(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
睡眠セッション中に被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定するよう構成されたシステムであって、前記感覚刺激は、前記睡眠セッション中に被験者における徐波活動を増し、覚醒を最小化するよう構成され、当該システムは：
被験者に感覚刺激を与えるよう構成された一つまたは複数の感覚刺激器と；
被験者の脳活動に関係した情報を伝達する出力信号を生成するよう構成された一つまたは複数のセンサーと；
一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサであって：
前記出力信号およびベースライン睡眠状態基準に基づいて前記睡眠セッション中の被験者の睡眠状態における遷移を検出する段階であって、前記ベースライン睡眠状態基準は、被験者の脳活動に関係した前記情報に基づいて決定された一つまたは複数の対応するパラメータについての一つまたは複数の閾値を含む、段階を実行し；
睡眠状態における検出された遷移に基づくタイミングをもって被験者に前記感覚刺激を与えるよう前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御し；
前記睡眠セッション後に、前記睡眠セッション中に生成された前記出力信号の解析に基づいて生成される、睡眠状態における遷移の参照指標を取得し；
睡眠状態における検出された遷移を、睡眠状態における遷移の前記参照指標と比較し；
該比較に基づいて、前記ベースライン睡眠状態基準を使った前記睡眠セッション中の睡眠状態における検出された遷移と、前記睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の前記参照指標との間の相関を向上させるよう前記ベースライン睡眠状態基準を調整し；
前記ベースライン睡眠状態基準の調整後、調整されたベースライン睡眠状態基準を利用して、被験者の睡眠状態における遷移を検出し、前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御する
ためのコンピュータ可読命令によって構成された物理的なコンピュータ・プロセッサとを有する、
システム。
【請求項２】
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサがさらに、前記ベースライン睡眠状態基準の調整が、前記ベースライン睡眠状態基準を使った前記睡眠セッション中の睡眠状態における検出された遷移と、前記睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の前記参照指標との間の相関を向上させたかどうかを示す、被験者における徐波活動に関係した性能メトリックを決定するよう構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサが、前記性能メトリックが累積徐波活動であるよう構成されている、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記累積徐波活動が、所定数の睡眠サイクルにわたる個々のN2および／またはN3睡眠段階時期についてのデルタ帯域におけるEEGパワーの総和である、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサが、前記ベースライン睡眠状態基準の調整が、前記累積徐波活動の勾配の経験的推定に基づくよう構成されている、請求項３記載のシステム。
【請求項６】
決定システムにより睡眠セッション中に被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定する方法であって、前記感覚刺激は、前記睡眠セッション中に被験者において徐波活動を増し、覚醒を最小化するよう構成され、前記システムは、一つまたは複数の感覚刺激器、一つまたは複数のセンサーおよび一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサを有し、当該方法は：
前記一つまたは複数のセンサーにより、被験者の脳活動に関係した情報を伝達する出力信号を生成する段階と；
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより、前記出力信号およびベースライン睡眠状態基準に基づいて前記睡眠セッション中の被験者の睡眠状態における遷移を検出する段階であって、前記ベースライン睡眠状態基準は、被験者の脳活動に関係した前記情報に基づいて決定された一つまたは複数の対応するパラメータについての一つまたは複数の閾値を含む、段階と；
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより、睡眠状態における検出された遷移に基づくタイミングをもって被験者に前記感覚刺激を与えるよう前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御する段階と；
前記睡眠セッション後に、前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより、睡眠状態における遷移の参照指標を取得する段階であって、睡眠状態における遷移の前記参照指標は前記睡眠セッション中に生成された前記出力信号の解析に基づいて生成される、段階と；
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより、睡眠状態における検出された遷移を、睡眠状態における遷移の前記参照指標と比較する段階と；
該比較に基づいて、前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより、前記ベースライン睡眠状態基準を使った前記睡眠セッション中の睡眠状態における検出された遷移と、前記睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の前記参照指標との間の相関を向上させるよう前記ベースライン睡眠状態基準を調整する段階と；
前記ベースライン睡眠状態基準の調整後、調整されたベースライン睡眠状態基準を利用して、被験者の睡眠状態における遷移を前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより検出し、前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御する段階とを含む、
方法。
【請求項７】
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより、前記ベースライン睡眠状態基準の調整が、前記ベースライン睡眠状態基準を使った前記睡眠セッション中の睡眠状態における検出された遷移と、前記睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の前記参照指標との間の相関を向上させたかどうかを示す、被験者における徐波活動に関係した性能メトリックを決定する段階をさらに含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記性能メトリックが累積徐波活動である、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記累積徐波活動が、所定数の睡眠サイクルにわたる個々のN2および／またはN3睡眠段階時期についてのデルタ帯域におけるEEGパワーの総和である、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記ベースライン睡眠状態基準の調整が、前記累積徐波活動の勾配の経験的推定に基づく、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
睡眠セッション中に被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定するよう構成されたシステムであって、前記感覚刺激は、前記睡眠セッション中に被験者において徐波活動を増し、覚醒を最小化するよう構成され、当該システムは：
被験者に感覚刺激を与える手段；
被験者の脳活動に関係した情報を伝達する出力信号を生成する手段；
前記出力信号およびベースライン睡眠状態基準に基づいて前記睡眠セッション中の被験者の睡眠状態における遷移を検出する手段であって、前記ベースライン睡眠状態基準は、被験者の脳活動に関係した前記情報に基づいて決定された一つまたは複数の対応するパラメータについての一つまたは複数の閾値を含む、手段；
睡眠状態における検出された遷移に基づくタイミングをもって被験者に前記感覚刺激を与えるよう前記感覚刺激を与える手段を制御する手段；
前記睡眠セッション後に、前記睡眠セッション中に生成された前記出力信号の解析に基づいて生成される、睡眠状態における遷移の参照指標を取得する手段；
睡眠状態における検出された遷移を、睡眠状態における遷移の前記参照指標と比較する手段；
該比較に基づいて、前記ベースライン睡眠状態基準を使った前記睡眠セッション中の睡眠状態における検出された遷移と、前記睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の前記参照指標との間の相関を向上させるよう前記ベースライン睡眠状態基準を調整する手段；ならびに
前記ベースライン睡眠状態基準の調整後、調整されたベースライン睡眠状態基準を利用して、被験者の睡眠状態における遷移を検出し、前記感覚刺激を与える手段を制御する手段を有する
システム。
【請求項１２】
