КОНТРОЛЬ СНА Российский патент 2019 года по МПК A61M21/00 A61B5/08 A61B5/83 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к системе контроля сна для осуществления контроля сна субъекта.

Настоящее изобретение дополнительно относится к способу контроля сна субъекта.

Кроме того, настоящее изобретение дополнительно относится к компьютерному программному продукту, который облегчает контроль сна субъекта.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сон - важная часть нашей жизни. Он гарантирует, что наши тела отдыхают и смогут восстановиться, и поэтому он важен для многолетнего здоровья. Поэтому важно, чтобы люди, т.е. субъекты, нормально спали. Без надлежащего сна могут возникнуть хронические проблемы со здоровьем. По этой причине было предложено множество решений, облегчающих контроль сна у субъекта, например, для диагностики расстройств сна или для улучшения процесса сна путем создания атмосферы в ограниченном пространстве, в котором субъект спит, чтобы улучшить качество сна для этого субъекта.

Например, в CN 203101953 A раскрывается устройство, которое содержит средство детектирования электроэнцефалографических волн (мозговых импульсов) для детектирования мозговых волн субъекта и контроллер, выполненный с возможностью анализа этих мозговых импульсов для детектирования различных стадий сна, причем устройство выполнено с возможностью управления кондиционером, увлажнителем и/или контроллером освещения для улучшения сна этого субъекта в ответ на детектированную стадию сна.

В US2016/015315 A1 раскрывается система способствования сну для контроля и способствования сну пользователя. Система обеспечивает оповещение третьего лица, когда система используется людьми с медицинскими показаниями, пожилыми людьми и/или беременными женщинами, и возникает непредвиденная ситуация. Блок восприятия, прикроватное устройство и подвижный терминальный монитор контролируют циклы сна и/или улучшают сон пользователя. Система обеспечивает пользователю улучшенное понимание индивидуальных характеров сна, а информация об окружающей среде влияет на качество сна.

В US2011/190594 A1 раскрывается установка для контроля ритмов сна пациента. Установка обеспечивает более точную диагностику и более эффективное лечение, одновременно сокращая лечащему персоналу время, необходимое на одного пациента, для оказания медицинской помощи, поскольку устройство связи позволяет работнику здравоохранения удаленно общаться с пациентом и оценивать его. Установка позволяет измерять как продолжительность, так и частоту изменения состояний, подлежащих измерению, так как дисплей и блок обработки отслеживают момент времени, в который происходит изменение состояния окружающей среды или состояния пациента.

Недостатком таких устройств является то, что они требуют физического контакта с субъектом, пытающимся спать. Аналогичные решения, например, решения, в которых датчики давления или тому подобное прикреплены к матрасу, на котором субъект пытается спать, в какой-то степени страдают от той же проблемы или могут страдать от проблем с точностью. Этот физический контакт может восприниматься как неудобный и как таковой нарушает сон контролируемого субъекта. Следовательно, существует потребность в системе контроля сна, которая может контролировать сон более незаметным образом.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение направлено на предоставление системы контроля сна, которая не требует физического контакта со спящим субъектом для получения точной информации о сне.

Настоящее изобретение дополнительно направлено на предоставление способа контроля сна субъекта, который не требует физического контакта со спящим субъектом для получения точной информации о сне.

Кроме того, настоящее изобретение дополнительно направлено на предоставление компьютерного программного продукта, который облегчает реализацию такого способа на вычислительном устройстве.

В соответствии с одним аспектом, предоставлена система контроля сна для осуществления контроля сна субъекта, содержащая датчик CO₂ и процессор, соединенный с датчиком CO₂ с возможностью связи (передачи данных), причем процессор выполнен с возможностью контроля концентрации CO₂ по данным датчика, полученным датчиком CO₂; и получения (выведения) информации о характере сна по контролируемой концентрации CO₂, при этом информация о характере сна содержит по меньшей мере указание на то, что субъект бодрствует, и указание на то, что субъект спит.

Настоящее изобретение основано на понимании того, что выдыхаемое субъектом, то есть человеком, количество CO₂, которое является функцией состояния активности этого субъекта, может использоваться для точного определения того, бодрствует ли субъект или спит. Следовательно, контролируя уровни CO₂ с помощью датчика и обрабатывая контролируемые уровни CO₂ с помощью процессора, можно получить (вывести) информацию о характере сна без необходимости контактирования с контролируемым субъектом.

В одном варианте осуществления процессор выполнен с возможностью выдачи показания (свидетельства), что субъект бодрствует, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ выше первого порогового значения; и выдачи показания, что субъект спит, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ ниже первого порогового значения. Например, процессор может быть выполнен с возможностью определения первого порогового значения путем калибровки на месте системы контроля сна.

Система контроля сна может дополнительно содержать дополнительный датчик для создания показания, что субъект пытается спать, причем процессор выполнен с возможностью получения информации о характере сна по данным датчика, полученным датчиком CO₂ и дополнительным датчиком. Это полезно, например, когда система контроля сна выполнена с возможностью определения показателя эффективности сна для субъекта, где данные датчика, предоставленные дополнительным датчиком, могут использоваться для определения момента времени, в который субъект начинает попытку заснуть, или определения момента времени, в который субъект просыпается. Например, дополнительным датчиком может быть светочувствительный датчик, звуковой датчик или датчик пользовательского интерфейса.

В одном варианте осуществления информация о характере сна дополнительно содержит показатель эффективности сна. Такой показатель можно использовать для определения эффективности или качества сна субъекта, что, например, может быть полезно для определения того, можно ли объяснить определенные физические симптомы субъекта, например, хроническую усталость, нарушением характера сна.

Процессор может быть выполнен с возможностью вычисления показателя эффективности сна по первому периоду времени, начинающемуся указанием на то, что субъект пытается заснуть, и заканчивающемуся указанием на то, что субъект встает; и по второму периоду времени, начинающемуся указанием на то, что субъект спит, и заканчивающемуся указанием на то, что субъект бодрствует, который следует за указанием на то, что субъект спит.

В одном варианте осуществления процессор дополнительно выполнен с возможностью идентифицировать фазу сна по упомянутым данным датчика для субъекта из контролируемой концентрации CO₂. За счет определения конкретной фазы сна, например, легкого сна или глубокого сна, системе контроля сна дана возможность оптимизации условий сна субъекта.

С этой целью процессор может быть выполнен с возможностью идентификации того, что субъект бодрствует, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ превышает первое пороговое значение; идентификации фазы легкого сна, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ находится между первым пороговым значением и вторым пороговым значением; и идентификации фазы глубокого сна, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ ниже второго порогового значения.

Система контроля сна может быть выполнена с возможностью создания конкретной атмосферы сна в ответ на определение конкретной фазы сна для оптимизации условий сна субъекта. Например, система контроля сна может дополнительно содержать устройство вывода для создания сенсорного стимула (относящегося к ощущениям раздражителя) для упомянутого субъекта, причем процессор дополнительно выполнен с возможностью формирования управляющего сигнала для устройства вывода в ответ на идентифицированную фазу сна. Например, устройство вывода может содержать по меньшей мере одно из устройства выпуска аромата, устройства вывода звука и устройства вывода света.

Процессор устройства контроля сна может быть дополнительно выполнен с возможностью формирования управляющего сигнала для устройства вывода к определенному сроку до момента пробуждения субъекта. Таким образом, для субъекта перед пробуждением можно создать приятную атмосферу, которая может улучшить хорошее самочувствие субъекта в начале нового дня.

Система контроля сна может содержать множество различных устройств вывода для создания соответствующих сенсорных стимулов, причем процессор дополнительно выполнен с возможностью формирования управляющего сигнала для одного или более выбранных устройств вывода в зависимости от идентифицированной фазы сна. Таким образом, может быть создана динамическая среда сна, в которой в зависимости от идентифицированной фазы сна формируются различные сенсорные стимулы, чтобы создать оптимальные условия сна для этой конкретной фазы сна.

