的個體感官刺激的參數(shù)的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：感官刺激器，其被配置為向所述對象提供所述個體感官刺激；一個或多個傳感器，其被配置為生成輸出信號，所述輸出信號傳達與所述對象在當前睡眠會話期間的腦波活動有關的信息；以及一個或多個物理計算機處理器。所述一個或多個物理計算機處理器由計算機可讀指令配置為：基于所述輸出信號來確定所述對象當前是否處于慢波睡眠中；響應于所述對象目前處于慢波睡眠中，控制所述感官刺激器向所述對象提供所述個體感官刺激，所述個體感官刺激具有第一參數(shù)；檢測所述對象對具有所述第一參數(shù)的所述個體感官刺激的反應弱化，基于在具有所述第一參數(shù)的所述個體感官刺激的提供之后的時間段的所述輸出信號來檢測反應弱化；并且響應于對所述對象對具有所述第一參數(shù)的所述個體感官刺激的反應弱化的檢測，調(diào)節(jié)所述第一參數(shù)。

本公開的另一方面涉及一種被配置為利用參數(shù)確定系統(tǒng)來調(diào)節(jié)提供給對象的個體感官刺激的參數(shù)的方法。所述系統(tǒng)包括感官刺激器、一個或多個傳感器以及一個或多個物理計算機處理器。所述方法包括：利用所述一個或多個傳感器來生成輸出信號，所述輸出信號傳達與所述對象在當前睡眠會話期間的腦波活動有關的信息；利用所述一個或多個物理計算機處理器基于所述輸出信號來確定所述對象當前是否處于慢波睡眠中；響應于所述對象目前處于慢波睡眠中，利用所述一個或多個物理計算機處理器、所述感官刺激器來控制所述感官刺激器，以向所述對象提供所述個體感官刺激，所述個體感官刺激具有第一參數(shù)；利用所述一個或多個物理計算機處理器來檢測所述對象對具有所述第一參數(shù)的所述個體感官刺激的反應弱化，基于在具有所述第一參數(shù)的所述個體感官刺激的提供之后的時間段的輸出信號來檢測反應弱化；并且響應于對所述對象對具有所述第一參數(shù)的所述個體感官刺激的反應弱化的檢測，利用所述一個或多個物理計算機處理器來調(diào)節(jié)所述第一參數(shù)。

本公開的又一方面涉及一種被配置為調(diào)節(jié)提供給對象的個體感官刺激的參數(shù)的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：用于向所述對象提供個體感官刺激的單元；用于生成輸出信號的單元，所述輸出信號傳達與所述對象在當前睡眠會話期間的腦波活動有關的信息；用于基于所述輸出信號來確定所述對象當前是否處于慢波睡眠中的單元；用于響應于所述對象目前處于慢波睡眠中而控制所述感官刺激器以向所述對象提供所述個體感官刺激的單元，所述個體感官刺激具有第一參數(shù)；用于檢測所述對象對具有所述第一參數(shù)的所述個體感官刺激的反應弱化的單元，基于在具有所述第一參數(shù)的所述個體感官刺激的提供之后的時間段的輸出信號來檢測反應弱化；以及用于響應于所述對象對具有所述第一參數(shù)的所述個體感官刺激的反應弱化的檢測而調(diào)節(jié)所述第一參數(shù)的單元。

參考附圖，考慮以下說明和權利要求，本公開的這些和其他目標、特征和特性以及操作的方法和結構的相關元件的功能以及各部分的組合和制造的經(jīng)濟性將變得更加顯而易見，所有附圖形成本說明的部分，其中，相似的附圖標記指代各附圖中對應的部分。然而，要明確理解，附圖僅出于圖示和說明的目的，而不旨在作為本公開的限度的限定。

附圖說明

圖1是被配置為降低對象在睡眠期間對感官刺激的反應弱化以增強對象睡眠期間的慢波活動的系統(tǒng)的示意性圖示。

圖2圖示了系統(tǒng)的實施例，其包括由對象佩戴的對象安裝件。

圖3a圖示了改變在感官刺激的塊之間的音調(diào)持續(xù)時間對對象的反應弱化的效應。

圖3b圖示了對個體感官刺激進行分組以改變刺激的定時和持續(xù)時間并且引入新奇感。

圖4圖示了響應于感官刺激的序列對慢波活動的效應以及對象對感官刺激的最終反應弱化。

圖5圖示了感知到的聽覺信號的相對響度對音調(diào)持續(xù)時間(相對于1000毫秒刺激)。

圖6圖示了系統(tǒng)的一個實施例，其檢測對象的覺醒和反應弱化兩者，并且基于檢測到的覺醒和/或反應弱化來調(diào)節(jié)感官信號的參數(shù)。

圖7圖示了用于調(diào)節(jié)感官刺激的參數(shù)以增強慢波活動的方法。

具體實施方式

如在本文中所使用的，單數(shù)形式的“一”、“一個”和“該”包括多個指代，除非在上下文中清楚地另有指定。如在本文中所使用的，兩個或更多部分或部件被“耦合”的表述應意指所述部分被直接或間接地(即，通過一個或多個中間部分或部件)結合在一起或一起運行，只要發(fā)生鏈接。如在本文所使用的，“直接耦合”意指兩個元件直接彼此接觸。如在本文所使用的，“固定地耦合”或“固定的”意指兩個部件被耦合從而作為一體移動，同時維持相對于彼此的恒定取向。