前記ベースライン睡眠状態基準の調整が、前記ベースライン睡眠状態基準を使った前記睡眠セッション中の睡眠状態における検出された遷移と、前記睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の前記参照指標との間の相関を向上させたかどうかを示す、被験者における徐波活動に関係した性能メトリックを決定する手段をさらに有する、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記性能メトリックを決定する手段が、前記性能メトリックが累積徐波活動であるよう構成されている、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記累積徐波活動が、所定数の睡眠サイクルにわたる個々のN2および／またはN3睡眠段階時期についてのデルタ帯域におけるEEGパワーの総和である、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記調整する手段が、前記ベースライン睡眠状態基準の調整が、前記累積徐波活動の勾配の経験的推定に基づくよう構成されている、請求項１３記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、睡眠セッション中に被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定するシステムおよび方法に関する。システムは、睡眠継続時間パラメータに対する予測および／または調整をするために以前の睡眠セッションからの情報（たとえばベースライン睡眠状態基準）を利用する。
【背景技術】
【０００２】
睡眠をモニタリングするシステムが知られている。睡眠中の睡眠段階を判別することは知られている。睡眠中の感覚刺激は知られている。しかしながら、睡眠中の感覚刺激はしばしば連続的に加えられるおよび／または被験者の睡眠パターンに対応しない間隔で加えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本開示は、従来技術のシステムにおける不足を克服する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
よって、本開示の一つまたは複数の側面は、睡眠セッション中に被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定するよう構成されたシステムに関する。感覚刺激は、睡眠セッション中に徐波活動を増すおよび／または被験者の覚醒を最小化するよう構成される。システムは、一つまたは複数の感覚刺激器、一つまたは複数のセンサー、一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサおよび／または他のコンポーネントを有する。前記一つまたは複数の感覚刺激器は被験者に感覚刺激を与えるよう構成される。前記一つまたは複数のセンサーは、被験者の脳活動に関係した情報を伝達する出力信号を生成するよう構成される。前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサは、前記出力信号およびベースライン睡眠状態基準に基づいて睡眠セッション中の被験者の睡眠状態における遷移を検出し；睡眠状態における検出された遷移に基づくタイミングをもって被験者に感覚刺激を与えるよう前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御し；前記睡眠セッション後に、睡眠セッション中に生成された前記出力信号の解析に基づいて生成される、睡眠状態における遷移の参照指標を取得し；睡眠状態における検出された遷移を、睡眠状態における遷移の前記参照指標と比較し；該比較に基づいて、前記ベースライン睡眠状態基準を使った睡眠セッション中の睡眠状態における検出された遷移と、睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の前記参照指標との間の相関を向上させるよう前記ベースライン睡眠状態基準を調整し；前記ベースライン睡眠状態基準の調整後、前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御する目的で被験者の睡眠状態における遷移を検出するために調整されたベースライン睡眠状態基準を利用するためのコンピュータ可読命令によって構成される。
【０００５】
本開示のもう一つの側面は、決定システムを用いて睡眠セッション中に被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定する方法に関する。感覚刺激は、睡眠セッション中に徐波活動を増すおよび／または被験者の覚醒を最小化するよう構成される。システムは、一つまたは複数の感覚刺激器、一つまたは複数のセンサー、一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサおよび／または他のコンポーネントを有する。本方法は、前記一つまたは複数の感覚刺激器を用いて被験者に感覚刺激を与える；前記一つまたは複数のセンサーを用いて、被験者の脳活動に関係した情報を伝達する出力信号を生成し；前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサを用いて、前記出力信号およびベースライン睡眠状態基準に基づいて睡眠セッション中の被験者の睡眠状態における遷移を検出し；前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサを用いて、睡眠状態における検出された遷移に基づくタイミングをもって被験者に感覚刺激を与えるよう前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御し；前記睡眠セッション後に、前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサを用いて、睡眠セッション中に生成された前記出力信号の解析に基づいて生成される、睡眠状態における遷移の参照指標を取得し；前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサを用いて、睡眠状態における検出された遷移を、睡眠状態における遷移の前記参照指標と比較し；該比較に基づいて、前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサを用いて、前記ベースライン睡眠状態基準を使った睡眠セッション中の睡眠状態における検出された遷移と、睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の前記参照指標との間の相関を向上させるよう前記ベースライン睡眠状態基準を調整し；前記ベースライン睡眠状態基準の調整後、前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御する目的で被験者の睡眠状態における遷移を前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサを用いて検出するために調整されたベースライン睡眠状態基準を利用することを含む。
【０００６】
本開示のさらにもう一つの側面は、睡眠セッション中に被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定するよう構成されたシステムに関する。感覚刺激は、睡眠セッション中に徐波活動を増すおよび／または被験者の覚醒を最小化するよう構成される。システムは、被験者に感覚刺激を与える手段；被験者の脳活動に関係した情報を伝達する出力信号を生成する手段；前記出力信号およびベースライン睡眠状態基準に基づいて睡眠セッション中の被験者の睡眠状態における遷移を検出する手段；睡眠状態における検出された遷移に基づくタイミングをもって被験者に感覚刺激を与えるよう前記感覚刺激を与える手段を制御する手段；前記睡眠セッション後に、睡眠セッション中に生成された前記出力信号の解析に基づいて生成される、睡眠状態における遷移の参照指標を取得する手段；睡眠状態における検出された遷移を、睡眠状態における遷移の前記参照指標と比較する手段；該比較に基づいて、前記ベースライン睡眠状態基準を使った睡眠セッション中の睡眠状態における検出された遷移と、睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の前記参照指標との間の相関を向上させるよう前記ベースライン睡眠状態基準を調整する手段；ならびに前記ベースライン睡眠状態基準の調整後、前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御する目的で被験者の睡眠状態における遷移を検出するために調整されたベースライン睡眠状態基準を利用する手段を有する。
【０００７】
本開示のこれらおよび他の目的、特徴および特性ならびに関係した構造要素の動作方法および機能ならびに諸部分の組み合わせおよび製造の経済性は、付属の図面を参照して以下の記述および付属の請求項を考慮すれば明白になるであろう。これらはみな本明細書の一部をなす。図面において、同様の参照符号はさまざまな図における対応する部分を指示する。しかしながら、図面は単に例解および記述の目的のためであって、本開示の外縁を定義するものとしては意図されていないことははっきりと理解しておくものとする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】睡眠セッション中に被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定するよう構成されたシステムの概略図である。
【図２】被験者における徐波活動を増すおよび／または覚醒を最小化するためにシステムによって実行される動作をまとめた図である。
【図３】被験者が身につけるヘッドバンドを示す図である。
【図４】睡眠状態コンポーネントによって容易にされる複数の前処理段階を示す図である。
