用于確定人的睡眠和睡眠階段的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定一個人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的系統(tǒng)和方法，其包括：被配置成檢測此人的心率的心率檢測部件；被配置成檢測此人的某一身體部分的移動的移動檢測部件，其中所檢測到的移動是由身體的骨骼肌引起的；被配置成記錄所檢測到的心率和所檢測到的身體部分的移動的記錄部件；被配置成把此人的所記錄的心率分類到至少一個心率類別和至少一個心率變異性類別中的心率分類部件；被配置成把所記錄的移動分類到至少一個移動類別中的移動分類部件；以及被配置成至少部分地基于所述至少一個心率類別和至少一個移動類別來確定此人的睡眠、睡眠階段、睡眠階段過渡和/或睡眠事件的確定部件。
【專利說明】用于確定人的睡眠和睡眠階段的系統(tǒng)和方法
[0001]本發(fā)明涉及用于確定人的睡眠和/或睡眠階段的系統(tǒng)和方法，并且特別涉及一種用于根據(jù)從人的心率和移動導(dǎo)出的心率類別和移動類別來確定睡眠階段過渡的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】 [0002]許多人面臨由于睡眠異常和睡眠干擾而導(dǎo)致的問題。舉例來說，存在許多睡眠異?；虿r，并且可能存在發(fā)作性睡病、夢游或者例如失眠或睡眠過度之類的異常睡眠長度等不同表現(xiàn)。此外，人的睡眠可能會受到打鼾或者例如光或噪音之類的環(huán)境因素的干擾，其中打鼾常常與阻塞性睡眠呼吸暫停綜合癥相關(guān)聯(lián)。這些睡眠干擾通常以睡眠事件的發(fā)生結(jié)合例如自主性(呼吸或心臟)或運動性變更之類的生理變量的突然改變?yōu)闃?biāo)志。睡眠事件還可能是由例如睡眠呼吸暫停、下肢不寧、異常移動、夢游、心率不穩(wěn)、夢魘、夜驚等睡眠病況的癥狀而導(dǎo)致的。因此，打鼾的睡眠者或者在夢魘或夜驚期間的說話和尖叫通常將導(dǎo)致異常的睡眠事件。不論是從健康(護理)的角度還是從社會經(jīng)濟的角度來看，異常的或者存在干擾的睡眠都會導(dǎo)致許多后果。
[0003]為了檢測人們的睡眠異常和干擾的原因，睡眠實驗室可以對人實施睡眠評分，SP確定各個睡眠階段及其過渡。在睡眠實驗室中，在多導(dǎo)睡眠監(jiān)測中觀測生理參數(shù)并且記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)。多導(dǎo)睡眠監(jiān)測期間的這一記錄包括例如腦電圖(EEG)、眼電圖(EOG)和肌電圖(EMG)之類的主要數(shù)據(jù)，以及例如心率、呼吸、血氧以及身體移動之類的次要數(shù)據(jù)。EEG被用來根據(jù)其頻率和幅度檢測并辨識腦波。通過EOG識別并分析眼球的移動。EMG允許評估并記錄由骨骼肌產(chǎn)生的電活動。
[0004]在傳統(tǒng)上，睡眠評分是基于對在睡眠周期當(dāng)中連續(xù)進行的EEG、EOG和EMG記錄進行分析。這些生理數(shù)據(jù)由通過附著到被測試/被記錄人員的頭皮和面部的不同部分的小電極記錄的電位的波動表示。
[0005]隨后由睡眠專科醫(yī)生根據(jù)定義不同睡眠階段的國際上所接受的規(guī)則對這些電位進行解釋。每一個睡眠階段由記錄上的特定EEG波的存在和富集表征。此外，通過EOG記錄檢測到的眼睛移動主要在快速眼睛移動(REM)睡眠階段期間存在，并且EMG取決于睡眠階段和身體移動的同時存在而表現(xiàn)出緊張性和位相性水平的變化。
[0006]多導(dǎo)睡眠監(jiān)測存在許多缺點。舉例來說，在通過使用固定在顱骨的幾個側(cè)面的電極來記錄EEG電位的過程中，例如電極被粘貼在面部和顱骨上。
[0007]此外，EOG和EMG需要把電極和傳感器附著到被測試人員的面部、顱骨或其他身體部分。為了檢測睡眠期間的眼睛移動，EOG需要把電極粘貼或者以其他方式附著在人的眼睛附近或眼瞼上。
[0008]所有這些電極還需要附接到所述電極并且引導(dǎo)到放置在床頭附近的裝置的連線，連線限制了被測試人員的移動自由。因此，由于連線、不尋常的睡眠環(huán)境以及在寢具條件下強加的計劃安排，這樣的記錄具有突顯性。因此，這樣的測試的結(jié)果可能會由于被測試人員的環(huán)境發(fā)生改變而存在失真。[0009]此外，由于記錄技術(shù)的復(fù)雜性，多導(dǎo)睡眠監(jiān)測存在局限性。具體來說，需要例如睡眠實驗室之類的特定記錄場所、專用裝備以及訓(xùn)練有素的工作人員。因此，多導(dǎo)睡眠監(jiān)測仍然是用于睡眠評估的一種昂貴的特例性方法。
[0010]在US5，902, 250中描述了基于眼瞼移動(E0G)、頭部移動和心搏信號(心電圖-ECG)的檢測的多導(dǎo)睡眠監(jiān)測系統(tǒng)。但是所描述的系統(tǒng)較為昂貴，并且會由于所需的傳感器和連線的數(shù)量而產(chǎn)生睡眠干擾。此外，在US5，902，250中描述的系統(tǒng)在確定睡眠階段方面不很精確，而且不會確定睡眠階段過渡。
[0011]此外，US7，351，206涉及一種睡眠狀態(tài)確定設(shè)備，其基于一系列脈搏間隔數(shù)據(jù)確定睡眠狀態(tài)。如果身體移動數(shù)據(jù)的波動數(shù)量大于預(yù)定閾值，則確定身體移動數(shù)據(jù)以便從一系列脈搏間隔數(shù)據(jù)中去除與身體移動數(shù)據(jù)并行地測量的所述脈搏間隔數(shù)據(jù)。如果身體移動的數(shù)量很多或者具有較長持續(xù)時間，則數(shù)據(jù)的缺乏會導(dǎo)致不精確的睡眠階段確定。因此，所導(dǎo)出的結(jié)果可能不足以可靠地為睡眠階段評分。
[0012]W098/43536A1公開了一種用于確定患者的睡眠狀態(tài)的方法。所述方法包括:監(jiān)測患者的心率變異性，并且基于所述心率變異性確定睡眠狀態(tài)。所述方法還可包括:監(jiān)測眼瞼移動的頻率，并且基于眼瞼移動的頻率做出睡眠狀態(tài)確定。一種用于確定呼吸模式的方法包括:通過接收心搏信號監(jiān)測心率變異性，并且從所述信號的強度確定呼吸模式。一種基于家用的、可佩戴的整裝式系統(tǒng)確定睡眠狀態(tài)、呼吸模式，并且基于眼瞼移動的頻率、頭部移動的頻率和心率變異性評估患者的心臟呼吸風(fēng)險。
[0013]US2007/0106183A1公開了一種睡眠狀態(tài)測量設(shè)備，其具有:獲得用戶的自主神經(jīng)指數(shù)的自主神經(jīng)指數(shù)獲得單元；以及基于自主神經(jīng)指數(shù)的時間改變和用戶睡眠循環(huán)的改變計算睡眠周期性指數(shù)的睡眠周期性指數(shù)計算單元；或者計算副交感神經(jīng)優(yōu)勢度指數(shù)的優(yōu)勢度指數(shù)計算單元，其中所述睡眠周期性指數(shù)根據(jù)作為一個指數(shù)的用戶的理想睡眠循環(huán)表明用戶是否正在睡眠，所述副交感神經(jīng)優(yōu)勢度指數(shù)則對于處在睡眠過程中的用戶表明包括在自主神經(jīng)指數(shù)中的副交感神經(jīng)指數(shù)關(guān)于包括在自主神經(jīng)指數(shù)中的交感神經(jīng)指數(shù)的優(yōu)勢度。
[0014]US2009/0264715A1公開了一種睡眠系統(tǒng)，其具有能夠在一個人的睡眠期間收集來自此人的睡眠數(shù)據(jù)以及環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器。處理器執(zhí)行對該數(shù)據(jù)進行分析并且控制人的睡眠以及圍繞此人的環(huán)境的指令。通常來說，所述指令被加載到存儲器中并且在該處執(zhí)行，從而在一個人的睡眠期間根據(jù)來自此人的睡眠數(shù)據(jù)生成關(guān)于睡眠質(zhì)量的客觀度量并且收集環(huán)境數(shù)據(jù)。在執(zhí)行時，所述指令接收一個人在睡眠之后的關(guān)于睡眠質(zhì)量的主觀度量，從睡眠質(zhì)量的客觀度量和睡眠質(zhì)量 的主觀度量創(chuàng)建睡眠質(zhì)量指數(shù)，使睡眠質(zhì)量指數(shù)和當(dāng)前睡眠系統(tǒng)設(shè)定與歷史睡眠質(zhì)量指數(shù)和相應(yīng)的歷史睡眠系統(tǒng)設(shè)定相關(guān)。所述指令隨后可以根據(jù)睡眠質(zhì)量指數(shù)與歷史睡眠質(zhì)量指數(shù)之間的相關(guān)來修改當(dāng)前的睡眠系統(tǒng)設(shè)定集合。這些睡眠系統(tǒng)設(shè)定控制并且可能改變與所述睡眠系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的環(huán)境的一個或多個不同元素。
[0015]US2010/0125215A1公開了一種睡眠分析系統(tǒng)及其分析方法。所述睡眠分析系統(tǒng)包括分析裝置和睡眠感測設(shè)備。所述睡眠感測設(shè)備包括ECG信號收集器、多軸加速度計、無線傳送單元以及控制單元。ECG信號收集器被用于收集與一個對象相關(guān)聯(lián)的ECG信號。多軸加速度計被用于檢測與該對象相關(guān)聯(lián)的多軸加速度計信號。控制單元控制無線傳送單元把ECG信號和多軸加速度計信號傳送到分析裝置以便分析所述對象的睡眠。在非REM睡眠的各個階段之間沒有做出區(qū)分。[0016]但是由于與傳統(tǒng)視覺睡眠評分相比在確定睡眠階段和/或睡眠階段過渡方面的巨大不確定性，這些睡眠評分方法與傳統(tǒng)的視覺睡眠評分方法之間的一致性百分比被睡眠研究者和睡眠臨床醫(yī)師認為是過低的。因此，在醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)還沒有使用這些技術(shù)。
[0017]本發(fā)明的一個目的是提供一種用于確定睡眠狀態(tài)和/或睡眠階段和/或睡眠階段過渡的系統(tǒng)和方法，其能夠減少被測試人員的睡眠的干擾并且在足夠精確且便宜的同時提供可靠的結(jié)果。
[0018]該目的可以通過由獨立權(quán)利要求限定的本發(fā)明來實現(xiàn)。優(yōu)選實施例由從屬權(quán)利要求限定。
[0019]心率變異性以及心率變異性(HRV)信號的低頻(LF)與高頻(HF)分量的LF/HF比值可以被用來確定睡眠狀態(tài)和睡眠階段。心率中的非瞬態(tài)(穩(wěn)定)波動允許區(qū)分與心率變異性(HRV)信號的低頻(LF)和高頻(HF)分量有關(guān)的交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)活化。所得到的LF/HF比值是關(guān)于交感神經(jīng)-迷走神經(jīng)平衡的定量指數(shù)，并且可以通過頻譜分析來計算。睡眠越加同步，LF/HF比值的減小就越多，LF/HF比值在REM睡眠期間會顯著增大，從而表明這一時段期間的交感神經(jīng)支配性。因此，對于HRV的頻譜分析提供了超出傳統(tǒng)心血管測量(平均心率、血壓等等)之外的關(guān)于自主神經(jīng)系統(tǒng)機能的超日節(jié)律行為的附加信息。
[0020]這種頻譜分析方法的一個缺點在于，必須在心率信號穩(wěn)定時計算該比值。當(dāng)一個人正在移動時，對于該比值的 計算受到由于移動而引起的心率改變的污染。換句話說，只有在一個人保持靜止時才能使用LF/HF比值。
[0021]為睡眠評分不僅是基于確定特定睡眠階段，而且還基于確定從一個階段到另一個階段的過渡。當(dāng)心率不夠穩(wěn)定時，在利用LF/HF比值確定睡眠狀態(tài)、睡眠階段和/或睡眠階段過渡(并且特別是確定睡眠階段和/或從一個睡眠階段到另一個睡眠階段的過渡的確切時間)方面是非常成問題的，并且在確定睡眠階段和/或階段過渡時的誤差可能是一兩分鐘到幾分鐘。
