專利名稱：用于調(diào)節(jié)生物節(jié)律性活動的通用節(jié)拍器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備，尤其涉及調(diào)節(jié)用戶生物節(jié)律性活動的訓練設(shè)備。
背景技術(shù)：
體育鍛煉常常涉及調(diào)節(jié)如呼吸這樣的多階段生物節(jié)律性活動。在包括充血性心力衰竭(CHF)在內(nèi)的多種心血管疾病和包括慢性阻塞性肺部疾病(COPD)在內(nèi)的肺部疾病中，呼吸模式表現(xiàn)出不規(guī)則性。這些不規(guī)則性是相關(guān)疾病的死亡和發(fā)病的已知標志。典型的不規(guī)則性包括潮式(Cheyne-Stokes)呼吸(反復發(fā)作的中樞呼吸暫停與呼吸過度相交替的情況)、大約每分鐘進行一次調(diào)整的幅度調(diào)整(amplitude-modulated)呼吸(周期性呼吸)、重復性嘆息、幅度和周期表現(xiàn)為隨機性的呼吸。呼吸模式不規(guī)則性的減少意味著健康的改善。心血管反射控制血壓和血容量，從而將到組織的血液供應中的波動最小化(homeostasis)，心血管反射的受損在心血管疾病和心身性疾病方面具有非常重要的臨床意義。
Gavish提交的美國專利5076281、5800337和6090037描述了通過測量用戶一個或多個變量從而調(diào)節(jié)生物節(jié)律性活動的方法和設(shè)備，在此以參考的方式插入這些專利所披露的內(nèi)容。這些專利描述了刺激的產(chǎn)生，該刺激被提供給用戶，從而按照監(jiān)視的生物節(jié)律性活動相關(guān)的預定方式，改變用戶的生物節(jié)律性活動。
Gavish提交的美國專利5423328描述了一種用于監(jiān)視呼吸的壓力檢測設(shè)備，尤其描述了一種用于檢測和監(jiān)視用戶由于呼吸所導致的胸圍和腹圍變化的方法，在此以參考的方式插入該專利所披露的內(nèi)容。Gavish提交的美國專利4580574描述了一種以非介入方式監(jiān)視存活組織屬性的方法，在此以參考的方式插入該專利所披露的內(nèi)容。
Gavish提交的在此以參考的方式插入的美國專利6090037描述了調(diào)節(jié)用戶有節(jié)奏性的身體活動的方法，其監(jiān)視用戶的生物節(jié)律性活動，并且以如下方式向用戶提供一個類似于、但卻不同于被監(jiān)視的生物節(jié)律性活動的刺激模式，即當用戶自動跟隨時，驅(qū)動生物節(jié)律性活動中的變化。
Gavish等提交的在此以參考的方式插入的PCT公開申請WO0102049，其描述了有利于改善用戶健康的技術(shù)，包括第一傳感器，用于測量表示用戶的隨意動作的第一生理變量；第二傳感器，用于測量第二生理變量，第二生理變量不完全處于用戶的直接主動控制下；電路，用于接收來自第一和第二傳感器各自的第一和第二傳感器信號，并響應該信號產(chǎn)生一個指導用戶修改隨意動作的參數(shù)的輸出信號。該’049公開還描述了一種干預型診斷系統(tǒng)，包括一個位于本地的本地計算設(shè)備，該計算設(shè)備向現(xiàn)場的用戶施加干預，并從與用戶連接的一個或多個傳感器接收一個或多個表示用戶生理狀況的輸入信號。其中描述的一個實施例包括使用一個傳感器，監(jiān)視呼吸運動；指導用戶調(diào)節(jié)呼吸模式，從而嘗試優(yōu)化第二個傳感器所測量的血液氧合。
Schweizer提交的在此以參考的方式插入的美國專利4195626，其描述了一種生物反饋腔，用于根據(jù)節(jié)奏模式，向?qū)ο笫┘勇犛X、視覺或觸覺刺激。測量、分析和使用該對象的反應，從而控制刺激。
Brown提交的在此以參考的方式插入的美國專利5678571，其描述了一種治療病人醫(yī)學狀況的方法，包括選擇一種治療醫(yī)學狀況的心理策略；然后，對交互式視頻游戲的電子指令進行編碼。該游戲執(zhí)行該心理策略，將電子指令加載到一個基于微處理器的單元中，該單元配備有顯示視頻游戲的顯示器。該游戲包括計分指令，以對病人的醫(yī)學狀況進行量化分析；咨詢指令；以及自理(self-care)指令?？梢詫⒃撘曨l游戲與連接到該基于微處理器的單元的生理變量測量設(shè)備一起使用。
Bro提交的在此以參考的方式插入的美國專利5596994，其描述了一種自動化、交互式的正激勵系統(tǒng)，該激勵系統(tǒng)使醫(yī)生、顧問和訓練師向客戶產(chǎn)生和發(fā)送一系列的激勵消息和/或問題，從而改變或強化特定的行為問題。
Clynes提交的美國專利5590282和Chadabe提交的美國專利4526078，其描述了使計算機創(chuàng)作音樂的方法，在此以參考的方式插入它們披露的內(nèi)容。
Knispel提交的在此以參考的方式插入的美國專利5596994，其描述了一種將對象的腦電圖轉(zhuǎn)換為音樂的方法，從而感應和控制對象的各種心理和生理狀態(tài)。
Yagi提交的在此以參考的方式插入的美國專利5596994，其描述了一種腹部呼吸訓練系統(tǒng)。腹部區(qū)域附著的傳感器測量人的腹部呼吸狀態(tài)，并將檢測的呼吸模式與理想的呼吸模式進行比較。
Lichter等提交的在此以參考的方式插入的美國專利5827179，其描述了一種實時生物數(shù)據(jù)處理PC卡，用于輸入和處理來自一個或多個生物數(shù)據(jù)傳感器的生物數(shù)據(jù)，并與其他實時生物數(shù)據(jù)處理PC卡進行交互。
DeVito提交的在此以參考的方式插入的美國專利6001065，其描述了對控制系統(tǒng)的諸如腦電圖和肌電圖(EMG)信號這樣的生物電信號進行測量和執(zhí)行快速傅氏變換(FFT)分析的方法。還描述了與各種電子媒介的被動和主動交互，如視頻游戲、電影、音樂、虛擬現(xiàn)實和計算機動畫。
Hoke提交的在此以參考的方式插入的美國專利6561908，其描述了一種具有節(jié)拍器系統(tǒng)的游戲設(shè)備。該節(jié)拍器系統(tǒng)包括一個CPU，該CPU根據(jù)校驗返回(check-back)率確定的信號(tick)，讀取游戲狀態(tài)數(shù)據(jù)。無論何時只要信號出現(xiàn)，該CPU就使聲音文件發(fā)生改變，從而按照節(jié)奏或其他方式協(xié)調(diào)多個聲音記錄。該發(fā)明被描述為提供具有增強聲音和音樂能力的游戲設(shè)備，從而增加游戲設(shè)備玩家的樂趣。
Ruf提交的在此以參考的方式插入的美國專利5850048，其描述了一種節(jié)拍器單元，包括一個電子節(jié)拍器和一個鍵盤，該鍵盤與音樂信號的輸入相關(guān)聯(lián)，該音樂信號包括每小節(jié)的拍子數(shù)量。該單元還包括計時裝置，用于產(chǎn)生音樂信號的電子版本；存儲器，用于存儲音樂信號的相關(guān)信息；以及電子控制器。該控制器存儲表示通過鍵盤輸入的音樂信號的信息，將計時裝置產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換為適合于在顯示器上觀看的音樂信號的直觀表示，并根據(jù)音樂信號的每小節(jié)拍子，更新顯示器，從而使用戶在視覺上得知該小節(jié)的正確拍子。該鍵盤還可以包括一個速度(tempo)鍵和一套便于輸入預期速度的數(shù)字鍵，以及一個或多個速度預設(shè)鍵。
Myers等提交的在此以參考的方式插入的美國專利5751825，其描述了包括耳機和電子節(jié)拍器的裝置。該耳機包括兩個耳杯(earcup)，各個耳杯中的第一套轉(zhuǎn)換器(transducers)用于接收和再現(xiàn)來自外部源的電子音頻信號；一個電驅(qū)動的節(jié)拍器電路，用作耳杯中的速度設(shè)備；各個耳杯中的第二套轉(zhuǎn)換器，用于從節(jié)拍器電路產(chǎn)生音頻信號；一個速度控制開關(guān)，用于增加和減少來自節(jié)拍器電路的時間拍子。
Rosen提交的在此以參考的方式插入的美國專利5515764，其描述了一種電子節(jié)拍器設(shè)備，用于產(chǎn)生準確計時和調(diào)諧的節(jié)奏和音高(pitch)，預先編程對應特定的音階(scale)或調(diào)式(mode)、琶音、和弦和練習曲。微處理器和用戶接口的組合存儲這些音樂練習，并從電子存儲器獲取它們，將它們輸入到信號處理器，進行放大和修改，然后將其輸出到揚聲器、光學顯示器或音頻輸出。
Marrash提交的在此以參考的方式插入的美國專利5447089，其描述了一種電子可編程節(jié)拍器，具有腳踏開關(guān)，用戶不必將手離開儀器或中斷游戲，就可以在一個連續(xù)范圍內(nèi)調(diào)整速度(tempo)。節(jié)拍器單元包括一個顯示器，用于進行菜單選擇、提示和視覺提示，用于調(diào)整速度和選擇拍子模式中的電鍵聲(click)類型。可以將時間信號、節(jié)奏或模式與預期的提示或口音進行組合，對節(jié)拍器的微控制器進行編程。
Wayne提交的在此以參考的方式插入的美國專利5402188，其描述了一種調(diào)速護目鏡，包括一種調(diào)速設(shè)備，其將節(jié)奏性或周期性視覺信號傳送給游泳者。閃光信號提供一種類似節(jié)拍器的參考，用于調(diào)整游泳者的劃動?？梢哉{(diào)整閃光信號的頻率，從而對應于游泳者希望的步速。
Pendergast等提交的在此以參考的方式插入的美國專利6086379，其描述了一種訓練系統(tǒng)和方法，用于提高游泳者的生物力學、每劃動一下的距離和需氧的新陳代謝。該系統(tǒng)采用一種計算機接口，使教練或游泳者使用步速燈和定時系統(tǒng)，或者，使用系統(tǒng)內(nèi)置的訓練程序，輸入具體的訓練策略。該系統(tǒng)提供一個產(chǎn)生器，以收集來自游泳者的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)包括(a)帶LED的泳鏡，通過閃光信號等與游泳者進行通信，告訴游泳者應該處于游泳劃動中的哪一部分，從而協(xié)助游泳者達到特定的劃動頻率；以及(b)多個計算機控制的步速光條，從而協(xié)助游泳者達到合適的游泳速度。
Miley提交的在此以參考的方式插入的美國專利5921890，其描述了一種可編程的調(diào)速設(shè)備，用于幫助用戶實現(xiàn)預期的步速或速度。該設(shè)備可以產(chǎn)生多個不同的聽覺信號，各信號將選擇的調(diào)速信息發(fā)送到用戶。運動員可使用該設(shè)備幫助訓練或競賽調(diào)速，或應用于醫(yī)療領(lǐng)域，例如作為散步調(diào)速設(shè)備，協(xié)助主動式醫(yī)療養(yǎng)生法(proactive medicalregime)，例如治療帕金森病，或其他生理學治療的活動。
Ishikawa提交的在此以參考的方式插入的美國專利5027686，其描述了一種電子節(jié)拍器，包括設(shè)置預期速度的電路；用于及時產(chǎn)生與預期速度相對應的速度信號的電路；設(shè)置預期時間周期的電路；用于及時產(chǎn)生與預期時間周期最后時刻對應的時間結(jié)束信號。一個聲音產(chǎn)生器接收該速度信號和時間結(jié)束信號，用于為各個速度信號產(chǎn)生速度聲音，為時間結(jié)束信號產(chǎn)生時間結(jié)束聲音。產(chǎn)生時間結(jié)束聲音之后，控制電路停止產(chǎn)生速度聲音。
Rothbart提交的在此以參考的方式插入的美國專利4733593，其描述了一種微處理器控制的節(jié)拍器，其中拍子的類型(強或弱)、模式(強和弱的順序和數(shù)量)和頻率取決于存儲器中存儲的數(shù)據(jù)，可以使用鍵盤等對該存儲器進行手工編程，該存儲器能夠存儲信息，以產(chǎn)生不同類型、模式和相對頻率按照各種順序組合的節(jié)拍器拍子，從而產(chǎn)生包括一個或多個這些順序的節(jié)拍章節(jié)，存儲器可以存儲多個這樣的章節(jié)，并根據(jù)命令產(chǎn)生對應的拍子。
Romney等提交的在此以參考的方式插入的美國專利5592143，其描述了一種脈沖音(pulsed-tone)計時方法。按照初始的脈沖率(pulsing rate)，啟動脈沖的聽覺指導音?？刂圃撁}沖率，從而重復地(i)在某時間段內(nèi)將脈沖率增加到一個中間脈沖率；以及(b)突然將脈沖率降低到一個介于中間脈沖率和前一個脈沖率之間的降低的脈沖率，直至達到預定的最終脈沖率?？梢钥刂圃撁}沖率，從而使得后面的各中間脈沖率按照比前一個中間脈沖率快的速度脈搏跳動。
Schreiber提交的在此以參考的方式插入的美國專利6212135，其描述了一種設(shè)備，用于協(xié)助參加包括至少一個呼吸周期的針對性呼吸期(focused breathing session)的個人。該設(shè)備產(chǎn)生第一個感官提示，其對應于呼吸周期的呼氣階段；以及產(chǎn)生第二個感官提示，其對應于呼吸周期的吸氣階段。在針對性呼吸期的持續(xù)時間內(nèi)，根據(jù)用戶選擇或預定的程序，該設(shè)備按照特定的速率重復地產(chǎn)生該第一個和第二個感官提示。在該設(shè)備的一個實施例中，光投影球體視覺產(chǎn)生感官提示。在另一個實施例中，感官提示為聽覺的。
Fresquez等提交的在此以參考的方式插入的美國專利4711585，其描述了一種向孕婦提供可察覺的提示信號的裝置，讓她將呼吸與該提示信號進行同步，從而易于分娩。該裝置包括一個具有可選頻率和占空度(duty cycle)的振蕩器，該振蕩器驅(qū)動生理感知的轉(zhuǎn)換器。
Senghaas等提交的在此以參考的方式插入的美國專利4583443，其描述了一種電子節(jié)拍器，用于在各種節(jié)奏模式下訓練有音樂天賦的學生。
Luzzatto提交的在此以參考的方式插入的美國專利4974483，其描述了一種可編程的電子節(jié)拍器，能夠登記任何音樂作品的韻律(meter)和速度特征，當演奏音樂作品時，產(chǎn)生按照合適的順序表示這些特征的非常刺耳、易察覺的(如聲學的)信號。
以下美國專利可能會有參考價值，它們在此以參考的方式插入本申請
