УСТРОЙСТВО ПРОБУЖДЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК A61B5/08 

Изобретение относится к устройству для применения в области сна, а более конкретно к устройству для пробуждения спящего, видящего сон, в заданный момент сновидения, чтобы дать возможность сновидцу вспомнить сновидение.

В течение периода нормального сна спящий будет испытывать чередующиеся период "медленного сна" (МС) и так называемого "быстрого сна" (БС). Периоды МС могут изменяться от нескольких минут до часа, а периоды БС могут изменяться от нескольких минут до сорока минут или, в исключительных случаях, больше.

Вообще, более длинные периоды МС будут происходить в ранней части периода сна, и длительность периодов снижается, если период сна продолжается, тогда как более короткие периоды БС происходят в ранней части периода сна, и длительностью этих периодов увеличивается, если период сна продолжается.

Считается, что в течение восьмичасового периода сна средний взрослый человек может испытывать периодов БС около двух часов. Также считается, что по крайней мере 95% всех четко воспоминаемых сновидений происходит в периоды сна БС. Имеют место детектируемые изменения между периодами сна МС и БС, и например, имеет место легко детектируемая разница в частоте дыхания.

В рассматриваемой научно-технической области хорошо известно, что чем выше частота дыхания во сне, тем более четкое и ясное будет воспоминание сновидения.

Способность спящего вспомнить сновидение зависит от момента, в какой просыпается спящий. Если спящий просыпается в период БС, в котором спящий испытывает сновидение, то спящий при пробуждении будет иметь немедленное и четкое воспоминание сновидения.

Хотя наиболее четкое воспоминание сновидения происходит в то время, когда спящий пробуждается, в то время как в состоянии сновидения способность вспомнить сновидение необязательно утрачивается, если спящий продолжает спать до конца сновидения или больше, способность вспомнить сновидения быстро угасает в конце фазы сновидения, если разбужен, когда частота дыхания повысилась выше заданной частоты и падает до заданной частоты дыхания, или по истечении двух-трех минут контроля контролируемая частота дыхания упала ниже заданной частоты дыхания, спящий может иметь некоторое воспоминание сновидения, и чем ближе к концу фазы сновидения пробуждается спящий, тем более четкое и ясное будет воспоминание сновидения.

Настоящее изобретение имеет целью создать устройство пробуждения, выполненное с возможностью детектирования фазы сновидения во сне и пробуждения сновидца в заданный момент во время сновидения, чтобы дать возможность сновидцу вспомнить сновидение.

Согласно настоящему изобретению предусматривается устройство (для) пробуждения, отличающееся средством для детектирования состояния сновидения и средством пробуждения спящего после того, как состояние сновидения детектировано и сохраняется в течение заданного времени.

Предпочтительно средство для детектирования состояния сновидения содержит средство для контроля по крайней мере одного физического состояния спящего, которое, как известно, изменяется между периодами медленного сна и периодами быстрого сна. Физическое состояние, которое должно изменяться между периодами медленного сна и периодами быстрого сна, и которое может легко контролироваться, это, например, биение сердца или пульса, движение глаз, дергание (дрожание пальцев и) или частота дыхания.

Предпочтительно это средство для детектирования состояния сновидения содержит средство для контроля частоты дыхания. У более пожилых частота дыхания в МС находится в диапазоне от 12 до 14 циклов в минуту, тогда как частота дыхания в режиме БС возрастает и может превышать 30 циклов в минуту.

Предпочтительно это средство для детектирования состояния сновидения содержит средство для детектирования изменений в контролируемом физическом состоянии.

Предпочтительно это устройство включает в себя средство компаратора, предназначенное сравнивать контролируемое физическое состояние с заданной величиной физического состояния.

