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CN107466241A - 基于慢波周期提供感觉刺激 - Google Patents

基于慢波周期提供感觉刺激 Download PDF

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CN107466241A CN201680021851.1A CN201680021851A CN107466241A CN 107466241 A CN107466241 A CN 107466241A CN 201680021851 A CN201680021851 A CN 201680021851A CN 107466241 A CN107466241 A CN 107466241A
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Abstract

本公开内容涉及一种被配置为在睡眠期期间向对象(12)提供感觉刺激的系统。所述系统包括：一个或多个感觉刺激器(16)，其被配置为向所述对象提供感觉刺激；一个或多个传感器(18)，其被配置为生成输出信号，所述输出信号传达与所述对象的脑活动有关的信息；以及一个或多个处理器(20)，其被配置为：检测所述对象中的各个慢波；控制所述一个或多个感觉刺激器基于检测到的各个慢波向所述对象提供感觉刺激；基于先前检测到的各个慢波预测针对预测的慢波的发生的定时；并且响应于在所预测的定时时未检测到所预测的慢波而控制所述一个或多个感觉刺激器在针对所预测的慢波的发生的所预测的定时时提供感测刺激。

Description

基于慢波周期提供感觉刺激
技术领域
本公开内容涉及用于基于慢波周期提供感觉刺激的系统和方法。
背景技术
用于监测睡眠的系统是已知的。确定睡眠期间的睡眠阶段是已知的。睡眠期间的感觉刺激是已知的。
发明内容
然而，通常连续地和/或以不对应于对象的内在慢波周期的间隔来施加睡眠期间的感觉刺激。本公开内容克服了现有技术系统中的缺陷。本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定了有益的实施例。
一个实施例涉及一种被配置为在睡眠期期间向对象提供感觉刺激的系统。所述系统包括一个或多个感觉刺激器、一个或多个传感器、一个或多个处理器和/或其他部件。所述一个或多个感觉刺激器可以被配置为向所述对象提供感觉刺激。所述一个或多个传感器可以被配置为生成输出信号，所述输出信号传达与所述对象的脑活动有关的信息。所述一个或多个处理器可以被配置为：基于所述输出信号检测所述对象中的各个慢波；控制所述一个或多个感觉刺激器利用基于检测到的各个慢波的定时向所述对象提供感觉刺激；基于所述检测到的各个慢波中的先前的各个慢波预测针对预测的慢波的发生的定时；响应于在所预测的定时时未检测到所预测的慢波而控制所述一个或多个感觉刺激器在针对所预测的慢波的发生的所预测的定时时向所述对象提供感觉刺激。
另一实施例涉及一种用于使用确定系统在睡眠期期间向对象提供感觉刺激的方法。所述系统包括一个或多个感觉刺激器、一个或多个传感器、一个或多个处理器和/或其他部件。所述方法包括：利用所述一个或多个传感器生成输出信号，所述输出信号传达与所述对象的脑活动有关的信息；利用所述一个或多个处理器基于所述输出信号检测所述对象中的各个慢波；利用所述一个或多个处理器控制所述一个或多个感觉刺激器利用基于检测到的各个慢波的定时向所述对象提供感觉刺激；利用所述一个或多个处理器基于针对所述检测到的各个慢波中的先前的各个慢波预测针对预测的慢波的发生的定时；并且响应于在所预测的定时时未检测到所预测的慢波而利用所述一个或多个处理器控制所述一个或多个感觉刺激器在针对所预测的慢波的发生的所预测的定时时向所述对象提供感觉刺激。
本公开内容的另一实施例涉及一种被配置为确定在睡眠期期间对递送给对象的感觉刺激进行定时的系统。所述系统包括：用于向所述对象提供感觉刺激的模块；用于生成输出信号的模块，所述输出信号传达与所述对象的脑活动有关的信息；用于基于所述输出信号检测所述对象中的各个慢波的模块；用于控制用于提供感觉刺激的模块利用基于检测到的各个慢波的定时向所述对象提供感觉刺激的模块；用于基于所述检测到的各个慢波中的先前的各个慢波预测针对预测的慢波的发生的定时的模块；以及用于控制用于提供感觉刺激的模块响应于在所预测的定时时未检测到所预测的慢波而在针对所预测的慢波的发生的所预测的定时时向所述对象提供感觉刺激的模块。