以下文章可能會有參考價值，它們在此以參考的方式插入本申請Cooke等，“Controlled breathing protocols probe human autonomiccardiovascular rhythms”，American Journal of Physiology 274H709-H718(1998)；Pitzalis等，“Effect of respiratory rate on the relationship betweenRR interval and systolic blood pressure fluctuationsafrequency-dependent phenomenon”，Cardiovascular Research38332-339(1998)；Bernard等，“Effect of breathing rate on oxygen saturation andexercise performance in chronic heart failure”，The Lancet 3511308-1311(1998)；Mortara等，“Abnormal awake respiratory patterns are common inchronic heart failure and may prevent evaluation of autonomic tone bymeasures of heart ratevariability”，Circulation 96246-252(1997)；La Rovere等，“Baroreflex sensitivity and heart-rate variability inprediction of total cardiac mortality after myocardial infarction”，TheLancet 351478-484(1998)；Gimondo等，“A new method for evaluating small intestinalmotility using duplex Doppler sonography”，AJR American Journal ofRoentgenology 168(1)187-192(1997)。
發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一些實施例中，一種用于有益地調(diào)節(jié)用戶生物節(jié)律性活動的設(shè)備，包括一個節(jié)拍器，用于產(chǎn)生并動態(tài)地修改多階段節(jié)律性輸出信號。典型情況下，所述生物節(jié)律性活動包括呼吸，所述設(shè)備配置所述輸出信號，以指引用戶修改呼吸的一個或多個時間參數(shù)。典型情況下，該設(shè)備不包括任何生理傳感器。或者，該設(shè)備不包括生理傳感器(例如，呼吸傳感器)，但在指導用戶修改時間參數(shù)之前，并且不是在產(chǎn)生和修改該輸出信號期間，該設(shè)備從該傳感器接收數(shù)據(jù)。
典型情況下，輸出信號包括一個可理解的刺激，如聲音模式和/或動態(tài)圖形模式。典型情況下，該刺激用于通過訓練用戶啟動一個新的呼吸模式，來調(diào)節(jié)用戶的呼吸。例如，輸出信號可以指引用戶改變吸氣和呼氣的時間，從而降低吸呼比。對于一些干預來說，最好降低此比值，例如，從通常為1∶1或1∶2的干預前水平降低到1∶4。對于一些干預來說，新的呼吸模式包括常規(guī)、無指導呼吸模式中通常不包含的附加階段。例如，常規(guī)的呼吸通常包括兩個階段吸氣和呼氣。該設(shè)備可以配置輸出信號，以指導用戶增加呼吸保持和/或呼氣后暫停階段。
在一個典型的使用期內(nèi)，用戶選擇存儲的訓練模式，并且響應該模式激勵該設(shè)備以產(chǎn)生輸出信號。典型情況下，用戶在多個使用期內(nèi)使用該設(shè)備，該多個使用期在通常以天、月或年計算的一段時間內(nèi)延伸。典型情況下，各使用期的長度為約10到20分鐘，最典型情況下，約為15分鐘。典型情況下，用戶配置該設(shè)備，以在該時間段內(nèi)逐漸調(diào)節(jié)訓練模式，這通常有助于心血管、肺病和神經(jīng)系統(tǒng)適應由訓練發(fā)展的動態(tài)改變。使用該設(shè)備常常導致更加堅持訓練行為的規(guī)程進度表。在沒有該設(shè)備的情況下，需要呼吸訓練的對象通常不能足夠地堅持訓練行為的規(guī)程進度表，例如，由于厭倦或缺乏自律。
經(jīng)常使用該設(shè)備可以增加用戶對疾病相關(guān)的呼吸不規(guī)則性的主動控制程度，如發(fā)明背景中描述的那些。這樣的經(jīng)常使用有利于降低與一些醫(yī)學狀況相關(guān)的死亡率和發(fā)病率。例如，使用該設(shè)備有利于治療以下疾病●一些心血管疾病，包括充血性心力衰竭(CHF)；●一些肺病，包括慢性阻塞性肺部疾病(COPD)；●一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如恐懼癥(panic disorder)；●高血壓；以及●諸如孩子中的過動癥(hyperactivity)。
這里描述的技術(shù)可以與(a)2000年7月6日提交的、題為“Interventive-diagnostic device(干預型診斷設(shè)備)”的美國專利申請09611304、(b)Gavish等提交的PCT公開WO0102049和/或(c)Gavish于2002年12月13日提交的美國專利申請10323596中描述的技術(shù)結(jié)合起來使用，這些專利申請都轉(zhuǎn)讓給本專利申請的受讓人，在此以參考的方式插入它們所披露的內(nèi)容。可選擇地或附加地，這里所描述的技術(shù)可以與本專利申請的背景技術(shù)部分描述的一個或多個參考文獻中描述的技術(shù)結(jié)合起來使用。
盡管該設(shè)備的用戶，即生物節(jié)律性活動被該設(shè)備調(diào)節(jié)的人，有時被描述為對該設(shè)備進行編程和/或配置，除了該用戶之外的其他人也可以進行這樣的編程和/或配置，如衛(wèi)生保健工作者或訓練指導師，例如，他們通過設(shè)備的用戶接口或通過電話或通過網(wǎng)絡(luò)連接遠程地，對該設(shè)備進行配置和/或編程。
因此，根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種用于對象的裝置，包括一個存儲器，用于存儲一套計算機指令，其中，所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了一個多階段生物節(jié)律性活動模式的初始形式和所述多階段生物節(jié)律性活動模式的預期形式的指示，其中，所述預期形式中的兩個階段的持續(xù)時間比值不同于所述初始形式中的相應階段的持續(xù)時間比值，以及其中，所述多階段生物節(jié)律性活動模式的至少一個階段對應于所述對象的一個多階段生物節(jié)律性活動的相應階段；以及一個刺激單元，用于執(zhí)行該存儲的指令，并響應該指令的執(zhí)行產(chǎn)生一個時變刺激，所述時變刺激(a)在所述時變刺激產(chǎn)生期間，對正在進行的所述多階段生物節(jié)律性活動的測量基本上不做出響應；以及(b)有一個多階段模式，其特征在于，在所述初始形式和所述預期形式之間有一系列的過渡形式，該系列的過渡形式指導所述對象以調(diào)節(jié)生物節(jié)律性活動。
對于一些應用，該刺激單元用于產(chǎn)生具有所述多階段模式的時變刺激，并且所述系列中的過渡形式的持續(xù)時間在時間上呈線性變化?；蛘撸摯碳卧糜诋a(chǎn)生具有所述多階段模式的時變刺激，并且所述系列中的過渡形式的持續(xù)時間在時間上呈幾何變化。
在一個實施例中，所述初始形式具有第一數(shù)量的階段，而所述預期形式具有第二數(shù)量的階段，該第一數(shù)量不等于該第二數(shù)量，并且所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所述初始形式和具有不同數(shù)量階段的所述預期形式的指示。
在一個實施例中，所述初始形式比所述預期形式具有更多數(shù)量的階段，并且所述存儲器通過在所述預期形式中將所述初始形式中有、但所述預期形式中沒有的階段的持續(xù)時間設(shè)置為等于0，來表示該階段?；蛘撸鲱A期形式比所述初始形式具有更多數(shù)量的階段，并且所述存儲器通過在所述初始形式中將所述預期形式中有、但所述初始形式中沒有的階段的持續(xù)時間設(shè)置為等于0，來表示該階段。再或者，所述初始形式和預期形式具有相同數(shù)量的階段，所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所述初始形式和具有相同數(shù)量階段的所述預期形式的指示。
在一個實施例中，在對象使用該裝置之前，所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所述初始形式和所述預期形式的指示。
在一個實施例中，所述時變刺激包括從圖像、字母—數(shù)字文本、聲音、聲音模式、動態(tài)圖像模式和視覺提示構(gòu)成的列表中選擇的至少一個刺激，并且所述刺激單元包括一個視覺刺激器，用于產(chǎn)生該選擇的時變刺激。在一個實施例中，所述時變刺激包括壓力，并且所述刺激單元包括壓力作用器，用于向所述對象的一個身體部位施加該壓力。在一個實施例中，所述時變刺激包括按摩，并且所述刺激單元包括一個按摩設(shè)備，用于按摩所述對象的一個身體部位。在一個實施例中，所述時變刺激包括機械能，并且所述刺激單元包括一個機械刺激器，用于將該機械能作用到所述對象的一個身體部位。在一個實施例中，所述時變刺激包括一個電流，并且所述刺激單元包括一個電刺激器，用于將該電流作用到所述對象的一個身體部位。在一個實施例中，所述時變刺激是游戲形式，并且所述刺激單元包括一個游戲產(chǎn)生器，用于改變該游戲的參數(shù)，以指引所述對象調(diào)節(jié)多階段生物節(jié)律性活動。
對于一些應用，所述刺激單元用于通過電話網(wǎng)絡(luò)，將所述時變刺激發(fā)送給所述對象?；蛘撸龃碳卧糜谕ㄟ^廣域網(wǎng)，將所述時變刺激發(fā)送給所述對象。
在一個實施例中，該裝置包括一個肌肉刺激器，用于與所述刺激單元一起工作，并且向所述對象的肌肉上施加一個被配置為刺激該肌肉的電流。
在一個實施例中，所述刺激單元用于配置所述時變刺激，從而提高所述對象的組織氧合，提高所述對象的血管的機械依從性(mechanical compliance)，減少所述對象的小血管的外周阻力(peripheral impedance)，提高所述對象的心率可變性和/或提高所述對象的感壓反射(baroeflex)敏感性。
在一個實施例中，該裝置包括一個運動刺激器，用于與所述刺激單元一起工作，并且產(chǎn)生一個運動刺激，該運動刺激指引所述對象以移動所述對象的身體肢部。
對于一些應用，所述刺激單元用于當所述對象睡眠時產(chǎn)生所述時變刺激。對于一些應用，所述刺激單元用于當所述對象機械呼吸時產(chǎn)生所述時變刺激。
在一個實施例中，所述時變刺激包括音樂。對于一些應用，所述刺激單元包括一個音樂合成器，用于產(chǎn)生該音樂。
在一個實施例中，所述刺激單元用于產(chǎn)生一個時變刺激，在該時變刺激產(chǎn)生期間，該時變刺激基本上不響應對所述對象的生理變量正在進行的測量。在一個實施例中，所述刺激單元用于產(chǎn)生一個時變刺激，在所述對象使用該裝置期間，該時變刺激不響應對所述對象的生理變量的測量。
在一個實施例中，該裝置包括一個傳感器，用于檢測生理事件，并且響應該生理事件產(chǎn)生一個事件信號，在所述刺激單元產(chǎn)生所述時變刺激之前，該裝置用于接收該事件信號，并且該刺激單元用于響應該事件信號開始產(chǎn)生所述時變刺激。對于一些應用，該裝置用于至少部分地響應該事件信號的參數(shù)來配置所述初始形式。在一個實施例中，該生理事件包括一段睡眠呼吸暫停，并且所述傳感器用于檢測該段睡眠呼吸暫停。
在一個實施例中，所述存儲器用于存儲多個具有相應的初始形式和預期形式的相應指示的訓練規(guī)程，所述刺激單元包括一個用戶接口，用于使所述對象選擇該多個訓練規(guī)程的其中之一，并且所述刺激單元用于響應該選擇產(chǎn)生所述時變刺激。對于一些應用，該用戶接口包括一個電話?；蛘?，該用戶接口包括一個音頻回放設(shè)備的用戶接口。再或者，該用戶接口包括一個通用計算機的用戶接口。
在一個實施例中，所述刺激單元用于當所述對象失去知覺時產(chǎn)生所述時變刺激。對于一些應用，刺激單元用于當所述對象昏迷時產(chǎn)生所述時變刺激。對于其他應用，刺激單元用于當所述對象被麻醉時產(chǎn)生所述時變刺激。
在一個實施例中，所述多階段生物節(jié)律性活動包括所述對象的呼吸，并且所述刺激單元用于配置所述時變刺激，以指引所述對象調(diào)節(jié)呼吸。在一個實施例中，所述對象的多階段生物節(jié)律性活動的特征在于其呼吸率，并且所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所述初始形式和所述預期形式的指示，所述預期形式中的呼吸率不同于所述初始形式中的呼吸率。
對于一些應用，所述預期形式中的兩個或多個階段包括至少一個通常不包括在產(chǎn)生所述時變刺激之前的多階段生物節(jié)律性活動中的呼吸階段，并且所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所述至少一個呼吸階段的指示。
對于一些應用，所述預期形式中的兩個或多個階段包括至少一個從呼吸保持和呼氣后暫停構(gòu)成的列表中選擇的呼吸階段，并且所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了該選擇的呼吸階段的指示。
對于一些應用，該裝置包括一個阻抗負載，用于作用到所述對象上，并且在從吸氣和呼氣中選擇的呼吸階段期間，阻止所述對象的氣流。對于一些應用，該裝置包括一個機械呼吸機，用于作用到所述對象上，并與所述刺激單元一起工作。
在一個實施例中，所述初始形式和所述預期形式中的兩個或多個階段包括吸氣和呼氣，并且所述存儲器在其中已經(jīng)存儲了所述初始形式和所述指示，所述預期形式中的吸氣時間和呼氣時間的比值(I∶E比)小于所述初始形式中的I∶E比。對于一些應用，所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所述初始形式和所述指示，所述預期形式中的I∶E比在1∶0.5和1∶4之間。
在一個實施例中，該裝置包括一個用戶接口，用于接收來自所述對象的輸入，并且該裝置用于響應該輸入將所述初始形式和所述預期形式的指示存儲在所述存儲器中。對于一些應用，所述用戶接口用于接收在所述預期形式的指示中的兩個或多個階段的持續(xù)時間的指示。
對于一些應用，所述用戶接口用于接收在初始形式中的兩個或多個階段的各自持續(xù)時間的時間趨勢的指示。
對于一些應用，所述用戶接口用于接收所述初始形式中的兩個或多個階段的持續(xù)時間的指示?？蛇x擇地或附加地，所述用戶接口用于接收所述預期形式中的兩個或多個階段的持續(xù)時間的指示。
