本公開涉及一種用于調(diào)節(jié)慢波檢測準(zhǔn)則的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

監(jiān)測睡眠的系統(tǒng)是已知的。已知的系統(tǒng)檢測睡眠會話(session)期間的對象中的睡眠階段。所檢測到的睡眠階段包括與慢波睡眠相對應(yīng)的階段。通常，基于固定的慢波檢測參數(shù)來檢測慢波睡眠。

技術(shù)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)用于檢測對象中的慢波的準(zhǔn)則并且利用與檢測到的慢波相對應(yīng)的計時來遞送感官刺激的系統(tǒng)。所述系統(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(jī)處理器、和/或其他部件。所述一個或多個感官刺激器被配置為向睡眠會話期間的所述對象提供感官刺激。所述一個或多個傳感器被配置為生成輸出信號，所述輸出信號傳達(dá)與所述對象的大腦活動有關(guān)的信息。所述一個或多個物理計算機(jī)處理器由計算機(jī)可讀指令配置為：獲得用于檢測慢波是否存在于所述對象中的準(zhǔn)則；通過基于所述輸出信號和所獲得的準(zhǔn)則檢測第一慢波來確定所述對象處在慢波睡眠中；調(diào)節(jié)所獲得的準(zhǔn)則以增強(qiáng)對所述對象中的后續(xù)慢波的檢測；基于所述輸出信號和經(jīng)調(diào)節(jié)的準(zhǔn)則來檢測第二慢波；并且控制所述一個或多個感官刺激器以利用與所述第一慢波的檢測和所述第二慢波的檢測相對應(yīng)的計時來遞送所述感官刺激。

本公開的另一方面涉及一種用于利用調(diào)節(jié)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)用于檢測對象中的慢波的準(zhǔn)則并且利用與檢測到的慢波相對應(yīng)的計時來遞送感官刺激的方法。所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括一個或多個感官刺激器、一個或多個傳感器、以及一個或多個物理計算機(jī)處理器。所述方法包括：利用所述一個或多個傳感器生成輸出信號，所述輸出信號傳達(dá)與所述對象的大腦活動有關(guān)的信息；利用所述一個或多個物理計算機(jī)處理器獲得用于檢測慢波是否存在于所述對象中的準(zhǔn)則；利用所述一個或多個物理計算機(jī)處理器通過基于所述輸出信號和所獲得的準(zhǔn)則檢測第一慢波來確定所述對象處在慢波睡眠中；利用所述一個或多個物理計算機(jī)處理器來調(diào)節(jié)所獲得的準(zhǔn)則以增強(qiáng)對所述對象中的后續(xù)慢波的檢測；利用所述一個或多個物理計算機(jī)處理器基于所述輸出信號和經(jīng)調(diào)節(jié)的準(zhǔn)則來檢測第二慢波；并且利用所述一個或多個物理計算機(jī)處理器控制所述一個或多個感官刺激器以利用與所述第一慢波的檢測和所述第二慢波的檢測相對應(yīng)的計時來遞送所述感官刺激。

本公開的又一方面涉及一種被配置為調(diào)節(jié)用于檢測對象中的慢波的準(zhǔn)則并且利用與檢測到的慢波相對應(yīng)的計時來遞送感官刺激的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：用于向睡眠會話期間的對象提供感官刺激的單元(means)；用于生成輸出信號的單元，所述輸出信號傳達(dá)與所述對象的大腦活動有關(guān)的信息；用于獲得用于檢測所述慢波是否存在于所述對象中的準(zhǔn)則的單元；用于通過基于所述輸出信號和所獲得的準(zhǔn)則檢測第一慢波來確定所述對象處在慢波睡眠中的單元；用于調(diào)節(jié)所獲得的準(zhǔn)則以增強(qiáng)對所述對象中的后續(xù)慢波的檢測的單元；用于基于所述輸出信號和經(jīng)調(diào)節(jié)的準(zhǔn)則來檢測第二慢波的單元；以及用于控制用于提供感官刺激的所述單元以利用與所述第一慢波的檢測和所述第二慢波的檢測相對應(yīng)的計時來遞送所述感官刺激的單元。

在參考其全部形成本說明書的一部分的附圖考慮以下說明和權(quán)利要求書之后，本公開的這些和其他目標(biāo)、特征和特性以及操作的方法和結(jié)構(gòu)的相關(guān)元件的功能和部分的組合以及制造的經(jīng)濟(jì)性將變得更明顯，其中，相同附圖標(biāo)記指代各圖中的對應(yīng)的部分。然而，應(yīng)當(dāng)明確理解，附圖僅僅是出于例示和說明的目的，而并不旨在作為對本公開的范圍的限定。

附圖說明

圖1是被配置為調(diào)節(jié)用于檢測對象中的慢波的準(zhǔn)則并且利用與檢測到的慢波相對應(yīng)的計時來遞送感官刺激的系統(tǒng)。

圖2圖示了基于eeg電壓信號來檢測個體慢波。

圖3圖示了睡眠會話期間檢測到的四個個體睡眠周期。

圖4圖示了δrms對塊(block)索引的曲線以及負(fù)峰值幅度閾值準(zhǔn)則對塊索引的曲線。

圖5圖示了與eeg電壓信號中檢測到的慢波的可用狀態(tài)相符合的用于感官刺激的刺激計時。

圖6圖示了示出在不調(diào)節(jié)慢波檢測準(zhǔn)則的情況下檢測到的睡眠階段n3期間的慢波的數(shù)目的實驗數(shù)據(jù)。

圖7圖示了示出使用經(jīng)調(diào)節(jié)的慢波檢測準(zhǔn)則檢測到的睡眠階段n3期間的慢波的數(shù)目的實驗數(shù)據(jù)。

圖8圖示了使用靜態(tài)的、不變的負(fù)峰值電壓準(zhǔn)則來檢測eeg電壓信號中的慢波以及對聽覺音調(diào)的對應(yīng)的遞送。

圖9圖示了使用經(jīng)調(diào)節(jié)的負(fù)峰值電壓準(zhǔn)則來檢測eeg電壓信號中的慢波以及對聽覺音調(diào)的對應(yīng)的遞送。