[0022]舉例來說，可能存在LF/HF比值的緩慢過渡，其中LF/HF比值像正弦波那樣從高數(shù)值到低數(shù)值并且反向波動。但是如果不存在表明睡眠階段之間的過渡的關(guān)于LF/HF比值的數(shù)值的信息，則從非REM到REM睡眠階段的過渡可能會被切割該波動曲線的水平線任意地固定。但是與傳統(tǒng)的視覺睡眠評分相比，利用這樣的技術(shù)無法足夠精確地確定過渡時間，因此睡眠階段確定的精度不足。
[0023]本發(fā)明的一個實施例使用心率和身體移動來確定睡眠狀態(tài)、睡眠階段和/或睡眠階段過渡。在一個優(yōu)選實施例中，確定睡眠階段和/或睡眠階段過渡是基于心率和身體移動類別。舉例來說，通過同時參照心率的水平和突然發(fā)生的改變以及可能的伴隨的身體移動，可以精確地確定睡眠階段過渡。如果沒有觀察到過渡的跡象，則此人保持在相同的狀態(tài)(清醒或睡著)，或者在后一種情況下是保持在相同的睡眠階段。通過這樣做，本發(fā)明的實施例不依賴于心率信號的任何穩(wěn)定性，并且通過使用其突然的變更，能夠以僅為一兩秒鐘的誤差確定從一個階段到另一個階段的過渡。
[0024]根據(jù)一個優(yōu)選實施例，本發(fā)明涉及一種用于確定一個人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括:被配置成檢測此人的心率的心率檢測部件，以及被配置成檢測此人的某一身體部分的移動的移動檢測部件。所檢測到的移動是由身體的骨骼肌引起的。所述系統(tǒng)還包括:被配置成記錄所檢測到的心率和所檢測到的身體部分的移動的記錄部件，被配置成把此人的所記錄的心率分類到至少一個心率類別中的心率分類部件，以及被配置成把所記錄的移動分類到至少一個移動類別中的移動分類部件。所述系統(tǒng)還包括:被配置成至少部分地基于所述至少一個心率類別和至少一個移動類別來確定此人的睡目民、睡眠階段和/或睡眠階段過渡和/或睡眠事件的確定部件。
[0025]根據(jù)該實施例的一個方面，所述系統(tǒng)包括:被配置成從所記錄的心率計算心率平均值、變異性數(shù)值(包括傳統(tǒng)上所使用的頻譜LF/HF比值)、節(jié)律特性和/或心率事件或改變的心率計算部件。所述心率分類部件被配置成基于所計算的心率平均值、變異性數(shù)值、節(jié)律特性和/或心率事件或改變來對一個人的心率進行分類。
[0026]在所述實施例的另一方面，所述確定部件被配置成在一個特定時間段內(nèi)識別出心率類別與移動類別的特定組合，并且所述確定部件被配置成基于所識別出的特定組合確定睡眠、睡眠階段、睡眠階段過渡和/或睡眠事件。
[0027]關(guān)于該實施例的一個方面，所述移動檢測部件包括被配置成感測一個人的某一身體部分的加速度的移動感測部件，其中所述記錄部件還被配置成記錄所感測到的加速度。所述系統(tǒng)包括:被配置成基于所記錄的加速度的數(shù)值來至少計算此人的所述身體部分的每一次移動的強度和/或持續(xù)時間的移動計算部件。
[0028]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述移動分類部件被配置成基于每一次移動的所計算的強度和/或持續(xù)時間把所述身體部分的每一次移動至少分類為大移動(LM)、小移動(SM)或抽動(TM)，并且/或者被配置成把每一次LM、SM和/或TM至少分類到各個頻率類別和/或持續(xù)時間類別中。
[0029]根據(jù)該實施例的另一方面，所述系統(tǒng)還包括:被配置成感測至少一項環(huán)境因素的環(huán)境感測部件，其中所述記錄部件還被配置成記錄所感測到的至少一項環(huán)境因素；以及被配置成把至少一項所記錄的環(huán)境因素的至少一些數(shù)值分類到至少一個環(huán)境類別中的環(huán)境分類部件。所述確定部件還被配置成至少部分地基于所述至少一個環(huán)境類別來確定一個人的睡眠、睡眠階段、睡眠階段過渡和/或睡眠事件。
[0030]根據(jù)該實施例的一個方面，所述環(huán)境感測部件被配置成感測噪音水平、周圍環(huán)境溫度和/或周圍環(huán)境光。
[0031]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述系統(tǒng)還包括環(huán)境計算部件，其被配置成基于所記錄的噪音水平計算至少一個平均噪音水平和/或噪音事件，并且/或者基于所記錄的周圍環(huán)境溫度計算至少一個平均周圍環(huán)境溫度水平和/或改變和/或變化，并且/或者基于所記錄的周圍環(huán)境光計算至少一個周圍環(huán)境光水平和/或周圍環(huán)境光水平的改變和/或變化。
[0032]關(guān)于該實施例的另一方面，所述確定部件還被配置成確定從清醒到睡眠的過渡和/或從一個睡眠階段到另一個睡眠階段的過渡和/或從睡眠到清醒的過渡，以及/或者至少一項所記錄的環(huán)境因素對于睡眠階段過渡或者從睡眠到清醒的過渡的直接因果效應(yīng)。
[0033]根據(jù)所述實施例的一個方面，所述系統(tǒng)還包括評估部件，其被配置成基于所述至少一個心率類別、至少一個移動類別、至少一個環(huán)境類別和/或其任意組合來評估一個人的睡眠或清醒狀態(tài)。
[0034]根據(jù)另一個實施例，一種用于確定一個人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的系統(tǒng)包括被配置成檢測此人的心率的心率檢測部件，以及被配置成檢測此人的某一身體部分的移動的移動檢測部件，其中所述移動是由身體的骨骼肌引起的。所述系統(tǒng)還包括:被配置成記錄所檢測到的心率和所檢測到的身體部分的移動的記錄部件，被配置成把此人的所記錄的心率分類到至少一個心率類別和至少一個心率變異性類別中的心率分類部件，以及被配置成把所記錄的移動分類到至少一個移動類別中的移動分類部件。所述系統(tǒng)還包括:被配置成至少部分地基于所述至少一個心率類別、至少一個心率變異性類別和至少一個移動類別來確定此人的睡眠、睡眠階段、睡眠階段過渡和/或睡眠事件的確定部件，其中所述確定部件被配置成在一定時間間隔內(nèi)識別出心率類別、心率變異性類別和移動類別的某種組合，并且基于所識別出的組合確定睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡。
[0035]根據(jù)一個優(yōu)選實施例，所述至少一個心率類別包括心率平均值類別。
[0036]在一個優(yōu)選實施例中，心率平均值分類是基于心率平均值，其中心率平均值是在一個預(yù)定時間間隔內(nèi)求平均的。優(yōu)選地，用于對心率求平均的所述預(yù)定時間間隔根據(jù)在一個人身上所檢測到的身體移動而不同。舉例來說，在一個優(yōu)選實施例中，如果存在一些身體移動則通過在第一時間間隔內(nèi)對心率求平均來計算心率平均值，并且如果不存在或者只存在很少身體移動則通過在第二時間間隔內(nèi)對心率求平均來計算心率平均值，其中第二時間間隔長于第一時間間隔。
[0037]根據(jù)另一個實施例，一種用于確定一個人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的系統(tǒng)包括:可佩戴裝置，其被配置成檢測并記錄此人的心率并且被配置成檢測并記錄此人的某一身體部分的移動，其中所述移動是由身體的骨骼肌引起的；以及分析裝置，其被配置成把此人的所記錄的心率分類到至少一個心率類別中，被配置成把所記錄的移動分類到至少一個移動類別中，并且被配置成至少部分地基于所述至少一個心率類別和至少一個移動類別來確定此人的睡眠、睡眠階段、睡眠階段過渡和/或睡眠事件。所述系統(tǒng)還包括被配置成把表示所記錄的心率和所記錄的移動的數(shù)據(jù)從可佩戴記錄裝置傳送到分析裝置的數(shù)據(jù)連接。
[0038]根據(jù)另一個實施例，一種用于確定一個人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡和/或睡眠事件的方法包括以下步驟:檢測此人的心率；記錄所檢測到的心率；檢測此人的某一身體部分的移動，其中所述移動是由身體的骨骼肌引起的；記錄所檢測到的移動；把此人的所記錄的心率分類到至少一個心率類別中；把所記錄的移動分類到至少一個移動類別中；至少部分地基于所述至少一個心率類別和至少一個移動類別來確定此人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡和/或睡眠事件。
[0039]根據(jù)該實施例的一個方面，所述方法包括在一個特定時間段內(nèi)識別出心率類別與移動類別的特定組合，其中所述確定包括基于所識別出的特定組合確定睡眠階段。
[0040]關(guān)于所述實施例的另一方面，所述方法包括:感測至少一項環(huán)境因素；記錄所感測到的至少一項環(huán)境因素；把至少一項所記錄的環(huán)境因素的至少一些數(shù)值分類到至少一個環(huán)境類別中；以及至少部分地基于所述至少一個環(huán)境類別來確定一個人的睡眠事件。
[0041]根據(jù)所述實施例的一個方面，所述方法包括:基于所述至少一個心率類別、至少一個移動類別、至少一個環(huán)境類別和/或其任意組合來評估一個人的睡眠或清醒狀態(tài)。
[0042]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述方法包括:至少部分地基于所述至少一個環(huán)境類別確定至少一項所記錄的環(huán)境因素對于睡眠階段過渡或睡眠事件或者從睡眠到清醒的過渡的直接因果效應(yīng)。[0043]關(guān)于另一個實施例，一種用于確定一個人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的系統(tǒng)包括:被配置成檢測此人的心率的心率檢測部件；被配置成檢測此人的某一身體部分的移動的移動檢測部件，其中所述移動是由身體的骨骼肌引起的；被配置成把此人的所檢測到的心率分類到至少一個心率類別中的心率分類部件；被配置成把所檢測到的移動分類到至少一個移動類別中的移動分類部件；以及被配置成至少部分地基于所述至少一個心率類別和至少一個移動類別來確定此人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的確定部件。
[0044]關(guān)于該實施例的一個方面，所述系統(tǒng)包括被配置成從所檢測到的心率計算心率平均值、變異性數(shù)值(包括頻譜LF/HF比值)、節(jié)律特性和/或心率事件或改變的心率計算部件，其中所述心率分類部件被配置成基于所計算的心率平均值、變異性數(shù)值、節(jié)律特性和/或心率事件或改變來對一個人的心率進行分類。
[0045]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述確定部件還被配置成在一個特定時間段內(nèi)識別出心率類別與移動類別的特定組合，其中所述確定部件被配置成基于所識別出的特定組合確定睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡和/或睡眠事件。
[0046]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述確定部件被配置成識別出所述特定組合的心率類別和移動類別的相繼順序。
[0047]關(guān)于所述實施例的另一方面，所述確定部件被配置成把以下各項識別為一種特定組合:心率加速度事件連同所述身體部分的移動，在所述身體部分的移動之前的心率加速度事件，在所述特定時間段內(nèi)沒有所述身體部分的移動的心率加速度事件，以及/或者在所述身體部分的移動之后的心率加速度事件。
`[0048]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述心率檢測部件包括被配置成感測一個人的心臟的脈波的脈波感測部件。
