(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸センサーに連結されているモニターであって、呼吸信号を分析して、ユーザーの単一の呼吸パターンおよび複数の呼吸パターンの両方からそれぞれの特性を導き出すモニターと、
前記モニターに連結されている検出器であって、前記モニターから供給され、眠気を検出するための所望の傾向を表し、特性点（ｔａ（ｎ）、ｔｂ（ｎ）およびｔｃ（ｎ））の間の時間差に対応する、ユーザーの前記単一および複数のモニターされた呼吸パターンの選択された時間的特性を示すスコアに基づいて、前記モニターから供給される信号に対応する検出器と、
ユーザーに複数の誘導刺激を与える刺激発生器であって、各誘導刺激は、前記選択された時間的特性との間に選択可能な時間関係を有しており、各誘導刺激の開始または終了のそれぞれと、対応する呼吸運動との間の時間差を同期の指標として用いるように、ユーザーの呼吸運動と前記少なくとも１つの誘導刺激の特定の特徴とを同期させることにより、前記複数の誘導刺激の少なくとも１つは、前記呼吸パターンの前記時間的特性の少なくとも１つを変化させる働きをする刺激発生器と、
同期検出器であって、前記誘導刺激と前記呼吸パターンの前記選択された時間的特性との間の選択された時間関係に対して、前記複数の誘導刺激のうちの選択された刺激の前記選択された時間的特性の少なくとも１つと、前記呼吸パターンの前記選択された時間的特性の対応する１つとの間の少なくとも１つの同期の指標を決定し、前記少なくとも１つの同期の指標を用いて、ユーザーがどの程度まで前記誘導刺激に従えるかを確認する少なくとも１つの実施の指標を決定する同期検出器と、
睡眠検出器であって、前記モニターから供給される信号および前記同期検出器から供給される前記少なくとも１つの実施の指標に応じて、入眠を指示する睡眠検出器と、
ドライバーであって、前記モニターの動作中に、少なくとも前記同期検出器、前記睡眠検出器および前記モニターから受信した信号に基づいて、前記刺激発生器、前記同期検出器および前記睡眠検出器の動作を連続的に制御するように動作するドライバーとを備える、眠気を検出するシステム。
【請求項２】
前記ドライバーは、（ｉ）前記モニターの前記動作を制御する、および、（ｉｉ）１つ以上のユーザーのコマンドに応じた前記刺激発生器の前記動作を制御する、の内の少なくとも一方の動作をさらに行う、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記睡眠検出器は、前記モニターから供給された前記特性の全ての選択された傾向が所望の傾向を表すときのスコアが第１の所定の閾値を超え、前記実施の指標が第２の所定の閾値を超えることに基づいて、前記入眠を決定するように構成されている、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記呼吸パターンの前記選択された時間的特性の少なくとも１つにリアルタイムまたは準リアルタイムで応じるように、前記呼吸パターンの時間的特性を変化させる働きをしない前記誘導刺激を選択することができる、請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
前記ドライバーは、前記ユーザーのコマンドに従って動作し、前記ユーザーのコマンドは、予め設定されているか、またはセッション中に受信される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記ドライバーは、前記刺激発生器の動作中にユーザーが起動した休止による呼吸特性の変化に対応する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記ドライバーは、呼吸パターンと刺激パターンとの間の同期に必要な努力に伴うユーザーの不快を示すユーザーのコマンドに応じて、前記刺激発生器に非律動刺激を発生させることにより、誘導相の中に休止相を生じさせる、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記モニターは、前記休止相の間に新たな呼吸特性を検出して、前記新たな呼吸特性とベースライン特性とを比較し、
前記新たな呼吸特性と前記ベースライン特性との差異が所定の閾値を上回る場合、前記モニターは前記誘導相の時間関係を更新する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
統計的有意性に達した場合、以前の休止相から十分なデータが蓄積された後、前記ドライバーは、手動によるユーザーのコマンドに応じて、規則の変更を適用する、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ドライバーは、睡眠導入または睡眠維持にとって逆効果になる、前記呼吸信号の特性を調整するように構成されている、請求項１〜９のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】
直接または無線でセンサーに接続されており、前記センサーから呼吸データを受信するように構成されている、適切にプログラムされた携帯機器である、請求項１〜１０のいずれかに記載のシステム。
【請求項１２】
前記携帯機器は、（ｉ）前記データを処理し、イヤホンまたはスピーカーを介してユーザーに与えられる楽音としての刺激を生成するとともに、さらに視聴覚刺激を生成する、および、（ｉｉ）前記呼吸信号および前記特性を取得して分析し、実施に関するリポートおよび修正メッセージ付きの警告を提示する、の内の少なくとも一方をさらに実施するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記誘導刺激には、触刺激が含まれる、請求項１〜１２のいずれかに記載のシステム。
【請求項１４】
前記同期検出器は、前記モニターから、特性点の検出時間を示す第１のトリガー信号を受信し、前記ドライバーから、ユーザーへの対応する誘導刺激のタイミングを示す第２のトリガー信号を受信するトリガーマッチングユニットを含み、
前記トリガーマッチングユニットは、前記第１のトリガー信号で示された事象と前記第２のトリガー信号で示された事象との間の１対１対応についての有効性を評価するように適合されている、請求項１〜１３のいずれかに記載のシステム。
【請求項１５】
前記ドライバーは、睡眠が維持されない場合に応じて、
刺激の発生を更新せず、所定の制限時間内に前記システムを停止すること、
予め停止している場合、非誘導刺激手順を更新すること、
誘導刺激手順を更新すること、
非誘導刺激で始まり、同期が増加するにつれて、連続的に誘導刺激へと変化する刺激発生手順を作動させること、
前記システムの動作を静止させること、および
前記システムの動作の静止状態を解除することからなる群から選ばれる少なくとも１つに従い、前記刺激発生器の前記動作を制御する、請求項１〜１４のいずれかに記載のシステム。
【請求項１６】
前記ドライバーは、入眠の検知に応じて、前記誘導刺激を中止し、非誘導刺激を起こす、請求項１〜１５のいずれかに記載のシステム。
【請求項１７】
前記複数の呼吸パターンは、構成要素として、２個以上の単一の呼吸パターンからなり、
前記複数の呼吸パターンに由来するそれぞれの特性は、前記それぞれの特性の変動を示しており、
単一および複数の呼吸パターンの両方に由来するそれぞれの特性は、前記それぞれの特性の経時的な変化に関する傾向をさらに含む、請求項１〜１６のいずれかに記載のシステム。
【請求項１８】
コンピュータプログラムに基づいてコンピュータによって実行される、催眠導入システムの動作を制御してユーザーの呼吸を追従する前記催眠導入システムの作動方法であって、
前記催眠導入システムが呼吸信号を分析し、特性点（ｔａ（ｎ）、ｔｂ（ｎ）およびｔｃ（ｎ））の間の時間差に対応する、ユーザーの単一の呼吸パターンおよび複数の呼吸パターンの両方からそれぞれの時間的特性を導き出し、
前記催眠導入システムが、所望の傾向を表す、選択された特性を示すスコアを決定し、
前記催眠導入システムが前記スコアを用いて眠気を検出し、
前記コンピュータの制御下において、前記催眠導入システムが、ユーザーに複数の制御可能な刺激を与えるように制御するものであって、各刺激は、前記選択された時間的特性との間に選択可能な時間関係を有しており、各誘導刺激の開始または終了のそれぞれと、対応する呼吸運動との間の時間差を同期の指標として用いるように、ユーザーの呼吸運動と前記刺激の特定の特徴とを同期させることにより、ユーザーの前記呼吸パターンの分析中に、前記時間関係の少なくとも１つは、前記呼吸パターンの前記選択された時間的特性の少なくとも１つを変化させる働きをし、
前記催眠導入システムが、誘導刺激と前記呼吸パターンの前記選択された時間的特性との間の選択された時間関係に対して、前記誘導刺激の選択された刺激の少なくとも１つの選択された特徴と、前記呼吸パターンの対応する時間的特性との間の少なくとも１つの同期の指標を決定し、
前記催眠導入システムが、前記少なくとも１つの同期の指標を用いて、ユーザーがどの程度まで前記誘導刺激に従えるかを確認する実施の指標を決定し、
前記催眠導入システムが、前記モニターされた呼吸パターン、前記実施の指標および前記少なくとも１つの同期の指標に基づいて入眠を検出し、
前記コンピュータの制御下において、前記催眠導入システムが、少なくとも、前記少なくとも１つの同期の指標、前記入眠の検出および前記モニターされた呼吸パターンに関するそれぞれの電流信号に基づき、前記刺激を連続的に制御する、作動方法。
【請求項１９】
前記複数の呼吸パターンは、構成要素として、２個以上の単一の呼吸パターンからなり、
前記複数の呼吸パターンに由来するそれぞれの特性は、前記それぞれの特性の変動を示しており、
単一および複数の呼吸パターンの両方に由来するそれぞれの特性は、前記それぞれの特性の経時的な変化に関する傾向をさらに含む、請求項１８に記載の作動方法。
【請求項２０】