本公开内容的这些和其他目的、特征和特性以及有关的结构元件的操作和功能的方法以及零件和制造经济性的组合将在参考附图考虑以下描述和权利要求时变得更为明显，所有这些全部构成本说明书的部分，其中，相同的附图标记指代各幅附图中的对应零件。然而，应当明确理解，附图仅出于图示和描述的目的，并不旨在作为本公开内容的限制的定义。
附图说明
图1是被配置为确定递送给对象的感觉刺激的定时的系统的示意性图示。
图2A图示了根据一个或多个实施例的由检测部件执行以检测慢波的范例操作。
图2B图示了根据一个或多个实施例的由检测部件执行以检测慢波的范例操作。
图3A图示了在不同对象中检测到的慢波的范例。
图3B示出了在给定夜间的不同时间在对象中检测到的不同的各个慢波。
图4图示了根据一个或多个实施例的由系统10的一个或多个部件执行的范例操作。
图5A示出了根据一个或多个实施例的系统递送同相刺激的范例操作。
图5B示出了根据一个或多个实施例的以固定的间音刺激间隔递送的刺激的范例。
图6图示了根据一个或多个实施例的在检测到的慢波定时和预测的慢波定时时递送刺激的系统的范例操作。
图7图示了根据一个或多个实施例的在检测到的慢波的定时和预测的慢波的定时时提供刺激。
图8图示了在检测到的慢波的上升状态下以及以基于检测到的慢波的定制的慢波周期时提供的感觉刺激。
图9图示了用于利用确定系统确定在睡眠期期间递送给对象的感觉刺激的定时的方法。
具体实施方式
如在本文中所使用的，单数形式的“一”、“一个”或“该”包括复数引用，除非上下文明确指示。如在本文中所使用的，两个或更多个部分或部件被“耦合”的表述将意指，只要发生链接，这些部分直接地或间接地(即，通过一个或多个中间部分或部件)接合或共同操作。
图1是被配置为在睡眠期期间向对象12提供感觉刺激的系统10的示意性图示。睡眠期间的感觉刺激(例如，听觉刺激)可以增强和/或诱导睡眠慢波并增加睡眠的恢复值。系统10可以被配置为在睡眠期间监测对象12的脑电图(EEG)并递送听觉刺激以增强睡眠慢波而不引起唤醒。在一些实施例中，系统10包括以下中的一个或多个：(一个或多个)感觉刺激器16、(一个或多个)传感器18、处理器20、电子存储设备22、(一个或多个)客户端计算平台24、网络26和/或其他部件。系统10可以被配置为检测对象中的各个慢波。系统10可以被配置为控制刺激器16利用基于检测到的各个慢波的定时向对象提供感觉刺激。系统10可以被配置为基于先前检测到的各个慢波预测针对一个或多个预测的慢波的发生的定时。系统10可以被配置为响应于在预测的定时时未检测到预测的慢波而控制(一个或多个)感觉刺激器16在针对预测的慢波的发生的预测的定时时向对象提供感觉刺激。
在图1中，(一个或多个)感觉刺激器16、(一个或多个)传感器18、处理器20、电子存储设备22和(一个或多个)客户端计算平台24被示为单独的实体。这并不旨在进行限制。系统10的一些部件和/或所有部件和/或其他部件可以被分组成一个或多个单一的设备。例如，图2A图示了由对象202佩戴的头带200。头带200包括感测电极204、参考电极205、与EEG206相关联的一个或多个设备、无线音频设备208以及一个或多个音频扬声器210。音频扬声器210可以被定位在对象202的耳朵中和/或附近和/或其他位置。参考电极205可以被定位在对象202的耳朵之后和/或其他位置。在图2A所示的范例中，感测电极204可以被配置为生成输出信号，所述输出信号传达与对象202的脑活动有关的信息和/或其他信息。所述输出信号可以无线地和/或经由线缆被传输到计算设备(例如，床边膝上型计算机)。声学刺激可以经由无线音频设备208和/或扬声器210被递送到对象202。感测电极204、参考电极205和设备206可以例如由图1中的(一个或多个)传感器18表示。无线音频设备208和扬声器210可以例如由图1所示的(一个或多个)感觉刺激器16表示。在该范例中，计算设备(图2A中未示出)可以包括处理器20、电子存储设备22、(一个或多个)客户端计算平台24和/或图1所示的系统10的其他部件。
回到图1，(一个或多个)感觉刺激器16被配置为向对象12提供感觉刺激。(一个或多个)感觉刺激器16可以被配置为在睡眠期之前、在当前睡眠期期间、睡眠期之后和/或在其他时间向对象12提供感觉刺激。例如，(一个或多个)感觉刺激器16可以被配置为在睡眠期中的慢波睡眠期间向对象12提供感觉刺激。(一个或多个)感觉刺激器16可以被配置为在睡眠期期间向对象12提供感觉刺激以在对象12中诱导睡眠慢波和/或增强睡眠慢波。在一些实施例中，(一个或多个)感觉刺激器16可以被配置为通过无创脑刺激和/或其他方法诱导和/或增强睡眠慢波。(一个或多个)感觉刺激器16可以被配置为通过使用包括气味、声音、视觉刺激、触觉、口味和/或其他刺激的感觉刺激的无创脑刺激来诱导和/或增强睡眠慢波。在一些实施例中，(一个或多个)感觉刺激器16可以被配置为经由对对象12的听觉刺激来诱导和/或增强睡眠慢波。(一个或多个)感觉刺激器16的范例可以包括以下中的一个或多个：音乐播放器、音调发生器、对象12的头皮上的电极集合、用于递送振动刺激(也被称为躯体感觉刺激)的单元、生成磁场以直接刺激大脑皮层的线圈、光发生器、香味分配器和/或其他设备。