Например, система контроля сна может дополнительно содержать вентилятор, при этом процессор дополнительно выполнен с возможностью формирования дополнительного управляющего сигнала для упомянутого вентилятора в ответ на идентифицированную фазу сна.

В по меньшей мере некоторых вариантах осуществления система контроля сна по меньшей мере частично состоит из устройства очистки воздуха, респираторного устройства или устройства увлажнения. Это имеет то преимущество, что предлагается устройство двойного назначения, которое может создавать атмосферу в ограниченном пространстве, в котором спит субъект, которое учитывает определенную стадию сна субъекта путем включения в свой состав по меньшей мере части системы контроля сна в устройстве.

В одном варианте осуществления система контроля сна система содержит первое устройство, содержащее датчик CO₂, и второе устройство, содержащее процессор, причем каждое из первого устройства и второго устройства содержит модуль беспроводной связи для установления линии беспроводной связи между первым устройством и вторым устройством, причем второе устройство является переносным устройством или устройством мобильной связи. Такая модульная система является особенно гибкой и, например, позволяет собирать данные контроля сна в месте, отведенном для датчика, так что можно предоставить компактный датчик, который можно расположить в непосредственной близости к контролируемому субъекту, для улучшения точности контроля сна.

В соответствии с другим аспектом, предоставлен способ контроля сна субъекта, включающий в себя прием измеренной концентрации CO₂; и вывод информации о характере сна по измеренной концентрации CO₂, причем информация о характере сна содержит выдачу по меньшей мере показания, что субъект бодрствует, и показания, что субъект спит. С помощью этого способа полезная информация о том, спит ли субъект, может быть получена без контакта с субъектом, что снижает риск того, что способ контроля сна побеспокоит субъекта.

Получение информации о характере сна может содержать выдачу показания, что субъект бодрствует, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ выше первого порогового значения; и выдачу показания, что субъект спит, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ ниже первого порогового значения. Это простой способ определения того, спит ли субъект или бодрствует, причем первое пороговое значение можно задать простым способом, например, посредством калибровки.

Получение информации о характере сна может содержать определение эффективности сна или определение фазы сна упомянутого субъекта. Например, определение эффективности сна может содержать вычисление показателя эффективности сна по первому периоду времени, начинающемуся указанием на то, что субъект пытается заснуть, и заканчивающемуся указанием на то, что субъект встает; и по второму периоду времени, начинающемуся указанием на то, что субъект спит, и заканчивающемуся указанием на то, что субъект бодрствует, который следует за указанием на то, что субъект спит. Такой показатель эффективности сна может предоставить полезную информацию о качестве сна субъекта, которую, например, можно использовать для поиска причины определенных физических симптомов, таких как хроническая усталость, и/или для улучшения условий сна субъекта для улучшения эффективности сна.

Чтобы создать особенно подходящие условия сна, способ может дополнительно включать в себя инициирование формирования задаваемого сенсорного стимула для упомянутого субъекта в ответ на определенную фазу сна упомянутого субъекта. Такими задаваемыми сенсорными стимулами могут быть фабричные настройки или, альтернативно, способ может включать в себя прием программы сенсорного стимула от пользователя; и формирование заданного сенсорного стимула в соответствии с принятой программой сенсорного стимула, так что способ может создавать атмосферу сна, которая воспринимается конкретным пользователем как особенно приятная.

Согласно еще одному аспекту, предоставлен компьютерный программный продукт, содержащий считываемый компьютером носитель данных со считываемыми компьютером программными командами, реализованными в ней, которые при выполнении процессором системы контроля сна в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения заставляют процессор реализовать способ согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Такой компьютерный программный продукт облегчает конфигурирование ранее существовавшего вычислительного устройства как части системы контроля сна в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Варианты осуществления изобретения описываются более подробно и с помощью неограничивающих примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, при этом

ФИГ. 1 схематично изображает систему контроля сна в соответствии с одним вариантом осуществления;

ФИГ. 2 представляет собой график, отображающий типичные объемы дыхания человека, связанные с различными состояниями сознания;

ФИГ. 3 представляет собой график, отображающий измеренные уровни CO₂ внутри комнаты, при которых человек активен;

ФИГ. 4 представляет собой график, отображающий измеренные уровни CO₂ внутри комнаты, при которых человек бодрствует, но отдыхает;

ФИГ. 5 представляет собой график, отображающий измеренные уровни CO₂ внутри комнаты, при которых человек спит;

ФИГ. 6 представляет собой столбиковую диаграмму, схематично изображающую различные фазы сна во время типичного цикла сна человека;

ФИГ. 7 схематично изображает систему контроля сна в соответствии с другим вариантом осуществления;

ФИГ. 8 схематично изображает систему контроля сна в соответствии с еще одним вариантом осуществления;

ФИГ. 9 представляет собой блок-схему способа контроля сна в соответствии с одним вариантом осуществления; и

ФИГ. 10 представляет собой блок-схему способа контроля сна в соответствии с одним вариантом осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Следует понимать, что фигуры являются только схематическими и вычерчены не в масштабе. Следует также понимать, что одинаковые ссылочные позиции используются на всех фигурах для обозначения одинаковых или подобных частей.

ФИГ. 1 схематично изображает систему 10 контроля сна в соответствии с одним вариантом осуществления. Система 10 контроля сна выполнена с возможностью контроля сна субъекта в ограниченном пространстве, таком как спальня, в которой расположено сенсорное устройство 20 системы 10 контроля сна. Сенсорное устройство 20 по меньшей мере содержит датчик 21 CO₂ и может содержать один или более дополнительных датчиков 23, которые могут включать датчик освещенности, звуковой датчик, например, микрофон, датчик ввода данных пользователем, например, пользовательский интерфейс, и т.д.

Сенсорное устройство 20 может быть автономным устройством, например, блоком датчиков или тому подобным, который может быть расположен в непосредственной близости от контролируемого субъекта. Например, сенсорное устройство 20 может быть выполнено с такими размерами, чтобы его можно было закрепить или иным образом зафиксировать на кровати, например, на изголовье кровати, в которой спит субъект, так, чтобы изменение концентрации CO₂, вызванное выдохом CO₂ субъектом, можно было точно проконтролировать сенсорным устройством 20 до того, как CO₂ диффундирует в общий объем воздуха в пределах ограниченного пространства, в котором расположено сенсорное устройство 20, например, кровати, в которой спит субъект.

В альтернативных вариантах осуществления сенсорное устройство 20 может составлять часть устройства, выполненного с возможностью изменять состояние атмосферы в пределах ограниченного пространства, как будет объяснено более подробно ниже. Например, такое устройство может быть выполнено с возможностью регулирования по меньшей мере одного из чистоты, влажности, температуры и уровня запаха в атмосфере (воздухе) в ограниченном пространстве. Такую функциональность, например, может включать устройство очистки воздуха, устройство кондиционирования воздуха, устройство увлажнения воздуха, устройство выпуска аромата или любое устройство, которое включает одну или более из вышеуказанных функциональных возможностей.

Система 10 контроля сна обычно содержит вычислительное устройство 30, включающее в себя процессор 31. Как показано на ФИГ. 1, вычислительное устройство 30 может быть отдельным устройством в сенсорном устройстве 20. Например, вычислительное устройство 30 может быть любым подходящим вычислительным устройством, таким как персональный компьютер, например, настольный компьютер или переносной компьютер, планшетный компьютер, персональный цифровой помощник, устройством мобильной связи, таким как смартфон, носимым интеллектуальным устройством, таким как умные часы, и т.д. Вычислительное устройство 30 может образовывать блок с сенсорным устройством 20. В таком блоке вычислительное устройство 30 может быть дискретным модулем или может быть частью устройства, выполненного с возможностью изменять состояние атмосферы в ограниченном пространстве, то есть такое устройство может содержать процессор 31. Процессор 31 может быть любым подходящим процессором, например, универсальным процессором или специализированным процессором. Вычислительное устройство 30 может дополнительно содержать устройство 33 хранения данных, соединенное с процессором 31 с возможностью передачи данных.