在一個實施例中，所述用戶接口用于測量在初始形式的指示中的至少一個階段的起始指示和終止指示之間的時間間隔。對于一些應用，該起始指示和終止指示包括所述對象的呼吸的相應聽覺指示，并且所述用戶接口用于檢測所述聽覺起始和終止指示。對于一些應用，所述用戶接口用于在相應的時間接收來自所述對象的所述起始和終止指示，并響應該接收的指示測量所述時間間隔。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例，還提供了一種用于對象的方法，包括存儲一個多階段生物節(jié)律性活動模式的初始形式和所述多階段生物節(jié)律性活動模式的預期形式的指示，其中，所述預期形式中的兩個階段的持續(xù)時間不同于所述初始形式中的相應階段的持續(xù)時間比，以及其中，所述多階段生物節(jié)律性活動模式的至少一個階段對應于所述對象的一個多階段生物節(jié)律性活動的相應階段；產(chǎn)生一個時變刺激，所述時變刺激(a)在所述時變刺激產(chǎn)生期間，對正在進行的所述多階段生物節(jié)律性活動的測量基本上不做出響應，以及(b)有一個多階段模式，其特征在于，在所述初始形式和預期形式之間有一系列的過渡形式，該系列的過渡形式指導所述對象以調(diào)節(jié)多階段生物節(jié)律性活動。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例，還提供了一種包括計算機可讀介質(zhì)的計算機軟件產(chǎn)品，所述計算機可讀介質(zhì)中存儲了計算機指令，當被計算機讀取時，所述計算機指令使計算機產(chǎn)生一個時變刺激，該時變刺激(a)在該時變刺激產(chǎn)生期間，對正在進行的所述對象的多階段生物節(jié)律性活動的測量基本上不做出響應，以及(b)有一個多階段模式，其特征在于，在一個多階段生物節(jié)律性活動模式的初始形式和所述多階段生物節(jié)律性活動模式的預期形式的指示之間有一系列的過渡形式，該系列的過渡形式指導所述對象以調(diào)節(jié)多階段生物節(jié)律性活動，其中，所述時變刺激的多階段生物節(jié)律性活動模式的至少一個階段對應于所述多階段生物節(jié)律性活動的相應階段，以及其中，所述預期形式中的兩個階段的持續(xù)時間比不同于所述初始形式中的相應階段的持續(xù)時間比。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例，還提供了一種數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，包括與輸出刺激相對應的一組數(shù)據(jù)，所述刺激用于指引所述對象以調(diào)節(jié)所述對象的多階段生物節(jié)律性活動，所述刺激包括一個時變多階段模式，該模式的特征在于，在一個多階段生物節(jié)律性活動模式的初始形式和所述多階段生物節(jié)律性活動模式的預期形式之間有一系列的過渡形式，其中，所述時變多階段模式的至少一個階段對應于所述多階段生物節(jié)律性活動的相應階段，以及其中，所述預期形式中的兩個階段的持續(xù)時間比不同于所述初始形式中的相應階段的持續(xù)時間比。
對于一些應用，所述輸出刺激包括音樂。對于一些應用，所述輸出刺激包括從圖像、字母—數(shù)字文本、聲音、聲音模式、動態(tài)圖形模式和視頻提示構(gòu)成的列表中選擇的至少一個刺激。對于一些應用，所述輸出刺激包括向所述對象一個身體部位施加的壓力。對于一些應用，所述輸出刺激包括向所述對象一個身體部位施加的按摩。對于一些應用，所述輸出刺激包括向所述對象的一個身體部位施加的機械能。對于一些應用，所述輸出刺激包括向所述對象的一個身體部位施加的電能。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例，還提供了一種用于對象的裝置，包括一個數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，包括多組數(shù)據(jù)，各組數(shù)據(jù)分別對應于一個輸出刺激，該刺激用于指導所述對象以調(diào)節(jié)所述對象的多階段生物節(jié)律性活動，該刺激包括一個時變多階段模式，該模式的特征在于，在一個多階段生物節(jié)律性活動模式的初始形式和所述多階段生物節(jié)律性活動模式的預期形式之間有一系列的過渡形式，其中，所述時變多階段模式的至少一個階段對應于所述多階段生物節(jié)律性活動的相應階段，以及其中，所述預期形式中的兩個階段的持續(xù)時間比不同于所述初始形式中的相應階段的持續(xù)時間比；以及一個刺激單元，用于產(chǎn)生與所選擇的數(shù)據(jù)組相對應的輸出刺激。
通過參考以下結(jié)合附圖的對實施例的詳細說明，本發(fā)明的其他目的及效果將變得更加清晰和易于理解，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的、對用戶生物節(jié)律性活動進行有益調(diào)節(jié)的動力節(jié)拍器的部件的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的、將圖1的節(jié)拍器實現(xiàn)為一個專用獨立設(shè)備的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的、將圖1的節(jié)拍器實現(xiàn)為通用計算機上的軟件的示意圖；圖4A、4B和4C是根據(jù)本發(fā)明實施例的多個生物節(jié)律性活動信號的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的、在呼吸訓練期間變換生物節(jié)律性模式的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的、用于定義新的訓練規(guī)程的方法的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的在生物節(jié)律性模式的一個階段的持續(xù)時間內(nèi)的動態(tài)變化的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的、圖1中節(jié)拍器的部件的框圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的、通過電話網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)圖1中節(jié)拍器的示意圖。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的、對用戶30的生物節(jié)律性活動進行有益調(diào)節(jié)的動力節(jié)拍器20的部件的框圖。節(jié)拍器20包括用戶接口(UI)32、訓練定義器34、驅(qū)動器36和生物節(jié)律性活動調(diào)節(jié)器38。訓練定義器34讓用戶定義新的訓練規(guī)程，下面還將結(jié)合圖6對此進行描述，或編輯現(xiàn)有的規(guī)程。當用戶啟動節(jié)拍器20執(zhí)行訓練規(guī)程時，驅(qū)動器36根據(jù)選擇的訓練規(guī)程，創(chuàng)建一個訓練模式文件，下面還將結(jié)合圖7對此進行描述?；蛘撸?qū)動器36獲取以前創(chuàng)建和存儲的訓練模式文件。驅(qū)動器36根據(jù)該訓練模式文件，產(chǎn)生數(shù)據(jù)的時間序列，并使用該序列驅(qū)動生物節(jié)律性活動調(diào)節(jié)器38，向用戶產(chǎn)生輸出信號，下面還將結(jié)合圖8對其進行描述，從而調(diào)節(jié)生物節(jié)律性活動。
輸出信號通常用于通過訓練用戶啟動新的呼吸模式來調(diào)節(jié)用戶30的呼吸。例如，輸出信號可以指示用戶改變吸氣和呼氣的時間，從而降低吸呼比(I∶E比)。對于有些干預，最好降低I∶E比值，例如，從通常為1∶1或1∶2的干預前水平降低到1∶4。對于有些干預，新的呼吸模式包括常規(guī)、無指導呼吸模式中通常沒有的附加階段。例如，常規(guī)呼吸通常包括兩個階段吸氣和呼氣。節(jié)拍器20可以配置輸出信號，以指引用戶30增添呼吸保持和/或呼氣后暫停階段。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的、將節(jié)拍器20實現(xiàn)為一個專用獨立設(shè)備50的示意圖。對于一些應用，獨立設(shè)備50是便攜的和/或電池操作的(battery-operated)。可以用專用硬件邏輯或硬件和軟件結(jié)合的方式，實現(xiàn)該獨立設(shè)備。在本實施例中，用戶接口32通常包括一個顯示屏52和多個輸入單元54，如按鈕、鍵或旋鈕。例如，輸入單元54可以包括打開/關(guān)閉、回車、向上、向下和建立(setup)按鈕。對于一些應用，節(jié)拍器20提供設(shè)置缺省值的選項，例如使用建立按鈕。例如，用戶可以設(shè)置階段數(shù)量的缺省參數(shù)或音量，下面將對此進行詳細描述。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的、將節(jié)拍器20實現(xiàn)為通用計算機60上的軟件的示意圖。計算機60中編制有軟件，以執(zhí)行這里描述的功能。例如，可以通過網(wǎng)絡(luò)以電子形式將該軟件下載到計算機，或通過有形媒介將其提供給計算機，如磁媒介或光媒介或其他非易失性存儲器，如CD-ROM。在本實施例中，用戶接口32通常包括鍵盤62和監(jiān)視器64。對于一些應用，節(jié)拍器20的全部或部分被實現(xiàn)為web服務(wù)，用戶30可以通過廣域網(wǎng)，通?；ヂ?lián)網(wǎng)，訪問它。盡管通用計算機60在圖3中示出為個人計算機，但這只是示例性的，而不具有限制意味，并且通用計算機60也可以包括其他計算設(shè)備，如手持計算設(shè)備。
圖4A、4B和4C是根據(jù)本發(fā)明實施例的多個生物節(jié)律性活動信號的示意圖。這些生物節(jié)律性活動信號表示用節(jié)拍器20調(diào)節(jié)呼吸時用戶30的示意性胸圍。在圖4A中，線70表示兩階段呼吸訓練期間的活動信號。吸氣發(fā)生在階段I，呼氣發(fā)生在階段II。在圖4B中，線72表示三階段呼吸訓練期間的活動信號，除了吸氣和呼氣，該訓練還包括階段III期間的呼吸保持。在圖4C中，線74表示四階段呼吸訓練期間的活動信號，該活動信號還包括階段IV，在該階段期間發(fā)生呼氣后暫停。在這里，“生物節(jié)律性模式”包括兩個或更多個階段，“生物節(jié)律性活動”包括一序列生物節(jié)律性模式。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的、在呼吸訓練期間變換生物節(jié)律性模式80的示意圖。節(jié)拍器20用于產(chǎn)生和動態(tài)地調(diào)節(jié)多階段節(jié)奏輸出信號，從而指引用戶30通過至少一個中間生物節(jié)律性模式84，將起始生物節(jié)律性模式80逐漸調(diào)節(jié)到終止生物節(jié)律性模式82。在圖5所示的示意性變換中，生物節(jié)律性模式包括三個階段86、88和90。對于一些干預來說，節(jié)拍器20指引用戶30對這些階段調(diào)節(jié)不同的數(shù)量，和/或只調(diào)節(jié)這些階段的一部分。在圖示的例子中，節(jié)拍器指引用戶維持階段86的初始持續(xù)時間，將階段88的持續(xù)時間增加第一數(shù)量，將階段90的持續(xù)時間增加第二數(shù)量，其中，第二數(shù)量比第一數(shù)量大。
對于一些應用，起始生物節(jié)律性模式80、中間生物節(jié)律性模式84和/或終止生物節(jié)律性模式82的階段數(shù)量大于或小于用戶的自然生物節(jié)律性模式的階段數(shù)量。例如，用戶的自然生物節(jié)律性模式有四個階段，而起始生物節(jié)律性模式80、中間生物節(jié)律性模式84和/或終止生物節(jié)律性模式82只有兩個階段?？蛇x擇地或附加地，起始生物節(jié)律性模式80、中間生物節(jié)律性模式84和/或終止生物節(jié)律性模式82的兩個或更多個階段對應于用戶自然生物節(jié)律性模式的單個階段。例如，起始生物節(jié)律性模式80、中間生物節(jié)律性模式84和/或終止生物節(jié)律性模式82可以包括兩個吸氣的子階段，對應于用戶自然生物節(jié)律性模式的吸氣的單個階段。
在本發(fā)明的一個實施例中，當用戶30開啟節(jié)拍器20時，節(jié)拍器讓用戶選擇定義一個新的訓練規(guī)程或從存儲庫中選擇一個規(guī)程。典型情況下，如果用戶在預定的時間，例如一分鐘內(nèi)，沒有做出選擇，則節(jié)拍器20就自動關(guān)機。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的、用于定義新的訓練規(guī)程的方法的示意圖。在類型選擇步驟100中，為了開始定義新的訓練規(guī)程，用戶30選擇規(guī)程為“終止”類型或“趨勢”類型。“終止”類型規(guī)程使用戶定義起始和終止生物節(jié)律性模式的參數(shù)，后面還將對此進行描述，而“趨勢”類型規(guī)程使用戶定義起始生物節(jié)律性模式的參數(shù)和起始生物節(jié)律性模式各個階段的趨勢，后面還將對此進行描述。用戶30使用用戶接口32，做出該選擇以及其他選擇，例如，使用用于滾動選項的向上和向下按鈕以及做出選擇的回車按鈕。
在結(jié)束/趨勢檢測步驟102中，節(jié)拍器20檢查用戶30選擇了哪種類型的規(guī)程。如果用戶選擇了“終止”類型的規(guī)程，則在起始階段數(shù)量選擇步驟104中，節(jié)拍器20提示用戶輸入起始生物節(jié)律性模式的階段的預期數(shù)量。在終止階段數(shù)量選擇步驟106中，節(jié)拍器還提示用戶輸入終止生物節(jié)律性模式的階段的預期數(shù)量。對于一些應用，節(jié)拍器20沒有提供選擇起始和終止生物節(jié)律性模式不同階段數(shù)量的選項，因此，組合步驟104和106，提示用戶輸入起始和終止生物節(jié)律性模式兩者的階段的單一數(shù)量。