在一些实施例中，可以通过来自用户、对象、系统10内或外的一个或多个部件的输入来调节感觉刺激、感觉刺激之间的时间间隔、感觉刺激的强度、感觉刺激的音量和/或(一个或多个)感觉刺激器的其他功能。对(一个或多个)感觉刺激器的一个或多个功能(例如，时间间隔、强度、音量等)的调节可以基于来自各个对象的信息、来自各个用户(例如，医学护理专业人员、护理人员等)的信息、各种疗法、制造商设定和/或其他信息。例如，可以在上限阈值与下限阈值之间调节(一个或多个)听觉刺激器的音量。可以基于先前的测试为每个对象确定针对音量的上限阈值和下限阈值。例如，为了设定针对给定对象的上限阈值，对象可以被呈现以逐渐增加的音调，并要求估计对象认为能够唤醒他的音量。
(一个或多个)传感器18被配置为生成输出信号，所述输出信号传达与对象12的脑活动有关的信息。对象12的脑活动可以对应于对象12的睡眠状态和/或其它特征。睡眠状态可以包括、对应于和/或指示睡眠阶段。对象12的脑活动可能与包括、对应于和/或指示快速眼动(REM)睡眠、非快速眼动(NREM)睡眠(例如，慢波睡眠)和/或其他睡眠状态的睡眠状态和/或睡眠阶段相关联。(一个或多个)传感器18可以包括直接测量这些参数的一个或多个传感器。例如，(一个或多个)传感器18可以包括被配置为检测由对象12的大脑内的电流引起的沿着对象12的头皮的电活动的电极。(一个或多个)传感器18可以包括一个或多个传感器，其生成传达与对象12的脑活动间接有关的信息的输出信号。例如，一个或多个传感器18可以基于对象12的心率(例如，(一个或多个)传感器18可以是被定位在对象12的胸部上的心率传感器和/或被配置为对象12的手腕上的手镯和/或被定位在对象12的另一肢体上)、对象12的移动(例如，(一个或多个)传感器18可以包括具有加速度计的对象12的手腕和/或脚踝周围的手镯，使得可以使用活动记录信号分析睡眠)、对象12的呼吸和/或对象12的其他特性来生成输出。尽管(一个或多个)传感器18被图示在对象12附近的单个位置处，但这并不旨在进行限制。(一个或多个)传感器18可以包括被设置在多个位置中的传感器，例如，与对象12的衣物(以可移除的方式)相耦合，由对象12穿戴(例如，头带、腕带等)，被定位为在对象12睡觉时指向对象12(例如，传达与对象12的移动有关的输出信号的相机)和/或在其他位置中。
处理器20被配置为提供系统10中的信息处理能力。这样，处理器20可以包括以下中的一个或多个：数字处理器、模拟处理器、被设计为处理信息的数字电路、被设计为处理信息的模拟电路、状态机和/或用于电子处理信息的其它机构。尽管处理器20在图1中被示为单个实体，这仅出于图示目的。在一些实施例中，处理器20可以包括多个处理单元。这些处理单元可以在物理上被定位在同一设备(例如，(一个或多个)感觉刺激器16、(一个或多个)传感器18)内，或者处理器20可以表示协调操作的多个设备的处理功能。
如图1所示，处理器20被配置为运行一个或多个计算机程序部件。所述一个或多个计算机程序部件可以包括以下中的一个或多个：检测部件30、控制部件32、预测部件34和/或其他部件。处理器20可以被配置为通过软件；硬件；固件；软件、硬件和/或固件的某种组合和/或用于配置处理器20上的处理能力的其他机构运行部件30、32、34和/或其他部件。
应当意识到，尽管部件30、32和34在图1中被图示为被共同定位在单个处理单元内，但是在处理器20包括多个处理单元的实施例中，部件30、32、34和/或其他部件中的一个或多个可以被定位为远离其他部件。由下面描述的不同部件30、32、34和/或其他部件提供的功能的描述仅用于说明的目的，并不旨在进行限制，这是因为部件30、32和/或34中的任一个可以提供比所描述的更多或更少的功能。例如，可以去除部件30、32和/或34中的一个或多个，并且其功能的一些或全部可以由其他部件30、32和/或34提供。作为另一范例，处理器20可以被配置为运行一个或多个额外的部件，其可以执行下面归属于部件30、32和/或34中的一个的功能中的一些或全部功能。