Вычислительное устройство 30 выполнено с возможностью обмена данными с сенсорным устройством 20 для получения уровней CO₂, которые определяются датчиком 21 CO₂, в ограниченном пространстве, в котором находится субъект. Датчик 21 CO₂ и дополнительный датчик(и) 23, если они имеются, соединены с вычислительным устройством 30 с возможностью передачи данных по линии 25 связи так, что процессор 31 может принимать показания датчиков от таких датчиков. Такая линия связи может быть линией проводной связи, например, в случае, если датчики 21, 23 являются составной частью вычислительного устройства 30, или могут быть линией беспроводной связи, например, в случае, если датчики 21, 23 расположены в другом устройстве вычислительного устройства 30, например, в отдельном сенсорном устройстве 20. С этой целью соответствующие устройства, соединенные с возможностью передачи данных по такой линии беспроводной связи, могут включать в себя беспроводной приемопередатчик (не показан). Устройства могут обмениваться данными друг с другом через свои соответствующие беспроводные приемопередатчики с использованием любого подходящего протокола беспроводной связи, например, Bluetooth, Wi-Fi, протокола мобильной связи, такого как 2G, 3G, 4G или 5G, подходящего протокола связи малого радиуса действия (NFC) или специализированного протокола. В случае такой беспроводной связи соответствующие устройства могут связываться непосредственно друг с другом или могут связываться друг с другом через прокси-сервер, такой как беспроводной мост, маршрутизатор, концентратор и т.д. Можно рассмотреть любой подходящий вариант осуществления проводной или беспроводной связи между такими соответствующими устройствами.

Процессор 31 может быть дополнительно соединен с устройством 33 хранения данных, показанным здесь, с возможностью передачи данных, для того, чтобы сформировать часть вычислительного устройства 30. Такое устройство хранения данных может быть любым подходящим устройством для хранения цифровых данных, например, оперативной памятью, кэш-памятью, флэш-памятью, твердотельным запоминающим устройством, магнитным запоминающим устройством, таким как жесткий диск, оптическим запоминающим устройством и т.д. Альтернативно, устройство 33 хранения данных может быть отдельным от вычислительного устройства 30, например, сетевым запоминающим устройством или облачным запоминающим устройством, доступным для процессора 31 по сети, такой как ЛВС или Интернет. Процессор 31 может хранить данные датчиков, принятые от подключенных датчиков 21, 23, в устройстве хранения данных с тем, чтобы собирать и сохранять информацию о прошлых периодах сна, полученную для субъекта в ограниченном пространстве, например, для анализа эффективности сна этого субъекта, как будет более подробно пояснено ниже.

На ФИГ. 1 вычислительное устройство 30 дополнительно содержит устройство 35 сенсорного вывода, управляемое процессором 31. Такое устройство сенсорного вывода может быть любым устройством, способным выдавать выходной сигнал, который может быть обнаружен с помощью одного из человеческих чувств. Например, устройство 35 сенсорного вывода может быть выполнено с возможностью выдавать видимый или слышимый выходной сигнал. Процессор 31 может быть выполнен с возможностью формировать управляющий сигнал, указывающий определенную процессором 31 эффективность сна субъекта, причем управляющий сигнал запускает устройство 35 сенсорного вывода для выдачи сенсорного выходного сигнала, указывающего определенную эффективность сна. Например, устройство 35 сенсорного вывода может содержать дисплей, выполненный с возможностью отображения определенной эффективности сна (или истории эффективности сна) субъекта.

ФИГ. 2 приводит доказательство идеи возможности детектировать различные состояния сознания, т.е. различие между бодрствующим и спящим субъектом. ФИГ. 2 изображает график, на котором идентифицированы три фазы сна. Фаза I - бодрствование, фаза II - переход к состоянию сна, а фаза III - состояние сна, ось X показывает время (в минутах), а ось Y показывает дыхание субъекта (в л/мин). Таким образом на этом графике ясно показано отчетливое снижение объемов вентиляции (дыхания), когда субъект переходит из состояния бодрствования в состояние сна. Следовательно, количество CO₂, выдыхаемое при переходе от состояния бодрствования в состояние сна, также уменьшается. Контролируемое количество CO₂, выдыхаемое субъектом, находящимся под контролем в течение единичного периода времени, может использоваться в качестве указания на то, бодрствует ли субъект или спит. Например, если количество CO₂, выдыхаемое за такой единичный период времени, превышает заданное пороговое значение, это можно считать указанием на то, что субъект бодрствует, тогда как если количество CO₂, выдыхаемое за такой единичный период времени, опускается ниже этого заданного порогового значения, это можно считать указанием на то, что субъект спит.

Возможность использования контроля уровней CO₂ для осуществления контроля сна субъекта дополнительно показана на ФИГ. 3-5, на которых уровни CO₂, выдыхаемого субъектом во время тренировки (ФИГ.3), отдыха (ФИГ.4) и сна (ФИГ.5), контролировались датчиком CO₂ в течение некоторого периода времени в пределах одного и того же ограниченного пространства (т.е. пространства, имеющего постоянный объем 29,25 м³) с герметично закрытыми окнами и дверями, чтобы минимизировать потерю CO₂ из ограниченного пространства. Во время тренировки контролируемые уровни CO₂ в переводе на скорость увеличения CO₂ 16,5 млн^-1/мин. В состоянии покоя (т.е. субъект бодрствует, но отдыхает) контролируемые уровни CO₂ в переводе на скорость увеличения CO₂ 3,0 млн^-1/мин, тогда как в состоянии сна субъекта контролируемые уровни CO₂ в переводе на скорость увеличения CO₂ 1,6 млн^-1/мин.

Как будет сразу понятно, абсолютные значения этих скоростей увеличения CO₂ зависят от нескольких факторов, таких как объем ограниченного пространства, масса тела и/или жизненная емкость легких контролируемого субъекта, скорость потери CO₂ из ограниченного пространства и так далее. Однако, данные на ФИГ. 3-5 ясно демонстрируют, что для конкретного субъекта существует явная разница в скорости, с которой уровни CO₂ растут в ограниченном пространстве, между различными физическими состояниями контролируемого субъекта. Таким образом, ясно показано, что, определяя скорость увеличения уровня CO₂ и сравнивая эту скорость с заданным пороговым значением, можно сделать заключение о физическом состоянии контролируемого субъекта, например, бодрствует ли субъект или спит.

Кроме того, по существу хорошо известно, что человек в состоянии легкого сна выдает больший объем вентиляции (дыхания) в единицу времени по сравнению с человеком в состоянии глубокого сна, так что путем контроля скорости увеличения уровней CO₂ в ограниченном пространстве и сравнения определенной скорости увеличения уровней CO₂ в ограниченном пространстве с еще одним заданным пороговым значением также может быть определено различие между легким сном и глубоким сном контролируемого субъекта, причем легкий сон детектируется, когда определенная скорость увеличения уровней CO₂ в ограниченном пространстве выше дополнительного заданного порогового значения, а глубокий сон детектируется, когда определенная скорость увеличения уровней CO₂ в ограниченном пространстве ниже дополнительного заданного порогового значения.