如在本文中所使用的，詞語“單式”意指將部件創(chuàng)建為單件或單元。即，包括單獨創(chuàng)建并之后耦合在一起作為單元的多個件的部件不是“單式”部件或體。如在本文中所采用的，兩個或更多個部分或部件彼此“接合”的表述應當意指所述部分直接地或通過一個或多個中間部分或部件而對彼此施力。如在本文中所采用的，術語“數(shù)量”應意指一或大于一的整數(shù)(即，多個)。

本文中所使用的方向性用語，例如而非限制性的，頂部、底部、左、右、上、下、前、后以及它們的衍生詞，涉及附圖中示出的元件的取向，而非限制權利要求，除非其中明確記載。

圖1示意性地圖示了系統(tǒng)10的示范性實施例，系統(tǒng)10被配置為確定和/或調(diào)節(jié)提供給對象12的感官刺激(例如，一個或多個聽覺音調(diào))的參數(shù)(例如，持續(xù)時間)以降低對象12對感官刺激的反應弱化并增加睡眠會話期間的對象12中的慢波活動。在一些實施例中，系統(tǒng)10被配置為確定和/或調(diào)節(jié)提供給對象12的個體感官刺激的持續(xù)時間，以增加在睡眠會話期間的睡眠慢波，并降低對象12對感官刺激的反應弱化。調(diào)節(jié)個體感官刺激的持續(xù)時間(例如刺激的長度)便于頻繁地調(diào)節(jié)感官刺激以增加新奇感，而不受靈敏度(例如頻率)和/或安全限制(例如音量)的限制。系統(tǒng)10基于對象12中的慢波活動來檢測反應弱化。睡眠慢波的頻率因人而異。單個人的睡眠慢波的頻率可能會隨著時間的推移而改變(例如隨著年齡增長或取決于睡眠壓力)。隨著對象12變得對感官刺激反應弱化，睡眠慢波的頻率能夠在單次睡眠會話期間和/或在睡眠會話內(nèi)的單個慢波睡眠時段期間變化。具有恒定、不變的參數(shù)的感官刺激在誘導/增強睡眠慢波/慢波活動時能夠由于反應弱化所而較不有效。系統(tǒng)10被配置為檢測和/或確定對象12中的慢波活動量(例如，緊隨著個體刺激之后)并且被配置為定制被提供給對象12的感官刺激的參數(shù)(例如，持續(xù)時間)以降低反應弱化，并且增加對象12中的睡眠慢波。在一些實施例中，系統(tǒng)10可以包括感官刺激器16、傳感器18、處理器20、電子存儲設備22、用戶接口24和/或其他部件中的一個或多個。

在圖1中，感官刺激器16、傳感器18、處理器20、電子存儲設備22和用戶接口24被示為分離的實體。這并不旨在進行限制。系統(tǒng)10的部件中的一些和/或全部和/或其他部件可以被分組成一個或多個單一設備。例如，圖2圖示了對象12佩戴的對象安裝件200(例如，頭帶、腕帶和/或其他安裝件)。安裝件200包括感測電極204、參考電極205、與eeg相關聯(lián)的一個或多個設備206、無線音頻設備208、一個或多個音頻揚聲器210和/或其他部件中的一個或多個。音頻揚聲器210可以被定位于對象12的耳朵中和/或其附近。例如，參考電極205可以被定位于對象12的耳后。在圖2中示出的范例中，感測電極204可以被配置為生成輸出信號，所述輸出信號傳達與對象12的前腦eeg有關的信息、對象12的左/右眼信息(例如在傳感器18的輸出信號中傳達的腦波活動信息)和/或其他信息。輸出信號可以無線地和/或經(jīng)由線路發(fā)送到計算設備(例如，設備206中包括的床邊膝上電腦)。聽覺刺激可以經(jīng)由無線音頻設備208、揚聲器210和/或其他聽覺部件被遞送到對象12?？梢?例如，由被包括在設備206中的計算設備)生成包括與聽覺刺激相關的信息的音頻信號。在一些實施例中，音頻信號由無線音頻設備208接收。感測電極204、參考電極205以及設備206可以例如由圖1中的傳感器18來表示。無線音頻設備208和揚聲器210可以例如由圖1所示的感官刺激器16表示。

返回到圖1，感官刺激器16被配置為向對象12提供感官刺激。感官刺激器16被配置為在睡眠會話之前，睡眠會話期間和/或在其他時間向對象12提供感官刺激。例如，感官刺激器16可以被配置為在睡眠會話中的慢波睡眠期間向對象12提供感官刺激。感官刺激器16可以被配置為向對象12提供感官刺激以誘導和/或調(diào)節(jié)對象12中的慢波活動(swa)。在一些實施例中，感官刺激器16可以被配置為使得誘導和/或調(diào)節(jié)swa包括在對象12中誘導、增加和/或增強睡眠慢波。swa對應于0.5-4.5hz頻帶中的腦電圖(eeg)信號的功率。在一些實施例中，該頻帶被設置為0.5-4hz。swa具有貫穿給定睡眠會話的周期變化的典型的行為。swa在非快速眼動睡眠(nrem)期間增加，在快速眼動(rem)睡眠開始之前下降，并且在rem期間保持低。相繼的nrem發(fā)作中的swa從一個發(fā)作到下一個逐漸減少。在給定的睡眠會話期間，可以根據(jù)對象12的eeg來估計swa。