[0049]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述移動檢測部件包括被配置成感測一個人的所述身體部分的加速度的移動感測部件，其中所述系統(tǒng)包括被配置成基于所感測到的加速度的數(shù)值來至少計算此人的所述身體部分的每一次移動的強度和/或持續(xù)時間的移動計算部件。
[0050]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述移動分類部件被配置成基于每一次移動的所計算的強度和/或持續(xù)時間把所述身體部分的每一次移動至少分類為大移動、小移動或抽動。
[0051]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述移動分類部件被配置成基于每一次移動的所計算的強度和/或持續(xù)時間把所述身體部分的每一次移動至少分類為大移動(LM)、小移動(SM)或抽動(TM)，并且/或者被配置成把每一次LM、SM和/或TM至少分類到各個頻率類別和/或持續(xù)時間類別中。
[0052]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述系統(tǒng)還包括:被配置成感測至少一項環(huán)境因素的環(huán)境感測部件；以及被配置成把至少一項所感測到的環(huán)境因素的至少一些數(shù)值分類到至少一個環(huán)境類別中的環(huán)境分類部件。
[0053]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述確定部件還被配置成至少部分地基于所述至少一個環(huán)境類別來確定一個人的睡眠事件。
[0054]關(guān)于所述實施例的另一方面，所述環(huán)境感測部件被配置成感測噪音水平、周圍環(huán)境溫度和/或周圍環(huán)境光。
[0055]關(guān)于所述實施例的另一方面，所述系統(tǒng)還包括環(huán)境計算部件，其被配置成基于所感測到的噪音水平計算至少一個平均噪音水平和/或噪音事件，并且/或者計算所感測到的周圍環(huán)境溫度的至少一個平均周圍環(huán)境溫度水平和/或改變和/或變化，并且/或者基于所感測到的周圍環(huán)境光計算至少一個周圍環(huán)境光水平和/或周圍環(huán)境光水平的改變。
[0056]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述確定部件還被配置成確定從一個睡眠階段到另一個睡眠階段和/或從睡眠階段到清醒的過渡以及/或者睡眠事件。
[0057]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述確定部件還被配置成確定所述過渡是下降過渡還是上升過渡，其中下降過渡從清醒或者從較淺睡眠階段開始并且導(dǎo)向較深睡眠階段，上升過渡從較深睡眠階段開始并且導(dǎo)向較淺睡眠階段或清醒。
[0058]根據(jù)所述實施例的一個方面，所述系統(tǒng)還包括識別部件，其被配置成識別出所檢測到的心率、所檢測到的移動和/或至少一項所感測到的環(huán)境因素的各個數(shù)值當(dāng)中的缺失
數(shù)值和/或異常數(shù)值。
[0059]關(guān)于所述實施例的另一方面，所述系統(tǒng)還包括評估部件，其被配置成基于所述至少一個心率類別、至少一個移動類別、至少一個環(huán)境類別和/或其任意組合來評估一個人的睡眠或清醒狀態(tài)。
[0060]根據(jù)另一個實施例，一種用于確定一個人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的系統(tǒng)包括:可佩戴裝置， 其被配置成檢測此人的心率并且被配置成檢測此人的某一身體部分的移動，其中所述移動是由身體的骨骼肌引起的；分析裝置，其被配置成把此人的所檢測到的心率分類到至少一個心率類別中，被配置成把所檢測到的移動分類到至少一個移動類別中，并且被配置成至少部分地基于所述至少一個心率類別和至少一個移動類別來確定此人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡和/或睡眠事件；以及被配置成把表示所檢測到的心率和所檢測到的移動的數(shù)據(jù)從可佩戴記錄裝置傳送到分析裝置的數(shù)據(jù)連接。
[0061]根據(jù)該實施例的一個方面，所述識別部件還被配置成恢復(fù)缺失數(shù)據(jù)和/或異常數(shù)據(jù)。
[0062]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述數(shù)據(jù)連接是無線數(shù)據(jù)連接。
[0063]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述可佩戴裝置被佩戴在人的四肢、軀干和/或頭部。
[0064]關(guān)于所述實施例的另一方面，所述可佩戴裝置還被配置成記錄表示至少一些相繼心率間隔的數(shù)據(jù)，并且被配置成記錄表示所檢測到的移動的數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)連接被配置成把所記錄的表示至少一些相繼心率間隔的數(shù)據(jù)和/或表示所檢測到的移動的數(shù)據(jù)從可佩戴裝置傳送到分析裝置。
[0065]關(guān)于所述實施例的另一方面，所述分析裝置還被配置成基于所述至少一個心率分類、至少一個移動分類和/或其任意組合來評估一個人的睡眠或清醒狀態(tài)。
[0066]根據(jù)另一個實施例，一種用于確定一個人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的方法包括以下步驟:檢測此人的心率；檢測此人的某一身體部分的移動，其中所述移動是由身體的骨骼肌引起的；把此人的所檢測到的心率分類到至少一個心率類別中；把所檢測到的移動分類到至少一個移動類別中；以及至少部分地基于所述至少一個心率類別和至少一個移動類別來確定此人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡和/或睡眠事件。[0067]根據(jù)該實施例的一個方面，所述方法包括在一個特定時間段內(nèi)識別出心率類別與移動類別的特定組合的步驟，其中所述確定包括基于所識別出的特定組合確定睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡和/或睡眠事件。
[0068]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述方法包括從所檢測到的心率計算心率平均值、變異性數(shù)值、節(jié)律特性和/或心率事件或改變，其中對一個人的心率進行分類包括基于所計算的心率平均值、變異性數(shù)值、節(jié)律特性和/或心率事件或改變來對心率進行分類。
[0069]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述方法包括以下步驟:感測至少一項環(huán)境因素；以及把至少一項所感測到的環(huán)境因素的至少一些數(shù)值分類到至少一個環(huán)境類別中。
[0070]關(guān)于所述實施例的另一方面，所述確定包括至少部分地基于所述至少一個環(huán)境類別來確定一個人的睡眠事件。
[0071]根據(jù)所述實施例的另一方面，感測所述至少一項環(huán)境因素包括感測噪音水平、周圍環(huán)境溫度和/或周圍環(huán)境光。 [0072]根據(jù)所述實施例的一個方面，所述方法包括:基于所述至少一個心率類別、至少一個移動類別、至少一個環(huán)境類別和/或其任意組合來評估一個人的睡眠或清醒狀態(tài)。
[0073]根據(jù)另一個實施例，本發(fā)明涉及一種用于確定一個人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括:被配置成檢測此人的心率的心率檢測器，以及被配置成檢測此人的某一身體部分的移動的移動檢測器，其中所檢測到的移動是由身體的骨骼肌引起的。所述系統(tǒng)還包括:被配置成記錄所檢測到的心率和所檢測到的身體部分的移動的記錄單元，被配置成把此人的所記錄的心率分類到至少一個心率類別中的心率分類單元，以及被配置成把所記錄的移動分類到至少一個移動類別中的移動分類單元。所述系統(tǒng)還包括:被配置成至少部分地基于所述至少一個心率類別和至少一個移動類別來確定此人的睡目民、睡眠階段和/或睡眠階段過渡和/或睡眠事件的確定單元。
[0074]根據(jù)該實施例的一個方面，所述系統(tǒng)包括:被配置成從所記錄的心率計算心率平均值、變異性數(shù)值、節(jié)律特性和/或心率事件或改變的心率計算單元。所述心率分類單元被配置成基于所計算的心率平均值、變異性數(shù)值、節(jié)律特性和/或心率事件或改變來對一個人的心率進行分類。
[0075]在所述實施例的另一方面，所述確定單元被配置成在一個特定時間段內(nèi)識別出心率類別與移動類別的特定組合，并且所述確定單元被配置成基于所識別出的特定組合確定睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡和/或睡眠事件。
[0076]關(guān)于該實施例的一個方面，所述移動檢測單元包括被配置成感測一個人的某一身體部分的加速度的移動傳感器，其中所述記錄單元還被配置成記錄所感測到的加速度。所述系統(tǒng)包括:被配置成基于所記錄的加速度的數(shù)值來至少計算此人的所述身體部分的每一次移動的強度和/或持續(xù)時間的移動計算部件。
[0077]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述移動分類部件被配置成基于每一次移動的所計算的強度和/或持續(xù)時間把所述身體部分的每一次移動至少分類為大移動(LM)、小移動(SM)或抽動(TM)，并且/或者被配置成把每一次LM、SM和/或TM至少分類到各個頻率類別和/或持續(xù)時間類別中。
[0078]根據(jù)該實施例的另一方面，所述系統(tǒng)還包括:被配置成感測至少一項環(huán)境因素的環(huán)境傳感器，其中所述記錄單元還被配置成記錄所感測到的至少一項環(huán)境因素；以及被配置成把至少一項所記錄的環(huán)境因素的至少一些數(shù)值分類到至少一個環(huán)境類別中的環(huán)境分類單元。所述確定單元還被配置成至少部分地基于所述至少一個環(huán)境類別來確定一個人的睡眠事件。
[0079]根據(jù)該實施例的一個方面，所述環(huán)境傳感器被配置成感測噪音水平、周圍環(huán)境溫度和/或周圍環(huán)境光。
[0080]根據(jù)所述實施例的另一方面，所述系統(tǒng)還包括環(huán)境計算單元，其被配置成基于所記錄的噪音水平計算至少一個平均噪音水平和/或噪音事件，并且/或者基于所記錄的周圍環(huán)境溫度計算至少一個平均周圍環(huán)境溫度水平和/或改變和/或變化，并且/或者基于所記錄的周圍環(huán)境光計算至少一個周圍環(huán)境光水平和/或周圍環(huán)境光水平的改變。
[0081]關(guān)于該實施例的另一方面，所述確定單元還被配置成確定從一個睡眠階段到另一個睡眠階段的上升過渡和/或從睡眠到清醒的過渡，以及/或者至少一項所記錄的環(huán)境因素或睡眠事件對于上升睡眠階段過渡和/或從睡眠到清醒的過渡的直接因果效應(yīng)。
[0082]根據(jù)所述實施例的一個方面，所述系統(tǒng)還包括評估單元，其被配置成基于所述至少一個心率類別、至少一個移動類別、至少一個環(huán)境類別或者其任意組合來評估一個人的睡眠或清醒狀態(tài)。