检测部件30可以被配置为检测对象12中的睡眠状态和/或睡眠阶段。在一些实施例中，检测部件30可以被配置为基于来自(一个或多个)传感器18的输出信号和/或基于从系统10内或外的其他部件接收到的其他信息检测睡眠状态和/或睡眠阶段。对象12中的睡眠状态可包括快速眼动(REM)睡眠状态、非快速眼动(NREM)睡眠状态和/或其他睡眠状态。对象12中的睡眠阶段可以包括NREM睡眠阶段(例如，N1、N2和/或N3)。
在一些实施例中，检测部件30可以被配置为检测对象12中的一个或多个各个慢波。图2B图示了由检测部件30执行的用于检测慢波的范例操作。慢波对应于NREM睡眠阶段中的第三阶段(N3)。这个睡眠时期被称为慢波睡眠，这是因为EEG活动是同步的，反映了NREM睡眠典型的大脑皮层双稳态。所述双稳态是这样的：大脑皮层中的神经元在开(ON)时期和关(OFF)时期之间交替，周期约为1秒，通常产生频率约为1Hz且幅度相对较高的慢波。在一些实施例中，检测部件30可以被配置为检测给定慢波的不同相位。例如，检测部件30可以被配置为检测给定慢波的下降相位。与作为抑制时期的波的第一部分(超极化相位)对应的下降相位引起新皮层中的神经元沉默的关状态。在一些实施例中，检测部件30可以被配置为检测给定慢波的上升状态。上升状态是波的第二部分(去极化相位)，其是神经元以高速率短暂地发射的激发时期。
图2B和下面对应的描述不应被认为是限制。检测部件30可以通过允许系统10如在本文中所描述地运作的任何方法来检测慢波睡眠。在图2B所示的范例中，通过检测EEG信号222的过零点来完成慢波的检测。检测在224处示出的第一负过零点。将在第一负过零点224之后的EEG信号222的最突出的负峰226的幅度与预先建立的检测阈值(例如，-40微伏)进行比较。如果负峰226的幅度的绝对值超过该阈值(也是绝对值)，则检测到第二正过零点228。如果第一过零点与第二过零点之间的持续时间(过零点间间隔220)在给定的持续时间间隔内(例如，从200毫秒到800毫秒)，则该事件对应于检测到的慢波。在图2B中，230对应于检测到的慢波的上升状态。
由检测部件30检测到的各个慢波可以随着对象而变化。在不同的对象中检测到的各个慢波可以在频率、幅度和/或其他慢波特性方面发生变化。图3A示出了在具有不同频率的慢波的不同对象中检测到的慢波的范例。在给定的对象中，利用检测部件30检测到的各个慢波可以根据其被检测到的夜间的时间而变化。在对象中检测到的各个慢波可以在频率、幅度和/或其他慢波特性方面变化。图3B示出了在给定夜间的不同时间在对象12中检测到的具有不同频率的不同的各个慢波。
回到图1，控制部件32被配置为控制(一个或多个)感觉刺激器16以向对象12提供感觉刺激。控制部件32可以被配置为控制(一个或多个)感觉刺激器16以在睡眠期之前、当前睡眠期期间、睡眠期之后和/或在其他时间向对象12提供感觉刺激。控制部件32可以被配置为控制(一个或多个)感觉刺激器16以在由检测部件30检测到的睡眠状态和/或睡眠阶段期间提供感觉刺激。例如，(一个或多个)感觉刺激器16可以被配置为在睡眠期中的慢波睡眠期间向对象12提供感觉刺激。在一些实施例中，控制部件32可以被配置为控制(一个或多个)刺激器16以在基于由检测部件30检测的检测到的各个慢波的定时时提供感觉刺激。
在一些实施例中，系统10可以被配置为实时或接近实时地估计感觉刺激对对象的睡眠状态的影响。控制部件32可以被配置为控制(一个或多个)感觉刺激器16以基于估计的对对象的影响来调节感觉刺激。可以在上限阈值与下限阈值之间调节感觉刺激。可以基于对象12和/或基于由用户(例如，医学护理专业人员，护理者等)确定的其他参数和/或基于系统10的内或外的一个或多个部件来确定上限阈值和下限阈值。
例如，控制部件32可以被配置为控制听觉刺激器，以在检测和/或预测的慢波的定时时向对象12提供听觉刺激(如下文所述)。系统10可以被配置为估计听觉刺激对对象12的影响。系统10可以使用系统10内或外的一个或多个部件估计听觉刺激的影响。系统10可以被配置为通过实时和/或接近实时地评估慢波增强来估计听觉刺激的影响。系统10可以被配置为通过评估对象12(例如，监测对象12的觉醒)来估计听觉刺激的影响。系统10可以被配置为基于听觉刺激对慢波和/或对象12的影响来实时或接近实时地调节听觉刺激的音量。在一些实施例中，系统10可以被配置为在上限阈值与下限阈值之间调节音量。可以基于对象12来确定上限阈值和下限阈值。例如，可以通过对对象12执行感知测试来确定针对对象12的下限阈值，所述下限阈值是听觉感知阈值。针对对象12的上限阈值可以通过对对象12执行测试来确定，在此期间，对象12被呈现以逐渐增加的音调，并被要求估计对象12认为会唤醒他的音量。应当注意，可以使用其他技术来确定上限阈值和下限阈值。