在起始參數(shù)設(shè)置步驟108中，用戶30設(shè)置起始生物節(jié)律性模式各階段的參數(shù)。用戶通常、但不是必須，根據(jù)用戶當前的自發(fā)呼吸模式，即，使用當前定義的規(guī)程進行治療之前，試圖設(shè)置這些參數(shù)。(例如，用戶也可以任意設(shè)置表示比用戶自發(fā)呼吸模式更快的時間的起始參數(shù))。對于一些應用，用戶使用用戶接口32的數(shù)字輸入工具，輸入各個可用階段的持續(xù)時間(通常以秒為單位)。對于在用戶自發(fā)呼吸模式期間不發(fā)生的階段，例如，呼吸保持和/或呼氣后暫停，用戶通常輸入0?；蛘?，用戶可以通過實時表示他或她的呼吸模式的自我觀察(self-observation)期間各個階段的開始和結(jié)束(例如，通過按動一個或多個按鈕)，從而表示各可用階段的持續(xù)時間。節(jié)拍器30例如使用內(nèi)置時鐘測量開始和結(jié)束指示之間的間隔，從而確定所選擇的階段的持續(xù)時間。對于一些應用，在步驟108中，節(jié)拍器20產(chǎn)生滴答聲，以幫助用戶定義階段。再或者，用戶接口32包括一個麥克風，檢測用戶自發(fā)的呼吸模式，實時確定這些階段的時間。(注意節(jié)拍器20通常只在定義訓練規(guī)程期間、而不是使用節(jié)拍器進行訓練期間，執(zhí)行這樣的呼吸檢測)。對于閱讀過本專利申請的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，表示起始參數(shù)的其他方法是顯而易見的。
在終止參數(shù)設(shè)置步驟110中，用戶30設(shè)置終止生物節(jié)律性模式各階段的參數(shù)。例如，用戶可以根據(jù)節(jié)拍器20附帶的指南手冊、衛(wèi)生保健提供商或訓練指導師的建議或使用該節(jié)拍器的個人經(jīng)驗，確定這些參數(shù)?？梢允褂貌襟E108描述的設(shè)置起始參數(shù)的方法，設(shè)置該終止參數(shù)。為了使用所描述的實時方法，用戶暫時主動控制他或她的呼吸，以模仿所預期的終止生物節(jié)律性模式。
對于一些應用，在步驟108和/或110中，用戶可以選擇用于訓練期間各個階段的合成儀器的類型，后面還將結(jié)合圖8對其進行詳細描述?？蛇x擇地或附加地，用戶可以選擇在訓練期間使用哪首歌，即音樂階段的組合。通常在訓練規(guī)程定義期間或者使用節(jié)拍器訓練期間，做出這樣的選擇。對于一些應用，用戶使用建立按鈕做出該選擇。
對于一些應用，當在步驟108和110中用戶定義訓練規(guī)程時，節(jié)拍器20連續(xù)輸出表示用戶為當前定義的階段選擇的參數(shù)的刺激。為了輸出該刺激，節(jié)拍器20激勵驅(qū)動器36驅(qū)動生物節(jié)律性活動調(diào)節(jié)器38，后面還將結(jié)合圖8對其進行描述。該即時反饋通常可以幫助用戶定義參數(shù)。
在調(diào)節(jié)周期持續(xù)時間設(shè)置步驟112中，用戶30使用用戶接口32設(shè)置周期的持續(xù)時間，在該周期內(nèi)，節(jié)拍器在使用定義的訓練規(guī)程的訓練期中，動態(tài)地改變輸出信號，以驅(qū)動從起始生物節(jié)律性模式到終止生物節(jié)律性模式的變換?；蛘撸脩粢部梢栽谝?guī)程持續(xù)時間設(shè)置步驟114中設(shè)置訓練規(guī)程的總持續(xù)時間。該總持續(xù)時間必須不低于調(diào)節(jié)周期持續(xù)時間。如果該總持續(xù)時間大于調(diào)節(jié)周期持續(xù)時間，則達到終止生物節(jié)律性模式后，節(jié)拍器在訓練期內(nèi)，將終止生物節(jié)律性模式維持一段時間，該時間等于該總持續(xù)時間和調(diào)節(jié)周期的差值。
然后，在保存規(guī)程步驟116中，調(diào)節(jié)器20保存已定義的訓練規(guī)程。節(jié)拍器20通常讓用戶30使用新定義的訓練規(guī)程，立即啟動一個訓練期，后面還將對此進行詳細描述。
但是，如果用戶30在檢查步驟102中選擇了“趨勢”類型，則在起始階段數(shù)量選擇步驟118中，節(jié)拍器提示用戶輸入起始生物節(jié)律性模式的階段的預期數(shù)量。在起始參數(shù)設(shè)置步驟120中，用戶30使用步驟108中描述的方法，設(shè)置起始生物節(jié)律性模式各階段的參數(shù)。在設(shè)置趨勢步驟122中，代替如同上面對“終止”類型的規(guī)程中描述的對終止生物節(jié)律性模式的參數(shù)進行設(shè)置，用戶設(shè)置各起始階段的趨勢。對于一些應用，這些趨勢表示各起始階段的相應持續(xù)時間的百分比變化，例如，在各呼吸周期內(nèi)或在給定周期，例如每分鐘內(nèi)，將各階段延長一定的百分比。當然，也可以對各起始階段做出相同比例的改變。對于一些干預，用戶指示對各起始階段的相應的持續(xù)時間的絕對改變，例如，在給定周期，如每分鐘內(nèi)，將各階段延長特定的秒數(shù)。在規(guī)程持續(xù)時間設(shè)置步驟124中，用戶30設(shè)置規(guī)程的總持續(xù)時間。然后，該方法轉(zhuǎn)到步驟116，在該步驟中節(jié)拍器保存該規(guī)程。
或者，訓練定義器34也可以向用戶提供其他定義訓練規(guī)程的方法。例如，用戶可以使用上面描述的一種方法，選擇起始生物節(jié)律性模式。然后，用戶例如從菜單中，選擇要在終止生物節(jié)律性模式中達到的預期改善指標。例如，用戶可以選擇(a)起始呼吸率與終止呼吸率的預期比值；(b)吸氣與呼氣的預期終止比值(I∶E比)；和/或(c)I∶E比的預期改善。對于那些閱讀了本專利申請的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他使用戶選擇預期和/或合適的終止生物節(jié)律性模式的方法是顯而易見的。
在本發(fā)明的實施例中，節(jié)拍器20的用戶接口32向用戶呈現(xiàn)出一個可用訓練的菜單(通常是滾動式的)，包括各訓練的關(guān)鍵參數(shù)。就如同上面結(jié)合圖6所描述的那樣，該可用的訓練可由用戶進行定義，預先編程或例如通過通信網(wǎng)絡(luò)加載到設(shè)備中。下面的表格示出了可用訓練的示意菜單中的一部分
在這張菜單中，提供給起始和終止模式的數(shù)值的數(shù)量對應于訓練的階段數(shù)量，以及“調(diào)節(jié)”列包括調(diào)節(jié)周期的長度，上面已經(jīng)結(jié)合圖6的步驟112對其進行了描述。
在本發(fā)明的一個實施例中，當用戶30選擇一個訓練規(guī)程時，驅(qū)動器36根據(jù)選擇的訓練規(guī)程，創(chuàng)建一個訓練模式文件?；蛘?，驅(qū)動器36獲取一個以前為所選擇的訓練規(guī)程創(chuàng)建和存儲的訓練模式文件。為了創(chuàng)建該訓練模式文件，驅(qū)動器36使用一個或多個線性或非線性算法。該訓練模式文件通常包括在訓練周期內(nèi)變化的生物節(jié)律行模式序列中的各生物節(jié)律性模式的記錄。第一個和最后一個記錄分別保存關(guān)于起始和終止生物節(jié)律性模式的信息，剩余的記錄保持關(guān)于各中間生物節(jié)律性模式的信息。各記錄包括生物節(jié)律性模式各階段的階段值，該階段值表示階段的持續(xù)時間。如果起始和終止生物節(jié)律性模式的階段數(shù)量不同，則各記錄包括的階段值的數(shù)量等于較大的階段數(shù)量(通常情況下，用0表示給定記錄未定義的階段)。
在本發(fā)明的一個實施例中，驅(qū)動器36使用下列算法，用于根據(jù)上面參考圖6所描述的“終止”類型規(guī)程，計算訓練模式文件中各記錄的階段值。各記錄包括N個階段值1……N，其中，N等于具有較多階段數(shù)量的起始或終止生物節(jié)律性模式的階段數(shù)量。各生物節(jié)律性模式j(luò)的總持續(xù)時間Tj等于模式j(luò)的各階段Tj[1]……Tj[N]的持續(xù)時間之和，如下所示Tj=Σi=1NTj[i]]]>下面的公式給出了將在訓練模式文件中播放的記錄的數(shù)量n
n＝INT[(duration)/(Tstart+Tend)/2]其中，INT是取整函數(shù)，duration是調(diào)節(jié)周期的持續(xù)時間，上面已經(jīng)結(jié)合圖6對此進行了描述，Tstart和Tend分別是起始和終止生物節(jié)律性模式的總持續(xù)時間。
一個生物節(jié)律性模式j(luò)的任何給定階段k的持續(xù)時間由下式表示Tj[k]＝Tstart[k]+j*ΔT[k]其中，ΔT[k]＝(Tend[k]-Tstart[k])/n例如，起始生物節(jié)律性模式和終止生物節(jié)律性模式可以各有兩個階段。起始生物節(jié)律性模式的各階段的持續(xù)時間可以分別為1秒和2秒，終止生物節(jié)律性模式的各階段的持續(xù)時間可以分別為2秒和6秒。調(diào)節(jié)周期的持續(xù)時間可以為555秒。因此Tstart＝1+2秒＝3秒Tend＝2+6秒＝8秒n＝INT(555/((3+8)/2))＝INT(100.9)＝100ΔT[1]＝(2-1)/100＝0.01秒ΔT[2]＝(6-2)/100＝0.01秒這樣，第一階段的持續(xù)時間序列為1.00、1.01、1.02、……、1.99、2.00(101個)，第二階段的持續(xù)時間序列為2.00、2.04、2.08、……、5.96、6.00(101個)。調(diào)節(jié)周期的實際持續(xù)時間為100*(3+8)/2＝550秒，比編程的555秒稍微小一點。當輸出信號包括音樂時，將記錄的數(shù)量取整為一個整數(shù)，從而防止在模式中間過早地結(jié)束音樂，否則，那聽起來將是很不美妙的。
通常情況下，對于起始生物節(jié)律性模式中包括、但終止生物節(jié)律性模式中不包含的各階段k，驅(qū)動器36設(shè)置Tend[k]＝0。同樣，對于終止生物節(jié)律性模式中包括、但起始生物節(jié)律性模式中不包含的各階段k，驅(qū)動器36設(shè)置Tstart[k]＝0。
或者，驅(qū)動器36通過使用利用幾何系列或采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)的其他系列的算法，確定各種持續(xù)時間。再或者，驅(qū)動器36使用改變生物節(jié)律性模式的比率(即持續(xù)時間的倒數(shù))的算法。
在本發(fā)明的實施例中，驅(qū)動器36使用下列方法，用于根據(jù)參考圖6所描述的“趨勢”類型規(guī)程，計算訓練模式文件中各記錄的階段值。在規(guī)程的持續(xù)時間內(nèi)，驅(qū)動器36使用下列公式，計算各生物節(jié)律性模式j(luò)的各階段k的比率(即持續(xù)時間的倒數(shù))1/Tj[k]＝(1-e[k])*(1/Tj-1[k])其中，e[k]是階段k每一生物節(jié)律性模式的所選擇的變化，1/Tj[k]是生物節(jié)律性模式j(luò)的比率。
現(xiàn)在參考圖7，其是根據(jù)本發(fā)明實施例的一個生物節(jié)律性模式的階段的持續(xù)時間的示意性動態(tài)變化的示意圖。線150表示一系列生物節(jié)律性模式的單一階段的持續(xù)時間的示意性變化，其開始于起始生物節(jié)律性模式，經(jīng)過中間生物節(jié)律性模式，結(jié)束于終止生物節(jié)律性模式。
現(xiàn)在參考圖8，其是根據(jù)本發(fā)明實施例的驅(qū)動器36和生物節(jié)律性活動調(diào)節(jié)器38的結(jié)構(gòu)框圖。驅(qū)動器36包括一個訓練存儲器160和一個模式代碼存儲器162。訓練存儲器160包括(a)訓練模式文件存儲器164，其中存儲了如上述參考圖7所描述來創(chuàng)建的訓練模式文件；(b)訓練規(guī)程存儲器166，其中存儲了訓練規(guī)程，該訓練規(guī)程如上述參考圖6所描述來創(chuàng)建，或者預先編程或加載到節(jié)拍器20中。
驅(qū)動器36還包括一個音序器168，在驅(qū)動器36執(zhí)行訓練規(guī)程期間，它產(chǎn)生時間編碼，并將此時間編碼傳遞到生物節(jié)律性活動調(diào)節(jié)器38。音序器168從模式文件存儲器164獲取訓練模式文件，從模式代碼存儲器162獲取模式代碼，并將來自訓練模式文件的信息與模式代碼組合，從而產(chǎn)生如下所述的時間編碼。當音序器產(chǎn)生時間編碼時，音序器168通常在啟動訓練規(guī)程時或在整個訓練規(guī)程中，執(zhí)行這樣的獲取。
對于輸出信號包括音樂的應用，模式代碼包含表示所選擇的訓練模式文件的各生物節(jié)律性模式的各階段的音樂信息的要素，如合成樂器的音符(note)和/類型。例如，兩階段訓練模式有兩個合成樂器聲音A和B，分別對應于第一和第二個階段。模式代碼具有結(jié)構(gòu)A1、B1、A2、B2、A3、B3……，其中，Ai和Bi各表示與一個或多個合成樂器聲音相關(guān)的一系列音樂音符。與Ai和Bi關(guān)聯(lián)的樂器聲音可以相同，也可以不相同。
繼續(xù)該兩階段例子，Ai表示將用合成笛聲產(chǎn)生的一系列音符，而Bi表示將用合成喇叭和小提琴聲產(chǎn)生的一系列音符。訓練模式可以包括一個生物節(jié)律性模式，該生物節(jié)律性模式包括，2秒長的階段1，然后是4秒的階段2，A1可以表示一系列的兩笛聲音符，而B1表示一系列的兩個喇叭聲接著一個小提琴聲。音序器168將生物節(jié)律性模式的階段1和階段2的信息與模式代碼的A1和A2分別進行組合，從而產(chǎn)生時間編碼。時間編碼包括系列A1的一個ON信號，2秒以后，跟著系列A1的一個OFF信號，以及系列B1的一個ON信號，4秒之后，跟著系列B1的一個OFF信號等。
再次參考圖8，生物節(jié)律性活動調(diào)節(jié)器38包括一個模式產(chǎn)生器170和一個刺激產(chǎn)生器172。模式產(chǎn)生器170將時間編碼轉(zhuǎn)換為驅(qū)動刺激產(chǎn)生器172的信號。對于一些應用，模式產(chǎn)生器170包括一個聲音合成器，以及刺激產(chǎn)生器172包括一個或多個揚聲器40(圖2、3和9)，在這種情況下，模式產(chǎn)生器170將音樂時間編碼轉(zhuǎn)換為驅(qū)動揚聲器創(chuàng)建聲音的電流。
或者，刺激產(chǎn)生器172包括●一個視覺刺激器，如顯示器，它可以包括一個數(shù)字顯示屏和/或一個或多個提示燈?？梢詫@示屏52(圖2)或監(jiān)視器64(圖3)配置為視覺顯示屏；●一個壓力作用器，如安裝在用戶30的手臂176上的壓力箍件174(圖2)，對于一些應用，它被配置為按摩胳膊。模式代碼包括ON和OFF信號，生物節(jié)律性活動調(diào)節(jié)器38將該信號轉(zhuǎn)換為電信號，以驅(qū)動對箍件174進行抽氣和充氣的泵(圖中未示出泵)；●一個機械刺激器；和/或●一個電刺激器。
在本發(fā)明的一個實施例中，用戶刺激為游戲的形式，并且可以修改游戲的參數(shù)，從而使用戶通過玩游戲就可以調(diào)節(jié)生物節(jié)律性活動的參數(shù)。