[0083]根據(jù)另一個實施例，本發(fā)明提供一種用于確定一個人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的方法。所述方法包括:檢測此人的心率；記錄所檢測到的心率；檢測此人的某一身體部分的移動，其中所述移動是由身體的骨骼肌引起的；記錄所檢測到的移動；把此人的所記錄的心率分類到至少一個心率類別和至少一個心率變異性類別中；把所記錄的移動分類到至少一個移動類別中；以及至少部分地基于所述至少一個心率類別、至少一個心率變異性類別和至少一個 移動類別來確定此人的睡眠、睡眠階段、睡眠階段過渡和/或睡眠事件。
[0084]根據(jù)所述方法的一個優(yōu)選實施例，所述至少一個心率類別包括心率平均值類別和心率平均值分類。
[0085]在一個優(yōu)選實施例中，心率平均值分類是基于心率平均值，其中在一個預(yù)定時間間隔內(nèi)對心率求平均。優(yōu)選地，用于計算心率平均值的所述時間間隔根據(jù)在一個人身上所檢測到的身體移動而不同。舉例來說，在一個優(yōu)選實施例中，如果存在一些身體移動則通過在第一時間間隔內(nèi)對心率求平均來計算心率平均值，并且如果不存在或者只存在很少身體移動則通過在第二時間間隔內(nèi)對心率求平均來計算心率平均值，其中第二時間間隔長于第一時間間隔。
[0086]除非另行聲明，否則可以組合本發(fā)明的不同實施例的各個方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0087]為了描述能夠獲得前述和其他優(yōu)點和特征的方式，后面將參照在附圖中示出的具體實施例來給出對于前面所簡述的主題內(nèi)容的更加詳細的描述。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些附圖僅僅描繪出典型的實施例因此不應(yīng)被視為限制其范圍，后面將利用附圖以附加的確切性和細節(jié)來描述及解釋各個實施例，其中:
[0088]圖1示出了一位年輕的成年人的睡眠結(jié)構(gòu)圖；
[0089]圖2描繪出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的記錄裝置和數(shù)據(jù)提取單元的各個組件；[0090]圖3描繪出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分類單元的各個組件；
[0091]圖4描繪出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的確定單元的各個組件；
[0092]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的確定睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的方法步驟；
[0093]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的驗證心率記錄的方法步驟；
[0094]圖7示出了隨著時間的心率事件或改變；
[0095]圖8描繪出警覺狀態(tài)與睡眠階段之間的關(guān)系并且示出了這些狀態(tài)與階段之間的過渡；
[0096]圖9示出了用于適配對心率求平均的時間間隔的方法步驟；
[0097]圖10示出了從淺度睡眠到REM睡眠的睡眠階段過渡；
[0098]圖11示出了從深度睡眠到淺度睡眠的睡眠階段過渡；
[0099]圖12示出了從淺度睡眠到清醒的短暫過渡以及隨后返回到淺度睡眠；
[0100]圖13示出了從REM睡眠到清醒的短暫過渡以及隨后返回到REM睡眠?！揪唧w實施方式】
[0101]本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)和方法，其用來基于心率和身體移動性的不臥床記錄對個人的清醒和睡眠周期進行評分，并且描述此人生活在其中的周圍物理環(huán)境的特性和變化。在睡眠周期期間，所述方法將允許自動對不同的睡眠階段進行評分，其方式與傳統(tǒng)上通過多導(dǎo)睡眠監(jiān)測記錄和視覺評分所使用的方法類似并且具有相同的精度。因此，本發(fā)明可以通過使用簡單許多并且容易許多的記錄方法獲得與通常的方法完全相當(dāng)?shù)脑敿毸呙枋龊驮u估。與傳統(tǒng)的多導(dǎo)睡眠監(jiān)測相比，例如在一個人的腕部上進行的本發(fā)明的記錄將較少受到人為電信號或連線限制的影響。此外，本發(fā)明具有完全自主性，并且不僅能夠記錄睡眠周期而且還能夠記錄活著的人的所有活動。
[0102]如前所述，本文獻中所使用的一個人的警覺狀態(tài)可以基本上被定義為清醒或睡眠。這些狀態(tài)交替發(fā)生并且彼此依賴。
[0103]在睡眠期間，可以確定幾個睡眠階段。這些睡眠階段可以被歸類為快速眼睛移動(REM)睡眠階段和非REM睡眠階段。REM睡眠階段是其中發(fā)生逼真夢境的階段。其可以通過閉合眼瞼下的快速眼睛移動的發(fā)生、運動性弛緩和低電壓EEG模式來識別。REM睡眠階段也被稱作REM睡眠，其還與突發(fā)肌肉抽動、不規(guī)則呼吸、不規(guī)則心率以及自主活動的增加相關(guān)聯(lián)。REM睡眠周期也被稱作異相睡眠。此外,可以把一個人的睡眠評分到編號為I到4的非REM (NREM)階段中。
[0104]圖1描繪出一個健康的年輕成年人的示例性睡眠結(jié)構(gòu)圖，其中示出了一項八小時睡眠記錄的不同睡眠階段。必須提到的是，從一個階段到另一個階段的過渡在傳統(tǒng)上被認為是突然的步驟。
[0105]如圖所示，在睡眠的第一小時內(nèi)，從清醒狀態(tài)開始并且睡著的一個人可以過渡到NREM睡眠階段1，并且進一步過渡到階段2、3和4。
[0106]NREM睡眠的睡眠階段I的標(biāo)準(zhǔn)包括具有明確的α活動和處在3到7Hz范圍內(nèi)的Θ頻率的低電壓EEG跡線、偶爾的頂點尖峰以及緩慢滾動的眼睛移動(SEM)。這一階段包括:缺少睡眠紡錘波、K復(fù)合波和REM。階段I通常代表睡眠時間總量的4到5%。[0107]NREM睡眠的睡眠階段2由相對低電壓的混合頻率EEG背景下的睡眠紡錘波和K復(fù)合波的出現(xiàn)表征。高電壓S波可以構(gòu)成階段2分期的20%。階段2通常占據(jù)總睡眠時間的45 到 55%。
[0108]NRME睡眠的睡眠階段3由包括2cps或更慢的并且幅度不超過75 μ V (高幅度δ波)的EEG波的周期的至少20%并且不超過50%定義。其常常與NREM睡眠的階段4組合成慢波睡眠(SWS)，這是因為缺少這兩個階段之間的有文獻記載的生理差異。這一階段3通常僅僅在健康成年人的睡眠周期的前三分之一中出現(xiàn)，并且通常構(gòu)成總睡眠時間的4到6%。
[0109]前面關(guān)于NREM睡眠階段3的所有聲明也適用于睡眠階段4，其不同之處在于涵蓋所述記錄的50%或更多的高電壓、緩慢EEG δ波。NREM睡眠階段4通常代表總睡眠時間的12到15%。舉例來說，夢游、夜驚以及與睡眠有關(guān)的遺尿發(fā)作通常在階段4中開始或者在來自這一階段的覺醒期間開始。
[0110]淺度非REM睡眠階段是用于睡眠階段I和2的常用術(shù)語，而深度非REM睡眠則是用于睡眠階段3與4的組合的術(shù)語。
[0111]回到圖1，在睡眠階段4的周期之后，被測試人員的睡眠改變到睡眠階段2并且改變到REM睡眠。此外，后面跟隨一個由淺度非REM睡眠階段構(gòu)成的時期，并且隨后返回另一個深度非REM睡眠階段。
[0112]圖1中所描繪的睡眠的其余部分包括從REM睡眠周期到較淺非REM睡眠階段(t匕如階段I和2)的過渡。
[0113]為了確定被測試人員的警覺狀態(tài)并且為了確定被測試人員的睡眠階段、睡眠階段過渡和/或睡眠事件，本發(fā)明提供一種用于在長達幾天或幾周內(nèi)連續(xù)地感測并記錄例如心率和身體移動性之類的基本生理變量連同周圍物理環(huán)境的一些特性的系統(tǒng)和方法。這種方法將能夠?qū)Ρ粶y試人員的例如清醒和睡眠周期之類的基本狀態(tài)進行評分。在清醒期間，本發(fā)明將允許在活躍周期與靜止周期之間做出區(qū)分。在睡眠狀態(tài)期間，將以每一個30秒分期對各個睡眠階段進行評分。此外，通`過把周圍環(huán)境物理變量與生物變量一起同時記錄將允許評估前者對于后者的影響。
[0114]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示例性感測/記錄系統(tǒng)的各個組件。本發(fā)明不限于所描繪出的裝置和組件的設(shè)置。正如將在后面更加詳細地概述的那樣，所描繪出的設(shè)置的各種變型是可能的，并且同樣落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。所述示例性系統(tǒng)包括記錄裝置100，其可以包括例如傳感器以及與傳感器有關(guān)的單元之類的檢測部件。此外，記錄裝置100包括存儲器170。
[0115]記錄裝置100可以包括心率檢測部件，其可以檢測被測試人員的心率并且輸出表示心率的信號。所述心率檢測部件可以是記錄裝置100的一個實體或單元。這樣的實體或單元可以是例如集成電路(IC)之類的電路，其被構(gòu)建來施行心率檢測、輸出心率信號以及后面所描述的其他功能?；蛘?，所述實體或單元是能夠運行特定軟件或固件的電路，其中所述軟件或固件施行心率檢測部件的功能，正如將在后面更加詳細地概述的那樣。優(yōu)選地并且也是替換地，所述實體或單元是執(zhí)行軟件或固件的概念性組件的例如微處理器之類的處理器，其中通過執(zhí)行所述概念性組件來施行心率檢測部件的以下功能。
[0116]舉例來說，所述心率檢測部件包括傳感器以及與傳感器有關(guān)的單元。心率檢測部件的這些傳感器以及與傳感器有關(guān)的單元可以包括脈搏傳感器110，其感測被測試人員的脈波?？梢栽谕鈬鷦用}上測量脈波。舉例來說，如果記錄裝置100被放置在被測試人員的腕部，則可以在位于腕部中的橈動脈上測量脈波。本發(fā)明不限于腕部的動脈，相反被測試人員還可以把記錄裝置佩戴在踝部或者能夠接近動脈的其他位置處。脈搏傳感器110感測由于心臟收縮(即心臟收縮期)噴射出的血液導(dǎo)致的動脈管體積的瞬時增大所產(chǎn)生的動脈脈波。因此,這些脈波確切地對應(yīng)于心搏。
[0117]心率檢測部件的與傳感器有關(guān)的單元可以是瞬時心率單元112，其基于所感測到的脈波確定被測試人員的心率(HR)。瞬時心率單元112對于在指定的最小時間段內(nèi)感測到的脈波進行計數(shù)，并且確定心率(即每分鐘心搏數(shù))。
[0118]此外，所述心率檢測部件還可以包括脈搏間間隔單元114，其測量在兩個相繼的脈波之間所經(jīng)過的時間，并且輸出例如用毫秒表示的所經(jīng)過的時間。這一所經(jīng)過的時間也被稱作脈波間隔(PWI)或心搏間隔。
[0119]瞬時心率單元112和脈搏間間隔單元114都輸出數(shù)據(jù)以用于存儲在記錄裝置100的存儲器170中并且/或者用于進一步的計算。該數(shù)據(jù)表示例如每秒或每5秒存儲的特定時間點處的心率。此外，所述數(shù)據(jù)還可以表示由脈搏間間隔單元114輸出的至少一個PWI的所經(jīng)過的時間。取決于存儲器容量，傳感器110的未經(jīng)處理的傳感器數(shù)據(jù)也可以被記錄并存儲在存儲器170中。
[0120]根據(jù)另一個實施例，將瞬時心率單元112和脈搏間間隔單元114的功能組合在一個單元中。這樣的組合單元同時輸出HR數(shù)值和表示PWI的數(shù)值以便存儲在存儲器170中或者進一步處理。
[0121]此外，根據(jù)所描繪的實施例，設(shè)備100還包括可以檢測被測試人員的身體的移動(其也被稱作身體移動(B M))的移動檢測部件。所述移動檢測部件可以是記錄裝置100的一個實體或單元。如前所述，這樣的實體或單元可以是例如集成電路(IC)之類的電路系統(tǒng)，其被構(gòu)建來施行后面進一步描述的移動檢測部件的各項功能。或者，所述實體或單元是能夠運行特定軟件或固件的電路，其中所述軟件或固件施行這些功能。優(yōu)選地并且也是替換地，所述實體或單元是執(zhí)行軟件或固件的概念性組件的例如微處理器之類的處理器，其中通過執(zhí)行所述概念性組件來施行移動檢測部件的以下功能。