通过非限制性范例的方式，在与一个或多个实施例相对应的操作中，控制部件32被配置为在由检测部件30检测到的各个慢波的定时时控制(一个或多个)刺激器以向对象12提供感觉刺激。检测部件30被配置为以实时或接近实时的方式来检测对象12的觉醒。如果在刺激时期间检测到觉醒，则控制部件32控制(一个或多个)刺激器16停止刺激，并等待下一个检测到的慢波以提供刺激。如果在刺激时期之外检测到觉醒，则控制部件32控制(一个或多个)刺激器16以延迟对象12的刺激。
图4图示了由系统10执行的用于检测慢波睡眠并且向对象12提供听觉刺激的范例操作400。图4所示的感觉刺激器401可以类似于图2A中描述的刺激器200和/或图1所示的(一个或多个)感觉刺激器16。在该范例中，检测部件30可以被配置为使用EEG信号402来检测对象12中的觉醒。觉醒是在EEG信号402中能够观察到的高频事件，其指示对象正在觉醒。如果在404处没有检测到觉醒并且在412处实时检测到慢波，则控制部件32被配置为控制感觉刺激器401向对象12提供听觉刺激，和/或在414处调节听觉刺激的音量以增强慢波效果。如果检测部件30在刺激时期406期间在404处检测到对象12中的觉醒，则控制部件32控制感觉刺激器401在408处停止刺激。如果在刺激时期406之外在404处检测到觉醒，则控制部件32控制感觉刺激器在410处延迟听觉刺激。
在一些实施例中，控制部件32(图1)可以被配置为控制(一个或多个)刺激器16(图1)，以在检测到的慢波的期望相位处向对象12递送刺激(例如，同相刺激)。在一些实施例中，期望的相位对应于检测到的慢波的上升状态和/或慢波的其它相位。控制部件32可以被配置为控制(一个或多个)感觉刺激器16在检测到的慢波的上升状态期间递送感觉刺激。图5A示出了同相刺激的范例。图5A示出了EEG信号502的部分。同相刺激将刺激对准到自动检测到的慢波的预定相位，在该范例中，对准到检测到的慢波504的上升状态。为每一个检测到的慢波504递送音调506。
在一些实施例中，控制部件32可以被配置为控制(一个或多个)刺激器16以固定的音调间刺激间隔(ITI)将刺激递送给对象12。在一些实施例中，固定间隔可以是1秒和/或其它间隔。图5B示出了在固定的音调间刺激间隔510处递送的刺激的范例。508示出了对象中的EEG信号的部分。垂直线512指示刺激音调的定时。在该实施例中，提供连续或块内刺激，并且通过固定的ITI将音调彼此分离。默认ITI被设定为1秒，这是因为这个近似频率对应于皮层神经元膜电位的超极化/去极化振荡。这种膜电位振荡是在EEG中观察到的慢波事件的基础。
回到图1，预测部件34被配置为预测针对一个或多个预测的慢波的发生的定时。针对一个或多个预测的慢波的发生的定时的预测可以基于先前检测到的各个慢波。在一些实施例中，可以通过估计慢波频率来执行针对一个或多个预测的慢波的发生的定时的预测。慢波频率可以通过以下过程来进行连续地估计：对预测的慢波的频率被预期所属的窄频带(例如，0.1Hz至2Hz)中的EEG信号进行带通滤波，并且对经滤波的信号使用希尔伯特变换来首先确定信号的瞬时相位，取时间导数，并在1分钟长的窗口上求平均以获得更稳定的估计结果。检测系统的瞬时相位的替代方式包括小波变换和/或其他技术。
在一些实施例中，响应于在预测定时时未检测到预测的慢波，控制部件32可以被配置为控制一个或多个感觉刺激器16向对象提供感觉刺激。可以在针对预测的慢波的发生的所预测的定时时提供感觉刺激。在一些实施例中，预测部件34可以被配置为预测预测的慢波的上升状态的定时。控制部件32可以被配置为控制(一个或多个)感觉刺激器16响应于未检测到预测的慢波而在预测的上升状态的定时时提供刺激。
通过非限制性范例的方式，在根据一个或多个实施例的操作中，系统10被配置为在检测到的慢波的定时时向对象10提供感觉刺激。系统10还被配置为基于检测到的慢波来预测预测的慢波的定时。在系统10在预测的定时时未检测到预测的慢波的情况下，系统10在预测的慢波的预测的定时时提供感觉刺激。在一些实施例中，如果系统10没有检测到慢波，则系统10被配置为以固定的音调间刺激间隔(ITI)向对象12递送刺激，使得ITI基于预测的慢波的定时。