圖10圖示了用于利用調(diào)節(jié)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)用于檢測對象中的慢波的準(zhǔn)則并且利用與檢測到的慢波相對應(yīng)的計時來遞送感官刺激的方法。

具體實施方式

如在本文中所使用的，除非上下文另外清楚地指明，否則“一”、“一個”和“該”的單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)引用。如在本文中所使用的，“耦合”兩個或更多個部分或部件的陳述應(yīng)當(dāng)意指所述部分要么直接地、要么間接地(即通過一個或多個中間部分或部件)被接合在一起或者一起操作，只要鏈接發(fā)生。如在本文中所使用的，“直接耦合”意指兩個元件直接彼此接觸。如在本文中所使用的，“固定地耦合”或“固定”意指將兩個部件耦合以便作為一體而移動，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“單一”意指部件被創(chuàng)建為單個零件或單元。亦即，包括分立地創(chuàng)建并且然后耦合在一起作為單元的零件的部件不是“單一”部件或主體。如在本文中所采用的，兩個或更多個部分或部件互相“接合”的陳述應(yīng)當(dāng)意指所述部分要么直接地、要么通過一個或多個中間部分或部件互相施加力。如在本文中所采用的，術(shù)語“數(shù)目”應(yīng)當(dāng)意指一或大于一的整數(shù)(即，多個)。

在本文中所使用的方向性短語，諸如例如是，但不限于：頂部、底部、左、右、上、下、前、后、以及其衍生詞涉及附圖中所示的元件的取向，并且除非其中明確地記載，否則不是對權(quán)利要求的限制。

圖1是被配置為調(diào)節(jié)用于檢測對象12中的慢波的準(zhǔn)則并且利用與檢測到的慢波相對應(yīng)的計時來遞送感官刺激的系統(tǒng)10。可以通過增加存在于深度睡眠(例如，下文所描述的階段n3睡眠)期間的對象12中的慢波的量和/或幅度來增強(qiáng)睡眠的恢復(fù)性值。這轉(zhuǎn)化為慢波活動的增加(例如，0.5hz到4hz頻帶中的eeg功率)?？梢栽谏疃?和/或其他非rem)睡眠期間通過感官(例如，聽覺)刺激來增強(qiáng)慢波。感官刺激的參數(shù)(例如，計時、強(qiáng)度等)可以被調(diào)節(jié)以促進(jìn)慢波的增強(qiáng)、防止對象12的覺醒、和/或出于其他原因。通常，個體感測刺激被計時以與個體慢波的檢測相對應(yīng)。使用固定的慢波檢測準(zhǔn)則的慢波檢測導(dǎo)致相對低的刺激的量，因為如果基于固定準(zhǔn)則檢測到很少的慢波，則提供很少的個體刺激。

系統(tǒng)10被配置為基于經(jīng)調(diào)節(jié)的慢波檢測準(zhǔn)則來檢測慢波并且對感官刺激的遞送進(jìn)行計時以與基于經(jīng)調(diào)節(jié)的準(zhǔn)則檢測到的慢波相對應(yīng)。系統(tǒng)10被配置為調(diào)節(jié)慢波檢測準(zhǔn)則以增強(qiáng)對對象12中的慢波的檢測。使用可調(diào)節(jié)的慢波檢測準(zhǔn)則的慢波檢測相對于現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生更多刺激，因為如果檢測到更多的慢波，則提供更多的個體刺激。系統(tǒng)10被配置為，基于一組慢波中的慢波的位置(例如，檢測準(zhǔn)則被調(diào)節(jié)以增強(qiáng)對在所述一組慢波中的第一慢波之后發(fā)生的后續(xù)慢波的檢測)、基于對象12的睡眠周期(例如，檢測準(zhǔn)則被調(diào)節(jié)以相對于在第一睡眠周期期間發(fā)生的慢波而增強(qiáng)對在第二睡眠周期期間發(fā)生的慢波的檢測)、和/或基于其他信息，來動態(tài)地調(diào)節(jié)針對睡眠會話的慢波檢測準(zhǔn)則。在一些實施例中，系統(tǒng)10可以包括以下中的一項或多項：感官刺激器16、傳感器18、處理器20、電子存儲設(shè)備22、用戶接口24、和/或其他部件。

感官刺激器16被配置為向?qū)ο?2提供感官刺激。感官刺激器16被配置為在睡眠會話之前、在睡眠會話期間、和/或在其他時間處向?qū)ο?2提供感官刺激。例如，為了促進(jìn)到睡眠的較輕階段的過渡，和/或出于其他原因和/或在其他時間處，感官刺激器16可以被配置為向?qū)ο?2提供感官刺激以引起對象12中的更深的睡眠，維持睡眠會話期間、睡眠會話中的深度(例如，慢波睡眠)睡眠期間在特定睡眠階段中的睡眠。在一些實施例中，感官刺激器16可以被配置為引起、增加、增強(qiáng)、維持、和/或減小對象12中的睡眠慢波。感官刺激器16被配置為促進(jìn)無創(chuàng)大腦刺激和/或其他刺激。感官刺激器16可以被配置為使用所述感官刺激來促進(jìn)無創(chuàng)大腦刺激。所述感官刺激包括：氣味、聲音、視覺刺激、觸摸、味道、軀體感官刺激、觸覺、和/或其他刺激。例如，感官刺激器16可以被配置為向?qū)ο?2提供聽覺提示。感官刺激器16的范例可以包括以下中的一項或多項：音樂播放器、音調(diào)生成器、對象12的頭皮上的電極的集合、遞送振動刺激的單元、生成磁場以直接刺激大腦皮層的線圈、光生成器、香味拋放器、和/或其他設(shè)備。在一些實施例中，感官刺激器16被配置為調(diào)節(jié)被提供給對象12的刺激的計時、強(qiáng)度、和/或其他特性。