[0122]為了對睡眠階段或睡眠階段過渡進行評分或者檢測被測試人員的睡眠事件，主要對于骨骼肌的移動感興趣。雖然眼球移動和/或由一個人的心臟和/或肺部所引起移動也可以允許得出關(guān)于睡眠階段的結(jié)論，但是本發(fā)明依賴于由骨骼肌引起的移動。
[0123]所述移動檢測部件可以是簡單的傳感器120，其允許確定該傳感器是否發(fā)生了移動。此外，所述移動檢測部件還可以是一個或多個加速度傳感器120，其能夠更加精確地感測身體移動。這樣的感測部件120可以是用以感測沿著一個或多個軸的加速度的加速度傳感器120。這樣還允許確定BM的方向、持續(xù)時間和強度。
[0124]在一個優(yōu)選實施例中，將通過放置在記錄裝置100中的小型化三軸加速度計120來測量被測試人員的身體移動。加速度計120例如每秒20次測量加速度的數(shù)值，并且對于每一秒將所有的絕對值相加?？梢栽O(shè)定測量頻率和相加時間段以便針對被測試人員的移動習(xí)慣調(diào)節(jié)裝置100的靈敏度。
[0125]如前所述，所述記錄裝置例如可以被佩戴在被測試/被記錄人員的腕部。這對于所述人員是便利的，因為其不會像傳統(tǒng)的多導(dǎo)睡眠監(jiān)測儀器和傳感器那樣干擾睡眠。此外，由骨骼肌引起的任何移動都發(fā)生在某一身體部分中，比如四肢、軀干和/或頭部。在大多數(shù)情況下，這些移動將伴隨有腕部的微小移動。因此選擇系統(tǒng)的靈敏度以便檢測這些移動。可以調(diào)節(jié)傳感器120的靈敏度以便針對佩戴者的移動來個性化系統(tǒng)100。
[0126]回到圖2，記錄裝置100的移動檢測部件還可以包括接收來自傳感器120的輸出信號的比較器單元122。比較器單元122把這些輸出信號與一個預(yù)定義閾值進行比較。只有在一個或多個軸上的加速度超出該預(yù)定義閾值的情況下，由傳感器120的輸出信號所表示的特定移動才被記錄，即存儲在存儲器170中。因此，可以通過選擇所述預(yù)定義閾值來調(diào)節(jié)加速度感測系統(tǒng)的靈敏度。此外，本發(fā)明的系統(tǒng)允許對于每一個軸或者對于記錄裝置100的每一個加速度傳感器120設(shè)定一個閾值。于是可以對所述系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)以便強調(diào)腕部的特定移動，這是因為沿著手臂的方向上的移動可能不如與手臂正交的方向上的移動那么強烈。
[0127]根據(jù)另一方面，比較器單元122保存將把所感測到的加速度與之進行比較的多于一個閾值。這樣允許基于所感測到的加速度的量值對移動進行預(yù)先分類。
[0128]傳感器120的輸出被存儲在存儲器170中以供進一步處理。如前所述，所述存儲可以取決于比較器單元122的輸出信號。
[0129]除了前面的傳感器和單元之外，記錄裝置100還可以包括用于感測環(huán)境因素的環(huán)境感測部件。如前所述，所述環(huán)境感測部件也可以是記錄裝置100的一個實體或單元。一個實體或單元可以是例如集成電路(IC)之類的電路系統(tǒng)，其被構(gòu)建來施行后面所描述的環(huán)境感測部件的各項功能?；蛘撸鰧嶓w或單元是能夠運行特定軟件或固件的電路，其中所述軟件或固件施行這些 功能。優(yōu)選地并且也是替換地，所述實體或單元是執(zhí)行軟件或固件的概念性組件的例如微處理器之類的處理器，其中通過執(zhí)行所述概念性組件來施行環(huán)境感測部件的以下功能。
[0130]所述環(huán)境感測部件可以包括幾個單元，比如噪音傳感器130、光傳感器140和/或溫度傳感器150。
[0131]舉例來說，可以感測被測試人員的周圍環(huán)境物理特性?？梢园言胍粲涗洖槊棵氲姆e分值，并且以IdB的精度在從20到IOOdB的范圍內(nèi)每秒測量周圍環(huán)境噪音水平(Leqlsec)0以I勒克斯的精度在10到1000勒克斯的范圍內(nèi)每秒測量周圍環(huán)境光。以0.5°C的精度在-20到+50°C的范圍內(nèi)利用專用溫度傳感器150每秒測量周圍環(huán)境溫度。所有的周圍環(huán)境物理數(shù)值都被記錄在記錄裝置100的內(nèi)部存儲器170中。
[0132]回到圖2，記錄裝置100還可以包括附加感測部件180。正如前面已經(jīng)描述過的那樣，附加感測部件180可以是記錄裝置100的一個實體或單元。一個實體或單元可以是例如集成電路(IC)之類的電路系統(tǒng)，其被構(gòu)建來施行后面所描述的附加感測部件的各項功能?；蛘撸鰧嶓w或單元是能夠運行特定軟件或固件的電路，其中所述軟件或固件施行這些功能。優(yōu)選地并且也是替換地，所述實體或單元是執(zhí)行軟件或固件的概念性組件的例如微處理器之類的處理器，其中通過執(zhí)行所述概念性組件來施行環(huán)境感測部件的以下功能。
[0133]附加感測部件180例如可以包括特別為了測量血氧飽和度而制作的生理傳感器，其也被稱作“脈搏血氧測定”。該傳感器測量循環(huán)血液中的氧飽和度。其數(shù)值在健康的睡眠者體內(nèi)通常接近100%。在睡眠呼吸暫停綜合癥中可能觀察到其數(shù)值低于90%的減飽和度。
[0134]另外的附加傳感器180可以是用來測量脈搏傳遞時間的傳感器或者測量皮膚溫度的傳感器或者檢測皮膚電位變化的傳感器。
[0135]脈搏傳遞時間與動脈血壓直接相關(guān)。動脈壁是彈性的，并且其包含可以變更脈管直徑的小肌肉。對于心臟的每一次收縮，特定血量以特定的力被噴射到動脈中。這一血壓取決于動脈壁的張力。如果該張力較高，則血壓升高，如果該張力減小，則血壓降低。對應(yīng)于心搏的脈搏的速度取決于動脈壁的硬度。因此，當(dāng)動脈壁的張力較高時脈搏加速，并且當(dāng)所述張力較低時脈搏減速。隨后在位于相同動脈上并且分開幾厘米的兩處地方之間計算所述傳遞時間。可以在這兩處分開的地方測量相同的經(jīng)過脈搏，并且所經(jīng)過的時間與動脈壁的張力或血壓直接相關(guān)。這一時間的縮短對應(yīng)于血壓的升高，而這一所經(jīng)過的時間的加長則對應(yīng)于血壓的降低。這一所經(jīng)過的時間的數(shù)值取決于所述兩處地方之間的距離，并且這一時間的變化給出了血壓變化的數(shù)值，并且可以對其進行校準(zhǔn)。
[0136]可以通過附著到皮膚表面的小傳感器來測量皮膚溫度。其給出關(guān)于皮膚與環(huán)境之間的熱交換的良好指示。其變化可以表明對于發(fā)生改變的周圍環(huán)境溫度的適配或者警覺狀態(tài)的變更。還有可能通過使用適當(dāng)?shù)膫鞲衅鱽頊y量皮膚電位的變化。這一度量是關(guān)于交感神經(jīng)系統(tǒng)活動的間接指示。其可以表明針對環(huán)境的特定反應(yīng)性，或者表明特定情緒狀態(tài)(包括一個人的可能的緊張)。 [0137]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述記錄裝置被劃分成至少兩個模塊。這些模塊的其中之一僅僅包括前面描述的生理傳感器Iio和120和/或與傳感器有關(guān)的單元112、114和122。這樣的裝置較為緊湊，并且可以不超出例如手表的尺寸。第二模塊可以包括環(huán)境傳感器130、140和/或150。第三模塊可以包括附加傳感器180。如果可能的話，附加傳感器180也可以被包括在第一和第二模塊的其中之一內(nèi)。
[0138]這樣的劃分的優(yōu)點在于，在夜間當(dāng)一個人臥床時，專用于生理變量的模塊將仍然附著到此人身上，而專用于周圍環(huán)境因素的模塊則可以被分開放置在一旁，例如放置在床頭桌上。這樣就允許獲得更加穩(wěn)定的環(huán)境數(shù)值，并且將避免由于移動的床單而導(dǎo)致的人為噪音信號或者由于睡眠者的姿勢而被覆蓋或未被覆蓋的光傳感器所導(dǎo)致的光水平的改變。
[0139]每一個此類分開的模塊可以包括其自身的存儲器，或者僅有第一模塊包括存儲器，而第二和/或第三模塊則把數(shù)據(jù)從其傳感器以及與傳感器有關(guān)的單元傳送到第一模塊以進行存儲。數(shù)據(jù)傳送可以通過無線連接來實現(xiàn)，正如后面更加詳細地解釋的那樣。
[0140]所述至少兩個分開的模塊還可以被構(gòu)建成使其連接形成單一裝置。在這樣的情況下，所述模塊包括附接部件和電連接器以便作為單一裝置運作。舉例來說，如果僅有一個模塊具有存儲器，則所述電連接器可以被用來把數(shù)據(jù)從一個模塊傳送到另一個模塊的存儲器。
[0141]在任何情況下，根據(jù)前面描述的每一個實施例的記錄裝置100還可以包括時鐘160。時鐘160的輸出信號被傳送到前面描述的每一個傳感器或單兀110到150和180。傳感器110、120、130、140、150和/或180以及單元112、114和/或122可以使用所輸出的時鐘信號來確定取決于時間的數(shù)值。僅僅作為一個實例，瞬時心率單元112和/或脈搏間間隔單元114可以分別使用所述時鐘信號來確定被測試人員的心率以及測量兩個相繼脈波之間所經(jīng)過的時間。
[0142]如前所述，記錄裝置100可以包括用于記錄所檢測到的心率、身體移動和/或環(huán)境因素的記錄部件。所述記錄部件可以是記錄裝置100的一個實體或單元。一個實體或單元可以是例如集成電路(IC)之類的電路，其被構(gòu)建來施行后面所描述的記錄部件的各項功能?；蛘撸鰧嶓w或單元是能夠運行特定軟件或固件的1C，其中所述軟件或固件施行這些功能。優(yōu)選地并且也是替換地，所述實體或單元是執(zhí)行軟件或固件的概念性組件的例如微處理器之類的處理器，其中通過執(zhí)行所述概念性組件來施行以下記錄功能。
[0143]所述記錄部件可以包括存儲器170，其連接到記錄裝置100的前述傳感器和單元。存儲器170可以通過總線連接到各個傳感器和單元，并且能夠存儲通過總線接收到的傳感器110、120、130、140、150和/或180的輸出信號。
[0144]為了正確地存儲所感測到的數(shù)值，所述記錄部件還可以包括連接到總線以及時鐘160的存儲器控制器172。因此，存儲器控制器172可以控制存儲所感測到的數(shù)值，并且可以添加將與每一個所感測到的數(shù)值相組合地存儲的時間戳或其他信號。這樣就允許在后來的某一時間對所感測到的數(shù)值進行進一步的評估和/或計算。
[0145]存儲器控制器172還可以負責(zé)存儲單元112、114和/或122的輸出數(shù)值。存儲器控制器172把這些單元的輸出數(shù)值以及與每一個輸出數(shù)值相關(guān)聯(lián)的可選的時間戳或時間段的指示存儲在存儲器170中。
[0146]根據(jù)另一個實施例，裝置100不包括存儲器170和存儲器控制器172。在這種情況下，在裝置100中將只存在傳感器110、120、130、140、150和/或180以及相關(guān)聯(lián)的單元112,114和/或122。前面所描述的傳感器和單元的輸出信號于是將被傳送到另一個裝置以進行存儲和/或進一步的計算。舉例來說，這樣的感測裝置將把所感測到的數(shù)值連續(xù)傳送到能夠接收數(shù)據(jù)并且存儲前面描述的所接收到的單元的傳感器數(shù)值和/或輸出數(shù)值的裝置。所述數(shù)據(jù)傳送例如可以被實施為無線連接(無線LAN、Bluetooth、紅外數(shù)據(jù)通信)或有線連接(通用串行總線(USB)、Firewire、LAN或其他網(wǎng)絡(luò)連接)。
[0147]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，記錄裝置100可以包括按鈕或其他致動器(未示出)。如果被測試/被記錄人員例如通過按下按鈕將其致動，則記錄裝置把當(dāng)前時間連同關(guān)于所述按鈕的致動的指示一起存儲。這樣就允許通過由一個人簡單地按下按鈕來標(biāo)記特定事件。作為一個實例，只有當(dāng)此人決定自愿中`斷記錄系統(tǒng)時(例如去洗澡)，他或她才能按下所述按鈕，或者在去睡覺之前并且在早晨醒來之后立即再一次按下所述按鈕。這些所標(biāo)記的事件可以在所述系統(tǒng)的后來的某一階段被用來更加容易地識別出特定事件，正如從后面的描述將更加明顯地看到的那樣。