在一些實施例中，感官刺激器16可以被配置為通過非侵入性腦刺激和/或其他方法來影響(例如，誘導、增加、增強和/或以其他方式影響)睡眠慢波。感官刺激器16可以被配置為通過使用感官刺激的非侵入性腦刺激來影響睡眠慢波。感官刺激包括氣味、聲音、視覺刺激、觸覺、口味和/或其他刺激。例如，可以向對象12提供聲學音調(diào)以誘導、增加和/或增強睡眠慢波。感官刺激器16的范例可以包括以下中的一個或多個：音樂播放器、音調(diào)發(fā)生器、對象12的頭皮上的電極集合、遞送振動刺激(也稱為軀體感官刺激)的單元、生成磁場以直接刺激大腦的皮層的線圈、發(fā)光器、芳香散發(fā)器和/或其他設備。

傳感器18被配置為傳達與在當前睡眠會話期間的對象12中的腦波活動有關的信息。在一些實施例中，傳感器18被配置為生成傳達與對象12的當前睡眠階段有關的信息的輸出信號(例如，腦波活動與睡眠階段有關)。對象12的當前睡眠階段可以對應于以下中的一個或多個：非快速眼動(nrem)階段n1、階段n2或階段n3睡眠、快速眼動(rem)睡眠和/或其他睡眠階段。在一些實施例中，nrem階段3或階段2睡眠可以是慢波睡眠。傳感器18可以包括直接測量這樣的信息(例如，腦波活動/睡眠階段)的一個或多個傳感器。例如，傳感器18可以包括被配置為檢測由對象12的腦內(nèi)的電流產(chǎn)生的沿著對象12的頭皮的電活動的電極。傳感器18可以包括一個或多個傳感器，其生成傳達與對象12的腦波活動和/或當前睡眠階段間接有關的信息的輸出信號。例如，一個或多個傳感器18可以基于以下來生成輸出：對象12的心率(例如，傳感器18可以是定位于對象12的胸部上的心率傳感器和/或被配置為對象12的腕部上的手鐲和/或位于對象12的另一個肢體上)、對象12的移動(例如，傳感器18可以包括具有加速度計的圍繞對象12的腕部和/或腳踝的鐲子，使得可以使用體動記錄信號來分析睡眠)、對象12的呼吸和/或對象12的其他特性。盡管傳感器18被圖示在對象12附近的單個位置處，但這并不旨在為限制。傳感器18可以包括設置在多個位置中的傳感器，例如，在感官刺激器16內(nèi)(或與其通信)，與對象12的服裝耦合(以可移除方式)，由對象12佩戴(例如，作為頭帶、腕帶等)，在對象12睡覺時被定位為指向對象12(例如，傳達與對象12的移動有關的輸出信號的相機)和/或在其他位置中。

處理器20被配置為提供系統(tǒng)10中的信息處理能力。這樣，處理器20可包括數(shù)字處理器、模擬處理器、以及被設計為處理信息的數(shù)字電路、被設計為處理信息的模擬電路、狀態(tài)機和/或用于電子地處理信息的其他機構中的一個或多個。盡管圖1中示出作為單個實體的處理器20，但是這僅出于說明目的。在一些實施例中，處理器20可以包括多個處理單元。這些處理單元可以被物理地定位在相同設備(例如，感官刺激器16)內(nèi)，或者處理器20可以表示協(xié)同操作的多個設備的處理功能。

如圖1所示，處理器20被配置為運行一個或多個計算機程序部件。所述一個或多個計算機程序部件可以包括以下中的一個或多個：睡眠階段部件32、慢波睡眠定時部件33、控制部件34、反應弱化部件36、調(diào)節(jié)部件38和/或其他部件。處理器20可以被配置為由軟件；硬件；固件；軟件、硬件和/或固件的一些組合和/或用于在處理器20上配置處理能力的其他機構來運行部件32、33、34、36和/或38。

應當意識到，盡管在圖1中部件32、33、34、36和/或38被圖示為被共同定位在單個處理單元內(nèi)，但是在其中處理器20包括多個處理單元的實施例中，部件32、33、34、36和/或38中的一個或多個可以被定位為遠離其他部件。對由下文描述的不同部件32、33、34、36和/或38提供的功能的描述是出于說明性目的，并非旨在為限制，這是因為部件32、33、34、36和/或38中的任一個可以提供比所描述的更多或更少的功能。例如，可以消除部件32、33、34、36和/或38中的一個或多個，并且其功能中的一些或全部可以由其他部件32、33、34、36和/或38來提供。作為另一范例，處理器20可以被配置為運行一個或多個額外的部件，所述一個或多個額外的部件可以執(zhí)行歸于部件32、33、34、36和/或38中的一個的功能中的一些或全部。

睡眠階段部件32被配置為基于來自(一個或多個)傳感器18的輸出信號和/或其他信息來確定對象12是否當前處于慢波睡眠中。睡眠階段部件32被配置為確定對象12中的慢波活動的當前量，并確定慢波活動的當前量是否指示對象12當前處于慢波睡眠中。如上所述，對象12的當前睡眠階段和慢波活動量可以對應于以下中的一個或多個：覺醒、rem睡眠、階段n1睡眠、階段n2睡眠和/或階段n3睡眠。睡眠階段部件32被配置為確定對象12當前是否處于慢波睡眠中。在一些實施例中，慢波睡眠和/或慢波活動可以對應于階段n3睡眠。在一些實施例中，階段n2和/或階段n3睡眠可以是慢波睡眠。

在一些實施例中，睡眠階段部件32可以基于對由傳感器18的輸出信號傳達的信息的分析來確定對象12的當前睡眠階段。分析可以包括在對象12的睡眠會話期間生成和/或監(jiān)測eeg。在一些實施例中，所述分析可以包括基于eeg的δ頻帶中的功率和/或eeg的β頻帶中的功率來檢測慢波睡眠。δ頻帶中的功率通常定義為0.5-4.5hz頻率范圍中的功率，盡管沒有頻率限制的標準定義。β頻帶中的功率通常定義為15-30hz頻率范圍中的功率，盡管范圍的限制的變化是非常常見的。