傳感器18被配置為生成輸出信號，所述輸出信號傳達(dá)與對象12的大腦活動有關(guān)的信息。對象12的大腦活動可以與對象12的當(dāng)前睡眠階段相對應(yīng)。對象12的當(dāng)前睡眠階段可以與快速眼動(rem)睡眠、非快速眼動(nrem)睡眠、和/或其他睡眠相關(guān)聯(lián)。對象12的當(dāng)前睡眠階段可以是以下中的一項或多項：nrem階段n1、階段n2或階段n3睡眠、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參數(shù)的一個或多個傳感器。例如，傳感器18可以包括腦電圖(eeg)電極，其被配置為檢測起因于對象12的大腦內(nèi)的電流的、沿著對象12的頭皮的電活動。傳感器18可以包括一個或多個傳感器，其間接地生成輸出信號，所述輸出信號傳達(dá)與對象12的大腦活動有關(guān)的信息。例如，一個或多個傳感器18可以基于對象12的心率(例如，傳感器18可以是被定位在對象12的胸部上的心率傳感器，和/或被配置為對象12的腕上和/或被定位在對象12的另一肢體上的腕鏈)、對象12的移動(例如，傳感器18可以包括對象12的腕和/或踝周圍的具有加速度計的腕鏈，使得可以使用腕動計信號來分析睡眠)、對象12的呼吸和/或?qū)ο?2的其他特性來生成輸出。盡管在對象12附近的單個位置處圖示了傳感器18，但是這并非旨在是限制性的。傳感器18可以包括被設(shè)置在多個位置中的傳感器，諸如例如在感官刺激器16內(nèi)(或與其通信)、與由對象12穿戴的對象12的衣物(例如，比如頭帶、腕帶等)相耦合(以可移除的方式)、被定位到對象12睡眠時對象12所處的點處(例如，傳達(dá)與對象12的移動有關(guān)的輸出信號的相機(jī)))、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可以包括以下中的一項或多項：數(shù)字處理器、模擬處理器、被設(shè)計為處理信息的數(shù)字電路、被設(shè)計為處理信息的模擬電路、狀態(tài)機(jī)、和/或用于電子地處理信息的其他機(jī)構(gòu)。盡管處理器20在圖1中被示為單個實體，但這僅僅是出于例示性目的。在一些實施例中，處理器20可以包括多個處理單元?？梢詫⑦@些處理單元物理地定位在相同的設(shè)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(shè)備的處理功能。

如在圖1中所示的，處理器20被配置為運(yùn)行一個或多個計算機(jī)程序部件。所述一個或多個計算機(jī)程序部件可以包括以下中的一項或多項：準(zhǔn)則部件30、慢波部件32、調(diào)節(jié)部件34、控制部件36、和/或其他部件。處理器20可以被配置為通過以下各項運(yùn)行部件30、32、34、和/或36：軟件；硬件；固件；軟件、硬件和/或固件的某種組合；和/或用于配置處理器20上的處理能力的其他機(jī)制。

應(yīng)當(dāng)意識到，盡管部件30、32、34和36在圖1中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30、32、34和/或36中的一個或多個可以遠(yuǎn)離其他部件來定位。對由下文所描述的不同部件30、32、34和/或36所提供的功能的描述僅僅是出于例示性的目的，而并非旨在是限制性的，因為部件30、32、34和/或36中的任意部件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30、32、34和/或36中的一個或多個，并且可以通過其他部件30、32、34和/或36來提供其功能中的一些功能或全部功能。作為另一范例，處理器20可以被配置為運(yùn)行一個或多個額外部件，所述一個或多個額外部件可以執(zhí)行以下屬于部件30、32、34和/或36之一的功能的一些功能或全部功能。

準(zhǔn)則部件30被配置為獲得用于檢測慢波是否存在于對象12中的準(zhǔn)則。準(zhǔn)則部件30被配置為根據(jù)由用戶(例如，對象12、醫(yī)生、護(hù)理提供者等)經(jīng)由用戶接口24錄入和/或選擇的信息、在制造時所編程的信息、來自對象12的先前睡眠會話的信息、和/或信息的其他源來獲得慢波檢測準(zhǔn)則。在一些實施例中，所述慢波檢測準(zhǔn)則與針對對象12的睡眠會話的eeg電壓信號相關(guān)聯(lián)。在一些實施例中，所獲得的慢波檢測準(zhǔn)則可以包括與eeg電壓、eeg電壓過零點、eeg電壓過零點之間的時間、慢波幅度(例如，負(fù)峰電壓、正峰電壓)準(zhǔn)則、和/或其他準(zhǔn)則相關(guān)聯(lián)的準(zhǔn)則。例如，準(zhǔn)則部件30可以獲得慢波檢測準(zhǔn)則，其指示應(yīng)當(dāng)響應(yīng)于eeg電壓的負(fù)峰(和/或負(fù)峰的絕對值)下降到低于大約-40μv(和/或超過大約40μv的絕對值)而檢測慢波。下文關(guān)于圖2進(jìn)一步描述了這一點。

慢波部件32被配置為檢測對象12中的慢波睡眠(例如，階段n3睡眠)。慢波部件32被配置為基于來自傳感器18的輸出信號、所獲得的準(zhǔn)則、和/或基于其他信息來檢測對象12中的慢波睡眠。在一些實施例中，慢波部件32可以基于對由輸出信號傳達(dá)的信息的分析來檢測對象12中的慢波睡眠。所述分析可以包括生成和/或監(jiān)測對象12的睡眠會話期間的eeg。在一些實施例中，所述分析可以包括基于表征睡眠的深度的比率(ratio)來檢測慢波睡眠。在一些實施例中，所述比率可以是：

其中，β和δ分別表示eeg的β帶(例如，通常被定義為頻率范圍15-30hz中的功率，但是在范圍的限制內(nèi)的變化是非常常見的)和eeg的δ帶(通常被定義為頻率范圍0.5-4.5hz中的功率，但是僅如在β帶的情況下，不存在頻率限制的標(biāo)準(zhǔn)定義)。在一些實施例中，慢波部件32被配置為響應(yīng)于基于瞬時功率β(t)和δ(t)所估計的瞬時慢波睡眠比率ρ(t)保持小于閾值比率比給定時間段更長而識別對象12中的慢波睡眠。在一些實施例中，所述閾值比率和/或所述給定時間段可以是基于對象12的先前睡眠會話和/或其他信息來確定的。在一些實施例中，可以在制造時對閾值比率和/或給定時間段進(jìn)行編程。例如，基于經(jīng)驗上接受的值(諸如大約為-2的閾值比率和/或大約2分鐘的給定時間段)，可以在制造時對閾值比率和/或給定時間段進(jìn)行編程。