В одном варианте реализации согласно изображению устройство включает в себя средство для контроля контролируемого физического состояния в течение заданного периода времени, определения максимальной величины контролируемого физического состояния в течение заданного периода времени и запоминания этой максимальной величины в качестве заданной величины физического состояния для сравнения средством компаратора. В другом варианте реализации устройство включает в себя средство для контроля физического состояния, подлежащего контролю, в течение заданного периода времени, определения средней величины в отношении контролируемого физического состояния в течение заданного периода времени, сложения со средней величиной заданной величины для получения заданной величины физического состояния, и запоминания заданной величины физического состояния для сравнения средством компаратора.

В другом варианте реализации устройство включает в себя средство для ручного регулирования заданной величины физического состояния для сравнения средством компаратора.

Предпочтительно устройство отличается сигнальным средством и средством для возбуждения этого сигнального средства: когда средство компаратора детектирует величину контролирумого физического состояния равную заданной величине физического состояния.

Предпочтительно сигнальное средство содержит ступенчатую звуковую сигнализацию, которая увеличивает громкость один раз в течение заданного периода времени.

В другом варианте реализации устройство отличается сигнальным средством и средством возбуждения этого сигнального средства в течение заданного периода времени после того, как величина контролируемого физического состояния достигла заданной величины физического состояния.

Предпочтительно устройство отличается первым таймером, средством для пуска первого таймера, когда средство компаратора детектирует величину контролируемого физического состояния равную заданной величине физического состояния, и средство, управляемое первым таймером, для возбуждения сигнального средства, когда первый таймер профункционировал заданный период времени.

В одном варианте реализации таймер выполнен с возможностью возврата в свое начальное или нулевое положение без возбуждения названного средства возбуждения сигнального средства, если контролируемое физическое состояние снижается ниже заданной величины физического состояния, когда таймер функционирует.

В другом варианте реализации устройство отличается сигнальным средством, выполненным с возможностью возбуждения только в случае, когда контролируемое физическое состояние повысилось выше заданной величины физического состояния и падает до заданной величины.

Предпочтительно устройство отличается длительно функционирующим таймером, выполненным с возможностью функционировать в течение заданного периода времени, и предотвращать названное средство от возбуждения для пробуждения спящего, когда длительно функционирующий таймер функционирует.

В предпочитаемом варианте реализации устройство отличается сигнальным средством, выполненным так, чтобы возбуждаться немедленно, как только детектируемое физическое состояние достигает заданной величины физического состояния.

В одном варианте реализации согласно изобретению устройство отличается средством для детектирования состояния сновидения и средством для передачи сигнала на спящего, распознаваемого спящим как индикацию состояния сновидения, прежде чем будет возбуждено средство для пробуждения спящего.

Предпочтительно этот сигнал содержит серии импульсов, посылаемые на спящего.

На фиг. 1 изображена блок-схема одного варианта реализации устройства пробуждения согласно изобретению; на фиг.2 блок-схема устройства пробуждения согласно изобретению с возможностью функционирования в разных режимах.

В примере, показанном на фиг.1, средство для контроля физического состояния спящего содержит датчик 11, который в этом варианте реализации выгодно содержит чувствительный к температуре элемент, расположенный в или смежно с воздушным протоком спящего, чтобы детектировать разности температур вдохов и выдохов спящего. Контролирующее средство 12 выполнено с возможностью принимать сигналы, указывающие об изменениях температуры, от датчика 11 и адаптированного расширять/доводить сигнал, указывающий на частоту дыхания спящего, до средства компаратора 13. Средство компаратора 13 включает в себя ручное управляющее средство 14, с помощью которого сигнал, указывающий на заданную частоту дыхания, может загружаться в компаратор 13.

Средство компаратора 13 сравнивает сигналы, принятые от контрольного средства 12, с загруженными в память сигналами заданной частоты дыхания, и когда контролируемая частота дыхания от контрольного средства 12 возрастает выше загруженной в память заданной частоты дыхания, средство компаратора 13 посылает возбуждающий сигнал на краткодействующий таймер 15. Краткодействующий таймер 15 имеет ручное управляющее средство 16, с помощью которого можно регулировать период времени функционирования краткодействующего таймера 15, и выгодно, что краткодействующий таймер 15 может устанавливаться вручную на функционирование в течение любого периода времени между 1 и 15 мин.