В одном варианте осуществления система 10 контроля сна может быть выполнена с возможностью определения конкретного физического состояния контролируемого субъекта в соответствии с Таблицей 1 (пороговое значение 1 выше порогового значения 2):

Таблица 1

Состояние Пороговое значение 1 Пороговое значение 2 Бодрствование Выше Выше Легкий сон Ниже Выше Глубокий сон Ниже Ниже

Как упомянуто выше, абсолютные значения порога 1 и порога 2 будут зависеть от ряда факторов, таких как объем ограниченного пространства, масса тела и/или жизненная емкость легких контролируемого субъекта, скорость потери CO₂ из ограниченного пространства и так далее. В одном варианте осуществления соответствующие пороговые значения, которые должны применяться системой 10 контроля сна, могут быть получены посредством калибровки системы. Это может быть достигнуто любым подходящим способом. Например, по меньшей мере сенсорное устройство 20 системы 10 контроля сна можно поместить в ограниченное пространство и использовать для контроля за субъектом в течение некоторого периода времени, например, в течение ночи, когда субъект спит в ограниченном пространстве. Данные, собранные с помощью сенсорного устройства 20, можно оценить для идентификации типичных изменений скорости увеличения уровней CO₂ в ограниченном пространстве, причем типичные изменения будут указывать на изменение физического состояния субъекта, например, переход от состояния бодрствования к состоянию легкого сна или переход от состояния легкого сна к состоянию глубокого сна. Таким образом, различные физические состояния могут быть легко идентифицированы по собранным данным, так что применимые значения порога 1 и порога 2, связанные с (переходами между) этими различными физическими состояниями, могут быть легко получены из собранных данных. Чтобы повысить точность выведенных таким образом пороговых значений, сбор данных во время калибровки может повторяться несколько раз, например, в течение ряда ночей. Система 10 контроля сна может иметь режим калибровки, который может быть активируемым пользователем. Например, система 10 контроля сна может содержать пользовательский интерфейс, например, на сенсорном устройстве 20 или вычислительном устройстве 30, который позволяет пользователю активировать режим калибровки, например, после установки сенсорного устройства 20 вблизи места, в котором контролируемый субъект намерен спать.

В одном варианте осуществления система 20 контроля сна выполнена с возможностью определения эффективности сна контролируемого субъекта. Эффективность SE сна может быть определена следующим образом:

ΔT_total - общее время, в течение которого субъект пытается спать, а ΔT_sleep - общее время, в течение которого субъект действительно спит. ΔT_total может быть определено как первый период времени, начинающийся указанием на то, что субъект пытается заснуть, и заканчивающийся указанием на то, что субъект встает. Указание на то, что субъект встает, обычно следует за указанием на то, что субъект спал, хотя это не является строго необходимым; например, в сценарии, когда субъекту вообще не удалось поспать, такое указание на то, что субъект спит, не было бы получено.

Общее время ΔT_total может определяться несколькими способами. Например, начальная точка этого периода может быть определена путем сбора дополнительным датчиком 23 показания, что субъект пытается спать. Это, например, может быть датчик давления, который, например, может быть прикреплен к подушке или матрацу или тому подобному, для обнаружения субъекта, ложащегося в кровать. Однако такое показание может быть менее точным, если субъект сначала совершает расслабляющие действия перед тем, как попытаться уснуть, например, читает или смотрит телевизор. Альтернативно, дополнительный датчик 23 может быть светочувствительным датчиком, который детектирует изменение уровня освещенности в ограниченном пространстве. Таким образом, если субъект выключает свет в ограниченном пространстве, такой как прикроватная лампа или телевизор, это может интерпретироваться как указание на то, что субъект пытается заснуть, и такое указание может быть точным указанием, с которого можно начать определение периода времени ΔT_total. Аналогично для этой цели может использоваться звуковой датчик, такой как микрофон, так как пользователь, выключающий телевизор или прекращающий чтение, может быть обнаружен по снижению уровней шума в ограниченном пространстве. В еще одном варианте осуществления субъект может предоставить пользовательский ввод на датчике 23 пользовательского ввода сенсорного устройства 20, например, в пользовательском интерфейсе, чтобы обеспечить особенно точное указание на то, что субъект начинает пытаться заснуть. Конечная точка периода времени ΔT_total может быть определена аналогичным способом, например, путем детектирования звонка будильника, включения света субъектом, из увеличения скорости, с которой субъект выдыхает CO₂, которая определяется с помощью датчика 21 CO₂ и так далее.

ΔT_sleep может быть определено как второй период времени, начинающийся указанием на то, что субъект спит, и заканчивающийся указанием на то, что субъект бодрствует, который следует за указанием на то, что субъект спит. В случае нарушения характера сна субъект может пережить несколько периодов, в течение которых субъект спит. В таком сценарии общий период ΔT_sleep, в который субъект спал, может быть получен путем суммирования всех периодов, в течение которых было определено, что объект спал.

Как будет понятно из вышеизложенного, общее время ΔT_sleep может быть определено с использованием данных датчика CO₂, собранных с помощью сенсорного устройства 20. Например, сенсорное устройство 20 может периодически замерять уровни CO₂ в ограниченном пространстве, в котором субъект пытается спать, причем эти периодические данные могут использоваться для определения общего времени ΔT_sleep. Например, общее время ΔT_sleep может быть определено путем подсчета числа точек замеров (данных) в периодических данных, для которых скорость увеличения уровня CO₂ относительно ранее зарегистрированного замера была ниже Порогового значения 1. Другие подходящие способы определения ΔT_sleep по собранным данным датчика будут естественным образом очевидны специалисту в данной области техники.

Система 10 контроля сна может быть дополнительно усовершенствована, например, с учетом сценариев, в которых контролируемый субъект временами покидает кровать, например, для перерыва на туалет или тому подобного. С этой целью система 10 контроля сна, например, может быть выполнена с возможностью продолжения определения периода времени ΔT_total, если установлено, что субъект возвращается в постель в течение ограниченного периода времени. Это может быть определено любым подходящим способом, например, с использованием данных датчиков, предоставленных датчиком 21 CO₂ и/или одним или более дополнительными датчиками 23, как объяснялось ранее. Другие усовершенствованные подходы будут очевидны специалистам в данной области техники.

В одном варианте осуществления система 10 контроля сна дополнительно выполнена с возможностью вычисления времени задержки наступления сна (SOL) у контролируемого субъекта. Время задержки наступления сна может быть определено как период времени между моментом времени, в который субъект начинает попытку заснуть, и моментом времени, когда субъект действительно засыпает. Момент времени, в который субъект начинает попытку заснуть, может быть определен, момент же времени, когда субъект действительно засыпает, может быть определен, как было объяснено ранее.

В одном варианте осуществления система 10 контроля сна может быть выполнена с возможностью выдачи показателя вычисленной эффективности SE сна, включая необязательно показание времени задержки SOL наступления сна на устройстве 35 сенсорного вывода так, чтобы контролируемый субъект мог быть осведомлен об эффективности его или её сна. С этой целью устройство 35 сенсорного вывода может быть включено в состав вычислительного устройства 30, которое является переносным, например, планшетным устройством или устройством мобильной связи, таким как смартфон, или устройством, которое является носимым, например, умными часами или тому подобным, которые контролируемый субъект может носить во время сна. Это имеет дополнительное преимущество в том, что, если сенсорное устройство 20 отделено от вычислительного устройства 30, может быть развернута ближняя беспроводная связь между сенсорным устройством 20 и вычислительным устройством 30, например, NFC или Bluetooth, что может быть выгодным с точки зрения энергоэффективности.

