(57)【要約】本発明は、睡眠セッション中の被検体の睡眠紡錘波に基づいて、被検体へ伝達される感覚刺激の強度を調整するように構成されるシステムに関する。システムは、睡眠紡錘波周波数及び／又は睡眠紡錘波密度に基づいて、刺激の強度を調整するように構成される。システムは、検出された睡眠紡錘波に基づいて、睡眠セッション中の最近の時間期間について最近の紡錘波密度及び／又は最近の紡錘波周波数を決定し、検出された睡眠紡錘波に基づいて、睡眠セッション中の以前の時間期間について以前の紡錘波密度及び／又は以前の紡錘波周波数を決定するように構成される。システムは、最近の紡錘波密度と以前の紡錘波密度の比較及び／又は最近の紡錘波周波数と以前の紡錘波周波数の比較に基づいて、被検体へ与えられる感覚刺激の強度を制御する。
2017526406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
睡眠セッション中に被検体へ伝達される感覚刺激の強度を調整するように構成されるシステムであって、当該システムは：
前記被検体へ感覚刺激を与えるように構成される１つ以上の感覚刺激装置と；
前記睡眠セッション中の前記被検体の睡眠紡錘波に関連する情報を伝える出力信号を生成するように構成される１つ以上のセンサと；
コンピュータ読取可能命令によって、
前記出力信号に基づいて前記被検体の睡眠紡錘波を検出し、
前記検出された睡眠紡錘波に基づいて、前記睡眠セッション中の最近の時間期間について最近の紡錘波密度及び／又は最近の紡錘波周波数を決定し、
前記検出された睡眠紡錘波に基づいて、前記睡眠セッション中の以前の時間期間について以前の紡錘波密度及び／又は以前の紡錘波周波数を決定し、前記以前の時間期間の開始は、前記睡眠セッション中に前記最近の時間期間の開始前に起こり、
前記最近の紡錘波密度と前記以前の紡錘波密度の比較及び／又は前記最近の紡錘波周波数と前記以前の紡錘波周波数の比較に基づいて、前記被検体へ与えられる前記感覚刺激の強度を調整するように、前記１つ以上の感覚刺激装置を制御する、
ように構成される、１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサと；
を具備する、システム。
【請求項２】
前記１つ以上の感覚刺激装置は、前記感覚刺激が可聴トーンを備えるように構成され、前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサは、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の増加及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数の減少に応答して、前記１つ以上の感覚刺激装置に前記可聴トーンのボリュームを増加させるように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記１つ以上の感覚刺激装置は、前記感覚刺激が可聴トーンを備えるように構成され、前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサは、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の減少及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数の増加に応答して、前記１つ以上の感覚刺激装置に前記可聴トーンのボリュームを減少させるように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサは、
前記出力信号に基づいて、起こり得る覚醒イベントを検出し；
前記起こり得る覚醒イベントを検出したことに応答して、前記１つ以上の感覚刺激装置に、感覚刺激の提供を中止させ；
前記起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったかどうかを判断し；
前記起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったという判断に応答して、前記１つ以上の感覚刺激装置に、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数に基づいて決定される強度で感覚刺激の提供を再開させる；
ように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記１つ以上のセンサは、前記出力信号が、前記睡眠セッション中の前記被検体の睡眠段階に関連する情報を伝えるように構成され、
前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサは、前記出力信号に基づいて前記被検体の前記睡眠段階を決定し、該決定された睡眠段階に基づいて刺激の前記強度を調整するように前記１つ以上の感覚刺激装置を制御するよう更に構成される、