コンピュータプロセッサ上で実行される場合、請求項１８または１９に記載の方法を行うコンピュータプログラムコードを表すデータを格納する非一時的なコンピュータ可読メモリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、睡眠導入システムおよび睡眠導入方法に関する。特定の実施形態において、眠気および入眠の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国および他の国々の成人人口の約３分の１は、しばしば入眠、睡眠持続またはその両方ともが難しく、また、十分な睡眠の機会があるにもかかわらず、目覚めたときに爽快感がないという経験をしている。米国の人口のほぼ１０％が不眠症と呼ばれる慢性的な不眠に悩まされている。不眠は、日中の認知的、感情的、社会的および身体的な機能を阻害するとともに、事故の危険性を高め、職務遂行能力を損ない、ひいては生活の質の低下をもたらすことがある。分析によると、米国人は、２０１２年において、睡眠補助器具（sleep-related aids）に３００億ドルを超える金額を支出した。
【０００３】
現在、この問題を解消するための方法として、頻繁に副作用を引き起こす睡眠薬の服用、睡眠習慣の向上、マイナス思考の抑制およびストレスを軽減するリラクゼーション療法等が挙げられる。しかし、これらの方法では、正常な入眠過程が妨げられた場合に、それを回復させるのに有効な介入はなされないようである。
【０００４】
正常な入眠過程は、段階的に環境から遮断され、精神活動の制御および感覚刺激に対する意識が失われていく。この過程においては、結果として筋緊張が緩和されるにつれて、交感神経活動が弱まる。呼吸についても、一連の特徴的な変化（覚醒状態および睡眠状態の呼吸をつかさどる異なる器官の断続性を反映する呼吸不安定を含む）を経て、非常に規則正しい、低振幅の呼吸になる。
【０００５】
呼吸パターンを調整して通常の呼吸速度からゆっくりした呼吸速度になるようにユーザーを導く、センサー制御による対話型の誘導方法および誘導システムは、本発明者の米国特許第５０７６２８１号および米国特許第５８００３３７号に開示されている。この技術は、ＲＥＳＰｅＲＡＴＥ（登録商標）という名称で販売されている医療機器において実施された。ＲＥＳＰｅＲＡＴＥ（登録商標）は、楽音（musical tones）を用いてユーザーの吸気および呼気を誘導するものであり、ユーザーは、その楽音に呼吸運動を同期させるように求められる。この機器は、交感神経活動を抑えることが実証されており、ストレスおよび高血圧の治療用として食品医薬品局（ＦＤＡ）の認可を取得した。しかし、上記技術を睡眠導入のために使用することは、まさしく入眠過程によって制限される。なぜなら、眠気が増すにつれて、誘導刺激に呼吸運動を同期させるユーザーの能力は徐々に低下し、その結果、非同期として感知された刺激により、ユーザーが目覚めてしまうことが多いからである。さらに、入眠を含む、交感神経活動の抑制に伴う結果を達成するために、誘導呼吸を実施する上での質に関するユーザーの意識が重要となる。先行技術には、誘導呼吸の間に、呼吸特性と組み合わせた意識の指標を用いて、覚醒から睡眠への移行を検出することも、上記移行を検出した後に、入眠過程を妨げないような方法で刺激を調整する手段も開示されていない。さらに、先行技術には、誘導呼吸の実施の質にとって十分な、リアルタイムの連続的な指標も開示されていない。従って、公知の方法およびシステムを改良して、それらの適用性を、睡眠導入および交感神経活動の抑制を目指す他の用途に拡大させることが望ましい。
【０００６】
米国特許公開第２００７／０２０３４３３号（Murphy）は、装着型リラクゼーション導入装置を開示している。この装置では、連続する信号のそれぞれがリアルタイムの即時測定に対応しており、これらの信号を取得してバイオフィードバックに用いている。ユーザーが手動で一連のリズムを設定すると、呼吸数が設定されて、リラクゼーションが導入される。Murphyは、同期の指標を用いることにより、ユーザーがどの程度まで誘導刺激に従えるかを確認する実施の指標を決定する同期検出器を開示していない。また、Murphyは、複数の呼吸パターンを設けることを開示しておらず、ましてそれらの分析など開示しているはずがない。
【０００７】
米国特許公開第２００８／０１５７９５６（Radivojevic）は、ユーザーが最初は覚醒していて、その後入眠した場合でも、またはその逆の場合でも、睡眠状態からの移行をモニターし、追従するシステムを教示している。Radivojevicは、検出された移行を用いて外部装置を制御しているが、睡眠を導入するために、追従された信号を用いてはいない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、睡眠を導入し、眠気および入眠を検出するための改良されたシステムおよび方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、各独立クレームの特徴を有する方法およびシステムにより、本発明に従って実現される。
【００１０】
本発明の一態様によれば、睡眠を導入、検出および追従するシステムは、
呼吸センサーに連結されているモニターであって、呼吸信号を分析して、ユーザーの単一の呼吸パターンおよび複数の呼吸パターンの両方からそれぞれの特性を導き出すモニターと、
ユーザーに複数の誘導刺激を与える刺激発生器であって、各誘導刺激は、ユーザーの前記単一および複数のモニターされた呼吸パターンの選択された時間的特性との間に選択可能な時間関係を有しており、前記複数の誘導刺激の少なくとも１つは、ユーザーの呼吸運動と前記少なくとも１つの誘導刺激の特定の特徴（specific aspects）との間の同期により、前記呼吸パターンの前記時間的特性の少なくとも１つを変化させる働きをする刺激発生器と、
同期検出器であって、前記誘導刺激と前記呼吸パターンの前記選択された時間的特性との間の選択された時間関係に対して、前記複数の誘導刺激のうちの選択された刺激（selected ones）の前記選択された時間的特性の少なくとも１つと、前記呼吸パターンの前記選択された時間的特性の対応する１つとの間の少なくとも１つの同期の指標を決定し、前記少なくとも１つの同期の指標を用いて、ユーザーがどの程度まで前記誘導刺激に従えるかを確認する実施の指標を決定する同期検出器と、
睡眠検出器であって、前記モニターから供給される信号および前記同期検出器から供給される前記実施の指標に応じて、入眠を指示する睡眠検出器と、
ドライバーであって、前記モニターの動作中に、少なくとも前記同期検出器、前記睡眠検出器および前記モニターから受信した信号に基づいて、前記刺激発生器、前記同期検出器および前記睡眠検出器の動作を連続的に制御するドライバーとを備える。
【００１１】
オペレーターは、ユーザーとは異なってもよいが、説明を簡略化するために、「オペレーター」および「ユーザー」という用語は、区別なく用いられると理解される。
【００１２】
複数の呼吸パターンは、構成要素として、２個以上の単一の呼吸パターンからなる。複数の呼吸パターンに由来するそれぞれの特性は、それぞれの特性の変動を示しており、単一および複数の呼吸パターンの両方に由来するそれぞれの特性は、それぞれの特性の経時的な変化に関する傾向をさらに含む。
【００１３】
いくつかの実施形態において、ドライバーは、開始から終了までのシステムの動作中の複数の事象を制御する。これらの事象は相として構成され、総称して「セッション」と呼ばれる。
【００１４】
いくつかの実施形態において、システムは、呼吸センサーを含む。呼吸センサーは、モニターに呼吸データを供給する。モニターは、呼吸データを継続的に分析して、吸気および呼気等の呼吸相の公知の特徴と関連している許容可能なデータをリアルタイムまたは準リアルタイムで特定する。さらに、モニターは、単一および複数のパターンの特性、２つ以上のパターン間の特性の変動および特性の変化の傾向を含む指標を決定する。ただし、これらの特性のいくつかは時間的指標である。
【００１５】
好ましくは、モニターが呼吸特性の決定をし始めてから、ドライバーは、刺激発生器を制御して、ユーザーに刺激パターンを供給する。この刺激パターンの相持続時間は、モニターの動作中にモニターされた特性に応じて、ユーザーの対応する呼吸パターンの１つ以上の相持続時間を調整する働きをする。これは、米国特許第５０７６２８１号および米国特許第５８００３３７号に既に開示されているように、ユーザーが自発的に刺激パターンに呼吸パターンを同期させようとすると考えられる場合、刺激は、ユーザーにとって呼吸ガイドとして作用することを意味する。本発明の一実施形態において、このような呼吸調整には、少なくとも、呼気と吸気の持続時間の比を増加させながら、呼吸数を減少させることが含まれる。
【００１６】
好ましくは、同期検出器が特定の呼吸相の開始と対応する刺激相の開始との間の同期レベルを測定することにより、呼吸を誘導する刺激に対するユーザーの意識が連続的に定量化される。同期レベルは、ユーザーの実施の質を示す指標の１つであってもよいことが理解される。
【００１７】
いくつかの実施形態において、ユーザーは睡眠前移行を経てから眠くなるが、一般に、睡眠検出器によって睡眠前移行および入眠が検出される。検出には、通常、ユーザーが覚醒していて、誘導刺激をはっきり意識しているときに観察されるものとは区別される呼吸および同期の特性および傾向の組み合わせが用いられる。
【００１８】
本発明は、睡眠への移行の一部である眠気を検出することも考慮している。
【００１９】
睡眠検出後、ドライバーは、刺激と呼吸との間の完全な同期を維持しようとする完全な誘導刺激から、ユーザーの現在の睡眠状態を保持しようとする刺激へと、刺激と呼吸との時間的関係を変化させる。このような刺激を「非誘導」刺激と称する。この段階においても同期する能力を多少は発揮できるユーザーもいることを考慮すると、「誘導」から「非誘導」への移行は、できるだけ感知されないように行われることが好ましい。非誘導の場合、刺激パターンの相は呼吸パターンの相と部分的に重なり合うことが好ましい。例えば、吸気相の開始が検出され次第、刺激吸気相の開始が起こってもよい。すなわち、刺激吸気パターンは、呼吸吸気パターンに受動的に追従する一方、刺激呼気相は、許容可能な吸気相の最後のｎ個のモニターされた持続時間についての移動平均を反映していてもよい。極端な例では、非誘導刺激パターンにおける相が対応する呼吸相と重なり合うため、ユーザーの呼吸は刺激に制約されないと理解される。別の極端な例では、全ての刺激相が対応する呼吸相の移動平均を表しており、これによって、依然として同期する能力を発揮する可能性があるユーザーを実際に誘導して、呼吸の安定性を向上させる。