慢波部件32被配置為使得檢測慢波睡眠包括檢測對象12中的個體慢波。所述個體慢波是基于輸出信號、對所述輸出信號(例如，eeg)的分析、所獲得的準(zhǔn)則、和/或其他信息來檢測的。在一些實施例中，可以在對象12的睡眠會話期間實時地或接近實時地執(zhí)行檢測個體慢波。在一些實施例中，慢波部件32被配置為通過分析eeg電壓信號的形狀和/或其他特征并且然后將所述形狀和/或其他特征與所獲得的準(zhǔn)則進(jìn)行比較來檢測個體慢波?？梢皂憫?yīng)于eeg電壓信號的所述形狀和/或其他特征滿足所獲得的準(zhǔn)則而檢測慢波。

通過非限制性范例的方式，圖2圖示了基于eeg電壓信號200來檢測個體慢波202。慢波部件32(圖1)通過檢測負(fù)向過零點204并且將跟隨第一過零點的最突出的負(fù)峰206與針對負(fù)峰值206幅度的所獲得的慢波檢測準(zhǔn)則(例如，-40μv的閾值)進(jìn)行比較來檢測慢波202。如果負(fù)峰的幅度值滿足準(zhǔn)則(例如，超過閾值)，那么檢測正向過零點208。如果過零點204與過零點208之間的時間210的持續(xù)時間滿足針對持續(xù)時間210(例如，從200毫秒到800毫秒)的準(zhǔn)則，那么檢測到慢波202。

返回圖1，在一些實施例中，慢波部件32被配置為補(bǔ)充或者取代慢波睡眠而識別睡眠階段。例如，慢波部件32被配置為識別nrem階段n1、階段n2或階段n3睡眠、rem睡眠、和/或其他睡眠階段。在一些實施例中，慢波部件32被配置為檢測對象12中的覺醒。慢波部件32基于高頻帶(例如，α：8-12hz，β：15-30hz)中的eeg功率來確定對象12的覺醒的可能性。

調(diào)節(jié)部件34被配置為調(diào)節(jié)所獲得的準(zhǔn)則以增強(qiáng)對對象12中的慢波的檢測。在一些實施例中，跟隨對一系列連續(xù)慢波中的慢波的一個或多個個體檢測可以調(diào)節(jié)所述準(zhǔn)則。例如，調(diào)節(jié)部件34可以在對第一慢波的檢測之后調(diào)節(jié)所獲得的準(zhǔn)則并且然后針對一系列慢波中的后續(xù)慢波維持相同的經(jīng)調(diào)節(jié)的準(zhǔn)則。作為另一范例，調(diào)節(jié)部件34可以在每個個體慢波檢測之后調(diào)節(jié)所述準(zhǔn)則。在一些實施例中，可以在睡眠會話期間的對象12的稍后睡眠周期期間發(fā)生的其他系列的慢波期間調(diào)節(jié)所述準(zhǔn)則。例如，調(diào)節(jié)部件34被配置為在對第一慢波的檢測之后并且然后再次在緊接地跟隨所述第一慢波(在相同睡眠周期內(nèi))的第二慢波的檢測之后調(diào)節(jié)所獲得的準(zhǔn)則。作為另一范例，調(diào)節(jié)部件34被配置為在第一慢波(即，在對象12的第一睡眠周期中的主導(dǎo)(leading)慢波)之后并且再次在第二慢波(即，在對象12的第二睡眠周期中的主導(dǎo)慢波)的檢測之后來調(diào)節(jié)所述準(zhǔn)則。

調(diào)節(jié)所述準(zhǔn)則以增強(qiáng)對慢波的檢測包括調(diào)節(jié)所述準(zhǔn)則以使慢波更易于檢測。調(diào)節(jié)所述準(zhǔn)則可以包括調(diào)節(jié)與eeg電壓、eeg電壓過零點、eeg電壓過零點之間的時間、慢波幅度(例如，負(fù)峰電壓、正峰電壓)準(zhǔn)則、和/或其他準(zhǔn)則相關(guān)聯(lián)的準(zhǔn)則。例如，調(diào)節(jié)部件34可以調(diào)節(jié)慢波檢測準(zhǔn)則，指示慢波應(yīng)當(dāng)響應(yīng)于eeg電壓的負(fù)峰(和/或負(fù)峰的絕對值)突破大約-40μv(和/或40μv的絕對值)到大約-20μv(和/或20μv的絕對值)而被檢測。如上文所描述的，在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件34可以在第一慢波之后(和/或在多個睡眠周期中的第一慢波之后)做出該階梯式調(diào)節(jié)，并且在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件34可以在每個個體慢波檢測之后做出該階梯式調(diào)節(jié)?；诮?jīng)由用戶接口24錄入和/或選擇的信息、基于來自對象12的先前睡眠會話的信息、和/或基于其他信息，可以在制造時確定個體準(zhǔn)則被調(diào)節(jié)的量。在本文中所描述的負(fù)峰閾值準(zhǔn)則和20μv梯級并非旨在是限制性的。調(diào)節(jié)部件34可以將任意個體準(zhǔn)則調(diào)節(jié)允許系統(tǒng)10如在本文中所描述地工作的任意的量。

在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件34被配置為使得使用負(fù)峰幅度上的-40μv閾值來檢測階段n3睡眠期間所檢測到的第一慢波。對于后續(xù)慢波而言，閾值被降低例如到-20μv(例如，和/或任何其他水平，如上文所描述的)。如果刺激由于覺醒的可能性的增加和/或由于n3時段結(jié)束而停止(下文所描述的)，則下一次刺激開始時(例如，在后續(xù)睡眠周期中的慢波睡眠期間)重復(fù)相同的策略。