在一些實施例中，睡眠階段部件32被配置為確定在當前睡眠會話期間的對象的覺醒水平。一個或多個覺醒水平可以指示對象12的清醒度的水平?？梢曰?一個或多個)傳感器18的輸出信號、存儲在電子存儲設備22中的信息、在當前睡眠會話之前執(zhí)行的測試、經(jīng)由用戶接口24接收和/或選擇的信息和/或其他信息來確定一個或多個覺醒水平。在一些實施例中，可以基于對與eeg有關的信息的分析來確定所述一個或多個覺醒水平。例如，覺醒的可能性可以根據(jù)短的時間窗口(通常例如約1.5秒長)中的β頻帶的eeg功率來量化。響應于β頻帶中的功率超過閾值，系統(tǒng)10可以檢測到存在覺醒。在一些實施例中，可以基于對象12的先前睡眠會話，基于與在人口學上類似于對象12的對象的群體有關的信息和/或基于其他信息，來確定針對覺醒的β頻帶功率閾值。例如，β頻帶功率閾值可以基于睡眠的校準夜晚來確定，在該睡眠期間，測量對象12的eeg并且分析貫穿睡眠會話的β功率的統(tǒng)計以設置所述閾值。β頻帶功率閾值可以經(jīng)由包含針對對象的群體的β閾值的數(shù)據(jù)庫來確定。對象12的β頻帶功率閾值可以基于人口統(tǒng)計學上匹配對象12與數(shù)據(jù)庫中存在的對象來確定。預期用于確定這種閾值的其它技術。

慢波睡眠定時部件33被配置為確定當前睡眠會話期間的對象12中的慢波睡眠的個體時間段。慢波睡眠定時部件33被配置為通過睡眠階段部件32基于睡眠階段確定結果(例如，對象12是否當前處于慢波睡眠)來檢測慢波睡眠的個體時間段。慢波睡眠定時部件33可以確定時段開始時間點以及結束時間點、時段長度、時段中點和/或時間段的標識(例如，慢波睡眠的指示)。例如，慢波睡眠定時部件33可以確定慢波睡眠的第一個體時間段，使得第一個體時間段的開始與當前睡眠會話期間的第一慢波睡眠發(fā)作的開始相符合和/或所述第一慢波睡眠發(fā)作隨著第一慢波睡眠發(fā)作的結束(例如，睡眠階段部件32確定對象12不再處于慢波睡眠中)而停止。例如，慢波睡眠的第二個體時間段的開始可以與當前睡眠會話期間的慢波睡眠的第二發(fā)作的開始相符合和/或所述第二個體時間段隨著第二慢波睡眠發(fā)作的結束而停止。

在一些實施例中，慢波睡眠定時部件33被配置為確定從由睡眠階段部件32檢測到的慢波睡眠的時段起始起的時間量。在一些實施例中，慢波睡眠定時部件33被配置為確定個體時間段，使得個體時間段在睡眠階段部件32確定對象12當前處于慢波睡眠之后預定時間量結束。在一些實施例中，一個或多個預定時間量可以基于在當前睡眠會話期間針對給定的慢波睡眠發(fā)作的慢波睡眠開始和慢波睡眠結束之間的典型時間量?？梢曰趯ο?2的當前睡眠會話、對象12的先前睡眠會話和/或其他睡眠會話來確定所述典型時間量。在一些實施例中，一個或多個預定時間量可以在制造時被編程，由用戶經(jīng)由用戶接口24設置和/或通過其他方法確定。

在一些實施例中，睡眠階段部件32可以在慢波睡眠的個體時間段期間確定一個或多個覺醒水平。在一些實施例中，慢波睡眠定時部件33可以基于由睡眠階段部件32確定的覺醒水平來確定慢波睡眠的給定的個體時間段的結束。

控制部件34被配置為控制感官刺激器16，以在慢波睡眠的個體時間段(例如，在階段n3睡眠期間)期間向對象12提供感官刺激?？刂撇考?4被配置為控制感官刺激的一個或多個參數(shù)。在一些實施例中，控制部件34被配置為控制感官刺激的持續(xù)時間(例如，長度)、定時和/或其他參數(shù)。針對感官刺激的遞送的定時和/或持續(xù)時間可以對應于對象12當前處于慢波睡眠中的確定、慢波睡眠的個體時間段和/或其他信息。例如，控制部件34被配置為使得每個個體感官刺激可以具有特定的持續(xù)時間(例如，刺激的長度)。作為另一范例，控制部件34被配置為控制個體刺激的定時(例如，每個個體感官刺激之間的時間長度)?？刂苽€體刺激的持續(xù)時間、定時和/或其他參數(shù)可以有助于在睡眠期間(下面進一步描述)刺激隨著時間被遞送給對象12時引入被對象12感知的刺激的新鮮性。

控制部件34可以被配置為控制感官刺激器來向對象12提供感官刺激，使得所提供的感官刺激對應于與慢波活動相關聯(lián)的睡眠階段，因為在特定睡眠階段期間慢波誘導和/或調(diào)節(jié)的可能性可能比其他睡眠階段中相對較高，用戶可能更不可以通過感官刺激和/或其他原因覺醒。