【００２０】
入眠を検出した後、ドライバーは、呼吸特性およびそれらの安定性に追従するように動作することが好ましく、徐々に刺激を止めてもよいが、ユーザーの特性が目覚める傾向を示す場合には、誘導型または非誘導型の刺激を復活させて、それぞれ睡眠を導入または維持するようにしてもよい。これにより、睡眠維持の助けになる。
【００２１】
刺激発生に対するドライバーの制御のいくつかの特徴は、所定の方法で、またはセッション中に、ユーザーのコマンドに従うことが好ましい。例えば、誘導過程において、ユーザーが起動した休止に応じて呼吸特性が変化すると、ドライバーは、駆動過程の個人対応性を向上させることができる。
【００２２】
様々な刺激入力は、別々にまたは同時に、多様な形で、ユーザーに与えられてもよいことが理解される。従って、例えば、音声刺激と、視覚刺激および／または触刺激とを組み合わせてもよく、２つ以上の音声刺激、視覚刺激または触刺激を、単独で、または他の種類の刺激と共に、同時に与えてもよい。
【００２３】
好ましくは、本発明の一実施形態において、システムは、携帯電話に呼吸データを送信する、ベルト型無線センサーまたは体の下に配置される非接触型センサーを含む。モバイルアプリケーションにより、データの処理および刺激の発生が行われる。ユーザー刺激は、楽音（musical tones）として、イヤホンまたはピロースピーカーを介してユーザーに与えられる。モバイルユーザーインターフェイスは、呼吸信号、刺激および特性を観察し、実施に関するレポートに加えて、修正メッセージ付きの警告を提示する手段を含んでもよい。また、呼吸センサーは、上記特性を適切に決定することができれば、接触または非接触検出技術のどちらを用いてもよく、この場合、センサー信号は、有線または無線で伝送すればよいと理解される。さらに、システムは、独立型でもよいが、センサー出力を処理するとともに、上記マルチメディア刺激を発生する機能を備えているのであれば、ノート型パソコン、ｉＰａｄ（登録商標）または他の種類のデジタル装置に適用される形態であってもよいと理解される。「ｉＰａｄ」は、米国カリフォルニア州クパティーノに本社を置くアップル社の登録商標である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明を理解し、本発明が実際にどのように実施され得るかを把握するために、添付の図面を参照しながら、限定されない実施例のみを用いて、以下に実施形態を説明する。
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従って構成され、動作する睡眠導入システムの簡略化されたブロック図である。
【図２】図２は、図１のシステムに用いられるモニターの動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る、センサーから供給される典型的な未処理の呼吸信号およびモニターから供給される典型的な単一のパターンの特性を示す注釈付きの図である。
【図４】図４は、図１のシステムに用いられる刺激発生器の動作を示すブロック図である。
【図５】図５は、図１のシステムに用いられる同期検出器の動作を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る、典型的な呼吸信号とともに、特性点の検出時間を表すトリガー、ユーザーに与えられる刺激のタイミングを表すトリガー、およびこれらのトリガー間の時間のずれの例を示す注釈付きの図である。
【図７】図７は、図１のシステムに用いられる睡眠検出器の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に係る、図７に示された睡眠検出器の典型的な処理に含まれる変数の時間変動を示す図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係る、図１のシステムに用いられるドライバー１１４等のドライバーによって制御される、典型的なセッションにおける刺激手段の選択を模式的に示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に係る、典型的な呼吸信号とともに、この呼吸信号とそれぞれ異なる時間的関係を有する３つの非誘導刺激の例を示す注釈付きの図である。
【図１１】図１１（ａ）は、本発明の最良の実施形態の１つに係る、システムを装着したユーザーを示す図である。図１１（ｂ）および図１１（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る、携帯電話画面の形態例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
ここで、図１を参照する。図１は、本発明の好ましい実施形態に従って構成され、動作する睡眠導入システム１００の簡略化されたブロック図である。
【００２６】
システム１００は、ユーザーの呼吸を分析するモニター１１０を含むことが好ましい。ＲＥＳＰは、呼吸センサー１１２が生成する連続形式またはデジタル形式の呼吸信号である。モニター１１０の動作は、主として、呼吸信号ＲＥＳＰを分析して、単一または複数の呼吸パターンの特性を表す出力信号ＭＯＮＰＡＲを生成することと、呼吸パターンの成分のタイミング、例えば、息を吸ったり吐いたりする運動の開始を表すトリガー信号ＭＯＮＴＲＧを生成することである。ＭＯＮＰＡＲには、呼吸パターンを表すものとして、ある特性の許容性（acceptability）を示す信号ＭＳＹＰＡＲと、複数のパターンの特性の傾向を示す信号ＭＳＬＰＡＲも含まれる。どちらの信号も、システムの別のモジュールに供給される。本発明において、「傾向」とは、所定の変数の経時的な変化または一連のパターンに沿った変化の方向を示す指標に関連するものである。
【００２７】
本発明のいくつかの実施形態では、ドライバー１１４がさらに設けられる。ドライバー１１４は、一般に、ユーザーが行うセッションの構造を制御するが、セッションには多くの相が含まれる。これらの相のなかには、所定のものもあれば、セッション中に生じた入力およびユーザーからのコマンドによって発生するものもある。セッションの相の大部分は、刺激の選択された特性とユーザーの呼吸パターンとの特定の時間的関係を特徴とする。本発明のいくつかの実施形態によれば、ドライバー１１４は、オペレーターのコマンド入力（「ＯＰＣ」と総称される）に応答する。ＯＰＣは、ユーザーまたは医療従事者等の「オペレーター」によって入力されることがある。
【００２８】
ドライバー１１４は、信号ＤＭＮＰＡＲを介して、モニター１１０にセッションの相を指示する。それに対して、ドライバー１１４は、信号ＭＯＮＰＡＲおよび信号ＭＯＮＴＲＧを受信し、これらの信号に応じて、刺激発生器１１６に、刺激の特性を規定する一連の信号ＤＳＧＰＡＲおよび刺激のタイミングを示すタイミング信号ＳＴＭＴＲＧを送信する。
【００２９】
また、モニター１１０の動作中に、モニター１１０から供給される呼吸パターンの特性の変化と、同期検出器１１８から変数ＳＮＣＰＡＲを介して供給される、刺激の選択された特性と呼吸との間の同期レベルと、睡眠検出器１２０から供給される、睡眠を示す変数ＳＬＤＰＡＲとに応じて、ドライバー１１４は、刺激と呼吸パターンとの時間的関係のいくつかを決定する。ドライバーは、変数ＤＳＹＰＡＲおよび変数ＤＳＬＰＡＲで示されているように、セッションの相に従って同期検出器１１８の動作および睡眠検出器１２０の動作をそれぞれ制御する。
【００３０】
刺激発生器１１６は、ユーザーに、呼吸パターンの時間的特性との間に複数の選択可能な関係を有する刺激入力を与えるように動作する。このとき、ドライバー１１４によって選択が決定される。このような関係の少なくとも１つは、ユーザーに刺激入力を与えて、センサー１１２から供給されるユーザーの呼吸パターンの時間的特性の少なくとも１つを変化させることを意味する。この場合、ユーザーは、呼吸パターンの上記特性と刺激パターンの対応する特性とを同期させるように求められるため、刺激を呼吸ガイドとして認識するようになると理解される。
【００３１】
信号ＭＳＹＰＡＲによって通知されるように、モニター１１０において、呼吸パターンを許容できることが判明したという条件のもとに、同期検出器１１８は、呼吸パターンごとに、モニター１１０が示した特定の呼吸相（ＭＯＮＴＲＧ）の開始のタイミングとドライバー１１４が示した対応する刺激相（ＳＴＭＴＲＧ）の開始のタイミングとの間の同期レベルを決定する。いくつかの実施形態によれば、同期レベルは、呼吸を誘導する刺激に対するユーザーの意識の指標とみなされる。ドライバー１１４から信号ＤＳＹＰＡＲを介して指示されるように、同期検出器の動作は、セッションの相によって異なる。単一および複数の呼吸パターンに対して決定される、同期に関連した指標であるＳＮＣＰＡＲは、モニター１１０、ドライバー１１４および睡眠検出器１２０のそれぞれに供給される。
【００３２】
睡眠検出器１２０は、ドライバー１１４に信号ＳＬＤＰＡＲを供給することにより、入眠を指示する。これは、モニター１１０から供給される信号ＭＳＬＰＡＲおよび同期検出器１１８から供給されるＳＮＣＰＡＲを用いて決定されたものである。
【００３３】
同期検出器１１８および睡眠検出器１２０ならびにこれらの相互関係、さらにこれらとモニター１１０およびドライバー１１４との関係は、先行技術とは区別されることに留意すべきである。
【００３４】
ここで、図２を参照する。図２は、図１のシステムに用いられるモニターの動作を示す一実施形態のフローチャートである。呼吸センサー１１２から供給された呼吸データＲＥＳＰに対して、下記の分析が行われる。まず、データの許容性、すなわちデータが所定の範囲内であるかを判断する（手順２２０）。次に、特性点を検索して（手順２２２）、単一のパターンの複数の特性を算出できるようにする（手順２２４）。さらに、単一のパターンの呼吸パターンとしての許容性を評価し（手順２２６）、複数のパターンの複数の特性を決定する（手順２２８）。手順２２２〜手順２２８の結果は、モニター１１４、同期検出器１１８、睡眠検出器１２０およびユーザーに提供される（図１）。以下、本発明による様々な手順について詳述する。本発明において用いられるパターン分析は、米国特許第５０７６２８１号および米国特許第５８００３３７号に開示されたパターン分析を超えるものであることに留意すべきである。さらに、本発明の一実施形態では、無線センサーが用いられ、モニター１１０は、このセンサーとシステムとのペアリング状態および接続性に関する指示も行うと理解される。