图6图示了系统10的范例操作600。在图6所示的范例中，检测部件30在608处从EEG602的部分检测具有高特异性的慢波。如果在610处检测到慢波，则控制部件32在612处控制(一个或多个)感觉刺激器16在检测到的慢波的期望相位处刺激对象12。如果在610处没有检测到慢波，则控制部件32在606处控制(一个或多个)感觉刺激器16以基于定制的慢波周期的ITI刺激对象12。定制的慢波周期可以由预测部件在604处基于预测的慢波的预测的定时来确定。在该范例中，预测的慢波的预测的定时是基于确定检测到的慢波的慢波主频来确定的。在该范例中，定制的慢波周期＝1/主频。
图7示出了在702处的EEG信号的部分和感觉刺激。图7示出了在检测到的慢波704的上升状态下的刺激和在预测的慢波的预测的定时时的额外刺激706。
图8图示了在检测到的慢波的上升状态下以及以基于检测到的慢波的定制的慢波周期(如上所述)提供的感觉刺激。
返回到图1，电子存储设备22包括电子存储信息的电子存储介质。电子存储设备22的电子存储介质可以包括以下中的一种或两种：与系统10一体地(即，基本上不可移除地)提供的系统存储设备和/或经由例如端口(例如，USB端口、火线端口等)或驱动器(例如，磁盘驱动器等)可移除地连接到系统10的可移除存储器。电子存储设备22可以包括以下中的一种或多种：光学可读存储介质(例如，光盘等)、磁性可读存储介质(例如，磁带、磁性硬盘驱动器、软盘驱动器等)、电学、基于电荷的存储介质(例如，EPROM、RAM等)、固态存储介质(例如，闪速驱动器等)和/或其它电子可读存储介质。电子存储设备22可以存储软件算法(例如，用于调节基线睡眠状态标准的调节算法)、算法输入(例如，基线睡眠状态标准)、由处理器20确定的信息(例如，经调节的睡眠状态标准)、经由(一个或多个)客户端计算平台24和/或外部计算系统接收到的信息和/或使得系统10能够正常运作的其他信息。电子存储设备22可以(全部或部分地)是系统10内的单独的部件，或者可以与系统10的一个或多个其他部件(例如，处理器20)一体地(全部或部分地)提供电子存储设备22。
(一个或多个)客户端计算平台24被配置为提供系统10与对象12和/或其他用户之间的接口，对象12和/或其他用户可以通过该接口向系统10提供信息并从系统10接收信息。例如，(一个或多个)客户端计算平台24可以向用户显示EEG。这使得被统称为“信息”的数据、线索、结果、指令和/或任何其他可传达的项目能够在用户(例如，对象12、医生、护理者和/或其他用户)与(一个或多个)感觉刺激器16、处理器20、电子存储设备22和/或系统10的其他部件中的一个或多个之间进行传达。
适合用于包括在(一个或多个)客户端计算平台24中的接口设备的范例包括按键、按钮、开关、键盘、旋钮、操纵杆、显示屏、触摸屏、扬声器、麦克风、指示灯、听觉报警器、打印机、触觉反馈设备和/或其他接口设备。在一些实施例中，(一个或多个)客户端计算平台24包括多个单独的接口。在一些实施例中，(一个或多个)客户端计算平台24包括与处理器20、(一个或多个)感觉刺激器16、(一个或多个)传感器18和/或系统10的其他部件一体地提供的至少一个接口。
(一个或多个)客户端计算平台24可以包括由机器可读指令配置来运行计算机程序部件的一个或多个处理器。计算机程序部件可以被配置为使得与(一个或多个)客户端计算平台24相关联的一个或多个用户能够与系统10内或外的一个或多个部件进行接口连接和/或提供在本文中归于(一个或多个)客户端计算平台的其它功能。通过非限制性范例的方式，(一个或多个)客户端计算平台24可以包括台式计算机、膝上型计算机、手持式计算机、上网本、平板电脑、智能电话、智能手表、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、个人计算机(PC)和/或其他计算平台。
应当理解，本公开内容中也预想到其他通信技术作为(一个或多个)客户端计算平台24，无论是硬连线还是无线通信。例如，本公开内容预想到(一个或多个)客户端计算平台24可以与由电子存储设备22提供的可移动存储接口集成。在该范例中，可以将信息从可移动存储设备(例如，智能卡、闪速驱动器、可移动磁盘等)加载到系统10中，使得(一个或多个)用户能够定制系统10的实施方式。适于与系统10一起用作(一个或多个)客户端计算平台24的其他示范性输入设备和技术包括但不限于RS-232端口、RF连接、IR连接、调制解调器(电话、线缆或其他)。简而言之，作为(一个或多个)客户端计算平台24，本公开内容预想到用于与系统10通信信息的任何技术。
在一些实施例中，如图1所示，系统10可以包括以下中的一个或多个：(一个或多个)刺激器16、(一个或多个)传感器18、(一个或多个)处理器20、电子存储设备22、(一个或多个)客户端计算平台24和/或其他部件，其全部经由网络26进行通信性耦合。