請求項１記載のシステム。
【請求項６】
調整システムを用いて、睡眠セッション中に被検体へ伝達される感覚刺激の強度を調整するための方法であって、前記調整システムは、１つ以上の感覚刺激装置と、１つ以上のセンサと、１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサとを備え、当該方法は：
前記１つ以上の感覚刺激装置を用いて、前記被検体へ感覚刺激を与えるステップと；
前記１つ以上のセンサを用いて、前記睡眠セッション中の前記被検体の睡眠紡錘波に関連する情報を伝える出力信号を生成するステップと；
前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサを用いて、前記出力信号に基づいて前記被検体の睡眠紡錘波を検出するステップと；
前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサを用いて、前記検出された睡眠紡錘波に基づいて、前記睡眠セッション中の最近の時間期間について最近の紡錘波密度及び／又は最近の紡錘波周波数を決定するステップと；
前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサを用いて、前記検出された睡眠紡錘波に基づいて、前記睡眠セッション中の以前の時間期間について以前の紡錘波密度及び／又は以前の紡錘波周波数を決定するステップであって、前記以前の時間期間の開始が、前記睡眠セッション中に前記最近の時間期間の開始前に起こるステップと；
前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサを用いて、前記最近の紡錘波密度と前記以前の紡錘波密度の比較及び／又は前記最近の紡錘波周波数と前記以前の紡錘波周波数の比較に基づいて、前記被検体へ与えられる前記感覚刺激の強度を調整するように、前記１つ以上の感覚刺激装置を制御するステップと；
を具備する、方法。
【請求項７】
前記感覚刺激は可聴トーンを備え、前記可聴トーンのボリュームは、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の増加及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数の減少に応答して増加される、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記感覚刺激は可聴トーンを備え、前記可聴トーンのボリュームは、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の減少及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数の増加に応答して減少されるように構成される、
請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記出力信号に基づいて、起こり得る覚醒イベントを検出するステップと；
前記起こり得る覚醒イベントを検出したことに応答して、前記１つ以上の感覚刺激装置に、感覚刺激の提供を中止させるステップと；
前記起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったかどうかを判断するステップと；
前記起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったという判断に応答して、前記１つ以上の感覚刺激装置に、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数に基づいて決定される強度で感覚刺激の提供を再開させるステップと；
を更に具備する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つ以上のセンサは、前記出力信号が、前記睡眠セッション中の前記被検体の睡眠段階に関連する情報を伝えるように構成され、当該方法は：
前記出力信号に基づいて前記被検体の前記睡眠段階を決定するステップと；
前記決定された睡眠段階に基づいて刺激の前記強度を調整するように前記１つ以上の感覚刺激装置を制御するステップと；
を更に具備する、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
睡眠セッション中に被検体へ伝達される感覚刺激の強度を調整するためのシステムであって、当該システムは：
前記被検体へ感覚刺激を与えるための手段と；
前記睡眠セッション中の前記被検体の睡眠紡錘波に関連する情報を伝える出力信号を生成するための手段と；
前記出力信号に基づいて前記被検体の睡眠紡錘波を検出するための手段と；
前記検出された睡眠紡錘波に基づいて、前記睡眠セッション中の最近の時間期間について最近の紡錘波密度及び／又は最近の紡錘波周波数を決定するための手段と；