【００３５】
手順２２２における特性点の検索について、図３を参照しながら説明する。図３には、米国特許第７７１７８５８号に開示されているような、ベルト型呼吸センサーで検知された典型的な呼吸信号ＲＥＳＰの記録されたサンプルが示されており、時間の関数としてプロットされている。ＲＥＳＰ信号は、本発明で用いられる多くの特性点を含む。先行技術において公知の方法により、特性点のほとんどまたは全てがリアルタイムで検出されることが好ましい。場合によっては、特性点を検出するのに、ＲＥＳＰ信号を記憶して準リアルタイム分析を行う必要がある。好ましい特性点は、吸気（ａ点）の開始、呼気（ｂ点）の開始および呼気後休止（ｃ点）を示す。これにより、呼吸パターンにおいて、機能的に区別可能な複数の相が規定される。ｎ番目のパターンに属するａ点、ｂ点およびｃ点の検出時間は、それぞれｔａ（ｎ）、ｔｂ（ｎ）およびｔｃ（ｎ）と表記される。上記各特性点が検出されると、手順２２２において、トリガーＭＯＮＴＲＧが生成されて、ドライバー１１４および同期検出器１１８の両方に供給される（図１）。別の種類の特性点は、例えば、米国特許第５８００３３７号等の先行技術に開示されている。検出過程で用いられた呼吸データＲＥＳＰおよび変数は、ＭＯＮＰＡＲの一部としてドライバーに供給されてもよく、ユーザーに表示されてもよい。
【００３６】
次に、手順２２４において、記憶された特性点を用いることにより、モニター１１０からドライバー１１４に供給される信号ＭＯＮＰＡＲ（図１）の一部を構成する単一のパターンの複数の特性を決定する。単一のパターンの複数の特性の例としては、リアルタイムで算出されることが好ましく、以下のものが挙げられる（図３）。
【００３７】
Ｐ１（ｎ）は、パターンｎおよびパターンｎ＋１のそれぞれに属する「ａ」点の間の時間間隔、すなわち、ｔａ（ｎ＋１）−ｔａ（ｎ）で定義される呼吸周期Ｔである。任意のＴ（秒）について、対応する呼吸数ＲＲ（respiration rate）（回／分）は６０／Ｔに等しい。
【００３８】
Ｐ２（ｎ）は、パターンｎにおけるａ点とｂ点との間の時間間隔、すなわち、ｔｂ（ｎ）−ｔａ（ｎ）で定義される吸気時間Ｔｉｎである。
【００３９】
Ｐ３（ｎ）は、パターンｎにおけるｂ点とパターンｎ＋１におけるａ点との間の時間間隔、すなわち、ｔａ（ｎ＋１）−ｔｂ（ｎ）で定義される呼気時間Ｔｅｘである。
【００４０】
定義上、Ｐ１（ｎ）はＰ２（ｎ）＋Ｐ３（ｎ）に等しい。すなわち、Ｔ＝Ｔｉｎ＋Ｔｅｘが成り立つ。
【００４１】
Ｐ４（ｎ）は、パターンｎにおけるｃ点とパターンｎ＋１におけるａ点との間の時間間隔、すなわち、ｔａ（ｎ＋１）−ｔｃ（ｎ）で定義される呼気後休止Ｔｐｅｘである。
【００４２】
Ｐ５（ｎ）は、パターンｎにおけるａ点とｂ点との間の信号レベルの差で定義される呼吸振幅ＡＭＰである。
【００４３】
Ｐ６（ｎ）およびＰ７（ｎ）は、それぞれパターンｎにおける吸気の（ａ点での）初期傾斜および呼気の（ｂ点での）初期傾斜である。
【００４４】
ＲＥＳＰのレベルがａ点のレベルよりもＡＭＰの何分の１かだけ（例えば、１０％）高くなる時点を見出すことにより、リアルタイムでｃ点を検出してもよい。
【００４５】
さらなる特性として、上記変数に加えて、他の好適な変数の関係も含まれることがある。上記特性点（パターンの開始に対するそれらの位置を含む）および他の特性点に関する情報は記憶される。
【００４６】
いくつかの実施形態によれば、手順２２６において、検出された信号パターンとしての呼吸パターンの許容性が評価される。この場合、手順２２６では、特性と閾値、ＲＥＳＰ信号およびルーチン２２４で決定された特性のいくつかの経時的な相互関係とを比較する。上記閾値は、ドライバー１１４から信号ＤＮＭＰＡＲ（図１）を介して受信した動作の相に特有のものであることが好ましいが、予め設定されたものでも、セッションの相における以前の特性を、例えば、上位５％／下位５％の値を用いて統計分析することによって適応的に取得されたものでもよい。適応閾値とともに傾斜Ｐ６（ｎ）および傾斜Ｐ７（ｎ）（図３）を用いると、睡眠中によく見られる低振幅の呼吸パターンおよびアーティファクトをリアルタイムで検出して除外することができる。この態様は、上記先行技術には開示されていないことに留意すべきである。
【００４７】
手順２２６により、パターンの許容性についても、ドライバー１１４に対しては信号ＭＯＮＰＡＲを介して、同期検出器１１８に対しては信号ＭＳＹＰＡＲを介して、さらにユーザー（図１）に対しては修正動作の提案とともに、好ましくは視聴覚形式でそれぞれ示される。
【００４８】
次に、手順２２８において、許容できるパターンの特性を用いて複数のパターンの特性が決定される。複数のパターンの特性としては、単一または複数のパターンの特性の移動平均；傾向；連続的または２値的（dichotomous）な２つの連続する特性の間の変動；好ましくは標準偏差によって推定された複数の連続するパターン内の変動；および、例えば、周期性呼吸またはチェーン・ストークス呼吸における複数のパターンの反復群（recurrent groups）を特徴づける変数等の態様またはこれらの組み合わせが挙げられるが、上記に限定されない。最後の２つの態様は、上記先行技術には開示されていないことに留意すべきである。複数のパターンの特性のいくつかは、ＭＳＬＰＡＲを介して睡眠検出器１１８に供給される。呼吸の不規則性についても、変動指標（variability measures）の移動平均として定量化し、正常な呼吸とみなすことができない一連の独立した呼吸パターン（体の位置の突然の変化、咳、しゃっくり、あくび、会話等）を示すエラー表示とともに、ドライバー１１４に供給されてもよい。このような独立した呼吸パターンは、ある特定の特性と適応閾値との比較を必要とする。
【００４９】
手順２２８において、ユーザーの実施（performance）を定量化する指数も生成される。ユーザーの実施とは、刺激に呼吸運動を同期させることにより、ゆっくり呼吸し、かつ十分に長い間その呼吸を行うユーザーの能力に関連することが好ましい。このような指標には、同期検出器１１８（図１）から供給される単一のパターンの特性ＳＮＣＰＡＲに加えて、ＳＮＣＰＡＲと他の所望の単一のパターンの特性（呼吸数等）との組み合わせも含まれることがある。関連した指標の例としては、所定の閾値よりも大きい同期で、呼吸数が１０回／分よりも少ない呼吸をして過ごした累積時間が挙げられる。他の全体的な好ましい実施の指標としては、所定の時間窓または一定数の検出されたパターンに対して算出された、不規則な呼吸に費やす時間の割合または許容できない呼吸パターンの割合が挙げられる。このような実施の指標は、修正動作とともに、エラー表示としてユーザーに供給されてもよい。同期に基づく実施の指標は、上記先行技術には開示されていないことに留意すべきである。
【００５０】
図２に示されているように、いずれの動作の段階でも、呼吸データおよびエラーメッセージ等の異なる変数を、指示入力としてユーザーに表示することができる。それにより、ユーザーは、適切なコマンドを用いて全ての動作の段階を制御することが可能になる（図１）。
【００５１】
ここで、図４を参照する。図４は、図１のシステムに用いられる刺激発生器１１６の一般的な構造を示す一実施形態のフローチャートである。図４において、信号発生器４４０は、電気信号またはデジタル符号の形式で信号を生成する。この信号がトランスデューサー４４２に供給されることにより、所望の刺激に変換されて、ユーザーに提供される。上記処理は、ドライバー１１４（図１）から供給されるＳＴＭＴＲＧおよびＤＳＧＰＡＲという種類の変数によって制御される。ＳＴＭＴＲＧおよびＤＳＧＰＡＲは、それぞれ刺激開始のタイミングおよび刺激パターンの特性に対応している。ＤＳＧＰＡＲは、時間とともに刺激強度を変化させ、刺激の発生のオンオフを切り替えるコマンドを含んでもよい。発生させる様々な刺激の符号化された特性は、刺激パターン記憶装置４４４に記憶される。刺激パターン記憶装置４４４は、信号発生器４４０と双方向に連通している。一実施形態において、音楽刺激を用いる場合、ＤＳＧＰＡＲは、所定の持続時間を有する音符の発生順序、楽器、相対的な音の強さおよびウェーブテーブル合成（wavetable synthesis）等の音響発生技術による他の複数の音楽的特性を示してもよい。刺激の時間的伸長（temporal extension）は、トリガーＳＴＭＴＲＧで示された時点から始まり、ＤＲＶＴＲＧを介したドライバー１１４からの指示で終了すればよい。本実施形態では、トランスデューサーは、増幅器およびスピーカーを備えることがある。刺激発生器１１６は、音楽の構造にも、音楽の特定の部分または海の波音のような録音した音の持続時間にも適用される刺激をランダムに供給することもできる。この場合、どちらの選択も、刺激パターン記憶装置４４４に収録された適切な録音を用いて、ドライバー１１４により、ＳＴＭＴＲＧおよびＤＳＧＰＡＲを介して制御される。刺激発生器１１６は、視覚刺激、圧刺激、振動刺激、電気刺激、熱刺激および他のいかなる所望の刺激も生成するように動作してもよい。具体的な刺激についての詳細は、先行技術、特に米国特許第５８００３３７号および米国特許第８１８３４５３号に開示されている。
【００５２】
セッションのいくつかの相において、ユーザーは、特定の呼吸相の開始と対応する刺激相とを同期させるように求められる。しかし、ユーザーの同期能力は、入眠過程で徐々に低下する。これは、注意力散漫のような同期が取れなくなる他の原因や、呼吸数を減らすように誘導する刺激に従うという潜在的な困難もあるが、外的刺激に対する意識の低下による自然の結果といえる。このような状態は、ユーザーの意識の指標として、各呼吸パターンにおける選択された特性点でリアルタイムに同期測定を行う手順にとって好都合である。