[0148]記錄裝置100還可以具有多于一個致動器以便標(biāo)識各種預(yù)定義事件。根據(jù)另一方面，可以按照特定方式使用所述致動器來標(biāo)識不同事件，比如將其按住1、2或3秒或者將其按下一次、兩次等等。
[0149]關(guān)于所有實施例，存儲在存儲器170中的所記錄的數(shù)據(jù)可以被數(shù)據(jù)提取單元200采用來進行進一步的計算和確定。因此，所述數(shù)據(jù)被從存儲器170傳送到數(shù)據(jù)提取單元200。用于這一數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)連接可以被實施為無線或有線連接。舉例來說，無線連接可以是基于無線LAN、Bluetooth、紅外數(shù)據(jù)通信或者其他無線通信技術(shù)。有線數(shù)據(jù)通信可以利用通用串行總線(USB)、Firewire、LAN或者其他網(wǎng)絡(luò)連接來實施。
[0150]根據(jù)另一方面，數(shù)據(jù)提取單元200 (包括后面描述的各個子單元當(dāng)中的至少一些)與記錄裝置100可以被集成到一個裝置中。在這種情況下，數(shù)據(jù)提取單元200可以例如通過總線直接訪問存儲器170。這樣的裝置例如可以被構(gòu)建為可佩戴裝置，其用于檢測并記錄所述裝置的佩戴者的心率和/或身體移動。為了減少被測試人員在睡眠期間受到的干擾，所述可佩戴裝置可以被形成為類似于佩戴在人的腕部的手表。由于人們習(xí)慣于佩戴手表，因此與多導(dǎo)睡眠監(jiān)測的電極和連線相比，這樣的裝置在睡眠期間對人的干擾較小。
[0151]回到圖2中描繪的實施例和數(shù)據(jù)提取單元200，心率計算部件210可以是數(shù)據(jù)提取單元200的一部分。正如對于記錄裝置100的部件已經(jīng)概述過的那樣，心率計算部件210也可以是一個實體或單元。一個實體或單元可以是例如集成電路(IC)之類的電路，其被構(gòu)建來施行所述心率計算部件的各項功能?；蛘撸鰧嶓w或單元是能夠運行特定軟件或固件的電路，其中所述軟件或固件施行這些功能。優(yōu)選地并且也是替換地，所述實體或單元是執(zhí)行軟件或固件的 概念性組件的例如微處理器之類的處理器，其中通過執(zhí)行所述概念性組件來施行以下心率計算功能。
[0152]心率計算部件210對來自脈搏傳感器110、瞬時心率單元112和/或脈搏間間隔單元114的所記錄的數(shù)據(jù)進行評估。舉例來說，心率計算部件210從前面描述的相繼脈波間隔(PWI)的未經(jīng)處理的數(shù)值中提取出經(jīng)過加工的心率數(shù)據(jù)。由心率計算部件210計算并輸出的數(shù)據(jù)可以包括HR平均值、HR變異性數(shù)值、節(jié)律特性和/或HR事件或改變，正如現(xiàn)在將要更加詳細地解釋的那樣。
[0153]具體來說，HR平均值可以屬于兩種類型:全局HR平均值(GHRA)和靜止HR平均值(RHRA)0 GHRA將是在相當(dāng)長的時間段內(nèi)計算的，比如取決于日間或夜間的時間是5到10分鐘。此外，這一平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差將被用于量化所考慮的時段內(nèi)的HR變異性(HRV)。因此，GHRA計算將包括沒有任何身體移動(BM)的時段以及具有身體移動的時段。其還將給出反映出周圍環(huán)境因素的影響的總體HR平均值，比如噪音、溫度或光變化。RHRA將是在短得多的時段內(nèi)計算的，例如取決于警覺狀態(tài)是10到60秒，并且是在當(dāng)前不存在BM或者在先前的10秒期間曾經(jīng)存在BM的時段期間計算的。這一平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差將被計算來為HR節(jié)律定性，也就是說定性其是規(guī)則的還是不規(guī)則的。因此，RHRA與被測試人員的運動性活動無關(guān)，同時仍然可能受到環(huán)境因素的影響。
[0154]可以通過在一個預(yù)定時間間隔(時間段)內(nèi)對心率求平均來計算例如GHRA平均值或RHRA平均值之類的心率平均值。用于計算心率平均值(例如GHRA平均值或RHRA平均值)的時間間隔可以是固定的。舉例來說，可以通過例如在5分鐘、10分鐘等等內(nèi)對心率求平均來計算GHRA (其包括具有以及不具有身體移動的時段)，并且可以通過例如在5秒、10秒、30秒、60秒等等內(nèi)對心率求平均來計算RHRA。
[0155]還可以通過在不同的預(yù)定時間間隔內(nèi)對心率求平均來計算心率平均值。具體來說，可以通過在第一種情況下在第一時間間隔內(nèi)對心率求平均并且在第二種情況下在第二時間間隔內(nèi)對心率求平均來計算心率平均值。舉例來說，在同時有身體移動發(fā)生的情況下，可以通過在較短時間間隔(例如5次心搏)內(nèi)對心率求平均來計算心率平均值，而在沒有或者僅有很少(輕微)身體移動的情況下，可以通過在較長時間間隔(例如30次心搏)內(nèi)對心率求平均來計算心率平均值。求平均間隔可以在兩個或更多步驟(例如2、3、4、5步等等)中變化，或者可以連續(xù)地變化(例如與身體移動的數(shù)量和/或強度相反)。如果所述時間間隔分步驟變化，則對應(yīng)于身體移動的閾值可以被用來選擇用于對心率求平均的適當(dāng)時間間隔。舉例來說，如果身體移動的數(shù)量和/或強度落到一定閾值以下，則可以使用更長的時間間隔來對心率求平均?？梢灶愃朴诤竺孢M一步描述的身體移動類別來定義用于選擇不同時間間隔長度的身體移動閾值。還可以根據(jù)后面進一步描述的所檢測到的身體移動類別來改變用于計算心率平均值的時間間隔。
[0156]通過改變用于計算心率平均值的時間間隔允許在需要更高精度時(例如在存在身體移動的情況下)提供增強的精度和時間分辨率。在這后一種情況下，在一個較短時間間隔內(nèi)得到的平均值仍將表現(xiàn)出心率曲線的變化，而在一個更長時間間隔內(nèi)得到的平均值則將過多地平滑心率曲線。在沒有或者僅有相對很少(輕微)身體移動的情況下，可以增大用于求平均的時間間隔以便提高分類質(zhì)量，這例如是通過減少錯誤地檢測到的睡眠階段過渡的數(shù)目實現(xiàn)的。
[0157]可以按照心搏數(shù)來確定求平均間隔，或者也可以按照秒鐘和/或分鐘來確定求平均間隔。此外，用于計算心率平均值的時間間隔還可以取決于當(dāng)前心率和/或心率平均值。
[0158]圖9示出了用于適配對心率求平均的時間間隔的示例性方法步驟集合。在步驟910處，對于給定時間檢測身體移動的數(shù)量和/或強度。所述檢測例如可以實時地實施，或者可以在已經(jīng)記錄了幾分鐘、幾小時或幾天的數(shù)據(jù)之后實施。在步驟920中，把所檢測到的身體移動的數(shù)量/強度與一個預(yù)定閾值進行比較。所述閾值例如可以與表明睡眠階段、睡眠階段過渡等等的閾值有關(guān)。
[0159]如果所檢測到的身體移動的數(shù)量/強度高于閾值，則所述方法繼續(xù)到步驟930。如果所檢測到的身體移動的數(shù)量/強度低于或等于閾值，則所述方法繼續(xù)到步驟940。在步驟930處，用于對心率求平均的時間間隔被設(shè)定到第一時間間隔tl，在步驟940處，用于對心率求平均的時間間隔被設(shè)定到第二時間間隔t2。優(yōu)選地，時間間隔t2長于第一時間間隔tl。
[0160]所述方法隨后繼續(xù)到步驟950，并且利用由步驟930或940確定的設(shè)定時間間隔對心率求平均。
[0161]隨后可以對于另一個時刻重復(fù)所述方法。為此，例如可以把評估時間偏移固定時間或者偏移可變時間，比如在步驟930或940中選擇的時間間隔。優(yōu)選地，重復(fù)所述方法，直到所有數(shù)據(jù)樣本都被評估為止。
[0162]此外，回到圖2，HR事件單元212可以從存儲器170提取數(shù)據(jù)。HR事件單元212確定兩個相繼脈搏之間的間隔的變化，從而給出心率變化的直接數(shù)值。這一時間間隔的縮短對應(yīng)于心率加速，而這一間隔的加長則對應(yīng)于較低心率。因此，可以從存儲在存儲器170中的數(shù)據(jù)提取出兩種類型的HR改變:HR加速(HRA)和HR減速(HRD)。取決于警覺狀態(tài)和一天當(dāng)中的時間，這些改變將持續(xù)幾秒到幾十秒。其將在計算滑動窗口平均值并且實施在幾秒鐘內(nèi)進行的相應(yīng)分析時被檢測到。在圖7中描繪出對應(yīng)于HRA和HRD的隨著時間的示例性心率梯度。
[0163]具體來說，當(dāng)被測試人員正在移動時或者當(dāng)發(fā)生活化或覺醒時將看到HRA。其是具有初始心率加速以及隨后的心率減速的兩階段變化。這一減速可能會加重，并且最低HR數(shù)值可能會低于初始平均水平。在清醒期間，任何BM或者對于物理環(huán)境的外部刺激的反應(yīng)都將伴隨有HRA。在睡眠期間，HRA將由任何BM或者由任何覺醒產(chǎn)生。這樣的覺醒可以是內(nèi)部的或者可以是由于例如噪音之類的外部原因。HRA將由其幅度和持續(xù)時間定義，其幅度即最高瞬時HR數(shù)值與下一個最低瞬時HR數(shù)值之間的差，其持續(xù)時間即從所述加速開始到返回初始HR數(shù)值的持續(xù)時間(也參見圖7)。[0164]此外，在沒有任何BM或覺醒的情況下將看到HRD。其是平均心率從一個水平逐漸降低到一個較低水平的單階段改變。通常當(dāng)對象放松時或者當(dāng)存在從清醒到淺度睡眠或者從淺度睡眠到深度睡眠的過渡時會看到HRD。在后面的這些情況下，HRD可以持續(xù)幾分鐘。
[0165]此外，心率計算部件210還可以確定其中一些脈波間隔(PWI)數(shù)據(jù)項目是否異?；蛉笔?。為了改進HR數(shù)據(jù)的分類，本發(fā)明還提供對于缺失的或異常的脈波間隔數(shù)據(jù)的恢復(fù)。心率計算單元210因此可以施行PWI的恢復(fù)，正如后面關(guān)于圖6更加詳細地概述的那樣。
[0166]回到圖2，數(shù)據(jù)提取單元200還可以包括身體移動計算部件220。如前所述，身體移動計算部件220也可以是一個實體或單元。一個實體或單元可以是例如集成電路(IC)之類的電路，其被構(gòu)建來施行身體移動計算部件的各項功能?；蛘?，所述實體或單元是能夠運行特定軟件或固件的電路，其中所述軟件或固件施行這些功能。優(yōu)選地并且也是替換地，所述實體或單元是執(zhí)行軟件或固件的概念性組件的例如微處理器之類的處理器，其中通過執(zhí)行所述概念性組件來施行以下身體移動計算功能。
[0167]該身體移動計算部件220基于所記錄的加速度的數(shù)值計算一個人的每一次身體移動的強度和/或持續(xù)時間。舉例來說，身體移動計算部件220訪問并且評估來自加速度傳感器120和比較器單元122的所記錄的數(shù)據(jù)。
[0168]如前所述，可以關(guān)于特定時間段獲得所記錄的身體移動的未經(jīng)處理的數(shù)據(jù)。舉例來說，取決于處理能力和存儲器容量，可以把這一時間段從小于I秒調(diào)節(jié)到多于5秒或者甚至10秒。優(yōu)選地，每秒獲得所記錄的身體移動的未經(jīng)處理的數(shù)據(jù)。
[0169]計數(shù)器222可以是身體移動計算部件220的一部分，或者可以是數(shù)據(jù)提取單元200內(nèi)的一個單獨的單元。計數(shù)器222通過對每秒的BM進行計數(shù)來確定移動的強度。
[0170]包括在身體移動計算部件220中或者連接到身體移動計算部件220的另一個單元可以是持續(xù)時間確定單元224。單元224計算身體移動的持續(xù)時間，即其中由計數(shù)器222確定了移動計數(shù)的相繼秒數(shù)。