現(xiàn)在參考圖9，其是根據(jù)本發(fā)明實施例的、通過電話網(wǎng)絡(luò)200實現(xiàn)節(jié)拍器20的示意圖。在該實施例中，刺激產(chǎn)生器172通常包括傳統(tǒng)有線或無線電話204的揚聲器202，并且用戶接口32包括該電話的鍵盤206。從用戶30遠程實現(xiàn)節(jié)拍器20的其他部件，例如在電話公司或在另一服務(wù)提供商。電話204無線地或通過電話線，通常通過至少一個電話交換機212，連接到這樣的遠程節(jié)拍器功能設(shè)備210?；蛘?，用戶接口32包括電話204的麥克風208，其功能為解釋用戶30語音命令，和/或用于對節(jié)拍器20進行編程來檢測用戶30的呼吸，如上述參考圖6所描述的那樣。
在本發(fā)明的一個實施例中，節(jié)拍器20是通過電話網(wǎng)絡(luò)200、使用雙音多頻(DTMF)信號實現(xiàn)的，用戶使用鍵盤206產(chǎn)生該雙音多頻信號，并且該雙音多頻信號被遠程節(jié)拍器功能設(shè)備210解碼。下表示出了該系統(tǒng)的示例性實現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，這張表給出的細節(jié)只出于示例性目的，對于閱讀了本申請的本領(lǐng)域技術(shù)人員，其他多種可替換方法也是顯而易見的。
再次參考圖2、3和9。在本發(fā)明的一個實施例中，節(jié)拍器20包括(a)訓練輸出信號庫，包括由生物節(jié)律性活動調(diào)節(jié)器38使用多個相應預先定義的訓練規(guī)程所產(chǎn)生的音樂；(b)用于播放庫中存儲的音樂的裝置。對于一些應用，節(jié)拍器20包括一個傳統(tǒng)的音樂播放機，如CD播放機或磁帶播放機(便攜式配置如圖2所示)，而音樂存儲在非易失性介質(zhì)(如CD或音頻磁帶)上?；蛘?，節(jié)拍器20包括計算機60上運行的傳統(tǒng)音頻軟件(圖3)或節(jié)拍器功能設(shè)備210(圖9)，在這種情況下，音樂要么存儲在非易失性介質(zhì)上，如CD或DVD，要么例如通過互聯(lián)網(wǎng)下載后存儲在存儲器中。對于一些應用，用音樂設(shè)備數(shù)字接口(MIDI)協(xié)議表示音樂，以及計算機60上的軟件或節(jié)拍器功能設(shè)備210解釋該MIDI信息，從而合成音樂。典型情況下，庫中的各訓練用參數(shù)或其子集進行標識，這些參數(shù)或其子集定義訓練所基于的訓練規(guī)程(這樣的參數(shù)如圖6所描述的那樣)。
在本實施例中，用戶30使用用戶接口32從庫中選擇一個訓練，即一段音樂。對于一些應用，將用戶接口32配置為如上面參考表格所描述的那樣，該表格示出可用訓練的示意性菜單的一部分?；蛘撸诤线m的情況下，用戶接口32包括傳統(tǒng)音樂播放機或者傳統(tǒng)音頻軟件的傳統(tǒng)用戶接口。在這種配置中，典型情況下，各段音樂的名字包括訓練的一個或多個關(guān)鍵參數(shù)。例如，基于兩階段訓練規(guī)程的一段音樂，其中該訓練規(guī)程開始時，每分鐘呼吸(bpm)20次、吸呼比為1∶1，而結(jié)束時，為6bpm、I∶E比為1∶3，該段音樂的名字可以是“歌曲5/從20bpm、比率1∶1到6bpm、比率1∶3。”或者，指示用戶在設(shè)定的時間段內(nèi)例如1分鐘，統(tǒng)計他或她的呼吸次數(shù)，并選擇具有與該呼吸次數(shù)對應編號的一段音樂。
典型情況下，選擇庫中所包括的訓練，從而給用戶30提供足夠多樣的選項，與此同時，通常限制選擇的總數(shù)量。對選擇進行這樣的限制可以降低庫需要的存儲量，和/或提高效率和/或便于用戶選擇所期望的訓練。
在本發(fā)明的一個實施例中，可以選擇庫中所包括的訓練，從而為一些重要的終止參數(shù)提供選項，如終止階段的數(shù)量、終止bpm和終止I∶E比。典型情況下，起始參數(shù)選項較少，或者只有單一選項。只要所選擇的起始參數(shù)處于大多數(shù)用戶正常的呼吸模式中，這樣缺少選項一般不會給用戶帶來不便。對于一些應用，起始bpm比大多數(shù)用戶的自然bpm要快，例如20bpm，并且指導用戶快進到所選那段音樂中的一點上，在該點，bpm已經(jīng)降低到用戶當前的bpm。改變的總數(shù)通常導致存儲一些音樂，該存儲的音樂能夠例如存儲到僅一個、兩個或三個傳統(tǒng)的CD上。
例如，該庫包括基于下列參數(shù)的訓練●起始參數(shù)(a)20bpm；(b)I∶E比為1∶1；以及●終止參數(shù)(a)10、6或4bpm；(b)兩階段I∶E比為1∶2、1∶3或1∶4，或者，三階段I∶E比為1∶1∶1、1∶1∶3或2∶1∶2。
可選擇地或附加地，對于一些干預，該庫包括不必改變呼吸率就可調(diào)節(jié)用戶I∶E比的訓練。例如，該訓練可以具有恒定的bpm為10，而I∶E比可以起始于1∶1，10分鐘后結(jié)束于1∶4。對于那些患呼吸病的用戶，這樣的訓練是很有益的。
在本發(fā)明的一個實施例中，節(jié)拍器20將有限數(shù)量的訓練存儲為音樂片段或訓練模式文件。節(jié)拍器20向用戶30提供定義期望的訓練規(guī)程的選項，如上面結(jié)合圖6所描述的那樣。但是，在休息期間，節(jié)拍器20根據(jù)情況，不產(chǎn)生音樂或訓練模式文件，而是根據(jù)情況選擇預先存儲的與所期望的規(guī)程非常相似的音樂片斷或訓練模式文件?；蛘?，也可以將節(jié)拍器配置為根據(jù)情況，在開始后的一個點上，開始播放預先存儲的音樂或解釋預先存儲的訓練模式文件，從而更好地匹配用戶所期望的訓練規(guī)程。例如，如果用戶選擇的規(guī)程的起始參數(shù)包括1.02秒的吸氣和2.1秒的呼氣，并且節(jié)拍器已經(jīng)存儲了上述示例性的550秒的兩階段訓練模式文件，那么，節(jié)拍器可以使用在存儲的時間序列中的第三個模式開始訓練。如果所選擇的參數(shù)未能精確匹配所存儲的模式之一，典型情況下，節(jié)拍器選擇與所選擇的參數(shù)匹配最接近的存儲模式。
節(jié)拍器20適用于很多應用，其包括下表所述的應用
在本發(fā)明的一個實施例中，節(jié)拍器20通過產(chǎn)生一個令用戶30無意間做出反應的用戶刺激，執(zhí)行干預。典型情況下，這樣無意的用戶刺激在應用時，與其期望調(diào)節(jié)的如呼吸這樣的生物節(jié)律性活動稍微有些不協(xié)調(diào)。例如，當用戶是一個呼吸自動控制受損的對象，如不省人事的對象(例如，對象處于昏迷或麻醉狀態(tài)下)時，可以使用該方法。此外，當用戶正在睡眠時，如由于用戶不能足夠控制呼吸而導致用戶睡眠呼吸暫停時，可以使用該方法。例如，通過聽覺刺激或其他刺激，該干預可以刺激不省人事的、但本能地呼吸的用戶的呼吸肌。此外，當用戶進行機械呼吸時，也可以使用該方法。
即使將一個干預作用到一個神志清醒的用戶時，對于一些應用，用戶會半意識或無意識地調(diào)節(jié)自發(fā)動作的某方面。例如，很多人無意識且毫不費力地將其呼吸、步伐或跑步與諸如強節(jié)奏音樂或甚至閃爍燈這樣的外部的節(jié)奏性刺激協(xié)調(diào)起來。同樣，本發(fā)明的一些實施例可用于那些無意識地試圖將其自發(fā)動作與所應用的干預的節(jié)奏進行協(xié)調(diào)的人。這樣，對于一些應用，這樣一些實施例中的用戶可以在閱讀、聊天、吃飯或者甚至睡覺的同時，將如上所述的干預作用到用戶。例如，在用戶個人電腦后臺運行的一個應用可以在用戶工作時播放一種音樂模式。
在本發(fā)明的一個實施例中，節(jié)拍器20指導用戶30以通常提高組織氧合的方式，改變他或她的呼吸模式。本發(fā)明尤其適用于治療充血性心力衰竭(CHF)，CHF經(jīng)常導致患者表現(xiàn)出潮式呼吸。因為呼吸太慢就無法向身體提供足夠的氧氣，而強力呼吸對病人原本虛弱的心臟會增加沉重負擔，并不能最佳地向身體供氧，所以，該呼吸模式導致平均組織氧化的降低。典型情況下，音樂模式包括音樂指導或聲音指導，讓用戶根據(jù)一個計劃進行吸氣和呼氣，逐漸使其呼吸達到一個預期的健康模式，從而提供組織氧合。根據(jù)本發(fā)明一個實施例，上面引用的Mortara和Bernard的文章中描述的協(xié)議使用了這里描述的技術(shù)，從而實現(xiàn)組織氧合所預期的增加。例如，吸氣的音樂指導和聲音指導包括播放一系列音符的長笛聲，該笛聲的音高和/或音量通常增加，而呼氣的指導包括大提琴和吉他音符，其音高和/或音量降低。或者，只要用戶聽到具有特定高音調(diào)的長笛聲或聲調(diào)，在訓練期開始時就指導用戶進行吸氣，只要他聽到大提琴、吉他或具有特定低音調(diào)的聲調(diào)，就指導用戶進行呼氣。前面參考的美國專利申請09611304和’049PCT公布中描述了用于產(chǎn)生音樂的協(xié)議，具體情況參見其圖16。
可選擇地或附加地，操作節(jié)拍器20，從而增加用戶血管的機械依從性。該依從性反映了血管的擴張能力，以響應從心臟排出的血液的流通(passage)。眾所周知，足夠級別的動脈依從性可以緩沖從心臟高壓推動的血液的脈動模式，從而使血流平穩(wěn)地進入微脈管系統(tǒng)。相比之下，降低的動脈依從性關(guān)聯(lián)到壓力感受器的不正常功能，其中，壓力感受器被控制血壓的反饋系統(tǒng)中的身體所使用。大家知道，動脈依從性隨著年齡的增加以及在很多心血管病(如高血壓、CHF和動脈硬化癥)中而降低。此外，例如用戶存在心理壓力時，動脈依從性降低，以響應血壓的劇烈增加以及響應增加的交感神經(jīng)活動?？蛇x擇地或附加地，操作節(jié)拍器20，從而降低用戶小血管的外周阻力，以提高用戶的心率可變性和/或提高用戶的感壓反射靈敏度。
典型情況下，節(jié)拍器20會提高動脈依從性，其方式類似于增加血液氧合所描述的那樣。發(fā)明者發(fā)現(xiàn)通過使用戶的呼吸率或其他自發(fā)或非自發(fā)生理參數(shù)調(diào)節(jié)到每分鐘約6次重復的周期，可以優(yōu)化很多心血管指標。
在病人患有COPD的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員應該知道通過使用吸氣負載每分鐘呼吸15次，同時將各呼吸周期的60％用于吸氣、40％用于呼氣，可以指導病人增加呼吸持久力。由于這樣的訓練需要高度的精神專注和身體努力，并且，由于該任務(wù)的相對麻煩本質(zhì)，多數(shù)病人在不使用節(jié)拍器20的情況下很難堅持這樣的療法，甚至一些病人趨向于停止鍛煉，除非在醫(yī)護工作人員的直接監(jiān)管下。
在本發(fā)明的一個實施例中，節(jié)拍器20包括一個用于檢測對象30生理事件的傳感器。當檢測到事件時，節(jié)拍器20通常確定起始生物節(jié)律性模式參數(shù)，至少部分地響應該傳感器產(chǎn)生的信號。例如，該事件可能是一段非正常呼吸，例如睡眠呼吸暫停，在這種情況下，傳感器檢測到呼吸的停止、心率的突然變化或呼吸暫停的其他指示。檢測到不正常呼吸之后，節(jié)拍器20啟動這里描述的多階段音頻刺激、電刺激或其他刺激，試圖恢復正常的呼吸。對于一些應用，在啟動刺激之前，節(jié)拍器20幾乎連續(xù)地監(jiān)視一個或多個生理變量，如脈搏跳動或呼吸，并分析這些變量，從而確定起始生物節(jié)律性模式的階段的持續(xù)時間。典型情況下，提供一個刺激庫，節(jié)拍器20使用存儲的模式或算法，從中選擇最有效的相應起始生物節(jié)律性模式和趨勢或終止參數(shù)?；蛘?，節(jié)拍器設(shè)置起始生物節(jié)律性模式，以響應呼吸暫停期間檢測到的異常呼吸模式。通常，根據(jù)起始生物節(jié)律性模式，向遭受睡眠呼吸暫停的對象應用刺激，模仿用于恢復正常呼吸有時所需的自發(fā)呼吸控制。
相比之下，在本發(fā)明的一些實施例中，基本上可以不用費心，因為用戶30只需要聽音樂，根據(jù)節(jié)奏和模式進行呼吸。此外，該實施例提供了更多的功能，如“吸氣指示燈”，它只有60％的占空度，每分鐘開啟15次。相比之下，節(jié)拍器20通常逐漸改變用戶的呼吸模式，從初始測量或估計的狀態(tài)(如每分鐘8次呼吸，30％吸氣，70％呼氣)改變到所期望的最終狀態(tài)。典型情況下，通過使用{[呼吸率]，[吸呼比]}定義的二維參數(shù)空間，指導用戶呼吸，從而實現(xiàn)這種改變。典型情況下，節(jié)拍器20指導用戶的呼吸，從空間中表示初始狀態(tài)的一個點，沿著空間中的一條路徑(如經(jīng)過空間的最短路徑)，到空間中表示預期最終狀態(tài)的一個點。
眾所周知，一些病人的呼吸系統(tǒng)在手術(shù)后恢復得很慢，其他病人需要數(shù)日或數(shù)周才能成功地脫離機械呼吸機。因此，已作必要的修正，本發(fā)明的一些應用使用這里描述的裝置和方法，按照合適的呼吸方法，從而重新訓練依靠呼吸機的病人或手術(shù)后的病人。用于頭腦清醒的(alert)病人的很多機械呼吸機被觸發(fā)，從而支持病人的呼吸努力，而不是規(guī)定每一次呼吸的時間和深度。在本發(fā)明的擺脫呼吸機的實施例中，用戶訓練對他/她呼吸的主動控制，病人觸發(fā)的呼吸機通常與節(jié)拍器20結(jié)合使用。