Система 10 контроля сна может быть выполнена с возможностью построить историю эффективностей сна, чтобы обеспечить оценку историю сна контролируемого субъекта. Например, процессор 31 может быть выполнен с возможностью хранения данных контроля сна и/или эффективности сна, вычисленной по данным контроля сна на устройстве 33 хранения данных. Система 10 контроля сна может содержать дисплей в качестве устройства 35 сенсорного вывода, на котором может отображаться история сна, хранящаяся в устройстве 33 хранения данных. Таким образом, история эффективности сна контролируемого субъекта может быть отображена и оценена, что может предоставить ценные сведения о типичных вариантах поведения во время сна контролируемого субъекта. Такие ценные сведения можно использовать, например, для определения того, могут ли определенные физические симптомы контролируемого субъекта быть объяснены эффективностью сна контролируемого субъекта в течение некоторого периода времени.

В другом варианте осуществления система 10 контроля сна выполнена с возможностью создания оптимизированной атмосферы сна, в которой в зависимости от физического состояния контролируемого субъекта, например, бодрствования субъекта, состояния легкого сна или состояния глубокого сна, система 10 контроля сна выполнена с возможностью формирования сенсорного стимула для поддержки процесса сна контролируемого субъекта. Это схематически изображено на ФИГ. 6, на которой состояние бодрствования обозначено A, состояние легкого сна обозначено B, а состояние глубокого сна обозначено C. Высота различных столбиков на ФИГ. 6 соответствует относительной скорости увеличения СО₂ для субъекта в соответствующем состоянии, а ширина каждого столбика указывает на продолжительность этого конкретного состояния.

На ФИГ. 7 схематично изображен вариант осуществления системы 10 контроля сна, в котором система 10 контроля сна дополнительно содержит по меньшей мере одно устройство 40 сенсорного вывода, выполненное с возможностью формирования сенсорного стимула 41 в ответ на управляющий сигнал, выдаваемый вычислительным устройством 30, например, процессором 31. Процессор 31 может быть выполнен с возможностью формирования этого управляющего сигнала в ответ на идентифицированное физическое состояние, например, на идентифицированную фазу сна. В этом контексте следует понимать, что состояние бодрствования относится к особой фазе сна, то есть фазе отсутствия сна. В ответ на данные датчика, выданные сенсорным устройством 20, например, уровни CO₂ указывающие на вхождение контролируемого субъекта в конкретную фазу сна, процессор 31 может формировать управляющий сигнал, чтобы инициировать выдачу сенсорного стимула 41 устройством 40 сенсорного вывода, чтобы повысить качество или улучшить эту конкретную фазу сна контролируемого субъекта.

Устройство 40 сенсорного вывода может быть выполнено с возможностью формирования различных типов сенсорных стимулов или, альтернативно, система 10 контроля сна может содержать множество устройств 40 сенсорного вывода, каждое из которых реагирует на управляющий сигнал, формируемый вычислительным устройством 30, так, что для разных фаз сна процессор 31 может инициировать формирование различных типов сенсорных стимулов.

Примером сенсорного стимула, который может повысить качество или улучшить определенный тип сна, является звуковой стимул, такой как шум ветра, волн, музыка ветра или любой другой тип звука, который контролируемым субъектом считается успокаивающим. В одном варианте осуществления устройство 40 сенсорного вывода может содержать библиотеку таких звуков, причем система 10 контроля сна дополнительно содержит пользовательский интерфейс, который облегчает выбор пользователем определенного звука из такой библиотеки.

Другим примером сенсорного стимула, который может повысить качество или улучшить определенный тип сна, является обонятельный стимул, такой как особый аромат или запах, который контролируемым субъектом воспринимается как приятный и/или успокаивающий, такой как аромат духов, содержащий лавандовые или сосновые тона, запах завтрака, который может формироваться в процессе пробуждения контролируемого субъекта и так далее. Устройство 40 сенсорного вывода, выполненное с возможностью предоставления такого обонятельного стимула, то есть устройство выпуска аромата, может быть выполнено с возможностью периодического испускания обонятельного стимула с целью сохранения целевого уровня обонятельного стимула в ограниченном пространстве. Устройство 40 сенсорного вывода, выполненное с возможностью предоставления такого обонятельного стимула, может дополнительно быть выполнено с возможностью испускания обонятельного стимула с заданной пользователем скоростью.

С этой целью система 10 контроля сна может содержать пользовательский интерфейс, который облегчает пользователю задание скорости, с которой обонятельный стимул должен выпускаться устройством 40 сенсорного вывода. В одном варианте осуществления устройство 40 сенсорного вывода, выполненное с возможностью предоставления такого обонятельного стимула, может содержать библиотеку обонятельных стимулов, т.е. несколько резервуаров, содержащих химические соединения для формирования такого обонятельного стимула, причем система 10 контроля сна содержит пользовательский интерфейс, который облегчает контролируемому субъекту выбор конкретного обонятельного стимула, подлежащего формированию во время определенной фазы сна этого субъекта. Любое подходящее устройство выпуска аромата может быть развернуто как устройство 40 сенсорного вывода. Например, устройство выпуска аромата может содержать один или более картриджей, загруженных специфическими запахами, причем картриджи могут быть заменены. Устройство выпуска аромата может содержать небулайзер (распылитель) или тому подобное для выпуска аромата из устройства выпуска аромата. В равной степени применимы и другие хорошо известные механизмы выпуска.

Еще один примером сенсорного стимула, который может повысить качество или улучшить определенный тип сна, является оптический стимул, например, свет. Например, устройство 40 сенсорного вывода может быть устройством вывода света под управлением вычислительного устройства 30.

Еще одним примером сенсорного стимула, который может повысить качество или улучшить определенный тип сна, является состояние воздуха. Такое состояние воздуха может формироваться устройством кондиционирования воздуха, которое может регулировать по меньшей мере одно из температуры и влажности атмосферы в ограниченном пространстве, в котором спит контролируемый субъект. В одном варианте осуществления вычислительное устройство 30 может быть выполнено с возможностью регулирования вентилятора в таком устройстве, например, уменьшения скорости вращения вентилятора после того, как контролируемый субъект заснул, поскольку уменьшенный объем выдоха означает, что на этом этапе может быть ослаблена потребность в кондиционировании воздуха в ограниченном пространстве или потому что во время сна желательно снижение уровней шума, чтобы снизить риск того, что контролируемый субъект проснется от шума вентилятора.

Таким образом, может создаваться атмосфера сна, которая способствует здоровому характеру сна контролируемого субъекта. Например, во время начальных стадий сна субъекта, например, в течение периода времени, в течение которого субъект пытается заснуть, может создаваться успокаивающая атмосфера с использованием определенного аромата и/или одного или более успокаивающих звуков, которые могут продолжаться вплоть до момента, когда по выданным датчиком 20 CO₂ результатам измерений будет определено, как ранее объяснялось, что контролируемый субъект вступил в состояние легкого сна или глубокого сна. В этот момент атмосфера сна может быть изменена путем прекращения формирования конкретного аромата и/или одного или более успокаивающих звуков и путем регулирования, например, уменьшением потока воздуха, создаваемого блоком кондиционирования воздуха системы 10 контроля сна. Такая атмосфера сна может быть задана в системе 10 контроля сна.

Система 10 контроля сна может содержать библиотеку таких атмосфер сна, а также пользовательский интерфейс, который позволяет пользователю выбирать конкретную атмосферу сна из этой библиотеки. В таком варианте осуществления процессор 31 обычно выполнен с возможностью формирования управляющих сигналов для упомянутых одного или более устройств 40 сенсорного вывода в соответствии с выбранной пользователем атмосферой сна и сигналов датчиков, выдаваемых сенсорным устройством 20, то есть показаний, что субъект пытается заснуть и входит в конкретные фазы сна, как более подробно описано выше.

Альтернативно, система 10 контроля сна может быть программируемой, чтобы позволить пользователю запрограммировать персонализированную атмосферу сна в системе 10 контроля сна, и в этом случае процессор 31 обычно выполнен с возможностью формирования управляющих сигналов для одного или более устройств 40 сенсорного вывода в соответствии с конкретной персонифицированной атмосферой сна и сигналов датчиков, выдаваемых сенсорным устройством 20, то есть показаний, что субъект пытается заснуть и входит в конкретные фазы сна, как более подробно описано выше.