【００５３】
ここで、図５を参照する。図５は、図１のシステムに用いられる同期検出器１１８の動作を示す一実施形態のフローチャートである。図５において、トリガーマッチングユニット５５０は、モニター１１０（図１）から、特性点（図３）の検出時間を示すトリガー信号ＭＯＮＴＲＧを受信し、ドライバー１１４から、ユーザーへの対応する刺激のタイミングを示すトリガー信号ＳＴＭＴＲＧ（図１）を受信する。図６には、図３の「ａ」点および「ｂ」点がそれぞれ開始となる吸気相および呼気相に基づくＭＯＮＴＲＧ信号およびＳＴＭＴＲＧ信号の典型的な形態が示されている。トリガーマッチングユニット５５０は、ＭＯＮＴＲＧで示された事象とＳＴＭＴＲＧで示された事象との間の１対１対応についての有効性を評価する。そのようなマッチングが不可能な特性点は、印を付けて、後の段階で同期検出処理から除外される。図６に示された例では、吸気相は高いＭＯＮＴＲＧレベルで、呼気相は低いＭＯＮＴＲＧレベルで表されている。刺激パターンとしては、例えば、高いＳＴＭＴＲＧレベルに対応する高ピッチ「吸気」トーン（high-pitch "inspiration" tone）および低いＳＴＭＴＲＧレベルに対応する低ピッチ「呼気」トーン（low-pitch "expiration" tone）が挙げられる。ユーザーは、これらの刺激に吸気および呼気をそれぞれ同期させるように求められる。呼吸パターン１、２および５は、事象順に刺激パターンと整合（matching）している。すなわち、吸気運動の開始とトーンの開始とが互いに隣接している。同様のことは、呼気運動とトーンにも当てはまる。パターン３の呼気運動およびパターン４の吸気運動においては、このような整合は起こらない。本明細書に記載されたトリガーマッチングの原理は、刺激パターンの対応する特徴（corresponding aspects）とともに、呼吸パターン上にリアルタイムまたは準リアルタイムで規定されるあらゆる数の特性点にとって有意義である。
【００５４】
手順５５２において、有効なトリガーマッチングにより、特性点ごとに、呼吸パターンと刺激パターンとの間で対応する相のそれぞれの開始の時間のずれ（time lag）を決定する。この時間のずれは、呼吸相の開始が刺激相の開始よりも遅れる場合は正、そうでなければ負として定義されてもよい（図６）。手順５５４において、呼吸相の開始がそれに対応する刺激のタイミングからずれていることにより、特性点ごとの同期を示す指標として、時間のずれを用いることができる。あるいは、またはさらに、手順５５６において、上記時間のずれと比較されるＳＴＭＴＲＧ時間基準から、例えば、図６に示された刺激パターン周期が決定される。別の例としては、該当する特性点と関連している刺激相の持続時間が挙げられる。手順５５４では、時間基準を用いて、特性点ごとの同期を、時間のずれと相持続時間との比、刺激周期との比、または他の適切な時間基準との比の関数として表すことが好ましい。
【００５５】
手順５５８において、パターンごとの同期が決定される。パターンごとの同期は、代表的な１つの相に時間基準を用いて、絶対的または相対的な時間のずれで表されるか、または１つのパターンにおける選択された特性点の単純平均または加重平均として表される。このような方法により、モニター１１０（図１）からの入力ＭＳＹＰＡＲで示されているように、呼吸パターンとして許容できないと判断されたパターン（例えば、図６のパターン４）を除外してもよく、また、刺激パターンと整合させることができなかった呼吸パターン（例えば、図６のパターン３）を除外してもよい。同期は、絶対的または相対的な時間のずれに閾値を設けることにより、カテゴリー変数としても表すことができる。例えば、パターン時間または吸気開始ごとの同期の平均値または絶対値が２０％よりも小さい場合、同期は１であり、その他の場合は０である。上記閾値は、ドライバー１１４（図１）からＤＳＹＰＡＲを介して示される方法で、セッションの相によって決められてもよい。同期判定が重要ではない動作モードについては、これらの指示よって手順５５８を不活性化することもできる。手順５５８では、さらなる分析のために、パターンごとの同期の指標がＳＮＣＰＡＲ（図１）を介してモニター１１０に供給される。
【００５６】
手順５６０において、移動平均、傾向および変動によって複数のパターンに対する同期が決定され、結果として得られた１つ以上の特性は、ＳＮＣＰＡＲ（図１）を介してモニター１１０、ドライバー１１４および睡眠検出器１２０に供給される。
【００５７】
特性点ごとの同期、パターンごとの同期およびその複数のパターンの発現（its multiple-pattern expressions）のいくつかに対する同期は、刺激に呼吸を同期させるユーザーの能力を示す実施の指標（performance indicator）として、および意識の表れとして、ユーザーに提供される。リアルタイムまたは準リアルタイムで同期を表現するには、他の手順または追加の手順を適宜用いることができると理解される。
【００５８】
上記先行技術において、同期検出器は、呼吸における対応する特性点の開始と刺激との間の時間シフト（time shift）に基づいており、時間シフトが十分に大きくなると、同期検出器は、刺激を調整することによって時間シフトを修正する手順を作動させる。これは、連続的に刺激を測定して、意識および実施についての重要な情報を提供する本発明とは区別される。なぜなら、上記先行技術では、時間シフトが修正されるため、そのような情報が失われてしまうからである。
【００５９】
ここで、図７を参照する。図７は、図１のシステムに用いられる睡眠検出器１２０の動作を示すフローチャートである。この手順は、入眠過程の生理学的状況（physiological picture）に基づいているが、以下に述べる独自の特徴を有している。すなわち、この手順は、好ましくは、米国特許第５０７６２８１号および米国特許第５８００３３７号に開示された技術に従い、刺激パターンに呼吸パターンを同期させることにより、呼吸パターンの調整を介して睡眠を導入することを試みる一方で、環境から十分に遮断（dissociation）されていれば、そのような同期を行わない。睡眠検出器１２０は、手順７７０を含む。手順７７０において、モニター１１０から信号ＭＳＬＰＡＲを受信し、同期検出器１１８から信号ＳＮＣＰＡＲを受信する（図１）。いくつかの実施形態において、ＭＳＬＰＡＲおよびＳＮＣＰＡＲは、それぞれ呼吸特性の移動平均および同期の移動平均を含んでいる。ドライバー１１４（図１）からのコマンドＤＳＬＰＡＲにより、手順７７０のオンオフが切り替えられる。一般に、手順７７０では、好ましくは、新たな呼吸パターンのたびに、被験者の入眠前に典型的な変化を同時に示すことで知られている、選択された特性の傾向を算出し、全ての選択された傾向により、所望の傾向および／または所望のレベルの特性が最も顕著に表されたときにピークに達するスコアを決定する。判断命令７７２は、上記スコアが公知の閾値を上回る時点における睡眠前移行の開始を検索することを表している。判断命令７７４は、睡眠を特徴づける呼吸特性の組み合わせを検索することを表している。これは、睡眠前移行の最後に自然に起こると考えられる。しかし、判断命令７７６で要求されているように、ユーザーが所定の制限時間内に睡眠に関連した呼吸を行わない場合、睡眠前移行の開始の検索が更新される。一方、ユーザーが制限時間内に睡眠に関連した呼吸を行った場合、判断命令７７８は、同期の移動平均が所定の閾値を下回る時間を検索することを表している。所定の閾値とは、ユーザーが刺激に呼吸運動を同期させることができないほど低い意識のレベルを示す。判断命令７８０で要求されているように、このような事象が所定の制限時間内に検出されない場合、ユーザーは、非常にリラックスしていると考えられ、睡眠時のような呼吸をしているが、眠ってはいないことを意味する。この場合、処理は、睡眠に関連した呼吸を評価する時点に戻る。しかし、同期の移動平均が所定の閾値を下回る場合、ユーザーは眠っていることが判明する。この入眠時点は、信号ＳＬＤＰＡＲを介してドライバー１１４（図１）に供給される。本明細書の睡眠検出器の動作についての説明を一般化して、一連の連続した相にすることができると理解される。その際の各相の終わりは、相特有の選択された特性の傾向および移動平均を示す指標によって概ね決まるとともに、時間制限を受けることになる。
【００６０】
ここで、図８を参照する。図８は、本発明の一実施形態において、実際のデータを用いて、睡眠検出器１２０（図１）によって行われる典型的なデータ処理を示す。この方法が適用されたユーザーは、当初は目覚めていたが、図示された時間窓の間に眠ってしまった。フレーム８８０には、１０分間の呼吸信号ＲＥＳＰの記録（但し、セッションの開始から始まっているのではない）が示されている。米国特許第５８００３３７号の記載に基づくＲＥＳＰｅＲＡＴＥ（登録商標）装置において実施されているように、このデータ範囲における刺激は楽音で構成されており、それによって、吸気および呼気は、呼気の方が比較的長いゆっくりした呼吸に誘導される。呼吸は、約５５０秒まで、呼吸周期の漸増、すなわち呼吸数の減少を示している。その後、呼吸は、約６７０秒まで、呼吸周期が短くなる一般的な傾向を示しながら、周期および振幅ＡＭＰの両方の面で典型的な睡眠前の不規則なパターンを示し始める。その後、短周期化および低振幅化した規則的な呼吸、すなわち、より早く浅い呼吸となり、ユーザーが眠気を催していることを示唆している。上述したように、眠気の検出は、睡眠の検出とは全く関係がなく、有用であると考えられる。従って、本明細書およびクレームの文脈の中で、「検出器（detector）」および「睡眠検出器（sleep detector）」という用語は、睡眠検出器の別々の機能を意味するか、または必ずしも入眠を検出するように適合されていないが、眠気を検出するように適合されている検出器を意味するものとして、区別なく用いられることがある。フレーム８８２、８８４および８８６は、許容できる呼吸パターンを検出するたびに（図１）、モニター１１０から供給される信号を示しており、手順２２６（図２）で許容できると判断された最後の１０個の呼吸パターンについての移動平均を用いて算出されている。これらの信号には、呼吸周期８８２、振幅８８４および呼吸周期変動と平均周期との比（すなわち、「相対的呼吸周期変動（relative respiration period variability）」）８８６が含まれる。図８に示された実施形態では、任意のデータ点における上記３つの特性のそれぞれの傾向は、５つの連続したデータ点の間の変化を示す符号の合計で表された。例えば、ある特性の６つの連続値が４、５、６、１２、１５および１６であるとすると、それぞれの差異１、１、６、３および１は全て正であり、ゆえに符号の合計は５（最大値）となる。これに対して、連続値が４、８、８、７、１５および１３であるとすると、それぞれの差異は１、０、１、２および−２であり、ゆえに符号の合計は２となる（ゼロの場合、差異はゼロとする）。一実施形態において、睡眠前移行の事象は、フレーム８８２、８８４および８８６にそれぞれ示されているように、呼吸周期および振幅が同時に減少し、かつ相対的呼吸変動比（relative respiration variability ratio）が増加するという特徴がある。このような事象は、−［呼吸周期の傾向］−［呼吸振幅の傾向］＋［相対的呼吸変動比の傾向］で定義される合計傾向スコア（Total Trends Score）によって特徴づけられる。