在一些實施例中，控制部件34被配置為控制感官刺激器16以持續(xù)時間短暫(例如，約50ms長)，具有預定頻率和/或持續(xù)時間并且通過音調(diào)間間隔彼此分離開(例如如上所述的定時)的聽覺音調(diào)的形式提供感官刺激。在一些實施例中，感官刺激的音調(diào)持續(xù)時間、頻率、持續(xù)時間、音調(diào)間間隔和/或其他特性中的一個或多個可以在制造時被編程，由用戶經(jīng)由用戶接口24設置，由系統(tǒng)10基于對象12的先前睡眠會話確定，基于當前睡眠會話確定和/或通過其他方法確定。例如，在一些實施例中，控制部件34被配置為使得基于對象12的先前睡眠會話、在清醒期間對對象12執(zhí)行的測試和/或其他信息來確定所述持續(xù)時間。持續(xù)時間可以是對象在清醒期間能夠感知的最短持續(xù)時間(例如200ms聽覺感官信號)和/或其他持續(xù)時間。例如，與在對象12的先前睡眠會話期間的刺激額持續(xù)時間和/或在清醒期間對對象12執(zhí)行的測試有關的信息可以存儲在電子存儲設備22中。在一些實施例中，控制部件34可以使與對象12的當前睡眠會話有關的信息被存儲在電子存儲設備22中。與當前睡眠會話有關的信息可以包括與感官刺激的持續(xù)時間、感官刺激的強度水平、睡眠階段信息、定時信息和/或其他信息有關的信息。

反應弱化部件36被配置為檢測對象12對個體感官刺激的反應弱化(例如，具有由控制部件34控制的第一持續(xù)時間的刺激)。反應弱化是對感官刺激(例如，行為和/或皮層)的降低的反應。當與先前的刺激或環(huán)境背景相比，刺激具有低的新鮮性時，趨于發(fā)生對重復刺激的反應弱化。反應弱化不一定是由于對象12的疲勞而是對感官刺激的反應降低。重復感官刺激的反應弱化本身表現(xiàn)為皮質(zhì)響應的幅度減小(如經(jīng)由eeg和/或其他方法確定的swa的降低)。反應弱化可能不利地影響swa誘導，和/或由控制部件34控制的感官刺激的有效性。基于針對提供個體感官刺激之后的時間段的來自傳感器18的輸出信號、與對象12的eeg有關的信息和/或其他信息來檢測反應弱化。在一些實施例中，反應弱化部件36可以被認為確定所提供的感官刺激的有效性。在一些實施例中，反應弱化部件36被配置為基于緊接在感官刺激被遞送到對象12的之后的時間窗口期間測量的對象12中的swa來確定所提供的感官刺激的有效性。

在一些實施例中，反應弱化部件36被配置為確定具有第一持續(xù)時間(例如200ms)的個體感官刺激是否有效增加對象12的慢波活動。在一些實施例中，反應弱化部件36被配置為確定具有第一持續(xù)時間的兩個或更多個連續(xù)感官刺激是否有效。例如，如果對象12的swa針對兩個連續(xù)的感官刺激示出降低的效應，則反應弱化部件36可以確定存在反應弱化。反應弱化可以通過將緊接在刺激之前的時間窗口中的swa與緊接在刺激之后的時間窗口中的swa進行比較來確定。在一些實施例中，持續(xù)評價反應弱化，因為swa可以通過對eeg進行帶通濾波(優(yōu)選在0.5-4hz頻帶)，對結果進行平方并且跨時間窗口(在一些實施例中，10秒長)取平均而被即時估計。

調(diào)節(jié)部件38被配置為響應于檢測到對象12對個體感官刺激(例如，具有第一特定持續(xù)時間參數(shù))的反應弱化，調(diào)節(jié)所述個體感官刺激的一個或多個參數(shù)(例如持續(xù)時間)。調(diào)節(jié)部件38被配置為使得控制部件34和/或感官刺激器16調(diào)節(jié)所提供的感官刺激的一個或多個參數(shù)(例如，持續(xù)時間、時間、頻率、音量、強度等)。調(diào)節(jié)部件38被配置為使得調(diào)節(jié)基于提供給對象12的感官刺激的當前參數(shù)(例如，當前和/或基線持續(xù)時間)、由睡眠階段部件32確定的信息、由定時部件33確定的信息、由反應弱化部件36確定的信息和/或其他信息。例如，調(diào)節(jié)部件38可以基于先前提供的刺激是否增加對象12中的swa和/或由反應弱化部件36檢測到對刺激的反應弱化來使所提供的感官刺激的參數(shù)(例如，持續(xù)時間)被調(diào)節(jié)到第二參數(shù)(例如更長或更短的持續(xù)時間)。

在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件38被配置為使得調(diào)節(jié)包括基于調(diào)節(jié)算法的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)算法可以在制造時確定，基于經(jīng)由用戶接口24輸入和/或選擇的信息和/或其他信息來確定。算法輸入可以包括由睡眠階段部件32確定的信息、由定時部件33確定的信息、由反應弱化部件36確定的信息和/或其他信息。在一些實施例中，調(diào)節(jié)算法從預先預定的一組持續(xù)時間中隨機選擇刺激(或刺激序列)的持續(xù)時間。調(diào)節(jié)算法可以在檢測到反應弱化時利用感知刺激響度和音調(diào)持續(xù)時間之間的關系來增加音調(diào)持續(xù)時間。