В одном варианте осуществления система 10 контроля сна может быть дополнительно выполнена с возможностью создания конкретной атмосферы до времени пробуждения контролируемого объекта, чтобы гарантировать, что контролируемый субъект проснется приветливым. Например, контролируемый субъект указывает время пробуждения на пользовательском интерфейсе системы 10 контроля сна с процессором 31, выполненным с возможностью формирования дополнительного управляющего сигнала для одного или более устройств 40 сенсорного вывода, заданного количества времени до этого момента пробуждения, чтобы вызвать генерацию этой конкретной атмосферы в ограниченном пространстве. Такая конкретная атмосфера, например, может включать в себя постепенное увеличение воздушного потока, создаваемого блоком кондиционирования воздуха системы 10 контроля сна, изменение температуры в ограниченном пространстве, формирование запаха свежего кофе или другого приятного аромата, ассоциированного с просыпанием, и так далее. Можно рассмотреть любую комбинацию таких сенсорных стимулов. Формирование конкретной атмосферы можно использовать вместо звукового сигнала или можно использовать в сочетании со звуковым сигналом, например, предупредительным сигналом, формируемым будильником или подобным.

В одном варианте осуществления система 10 контроля сна может содержать интеллектуальное программное обеспечение, которое оценивает данные о прошлых периодах сна, собранные процессором 31, для получения типичного характера пробуждения для контролируемого субъекта, например, конкретное время пробуждения в будние дни и конкретное время пробуждения в выходные дни. В этом варианте осуществления, как только система 10 контроля сна получила сведения о типичном поведении контролируемого субъекта при пробуждении, контролируемому субъекту больше не нужно указывать конкретное время пробуждения, так как система 10 контроля сна может автономно определять соответствующий момент времени, в который может формироваться приятная для пробуждения атмосфера.

На ФИГ. 7 упомянутые одно или более устройств 40 сенсорного вывода являются дискретными устройствами, которые отделены от вычислительного устройства 30 и/или сенсорного устройства 20. В этом варианте осуществления упомянутые одно или более устройств 40 сенсорного вывода могут быть соединены с возможностью передачи данных с вычислительным устройством 30 любым подходящим способом, например, посредством беспроводной или проводной связи, как описано выше для канала 25 связи. Однако, в равной степени возможно, чтобы по меньшей мере некоторые из упомянутых одного или более устройств 40 сенсорного вывода составляли часть устройства, которое дополнительно включает в себя вычислительное устройство 30 и/или сенсорное устройство 20. Например, таким устройством может быть устройство кондиционирования воздуха, устройство очистки воздуха, дыхательное устройство или устройство увлажнения.

На ФИГ. 8 схематично изображен примерный вариант осуществления системы 10 контроля сна, реализованный устройством очистки воздуха, имеющим впуск 53 воздуха, выпуск 55 воздуха и канал 51 очистки воздуха, например, трубопровод для текучей среды, проходящий между впуском 53 воздуха и выпуском 55 воздуха. На пути 51 очистки воздуха может быть расположен вентилятор 50 для управления расходом воздуха по пути 51 очистки воздуха. Вентилятор 50 может управляться процессором 31, встроенным в устройство очистки воздуха. Как объяснялось ранее, процессор 31 может быть выполнен с возможностью управления скоростью вентилятора 50 в ответ на детектирование определенной фазы сна контролируемого субъекта. Сенсорное устройство 20 также является неотъемлемой частью устройства очистки воздуха в этом варианте осуществления и в дополнение к ранее описанному датчику 21 CO₂ и упомянутые один или более дополнительных датчиков 23 могут дополнительно содержать один или более дополнительных датчиков 25 для контроля уровня загрязнения воздуха, поступающего в устройство очистки воздуха через впуск 53 воздуха. Процессор 31 может быть дополнительно выполнен с возможностью регулирования скорости вентилятора у вентилятора 50 в ответ на данные датчика, выданные одним или более дополнительными датчиками 25, чтобы гарантировать, что качество воздуха в ограниченном пространстве, в котором размещено устройство очистки воздуха, регулируется надлежащим образом. Поскольку такое регулирование скорости вращения вентилятора на основе датчиков само по себе хорошо известно, оно только ради краткости не объясняется далее.

Устройство очистки воздуха дополнительно содержит одну или более структур 110 для удаления загрязнений, например, фильтров или тому подобного, что само по себе хорошо известно. Это не будет объясняться далее только ради краткости. Устройство очистки воздуха дополнительно содержит одно или более устройств 40 сенсорного вывода для создания сенсорного выходного сигнала 41 в ответ на управляющий сигнал, выданный процессором 31, после детектирования конкретной фазы сна процессором 31 по данным датчика, выданным сенсорным устройством 20, как объяснено ранее. Специалист в данной области техники сразу поймет, что, хотя такая интегральная система 10 контроля сна более подробно объяснена для устройства очистки воздуха, в равной степени возможно реализовать такую интегральную систему 10 контроля сна в аналогичных устройствах обработки воздуха, таких как установки кондиционирования воздуха, увлажнители воздуха, дыхательные устройства и т.д.

Здесь следует отметить, что варианты осуществления системы 10 контроля сна можно также использовать в ограниченном пространстве, в котором спит несколько субъектов. Например, в таком сценарии могут быть развернуты несколько систем контроля сна, обладающих способностью обнаружения (СО₂) и формирования сенсорного стимула поблизости от конкретного субъекта, для создания ограниченных атмосфер сна, учитывающих индивидуальные особенности этого конкретного субъекта. Альтернативно, можно предусмотреть единственную систему 10 контроля сна, содержащую несколько датчиков, которые могут быть задействованы поблизости от конкретного контролируемого субъекта, и содержащую несколько выводов для конкретного сенсорного стимула. Например, система 10 контроля сна может быть выполнена с возможностью направленно выдавать сенсорный стимул конкретному субъекту, т.е. контролируемому субъекту, так что в случае нескольких субъектов в одном и том же ограниченном пространстве сенсорный стимул нацелен в первую очередь только на контролируемого субъекта, тем самым снижая риск того, что другие субъекты ощутят сенсорный стимул (в значительной степени).

Хотя варианты осуществления настоящего изобретения описаны в контексте контроля CO₂, следует понимать, что альтернативные варианты осуществления, в которых может контролироваться другой газ, на который влияет вентиляция (дыхание), например, O₂, например, для поддержки или замены данных контроля CO₂.

На ФИГ. 9 представлена блок-схема примерного варианта осуществления способа 100 контроля сна по настоящему изобретению. Способ 100 контроля сна начинается на этапе 101, например, путем включения или иного запуска системы 10 контроля сна, после чего способ переходит к этапу 103, где определяется, пытается ли контролируемый субъект спать. Такое показание контролируемого субъекта, подстраиваемое под сон, может быть получено из выключения света контролируемым субъектом, выключения телевизора или радио, убирания книги, предоставления пользовательского ввода, указывающего, что контролируемый объект пытается заснуть, как объяснялось ранее. Способ 100 остается на этапе 103 до тех пор, пока не будет получено такое показание, после чего способ 100 переходит к этапу 105, на котором данные датчика CO₂ собираются в ограниченном пространстве, в котором контролируемый субъект пытается спать, предпочтительно с использованием датчика CO₂ в непосредственной близости к контролируемому субъекту с целью повышения точности данных датчика CO₂.