【図５】四つの周波数帯についてのRMS値におけるEEGパワー推定を示す図である。
【図６】被験者における覚醒（arousal）、目覚め状態（wakefulness）期間および／または睡眠期間を決定するための睡眠状態コンポーネントによって実行される例示的な動作を示す図である。
【図７】徐波睡眠を検出するために睡眠状態コンポーネントによって実行される動作を示す図である。
【図８】睡眠段階N3に対応するおよび／または睡眠段階N3である睡眠状態を検出することにおける感度および特異性を、個々の閾値について選択された値の関数として示す図である。
【図９】累積徐波活動の決定を示す図である。
【図１０】第一の睡眠セッション（夜１）に比べた第二の睡眠セッション（夜２）についての増大した聴覚感覚刺激の例を示す図である。
【図１１】決定システムにより、睡眠セッション中に被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本稿での用法では、単数形は、文脈がそうでないことを明確に指定するのでない限り、複数の言及を含む。本稿での用法では、二つ以上の部分またはコンポーネントが「結合されている」という陳述は、直接的にまたは間接的に、すなわち一つまたは複数の中間部分またはコンポーネントを通じて、それらの部分がつながっているまたは一緒に動作することを意味する。リンクが生じていさえすればよい。本稿での用法では、「直接結合された」は二つの要素が直接的に互いに接触していることを意味する。本稿での用法では、「固定的に結合された」または「固定された」は、二つのコンポーネントが、互いに対する一定の配向を維持しながら一体として動くよう結合されていることを意味する。
【００１０】
本稿での用法では、単語「ユニット的」は、コンポーネントが単一の片またはユニットとして作られていることを意味する。すなわち、別個に作られてその後一緒に結合された複数の片を含むコンポーネントは「ユニット的」なコンポーネントまたはボディではない。本稿での用法では、二つ以上の部分またはコンポーネントが互いに「係合する」という陳述は、それらの部分が直接的にまたは一つまたは複数の中間の部分またはコンポーネントを通じて互いに力をはたらかせることを意味する。本稿での用法では、用語「数」は1または1より大きい整数（たとえば複数）を意味する。
【００１１】
本稿での方向に関する句、たとえば限定なしに上、下、左、右、上のほう、下のほう、前、後およびそれらの派生形は、図面に示される要素の配向に関するものであり、請求項において明確に記載されているのでない限り、請求項に対して限定するものではない。
【００１２】
図１は、睡眠セッション中に被験者１２に送達される感覚刺激のタイミングを決定するよう構成されたシステム１０の概略図である。いくつかの実施形態では、システム１０は、一つまたは複数の感覚刺激器１６、センサー１８、プロセッサ２０、電子記憶２２、ユーザー・インターフェース２４および／または他のコンポーネントを有する。システム１０は、睡眠中の被験者において徐波活動（SWA:  slow  wave  activity）を増すおよび／または被験者１２の覚醒を最小化するよう構成される。システム１０は、被験者１２における睡眠状態遷移を検出し、次いで感覚刺激を、深い睡眠の期間中に送達されるようタイミング調整することによって、被験者１２においてSWAを増すおよび／または覚醒を最小化するよう構成される。システム１０は、次の睡眠セッションの間に睡眠状態遷移がより正確に判別されうるよう、個々の睡眠セッション後に睡眠状態遷移を検出するために使われた基準を調整するよう構成される。システム１０は、より正確に検出された睡眠状態遷移に基づくタイミングをもって、次の睡眠セッション中に感覚刺激を送達するよう構成される。
【００１３】
図２は、被験者１２においてSWA  ２００を増すおよび／または覚醒を最小化するためにシステム１０によって実行される動作をまとめている。この例では、SWAは三夜の睡眠にわたって増大している（２０２）。徐波睡眠および／またはSWAは、脳電図（EEG:  electroencephalogram）によって観察および／または推定されてもよい。いくつかの実施形態では、SWAは0.5〜0.4Hz帯域におけるEEG信号のパワーに対応する。いくつかの実施形態では、この帯域は0.5〜4.5Hzに設定される。SWAは、所与の睡眠セッションの巡回的な変動を通じた典型的な挙動をもつ。SWAはNREM睡眠の間に増大し、REM睡眠のはじまりの前に低下し、REM睡眠の間は低いままとなる。
【００１４】
図２に示されるように、前夜の睡眠（たとえば第一の睡眠セッション）からのセンサー・データ（たとえばEEGデータ２０４）が参照睡眠状態遷移２０６を決定するために使われる。参照睡眠状態遷移は、自動的におよび／または手動でスコア付けされたヒプノグラム（hypnogram）２０８に示されている。EEGデータ２０４は、ベースライン睡眠状態基準とともに、前夜の睡眠中に起こった睡眠状態遷移を検出するためにも使われる（２１０）。前夜の睡眠状態遷移は、前夜の睡眠の間に被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定するために使われた。検出された睡眠状態遷移は次いで、参照睡眠状態遷移と比較される（２１２）。ベースライン睡眠状態基準は、検出された睡眠状態遷移と参照睡眠状態遷移との間の差に基づいて調整される（２１４）。調整された基準２１６は、向上された基準２１８の集合が決定されるまで、一回または複数回、逐次反復的に調整され続けてもよい。向上された基準２１８は、次の夜の睡眠（たとえば、第二の睡眠セッション）の間に睡眠状態遷移を判別し、感覚刺激をタイミング付けするために使用されてもよい。
【００１５】
図１では、感覚刺激器１６、センサー１８、プロセッサ２０、電子記憶２２およびユーザー・インターフェース２４は別個のエンティティとして示されている。これは限定することは意図されていない。システム１０のコンポーネントおよび／または他のコンポーネントの一部および／または全部が一つまたは複数の単独装置にグループ化されてもよい。たとえば、図３は、被験者３０２が身につけるヘッドバンド３００を示している。ヘッドバンド３００は、電極３０４、参照電極３０５、EEGに関連する一つまたは複数の装置３０６、無線オーディオ装置３０８および一つまたは複数のオーディオ・スピーカー３１０を含む。オーディオ・スピーカー３１０は、被験者３０２の耳の中および／または近くならびに／または他の位置に位置されてもよい。参照電極３０５は被験者３０２の耳の背後および／または他の位置に位置されてもよい。図３に示した例では、感知電極３０４は、被験者３０２の脳活動に関係した情報および／または他の情報を伝達する出力信号を生成するよう構成されていてもよい。出力信号は、無線でおよび／または有線でコンピューティング装置（たとえばベッドサイドのラップトップ）に伝送されてもよい。音響刺激が無線オーディオ装置３０８および／またはスピーカー３１０を介して被験者３０２に送達されてもよい。感知電極３０４、参照電極３０５および装置３０６はたとえば図１においてはセンサー１８によって代表されていてもよい。無線オーディオ装置３０８およびスピーカー３１０はたとえば、図１に示される感覚刺激器１６によって代表されていてもよい。この例では、コンピューティング装置（図３には示さず）が、図１に示されるプロセッサ２０、電子記憶２２、ユーザー・インターフェース２４および／または他のコンポーネントを含んでいてもよい。
【００１６】
図１に戻ると、感覚刺激器１６は、被験者１２に感覚刺激を与えるよう構成される。感覚刺激器１６は、睡眠セッション前、現在の睡眠セッション中、睡眠セッション後および／または他の時点で被験者１２に感覚刺激を与えるよう構成される。たとえば、感覚刺激器１６は、睡眠セッションにおける徐波睡眠の間に被験者１２に感覚刺激を与えるよう構成されていてもよい。感覚刺激器１６は、被験者１２において睡眠徐波を誘起するおよび／またはSWAを調整するよう、睡眠セッション中に被験者１２に感覚刺激を与えるよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、感覚刺激器１６は、調整することが、被験者１２におけるSWAの増大、減少および／または他の調整を含むよう、構成されていてもよい。誘起された睡眠徐波の発現は、SWAを通じて測定されてもよい。感覚刺激の送達は、SWAに関連する睡眠状態に対応するようなタイミングにされる。
【００１７】
睡眠状態は、被験者１２の睡眠段階であってもよく、それを含んでいてもよく、それに対応していてもよく、および／またはそれを示していてもよい。被験者１２の睡眠段階は、NREM段階N1、段階N2またはN3睡眠、REM睡眠および／または他の睡眠段階のうちの一つまたは複数を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、N1および／またはN2は軽い睡眠状態に対応し、N3は深い睡眠状態に対応する。いくつかの実施形態では、NREM段階N3または段階N2睡眠が徐波（たとえば深い）睡眠であってもよい。いくつかの実施形態では、徐波は、たとえばN3期間全体にわたって存在していなくてもよいが、N3の間にそのような徐波が存在している可能性のほうが著しく高い。徐波は、たとえばN2の間にも（より低い度合いではあるが）存在することがある。
【００１８】