网络26可以包括互联网和/或其他网络，例如，局域网、蜂窝网络、内联网、近场通信、射频(RF)连接、蓝牙TM、Wi-FiTM和/或任何类型(一个或多个)有线或无线网络。这样的范例并不旨在进行限制性，并且本公开内容的范围包括其中(一个或多个)刺激器16、(一个或多个)传感器18、(一个或多个)处理器20、电子存储设备22和/或(一个或多个)客户端计算平台24经由一些其他通信媒介进行操作性地链接的实施例。
图9图示了用于利用确定系统确定在睡眠期期间递送到对象的感觉刺激的定时的方法900。所述系统包括一个或多个感觉刺激器、一个或多个传感器、一个或多个物理计算机处理器和/或其他部件。所述一个或多个处理器被配置为运行一个或多个计算机程序部件。所述一个或多个计算机程序部件可以包括以下中的一个或多个：检测部件30、控制部件32、预测部件34和/或其他部件。下面呈现的方法900的操作旨在是说明性的。在一些实施例中，方法900可以利用未描述的一个或多个额外操作和/或没有讨论的一个或多个操作来完成。额外地，图9中图示且在下文描述的方法900的操作的顺序并不旨在进行限制。
在一些实施例中，方法900可以在一个或多个处理设备(例如，数字处理器、模拟处理器、被设计为处理信息的数字电路、被设计为处理信息的模拟电路、状态机和/或用于电子处理信息的其他机构)中实施。所述一个或多个处理设备可以包括响应于电子存储在电子存储介质上的指令而运行方法900的一些或全部操作的一个或多个设备。所述一个或多个处理设备可以包括通过硬件、固件和/或软件被配置为被专门设计用于运行方法900的一个或多个操作的一个或多个设备。
在操作902处，生成传达与睡眠期期间对象的脑活动有关的信息的输出信号。在一些实施例中，操作902由与(图1所示并在本文中描述的)传感器18相同或相似的一个或多个传感器执行。
在操作904处，在对象中检测各个慢波。可以基于输出信号检测各个慢波。在一些实施例中，操作904由与(图1所示并在本文中描述的)检测部件30相同或相似的计算机处理器部件执行。
在操作906处，控制感觉刺激器以利用基于检测到的各个慢波的定时向对象提供感觉刺激。在一些实施例中，操作906由与(图1所示并在本文中描述的)控制部件32相同或相似的计算机处理器部件执行。
在操作908处，预测预测的慢波的发生的定时。可以基于先前检测到的各个慢波检测针对预测的慢波的发生的定时。在一些实施例中，操作908由与(图1所示并在本文中描述的)预测部件34相同或相似的计算机处理器部件执行。
在操作910处，响应于在预测的定时时未检测到预测的慢波，控制一个或多个感觉刺激器以在针对预测的慢波的发生的预测的定时时向对象提供感觉刺激。在一些实施例中，操作910由与(图1所示并在本文中描述的)比较部件36相同或相似的计算机处理器部件执行。
在权利要求中，被放置在括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。词语“包括”或“包含”不排除权利要求中列出的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。在列举若干单元的装置型权利要求中，这些单元中的若干可以被具体实施为一个相同的硬件项。在列举若干单元的任何装置型权利要求中，这些单元中的若干可以被实施为一个相同的硬件项。尽管某些元件被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示这些元件不能被组合使用。
尽管已经基于当前被认为是最实用和优选的实施例，出于图示的目的详细描述了本发明，但是应当理解，这样的详情仅出于所述目的，并且本发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖在权利要求的精神和范围之内的修改和等效布置。例如，应当理解，本发明预期任何实施例的一个或多个特征能够在可能的范围内与任何其他实施例的一个或多个特征进行组合。

Claims (15)

1.一种被配置为在睡眠期期间向对象(12)提供感觉刺激的系统(10)，所述系统包括：
一个或多个感觉刺激器(16)，其被配置为向所述对象提供感觉刺激；
一个或多个传感器(18)，其被配置为生成输出信号，所述输出信号传达与所述对象的脑活动有关的信息；以及
一个或多个处理器(20)，其用于：
基于所述输出信号检测所述对象中的各个慢波；
控制所述一个或多个感觉刺激器利用基于检测到的各个慢波的定时向所述对象提供感觉刺激；
基于所述检测到的各个慢波中的先前的各个慢波预测针对预测的慢波的发生的定时；并且