Способ 100 продолжает собирать принятые датчиком CO₂ данные в течение периода времени на этапе 107 до тех пор, пока на этапе 109 не будет получено показание, что сон контролируемого субъекта закончился, то есть, что субъект встает. Такое показание может быть получено, например, при звонке будильника, включении света, резком увеличении скорости, с которой увеличиваются уровни CO₂ в ограниченном пространстве, предоставлении контролируемым субъектом указания на пользовательском интерфейсе системы 10 контроля сна, что субъект проснулся, и так далее.

Затем способ 100 переходит к этапу 111, на котором эффективность сна контролируемого субъекта получают по собранным показаниям и собранным данным датчика CO₂, как более подробно описано выше. В частности, вышеописанная эффективность SE сна может быть определена по ранее описанным ΔT_total и ΔT_sleep, и время SOL задержки наступления сна может быть определено, как описано более подробно выше. Способ 100 может дополнительно формировать сенсорный выходной сигнал, указывающий эффективность сна и/или время задержки наступления сна, например, путем формирования видимого сообщения на устройстве отображения по варианту осуществления системы 10 контроля сна, описанному более подробно выше, до того, как способ 100 завершается на этапе 113.

На ФИГ. 10 представлена блок-схема другого примерного варианта осуществления способа 100 контроля сна по настоящему изобретению. На ФИГ. 10 этапы 101, 103, 105 и 107 идентичны этапам, показанным на ФИГ. 9, и поэтому для краткости не описываются снова. В настоящем варианте осуществления данные датчика CO₂, собранные на этапе 107, используются на этапе 115 для определения конкретной фазы сна контролируемого субъекта, например, бодрствует ли контролируемый субъект, находится ли в состоянии легкого сна или в состоянии глубокого сна, что может быть получено путем сравнения скорости увеличения уровней CO₂ в ограниченном пространстве с определенными пороговыми значениями, например, Пороговым значением 1 и Пороговым значением 2, как более подробно описано выше.

Идентифицированную фазу сна контролируемого субъекта можно использовать на этапе 117, чтобы инициировать генерацию сенсорного стимула для контролируемого субъекта, который является специфическим для идентифицированной фазы сна, для повышения качества или улучшения эффективности этой фазы сна, например, путем формирования успокаивающего звука или приятного аромата, создавая, изменяя яркость или отключая световой эффект, путем изменения состояние воздуха для воздуха в ограниченном пространстве, в котором спит контролируемый субъект, и т.д., как объяснено более подробно выше. Затем на этапе 119 проверяется, может ли способ быть завершен, например, потому что контролируемый субъект просыпается. Если это не так, способ 100 может вернуться к этапу 107. В противном случае способ может завершиться на этапе 113.

В одном варианте осуществления может быть предоставлен компьютерный программный продукт, такой как приложение, которое может быть установлено на вычислительном устройстве, таком как мобильный телефон, планшетное устройство, носимое интеллектуальное устройство, такое как умные часы, персональный компьютер, портативный компьютер и т.д., которое позволяет пользователю запрограммировать варианты осуществления системы 10 контроля сна. Например, такое приложение может облегчить пользователю указание конкретной (персонифицированной) атмосферы сна, подлежащей формированию во время сна этого пользователя, причем персонифицированная атмосфера сна может сообщаться приложением системе 10 контроля сна, так что система 10 контроля сна может формировать указанные сенсорные стимулы в соответствующий момент времени, то есть во время различных фаз сна этого пользователя, как указано с помощью приложения.

Аспекты настоящего изобретения могут быть воплощены в виде системы 10 контроля сна и способа 100 контроля сна субъекта. Аспекты настоящего изобретения могут иметь форму компьютерного программного продукта, реализованного на одном или более считываемых компьютером носителях, имеющих считываемый компьютером программный код, реализованный на нем. Код обычно реализует считываемые компьютером программные команды, которые при выполнении на процессоре 31 такой системы 10 контроля сна реализуют способ 100 контроля сна.

Может использоваться любая комбинация одного или более считываемых компьютером носителей. Считываемый компьютером носитель может представлять собой считываемый компьютером носитель сигнала или считываемый компьютером носитель данных. Считываемый компьютером носитель данных, например, может быть, но не ограничивается этим, электронной, магнитной, оптической, электромагнитной, инфракрасной или полупроводниковой системой, аппаратом или устройством, или любой подходящей комбинацией вышеперечисленного. Такая система, аппарат или устройство могут быть доступны через любое подходящее сетевое соединение; например, система, аппарат или устройство могут быть доступны по сети для получения считываемого компьютером программного кода по сети. Такая сеть может, например, быть сетью Интернет, сетью мобильной связи и т.п. Более конкретные примеры (неисчерпывающий список) считываемых компьютером носителей данных может содержать следующее: электрическое соединение, имеющее один или более проводов, портативную компьютерную дискету, жесткий диск, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянную память (ПЗУ), стираемую программируемую постоянную память (СППЗУ или флэш-память), оптическое волокно, портативную постоянную память на компакт-диске (CD-ROM), оптическое запоминающее устройство, магнитное запоминающее устройство или любую подходящую комбинацию вышеперечисленного. В контексте настоящей заявки считываемый компьютером носитель данных может быть любым материальным носителем, который может содержать или хранить программу для использования системой устройством или аппаратом выполнения команд или вместе с ними.

Считываемый компьютером носитель сигнала может включать в себя передаваемый сигнал данных со считываемым компьютером программным кодом, реализованным в нем, например, в полосе частот или как часть несущей частоты (волны). Такой передаваемый сигнал может принимать любую из множества форм, включая, но не ограничиваясь этим, электромагнитную, оптическую или любую подходящую их комбинацию. Считываемый компьютером носитель сигнала может быть любым считываемым компьютером носителем, который не является считываемым компьютером носителем данных и который может обмениваться данными, распространять или передавать программу для использования системой, устройством или аппаратом выполнения команд или вместе с ними.

Программный код, реализованный на считываемом компьютером носителе, может передаваться с использованием любого подходящего носителя, включая, но не ограничиваясь этим, беспроводную связь, проводную связь, волоконно-оптический кабель, РЧ и т.д. или любую подходящую комбинацию вышеперечисленного.

Компьютерный программный код для осуществления способов по настоящему изобретению путем выполнения на процессоре 31 может быть записан на любой комбинации одного или более языков программирования, в том числе объектно-ориентированного языка программирования, такого как Java, Smalltalk, C++ или тому подобного, и традиционного процедурного языка программирования, такого как язык программирования «C» или аналогичных языков программирования. Программный код может полностью выполняться на процессоре 31 как отдельный программный пакет, например, приложение или может выполняться частично на процессоре 31 и частично на удаленном сервере. В последнем сценарии удаленный сервер может быть подключен к системе 10 контроля сна через сеть любого типа, в том числе локальную сеть (ЛВС) или глобальную вычислительную сеть (WAN), или может быть выполнено соединение с внешним компьютером, например, через Интернет с использованием поставщика услуг сети Интернет.

Аспекты настоящего изобретения описаны выше со ссылкой на изображения блок-схем и/или функциональные схемы способов, устройства (системы) и компьютерные программные продукты согласно вариантам осуществления изобретения. Следует понимать, что каждый блок изображений блок-схем и/или функциональных схем, и комбинации блоков на изображениях блок-схем и/или функциональных схемах могут быть реализованы как команды компьютерной программы, подлежащие выполнению полностью или частично на процессоре 31 системы 10 контроля сна, так что команды создают средства для реализации функций/действий, указанных в блок-схеме и/или блоке или блоках функциональной схемы. Эти команды компьютерной программы также могут быть сохранены на считываемом компьютером носителе, чтобы можно было управлять системой 10 контроля сна так, чтобы она функционировала определенным образом.