【００６１】
符号の合計に関する傾向の表現を用いると、合計傾向スコアの式は、一般に、＋１５と−１５との間で変動するとされる。フレーム８８８には、２００秒〜８００秒の時間窓内の合計傾向スコアの変動が示されている。本実施形態では、睡眠前移行として、合計傾向スコアが１２よりも大きくなる第１の時間を規定する。これは、フレーム８８８に示された点８９０における約５６０秒に該当し、この点８９０を通る垂直線ｉが引かれている。検出された睡眠前移行に対応する６つの点（５つの差異）を線で結ぶと、フレーム８８２、８８４および８８６において、それぞれ特徴８９２、８９４および８９６として表される。フレーム８９８には、２００秒〜８００秒の時間窓内における最後の１０個の連続値についての同期の移動平均が示されている。同期の値は、同期検出器１１８（図１）からＳＮＣＰＡＲを介して供給される。本実施形態では、同期平均が４０％よりも低い時点、すなわち、フレーム８９８の直線ｉｉ（特徴９００）で示された約７４５秒の時点を入眠と規定する。フレーム８８０、８８２、８８４および８８６に示された呼吸およびその特性によれば、約７００秒で睡眠時のような呼吸に達するように見えるが、ユーザーは、依然として誘導刺激に従う能力があることを証明していることに留意すべきである。本実施例は、被験者が覚醒していながらも睡眠時のような呼吸をすることがあるため、低同期の値（low-sync value）を追加することが呼吸データを用いて入眠を規定するのに重要であることを立証している。一方、睡眠検出後にユーザーの呼吸パターンと同期していない誘導刺激を与えると、被験者の覚醒状態を高めてしまうことがあり、なかには睡眠が検出された後で誘導音との同期を更新する被験者もいたことが立証されている。この問題の特徴は、入眠困難に陥っている被験者や、もともと外部環境の変化の影響を受けやすい被験者に関連していることである。そのような被験者は、本発明に基づく製品の対象となる重要な消費者である。この問題に対して、以下に述べる解決策が考えられるが、これらは、本発明の不可欠な部分である。図８に示されている睡眠前検出および睡眠検出の基準は、概念を明確化するための一例に過ぎず、他の基準も有用となり得る。
【００６２】
ここで、図９を参照する。図９は、本発明の一実施形態に係る、図１のシステムに用いられるドライバー（ドライバー１１４等）によって制御される、セッションの典型的な構造および対応する刺激手段を模式的に示すフローチャートである。一般に、セッションの相ならびにモニター１１０、同期検出器１１８、睡眠検出器１２０およびオペレーターコマンドからの様々な信号に応じて（図１）、ドライバー１１４は、刺激の種類、構造、パターンの特性およびタイミングを決定する。例えば、聴覚刺激が用いられる場合、音声パターンの性質に加えて、楽曲の個性、その内部構造および楽器法、さらにスペクトル分布および振幅も、オペレーターコマンドに従って選択すればよい。
【００６３】
ユーザーのコマンドでセッションが開始されると、ドライバーは、信号ＤＳＧＰＡＲを介して、刺激発生器１１６（図１）を作動させ、ベースライン刺激手順（baseline stimulus procedure）９９０に従って動作させる。この相において、モニター１１０は特性点（図２）を検出する。この相におけるユーザーの呼吸は自然で自発的なものであることが肝要なため、選択された刺激は非律動性であること、すなわち、呼吸に対する時間依存性を持たない刺激が好ましい。例えば、刺激は、事前に録音された海の波音でも、記憶されたコードをランダムな時間間隔で演奏して作成した楽音でもよい。別の実施形態では、一部または全ての特性点を検出することにより、その特性点に特有の刺激が開始されることになる。例えば、吸気および呼気を検出した場合、それぞれ高ピッチおよび低ピッチのトーンまたは振動が開始される。さらに別の実施形態では、特性点を検出した際の刺激の発生は、１種類の特性点（吸気の開始等）に限定されるが、その後、第２の特性点（呼気の開始等）を検出すると、刺激を加え続ける。この手順において、刺激によって同調される場合、呼吸パターンの初期変動にある程度の柔軟性を持たせてもよい。所定の数の単一の呼吸パターンの許容性を評価する際、モニターは、信号ＭＯＮＰＡＲ（図２）に含まれる適切な通知をドライバーに送る。この時点で、ドライバーは、呼吸パターンの検出に成功したことをユーザーに提示してもよい。その後、モニターされた呼吸特性に応じて、ユーザーの呼吸パターンの少なくとも１つの時間的特性を徐々に調整するようにユーザーを誘導するために、ドライバーは、誘導刺激手順９９２を作動させる。この場合、特性調整率（rate of characteristics modification）は、ユーザーのコマンドを受けて、ドライバーから供給される。いくつかの実施形態において、上記調整として、呼気と吸気の持続時間の比を増加させながら、呼吸数を減少させてもよい。この種の調整は、交感神経活動を抑えることが実証されている。このような計算および対応する刺激の開始時間を決定する手順の詳細は、米国特許第５０７６２８１号および米国特許第５８００３３７号に開示された技術に基づいて記載されており、それらの一部は、ＲＥＳＰｅＲＡＴＥ（登録商標）装置において実施されている。また、音楽のような音声パターンの場合、米国特許第８１８３４５３号には、多相呼吸パターン（multiphase respiration pattern）用の誘導刺激として機能することが可能な音楽を作成する好適な技術が開示されている。別の実施形態において、呼吸の時間的特性に対応する刺激パターンの特性の変動は、ゆっくりした呼吸に導かれるときのユーザーの努力を最小限にする呼吸特性の生理学的関係に基づいている。このような関係は、そのための実験によって設定することができる。
【００６４】
最適な誘導刺激によれば、ユーザーは、意識的な努力をせずとも呼吸パターンを調整することができる。しかし、これは、刺激パターンに呼吸パターンを同期させるのに努力が必要なユーザーには当てはまらない可能性がある。なぜなら、呼吸数に応じて、呼気および吸気等の異なる特性の相対的な持続時間を変化させる能力は、非常に個人化されているからである。また、ユーザーが眠りたいと思っている場合、意識的な努力を必要とするのは入眠にとって逆効果を招くため、この問題はより深刻化する。いくつかの実施形態において、ユーザーは、呼吸パターンと刺激パターンとの間の同期に必要な努力に伴う不快を感じる場合、手順９９４を介して、下記の修正動作を作動させるために、ドライバー１１４（図１）に入力（ＯＰＣ）を行うことができる。すなわち、（ＯＰＣ）入力に応じて、手順９９６において、誘導刺激の代わりに非律動刺激（海や風の音、またはランダムな時間間隔で演奏されたトーン等）を発生するコマンドＤＳＧＰＡＲ（図２）が刺激発生器１１６に供給される。これにより、実際には、誘導相（guiding phase）の中に休止相（pause phase）を生じることになる。この間、モニター１１０は、ベースライン相に用いられた手順９９０と同様に、新たな呼吸特性を検出する。それが終了すると、手順９９８において、休止相の間に決定された新たな呼吸特性とベースラインで測定された呼吸特性とを比較する。比較の結果、差異が所定の閾値を上回る場合、手順９９８では、誘導相で用いられる呼吸パターン調整の規則を更新してもよい。あるいは、オペレーターは、統計的有意性に達すると、以前の休止相から十分なデータが蓄積された後でのみ、上記規則の変更を適用するようにドライバーに指示してもよい。あるいは、ユーザーが個別の誘導規則を選択してもよい（図示せず）。
【００６５】
手順９９８が終了すると、誘導刺激手順９９２が継続する。手順９９４および手順９９６で記載されたような休止相を用いることは、ＲＥＳＰｅＲＡＴＥ（登録商標）装置において実施されているが、ＲＥＳＰｅＲＡＴＥ（登録商標）装置には、手順９９８で記載されたような誘導規則の変更が含まれていない。
【００６６】