响应于在所预测的定时时未检测到所预测的慢波而控制所述一个或多个感觉刺激器在针对所预测的慢波的发生的所预测的定时时向所述对象提供感觉刺激。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理器(20)还被配置为确定所述检测到的各个慢波的上升状态并控制所述一个或多个感觉刺激器在所述上升状态期间递送感觉刺激。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理器(20)还被配置为：
预测所预测的慢波的上升状态的定时；并且
控制所述一个或多个感觉刺激器响应于未检测到所预测的慢波而在所预测的上升状态的所述定时时提供刺激。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为使得以下操作在所述对象的睡眠期期间实时或接近实时地发生：检测各个慢波，提供感觉刺激，预测针对预测的慢波的发生的定时和/或在所预测的定时时向所述对象提供感觉刺激。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理器(20)还被配置为实时或接近实时地估计感觉刺激对所述对象的睡眠状态的影响并基于对所述对象的所估计的影响控制所述一个或多个感觉刺激器调节所述感觉刺激。
6.一种用于在睡眠期期间向对象提供感觉刺激的方法，所述方法包括：
生成输出信号，所述输出信号传达与所述对象的脑活动有关的信息；
基于所述输出信号检测所述对象中的各个慢波；
利用基于检测到的各个慢波的定时向所述对象提供感觉刺激；
基于所述检测到的各个慢波中的先前的各个慢波预测针对预测的慢波的发生的定时；并且
响应于在所预测的定时时未检测到所预测的慢波而在针对所预测的慢波的发生的所预测的定时时向所述对象提供感觉刺激。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
确定所述检测到的各个慢波的上升状态；并且
在所述上升状态期间递送感觉刺激。
8.根据权利要求6所述的方法，还包括：
预测所预测的慢波的上升状态的定时；并且
响应于未检测到所预测的慢波而在所预测的上升状态的所述定时时提供刺激。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，以下操作在所述对象的睡眠期期间实时或接近实时地发生：检测各个慢波、提供感觉刺激、预测针对预测的慢波的发生的定时和/或在所预测的定时时向所述对象提供感觉刺激。
10.根据权利要求6所述的方法，还包括：
实时或接近实时地估计感觉刺激对所述对象的睡眠状态的影响；并且
控制所述一个或多个感觉刺激器基于对所述对象的所估计的影响调节所述感觉刺激。
11.一种被配置为在睡眠期期间向对象(12)提供感觉刺激的系统(10)，所述系统包括：
用于向所述对象提供感觉刺激的模块(16)；
用于生成输出信号的模块(18)，所述输出信号传达与所述对象的脑活动有关的信息；
用于基于所述输出信号检测所述对象中的各个慢波的模块(30)；
用于控制用于提供感觉刺激的模块利用基于检测到的各个慢波的定时向所述对象提供感觉刺激的模块(32)；以及
用于基于所述检测到的各个慢波中的先前的各个慢波预测针对预测的慢波的发生的定时的模块(34)；
其中，响应于在所预测的定时时未检测到所预测的慢波，模块(32)还被配置为控制用于提供感觉刺激的模块在针对所预测的慢波的发生的所预测的定时时向所述对象提供感觉刺激。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，用于检测各个慢波的模块还被配置为确定检测到的慢波的上升状态并控制用于提供感觉刺激的模块在所述上升状态期间递送感觉刺激。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，用于预测针对所预测的慢波的发生的定时的模块还被配置为：
预测所预测的慢波的上升状态的定时；并且
控制用于提供感觉刺激的模块响应于未检测到所预测的慢波而在所预测的上升状态的所述定时时提供刺激。
14.根据权利要求11所述的系统，其中，以下操作在所述对象的睡眠期期间实时或接近实时地发生：检测各个慢波、提供感觉刺激、预测针对预测的慢波的发生的定时和/或在所预测的定时时向所述对象提供感觉刺激。
15.根据权利要求11所述的系统，还被配置为实时或接近实时地估计感觉刺激对所述对象的睡眠状态的影响并控制用于提供感觉刺激的模块基于对所述对象的所估计的影响调节所述感觉刺激。
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