前記検出された睡眠紡錘波に基づいて、前記睡眠セッション中の以前の時間期間について以前の紡錘波密度及び／又は以前の紡錘波周波数を決定するための手段であって、前記以前の時間期間の開始が、前記睡眠セッション中に前記最近の時間期間の開始前に起こる手段と；
前記最近の紡錘波密度と前記以前の紡錘波密度の比較及び／又は前記最近の紡錘波周波数と前記以前の紡錘波周波数の比較に基づいて、前記被検体へ与えられる前記感覚刺激の強度を調整するように、前記感覚刺激を与えるための手段を制御する手段と；
を具備する、システム。
【請求項１２】
前記感覚刺激を与えるための手段は、前記感覚刺激が可聴トーンを備えるように構成され、前記感覚刺激を与えるための手段を制御する手段は、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の増加及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数の減少に応答して、前記感覚刺激を与えるための手段に、前記可聴トーンのボリュームを増加させるように構成される、
請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記感覚刺激を与えるための手段は、前記感覚刺激が可聴トーンを備えるように構成され、前記感覚刺激を与えるための手段を制御する手段は、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の減少及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数の増加に応答して、前記感覚刺激を与えるための手段に、前記可聴トーンのボリュームを減少させるように構成される、
請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記出力信号に基づいて、起こり得る覚醒イベントを検出するための手段と、
前記起こり得る覚醒イベントを検出したことに応答して、前記感覚刺激を与えるための手段に、感覚刺激の提供を中止させるための手段と；
前記起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったかどうかを判断するための手段と；
前記起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったという判断に応答して、前記感覚刺激を与えるための手段に、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数に基づいて決定される強度で感覚刺激の提供を再開させるための手段と；
を更に具備する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記出力信号を生成するための手段は、前記出力信号が、前記睡眠セッション中の前記被検体の睡眠段階に関連する情報を伝えるように構成され、
当該システムは、前記出力信号に基づいて前記被検体の前記睡眠段階を決定し、該決定された睡眠段階に基づいて刺激の前記強度を調整するように前記感覚刺激を与えるための手段を制御するよう更に構成される、
請求項１１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１．分野
本開示は、睡眠セッション中の被検体の睡眠紡錘波に基づいて、睡眠セッション中に被検体に伝達される感覚刺激の強度を調整するように構成されるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２．関連する技術の説明
睡眠をモニタリングするためのシステムは知られている。睡眠中の感覚刺激も知られている。睡眠中の感覚刺激はしばしば、連続的に、かつ／又は被検体の睡眠パターンに対応しない間隔と強度で加えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本開示は、先行技術に係るシステムの欠点を克服する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
したがって、本開示の１つ以上の側面は、睡眠セッション中に被検体へ伝達される感覚刺激の強度を調整するように構成されるシステムに関する。当該システムは、１つ以上の感覚刺激装置、１つ以上のセンサ、１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサ及び／又は他のコンポーネントを備える。１つ以上の感覚刺激装置は、被検体へ感覚刺激を与えるよう構成される。１つ以上のセンサは、睡眠セッション中の被検体の睡眠紡錘波に関連する情報を伝える出力信号を生成するよう構成される。１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサは、コンピュータ読取可能な命令によって、出力信号に基づいて被検体の睡眠紡錘波を検出し；検出された睡眠紡錘波に基づいて、睡眠セッション中の最近の時間期間について最近の紡錘波密度及び／又は最近の紡錘波周波数を決定し；検出された睡眠紡錘波に基づいて、睡眠セッション中の以前の時間期間について以前の紡錘波密度及び／又は以前の紡錘波周波数を決定し、ここで、以前の時間期間の開始は、睡眠セッション中に最近の時間期間の開始前に起こり；最近の紡錘波密度と以前の紡錘波密度の比較及び／又は最近の紡錘波周波数と以前の紡錘波周波数の比較に基づいて、被検体へ与えられる感覚刺激の強度を調整するように、１つ以上の感覚刺激装置を制御するように構成される。  