判断命令１０００で表されているように、睡眠検出器１２０が、信号ＳＬＤＰＡＲ（図１）を介して、ドライバー１１４に入眠を指示すると、ドライバーは、それに応じて誘導刺激を中止した後、手順１００２において、ＤＳＧＰＡＲ（図１）を介して、刺激発生器１１６に非誘導刺激の定義を示す。本発明において、また上記理由により、この非誘導刺激には下記の特徴がある。すなわち、非誘導刺激は、ａ）系統的に呼吸特性を調整しようとするものではない；ｂ）大多数の被験者が誘導刺激と非誘導刺激との間の移行に気づくことができないほど誘導刺激に似ている；およびｃ）ユーザーに呼吸と刺激とを同期させる能力が多少はある場合、呼吸パターンに対する安定効果を発揮する。同時に、睡眠追従手順（sleep tracking procedure）１００４が作動して、睡眠を特徴づける種類の呼吸であり続けるかどうかを判断するように機能する。この手順の一部として、ドライバーは、ＤＭＮＰＡＲを介して、事前に選択された一連の単一または複数の呼吸パターンの特性における呼吸の不規則性を判断するために、モニター１１０（図１）で用いられる閾値を調整する。新たに算出された不規則性の指標は、モニター１１０から、信号ＭＯＮＰＡＲ（図１）を介してドライバー１１４に供給される。選択された一連の上記指標を用いることにより、手順１００６において、睡眠が維持されているかどうかを判断する。睡眠を維持するには、少なくとも睡眠が検出された直後に、呼吸の不規則性が十分に低いレベルである必要があると理解される（その後、レム睡眠のような睡眠状態において、呼吸は不規則になることがある）。睡眠が維持されている場合、事前に選択された時間制限を超えるまで非誘導刺激手順１００２を継続してから（判断命令１００８）、刺激停止手順１０１０を作動させて、徐々に刺激レベルを下げてゼロにすることが好ましい。ユーザーがドライバー１１４（図１）に供給されるコマンドＯＰＣによって「追従モード（tracking mode）」を事前に選択する場合、ドライバーは、刺激停止手順１０１０の終了から数えて、事前に選択された時間の間中、システムをオンに保持する。時間制限を超えると（判断命令１０１２）、ドライバーは、システムを停止する（判断命令１０１４）。時間制限には、必要に応じて終夜を含めてもよい。事前に選択された睡眠追従手順１００４は、センサーとモニターとの間のデータ通信の別のプロトコルを用いてもよい。これは、ドライバーによって制御されるものであり、バッテリー駆動のデジタル呼吸センサーの場合、データ量の減少および／または省エネルギーとって重要であると考えられる。被験者が断続的にしか眠らなかったり、夜中に目を覚ましたりするときに頻発するように、睡眠が維持されない場合（判断命令１００６）、ドライバーは、選択可能なオペレーターコマンドＯＰＣ１０１６に従って対応する。オペレーターコマンドとしては、例えば、追従時間制限を超える場合（手順１０１２）、刺激の発生を更新せず、システムを停止すること；予め停止している場合、非誘導刺激手順１００２を更新すること；誘導刺激手順９９２を更新すること；非誘導刺激で始まり、同期が増加するにつれて、連続的に誘導刺激へと変化する刺激発生手順を作動させること��詳細は後述）；およびいつでもシステムの動作を「静止させる（freezing）」または「静止状態を解除する（unfreezing）」ことが挙げられる。最後の選択肢は、排尿等で被験者が一時的にシステムの使用を中止しなければならない場合に、特に役立つ。別の選択肢として、ユーザーが非誘導刺激を楽しめてリラックスするならば、セッション中のどの相においても誘導刺激と非誘導刺激とを手動で双方向に切り替えることが挙げられる。しかし、この場合、以下に述べるように、睡眠検出器１２０に用いられるアルゴリズムの変更が必要になることがある。
【００６７】
ここで、図１０を参照する。図１０は、ドライバー１１４（図１）によって生成される非誘導刺激の３つの異なる時間的構造の例を模式的に示す。上述したように、本発明の非誘導刺激の構造は、系統的に呼吸特性を調整するように構成されておらず、誘導刺激との違いが完全に覚醒していないユーザーにとってほとんど気づかないものであり、ユーザーに呼吸と刺激とを同期させる能力が多少はある場合、呼吸パターンに対する安定効果を発揮することがある。図１０には、パターン間の時間的な呼吸特性において、自然に起こる変動を有する呼吸信号が模式的に示されている。この場合、刺激構造は、吸気および呼気の開始（図３のａ点およびｂ点）を検出することに基づいている。図示された刺激の時間的構造には、「吸気」刺激相および「呼気」刺激相（塗りつぶされた長方形および塗りつぶされていない長方形でそれぞれ表されている）が含まれる。破線で示された呼吸パターンおよび刺激パターンの同一相の開始の間の時間差は、塗りつぶされた長方形で表されており、呼吸の開始が刺激の開始よりも遅れる場合は「＋」、そうでなければ「−」の印がついている。刺激Ａは、ルーチン２２２（図２）において、呼吸信号のａ点およびｂ点を検出した直後に、それぞれ「吸気」刺激および「呼気」刺激を開始することを特徴とする。これに関して、刺激Ａは、実際には、呼吸パターンから刺激パターンへのリアルタイム変換（real-time translation）である。その長所は、刺激とユーザーの呼吸相との間の時間差が生じないため、ユーザーが目覚める可能性を低くすることである。一方、同期は、その値が１００％になるのは当然であるから無意味であり、ゆえにユーザーが眠りから覚める場合に、覚醒状態の兆候を示すことはできない。刺激Ｂにおいて、「吸気」時間の持続時間は、モニターされた吸気時間の移動平均であり、最後のｎ個の許容できる呼吸パターンについて算出されたものである（図２の手順２２６および手順２２８参照）。これに関して、図１０に結果として示されている、検出された吸気の開始と対応する「吸気」刺激との間の時間差は、規則的ではないかもしれない。刺激Ｂの長所は、呼吸を調整しようとしなくても同期レベルを検出できることである。従って、同期レベルの観点から、睡眠追従中の覚醒状態の変化を検出することが可能になり（図９の手順１００４）、睡眠が維持されず、しかも誘導の選択肢がユーザーによって選ばれた場合（それぞれ図９の手順１００６および手順１０１６に該当する）、ドライバーに誘導刺激の発生に関する入力を行う。誘導の選択肢が選ばれなかった場合、刺激Ｂとの同期（吸気に限る）により、呼吸パターンの規則性が向上する。刺激Ｃにおいて、最後のｎ個の許容できる呼吸パターンに基づく「吸気」刺激および「呼気」刺激がユーザーに与えられることで、呼吸が規則正しくなる。しかし、刺激Ｃでは、ユーザーが部分的にでも同期できなければ、刺激と呼吸との間の有限時間差（finite time difference）が生じることがある。この場合、システムは、米国特許第５８００３３７号に開示されたシフト補正手順（shift correction procedure）を適用すればよい。
【００６８】
刺激タイプＡおよび刺激タイプＢにおける刺激発生のリアルタイム性のために、後に許容できないものに分類されるパターンに属する時間的特性が除外されないことがある。従って、本発明のいくつかの実施形態において、刺激の種類のうち、全時間および「呼気」持続時間の間のタイプＡの非誘導刺激の構成として、刺激に変換された場合に、睡眠導入または睡眠維持にとって逆効果になり得る呼吸信号のいくつかの特徴（some aspects）に対処するアルゴリズムを含んでもよい。例えば、睡眠呼吸障害の被験者のなかには、図６のパターン３およびパターン４で表されているように、一時的な低振幅の呼吸運動だけでなく、完全な呼吸停止および心拍を反映した低い振幅ピークさえも示すものがある。本発明のいくつかの実施形態において、新たな刺激相を開始するには、開始点（図３のパラメータＰ６（ｎ）参照）における呼吸信号の時間導関数が適応閾値を上回る必要があると考えられる。これは、主に吸気の開始と関連している。検出された点の閾値が上記要件を満たさない場合、直前の相（通常は呼気）の刺激を継続することが好ましい。このようなアルゴリズムの別の例としては、ユーザーにとって不快な可能性がある持続時間の短い刺激を避けるために、相の開始を検出した後に、当該相の持続時間を最小限にすることが挙げられる。上記刺激の種類は、あくまでも例として示されたものであり、当業者によってあらゆる数の特性点に対応する他の複雑な刺激の種類を規定することができる。さらに、刺激のタイプＡ、ＢおよびＣの特徴が異なることで、同期検出器１１８（図１）によって検出されるように、覚醒状態およびその変化の傾向に応じて非誘導刺激の種類を変化させることが有用となる可能性を示している。例えば、刺激Ａで開始されたが、睡眠維持指数（sleep maintenance indices）を用いて呼吸の規則性の向上が検出されると、刺激Ｂおよび刺激Ｃに切り替えることが考えられる。あるいは、刺激の１相のみ（例えば、刺激タイプＢの「吸気」）で誘導を行うことにより、誘導と非誘導との中間の状況をもたらすことになる。これらは、全て事前に選択された、またはオンラインでのユーザーの選択によるものである。このような柔軟性があれば、睡眠の導入および維持を積極的に促進するのに役立つ。最後に、ユーザーが覚醒していて、かつ同期の判断ができない刺激の種類（例えば、図１０の刺激タイプＡ）のときに、ユーザーが手動で非誘導刺激を選択する場合、睡眠前移行の検出の時点は、手順７７２の呼吸パターンの特性を用いて決定されるが、手順７７４（図７）において、睡眠を特徴付ける呼吸として許容されれば、睡眠検出時間とみなしてもよい。本発明による非誘導刺激の説明は、これまで開示されていないことに留意すべきである。
【００６９】
ここで、図１１を参照する。図１１（図１１（ａ））は、携帯電話、ｉＰａｄ（アイパッド（登録商標））またはノート型パソコン等のデジタル装置と通信する呼吸センサーを備えた本発明の一実施形態を説明する図である。本発明において記載されたデータ処理および刺激の発生は、専用のアプリケーション（「アプリ」）を用いて制御される。本実施形態は、米国特許第７７１７８５８号に開示されたようなベルト型容量性呼吸センサー（belt-type capacitive respiration sensor）１１００を含む。呼吸センサー１１００は、ユーザー１１０２の腹部または胸部に装着されて、携帯電話１１０４と通信する。図３および図８に、このセンサーで得られる呼吸信号の例が示されている。好ましくは、このセンサーはバッテリー駆動であり、ワイヤレスブルートゥース低消費電力（ＢＬＥ）技術によって双方向データ通信が可能である。専用ウェブサイトに登録し、運用コードを取得した後、ユーザー１１０２は、センサーに設けられたボタンを押してセンサーの電源を入れる。ペアリング処理が完了すると、通常、１００ｍｓ間隔で呼吸信号がサンプリングされて、携帯電話に送信される。携帯電話から発生するユーザーへの刺激は音声であることが好ましく、枕１１０６の下に配置された平面スピーカー（いわゆる「ピロースピーカー」）を介してユーザーに与えられる。スピーカーは、ケーブル１１０８を通じて携帯電話のイヤホンジャックに接続されている。無線で信号を受信できるものであれば、イヤホン等の他の種類の市販のスピーカーを用いることもできる。
【００７０】