Когда сигнал от компаратора 13 на краткодействующий таймер 15 поддерживается в течение периода времени, установленного для таймера 15, краткодействующий таймер 15 посылает сигнал на длительно функционирующий таймер 17, который может устанавливаться вручную на период функционирования до восьми часов с помощью ручного управляющего средства 18.

В случае, когда возбуждающий сигнал от компаратора 13 на таймер 15 передается до того, как таймер 15 закончит функционировние по причине, что частота дыхания, детектированная контрольным средством 12, падает ниже заданной частоты дыхания, загруженной в память компаратора 13, краткодействующий таймер 15 возвращается к нулю и не передает сигнал на длительно функционирующий таймер 17.

Сигнал от таймера 15 на таймер 17 блокируется, когда таймер 17 функционирует, и передается на сигнальное средство 19, выгодно являющееся ступенчатым звуковым сигнальным средством, которое увеличивает громкость с течением времени, только после того, как период времени, установленный таймером 17, истек.

Контролируемая частота дыхания от средства 12 также передается на средство компаратора 20, которое загружает в память заданную частоту дыхания, которая может регулироваться ручным регулятором 21, причем заданная величина, установленная для компаратора 20, выше, чем величина, установленная для компаратора 13, и когда контролируемая частота дыхания от средства 12 достигает заданной величины, установленной в компараторе 20, компаратор 20 немедленно возбуждает второе сигнальное средство 22, которое снова может содержать ступенчатую звуковую сигнализацию, которая увеличивает громкость с течением времени.

Следует отметить, что сигналы от компаратора 20 на сигнальное средство 22 обходят длительно функционирующий таймер, так что сигнальное средство 22 может быть возбуждено в любое время в течение сна.

Для подготовки устройства к использованию предполагаемый спящий сначала устанавливает таймер 17 на заданный период времени, чтобы дать возможность спящему пользоваться непрерываемым сном в течение периода, установленного на таймере 17, причем краткодействующий таймер 15 будет тогда установлен в положение, чтобы определить длительность сновидения, воспоминание о котором спящий хочет воспроизвести, и заданная частота дыхания для триггерирования компаратора 13 тогда устанавливается выгодно на 17-22 циклов дыхания в минуту в зависимости от уровня эмоций, которые испытывает спящий. Спящий тогда установит, используя управляющее средство 21, заданную частоту дыхания выше величины, установленной для средства 13, и которая выгодно может находиться выше 28 циклов дыхания в минуту. Тогда спящему только необходимо снять и поставить датчик 11 в одну ноздрю, предпочтительно используя зажим, который не будет причинять спящему неудобства.

Когда спящий спит, датчик 11 непрерывно контролирует изменение температуры между вдохом и выдохом, и контрольное средство 12 передает сигнал на компаратор 13 и на компараторе 20, указывающий частоту дыхания спящего.

В случае, когда в любое время в течение периода сна контролируемая частота дыхания поднимается выше заданной величины для компаратора 2, указывающая о неприятном сновидении или кошмаре, компатор 20 немедленно возбуждает сигнальное средство 22, которое издает звуковую сигнализацию на относительно низком уровне. Если сигнализации на низком уровне достаточно, чтобы отвлечь спящего от неприятного сна или кошмара, контролируемая частота дыхания будет падать ниже заданного уровня, установленного в компараторе 20, и при таком падении ниже заданной величины сигнал на сигнальное средство прекращается. В случае, когда сигнализация низкого уровня не прекращает неприятное сновидение или кошмар у спящего, сигнальное средство 22 переходит на свой более высокий уровень звука, чтобы разбудить спящего от неприятного сновидения или сна, тем самым прекращая неприятное сновидение или кошмар, прежде, чем это сновидение станет слишком устрашающим.