在一些實施例中，反應弱化部件36和/或調(diào)節(jié)部件38被配置為重復反應弱化和/或有效性確定，并且在慢波睡眠的個體時間段期間一次或多次調(diào)節(jié)參數(shù)，使得在慢波睡眠的個體時間段期間重復調(diào)節(jié)感官刺激的(一個或多個)參數(shù)。反應弱化部件36和/或調(diào)節(jié)部件38被配置為重復反應弱化和/或有效性確定，并且將感官刺激的參數(shù)調(diào)節(jié)一次或多次，直到個體時間段的期滿。例如，反應弱化部件36可以確定在慢波睡眠的第一個個體時間段期間以第二參數(shù)提供的感官刺激的第二反應弱化和/或有效性，并且調(diào)節(jié)部件38可以使得感官刺激器16將所提供的參數(shù)感官刺激調(diào)節(jié)到感官刺激的第三參數(shù)。

在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件38被配置為使得感官刺激器16在慢波睡眠的給定時間段期間調(diào)節(jié)參數(shù)一次或多次，直到對象12覺醒和/或反應弱化被降低并且有效性被恢復。在一些實施例中，感官刺激的參數(shù)的最大長度可以由調(diào)節(jié)部件38基于由對象12在覺醒時檢測到的最短刺激(例如持續(xù)110ms的聽覺音調(diào))來確定。在一些實施例中，可以響應于用戶接口24接收與最大參數(shù)有關的信息的輸入和/或選擇，由調(diào)節(jié)部件38獲得最大參數(shù)。在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件38被配置為基于對象12的當前睡眠會話和/或對象12的先前睡眠會話來確定最大參數(shù)。

在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件38被配置為使得感官刺激器16響應于由睡眠階段部件32確定的覺醒水平在慢波睡眠的給定時段突破覺醒水平閾值而在慢波睡眠的給定時段期間停止向對象12提供感官刺激。在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件38被配置為使得感官刺激器16響應于對象的覺醒水平突破覺醒水平閾值而降低提供給對象12的感官刺激的強度。

在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件38可以被配置為使得調(diào)節(jié)包括隨機地改變感官刺激的一個或多個參數(shù)(例如持續(xù)時間)(例如，隨機地改變提供給對象12的相繼的個體音調(diào)的長度)。在一些實施例中，隨機地調(diào)節(jié)感官刺激的參數(shù)(例如持續(xù)時間)可以引起對象12的覺醒水平閾值的增加。例如，在當前睡眠會話之前的測試期間為對象12的聽覺刺激確定的覺醒水平閾值可以指示對象12響應于例如具有200ms的持續(xù)時間的聲音而從睡眠中覺醒。對感官刺激的隨機調(diào)節(jié)可能引起對象12(例如在當前睡眠會話期間)以190ms的第二較低持續(xù)時間期間從睡眠中覺醒。

圖3a圖示了示出對象12(圖1)中的反應弱化306的曲線圖300。曲線圖300繪制了慢波活動(swa)302對時間304的繪圖。圖3a示出了當遇到反應弱化306時可以利用在感官刺激中的新鮮性實現(xiàn)的swa的增強308。如上所述，通過調(diào)節(jié)刺激的一個或多個參數(shù)(包括持續(xù)時間、強度、頻率、時間和/或向刺激引入新鮮性的其它方法)，可以向感官刺激中引入新鮮性。在一些實施例中，當swa302對時間304的曲線的斜率變?yōu)樨?例如，通過檢測負向過零點)時，可以檢測反應弱化(例如，通過圖1所示的反應弱化部件36)。

圖3b圖示了通過改變感官刺激的塊332、334、336內(nèi)的感官刺激(例如音調(diào)持續(xù)時間)的個體參數(shù)和/或通過感官刺激的塊332、334、336來降低反應弱化。(圖1中示出的控制部件34和/或系統(tǒng)10的其他部件可以控制感官刺激器16在塊中提供感官刺激。)每個個體刺激330可以具有引入新鮮性的個體調(diào)節(jié)的(例如，通過控制部件34和/或調(diào)節(jié)部件36)參數(shù)和/或刺激可以逐塊地調(diào)節(jié)(例如，塊332中的刺激具有第一持續(xù)時間，塊334中的刺激具有第二持續(xù)時間，并且塊336中的刺激具有第三持續(xù)時間)。刺激的分塊能夠通過調(diào)節(jié)感官刺激的參數(shù)(例如個體刺激的持續(xù)時間和/或定時，逐塊和/或以其他方式)來引入新鮮性。

圖4圖示了感官刺激406(例如聽覺音調(diào))對具有eeg數(shù)據(jù)402的慢波活動410(例如，0.5-4hz頻帶中的eeg功率)的影響。對象12的繪圖400(參見圖1)示出了eeg頻率402對時間404。當eeg信號408呈現(xiàn)慢波睡眠時，向對象12提供一個或多個個體感官刺激406。在圖4所示的范例中，感官刺激406均被應用10秒。如在繪圖400中可以看出的，相比于最后幾個感官刺激406之后的慢波活動410，前幾個感官刺激406(例如，前5個感官刺激)之后的慢波活動410具有更大的響應。慢波活動410對最后幾個感官刺激406的反應降低表明對象12對感官刺激406的反應弱化。