いくつかの実施形態では、感覚刺激器１６は、非侵襲的な脳刺激および／または他の方法を通じて睡眠徐波を誘起するおよび／またはSWAを調整するよう構成されていてもよい。感覚刺激器１６は、感覚刺激を使う非侵襲的な脳刺激を通じてSWAを誘起および／または調整するよう構成されていてもよい。感覚刺激は、臭い、音、視覚的刺激、接触、味および／または他の刺激を含む。たとえば、経頭蓋磁気刺激が、SWAをトリガーする、増大させるおよび／または減少させるために、被験者１２に加えられてもよい。もう一つの例として、感覚刺激器１６は、被験者１２の聴覚刺激を介してSWAを誘起および／または調整するよう構成されていてもよい。感覚刺激器１６の例は、音楽プレーヤー、トーン発生器、被験者１２の頭皮上の電極の集合体、振動刺激（体性感覚刺激としても知られる）を送達するためのユニット、脳の皮質を直接刺激するための磁場を生成するコイル、光発生器、芳香ディスペンサーおよび／または他の装置の一つまたは複数を含みうる。
【００１９】
センサー１８は、被験者１２の脳活動に関係した情報を伝達する出力信号を生成するよう構成される。被験者１２の脳活動は、被験者１２の睡眠状態および／または他の特性に対応しうる。睡眠状態は、睡眠段階を含んでいてもよく、それに対応していてもよく、および／またはそれを示していてもよい。被験者１２の脳活動は、急速眼球運動（REM:  rapid  eye  movement）睡眠、非急速眼球運動（NREM）睡眠および／または他の睡眠（たとえば上記のもの）を含んでいてもよく、それに対応していてもよく、および／またはそれを示していてもよい睡眠状態および／または睡眠段階に関連していてもよい。センサー１８はそのようなパラメータを直接測定する一つまたは複数のセンサーを有していてもよい。たとえば、センサー１８は、被験者１２の脳内の血流から帰結する被験者１２の頭皮に沿った電気活動を検出するよう構成された電極を含んでいてもよい。センサー１８は、間接的に被験者１２の脳活動に関係した情報を伝達する出力信号を生成する一つまたは複数のセンサーを有していてもよい。たとえば、一つまたは複数のセンサー１８は、被験者１２の心拍数（たとえばセンサー１８は、被験者１２の胸部に位置される心拍数センサーであってもよく、および／または被験者の手首のブレスレットとして構成されてもよく、および／または被験者１２の別の肢に位置されてもよい）、被験者１２の動き（たとえば、活動記録法（actigraphy）信号を使って睡眠が解析されうるよう、センサー１８は、被験者の手首および／または足首のまわりの、加速度計をもつブレスレットを含んでいてもよい）、被験者１２の呼吸および／または被験者１２の他の特性に基づく出力を生成してもよい。センサー１８は被験者１２の近くの単一の位置に示されているが、これは限定することは意図されていない。センサー１８は、たとえば被験者１２の衣服に（着脱可能な仕方で）結合された、被験者１２が（たとえばヘッドバンド、リストバンドなどとして）身につけた、被験者１２が眠っている間被験者１２のほうを向くよう位置決めされた（たとえば、被験者１２の動きに関係した出力信号を伝達するカメラ）および／または他の位置にあるなど複数の位置に配置されたセンサーを含んでいてもよい。
【００２０】
プロセッサ２０は、システム１０における情報処理機能を提供するよう構成される。よって、プロセッサ２０は、デジタル・プロセッサ、アナログ・プロセッサ、情報を処理するよう設計されたデジタル回路、情報を処理するよう設計されたアナログ回路、状態機械および／または電子的に情報を処理するための他の機構の一つまたは複数を有していてもよい。図１にはプロセッサ２０は単一のエンティティとして示されているが、これは単に例解目的のためである。いくつかの実施形態では、プロセッサ２０は複数の処理ユニットを有していてもよい。これらの処理ユニットは、物理的に同じ装置（たとえば感覚刺激器１６、センサー１８）内に位置していてもよく、あるいはプロセッサ２０は、協働して動作する複数の装置の処理機能を表わしているのでもよい。
【００２１】
図１に示されるように、プロセッサ２０は、一つまたは複数のコンピュータ・プログラム・コンポーネントを実行するよう構成されている。前記一つまたは複数のコンピュータ・プログラム・コンポーネントは、睡眠状態コンポーネント３０、制御コンポーネント３２、参照コンポーネント３４、比較コンポーネント３６、調整コンポーネント３８、評価コンポーネント４０および／または他のコンポーネントのうちの一つまたは複数を有していてもよい。プロセッサ２０は、コンポーネント３０、３２、３４、３６、３８、４０および／または他のコンポーネントをソフトウェア；ハードウェア；ファームウェア；ソフトウェア、ハードウェアおよび／またはファームウェアの何らかの組み合わせ；および／またはプロセッサ２０で処理機能を構成するための他の機構によって実行するよう構成されていてもよい。
【００２２】
コンポーネント３０、３２、３４、３６、３８および４０は図１では単一の処理ユニット内に共位置であるものとして示されているが、プロセッサ２０が複数の処理ユニットを有する実施形態では、コンポーネント３０、３２、３４、３６、３８、４０および／または他のコンポーネントの一つまたは複数が他のコンポーネントからリモートに位置されていてもよいことは理解しておくべきである。下記の種々のコンポーネント３０、３２、３４、３６、３８、４０および／または他のコンポーネントによって提供される機能の記述は、例解目的のためであって、限定することは意図されていない。コンポーネント３０、３２、３４、３６、３８および／または４０のどれも、記述されるより多くのまたは少ない機能を提供してもよいのである。たとえば、コンポーネント３０、３２、３４、３６、３８および／または４０の一つまたは複数がなくされてもよく、その機能の一部または全部が他のコンポーネント３０、３２、３４、３６、３８および／または４０によって提供されてもよい。もう一つの例として、プロセッサ２０は、下記でコンポーネント３０、３２、３４、３６、３８および／または４０の一つに帰されている機能の一部または全部を実行しうる一つまたは複数の追加的なコンポーネントを実行するよう構成されていてもよい。
【００２３】
睡眠状態コンポーネント３０は、睡眠セッション中の被験者１２の睡眠状態における遷移を検出するよう構成される。睡眠状態コンポーネント３０は、センサー１８からの出力信号、ベースライン睡眠状態基準および／または他の情報に基づいて遷移を検出するよう構成される。ベースライン睡眠状態基準は、製造時に決定されても（後述）、被験者の以前の睡眠セッションに基づいて決定されても、および／または他の方法によって決定されてもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態では、睡眠状態における遷移を検出することの一部として、睡眠状態コンポーネント３０は、センサー１８からの出力信号（たとえばEEG信号）の前処理を容易にするよう構成される。図４は、睡眠状態コンポーネント３０によって容易にされる複数の前処理段階を示している。センサー１８からの出力信号はEEG信号、眼電図記録法右および左信号（EOG-R、EOG-L）および／または他の信号４００を含んでいてもよい。前処理は、DCオフセットの除去４０２、前置フィルタリング４０３、ノッチ・フィルタを使った電力線ノイズの減衰４０４、たとえば低域通過フィルタなどを使った約25Hzを超える前記出力信号の周波数成分の除去、アンチエイリアス・フィルタの使用４０６、ダウンサンプリング４０８および／またはフィルタリングされた信号４１０を与える他の前処理動作を含んでいてもよい。前処理の記述および図４の図示は限定することは意図されていない。これは、本稿に記載される任意の特定の周波数および／またはサンプリング・レートを含む。システム１０が記述されるように動作する限り、前処理は、ここで記述されない動作を含んでいてもよく、上記の動作の一部または全部を除外していてもよく、および／または本稿に記載されない周波数および／またはレートをもって実行されてもよい。
【００２５】
前処理後、睡眠状態コンポーネント３０（図１）は、たとえば、四つの周波数帯について二乗平均平方根値（RMS）においてEEGパワーを推定するよう構成されていてもよい。図５は、四つの周波数帯についてRMS値５０４でのEEGパワー推定を示している。四つの周波数帯５００はたとえばデルタ（0.5ないし4Hz）、アルファ（8〜12Hz）、シグマ（11〜16Hz）およびベータ（15〜25Hz）である。いくつかの実施形態では、RMSパワーは、関心対象帯域における信号を帯域通過フィルタリングし、フィルタリングから帰結する信号サンプルを二乗し、デルタについては10秒の長さの移動窓、アルファおよびベータについては1.5秒の長さの移動窓、シグマについては1秒の長さの移動窓にわたって平均し、平均の平方根を取ることおよび／または他の演算によって推定される（５０２）。アルファおよびベータについての窓継続時間が短いほど、睡眠状態コンポーネント３０（図１）は覚醒の存在をより高い時間分解能で検出できる。覚醒の存在（および／またはその確からしさ）は、システム１０（図１）に、（刺激が提供されつつあった場合）刺激を中止させるおよび／または刺激の強度を低下させるか、（刺激が提供されていなかった場合）刺激の開始を遅延させる。RMS値でEEGパワーを推定する上記の特定の値は例として与えられているのであって、限定することは意図されていないことを注意しておくべきである。
【００２６】