本開示の別の側面は、調整システムを用いて、睡眠セッション中に被検体へ伝達される感覚刺激の強度を調整するための方法に関する。調整システムは、１つ以上の感覚刺激装置、１つ以上のセンサ、１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサ及び／又は他のコンポーネントを備える。方法は、１つ以上の感覚刺激装置を用いて、被検体へ感覚刺激を与えるステップと；１つ以上のセンサを用いて、睡眠セッション中の被検体の睡眠紡錘波に関連する情報を伝える出力信号を生成するステップと；１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサを用いて、出力信号に基づいて被検体の睡眠紡錘波を検出するステップと；１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサを用いて、検出された睡眠紡錘波に基づいて、睡眠セッション中の最近の時間期間について最近の紡錘波密度及び／又は最近の紡錘波周波数を決定するステップと；１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサを用いて、検出された睡眠紡錘波に基づいて、睡眠セッション中の以前の時間期間について以前の紡錘波密度及び／又は以前の紡錘波周波数を決定するステップであって、以前の時間期間の開始が、睡眠セッション中に最近の時間期間の開始前に起こるステップと；１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサを用いて、最近の紡錘波密度と以前の紡錘波密度の比較及び／又は最近の紡錘波周波数と以前の紡錘波周波数の比較に基づいて、被検体へ与えられる感覚刺激の強度を調整するように、１つ以上の感覚刺激装置を制御するステップと；を具備する。
【０００５】
本開示の更に別の側面は、睡眠セッション中に被検体へ伝達される感覚刺激の強度を調整するためのシステムに関する。当該システムは、被検体へ感覚刺激を与えるための手段と；睡眠セッション中の被検体の睡眠紡錘波に関連する情報を伝える出力信号を生成するための手段と；出力信号に基づいて被検体の睡眠紡錘波を検出するための手段と；検出された睡眠紡錘波に基づいて、睡眠セッション中の最近の時間期間について最近の紡錘波密度及び／又は最近の紡錘波周波数を決定するための手段と；検出された睡眠紡錘波に基づいて、睡眠セッション中の以前の時間期間について以前の紡錘波密度及び／又は以前の紡錘波周波数を決定するための手段であって、以前の時間期間の開始が、睡眠セッション中に前記最近の時間期間の開始前に起こる手段と；最近の紡錘波密度と以前の紡錘波密度の比較及び／又は最近の紡錘波周波数と以前の紡錘波周波数の比較に基づいて、被検体へ与えられる感覚刺激の強度を調整するように、感覚刺激を与えるための手段を制御する手段と；を具備する。
【０００６】
本開示のこれら及び他の目的、特徴及び特性、並びに構造の関連する要素の動作及び機能の方法、製造の部分及び経済性の組合せは、以下の説明及び特許請求の範囲を添付の図面を参照して考慮すると、より明らかになるであろう。図面は全て、本明細書の一部を形成し、同様の参照番号は様々な図面内の対応する部分を示す。しかしながら、図面は、単に例示及び説明の目的であり、本開示の限定の定義として意図されていないことは明確に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】睡眠セッション中の被検体の睡眠紡錘波に基づいて、睡眠セッション中に被検体に伝達される感覚刺激の強度を調整するように構成されるシステムを示す図である。
【０００８】
【図２】被検体によって装着されるヘッドバンドを示す図である。
【０００９】
【図３】睡眠紡錘波検出を示す図である。
【００１０】
【図４】睡眠セッション中に聴覚刺激を受け取った所与の被検体についてのヒプノグラム（hypnogram）と、睡眠セッション中に検出された睡眠紡錘波を示す図である。
【００１１】
【図５】起こり得る覚醒イベントの検出に応じた、感覚刺激の遅延及び／又は停止を示す図である。
【００１２】
【図６】システムによって覚醒であると決定される高周波数コンテンツの起こり得るイベントの検出に起因して、提供される刺激が中断される睡眠セッションを示す図である。