В случае, когда контролируемая частота дыхания поднимается выше заданного уровня, установленного для компаратора 13, чтобы побудить краткодействующий таймер 15 начать функционирование, сигналы от таймера 15 на длительно функционирующий таймер 17 блокируются, пока таймер 17 не закончит функционирование, тем самым давая возможность спящему пользоваться ненарушаемым сном, но при этом таймер 17 посылает на таймер 15 сигнал от компаратора 13 достаточной длительности, чтобы дать возможность таймеру 15 сработать, который принудит сигнальное средство 19 функционировать, чтобы разбудить спящего, и разбуженный спящий будет иметь полное четкое воспоминание о своем сновидении.

Таким образом, устройство, показанное на фиг. 1, дает возможность спящему пользоваться ненарушаемым периодом сна в то время, когда таймер 17 функционирует, и будит или пробуждает спящего во время периода сновидения после того, как таймер 17 прекратил функционирование, и при этом сновидение длится больше, чем период, установленный в таймере 15. Далее, спящий может чувствовать себя уверенным, что компаратор 20 в течение всего периода сна предохранит спящего от испытывания неприятного сновидения или кошмара.

В примере, показанном на фиг. 2, датчик 31, обычно датчик температуры, расположенный в или смежно с дыхательным каналом спящего, определяет изменения температуры между вдохом и выдохом спящего и передает эту информацию на контрольное средство 32. Контрольное средство 32 принимает сигналы от датчика 31, и путем управления этими сигналами относительно встроенного таймера передает сигнал, указывающий контролируемую частоту дыхания, на компаратор 33 и на сглаживающее средство 34, которое отсчитывает количество циклов дыхания, указанных сигналами от контрольного средства 32, в течение периода времени вычисляет среднее значение частоты дыхания и передает сигнал, указывающий среднюю частоту дыхания в течение заданного периода на память 35.

При получении сигналов, указывающих контролируемую частоту дыхания, от средства 32 и загруженную среднюю частоту дыхания от памяти 35 компаратор 33 сравнивает эти величины, и когда контролируемая частота дыхания от средства 32 превышает загруженную в память частоту дыхания от средства 34 на заданную величину, компаратор 33 выдает передаваемый сигнал, который может использоваться в одном из трех режимов.

В одном режиме, обозначенном сплошными линиями на фиг. 2, компаратор 33 излучает возбуждающий сигнал на краткодействующий таймер 36, установленный на функционирование в течение заданного времени (от 1 до 15 мин), и который может быть установлен вручную с помощью средства (не показано), или который может устанавливаться заранее на требуемое функционирование в устройстве.

Средство компаратора 33 будет продолжать генерировать свой подлежащий передаче сигнал на краткодействующий таймер 36, когда величина контролироуемой частоты дыхания от средства 32 продолжает превышать загруженную в память величину от средства, и если предназначенный для передачи сигнал от компаратора 33 прекращается до того, как таймер 36 проработал свой период времени, краткодействующий таймер 36 снова устанавливается на нуль.

В случае, когда средство компаратора 33 продолжает передавать свои сигналы на таймер 36, пока таймер 36 не закончит функционирование, сигнал передается на длительно функционирующий таймер 37, который может быть заранее установлен на заданный период времени или может регулироваться вручную или установления на заданный период времени, длительно функционирующий таймер 37 работает непрерывно с момента своего возбуждения, и если сигнал от таймера 36 принят таймером 37 до того, как таймер 37 проработал свой заранее установленный период времени, таймер 37 блокирует сигнал от таймера 36, и таймер 36 тогда возвращается в свое исходное положение.

В случае, когда сигнал от таймера 36 принят таймером 37 после заданного периода времени, установленного для таймера 37, таймер 37 посылает сигнал на сигнальное средство 38, предпочтительно ступенчатая звуковая сигнализация, которая увеличивает громкость со временем, чтобы разбудить спящего.

В своем втором режиме функционирования, обозначенном пунктирными линиями на фиг. 2, компаратора 33 при детектировании контролируемой частоты дыхания выше величины, загруженной в память 35, посылает сигнал на таймер 37, и если таймер 37 проработал свой заранее установленный период времени, сигнал передается на звуковую сигнализацию 38.