図６は、患者１２における覚醒、目覚め状態の期間および／または睡眠の期間を判別するための睡眠状態コンポーネント３０によって実行される例示的動作を示している。図６における図解および下記の対応する記述は、被験者１２の睡眠状態を決定するために睡眠状態コンポーネント３０（図１）によって実行されるさらなる動作の限定しない例であると考えられるべきである。アルファおよびベータ帯域におけるRMS値（図５との関係で前述）は、覚醒の存在（および／またはその確からしさ）を検出するために使われる。可能性のある覚醒を検出するために、アルファおよびベータRMS値についての被験者１２（図１）固有の閾値（それぞれταおよびτβ）が（上記のように決定される）現在のアルファおよびベータRMS値と比較される（６００）。これらの閾値は、図２に示した逐次反復手順から得られる。これらはアルファ閾値ταおよびベータ閾値τβと称される。これらは図８にも示されている（アルファおよびベータ閾値についてそれぞれaおよびb）。アルファまたはベータRMS値が少なくともたとえば500ミリ秒にわたってそれぞれの閾値より高い値のままであったら、覚醒が検出されてもよい（６０２）。たとえば音響刺激が送達されつつあった場合、睡眠状態コンポーネント３０（図１）による覚醒（arousal）の検出は、被験者１２（図１）の目を覚ます（waking）ことを防ぐために、制御コンポーネント３２（図１）に、刺激を停止させる。覚醒が検出されず、最後の覚醒検出が少なくともたとえば15秒過去に起こったものである場合、デルタRMS（δRMS）値が低δ閾値τδLと比較される（６０４）。上記の500ミリ秒および／または15秒の設定は製造時に決定されてもよく、ユーザーまたは介護担当者によって設定されてもよく、被験者１２によって設定されてもよく、および／または他の方法によって決定されてもよい。500ミリ秒および／または15秒は例であり、限定するものと考えるべきではない。δRMSがτδLより低い場合には、EEG信号の現在解析されているセグメントに、デフォルトの「目覚め」段階が割り当てられる（６０６）。さらに、二値の変数SLEEP〔睡眠〕が0に設定される。δRMSがτδLより大きい場合には、EEG信号の現在解析されているセグメントは非REM〔ノンレム〕睡眠と考えられる（６０８）（たとえば、そのセグメントは、睡眠段階N1に対応するおよび／または睡眠段階N1である睡眠状態に割り当てられる）。
【００２７】
図７は、徐波睡眠（たとえば段階N3睡眠）を検出するために睡眠状態コンポーネント３０によって実行される例示的動作を示している。図７および以下の対応する記述は限定するものと考えられるべきではない。睡眠状態コンポーネント３０は、システム１０が本稿に記載されるよう機能することを許容する任意の方法によって、徐波睡眠を検出してもよい。睡眠状態コンポーネント３０は、睡眠セッション中に検出される睡眠紡錘波の数を追跡し、現在の紡錘密度を推定する（７００）よう構成される。睡眠紡錘波は、NREM睡眠の顕著なEEG位相信号（EEG  phasic  signal）であってもよく、たとえば睡眠段階N2の間に優性であってもよい。紡錘波は、漸進的に増大し、次いで徐々に減少する振幅をもつ（たとえばEEGにおいて可視の）律動的な波の群として特徴付けられてもよい。現在のデルタRMS値（δRMS）が高デルタ閾値（τδH）より高い場合および／またはRMSデルタ値が高デルタ閾値と低デルタ閾値（それぞれτδLとτδH）の間であり（７０２）、一方、紡錘状態における全時間がたとえば1.1秒より長い場合、睡眠状態はたとえば睡眠段階N2であってもよくおよび／または睡眠段階N2に対応していてもよい。睡眠段階N3であるおよび／またはそれに対応する睡眠状態において費やされた時間を追跡するカウンタ（time_delta_in）が初期化され、N1またはN2で（だがN3ではない）費やされた時間を追跡するカウンタ（time_delta_out）が0に設定されてもよい（７０４）。上記以外の場合７０６には、カウンタtime_delta_outが初期化されて、time_delta_inが0に設定される。まぎらわしい眼球運動が徐波として検出されるのを防ぐために、被験者１２の目についての情報を伝達するセンサー出力信号は、眼球運動を検出するために解析されてもよい。眼球運動が検出される場合には、信号セグメントは目覚め状態に割り当てられる（７０６）。そうでない場合には、睡眠状態コンポーネント３０は徐波睡眠（たとえば段階N3睡眠）を検出することに進む。（time_delta_inによって追跡される）デルタ睡眠で費やされる時間があらかじめ定義された継続時間パラメータ（Tin_δ）より長い場合（７０８）および／または（time_delta_outによって追跡される）デルタ睡眠の外で費やされる時間があらかじめ定義された継続時間パラメータ（Tout_δ）より短い（７０８）がまだ二値変数SLEEPが1に設定されている場合には、段階N3睡眠に対応するおよび／または段階N3睡眠である睡眠状態への遷移が検出され、二値変数SLEEPが1に設定され（７１０）、睡眠徐波を検出するプロセスが始まる。個々の睡眠徐波は、たとえばフィルタリングされたデルタ帯域信号（図５）に基づいて検出されてもよい。ひとたび検出された徐波の数７１２があらかじめ定義された閾値より大きくなったら、音響刺激が提供される（７１４）。徐波の数についての前記あらかじめ定義された閾値についての可能な値は、最も深い睡眠段階を範疇化するために使われる標準（たとえば、最後の15秒における6個の徐波）に対応してもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態では、睡眠状態コンポーネント３０は、ベースライン睡眠状態基準が閾値τβ、τα、τδHおよび／または他の基準を含むよう構成される。上記のように、これらの閾値は、徐波睡眠、覚醒および／または目覚め期間の検出に影響する。これらの閾値および／または他のベースライン睡眠状態基準は、製造時に決定されてもよく、ユーザー（たとえば医師、介護担当者、被験者１２など）によってユーザー・インターフェース２４を介して設定されてもよく、被験者１２の以前の睡眠セッションに基づいて決定されてもよく、および／または他の方法によって決定されてもよい。限定しない例として、これらの閾値についてのデフォルト値はτβ＝3.5、τα＝13、τδH＝11であってもよい。これらのデフォルト値は、ユーザー（たとえば被験者１２、医師、介護担当者）によって、システム１０での以前に経験に基づいて決定されてもよく、被験者１２の以前の睡眠セッションに基づいて決定されてもよく、および／または他の方法によって決定されてもよい。いくつかの実施形態では、これらの閾値についてのデフォルト値はユーザー・インターフェース２４を通じた入力および／または選択を介してユーザーから得られてもよい。ベータ閾値（τβ）を増大させる（および／または減少させる）ことは、睡眠状態コンポーネント３０（図１）を覚醒に対してそれほど敏感でなくし（および／またはより敏感にし）、デルタ閾値（τδH）を増大させる（および／または減少させる）ことは、睡眠状態コンポーネント３０（図１）を深い睡眠の検出に対してそれほど敏感でなくす（および／またはより敏感にする）。
【００２９】
図１に戻ると、制御コンポーネント３２は、被験者１２に感覚刺激を与えるよう感覚刺激器１６を制御するよう構成される。制御コンポーネント３２は、睡眠状態コンポーネント３０によって検出された睡眠状態における遷移および／または他の情報に基づくタイミングをもって被験者１２に感覚刺激を与えるよう感覚刺激器１６を制御するよう構成される。いくつかの実施形態では、制御コンポーネント３２は、感覚刺激のタイミングが徐波（たとえば段階N2および／または段階N3）睡眠および／または他の睡眠状態（図４〜図７に関係して前述したように決定される）に対応するよう構成される。
【００３０】
参照コンポーネント３４は、睡眠状態における遷移の参照指標を得るよう構成される。参照コンポーネント３４は、睡眠セッション後に、睡眠状態における遷移の参照指標を得るよう構成される。参照コンポーネント３４は、睡眠状態における遷移の前記参照指標が、直前の睡眠セッションの間に生成されたセンサー１８からの出力信号および／または他の情報の解析に基づいて生成されるよう構成される。センサー１８からの出力信号の解析は、参照ヒプノグラムの手動のおよび／または自動化された生成および／または他の解析を含んでいてもよい。参照睡眠状態遷移はオフライン式に決定されてもよい。このオフライン・プロセスは、Ａ）手動であってもよく、その場合、参照ヒプノグラムは睡眠専門家によって、記録されたデータの視覚的な検査およびスコア付け後に決定され、および／またはＢ）自動化されてもよく、その場合、既存のアルゴリズムが睡眠段階付けを決定する。この自動化されたプロセスは、オンライン方法より正確である（そして参照として使用されうる）。オフライン・アルゴリズムは非因果的な仕方で信号へのアクセスをもつことができる（たとえば、アルゴリズムは未来へのアクセスをもつことができ、それは結果の平滑化を可能にできる）からである。
【００３１】
比較コンポーネント３６は、睡眠状態における検出された遷移を、睡眠状態における遷移の前記参照指標と比較するよう構成される。比較は、睡眠セッション完了後および／または他の時点でなされてもよい。比較は、センサー１８によって伝達された情報、睡眠状態コンポーネント３０によって決定された情報、参照コンポーネント３４によって得られた情報、ユーザー・インターフェース２４を介して受領された情報、電子記憶２２に記憶されている情報および／または他の情報を使ってなされてもよい。いくつかの実施形態では、当該睡眠セッション中に睡眠状態における検出された遷移を、睡眠状態における遷移の前記参照指標と比較することは、当該睡眠セッション中に、検出された睡眠状態および／または段階を参照睡眠状態および／または段階と一回または複数回、比較することを含む。たとえば、比較コンポーネント３６は、検出された睡眠状態遷移を使って睡眠セッションについてのヒプノグラムを生成するよう構成されていてもよい。比較コンポーネント３６は、睡眠セッション中の一つまたは複数の時点において、検出に基づくヒプノグラムを、参照コンポーネント３４によって得られた参照ヒプノグラムと比較してもよい。比較コンポーネント３６は、睡眠セッション中の一つまたは複数の時点において、検出に基づくヒプノグラムの睡眠段階が、参照ヒプノグラムの睡眠段階に一致するかどうかを判定してもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態では、当該睡眠セッション中に睡眠状態における検出された遷移を、睡眠状態における遷移の前記参照指標と比較することは、検出された遷移と遷移の前記参照指標との間の一致のレベルの指標を提供することを含んでいてもよい。上記の例を続けると、比較コンポーネント３６は、検出に基づくヒプノグラムにおける睡眠段階の間の遷移が、前記睡眠セッション中に、前記参照ヒプノグラムにおける同じ二つの睡眠段階の間の遷移と同時に生起するとき、ヒプノグラムの間の、より高いレベルの一致を示してもよい。