如上文所描述的，在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件34被配置為取決于睡眠周期來調(diào)節(jié)負(fù)峰閾值準(zhǔn)則。在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件34被配置為取決于睡眠周期而將負(fù)峰閾值準(zhǔn)則調(diào)節(jié)20μv、10μv、5μv、和/或任何其他量的連續(xù)的階梯。(將睡眠周期用作調(diào)節(jié)慢波檢測準(zhǔn)則的基本時間段是合理的，因為在個體睡眠周期期間的依次地進(jìn)展(喚醒-n1-n2-n3-rem)中訪問所有睡眠階段)。慢波部件32被配置為響應(yīng)于比率log(β/δ)突破關(guān)于比率的-2的閾值而檢測睡眠。在一些實施例中，所述比率可以是log(βrms/δrms)，其中，βrms和δrms分別對應(yīng)于β(15-30hz)頻帶中和δ(0.5-4hz)頻帶中的eeg的rms功率。圖3圖示了檢測睡眠周期。

圖3圖示了睡眠會話期間300由慢波部件32(圖1)所檢測的四個個體睡眠周期302、304、306、308。在圖3中，log(β/δ)310被繪制在對應(yīng)的手動記分的睡眠圖312下方。在一些實施例中，個體睡眠周期302、304、306、308是基于log(β/δ)閾值314由慢波部件32來檢測的。在一些實施例中，閾值314可以是基于對象12的先前的睡眠會話和/或其他信息來確定的。在一些實施例中，閾值314可以經(jīng)由用戶接口24(示出在圖1中)來設(shè)定和/或調(diào)節(jié)。在一些實施例中，可以在制造時對閾值314進(jìn)行編程。例如，基于經(jīng)驗上接受的值(諸如log(β/δ)上的大約-2的閾值)(在圖3中所圖示的)，可以在制造時對閾值314進(jìn)行編程。在一些實施例中，慢波部件32被配置為響應(yīng)于log(β/δ)突破log(β/δ)閾值314而檢測個體睡眠周期。在一些實施例中，慢波部件32響應(yīng)于log(β/δ)310保持高于或低于log(β/δ)閾值314比給定時間段更長而確定log(β/δ)310突破log(β/δ)閾值314。

在一些實施例中，基于δ活動rms、一個或多個先前檢測到的慢波的幅度、和/或其他信息來調(diào)節(jié)所述準(zhǔn)則。在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件34被配置為基于n(例如，n＝5)個先前檢測到的慢波來調(diào)節(jié)負(fù)峰閾值準(zhǔn)則和/或其他慢波檢測準(zhǔn)則(例如，慢波的幅度是由慢波部件32來確定的，如上文所描述的)。如在以上范例中，調(diào)節(jié)部件34可以被配置為使得負(fù)峰閾值準(zhǔn)則的初始值是-40μv(盡管這并非旨在是限制性的)。調(diào)節(jié)部件34可以被配置為對最新的n個檢測到的慢波的幅度進(jìn)行平均(和/或?qū)ζ鋱?zhí)行其他分析)并且然后將負(fù)峰閾值準(zhǔn)則調(diào)節(jié)到所確定的平均值(和/或其他分析參數(shù))。

在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件34被配置為基于先前遞送的感官刺激(例如，音調(diào))的效應(yīng)來調(diào)節(jié)針對慢波塊的負(fù)峰閾值準(zhǔn)則和/或其他慢波檢測準(zhǔn)則。慢波塊例如可以在大約15秒的時段期間發(fā)生并且在睡眠周期期間包括大約1個到大約20個慢波。調(diào)節(jié)部件34被配置為，通過將在針對當(dāng)前慢波塊的平均δ均方根(rms)(例如，至少大約4秒的持續(xù)時間(預(yù)期其他持續(xù)時間)期間所平均的δ(0.5hz到4hz)帶中的rms功率)與一個或多個先前的慢波塊的平均δ均方根(rms)進(jìn)行比較，來量化先前遞送的刺激的效應(yīng)。在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件34被配置為使得，如果δrms增加，則負(fù)峰閾值準(zhǔn)則和/或其他慢波檢測準(zhǔn)則被調(diào)節(jié)例如-5μv(例如，增加檢測特異性)。這可以降低錯誤檢測，因為假定大幅度的慢波將由于δrms增加而發(fā)生是合理的。如果δrms減小，則調(diào)節(jié)部件34被配置為使得負(fù)峰閾值準(zhǔn)則和/或其他慢波檢測被調(diào)節(jié)例如+5μv(增加檢測靈敏度并且還增加刺激的量)。在一些實施例中，調(diào)節(jié)部件34被配置為利用大約+5μv的步長來調(diào)節(jié)針對慢波塊的負(fù)峰閾值準(zhǔn)則和/或其他慢波檢測準(zhǔn)則(其增加慢波檢測靈敏度)，同時確保這些塊中的慢波的平均幅度由于刺激而增加(這能夠增加較小的慢波的幅度)。由于在較低幅度慢波上的刺激可以潛在地引起覺醒，因而當(dāng)檢測到覺醒時(例如，通過慢波部件32使用α和β帶通濾波的eeg信號)，調(diào)節(jié)部件32將慢波檢測準(zhǔn)則調(diào)節(jié)回到開始水平以確保刺激不誘發(fā)覺醒(例如，通過使刺激機(jī)會最小化，因為檢測到較少的慢波)。這被圖示在圖4中。

圖4圖示了δrms對塊索引的曲線400、402以及負(fù)峰幅度閾值準(zhǔn)則對塊索引的曲線404、406。曲線400、402、404和406圖示了當(dāng)δrms在曲線400的情況下減小450并且在曲線402的情況下增加時，將負(fù)峰閾值準(zhǔn)則增加410(例如，+5μv)。調(diào)節(jié)部件34(圖1)可以被配置為，當(dāng)δrms減小450以增加對慢波的靈敏度從而使得檢測到更多慢波時，將負(fù)峰閾值準(zhǔn)則增加410(例如，+5μv)。調(diào)節(jié)部件34(圖1)可以被配置為，當(dāng)δrms增加452以增加對存在于相同慢波塊中的較大幅度慢波之中的較小幅度慢波的靈敏度時，將負(fù)峰閾值準(zhǔn)則增加410(例如，+5μv)。當(dāng)檢測到480覺醒時，調(diào)節(jié)部件34調(diào)節(jié)慢波檢測準(zhǔn)則，使得所述負(fù)峰閾值準(zhǔn)則在絕對值中增加以確保刺激不誘發(fā)覺醒。在一些實施例中，所述負(fù)峰閾值準(zhǔn)則被設(shè)定回到開始水平。