В своем третьем режиме функционирования (обозначенном штрихпунтирными линиями на фиг. 2) средство компаратора 33 при получении контролируемой величины дыхания, превышающей загруженную в память величину дыхания, передает сигнал на длительно функционирующий таймер 37 для возбуждения сигнализации 38 только в случае, когда компаратор 33 детектирует контролируемую частоту дыхания, падающую ниже заданной величины, указывающей на окончание сновидения, после чего спящий пробуждается немедленно, как только сновидение прекращается.

Устройство, показанное на фиг. 2, также включает в себя средство компаратора 39, предварительно устанавливаемое ручным регулятором 38, и выполненным с возможностью функционировать идентично средству компаратора 20 и регулятору 21, показанных на фиг. 1, и когда возбуждены, компаратор 39 посылает сигнал для возбуждения сигнального средства 40, функционирующего аналогично средству сигнализации 22.

Следует отметить, что во всех вышеописанных режимах функционирования устройство непрерывно контролирует физическое состояние (в вариантах реализации частоты дыхания) спящего, сравнивает контролируемое физическое состояние с заданной величиной физического состояния, которая может устанавливаться вручную или определяться устройством, и когда контролируемое физическое состояние превышает заданную величину физического состояния, будит спящего во время или сразу после детектированного состояния сновидения, чтобы предоставить возможность спящему полностью и четко вспоминать сновидение.

Использование: пробуждение спящего, видящего сон, в заданный момент сновидения, чтобы дать возможность пробужденному вспомнить сновидение. Сущность изобретения: устройство пробуждения содержит средство для детектирования состояния сновидения и средство для пробуждения спящего после того, как состояние сновидения было детектировано и поддерживалось в течение заданного времени, 12 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство пробуждения, отличающееся тем, что оно содержит средство для детектирования состояния сновидения и средство для пробуждения спящего после того, как состояние сновидения было детектировано и поддерживалось в течение заданного времени. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средством для детектирования состояния сновидения является датчик частоты дыхания. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно содержит компаратор, выполненный с возможностью сравнивать контролируемую частоту дыхания с заданной частотой дыхания. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что оно содержит контрольное устройство, выполненное с возможностью определять максимальную величину частоты дыхания в течение заданного периода времени и загружать в память эту максимальную величину частоты дыхания для сравнения компаратором. 5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что оно содержит контрольное устройство, выполненное с возможностью определять среднюю величину частоты дыхания, контролируемую в течение заданного периода времени добавлять к этой средней величине заранее установленную величину для получения заданной величины частоты дыхания и загружать в память заданную величину частоты дыхания для сравнения компаратором. 6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно содержит ручной регулятор, выполненный с возможностью ручной установки заданной величины частоты дыхания для сравнения компаратором. 7. Устройство по пп.3 6, отличающееся тем, что оно содержит краткодействующий таймер. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что краткодействующий таймер выполнен с возможностью возврата в свое исходное или нулевое положение без возбуждения сигнального устройства, если контролируемая частота дыхания падает ниже заданной величины, когда таймер функционирует. 9. Устройство по пп.3 6, отличающееся тем, что оно содержит сигнальное устройство, выполненное с возможностью возбуждения только в случае, когда контролируемая частота дыхания повышается выше заданной величины и опускается до заданной величины. 10. Устройство по пп.1 9, отличающееся тем, что оно содержит длительнофункционирующий таймер, выполненный с возможностью работы в течение заданного периода времени и блокировки работы сигнального устройства, когда работает длительнофункционирующий таймер. 11. Устройство по пп.1 10, отличающееся тем, что оно содержит сигнальное устройство, выполненное с возможностью немедленного срабатывания, если детектируемая частота дыхания достигает заданной величины. 12. Устройство по пп.1 11, отличающееся тем, что средство для детектирования состояния сновидения и компаратор для передачи сигнала на спящего, распознаваемого спящим как индикацию о состоянии сновидения, выполнены с возможностью срабатывания до того, как будут возбуждены сигнальные устройства. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что сигнал содержит серии импульсов, посылаемых спящему.