【００３３】
調整コンポーネント３８は、ベースライン睡眠状態基準を調整するよう構成される。調整コンポーネント３８は、前記ベースライン睡眠状態基準を使った当該睡眠セッション中の（たとえば睡眠状態コンポーネント３０による）睡眠状態における遷移の検出と、当該睡眠セッション中の睡眠状態における（たとえば参照コンポーネント３４によって得られる）遷移の前記参照指標との間の相関を向上させるよう前記ベースライン睡眠状態基準を調整するよう構成される。調整コンポーネント３８は、ベースライン睡眠段階基準を、比較コンポーネント３６による比較および／または他の情報に基づいて調整するよう構成される。ベースライン睡眠状態基準の調整後、睡眠状態コンポーネント３０は、前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御する目的で被験者の睡眠状態における遷移を検出するために、調整されたベースライン睡眠状態基準を利用するよう構成される。
【００３４】
いくつかの実施形態では、ベースライン睡眠段階基準の調整は、ユーザーのシステム１０での以前の経験、被験者１２の以前の睡眠セッションおよび／または他の情報に基づく。システム１０についての以前の知識に基づいて、ユーザーは、個々の睡眠状態基準についての可能な値の諸集合を（たとえばユーザー・インターフェース２４を介して）決定および／または選択してもよい。限定しない例として、閾値τβ、τα、τδH値は
τβ＝3.5＋kΔβ、      Δβ＝0.1；    k＝−5、……、5
τα＝12＋kΔα、      Δα＝1；    k＝−2、……、2
τδH＝11＋kΔδ、      Δδ＝1；    k＝−2、……、2
を含んでいてもよい。閾値τβ、τα、τδHについての値のあらゆる可能な三つ組の組み合わせが、前の睡眠セッションからのEEGデータを使って調整コンポーネント３８によって試験されてもよい。睡眠状態の変化に対する結果的に得られる感度および他の睡眠状態および／または覚醒に対して特定の睡眠状態を検出する（たとえば現在の睡眠状態がN2ではなくN3に対応するおよび／またはN3であることを検出する）ことにおける結果的に得られる特異性を考慮することによって、閾値についての向上された値の集合が決定されてもよい。
【００３５】
図８は、睡眠段階N3に対応するおよび／または睡眠段階N3である睡眠状態を検出することにおける感度８００および特異性８０２を、個々の閾値について選択された値の関数として示している。図８では、「b」「a」「d」はそれぞれτβ、τα、τδHを指す。たとえば、第一の（たとえば「無害」）戦略のもとでは、システム１０（図１）は被験者１２（図１）の睡眠を乱すことなく刺激を送達するよう構成される。この場合、目標は、N3を検出することにおける高い感度および覚醒を検出することにおける高い感度を達成することである。あるいはまた、戦略は、感覚刺激の効果を最大にすることであってもよい。その場合、覚醒を検出することにおける合理的な程度に高い感度を保ちつつ、N3を検出するより高い感度が追求される。
【００３６】
図１に戻ると、いくつかの実施形態では、ベースライン睡眠状態基準の調整は、累積徐波活動の勾配の経験的推定に基づく。この手法は、次式によって表現されてもよい：
【００３７】
【数１】
0006499189.tif 000002
この式において、「n」は逐次反復インデックスを表わし、「∂」は偏微分を表わし、「μn」は更新因子である。更新因子は通例、小さな正の数であり（たとえば、SWAを最大化することが目標なので）、これは反復工程間で変わってもよい。更新因子についての正の値は、感覚刺激がSWAの増大を達成するようなタイミングにされうるよう調整コンポーネント３８が睡眠状態を検出するためのベースライン睡眠状態基準を調整することを示す。
【００３８】
図９は、累積徐波活動の決定を示す図である。睡眠段階N2および／またはN3睡眠に対応するおよび／またはかかる睡眠である睡眠セッション中の個々の時期について、デルタ（0.5ないし4Hz）帯域（たとえばSWA）におけるEEGパワー９００が推定される。典型的な時期継続時間はたとえば約30秒であってもよい。このパワーの、あらかじめ指定された睡眠サイクル９０６数にわたる総和９０４が累積SWAと称される。睡眠サイクルは、軽い睡眠から深い睡眠へ、続いて急速眼球運動（REM）睡眠への一連の睡眠段階を通じた秩序だった進行に対応する。いくつかの実施形態では、N1、目覚め（Wake）および／またはREM時期についてはSWAは累計されない。累積SWAの推定は睡眠セッションのヒプノグラム９０２に基づく。ヒプノグラムは手動で決定されてもよく、自動化された仕方で決定されてもよく、および／または他の方法によって決定されてもよい。
【００３９】
図１に戻ると、評価コンポーネント４０は、ベースライン睡眠状態基準の調整が効果的であったかどうかを示す性能メトリックを決定するよう構成される。いくつかの実施形態では、性能メトリックは累積徐波活動である。図９に関して前述したように、累積徐波活動は、所定数の睡眠サイクルにわたる個々のN2および／またはN3睡眠段階時期についてのデルタ帯域におけるEEGパワーの総和である。累積SWAが高いほど、ベースライン睡眠状態基準へのより効果的な調整である。いくつかの実施形態では、評価コンポーネント４０は、ベースライン睡眠状態基準の調整が効果的であったかどうかを、ベースライン基準の調整後のある睡眠セッションに基づいて評価するよう構成される。たとえば、ベースライン睡眠状態基準は、火曜日の夜の睡眠に基づいて上記のように調整されてもよい。調整された基準は、水曜日の夜にシステム１０によって、睡眠状態を決定し、感覚刺激のタイミングを決めるために使用されてもよい。調整された基準の有効性は、評価コンポーネント４０によって、水曜日の夜の睡眠に基づいて決定されてもよい。評価コンポーネント４０は、水曜日の夜について累積巣徐波活動を決定し、それを火曜日の夜についての累積徐波活動と比較して、ベースライン基準への調整が効果的であったかどうかを判定してもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、性能メトリックは、睡眠セッション後の被験者１２の挙動および／または感情、睡眠セッション中の被験者１２における睡眠擾乱および／または他の性能指標に関係している。たとえば、認知成績指標（たとえば記憶力および／または用心深さ（vigilance））、挙動報告、精神的なリフレッシュされた状態の指標、主観的な睡眠品質指標および／または他の指標が性能メトリックとして使用されてもよい。いくつかの実施形態では、これら代替的な性能メトリックは、刺激に関係した客観的に決定されたパラメータと相関付けられてもよい。これら代替的な性能メトリックは、送達される音響トーンの総数、刺激の平均ボリューム、刺激の最大ボリュームおよび／または他のパラメータといった客観的に決定される感覚刺激パラメータと相関付けられてもよい。結果として、客観的に決定されるパラメータが、SWAの増大および／または減少と相関付けられ、SWAに基づいて調整されてもよい。
【００４１】
図１０は、第一の睡眠セッション（夜１）と比べた第二の睡眠セッション（夜２）についての増大した聴覚的感覚刺激の例を示している。この例では、夜１に送達される聴覚的感覚刺激は、ベースライン睡眠状態基準を使って判別された睡眠状態遷移に基づいていた。夜２についての増大した聴覚適刺激は、上記のようにシステム１０（図１）によって調整された睡眠状態基準を使って判別された睡眠状態遷移に基づいて送達された。EEG信号１０００および累積刺激のログ１００２は、パラメータの調整により、夜２の間にはより豊富な刺激が与えられたことを示している。より豊富な刺激はたとえば、睡眠状態コンポーネント３０が夜２の間には調整された睡眠状態基準を使っていたことによる、睡眠状態コンポーネント３０（図１）による、より精密な睡眠状態（たとえば睡眠段階）遷移決定に基づいて感覚刺激を送達するよう、制御コンポーネント３２（図１）が感覚刺激器１６（図１）を制御することの結果でありうる。
【００４２】
より精密な睡眠状態遷移決定とは、たとえば、深い睡眠の期間の間の（たとえばEEGから決定される）高いアルファ・パワーのため、いくつかの偽覚醒（false  arousal）が検出される状況に関することがある。これら偽覚醒は、システム１０が感覚刺激を送達することを妨げる。システム１０がこのベースライン夜からのパラメータを調整なしに使って動作するとしたら、将来の睡眠セッション中に刺激は与えられないことになる。しかしながら、ベースライン睡眠状態基準の調整後は、たとえ深い睡眠期間の間に高いアルファ・パワーが持続したとしても、システム１０は被験者１２（図１）は実際には深い睡眠にあることを判別し、感覚刺激を送達することを続ける。
【００４３】