返回圖1，控制部件36被配置為控制感官刺激器16以利用與慢波的檢測相對應(yīng)的計時來遞送感官刺激?？刂撇考?6被配置為控制感官刺激器16以當(dāng)對象12處在階段n3睡眠和/或其他深度睡眠中(例如，由慢波部件32所確定的)時遞送感官刺激?？刂撇考?6被配置為控制感官刺激器16以響應(yīng)于慢波部件32確定對象12可能覺醒而不遞送感官刺激。在一些實施例中，控制部件36被配置為使得感官刺激的計時與慢波的可用狀態(tài)相對應(yīng)，使得檢測到的個體慢波越多，遞送感官刺激越多，并且相反地，檢測到的個體慢波越少，遞送感官刺激越少。在一些實施例中，所述感官刺激處在與在從慢波的第二過零點的檢測到慢波的正峰的時間延遲方面而設(shè)定的感官刺激的計時的同相刺激中。這被圖示在圖5中。

圖5圖示了針對與eeg電壓信號510中的檢測到的慢波502的可用狀態(tài)501相符合的感官刺激的刺激計時500?；谶^零點512、514、跟隨過零點512的最突出的負(fù)峰518的幅度516、過零點512與過零點514之間的計時520、和/或其他信息，可以檢測慢波502(如上文關(guān)于圖2所描述的)?？捎脿顟B(tài)501可以是和/或?qū)?yīng)于除極(depolarization)相位504的末端。超極化(hyperpolarization)相位506先于和/或跟隨除極相位504。在超極化相位506期間，皮層神經(jīng)元被深度地超極化并且保持安靜數(shù)百毫秒。不可用狀態(tài)跟隨有除極相位504和/或還持續(xù)數(shù)百毫秒的可用狀態(tài)501。在可用狀態(tài)501期間，神經(jīng)元以能夠甚至比在安靜覺醒狀態(tài)中更高的速率激發(fā)。控制部件36被配置為使得，假如對象12的睡眠階段(圖1)是n3并且針對喚起覺醒的可能性是低的，如由高頻帶中的eeg功率所量化的(由圖1中所示的慢波部件32所確定的)，則在基本上每個檢測到的慢波處遞送刺激。在一些實施例中，在從慢波的第二過零點514的檢測到慢波502的正峰530的時間延遲540(例如，以毫秒為單位)方面設(shè)定感官刺激的計時。該刺激計時被稱為同相刺激。

返回圖1，在一些實施例中，控制部件36被配置為控制感官刺激器16以響應(yīng)于在個體慢波的檢測之后在沒有檢測到額外的慢波的情況下流逝的超時(time-out)時間而遞送超時刺激。在誘發(fā)滿足經(jīng)調(diào)節(jié)的慢波檢測準(zhǔn)則(例如，慢波的幅度突破幅度閾值準(zhǔn)則)的慢波的嘗試中遞送超時刺激。在一些實施例中，超時時間是靜態(tài)的。在一些實施例中，控制部件36被配置為調(diào)節(jié)超時時間。例如，在具有靜態(tài)超時時間的實施例中，如果在對象12處在深度睡眠中時針對大約2秒(這并非旨在是限制性的并且可以是允許系統(tǒng)10運(yùn)行的任何靜態(tài)時間量，如上文所描述的)的時段未檢測到慢波，則遞送超時刺激。在其中調(diào)節(jié)超時時間的實施例中，大約1.2(在此并非旨在是限制性的)秒的超時時段可以初始地被用于生成超時音調(diào)。如果在先前的20(例如，并非旨在是限制性的)秒中播放的超時音調(diào)的數(shù)目未減小，則這指示感官刺激將不生成滿足經(jīng)調(diào)節(jié)的準(zhǔn)則的后續(xù)慢波。因此，控制部件36被配置為遞增地增加超時時間以降低由于最小有效和/或無效的超時音調(diào)而誘發(fā)覺醒的風(fēng)險。如果播放的超時音調(diào)的數(shù)目的確減小，那么控制部件被配置為減小超時時間(例如，由1.2秒的最小值所限定的)。

在一些實施例中，系統(tǒng)10被配置為使得如果一個超時音調(diào)被生成并且未隨后地誘發(fā)自然閾值以上的慢波，則第一慢波使用負(fù)峰幅度上的-40μv閾值準(zhǔn)則來檢測并且幅度閾值被降低到-30μv。隨后地，如果生成第二超時音調(diào)，則閾值可以被降低到-20μv。一旦檢測到(具有降低的閾值)具有低于-60μv(例如)的慢波，則該閾值可以被重新設(shè)定回-40μv，以避免大幅度慢波睡眠的時段期間的假陽性刺激。