[0171]根據(jù)另一個實施例，計數(shù)器222和/或持續(xù)時間確定單元224也可以是記錄裝置100的一部分。由于記錄裝置100提供時鐘160，由傳感器120感測到的加速度可以被計數(shù)器222和持續(xù)時間確定單元224直接使用。此外，根據(jù)這樣的實施例，計數(shù)器222和持續(xù)時間確定單元224將其最終得到的輸出存儲在存儲器170中。
[0172]回到圖2中所描繪的實施例，數(shù)據(jù)提取單元200還可以包括環(huán)境計算部件230，其計算由噪音傳感器130、光傳感器140和/或溫度傳感器150感測到的所記錄的數(shù)據(jù)的特定數(shù)值。環(huán)境計算部件230可以是數(shù)據(jù)提取單元200的一個實體或單元。這樣的實體或單元可以是例如集成電路(IC)之類的電路，其被構(gòu)建來施行環(huán)境計算部件230的各項功能。或者，所述實體或單元是能夠運行特定軟件或固件的電路，其中所述軟件或固件施行這些功能。優(yōu)選地并且也是替換地，所述實體或單元是執(zhí)行軟件或固件的概念性組件的例如微處理器之類的處理器，其中通過執(zhí)行所述概念性組件來施行以下環(huán)境計算功能。
[0173]環(huán)境計算部件230可以包括噪音水平單元231，其確定周圍環(huán)境噪音是否超出一個預(yù)定義水平或閾值。此外，噪音水平單元231還可以把存儲在存儲器170中的所感測到的噪音數(shù)值與兩個或更多閾值進行比較，以便確定不同的噪音水平。
[0174]噪音事件單元232也可以被包括在環(huán)境計算部件230中，并且從所感測到的噪音數(shù)據(jù)評估是否發(fā)生了特定噪音事件。噪音事件例如可以是一個預(yù)定時間段內(nèi)的噪音超出特定水平，比如由噪音水平單元231確定的那些水平。
[0175]此外，環(huán)境計算部件230可以包括平均溫度單元233，其計算特定時間段內(nèi)的周圍環(huán)境溫度的平均值。舉例來說，可以在10分鐘間隔、30分鐘間隔或I小時間隔內(nèi)對周圍環(huán)境溫度求平均。本發(fā)明不限于用于對周圍環(huán)境噪音求平均的特定時間段。因此，例如2、4或6小時之類的任何其他時間段也可以是可能的。
[0176]此外，環(huán)境計算部件230還可以包括溫度改變單元234。溫度改變單元確定溫度在特定時間點之間是否已發(fā)生了改變。舉例來說，溫度改變單元234可以確定溫度在某一時間點到例如5或10分鐘之后是否已經(jīng)改變了預(yù)定義度數(shù)值。溫度改變單元234還可以確定可以被預(yù)設(shè)的特定時間段內(nèi)的溫度改變。這些時間段可以是5分鐘、10分鐘、30分鐘、60分鐘或更長。本發(fā)明不限于任何特定時間段，相反還可以是基于其他預(yù)設(shè)時間段。
[0177]包括在環(huán)境計算部件230中的光水平單元235基于所記錄的光數(shù)據(jù)確定光是否超出特定數(shù)值。所述光水平單元可以包括用以把所記錄的光數(shù)據(jù)與之比較的多個預(yù)設(shè)閾值。
[0178]此外，所述計算部件可以包括光改變單元236，其用于確定所記錄的光數(shù)據(jù)的數(shù)值的改變。[0179]此外，數(shù)據(jù)提取單元200還可以包括附加計算部件240，其計算由(多個)附加傳感器180感測到的所記錄的數(shù)據(jù)的特定數(shù)值。附加計算部件240可以是數(shù)據(jù)提取單元200的一個實體或單元。這樣的實體或單元可以是例如集成電路(IC)之類的電路，其被構(gòu)建來施行環(huán)境計算部件240的各項功能。或者，所述實體或單元是能夠運行特定軟件或固件的電路，其中所述軟件或固件施行這些功能。優(yōu)選地并且也是替換地，所述實體或單元是執(zhí)行軟件或固件的概念性組件的例如微處理器之類的處理器，其中通過執(zhí)行所述概念性組件來施行以下環(huán)境計算功能。
[0180]附加計算部件240可以被適配成基于(多個)附加傳感器180的類型施行任何必要的計算。舉例來說，如果附加傳感器180感測脈搏血氧測定，則附加計算部件240可以基于一個或多個預(yù)定義閾值計算一個或多個血氧飽和度水平。此外，如果(多個)附加傳感器允許確定脈搏傳遞時間(PTT)，則附加計算部件240實施PTT的計算，正如前面已經(jīng)描述過的那樣。
[0181]此外，附加計算部件240還可以基于所感測到的皮膚溫度來計算皮膚與環(huán)境之間的熱交換。此外，可以通過由附加計算部件240把所感測到的皮膚電位與一個或多個閾值進行比較來確定交感神經(jīng)系統(tǒng)的活動。從而可以計算一個或多個皮膚溫度和/或皮膚電位水平。
[0182]數(shù)據(jù)提取單元200及其所有組件(比如部件或單元210到240)將訪問存儲在記錄裝置100的存儲器170中的所記錄的數(shù)據(jù)。如前所述，這一數(shù)據(jù)訪問可以通過總線或數(shù)據(jù)連接來實施。數(shù)據(jù)提取單元200的單元210到240的輸出也被存儲在數(shù)據(jù)提取單元200的存儲器(未示出)中以供進一步的確定。
[0183]在另一個實施例中，數(shù)據(jù)提取單元200是記錄裝置100的一部分。在這種情況下，單元210到240可以使用存儲器170來讀取所記錄的數(shù)據(jù)值以及寫入所計算的輸出數(shù)值。關(guān)于該實施例，所述組合裝置能夠通過如前所述的有線或無線接口和數(shù)據(jù)連接把由數(shù)據(jù)提取單元210到240提取的數(shù)據(jù)傳送到另一個裝置。[0184]根據(jù)另一個實施例，記錄裝置100和數(shù)據(jù)提取單元200被劃分成一個或多個模塊。正如前面已經(jīng)提到的那樣，這樣的模塊可以包括所有生理傳感器和單元(110到122)、環(huán)境傳感器和單元(130到150)以及附加傳感器180。此外，每一個模塊將包括關(guān)于數(shù)據(jù)提取單元200描述的相應(yīng)的計算單元(210到224 ；230到236 ;240)。圖3示出了分類單元300的方塊圖，其可以包括心率分類部件310、身體移動分類部件320、環(huán)境分類部件330和/或附加分類部件340。每一個部件310到340可以是分類單元300的一個實體或單元。這樣的實體或單元可以是例如集成電路(IC)之類的電路，其被構(gòu)建來施行對應(yīng)的部件310到340的各項功能?；蛘?，所述實體或單元是能夠運行特定軟件或固件的電路，其中所述軟件或固件施行這些功能。優(yōu)選地并且也是替換地，所述實體或單元是執(zhí)行軟件或固件的概念性組件的例如微處理器之類的處理器，其中通過執(zhí)行所述概念性組件來施行后面更加詳細地概述的功能。
[0185]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，取決于安裝在記錄裝置100中的傳感器，分類單元300可以包括其中一個或所有部件或單元310到340。舉例來說，如果在記錄裝置100中不存在周圍環(huán)境傳感器130到150，則分類單元300可以不需要環(huán)境分類單元330。
[0186]分類單元300能夠訪問其中存儲由數(shù)據(jù)提取單元200及其各個子單元輸出的數(shù)據(jù)的存儲器。因此，分類單元300提供用于無線或有線數(shù)據(jù)傳送的接口，比如網(wǎng)絡(luò)接口、串行或并行總線接口等等。
[0187]心率分類部件310對由心率計算單元210從該單元210直接輸出或者經(jīng)由例如存儲器170之類的存儲器輸出的所記錄的數(shù)據(jù)進行分類。所輸出的該數(shù)據(jù)可以包括心率平均值、心率變異性數(shù)值、節(jié)律特性和/或心率事件或改變。這些數(shù)值當(dāng)中的每一項如果由心率計算單元210確定則可以被分類。
[0188]舉例來說，HR平均值可以被分類成高、中等和低平均值。此外，心率的變異性也可以被分類為例如非常高、高、中等或低?？梢詮膶τ谛牟g隔的頻譜分析獲得傳統(tǒng)的LF/HF比值。其他分類可以具有不同數(shù)目的類別，比如5、7或10個水平。本發(fā)明不限于任何特定的類別數(shù)目。在必要時，HR分類部件310可以在一定程度上被修改以便在更多或更少類別之間進行區(qū)分。
[0189]在清醒期間，平均心率可以從靜止期間的60到80心搏/分鐘顯著變化到非常高強度鍛煉期間的170到190。最大心率數(shù)值取決于一個人的年齡以及先前的訓(xùn)練。在睡眠期間，平均心率可以低至40心搏/分鐘。身體訓(xùn)練有素的年輕成年人在睡眠期間可以達到甚至更低的數(shù)值，比如35心搏/分鐘。因此，對于清醒狀態(tài)和睡眠狀態(tài)可以不同地設(shè)定心率分類部件310把所記錄的數(shù)據(jù)分類到其中的類別。此外，可以根據(jù)一個人的年齡和身體訓(xùn)練狀況針對被測試/被記錄人員來調(diào)節(jié)所述類別。
[0190]此外，HR的節(jié)律例如可以被分類為非常不規(guī)則、不規(guī)則、規(guī)則等等。類似地，HR事件或改變可以被分類為加速、減速或誘發(fā)反應(yīng)。如前所述，本發(fā)明不限于這些類別，而是可以包括更多或更少類別。為了應(yīng)對未來的發(fā)現(xiàn)，在必要時可以改變HR分類部件310的各個類別。
[0191]此外，如前所述，分類單元300可以包括身體移動(BM)分類部件或單元320，其可以對所記錄的身體移動數(shù)據(jù)進行分類?？梢愿鶕?jù)其持續(xù)時間(以秒計)及其強度(每秒計數(shù))對每一次移動進行分類。如前所述，對應(yīng)于每一秒的移動次數(shù)被記錄在裝置100中。在沒有移動的情況下，對應(yīng)于所考慮的該秒的計數(shù)將是O。
[0192]BM分類部件320導(dǎo)出從移動計算單元220輸出的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)是從單元220直接輸出的或者是經(jīng)由例如存儲器170之類的存儲器輸出的。BM分類部件320可以使用由BM計算單元220計算的身體移動的強度和/或其持續(xù)時間。BM分類部件320可以對身體移動施行一種或更多種分類。舉例來說，BM分類部件320正把被測試人員的BM分類到三個不同類別中:大移動(LM)，比如姿勢改變；小移動(SM)，比如四肢或手的移動；以及抽動(TM)，比如在REM睡眠中發(fā)生的身體末端的非常短暫的移動。此外，可以把BM強度分類到特定范圍中，比如每秒I到2、3到5以及6到10次計數(shù)。所述類別也可以沒有那么精確，比如許多次、有限次數(shù)、有時或很少幾次等等。還可以獲得兩種分類或者相繼的分類的組合，比如常常連續(xù)地發(fā)生的許多次移動、一段長時間內(nèi)沒有抽動或者很少幾次孤立的小BM。
[0193]分類單元300還可以包括環(huán)境分類部件330，其對環(huán)境計算單元230和/或子單元231到236的所記錄的環(huán)境因素數(shù)值進行分類。舉例來說，來自噪音水平單元231的所計算的噪音水平例如可以被分類為低噪音水平、中等噪音水平或高噪音水平。此外，由噪音事件單元232確定的噪音事件可以按照其幅度、持續(xù)時間、上升和衰減周期的斜率而被分類。舉例來說，噪音事件可以被分類為波動性非常大、短暫但響亮的噪音事件或者處于低水平但是持續(xù)一段較長時間。
[0194]環(huán)境分類部件或單元330還可以對分別由平均溫度單元233和溫度改變單元234計算的平均溫度和溫度改變進行分類。舉例來說，一個特定時間段內(nèi)的平均溫度可以被分類為高、中或低或者還可以被分類為波動。在這種情況下，環(huán)境分類部件330還可以把為之計算平均溫度的一天當(dāng)中的時間納入考慮。舉例來說，某一特定平均溫度在夜間可以被視為高，而相同的平均溫度在日間則被分類為中等。按照相同的方式，取決于由溫度改變單元234確定的改變的持續(xù)時間，溫度改變可以被分類為波動或穩(wěn)定，或者被分類為突然或長期改變。