図１を参照するに、電子記憶２２は、情報を電子的に記憶する電子記憶媒体を有する。電子記憶２２の電子記憶媒体は、システム１０と一体的に提供される（すなわち実質的に着脱可能でない）システム記憶および／またはたとえばポート（たとえばUSBポート、ファイアワイヤ・ポートなど）またはドライブ（たとえばディスクドライブなど）を介してシステム１０に着脱可能に接続できる着脱可能記憶の一方または両方を含みうる。電子記憶２２は、光学的に読み出し可能な記憶媒体（たとえば光ディスクなど）、磁気的に読み出し可能な媒体（たとえば磁気テープ、時期ハードドライブ、フロッピードライブなど）、電荷ベースの記憶媒体（たとえばEPROM、RAMなど）、半導体記憶媒体（たとえばフラッシュドライブなど）および／または他の電子的に読み出し可能な記憶媒体の一つまたは複数を含みうる。電子記憶２２は、ソフトウェア・アルゴリズム（たとえば、ベースライン睡眠状態基準を調整するために使われる調整アルゴリズム）、アルゴリズム入力（たとえばベースライン睡眠状態基準）、プロセッサ２０によって決定される情報（たとえば、調整された睡眠状態基準）、ユーザー・インターフェース２４および／または外部コンピューティング・システムを介して受領される情報および／またはシステム１０が適正に機能できるようにするための他の情報を記憶していてもよい。電子記憶２２は（全体的または部分的に）システム１０内の別個のコンポーネントであってもよく、あるいは電子記憶２２は（全体的または部分的に）システム１０の一つまたは複数の他のコンポーネント（たとえばプロセッサ２０）と一体的に提供されてもよい。
【００４４】
ユーザー・インターフェース２４は、システム１０と被験者１２および／または他のユーザーとの間のインターフェースを提供するよう構成されており、それを通じて被験者１２および／または他のユーザーはシステム１０に情報を提供し、システム１０から情報を受領することができる。たとえば、ユーザー・インターフェース２４はユーザーに対してEEGを表示してもよい。これは、まとめて「情報」と称されるデータ、キュー（cue）、結果、命令および／または他の任意の通信可能な項目がユーザー（たとえば被験者１２、医師、介護者および／または他のユーザー）とシステム１０の感覚刺激器１６、センサー１８、プロセッサ２０、電子記憶２２および／または他のコンポーネントのうちの一つまたは複数との間で通信されることを可能にする。
【００４５】
ユーザー・インターフェース２４に含めるのに好適なインターフェース装置の例は、キーパッド、ボタン、スイッチ、キーボード、ノブ、レバー、表示画面、タッチスクリーン、スピーカー、マイクロフォン、インジケータ・ライト、可聴アラーム、プリンタ、触覚フィードバック装置および／または他のインターフェース装置を含む。いくつかの実施形態では、ユーザー・インターフェース２４は、複数の別個のインターフェースを含む。いくつかの実施形態では、ユーザー・インターフェース２４は、プロセッサ２０、感覚刺激器１６および／またはシステム１０の他のコンポーネントと一体的に提供される少なくとも一つのインターフェースを含む。
【００４６】
有線であれ無線であれ他の通信技法も、本開示によってユーザー・インターフェース２４として考えられていることは理解される。たとえば、本開示は、ユーザー・インターフェース２４が、電子記憶２２によって提供される着脱可能な記憶インターフェースと統合されてもよいことを考えている。この例において、ユーザーがシステム１０の実装をカスタマイズできるようにする情報が、着脱可能記憶（たとえばスマートカード、フラッシュドライブ、着脱可能ディスクなど）からシステム１０にロードされてもよい。システム１０と一緒に使うために適応された他の例示的な入力装置および技法は、これに限られないが、RS-232ポート、RFリンク、IRリンク、モデム（電話、ケーブルその他）を含む。つまり、情報をシステム１０と通信するための任意の技法が本開示によってユーザー・インターフェース２４として考えられている。
【００４７】
図１１は、決定システムにより睡眠セッション中の被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定するための方法１１００を示している。感覚刺激は、睡眠セッション中に被験者において徐波活動を増す、覚醒を最小化するおよび／または他の挙動を容易にするよう構成される。システムは、一つまたは複数の感覚刺激器、一つまたは複数のセンサー、一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサおよび／または他のコンポーネントを有する。前記一つまたは複数のプロセッサは、一つまたは複数のコンピュータ・プログラム・コンポーネントを実行するよう構成される。前記一つまたは複数のコンピュータ・プログラム・コンポーネントは、睡眠状態コンポーネント３０、制御コンポーネント３２、参照コンポーネント３４、比較コンポーネント３６、調整コンポーネント３８、評価コンポーネント４０および／または他のコンポーネントの一つまたは複数を含んでいてもよい。以下に呈示される方法１１００の動作は、例示するものであることが意図されている。いくつかの実施形態では、方法１１００は、記載されない一つまたは複数の追加的な動作を用いておよび／または論じられる動作の一つまたは複数なしで、達成されてもよい。さらに、方法１１００の動作が図１１に示され、以下で記述される順序は限定するものであるとは意図されていない。
【００４８】
いくつかの実施形態では、方法１１００は、一つまたは複数の処理装置（たとえば、デジタル・プロセッサ、アナログ・プロセッサ、情報を処理するよう設計されたデジタル回路、情報を処理するよう設計されたアナログ回路、状態機械および／または情報を電子的に処理するための他の機構）において実装されてもよい。前記一つまたは複数の処理装置は、電子記憶媒体上に電子的に記憶されている命令に応答して方法１１００の動作の一部または全部を実行する一つまたは複数の装置を含んでいてもよい。前記一つまたは複数の処理装置は、ハードウェア、ファームウェアおよび／またはソフトウェアを通じて方法１１００の動作のうち一つまたは複数の動作の実行のために特に設計されるよう構成された一つまたは複数の装置を含んでいてもよい。
【００４９】
動作１１０２では、睡眠セッション中の被験者の脳活動に関係した情報を伝達する出力信号が生成される。いくつかの実施形態では、動作１１０２は、センサー１８（図１に示し、本稿で記述した）と同じまたは同様の一つまたは複数のセンサーによって実行される。
【００５０】
動作１１０４では、睡眠状態における遷移が検出される。睡眠状態における遷移は、当該睡眠セッション中に、前記出力信号、ベースライン睡眠状態基準および／または他の情報に基づいて検出される。いくつかの実施形態では、動作１１０４は、睡眠状態コンポーネント３０（図１に示し、本稿で記述した）と同じまたは同様のコンピュータ・プロセッサ・コンポーネントによって実行される。
【００５１】
動作１１０６では、睡眠状態における検出された遷移に基づくタイミングをもって被験者に感覚刺激を与えるよう、感覚刺激器が制御される。いくつかの実施形態では、動作１１０６は、制御コンポーネント３２（図１に示し、本稿で記述した）と同じまたは同様のコンピュータ・プロセッサ・コンポーネントによって実行される。
【００５２】
動作１１０８では、睡眠状態における遷移の参照指標が取得される。該参照指標は、被験者の前記睡眠セッション後に取得される。前記参照指標は、睡眠セッション中に生成された前記出力信号の解析に基づいて生成される。いくつかの実施形態では、動作１１０８は、参照コンポーネント３４（図１に示し、本稿で記述した）と同じまたは同様のコンピュータ・プロセッサ・コンポーネントによって実行される。
【００５３】
動作１１１０では、睡眠状態における検出された遷移が睡眠状態における遷移の前記参照指標と比較される。いくつかの実施形態では、動作１１１０は、比較コンポーネント３６（図１に示し、本稿で記述した）と同じまたは同様のコンピュータ・プロセッサ・コンポーネントによって実行される。
【００５４】
動作１１１２では、前記比較に基づいて、前記ベースライン睡眠状態基準を使った睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の検出と、睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の前記参照指標との間の相関を向上させるよう前記ベースライン睡眠状態基準が調整される。いくつかの実施形態では、ベースライン睡眠状態基準の調整は、累積徐波活動の勾配の経験的推定に基づく。いくつかの実施形態では、動作１１１２は、調整コンポーネント３８（図１に示し、本稿で記述した）と同じまたは同様のコンピュータ・プロセッサ・コンポーネントによって実行される。
【００５５】
動作１１１４では、前記ベースライン睡眠状態基準の調整後、被験者の睡眠状態における遷移を検出するために、前記調整されたベースライン睡眠状態基準が利用される。調整されたベースライン睡眠状態基準は、一つまたは複数の感覚刺激器を制御する目的のために利用される。いくつかの実施形態では、動作１１１４は、睡眠状態コンポーネント３０（図１に示し、本稿で記述した）と同じまたは同様のコンピュータ・プロセッサ・コンポーネントによって実行される。
【００５６】
動作１１１６では、ベースライン睡眠状態基準の前記調整が効果的であったかどうかを示す性能メトリックが決定される。いくつかの実施形態では、性能メトリックは累積徐波活動である。累積徐波活動は、所定数の睡眠サイクルにわたる、個々のN2および／またはN3睡眠段階時期についてのデルタ帯域におけるEEGパワーの総和である。いくつかの実施形態では、性能メトリックは、睡眠セッション後の被験者の挙動および／または感情、睡眠セッション中の被験者の睡眠擾乱および／または他の性能指数に関係付けられる。いくつかの実施形態では、動作１１１６は、評価コンポーネント４０（図１に示し、本稿で記述した）と同じまたは同様のコンピュータ・プロセッサ・コンポーネントによって実行される。
【００５７】
請求項において、括弧内に置かれた参照符号があったとしても、請求項を限定するものと解釈されるものではない。単語「有する」または「含む」は、請求項に挙げられている以外の要素や段階の存在を排除するものではない。いくつかの手段を列挙する装置請求項では、これらの手段のいくつかは同一のハードウェア項目によって具現されてもよい。要素の単数形の表現はそのような要素の複数の存在を排除しない。いくつかの手段を列挙するいかなる装置請求項でも、これらの手段のいくつかは同一のハードウェア項目によって具現されてもよい。ある種の要素が互いに異なる従属請求項において記載されているというだけの事実がこれらの要素が組み合わせて有利に使用できないことを示すものではない。