這里描述的方法可以與美國專利申請案09611304和’049PCT公開案中描述的技術(shù)結(jié)合起來使用。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，盡管上面有時針對有病的用戶對本發(fā)明的實施例進行了描述，但對于通常健康的用戶選擇使用本發(fā)明的方面，從而實現(xiàn)心理壓力緩解和/或放松，或用于肌肉再教育、運動訓練或娛樂，也同樣被本發(fā)明的保護范圍所覆蓋。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應該明白，本發(fā)明不限于上面具體描述的內(nèi)容，相反，本發(fā)明的保護范圍包括上面描述的各種特征的組合和次組合(subcombinations)以及背景技術(shù)中沒有包含的變型和修改，對于閱讀過前面說明書的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這些都是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.用于對象的裝置，包括一個存儲器，用于存儲一套計算機指令，其中，所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了一個多階段生物節(jié)律性活動模式的初始形式和所述多階段生物節(jié)律性活動模式的預期形式的指示，其中，所述預期形式中兩個階段的持續(xù)時間比值不同于所述初始形式中相應階段的持續(xù)時間比值，其中，所述多階段生物節(jié)律性活動模式的至少一個階段對應于所述對象的一個多階段生物節(jié)律性活動的相應階段；一個刺激單元，用于執(zhí)行該存儲的指令，并響應該指令的執(zhí)行產(chǎn)生一個時變刺激，所述時變刺激(a)在所述時變刺激產(chǎn)生期間，對正在進行的所述多階段生物節(jié)律性活動的測量基本上不做出響應；(b)有一個多階段模式，其特征在于，在所述初始形式和預期形式之間有一系列的過渡形式，該系列的過渡形式指導所述對象調(diào)節(jié)所述生物節(jié)律性活動。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述刺激單元用于產(chǎn)生具有所述多階段模式的時變刺激，其中，所述系列中的過渡形式的持續(xù)時間在時間上呈線性變化。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述刺激單元用于產(chǎn)生具有所述多階段模式的時變刺激，其中，所述系列中的過渡形式的持續(xù)時間在時間上呈幾何變化。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述初始形式具有第一數(shù)量的階段，所述預期形式具有第二數(shù)量的階段，該第一數(shù)量不等于該第二數(shù)量，并且其中所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所述初始形式和具有不同數(shù)量階段的所述預期形式的指示。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述初始形式比所述預期形式具有更多數(shù)量的階段，并且其中所述存儲器用于通過在所述預期形式中將所述初始形式中有、但所述預期形式中沒有的階段的持續(xù)時間設(shè)置為等于0，來表示該階段。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述預期形式比所述初始形式具有更多數(shù)量的階段，并且其中所述存儲器用于通過在所述初始形式中將所述預期形式中有、但所述初始形式中沒有的階段的持續(xù)時間設(shè)置為等于0，來表示該階段。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述初始形式和預期形式具有相同數(shù)量的階段，并且其中所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所述初始形式和具有相同數(shù)量階段的所述預期形式的指示。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，在所述對象使用該裝置之前，所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所述初始形式和所述預期形式的指示。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述時變刺激包括從圖像、字母-數(shù)字文本、聲音、聲音模式、動態(tài)圖像模式和視覺提示構(gòu)成的列表中選擇的至少一個刺激，并且其中所述刺激單元包括一個視覺刺激器，用于產(chǎn)生所選擇的時變刺激。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述時變刺激包括壓力，并且其中所述刺激單元包括壓力作用器，用于向所述對象的一個身體部位施加壓力。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述時變刺激包括按摩，并且其中所述刺激單元包括一個按摩設(shè)備，用于按摩所述對象的一個身體部位。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述時變刺激包括機械能，并且其中所述刺激單元包括一個機械刺激器，用于將該機械能作用到所述對象的一個身體部位。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述時變刺激包括一個電流，并且其中所述刺激單元包括一個電刺激器，用于將該電流作用到所述對象的一個身體部位。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述時變刺激為游戲的形式，并且其中所述刺激單元包括一個游戲產(chǎn)生器，用于改變該游戲的參數(shù)，從而指引所述對象調(diào)節(jié)所述多階段生物節(jié)律性活動。
15.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述刺激單元用于通過電話網(wǎng)絡(luò)，將所述時變刺激發(fā)送給所述對象。
16.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述刺激單元用于通過廣域網(wǎng)，將所述時變刺激發(fā)送給所述對象。
17.如權(quán)利要求1所述的裝置，包括一個肌肉刺激器，用于與所述刺激單元結(jié)合工作，并向所述對象的肌肉上施加一個被配置為刺激該肌肉的電流。
18.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述刺激單元用于配置所述時變刺激，以提高所述對象的組織氧合。
19.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述刺激單元用于配置所述時變刺激，以提高所述對象血管的機械依從性。
20.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述刺激單元用于配置所述時變刺激，以減少所述對象的小血管的外周阻力。
21.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述刺激單元用于配置所述時變刺激，以提高所述對象的心率可變性。
22.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述刺激單元用于配置所述時變刺激，以提高所述對象的感壓反射(baroeflex)敏感性。
23.如權(quán)利要求1所述的裝置，包括一個運動刺激器，用于與所述刺激單元結(jié)合工作，并產(chǎn)生一個運動刺激，該運動刺激指引所述對象以移動所述對象的身體肢部。
24.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述刺激單元用于當所述對象睡眠時產(chǎn)生所述時變刺激。
25.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述刺激單元用于當所述對象機械呼吸時產(chǎn)生所述時變刺激。
26.如權(quán)利要求1至25中任意之一所述的裝置，其中，所述時變刺激包括音樂。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其中所述刺激單元包括一個音樂合成器，用于產(chǎn)生所述音樂。
28.如權(quán)利要求1至25中任意之一所述的裝置，其中，所述刺激單元用于產(chǎn)生一個時變刺激，在該時變刺激產(chǎn)生期間，該時變刺激基本上不響應對所述對象的生理變量正在進行的測量。
29.如權(quán)利要求28所述的裝置，其中，所述刺激單元用于產(chǎn)生一個時變刺激，在所述對象使用該裝置期間，該時變刺激不響應對所述對象的生理變量的測量。
30.如權(quán)利要求1至25中任意之一所述的裝置，包括一個傳感器，用于檢測生理事件，并響應該生理事件產(chǎn)生一個事件信號，其中，所述裝置用于在所述刺激單元產(chǎn)生所述時變刺激之前接收所述事件信號，以及其中，所述刺激單元用于響應所述事件信號開始產(chǎn)生所述時變刺激。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中，所述裝置用于至少部分地響應所述事件信號的參數(shù)來配置所述初始形式。
32.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中，所述生理事件包括一段睡眠呼吸暫停，并且其中所述傳感器用于檢測該段睡眠呼吸暫停。
33.如權(quán)利要求1至25中任意之一所述的裝置，其中，所述存儲器在其上已經(jīng)存儲多個具有相應初始形式和預期形式的相應指示的訓練規(guī)程，其中，所述刺激單元包括一個用戶接口，用于使所述對象選擇一個所述訓練規(guī)程，以及其中，所述刺激單元用于響應該選擇產(chǎn)生所述時變刺激。
34.如權(quán)利要求33所述的裝置，其中，所述用戶接口包括一個電話。
35.如權(quán)利要求33所述的裝置，其中，所述用戶接口包括一個音頻回放設(shè)備的用戶接口。
36.如權(quán)利要求33所述的裝置，其中，所述用戶接口包括一個通用計算機的用戶接口。
37.如權(quán)利要求1至25中任意之一所述的裝置，其中，所述刺激單元用于當所述對象失去知覺時產(chǎn)生所述時變刺激。
38.如權(quán)利要求37所述的裝置，其中，所述刺激單元用于當所述對象昏迷時產(chǎn)生所述時變刺激。
39.如權(quán)利要求37所述的裝置，其中，所述刺激單元用于當所述對象被麻醉時產(chǎn)生所述時變刺激。
40.如權(quán)利要求1至25中任意之一所述的裝置，其中，所述多階段生物節(jié)律性活動包括所述對象的呼吸，并且其中所述刺激單元用于配置所述時變刺激，以指引所述對象調(diào)節(jié)呼吸。
41.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中，所述對象的多階段生物節(jié)律性活動的特征在于呼吸率，并且其中所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所述初始形式和所述預期形式的指示，其中，所述預期形式中的呼吸率不同于所述初始形式中的呼吸率。
42.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中，所述預期形式中兩個或多個階段包括至少一個通常不包括于產(chǎn)生所述時變刺激之前的多階段生物節(jié)律性活動中的呼吸階段，并且其中所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所述至少一個呼吸階段的指示。
43.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中，所述預期形式中的兩個或多個階段包括至少一個從呼吸保持和呼氣后暫停構(gòu)成的列表中選擇的呼吸階段，并且其中所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所選擇的呼吸階段的指示。
44.如權(quán)利要求40所述的裝置，包括一個阻抗負載，用于作用到所述對象上，并在從吸氣和呼氣中選擇的呼吸階段期間，阻止所述對象的氣流。
45.如權(quán)利要求40所述的裝置，包括一個機械呼吸機，用于作用到所述對象上，并與所述刺激單元結(jié)合工作。
46.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中，所述初始形式和預期形式中兩個或多個階段包括吸氣和呼氣，并且其中所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所述初始形式和所述指示，其中，所述預期形式中的吸氣持續(xù)時間和呼氣持續(xù)時間的比值(I∶E比)小于所述初始形式中的I∶E比。
47.如權(quán)利要求46所述的裝置，其中，所述存儲器在其上已經(jīng)存儲了所述初始形式和所述指示，其中，所述預期形式中的I∶E比在1∶0.5和1∶4之間。
48.如權(quán)利要求1至25中任意之一所述的裝置，包括一個用戶接口，用于接收來自所述對象的輸入，其中所述裝置用于響應該輸入將所述初始形式和所述預期形式的指示存儲在所述存儲器中。
49.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中，所述用戶接口用于接收所述預期形式的指示中兩個或多個階段的持續(xù)時間的指示。
50.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中，所述用戶接口用于接收所述初始形式中兩個或多個階段各自持續(xù)時間的時間趨勢的指示。
51.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中，所述用戶接口用于接收所述初始形式中兩個或多個階段的持續(xù)時間的指示。
52.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中，所述用戶接口用于接收所述預期形式中兩個或多個階段的持續(xù)時間的指示。
53.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中，所述用戶接口用于測量所述初始形式的指示中至少一個階段的起始指示和終止指示之間的時間間隔。
54.如權(quán)利要求53所述的裝置，其中，所述起始指示和終止指示包括所述對象的呼吸的相應聽覺指示，并且其中所述用戶接口用于檢測所述視覺起始和終止指示。
55.如權(quán)利要求53所述的裝置，其中，所述用戶接口用于在相應的時間接收來自所述對象的所述起始和終止指示，并響應該接收測量所述時間間隔。
56.一種用于對象的方法，包括存儲一個多階段生物節(jié)律性活動模式的初始形式和所述多階段生物節(jié)律性活動模式的預期形式的指示，其中，所述預期形式中兩個階段的持續(xù)時間比不同于所述初始形式中相應階段的持續(xù)時間比，以及其中，所述多階段生物節(jié)律性活動模式的至少一個階段對應于所述對象的一個多階段生物節(jié)律性活動的相應階段；以及產(chǎn)生一個時變刺激，所述時變刺激(a)在所述時變刺激產(chǎn)生期間，對正在進行的多階段生物節(jié)律性活動的測量基本上不做出響應，以及(b)有一個多階段模式，其特征在于，所述初始形式和預期形式之間有一系列過渡形式，用于指導所述對象調(diào)節(jié)所述多階段生物節(jié)律性活動。
57.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括產(chǎn)生具有所述多階段模式的所述時變刺激，其中，所述系列中的過渡形式的持續(xù)時間在時間上呈線性變化。
58.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括產(chǎn)生具有所述多階段模式的所述時變刺激，其中，所述系列中的過渡形式的持續(xù)時間在時間上呈幾何變化。