[0195]此外，由光水平單元235計算的光水平也可以被環(huán)境分類部件330分類到例如波動或穩(wěn)定之類的特定類別或者被分類為明亮、暗淡等等。此外，由光改變單元236計算的光水平改變也可以被環(huán)境分類部件330分類到例如緩慢改變、快速改變等特定類別中。環(huán)境分類部件330還可以從由環(huán)境計算部件230的各個單元(例如從單元231到236)計算的兩個或更多數(shù)值形成各個類別。舉例來說，在對溫度改變進行分類時可以把所確定的光水平納入考慮。舉例來說，離開建筑物并且進入外部的熱空氣中的人可能會受到溫度的突然改變以及升高的光水平的影響。
[0196]最后，附加分類部件或單元340可以對由附加計算單元240 (圖2)提取或計算的數(shù)據(jù)進行分類。舉例來說，血氧飽和度水平可以被分類為低、中和高。同樣地，其他類別和不同的類別數(shù)目也是可能的。此外，在由附加計算單元240計算脈搏傳遞時間(PTT)的情況下，PTT也將被分類到例如短、中和長之類的類別中。取決于所采用的(多個)附加傳感器180，可以導(dǎo)出其他數(shù)據(jù)類別。皮膚溫度將被分類到例如低、中或高之類的類別中。類似地，皮膚電位將被分類到例如許多、中等或很少幾個之類的類別中。
[0197]關(guān)于心率分 類部件310、身體移動分類部件320、環(huán)境分類部件330和附加分類部件340，應(yīng)當(dāng)提到的是，可以由用戶調(diào)節(jié)將把特定數(shù)據(jù)分類到其中的類別。舉例來說，如果特定類別可能在未來會有價值，則可以對分類單元300進行適配以便也把新類別納入考慮。另一方面，可以從分類部件或單元310到340中去除不太令人感興趣的現(xiàn)有類別。此外，可以對存儲在部件310到340的其中一個內(nèi)的任何閾值進行修改，以便調(diào)節(jié)分類單元300的功能。
[0198]現(xiàn)在我們參照圖4，該圖描繪出用于確定被測試人員的警覺狀態(tài)、睡眠階段、睡眠階段過渡和/或睡眠事件的確定部件400。確定部件或確定裝置400可以包括評估部件410，比如警覺狀態(tài)確定單元410。確定部件或確定裝置400還可以包括睡眠階段確定單元420和活動確定單元430。
[0199]確定部件400及其子部件410到430可以分別是一個實體或單元。這樣的實體或單元可以是例如集成電路(IC)之類的電路，其被構(gòu)建來施行后面所描述的確定和其他功能?；蛘撸鰧嶓w或單元是能夠運行特定軟件或固件的電路，其中所述軟件或固件施行確定部件400的各項功能，正如將在后面更加詳細地概述的那樣。優(yōu)選地并且也是替換地，所述實體或單元是執(zhí)行軟件或固件的概念性組件的例如微處理器之類的處理器，其中通過執(zhí)行所述概念性組件來施行這些功能。
[0200]評估部件410是可選的，因為記錄裝置可以只在被測試/被記錄人員的睡眠周期期間被使用。如果對于包括清醒周期和睡眠周期的更長時間段佩戴記錄裝置，則評估部件410評估被測試人員處于清醒周期還是睡眠周期中。這一評估也被稱作警覺狀態(tài)確定，其可以通過分析分類單元300 (圖3)的經(jīng)過加工的數(shù)據(jù)、通過分析由數(shù)據(jù)提取單元200計算的數(shù)據(jù)以及/或者各個類別與所計算數(shù)據(jù)的組合來進行。換句話說，在確定被測試人員的警覺狀態(tài)時，把從所感測到并且所記錄的數(shù)據(jù)確定的類別納入考慮。此外，所記錄的數(shù)據(jù)或者所記錄的數(shù)據(jù)與所分類的數(shù)據(jù)的組合可以構(gòu)成用于進一步確定的基礎(chǔ)。這方面特別可以包括心率數(shù)據(jù)和/或類別(來自單元210/310)以及/或者身體移動數(shù)據(jù)和/或類別(來自單元220/320)。此外，如果存在的話，來自單元230/330和240/340的環(huán)境類別和/或附加類別也可以被用來確定警覺狀態(tài)或者至少驗證警覺狀態(tài)。
[0201]下面的表1提供了示例性的HR、BM和環(huán)境類別，警覺狀態(tài)確定單元410可以從中確定被測試人員處于清醒狀態(tài)或睡眠狀態(tài)。
`[0202]
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 被配置成檢測此人的心率的心率檢測部件(110)； 被配置成檢測此人的身體的一部分的移動的移動檢測部件(120)，其中所述移動是由身體的骨骼肌引起的； 被配置成記錄所檢測到的心率和所檢測到的所述身體的一部分的移動的記錄部件(170)； 被配置成把此人的所記錄的心率分類到至少一個心率類別和至少一個心率變異性類別中的心率分類部件(310)；被配置成把所記錄的移動分類到至少一個移動類別中的移動分類部件(320);以及被配置成至少部分地基于所述至少一個心率類別、所述至少一個心率變異性類別和所述至少一個移動類別來確定此人的睡眠、睡眠階段、睡眠階段過渡和/或睡眠事件的確定部件(400)，其中所述確定部件被配置成在一時間段內(nèi)識別出心率類別、心率變異性類別和移動類別的組合，并且基于所識別出的組合確定睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其包括: 被配置成從所記錄的心率計算心率平均值、變異性數(shù)值、節(jié)律特性和/或心率事件或改變的心率計算部件(210)， 其中，所述心率分類部件被配置成基于所計算的心率平均值、變異性數(shù)值、節(jié)律特性和/或心率事件或改變來對此人的心率進行分類。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述確定部件還被配置成在一特定時間段內(nèi)識別出心率類別、心率變異性類別和移動類別的特定組合，并且 其中，所述確定部件被配置成基于所識別出的特定組合確定睡眠、睡眠階段、睡眠階段過渡和/或睡眠事件。`
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的系統(tǒng)，其中，所述移動檢測部件包括被配置成感測此人的所述身體的一部分的加速度的移動感測部件(120)，其中所述記錄部件還被配置成記錄所感測到的加速度，并且其中所述系統(tǒng)包括: 被配置成基于所記錄的加速度的數(shù)值來至少計算此人的所述身體的一部分的每一次移動的強度和/或持續(xù)時間的移動計算部件(220)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述移動分類部件被配置成基于每一次移動的所計算的強度和/或持續(xù)時間把所述身體的一部分的每一次移動至少分類為大移動(LM)、小移動(SM)或抽動(TM)，并且/或者被配置成把每一次LM、SM和/或TM至少分類到各個頻率類別和/或持續(xù)時間類別中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的一項所述的系統(tǒng)，其還包括: 被配置成感測至少一項環(huán)境因素的環(huán)境感測部件(130，140，150)，其中所述記錄部件還被配置成記錄所感測到的至少一項環(huán)境因素；以及 被配置成把至少一項所記錄的環(huán)境因素的至少一些數(shù)值分類到至少一個環(huán)境類別中的環(huán)境分類部件(330)， 其中，所述確定部件還被配置成至少部分地基于所述至少一個環(huán)境類別來確定此人的睡眠、睡眠階段、睡眠階段過渡和/或睡眠事件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述環(huán)境感測部件被配置成感測噪音水平、周圍環(huán)境溫度和/或周圍環(huán)境光，所述系統(tǒng)還包括: 環(huán)境計算部件(230)，其被配置成基于所記錄的噪音水平計算至少一個平均噪音水平和/或噪音事件，并且/或者基于所記錄的周圍環(huán)境溫度計算至少一個平均周圍環(huán)境溫度水平和/或改變和/或變化，并且/或者基于所記錄的周圍環(huán)境光計算至少一個周圍環(huán)境光水平和/或周圍環(huán)境光水平的改變。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個心率類別包括心率平均值類別。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中的一項所述的系統(tǒng)，其中，所述確定部件還被配置成確定從清醒到睡眠的過渡和/或從一個睡眠階段到另一個睡眠階段的過渡和/或從睡眠到清醒的過渡，以及/或者至少一項所記錄的環(huán)境因素對于睡眠階段過渡或者從睡眠到清醒的過渡的直接因果效應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中的一項所述的系統(tǒng)，其還包括: 評估部件(410)，其被配置成基于所述至少一個心率類別、所述至少一個心率變異性類另O、所述至少一個移動類別、所述至少一個環(huán)境類別和/或其任意組合來評估此人的睡眠或清醒狀態(tài)。
11.一種用于確定人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的系統(tǒng)，其包括: 可佩戴裝置，其被配置成檢測并記錄此人的心率，并且被配置成檢測并記錄此人的身體的一部分的移動，其中所述移動是由身體的骨骼肌引起的； 分析裝置，其被配置成把此人的所記錄的心率分類到至少一個心率類別和至少一個心率變異性類別中，被配置成把所記錄的移動分類到至少一個移動類別中，并且被配置成至少部分地基于所述至少一個·心率類別、所述至少一個心率變異性類別和所述至少一個移動類別來確定此人的睡眠、睡眠階段、睡眠階段過渡和/或睡眠事件；以及 數(shù)據(jù)連接，其被配置成把表示所記錄的心率和所記錄的移動的數(shù)據(jù)從所述可佩戴記錄裝置傳送到所述分析裝置。
12.一種用于確定人的睡眠、睡眠階段和/或睡眠階段過渡的方法，所述方法包括: 檢測(510)此人的心率； 記錄所檢測到的心率； 檢測(520)此人的身體的一部分的移動，其中所述移動是由身體的骨骼肌引起的； 記錄所檢測到的移動； 把此人的所記錄的心率分類(530)到至少一個心率類別和至少一個心率變異性類別中； 把所記錄的移動分類(540)到至少一個移動類別中；以及 至少部分地基于所述至少一個心率類別、所述至少一個心率變異性類別和所述至少一個移動類別來確定(550)此人的睡眠、睡眠階段、睡眠階段過渡和/或睡眠事件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法包括: 在一特定時間段內(nèi)識別出(555)心率類別、心率變異性類別和移動類別的特定組合，并且 其中，所述確定包括基于所識別出的特定組合來確定睡眠、睡眠階段和睡眠階段過渡。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，所述方法包括: 感測至少一項環(huán)境因素；記錄所感測到的至少一項環(huán)境因素； 把至少一項所記錄的環(huán)境因素的至少一些數(shù)值分類到至少一個環(huán)境類別中；以及 至少部分地基于所述至少一個環(huán)境類別來確定此人的睡眠或清醒狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述方法包括: 至少部分地基于所述至少一個環(huán)境類別來確定至少一項所記錄的環(huán)境因素對于睡眠階段過渡或者從睡眠到清醒的 過渡的直接因果效應(yīng)。
【文檔編號】A61B5/11GK103717125SQ201280035419
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月18日
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