【００５８】
上記に与えた記述は、例解のために、現在のところ最も実際的で好ましい実施形態であると考えられるものに基づいて詳細を与えているが、そのような詳細は単にその目的のためであって、本開示は明示的に開示される実施形態に限定されるものではなく、逆に、付属の請求項の精神および範囲内にある修正および等価な構成をカバーすることが意図されていることは理解しておくものとする。たとえば、本開示が、可能な限りにおいて、任意の実施形態の一つまた複数の事項が他の任意の実施形態の一つまたは複数の事項と組み合わされることができることを考えている。
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様１〕
睡眠セッション中に被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定するよう構成されたシステムであって、前記感覚刺激は、前記睡眠セッション中に被験者における徐波活動を増し、覚醒を最小化するよう構成され、当該システムは：
被験者に感覚刺激を与えるよう構成された一つまたは複数の感覚刺激器と；
被験者の脳活動に関係した情報を伝達する出力信号を生成するよう構成された一つまたは複数のセンサーと；
一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサであって：
前記出力信号およびベースライン睡眠状態基準に基づいて前記睡眠セッション中の被験者の睡眠状態における遷移を検出し；
睡眠状態における検出された遷移に基づくタイミングをもって被験者に感覚刺激を与えるよう前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御し；
前記睡眠セッション後に、前記睡眠セッション中に生成された前記出力信号の解析に基づいて生成される、睡眠状態における遷移の参照指標を取得し；
睡眠状態における検出された遷移を、睡眠状態における遷移の前記参照指標と比較し；
該比較に基づいて、前記ベースライン睡眠状態基準を使った前記睡眠セッション中の睡眠状態における検出された遷移と、前記睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の前記参照指標との間の相関を向上させるよう前記ベースライン睡眠状態基準を調整し；
前記ベースライン睡眠状態基準の調整後、調整されたベースライン睡眠状態基準を利用して、前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御する目的で被験者の睡眠状態における遷移を検出する
ためのコンピュータ可読命令によって構成された物理的なコンピュータ・プロセッサとを有する、
システム。
〔態様２〕
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサがさらに、前記ベースライン睡眠状態基準の調整が効果的であったかどうかを示す性能メトリックを決定するよう構成されている、態様１記載のシステム。
〔態様３〕
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサが、前記性能メトリックが累積徐波活動であるよう構成されている、態様２記載のシステム。
〔態様４〕
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサが、累積徐波活動が、所定数の睡眠サイクルにわたる個々のN2および／またはN3睡眠段階時期についてのデルタ帯域におけるEEGパワーの総和であるよう構成されている、態様３記載のシステム。
〔態様５〕
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサが、前記ベースライン睡眠状態基準の調整が、前記累積徐波活動の勾配の経験的推定に基づくよう構成されている、態様３記載のシステム。
〔態様６〕
決定システムにより睡眠セッション中に被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定する方法であって、前記感覚刺激は、前記睡眠セッション中に被験者において徐波活動を増し、覚醒を最小化するよう構成され、前記システムは、一つまたは複数の感覚刺激器、一つまたは複数のセンサーおよび一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサを有し、当該方法は：
前記一つまたは複数のセンサーにより、被験者の脳活動に関係した情報を伝達する出力信号を生成する段階と；
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより、前記出力信号およびベースライン睡眠状態基準に基づいて前記睡眠セッション中の被験者の睡眠状態における遷移を検出する段階と；
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより、睡眠状態における検出された遷移に基づくタイミングをもって被験者に感覚刺激を与えるよう前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御する段階と；
前記睡眠セッション後に、前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより、睡眠状態における遷移の参照指標を取得する段階であって、睡眠状態における遷移の前記参照指標は前記睡眠セッション中に生成された前記出力信号の解析に基づいて生成される、段階と；
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより、睡眠状態における検出された遷移を、睡眠状態における遷移の前記参照指標と比較する段階と；
該比較に基づいて、前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより、前記ベースライン睡眠状態基準を使った前記睡眠セッション中の睡眠状態における検出された遷移と、前記睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の前記参照指標との間の相関を向上させるよう前記ベースライン睡眠状態基準を調整する段階と；
前記ベースライン睡眠状態基準の調整後、調整されたベースライン睡眠状態基準を利用して、前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御する目的で被験者の睡眠状態における遷移を前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより検出する段階とを含む、
方法。
〔態様７〕
前記一つまたは複数の物理的なコンピュータ・プロセッサにより、前記ベースライン睡眠状態基準の調整が効果的であったかどうかを示す性能メトリックを決定する段階をさらに含む、態様６記載の方法。
〔態様８〕
前記性能メトリックが累積徐波活動である、態様７記載の方法。
〔態様９〕
累積徐波活動が、所定数の睡眠サイクルにわたる個々のN2および／またはN3睡眠段階時期についてのデルタ帯域におけるEEGパワーの総和である、態様８記載の方法。
〔態様１０〕
前記ベースライン睡眠状態基準の調整が、前記累積徐波活動の勾配の経験的推定に基づく、態様８記載の方法。
〔態様１１〕
睡眠セッション中に被験者に送達される感覚刺激のタイミングを決定するよう構成されたシステムであって、前記感覚刺激は、前記睡眠セッション中に被験者において徐波活動を増し、覚醒を最小化するよう構成され、当該システムは：
被験者に感覚刺激を与える手段；
被験者の脳活動に関係した情報を伝達する出力信号を生成する手段；
前記出力信号およびベースライン睡眠状態基準に基づいて前記睡眠セッション中の被験者の睡眠状態における遷移を検出する手段；
睡眠状態における検出された遷移に基づくタイミングをもって被験者に感覚刺激を与えるよう前記感覚刺激を与える手段を制御する手段；
前記睡眠セッション後に、前記睡眠セッション中に生成された前記出力信号の解析に基づいて生成される、睡眠状態における遷移の参照指標を取得する手段；
睡眠状態における検出された遷移を、睡眠状態における遷移の前記参照指標と比較する手段；
該比較に基づいて、前記ベースライン睡眠状態基準を使った前記睡眠セッション中の睡眠状態における検出された遷移と、前記睡眠セッション中の睡眠状態における遷移の前記参照指標との間の相関を向上させるよう前記ベースライン睡眠状態基準を調整する手段；ならびに
前記ベースライン睡眠状態基準の調整後、調整されたベースライン睡眠状態基準を利用して、前記一つまたは複数の感覚刺激器を制御する目的で被験者の睡眠状態における遷移を検出する手段とを有する
システム。
〔態様１２〕
前記ベースライン睡眠状態基準の調整が効果的であったかどうかを示す性能メトリックを決定する手段をさらに有する、態様１１記載のシステム。
〔態様１３〕
前記性能メトリックを決定する手段が、前記性能メトリックが累積徐波活動であるよう構成されている、態様１２記載のシステム。
〔態様１４〕
前記性能メトリックを決定する手段が、累積徐波活動が、所定数の睡眠サイクルにわたる個々のN2および／またはN3睡眠段階時期についてのデルタ帯域におけるEEGパワーの総和であるよう構成されている、態様１３記載のシステム。
〔態様１５〕
前記調整する手段が、前記ベースライン睡眠状態基準の調整が、前記累積徐波活動の勾配の経験的推定に基づくよう構成されている、態様１３記載のシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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