圖6-圖9圖示了，與基于調(diào)節(jié)的慢波檢測準(zhǔn)則(例如，系統(tǒng)10)檢測慢波和遞送感官刺激相比較，基于靜態(tài)的、不變的慢波檢測準(zhǔn)則來檢測慢波和遞送感官刺激(圖6和圖8)。圖6圖示了示出在沒有調(diào)節(jié)慢波檢測準(zhǔn)則的情況下檢測到的睡眠階段n3期間的慢波的數(shù)目的實驗數(shù)據(jù)600。圖6中的數(shù)據(jù)是來自包含7個對象和總共27個夜間記錄的研究的實驗睡眠eeg數(shù)據(jù)：沒有刺激的12個夜晚(被稱為sham602)、以0毫秒延遲的刺激的8個夜晚(被稱為stim0604)、以及以40毫秒延遲的刺激的7個夜晚(被稱為sham40606)。為了解釋不同夜晚與對象之間的n3持續(xù)時間中的差異，所檢測的慢波的數(shù)目通過以秒為單位的n3持續(xù)時間進(jìn)行歸一化以獲得慢波密度估計610。在條件602、604、606之間不存在統(tǒng)計學(xué)上顯著的差異。平均而言，每秒檢測到0.38個慢波(標(biāo)準(zhǔn)偏差0.11)。每檢測到的慢波的聽覺音調(diào)的數(shù)目(例如，個體感官刺激)平均為0.67。這隱含了，使用同相刺激并且在沒有調(diào)節(jié)慢波檢測準(zhǔn)則的情況下遞送平均每秒0.25(0.38×0.67)個音調(diào)。個體圓點650表示單個睡眠會話的結(jié)果。

圖7圖示了示出使用調(diào)節(jié)的慢波檢測準(zhǔn)則檢測到的睡眠階段n3期間的慢波的數(shù)目的實驗數(shù)據(jù)700。圖7圖示了與使用20μv的調(diào)節(jié)的負(fù)峰電壓準(zhǔn)則檢測到的慢波702的數(shù)目706相比較，使用-40μv的靜態(tài)的、不變的負(fù)峰電壓準(zhǔn)則檢測到的慢波702的數(shù)目704。通過將檢測準(zhǔn)則調(diào)節(jié)到-20μv(例如，在第一慢波的檢測之后)，系統(tǒng)10(圖1)實現(xiàn)幾乎100％的所檢測的慢波的數(shù)目中的平均百分比增加。通過考慮圖6中所示的經(jīng)驗性結(jié)果，其每檢測到的慢波遞送平均0.67個音調(diào)，系統(tǒng)10可以將刺激的量增加大約67％。個體圓點750表示單個睡眠會話的結(jié)果。

圖8圖示了使用-40μv的靜態(tài)的、不變的負(fù)峰值電壓準(zhǔn)則806檢測eeg電壓信號802中的慢波800以及聽覺音調(diào)804的對應(yīng)的遞送。圖9圖示了使用-20μv的調(diào)節(jié)的負(fù)峰電壓準(zhǔn)則906來檢測eeg電壓信號902中的慢波900和聽覺音調(diào)904的對應(yīng)的遞送。在圖9中，在第一慢波901的檢測之后，負(fù)電壓峰準(zhǔn)則906從-40μv被調(diào)節(jié)905到-20μv。視覺地比較圖9與圖8(這兩個附圖具有相同時間標(biāo)度)示出了與圖8相比較圖9中遞送的數(shù)個更多的音調(diào)。

返回圖1，電子存儲設(shè)備22包括電子地存儲信息的電子存儲介質(zhì)。電子存儲設(shè)備22的電子存儲媒介可以包括系統(tǒng)存儲設(shè)備和/或可移動存儲設(shè)備中的一個或兩者，所述系統(tǒng)存儲設(shè)備與系統(tǒng)10一體地提供(即，基本上不可移除的)，所述可移動存儲設(shè)備經(jīng)由例如端口(例如，usb端口、火線端口等)或驅(qū)動器(例如，磁盤驅(qū)動器等)可移除地連接到系統(tǒng)10。電子存儲設(shè)備22可以包括以下中的一個或多個：光學(xué)可讀存儲媒介(例如，光盤等)、磁性可讀存儲媒介(例如，磁帶、磁性硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器等)、基于電荷的存儲媒介(例如，eprom、ram等)、固態(tài)存儲媒介(閃盤驅(qū)動器)、和/或其他電子可讀存儲媒介。電子存儲單元22可以存儲軟件算法、由處理器20確定的信息、經(jīng)由用戶接口24和/或外部計算系統(tǒng)所接收的信息、和/或使得系統(tǒng)10能夠恰當(dāng)?shù)毓ぷ鞯钠渌畔ⅰｋ娮哟鎯υO(shè)備22可以(全部或部分)是系統(tǒng)10內(nèi)的分立的部件，或者電子存儲設(shè)備22可以(全部或部分)與系統(tǒng)10的一個或多個其他部件(例如，處理器20)一體地集成。

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，對象12和/或其他用戶可以通過所述接口將信息提供到系統(tǒng)10和從系統(tǒng)10接收信息。這使得數(shù)據(jù)、線索、結(jié)果和/或指令以及任何其他可傳遞的項(共同被稱為“信息”)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的其他部件中的一個或多個之間傳遞。例如，可以經(jīng)由用戶接口24將eeg顯示給護(hù)理提供者。適于包括在用戶接口24中的接口設(shè)備的范例包括小鍵盤、按鈕、開關(guān)、鍵盤、旋鈕、控制桿、顯示屏、觸摸屏、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、指示器燈、音響警報、打印機(jī)、觸覺反饋設(shè)備、和/或其他接口設(shè)備。在一些實施例中，用戶接口24包括多個分立的接口。在一些實施例中，用戶接口24包括至少一個接口，所述至少一個接口與感官刺激器16和/或系統(tǒng)10的其他部件一體地提供。

應(yīng)當(dāng)理解，本公開還預(yù)期要么硬連線、要么無線的其他通信技術(shù)作為用戶接口24。例如，本公開預(yù)期用戶接口24可以與由電子存儲設(shè)備22所提供的可移除存儲設(shè)備接口進(jìn)行集成。在該范例中，可以將信息從使得(一個或多個)用戶能夠定制系統(tǒng)10的實施方案的可移除存儲設(shè)備(例如，智能卡、閃盤驅(qū)動器、可移除磁盤等)加載到系統(tǒng)10中。適于供系統(tǒng)10用作用戶接口24的其他示范性輸入設(shè)備和技術(shù)包括，但不限于：rs-232端口、rf鏈接、ir鏈接、調(diào)制解調(diào)器(電話、電纜或其他)。簡言之，本公開預(yù)想到了將用于與系統(tǒng)10傳遞信息的任何技術(shù)作為用戶接口24。