59.如權(quán)利要求56所述的裝置，其中，所述初始形式具有第一數(shù)量的階段，所述預期形式具有第二數(shù)量的階段，該第一數(shù)量不等于該第二數(shù)量，并且其中存儲所述初始形式和所述預期形式的指示包括存儲所述初始形式和具有不同數(shù)量階段的所述預期形式的指示。
60.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，所述初始形式比所述預期形式具有更多數(shù)量的階段，并且其中存儲所述預期形式的指示包括通過在所述預期形式中將所述初始形式中有、但所述預期形式中沒有的階段的持續(xù)時間設(shè)置為等于0，來表示該階段。
61.如權(quán)利要求56所述的裝置，其中，所述預期形式比所述初始形式具有更多數(shù)量的階段，并且其中存儲所述初始形式包括通過在所述初始形式中將所述預期形式中有、但初始形式中沒有的階段的持續(xù)時間設(shè)置為等于0，來表示該階段。
62.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，所述初始形式和預期形式具有相同數(shù)量的階段，并且其中存儲所述初始形式和所述預期形式的指示包括存儲所述初始形式和具有相同數(shù)量階段的所述預期形式的指示。
63.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，存儲所述初始形式和所述預期形式的指示包括在所述對象使用所述方法之前，存儲所述初始形式和所述預期形式的指示。
64.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，所述時變刺激包括音樂，并且其中產(chǎn)生所述時變刺激包括產(chǎn)生該音樂。
65.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，所述時變刺激包括從圖像、字母一數(shù)字文本、聲音、聲音模式、動態(tài)圖像模式和視覺提示構(gòu)成的列表中選擇的至少一個刺激，并且其中產(chǎn)生所述時變刺激包括產(chǎn)生所選擇的時變刺激。
66.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，所述時變刺激包括壓力，并且其中產(chǎn)生所述時變刺激包括向所述對象的一個身體部位施加該壓力。
67.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括用一個按摩設(shè)備按摩所述對象的一個身體部位。
68.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括將機械能作用到所述對象的一個身體部位。
69.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括將電流作用到所述對象的一個身體部位。
70.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括產(chǎn)生游戲形式的時變刺激，并改變該游戲的參數(shù)，以指引所述對象調(diào)節(jié)所述多階段生物節(jié)律性活動。
71.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括通過電話網(wǎng)絡(luò)，將所述時變刺激發(fā)送給所述對象。
72.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括通過廣域網(wǎng)，將所述時變刺激發(fā)送給所述對象。
73.如權(quán)利要求56所述的方法，包括，結(jié)合產(chǎn)生所述時變刺激，向所述對象的肌肉上施加一個被配置為刺激該肌肉的電流。
74.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括配置所述時變刺激，以提高所述對象的組織氧合。
75.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括配置所述時變刺激，以提高所述對象的血管的機械依從性。
76.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括配置所述時變刺激，以減少所述對象的小血管的外周阻力。
77.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括配置所述時變刺激，以提高所述對象的心率可變性。
78.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括配置所述時變刺激，以提高所述對象的感壓反射(baroeflex)敏感性。
79.如權(quán)利要求56所述的方法，包括，結(jié)合產(chǎn)生所述時變刺激，產(chǎn)生一個運動刺激，該運動刺激指引所述對象以移動所述對象的身體肢部。
80.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括，當所述對象睡眠時產(chǎn)生所述時變刺激。
81.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括，當所述對象機械呼吸時產(chǎn)生所述時變刺激。
82.如權(quán)利要求56至81中任意之一所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括產(chǎn)生一個時變刺激，在該時變刺激產(chǎn)生期間，該時變刺激基本上不響應對所述對象的生理變量正在進行的測量。
83.如權(quán)利要求82所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括產(chǎn)生一個時變刺激，在所述對象使用該方法期間，該刺激不響應對所述對象的生理變量的測量。
84.如權(quán)利要求56至81中任意之一所述的方法，包括在產(chǎn)生所述時變刺激之前檢測一個生理事件，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括響應該生理事件的檢測開始產(chǎn)生所述時變刺激。
85.如權(quán)利要求84所述的方法，其中，存儲所述初始形式包括至少部分地響應所述生理事件的參數(shù)來配置所述初始形式。
86.如權(quán)利要求84所述的方法，其中，所述生理事件包括一段睡眠呼吸暫停，并且其中檢測包括檢測該段睡眠呼吸暫停。
87.如權(quán)利要求56至81中任意之一所述的方法，其中，存儲包括存儲多個具有相應的初始形式和預期形式的相應指示的訓練規(guī)程，并且其中產(chǎn)生所述時變刺激包括選擇所述多個訓練規(guī)程其中之一。
88.如權(quán)利要求87所述的方法，其中，選擇所述多個訓練規(guī)程其中之一包括使用電話選擇所述多個訓練規(guī)程其中之一。
89.如權(quán)利要求87所述的方法，其中，選擇所述多個訓練規(guī)程其中之一包括使用音頻回放設(shè)備的用戶接口選擇所述多個訓練規(guī)程其中之一。
90.如權(quán)利要求87所述的方法，其中，選擇所述多個訓練規(guī)程其中之一包括使用通用計算機的用戶接口選擇所述多個訓練規(guī)程其中之一。
91.如權(quán)利要求56至81中任意之一所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括當所述對象失去知覺時產(chǎn)生所述時變刺激。
92.如權(quán)利要求91所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括當所述對象昏迷時產(chǎn)生所述時變刺激。
93.如權(quán)利要求91所述的方法，其中，產(chǎn)生所述時變刺激包括當所述對象被麻醉時產(chǎn)生所述時變刺激。
94.如權(quán)利要求56至81中任意之一所述的方法，其中，所述多階段生物節(jié)律性活動包括所述對象的呼吸，并且其中產(chǎn)生所述時變刺激包括配置所述時變刺激，以指引所述對象調(diào)節(jié)呼吸。
95.如權(quán)利要求94所述的方法，其中，所述對象的多階段生物節(jié)律性活動的特征在于呼吸率，并且其中存儲包括存儲所述初始形式和所述預期形式的指示，其中，所述預期形式中的呼吸率不同于所述初始形式中的呼吸率。
96.如權(quán)利要求94所述的方法，其中，所述預期形式中兩個或多個階段包括至少一個通常不包括在產(chǎn)生所述時變刺激之前的多階段生物節(jié)律性活動中的呼吸階段，并且其中存儲包括存儲所述至少一個呼吸階段的指示。
97.如權(quán)利要求94所述的方法，其中，所述預期形式中兩個或多個階段包括至少一個從呼吸保持和呼氣后暫停構(gòu)成的列表中選擇的呼吸階段，并且其中存儲包括存儲所選擇的呼吸階段的指示。
98.如權(quán)利要求94所述的方法，包括將一個阻抗負載作用到所述對象上，該阻抗負載在從吸氣和呼氣中選擇的呼吸階段期間，阻止所述對象的氣流。
99.如權(quán)利要求94所述的方法，包括結(jié)合產(chǎn)生所述時變刺激使所述對象機械地呼吸。
100.如權(quán)利要求94所述的裝置，其中，所述初始形式和預期形式中的兩個或多個階段包括吸氣和呼氣，并且其中存儲包括存儲所述初始形式和所述指示，其中，所述預期形式中的吸氣持續(xù)時間和呼氣持續(xù)時間的比值(I∶E比)小于所述初始形式中的I∶E比。
101.如權(quán)利要求100所述的方法，其中，存儲包括存儲所述初始形式和所述指示，其中，所述預期形式中的I∶E比在1∶0.5和1∶4之間。
102.如權(quán)利要求56至81中任意之一所述的方法，其中，存儲所述初始形式和所述預期形式的指示包括接收來自所述對象的輸入。
103.如權(quán)利要求102所述的方法，其中，接收所述輸入包括接收所述預期形式的指示中兩個或多個階段的持續(xù)時間的指示。
104.如權(quán)利要求102所述的方法，其中，接收所述輸入包括接收所述初始形式中兩個或多個階段的各自持續(xù)時間的時間趨勢的指示。
105.如權(quán)利要求102所述的方法，其中，接收所述輸入包括接收所述初始形式中兩個或多個階段的持續(xù)時間的指示。
106.如權(quán)利要求102所述的方法，其中，接收所述輸入包括接收所述預期形式中兩個或多個階段的持續(xù)時間的指示。
107.如權(quán)利要求102所述的方法，其中，接收所述輸入包括測量所述初始形式的指示中至少一個所述階段的起始指示和終止指示之間的時間間隔。
108.如權(quán)利要求107所述的方法，其中，所述起始指示和終止指示包括所述對象的呼吸的相應聽覺指示，并且其中測量所述時間間隔包括檢測所述視覺起始和終止指示。
109.如權(quán)利要求107所述的方法，包括在相應的時間接收來自所述對象的所述起始和終止指示，其中，測量所述時間間隔包括響應該接收測量所述時間間隔。
110.一種包括計算機可讀介質(zhì)的計算機軟件產(chǎn)品，在所述計算機可讀介質(zhì)中存儲了程序指令，當被計算機讀取時，所述程序指令使所述計算機產(chǎn)生時變刺激，該時變刺激(a)在該時變刺激產(chǎn)生期間，對正在進行的對象的多階段生物節(jié)律性活動的測量基本上不做出響應；(b)有一個多階段模式，其特征在于，在一個多階段生物節(jié)律性活動模式的初始形式和所述多階段生物節(jié)律性活動模式的預期形式的指示之間有一系列過渡形式，該系列過渡形式指導所述對象以調(diào)節(jié)所述多階段生物節(jié)律性活動，其中，所述時變刺激的多階段生物節(jié)律性活動模式的至少一個階段對應于所述多階段生物節(jié)律性活動的相應階段，以及其中，所述預期形式中兩個階段的持續(xù)時間比不同于所述初始形式中相應階段的持續(xù)時間比。
111.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機產(chǎn)生具有所述多階段模式的時變刺激，其中，所述系列中的過渡形式的持續(xù)時間在時間上呈線性變化。
112.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機產(chǎn)生具有所述多階段模式的時變刺激，其中，所述系列中的過渡形式的持續(xù)時間在時間上呈幾何變化。
113.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述初始形式具有第一數(shù)量的階段，所述預期形式具有第二數(shù)量的階段，該第一數(shù)量不等于該第二數(shù)量。
114.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述初始形式比所述預期形式具有更多數(shù)量的階段，并且其中所述指令使所述計算機通過在所述預期形式中將所述初始形式中有、但所述預期形式中沒有的階段的持續(xù)時間設(shè)置為等于0，來表示該階段。
115.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述預期形式比所述初始形式具有更多數(shù)量的階段，并且其中所述指令使所述計算機通過在所述初始形式中將所述預期形式中有、但所述初始形式中沒有的階段的持續(xù)時間設(shè)置為等于0，來表示該階段。
116.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述初始形式和預期形式具有相同數(shù)量的階段。
117.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，在所述對象使用所述方法之前，所述計算機可讀介質(zhì)在其上已經(jīng)存儲了所述初始形式和所述預期形式的指示。
118.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述時變刺激包括音樂，并且其中所述指令使所述計算機產(chǎn)生所述音樂。
119.如權(quán)利要求110所述的裝置，其中，所述時變刺激包括從圖像、字母一數(shù)字文本、聲音、聲音模式、動態(tài)圖像模式和視覺提示構(gòu)成的列表中選擇的至少一個刺激，并且其中所述指令使所述計算機產(chǎn)生所選擇的時變刺激。
120.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述時變刺激包括壓力，并且其中所述指令使所述計算機驅(qū)動壓力施加器以向所述對象的一個身體部位施加壓力。
121.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述時變刺激包括按摩，并且其中所述指令使所述計算機驅(qū)動一個按摩設(shè)備，以按摩所述對象的一個身體部位。