圖5圖示了對聽覺音調(diào)(例如，與圖4所示的感官刺激406相同或相似)的感知相對響度502對音調(diào)持續(xù)時間504。繪圖500具有持續(xù)時間504的對數(shù)標度，并且示出對持續(xù)時間506的微小改變可能對所感知的聽覺感知信號508的相對響度502具有很大的影響(對于短音調(diào)而言尤其如此，實際上如果l是感知到的響度并且d是持續(xù)時間δl/δ(log(d))＝常量→δl與δd/d成比例)。因為與200毫秒或更長的音調(diào)相比，人類感知系統(tǒng)對50毫秒長音調(diào)較不敏感，因而持續(xù)時間可以使得能夠改變聽覺感官刺激而不改變聽覺感官信號的音調(diào)、基音、音量、頻率和/或其他參數(shù)。這可以使得能夠增強感官刺激的新鮮性，而不必將對象12暴露于不必要的機械負載和/或音量。繪圖500圖示了人耳的靈敏度(例如大約200ms)，其中，聽覺感官信號的持續(xù)時間創(chuàng)建在對象12經(jīng)歷的感知音量中相對響度的等敏510區(qū)域。根據(jù)該敏感性考慮，持續(xù)時間504可以是向對象12引入新鮮性并降低反應弱化的更有用的參數(shù)。例如，如果音調(diào)持續(xù)時間從50增加到大約200毫秒，而不改變聲壓級(例如音量)，則可以獲得～6db的感知增加。繪圖500指示一旦聽覺信號持續(xù)時間506持續(xù)超過約200毫秒，則感知信號是等敏510的，其中，所感知的聽覺信號音量水平(例如相對響度502)不改變。當持續(xù)時間504在相繼的音調(diào)之間改變時，聽覺信號持續(xù)時間506可以引入新鮮性。

圖6圖示了系統(tǒng)10的一個實施例，其基于eeg信號602檢測對象12的覺醒和反應弱化兩者，并且調(diào)節(jié)聽覺刺激612的參數(shù)(例如，利用與圖1所示的調(diào)節(jié)部件38相同或相似的調(diào)節(jié)部件)。在圖6所示的實施例中，對象12佩戴安裝件600(例如與圖2圖示的安裝件200相同或相似)。覺醒604是eeg信號602中可觀察到的事件(因為它們的相對高的頻率內(nèi)容)并且指示對象12可能醒來。如果在使用系統(tǒng)10時在提供感官刺激606(例如，與圖4中的406相同或相似)時檢測到覺醒604，則立即停止感官刺激。如果在感官刺激持續(xù)時間608之外檢測到覺醒604，則鄰近的感官刺激的開始被延遲。如果沒有檢測到覺醒602，則系統(tǒng)檢測慢波睡眠的發(fā)生并監(jiān)測感官刺激。如果檢測到慢波睡眠610，則系統(tǒng)10提供感官刺激。在一些實施例中，感官刺激可以包括例如以恒定的1秒長間隔彼此間隔開的50毫秒長音調(diào)的序列?？梢灾饾u調(diào)節(jié)聽覺刺激的感官刺激的參數(shù)(例如音量、頻率和/或持續(xù)時間)中的一個或多個以優(yōu)化慢波增強效應。系統(tǒng)10可以實時估計慢波睡眠610增強效應，并且可以調(diào)節(jié)感官信號612以降低反應弱化。如上所述，可以使用感官刺激的持續(xù)時間來降低反應弱化。在一些實施例中，可以組合使用一個或多個參數(shù)來降低反應弱化(例如增加音量和調(diào)節(jié)持續(xù)時間)。

返回圖1，電子存儲設備22包括電子地存儲信息的電子存儲介質(zhì)。電子存儲設備22的電子存儲介質(zhì)可以包括與系統(tǒng)10一體地(即，基本上不可移除)提供的系統(tǒng)存儲器和/或可經(jīng)由例如端口(例如，usb端口、火線端口等)或驅動器(例如，磁盤驅動器等)可移除地可連接到系統(tǒng)10的可移除存儲器中的一個或兩者。電子存儲設備22可以包括以下中的一個或多個：光學可讀存儲介質(zhì)(例如光盤等)、磁性可讀存儲介質(zhì)(例如磁帶、磁硬盤驅動器、軟盤驅動器等)、基于電荷的存儲介質(zhì)(例如eprom、ram等)、固態(tài)存儲介質(zhì)(例如閃速驅動器等)和/或其他電子地可讀的存儲介質(zhì)。電子存儲設備22可以存儲軟件算法、由處理器20確定的信息、從對象12接收到的信息、和/或使得系統(tǒng)10能夠正確工作的其他信息。電子存儲設備22可以(整體地或部分地)是系統(tǒng)10內(nèi)的分開的部件，或者電子存儲設備22可以(整體地或部分地)與系統(tǒng)10的一個或多個其他部件(例如處理器20)被集成提供。

用戶接口24被配置為提供系統(tǒng)10與對象12和/或其他用戶之間的接口，通過所述接口，對象12和/或其他用戶可以向系統(tǒng)10提供信息并從系統(tǒng)10接收信息。這使得統(tǒng)稱為“信息”的數(shù)據(jù)、線索、結果和/或指令以及任何其他可通信項能夠在用戶(例如對象12)與感官刺激器16、傳感器18、處理器20和/或系統(tǒng)10的其他部分之間傳遞。例如，eeg可以經(jīng)由用戶接口24而被顯示給護理提供者。

適合包括在用戶接口24中的接口設備的范例包括小鍵盤、按鈕、開關、鍵盤、旋鈕、控制桿、顯示屏、觸摸屏、揚聲器、麥克風、指示燈、可聽警報、打印機、觸覺反饋設備和/或其他接口設備。在一些實施例中，用戶接口24可以包括多個單獨的接口。在一些實施例中，用戶接口24包括與感官刺激器16和/或系統(tǒng)10的其他部件集成地提供的至少一個接口。