Команды компьютерной программы могут быть загружены в процессор 31, чтобы вызвать ряд операционных этапов, подлежащих выполнению на процессоре 31, для создания такого реализуемого компьютером процесса, что команды, выполняемые на процессоре 31, предоставляют процессы для реализации функций/действий, указанных в блок-схеме и/или блоке или блоках функциональной схемы. Компьютерный программный продукт может быть частью системы 10 контроля сна, например, может быть установлен в системе 10 контроля сна.

Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области техники способны разработать многие альтернативные варианты осуществления, не выходя за рамки прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения любые ссылочные позиции, помещенные в круглых скобках, не должны быть истолкованы, как ограничивающее пункт формулы изобретения. Слово «содержит» не исключает наличия элементов или этапов, отличных от тех, что перечислены в пункте формулы изобретения. Использование единственного числа элемента не исключает наличия множества таких элементов. Изобретение может быть реализовано с помощью аппаратного обеспечения, содержащего несколько отдельных элементов. В пункте формулы изобретения на устройство, в котором перечислено несколько средств, некоторые из этих средств могут быть реализованы одним и тем же элементом аппаратного обеспечения. Сам факт того, что некоторые меры перечислены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что не может быть использована с выгодой комбинация этих мер.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к контролю сна субъекта, и может быть использована для контроля сна субъекта и получения точной информации о сне без физического контакта со спящим субъектом. Принимают измеренную концентрацию CO₂ в окружающем воздухе. Получают информацию о характере сна или бодрствования по измеренной концентрации CO₂. При получении упомянутой информации о характере сна выдают показания, что субъект бодрствует, когда скорость увеличения контролируемой концентрации выше первого порогового значения. И выдают показания, что субъект спит, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ ниже первого порогового значения. Система контроля сна для выполнения этапов способа контроля сна субъекта содержит датчик CO₂ и процессор, соединенный с датчиком CO₂ с возможностью передачи данных. Причем процессор выполнен с возможностью контроля концентрации CO₂ в окружающем воздухе по данным датчика, предоставляемым датчиком концентрации CO₂ в воздухе. Процессор выполнен с возможностью выполнения этапов способа и возможностью определения первого порогового значения путем калибровки на месте системы контроля сна. Также предложен считываемый компьютером носитель данных со считываемыми компьютером программными командами, реализуемыми при этом, при выполнении процессором системы контроля сна, для предписания процессору реализовать способ контроля сна субъекта. Группа изобретений обеспечивает получение информации о характере сна субъекта без необходимости контактирования с ним за счет контроля выдыхаемого субъектом количества CO₂ и скорости увеличения его концентрации, являющейся функцией состояния активности субъекта. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

1. Система (10) контроля сна для контроля сна субъекта, содержащая датчик (21) CO₂ и процессор (31), соединенный с датчиком CO₂ с возможностью передачи данных, причем процессор выполнен с возможностью:

контроля концентрации CO₂ в окружающем воздухе по данным датчика, предоставляемым датчиком концентрации CO₂ в воздухе;

получения информации о характере сна или бодрствования по контролируемой концентрации CO₂;

отличающаяся тем, что

процессор дополнительно выполнен с возможностью:

выдачи показания, что субъект бодрствует, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ выше первого порогового значения; и

выдачи показания, что субъект спит, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ ниже первого порогового значения, причем процессор выполнен с возможностью определения первого порогового значения путем калибровки на месте системы контроля сна.

2. Система (10) контроля сна по п. 1, дополнительно содержащая светочувствительный датчик, звуковой датчик или датчик пользовательского интерфейса для предоставления показания, что субъект приготовился ко сну, причем процессор (31) выполнен с возможностью получения информации о характере сна по данным датчика, предоставляемым датчиком CO₂ и упомянутым дополнительным датчиком.

3. Система (10) контроля сна по п. 2, в которой информация о характере сна дополнительно содержит показатель эффективности сна, причем процессор выполнен с возможностью вычисления показателя эффективности сна по:

первому периоду времени, начинающемуся указанием на то, что субъект приготовился ко сну, и заканчивающемуся указанием на то, что субъект встает; и

второму периоду времени, начинающемуся указанием на то, что субъект спит, и заканчивающемуся указанием на то, что субъект бодрствует, который следует за указанием на то, что субъект спит,

причем показатель эффективности сна определяется как отношение длительности второго периода времени к длительности первого периода времени.

4. Система (10) контроля сна по любому из пп. 1-3, в которой процессор (31) дополнительно выполнен с возможностью идентификации фазы сна по упомянутым данным датчика для субъекта по контролируемой концентрации CO₂, при этом процессор выполнен с возможностью:

идентификации того, что субъект бодрствует, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ выше первого порогового значения;

идентификации фазы легкого сна, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ находится между первым пороговым значением и вторым пороговым значением; и

идентификации фазы глубокого сна, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ ниже второго порогового значения.

5. Система (10) контроля сна по п. 4, дополнительно содержащая устройство (40) вывода для создания сенсорного стимула (41) для упомянутого субъекта, причем процессор (31) дополнительно выполнен с возможностью формирования управляющего сигнала для устройства вывода в ответ на идентифицированную фазу сна, причем устройство (40) вывода содержит по меньшей мере одно из устройства выпуска аромата, устройства вывода звука и устройства вывода света.

6. Система (10) контроля сна по п. 5 в которой процессор (31) дополнительно выполнен с возможностью формирования управляющего сигнала для устройства вывода к определенному сроку до момента пробуждения субъекта.

7. Система (10) контроля сна по п. 6, содержащая по меньшей мере одно из:

множества различных устройств вывода для создания соответствующих сенсорных стимулов, причем процессор (31) дополнительно выполнен с возможностью формирования управляющего сигнала для одного или более выбранных устройств вывода в зависимости от идентифицированной фазы сна; и

вентилятора (50), при этом процессор (31) дополнительно выполнен с возможностью формирования дополнительного управляющего сигнала для упомянутого вентилятора в ответ на идентифицированную фазу сна.

8. Система (10) контроля сна по п. 7, причем система контроля сна по меньшей мере частично состоит из устройства кондиционирования воздуха, устройства очистки воздуха или устройства увлажнения.

9. Система (10) контроля сна по любому из пп. 1-8, содержащая первое устройство (20), включающее в себя датчик (21) CO₂, и второе устройство (30), включающее в себя процессор (31), причем каждое из первого устройства и второго устройства содержит модуль беспроводной связи для установления линии беспроводной связи между первым устройством и вторым устройством, причем второе устройство является носимым устройством или устройством мобильной связи.

10. Способ (100) контроля сна субъекта, включающий:

прием (105) измеренной концентрации CO₂ в окружающем воздухе;

получение (109, 115) информации о характере сна или бодрствования по измеренной концентрации CO₂;

отличающийся тем, что

получение упомянутой информации о характере сна содержит:

выдачу показания, что субъект бодрствует, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ выше первого порогового значения; и

выдачу показания, что субъект спит, когда скорость увеличения контролируемой концентрации CO₂ ниже первого порогового значения.

11. Способ (100) по п. 10, в котором получение информации о характере сна содержит определение (109) эффективности сна или определение (115) фазы сна упомянутого субъекта, причем определение эффективности сна содержит:

вычисление показателя эффективности сна по:

первому периоду времени, начинающемуся указанием на то, что субъект приготовился ко сну, и заканчивающемуся указанием на то, что субъект встает; и

второму периоду времени, начинающемуся указанием на то, что субъект спит, и заканчивающемуся указанием на то, что субъект бодрствует, который следует за указанием на то, что субъект спит,

причем показатель эффективности сна определяется как отношение длительности второго периода времени к длительности первого периода времени.

12. Считываемый компьютером носитель данных со считываемыми компьютером программными командами, реализуемыми при этом, при выполнении процессором (31) системы (10) контроля сна по любому из пп. 1-9, для предписания процессору реализовать способ (200) по любому из пп. 10, 11.