122.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述時變刺激包括機械能，并且其中所述指令使所述計算機驅(qū)動一個機械刺激器，以將該機械能作用到所述對象的一個身體部位。
123.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述時變刺激包括一個電流，并且其中所述指令使所述計算機驅(qū)動一個電刺激器，以將該電流作用到所述對象的一個身體部位。
124.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述時變刺激為游戲形式，并且其中所述指令使所述計算機產(chǎn)生該游戲并改變該游戲的參數(shù)，以指引所述對象調(diào)節(jié)所述多階段生物節(jié)律性活動。
125.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機通過電話網(wǎng)絡(luò)，將所述時變刺激發(fā)送給所述對象。
126.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機通過廣域網(wǎng)，將所述時變刺激發(fā)送給所述對象。
127.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機，結(jié)合產(chǎn)生所述時變刺激，驅(qū)動肌肉刺激器以向所述對象的肌肉上施加一個被配置為刺激該肌肉的電流。
128.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機配置所述時變刺激，以提高所述對象的組織氧合。
129.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機配置所述時變刺激，以提高所述對象的血管的機械依從性。
130.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機配置所述時變刺激，以減少所述對象的小血管的外周阻力。
131.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機配置所述時變刺激，以提高所述對象的心率可變性。
132.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機配置所述時變刺激，以提高所述對象的感壓反射(baroeflex)敏感性。
133.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機，結(jié)合產(chǎn)生所述時變刺激，驅(qū)動運動刺激器以產(chǎn)生一個運動刺激，該運動刺激指引所述對象以移動所述對象的身體肢部。
134.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機當所述對象睡眠時產(chǎn)生所述時變刺激。
135.如權(quán)利要求110所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機當所述對象機械呼吸時產(chǎn)生所述時變刺激。
136.如權(quán)利要求110至135中任意之一所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機產(chǎn)生一個時變刺激，在該時變刺激產(chǎn)生期間，該時變刺激基本上不響應對所述對象的生理變量正在進行的測量。
137.如權(quán)利要求136所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機產(chǎn)生一個時變刺激，在所述對象使用該產(chǎn)品期間，該時變刺激不響應對所述對象的生理變量的測量。
138.如權(quán)利要求110至135中任意之一所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機在產(chǎn)生所述時變刺激之前，從用于檢測生理事件并響應該檢測的生理事件產(chǎn)生事件信號的傳感器接收該事件信號，以及響應該事件信號開始產(chǎn)生所述時變刺激。
139.如權(quán)利要求138所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機至少部分地響應所述事件信號的參數(shù)來配置所述初始形式。
140.如權(quán)利要求138所述的產(chǎn)品，其中，所述生理事件包括一段睡眠呼吸暫停，并且其中所述傳感器用于檢測該段睡眠呼吸暫停。
141.如權(quán)利要求110至135中任意之一所述的產(chǎn)品，其中，所述計算機可讀介質(zhì)在其上已經(jīng)存儲了多個具有相應的初始形式和預期形式的相應指示的訓練規(guī)程，其中，所述計算機具有用戶接口，以及其中，所述指令使所述計算機(a)通過所述用戶接口，接收所述對象對所述多個訓練規(guī)程的其中之一的選擇；以及(b)響應該選擇產(chǎn)生所述時變刺激。
142.如權(quán)利要求141所述的產(chǎn)品，其中，所述用戶接口包括一個電話，并且其中所述指令使所述計算機通過該電話接收所述選擇。
143.如權(quán)利要求110至135中任意之一所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機當所述對象失去知覺時產(chǎn)生所述時變刺激。
144.如權(quán)利要求143所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機當所述對象昏迷時產(chǎn)生所述時變刺激。
145.如權(quán)利要求143所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機當所述對象被麻醉時產(chǎn)生所述時變刺激。
146.如權(quán)利要求110至135中任意之一所述的產(chǎn)品，其中，所述多階段生物節(jié)律性活動包括所述對象的呼吸，并且其中所述指令使所述計算機配置所述時變刺激，以指引所述對象調(diào)節(jié)呼吸。
147.如權(quán)利要求146所述的產(chǎn)品，其中，所述對象的多階段生物節(jié)律性活動的特征在于呼吸率，并且其中所述指令使所述計算機產(chǎn)生所述時變刺激，其中，所述預期形式中的呼吸率不同于所述初始形式中的呼吸率。
148.如權(quán)利要求146所述的產(chǎn)品，其中，所述預期形式中的兩個或多個階段包括至少一個通常不包括在產(chǎn)生所述時變刺激之前的多階段生物節(jié)律性活動中的呼吸階段，并且其中所述指令使所述計算機產(chǎn)生具有所述至少一個呼吸階段的指示的時變刺激。
149.如權(quán)利要求146所述的產(chǎn)品，其中，所述預期形式中的兩個或多個階段包括至少一個從呼吸保持和呼氣后暫停構(gòu)成的列表中選擇的呼吸階段，并且其中所述指令使所述計算機產(chǎn)生具有該選擇的呼吸階段的指示的時變刺激。
150.如權(quán)利要求146所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機將一個阻抗負載作用在所述對象上，該阻抗負載在從吸氣和呼氣中選擇的呼吸階段期間，阻止所述對象的氣流。
151.如權(quán)利要求146所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機驅(qū)動一個機械呼吸機，以結(jié)合產(chǎn)生所述時變刺激將機械呼吸作用到所述對象上。
152.如權(quán)利要求146所述的產(chǎn)品，其中，所述初始形式和預期形式中的兩個或多個階段包括吸氣和呼氣，并且其中所述指令使所述計算機產(chǎn)生所述時變刺激，其中，所述預期形式中的吸氣持續(xù)時間和呼氣持續(xù)時間的比值(I∶E比)小于所述初始形式中的I∶E比。
153.如權(quán)利要求152所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機產(chǎn)生所述時變刺激，其中，所述預期形式中的I∶E比在1∶0.5和1∶4之間。
154.如權(quán)利要求110至135中任意之一所述的產(chǎn)品，其中，所述計算機具有一個用戶接口，并且其中所述指令使所述計算機通過該用戶接口，接收來自所述對象的輸入，并響應該輸入存儲所述初始形式和所述預期形式的指示。
155.如權(quán)利要求154所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機通過所述用戶接口接收在所述預期形式的指示中的兩個或多個階段的持續(xù)時間的指示。
156.如權(quán)利要求154所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機通過所述用戶接口接收在所述初始形式中的兩個或多個階段的各自持續(xù)時間的時間趨勢的指示。
157.如權(quán)利要求154所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機通過所述用戶接口接收在所述初始形式中的兩個或多個階段的持續(xù)時間的指示。
158.如權(quán)利要求154所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機通過所述用戶接口接收在所述預期形式中的兩個或多個階段的持續(xù)時間的指示。
159.如權(quán)利要求154所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機測量在所述初始形式的指示中的至少一個階段的起始指示和終止指示之間的時間間隔。
160.如權(quán)利要求159所述的產(chǎn)品，其中，所述起始指示和終止指示包括所述對象的呼吸的相應聽覺指示，并且其中所述指令使所述計算機通過所述用戶接口檢測所述視覺起始和終止指示。
161.如權(quán)利要求159所述的產(chǎn)品，其中，所述指令使所述計算機通過所述用戶接口在相應的時間接收來自所述對象的所述起始和終止指示，并響應該接收的指示測量所述時間間隔。
162.一種數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，包括與輸出的刺激相對應的一組數(shù)據(jù)，所述刺激用于指引對象以調(diào)節(jié)該對象的多階段生物節(jié)律性活動，所述刺激包括一個時變多階段模式，該模式的特征在于，在一個多階段生物節(jié)律性活動模式的初始形式和所述多階段生物節(jié)律性活動模式的預期形式之間有一系列的過渡形式，其中，所述時變多階段模式的至少一個階段對應于所述多階段生物節(jié)律性活動的相應階段，以及其中，所述預期形式中的兩個階段的持續(xù)時間比不同于所述初始形式中的相應階段的持續(xù)時間比。
163.如權(quán)利要求162所述的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其中，所述輸出的刺激包括音樂。
164.如權(quán)利要求162所述的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其中，所述輸出的刺激包括從圖像、字母-數(shù)字文本、聲音、聲音模式、動態(tài)圖形模式和視頻提示構(gòu)成的列表中選擇的至少一個刺激。
165.如權(quán)利要求162所述的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其中，所述輸出的刺激包括向所述對象的一個身體部位所施加的壓力。
166.如權(quán)利要求162所述的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其中，所述輸出的刺激包括向所述對象的一個身體部位所施加的按摩。
167.如權(quán)利要求162所述的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其中，所述輸出的刺激包括向所述對象的一個身體部位所施加的機械能。
168.如權(quán)利要求162所述的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其中，所述輸出的刺激包括向所述對象的一個身體部位所施加的電能。
169.一種用于對象的裝置，包括一個數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，包括多組數(shù)據(jù)，各組數(shù)據(jù)分別對應于一個輸出刺激，該刺激用于指導所述對象以調(diào)節(jié)所述對象的多階段生物節(jié)律性活動，該刺激包括一個時變多階段模式，該模式的特征在于，在一個多階段生物節(jié)律性活動模式的初始形式和所述多階段生物節(jié)律性活動模式的預期形式之間有一系列的過渡形式，其中，所述時變多階段模式的至少一個階段對應于所述多階段生物節(jié)律性活動的相應階段，以及其中，所述預期形式中的兩個階段的持續(xù)時間比不同于所述初始形式中的相應階段的持續(xù)時間比；以及一個刺激單元，用于產(chǎn)生與所選擇的數(shù)據(jù)組相對應的輸出刺激。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于對象(30)的裝置(20)，包括一個存儲器，用于存儲一套計算機指令，該存儲器在其上已經(jīng)存儲了一個多階段生物節(jié)律性活動模式的初始形式和該多階段生物節(jié)律性活動模式的預期形式的指示，其中，所述預期形式中的兩個階段的持續(xù)時間比不同于所述初始形式中的相應階段的持續(xù)時間比，并且其中，所述多階段生物節(jié)律性活動模式的至少一個階段對應于該對象(30)的多階段生物節(jié)律性活動的相應階段。裝置(20)還包括一個刺激單元(38)，用于執(zhí)行該存儲的指令，并響應該指令的執(zhí)行產(chǎn)生一個時變刺激，該時變刺激(a)在產(chǎn)生該時變刺激期間，對正在進行的多階段生物節(jié)律性活動的測量基本上不做出響應；以及(b)具有一個多階段模式，其特征在于，在所述初始形式和所述預期形式之間有一系列的過渡形式，用于指導對象(30)以調(diào)節(jié)生物節(jié)律性活動。
文檔編號A63B23/18GK1688245SQ03824085
公開日2005年10月26日 申請日期2003年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者本亞明·加維什 申請人:因特爾丘爾有限公司