應該理解，本公開也預期其他通信技術作為用戶接口，不管是硬連接線的還是無線的。例如，本公開預期，用戶接口24可以與由電子存儲設備22提供的可移除存儲接口集成。在該范例中，信息可以從可移除存儲設備(例如，智能卡、閃速存儲器、可移除磁盤等)加載到系統(tǒng)10中，其使得(一個或多個)用戶能夠定制系統(tǒng)10的操作。適于與系統(tǒng)10一起使用作為用戶接口24的一個示范性輸入設備和技術包括但不限于，rs-232端口、rf鏈路、ir鏈路、調(diào)制解調(diào)器(電話、線纜或其他)。簡言之，本公開預期用于與系統(tǒng)10傳遞信息的任何技術作為用戶接口24。

圖7圖示了用于利用參數(shù)確定系統(tǒng)來調(diào)節(jié)提供給對象的個體感官刺激的參數(shù)以減少和/或降低對象對被證明的感官刺激的反應弱化的方法700。該系統(tǒng)包括一個或多個感官刺激器、一個或多個傳感器、一個或多個物理計算機處理器和/或其他部件。所述一個或多個物理計算機處理器被配置為執(zhí)行計算機程序部件。計算機程序部件包括慢波睡眠檢測部件、探測刺激部件、識別部件、組合部件、刺激定時部件和/或其他部件。以下呈現(xiàn)的方法700的操作旨在是說明性的。在一些實施例中，方法700可以利用一個或多個沒有描述的額外的操作來完成，和/或在沒有一個或多個所討論的操作的情況下完成。另外，在圖7中圖示并且在以下描述的方法700的操作的順序不旨在為限制。

在一些實施例中，方法700可以在一個或多個處理設備(例如，數(shù)字處理器、邏輯處理器、被設計為處理信息的數(shù)字電路、被設計為處理信息的邏輯電路、狀態(tài)機、和/或用于電子地處理信息的其他機構)中實施。所述一個或多個處理設備可以包括響應于電子地存儲在電子存儲介質(zhì)中的指令來執(zhí)行方法700的操作中的一些或全部的一個或多個設備。所述一個或多個處理設備可以包括通過硬件、固件和/或軟件被配置為專門執(zhí)行方法700的操作中的一個或多個的一個或多個設備。

在操作702處，生成輸出信號，其傳達與對象在對象的當前睡眠會話期間的腦波活動有關的信息。在一些實施例中，操作702由與(在圖1中所示并且在本文中描述的)傳感器18相同或相似的一個或多個傳感器來執(zhí)行。

在操作704處，基于輸出信號來確定對象當前是否處于慢波睡眠中。在一些實施例中，操作704由與(在圖1中所示并且在本文中描述的)睡眠階段部件32相同或相似的計算機程序部件來執(zhí)行。

在操作706處，響應于該對象當前處于慢波睡眠中，感官刺激器被控制為向對象提供個體感官刺激。個體感官刺激具有第一參數(shù)。所述控制包括控制一個或多個感官刺激器以提供感官刺激的第一參數(shù)。在一些實施例中，感官刺激的第一參數(shù)是個體感官刺激的強度水平、時間參數(shù)、持續(xù)時間、頻率和/或其他參數(shù)。在一些實施例中，可以基于對象的先前睡眠會話來確定第一參數(shù)。在一些實施例中，操作706由與(在圖1中所示并且在本文中描述的)睡眠階段部件34相同或相似的計算機程序部件來執(zhí)行。

在操作708處，檢測對象對具有第一參數(shù)的個體感官刺激的反應弱化?；谠谔峁┚哂械谝粎?shù)的個體感官刺激之后的時間段的輸出信號檢測反應弱化。反應弱化與感官刺激的第一參數(shù)引起的慢波活動減少有關。反應弱化是基于輸出信號來確定的。在一些實施例中，操作708由與(在圖1中所示并且在本文中描述的)睡眠階段部件36相同或相似的計算機程序部件來執(zhí)行。

在操作710處，響應于對對象對具有第一參數(shù)的個體感官刺激的反應弱化的檢測，調(diào)節(jié)第一參數(shù)。在一些實施例中，第一參數(shù)被隨機地調(diào)節(jié)和/或包括可以經(jīng)由將曲線擬合到睡眠慢波并將結果外推到刺激被遞送的時刻而獲得的反應弱化的降低的預測。在一些實施例中，操作710由與(在圖1中所示并且在本文中描述的)睡眠階段部件38相同或相似的計算機程序部件來執(zhí)行。

在權利要求中，置于括號之間的任何附圖標記都不應被解釋為對權利要求的限制。詞語“包含”或“包括”不排除存在權利中列出的那些之外的元件或步驟。在枚舉了若干單元的設備權利要求中，這些單元中的若干可以由同一硬件項來實現(xiàn)。元件前的詞語“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。在枚舉了若干單元的設備權利要求中，這些單元中的若干可以由同一硬件項來實現(xiàn)。盡管在互不相同的從屬權利要求中記載了特定元件，但是這并不指示不能組合使用這些元件。

盡管以上提供的說明基于當前認為最現(xiàn)實和優(yōu)選的實施例出于說明的目的提供了細節(jié)，但是應理解，這樣的細節(jié)僅出于這樣的目的并且本公開不明確地限于所公開的實施例，而是相反，旨在覆蓋在所附權利要求的精神和范圍之內(nèi)的修改和等價布置。例如，應該理解，本公開預期，在可能的范圍內(nèi)，任何實施例的一個或多個特征可以與任何其他實施例的一個或多個特征相組合。