圖10圖示了用于利用調(diào)節(jié)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)用于檢測對象中的慢波的準(zhǔn)則并且利用與檢測到的慢波相對應(yīng)的計時來遞送感官刺激的方法1000。所述調(diào)節(jié)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(jī)處理器、和/或其他部件。所述一個或多個物理計算機(jī)處理器被配置為運(yùn)行計算機(jī)程序部件。所述計算機(jī)程序部件包括準(zhǔn)則部件、慢波部件、調(diào)節(jié)部件、控制部件、和/或其他部件。下文呈現(xiàn)的方法1000的操作旨在是例示性的。在一些實施例中，可以利用未描述的一個或多個額外的操作和/或在沒有所討論的操作中的一個或多個操作的情況下來完成方法1000。另外，圖10中圖示和下文所描述的方法1000的操作的順序并非旨在是限制性的。

在一些實施例中，可以在一個或多個處理設(shè)備(例如，數(shù)字處理器、模擬處理器、被設(shè)計為處理信息的數(shù)字電路、被設(shè)計為處理信息的模擬電路、狀態(tài)機(jī)、和/或用于電子地處理信息的其他機(jī)構(gòu))中實現(xiàn)方法1000。所述一個或多個處理設(shè)備可以包括響應(yīng)于電子地存儲在電子存儲介質(zhì)上的指令而運(yùn)行方法1000的操作中的一些或全部操作的一個或多個設(shè)備。所述一個或多個處理設(shè)備可以包括通過硬件、固件和/或軟件被配置為特別地用于方法1000的操作中的一個或多個的運(yùn)行的一個或多個設(shè)備。

在操作1002處，生成輸出信號，所述輸出信號傳達(dá)與大腦活動有關(guān)的信息。在一些實施例中，在對象的睡眠會話期間生成輸出信號。在一些實施例中，所述系統(tǒng)可以被配置為基于輸出信號來生成eeg。在一些實施例中，通過與(圖1中所示并且在本文中所描述的)傳感器18相同或相似的一個或多個傳感器來執(zhí)行操作1002。

在操作1004處，獲得用于檢測慢波是否存在于對象中的準(zhǔn)則。在一些實施例中，通過與控制部件30(在圖1中所示并且在本文中所描述的)相同或相似的處理器部件來執(zhí)行操作1004。

在操作1006處，在對象中檢測到慢波睡眠。檢測慢波睡眠包括基于輸出信號和所獲得的準(zhǔn)則來檢測第一慢波。在一些實施例中，通過與慢波部件32(在圖1中所示并且在本文中所描述的)相同或相似的處理器部件來執(zhí)行操作1006。

在操作1008處，所獲得的準(zhǔn)則被調(diào)節(jié)以增強(qiáng)對所述對象中的后續(xù)慢波的檢測。在一些實施例中，所述準(zhǔn)則是基于以下中的一項或多項來調(diào)節(jié)的：針對eeg信號的預(yù)定閾值水平、對象的睡眠周期、δ活動rms、一個或多個先前檢測到的慢波的幅度、和/或其他信息。在一些實施例中，通過與調(diào)節(jié)部件34(在圖1中所示并且在本文中所描述的)相同或相似的處理器部件來執(zhí)行操作710。

在操作1010處，基于輸出信號和經(jīng)調(diào)節(jié)的準(zhǔn)則來檢測第二慢波。在一些實施例中，所述第二慢波在對象的第一睡眠周期期間緊接地跟隨第一慢波。在一些實施例中，第一慢波是在第一睡眠周期中的主導(dǎo)慢波，并且第二慢波是在對象的第二睡眠周期中的主導(dǎo)慢波。在一些實施例中，通過與慢波部件32(在圖1中所示并且在本文中所描述的)相同或相似的處理器部件來執(zhí)行操作1010。

在操作1012處，所述一個或多個感官刺激器被控制以利用與第一慢波的檢測和第二慢波的檢測相對應(yīng)的計時來遞送感官刺激。在一些實施例中，操作1012包括控制一個或多個感官刺激器以響應(yīng)于第一慢波的檢測和/或第二慢波的檢測之后流逝的超時時間來遞送超時刺激。在一些實施例中，通過與控制部件36(在圖1中所示并且在本文中所描述的)相同或相似的處理器部件來執(zhí)行操作1012。

兩個個體慢波的描述并非旨在是限制性的。兩個所描述的慢波旨在表示在對象中發(fā)生的任何數(shù)目的慢波。在一些實施例中，在對象的睡眠會話期間以正在進(jìn)行的方式(例如，針對多個慢波、多個睡眠周期等)重復(fù)上文所描述的操作。例如，可以跟隨對一系列連續(xù)慢波中的慢波的每個個體檢測來調(diào)節(jié)所述準(zhǔn)則?？梢栽谒邥捚陂g的對象的稍后睡眠周期期間發(fā)生的其他系列的慢波期間再次調(diào)節(jié)所述準(zhǔn)則。

在權(quán)利要求中，放置在圓括號之間的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)解釋為對權(quán)利要求的限制。詞語“包括”或“包含”不排除權(quán)利要求中列出的那些之外的元件或步驟的存在。在枚舉若干單元的設(shè)備權(quán)利要求中，可以通過硬件的同一個項目實現(xiàn)這些單元中的若干。這元件前面的詞語“一”或“一個”不排除多個這樣的元件的存在。在枚舉若干單元的任何設(shè)備權(quán)利要求中，可以通過硬件的同一個項目實現(xiàn)這些單元中的若干?；ゲ幌嗤膹膶贆?quán)利要求中記載了特定元件的僅有事實并不指示不能有利地組合這些元件。

盡管以上所提供的說明基于什么當(dāng)前被認(rèn)為是最實際并且優(yōu)選的實施例出于說明的目的而提供了細(xì)節(jié)，但是應(yīng)理解到，這樣的細(xì)節(jié)僅出于該目的，并且本公開不限于明確公開的實施例，而是，相反，旨在涵蓋在權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的修改和等價方案。例如，應(yīng)當(dāng)理解到，本公開預(yù)期可以盡可能地將任何實施例的一個或多個特征與任何其他實施例的一個或多個特征組合。