また、他の種類の接触型呼吸センサーも利用可能であると理解される。一部の例としては、圧電フィルム、容量性センサー、誘導性センサー、音響センサーおよび流量センサー（flow-based sensor）が挙げられる。非接触型呼吸センサーは、就寝時のユーザーにとって快適であるため特に魅力的である。このようなセンサーは、シーツ、マットレス、枕またはベッドの上または下に配置することができる。他の種類の非接触型呼吸検出には、特殊なマットレスおよび枕の、液体で満たされた空隙の内部に発生した圧力が含まれる。ドップラーマイクロ波、赤外線、マイクを介して観測される音、マイクロ加速度計等のセンサーチップは、現在、携帯電話に内蔵されており、体に接触して、または体の近くに配置された場合、呼吸運動を検出することができる。上記センサーのなかには、心拍等の他の生理作用を反映する信号や、ユーザーの状態のモニタリングを改善するのに役立つとされる体の動きを反映する信号を出力するものもある。本発明によれば、センサーは、少なくとも吸気および呼気の開始に加えて、好ましくは呼気後休止および息こらえ（breath holding）というさらに２つの相の開始を認識しなければならないと理解される。適用範囲が限定される場合、１つの相のみ、好ましくは吸気の開始を認識すれば十分である。
【００７１】
音声信号以外の誘導刺激が用いられることも理解される。例えば、振動および弱電流という形の触刺激は、当該技術分野において、呼吸筋を刺激するものとして公知であり、睡眠検出後の誘導過程に用いられることがある。そのような振動および電流は、呼吸筋に貼られたパッチを介して与えられてもよく、ベルト型センサーまたはシーツの下に配置されるタイプの呼吸センサーに一体化させることもできる。この場合、各構成要素の動作はアプリによって制御され、電源は所望の構成によって決まる。
【００７２】
図１１（ｂ）は、誘導相１１１０の画面の一例を示す。これは、携帯電話１１０４（図１１（ａ））にインストールされたアプリの一実施形態において表示される画面の１つである。画面上には、アバター１１１２を用いてモニターされた呼吸信号が視覚化されている。呼吸運動は、空間１１１４をストライプ１１１６が埋める動きによって表される。ストライプ１１１６の数は、吸気の開始とともに１から増加して、吸気の終了時に最大値に達した後、呼気中に減少してゼロになる。このアバターは、ユーザーに、肺が空気で満たされる状態をリアルタイムで再現している。この場合、楽音である刺激は、動く境界線１１２０を有する「背景を埋める領域（background filling domain）」１１１８で表される。境界線１１２０は、画面の底部（「吸気」刺激の開始）から「吸気」の終了時に限界曲線１１２２まで上昇した後、「呼気」中に下降する。呼吸信号１１２４そのものは、リアルタイムで表示されており、信号の右端に示されているのが「現」時点１１２６である。呼吸運動と誘導音（guiding tones）とを同期させるには、それぞれの過程を示す特徴を同期させる必要があるが、これは、感知しやすい。表示された呼吸数１１２８および同期レベル１１３０は、例えば、最後の３個の許容できる呼吸パターンについて得られた平均値を表してもよい。不必要な視覚負荷は入眠にとって逆効果になる可能性があり、これを避けるために、ユーザーの選択に合わせて、誘導の視覚化が必要な場合に限り、ユーザーに誘導画面１１１０を表示してもよい。簡略化のため図１１ｂには示されていないが、さらなる特徴として、ユーザーによって「良好な実施（good performance）」が行われた累積時間がある。良好な実施とは、呼吸数が１０回／分よりも少なく、かつ同期レベルが６０％よりも大きい呼吸として定義され、同期１１３０を取り囲む複数の弓形で表される。各弓形は、良好な実施の１分ごとの累積を示している。このフィードバックは、ユーザーが目覚めたときに重要であることが判明しており、臨床的有用性とも関連していることが立証されている（Gavish B, "Device-guided breathing in the home setting: Technology, performance and clinical outcomes", Biol. Psychol. 2010; 84; 150-156）。
【００７３】
図１１（ｃ）は、睡眠レポート画面１１３２の単純化した一例を示す。これは、携帯電話１１０４（図１１（ａ））にインストールされたアプリのいくつかの実施形態において表示される画面の１つである。この画面は、朝目覚めた後に、ユーザーに提示される。「夜間（nightline）」バー１１３４は、セッションの開始（上部）から伸びて、起床時（底部）に終了する。この場合、起床時間は、睡眠後アンケート（ＡＳＱ）画面（図示せず）に、ユーザーが手動で入力するが、アプリに含まれる目覚まし時計で自動的に設定してもよい。上記バーには、睡眠検出器１２０（図１）によって検出される、入眠までの時間（特徴１１３６）、すなわち、睡眠の時間が含まれている。入眠後に覚醒する時間（「中途覚醒（wake ups）」）は、ユーザーが予測してＡＳＱ画面に入力するが、ユーザーが一晩中の睡眠追従手順１１０４（図９）を選択している場合、アプリによって推定することもできる。上記データを用いて、「就床時間（in bed time）」（すなわち、アプリケーションの起動から起床までの時間から「中途覚醒」を引いた時間）および「睡眠時間（sleep time）」を算出することができる。「目覚めた時の気分（woke up feeling）」は、ユーザーがＡＳＱ画面に入力し、一連の記述的な採点から選択する。グラフ１１３８には、セッションを通じた平均呼吸数のパターンごとの変動、例えば、図１のモニター１１０から供給された、最後の３個の許容できる呼吸パターンについての平均が示されている。このグラフは、呼吸周期を呼吸数に置き換えれば、図８のグラフ８８２に似ている。睡眠検出の瞬間は、矢印１１６０で示されている（その値は、特徴１１３６で示されている）。
【００７４】
図１１（ｂ）および図１１（ｃ）に示されたモバイル画面は、本発明による最良の実施形態を表す複数の画面として考えられる例に過ぎないと理解される。
【００７５】
さらに、睡眠レポートには、セッションの繰り返しや、睡眠中に起こった事象への言及等のより複雑なシナリオを含めてもよい。これらの事象は、ＡＳＱ画面において手動で報告されることもあれば、例えば、目覚める傾向が示される場合には誘導相を起動させるように、追従モードを作動させたときに自動的に検出されることもある。このような情報および関連する情報により、睡眠の質をより客観的に評価するためのさらなる情報が提供される。
【００７６】
アプリには、睡眠前活動を記録する睡眠前アンケート（ＢＳＱ）が含まれることがあり、これは睡眠習慣を改善するのに重要であるだけでなく、システムの長期使用の結果を理解する上で重要な共変量にもなり得る。
【００７７】
本実施形態において、未処理のデータおよび分析されたデータならびにアンケートは、サーバーにアップロードするとともに、サーバーから取り出すことができる。このため、ユーザーの選択に応じて、介入の効率および睡眠習慣の変化を評価するのに役立つ統計的および／または詳細な複数のセッションのレポートの概要が作成される。さらに、ユーザーは、必要ならば、データおよびレポートを共有してもよい。
【００７８】
本発明は睡眠の導入および維持に重点を置いているが、その副産物の１つは、睡眠中の呼吸構造をモニターし、分析することであり、これは他の用途にとっても重要であると理解される。
【００７９】
また、相互接続された個別のユニットの機能性に関して本発明を説明したが、本発明に係るシステムは、適切にプログラムされたコンピュータでもよいと理解される。事実上、スマートフォン、ＰＤＡ、タブレットおよび他の同様の携帯型装置（hand-held devices）は、基本的には、独立式装置（self-contained device）内のプログラム可能プロセッサである限りにおいて、これらも、ユーザーの呼吸を示すセンサー信号に応じて、本発明を実施するのに用いることができる。同様に、そのような場合、上記装置は通信インターフェイスも備えているので、センサーはプロセッサから隔たっていてもよく、処理が行われる遠隔モニタリングユニットに、無線で（通常はインターネットで）センサー信号を送信すればよい。さらに、センサー信号に応じて、刺激信号が出力され、このときも無線で（通常はインターネットで）、スマートフォンまたは他の同様のハンドヘルド装置を介してユーザーにフィードバックされる。
【００８０】
同様に、本発明は、本発明の方法を実行するためのコンピュータで読み取り可能なコンピュータプログラムも考慮する。さらに、本発明は、本発明の方法を実行するための機械で実行可能な命令のプログラムを具体的に実現する機械読み取り可能なメモリも考慮する。
【００８１】
本発明とＲＥＳＰｅＲＡＴＥ（登録商標）装置等の先行技術との様々な相違を説明したが、先行技術に対する相違がこれらに限られると解釈されるべきではない。
【００８２】
本明細書において規定されているように、入眠の検出は、実際には、２つの別々な検出を必要とする。従って、図８を参照して上述したように、第１段階において、選択された特性の傾向に基づくスコアを用いて、ユーザーの眠気に対応する睡眠前移行が検出される。次に、同期に基づく基準を加えて、入眠を検出する。眠気の検出は、睡眠導入とは関係がないため、単独で適用できる。従って、一態様において、本発明は、ユーザーの呼吸をモニターし、分析することにより、眠気を検出するシステムおよび方法に関する。なお、睡眠検出のために眠気の検出とともに同期外れが用いられるが、この同期外れが眠気を検出する前に発生した場合には、眠気は、睡眠検出が始まるのと同時に起こることが明らかである。
【００８３】
当業者ならば、本発明がとりわけ上記に記載されたものに限定されないことを理解するだろう。むしろ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。
【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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