【００１３】
【図７】睡眠セッション内の４つの睡眠サイクルを示す図である。
【００１４】
【図８】調整システムを用いて、睡眠セッション中に被検体に伝達される感覚刺激の強度を調整するための方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書で使用されるとき、「a」、「an」及び「the」という形の単数形は、文脈がそうでないことを明確に示していない限り、複数の参照を含む。本明細書で使用されるとき、２つ以上の部分又はコンポーネントが「結合される」という記載は、これらの部分が直接的又は間接的に、すなわちリンクが生じる限りにおいて１つ以上の中間の部分又はコンポーネントを通して一緒に組み合わされるか、一緒に動作することを意味する。本明細書で使用されるとき、「直接結合される」は、２つの要素が相互に直接接触して結合されることを意味する。本明細書で使用されるとき、「固定的に結合される」又は「固定される」は、２つのコンポーネントのうちの１つが互いに対して一定の方向を保ちつつ動くように、２つのコンポーネントが結合されることを意味する。
【００１６】
本明細書で使用されるとき、「ユニタリ（unitary）」という単語は、コンポーネントが単一のピース又はユニットとして作成されることを意味する。すなわち、別個に作成されて、その後にユニットとして一緒に結合されるピースは、「ユニタリ」コンポーネント又は物体ではない。本明細書で使用されるとき、２つ以上の部分又はコンポーネントが互いに「かみ合う（engage）」という記載は、これらの部分が、直接又は1つ以上の中間の部分又はコンポーネントを通して互いに対して力を及ぼすことを意味するものとする。本明細書で使用されるとき、「数」という語は、１又は１より大きい整数（すなわち複数）を意味するものとする。
【００１７】
本明細書で使用される方向的表現、例えばこれらに限定されないが、上、下、左、右、上方、下方、正面、背面及びこれらの派生語は、図面に示される要素の方向に関し、請求項において明示的に記載されない限り、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１８】
図１は、睡眠セッション中の被検体の睡眠紡錘波に基づいて、睡眠セッション中に被検体１２に伝達される感覚刺激の強度を調整するように構成されるシステム１０の概略図である。睡眠の回復値（restorative  value）は、深い睡眠中に感覚（例えば聴覚）刺激を使用して睡眠徐波を高めることにより、改善され得る。睡眠徐波は、睡眠セッション中の被検体１２の徐波活動（ＳＷＡ：slow  wave  activity）に関連付けられる。ＳＷＡは、0.5〜4.5Hz帯の脳波図（ＥＥＧ）信号のパワーに対応する。一部の実施形態では、この帯域は0.5〜4Hzに設定される。ＳＷＡは、所与の睡眠セッションの周期変動の全体を通して典型的な挙動を有する。ＳＷＡは、ノンレム（ＮＲＥＭ：non-rapid  eye  movement）睡眠中に増加し、レム（ＲＥＭ）睡眠の開始前に減少し、ＲＥＭ中は低い状態にとどまる。連続的なＮＲＥＭのエピソードにおけるＳＷＡは、あるエピソードから次のエピソードへと次第に減少する。ＳＷＡは、所与の睡眠セッション中の被検体１２のＥＥＧから予想され得る。
【００１９】
システム１０は、被検体１２の覚醒を引き起こすことなく徐波を高めるように、感覚刺激の強度（例えばボリューム）をリアルタイム又はほぼリアルタイムで調整するよう構成される。システム１０は、睡眠セッション中に被検体１２で検出される睡眠紡錘波に基づいて、刺激の強度を調整するように構成される。睡眠紡錘波は、睡眠中の視床皮質網の活動を反映し、深い睡眠中において一般的である。紡錘波は、次第に増加してその後徐々に減少する振幅を有する、（例えばＥＥＧを介して見える）リズミカルな波のグループとして特徴付けられ得る。睡眠紡錘波は、ノンレム（ＮＲＥＭ）睡眠の脳波（ＥＥＧ）ホールマークを備え得る。紡錘波は、約0.5〜2秒（s）の間続く、漸増−漸減型の10〜16Hzの振動として説明され得る。紡錘波の振幅は、ＥＥＧ記録場所（recording  site）に依存する。紡錘波は典型的に中央の位置（例えばＥＥＧ位置Cz）でより目立つ。紡錘波密度は、睡眠の安定性（例えば睡眠妨害に対する抵抗性）についての良好な指標である。紡錘波周波数は睡眠が深くなると減少し、睡眠が浅くなると増加する。システム１０は、睡眠紡錘波周波数、睡眠紡錘波密度及び／又は他の情報に基づいて刺激の強度（例えばボリューム）を調整し、被検体１２を覚醒させることなくＳＷＡを向上させるように構成される。例えば紡錘波密度が増加する場合、例えば刺激のボリュームを増加させることができる。紡錘波の周波数が減少する場合、例えば刺激のボリュームを減少させることができる。
【００２０】
感覚刺激は、異なるタイプの徐波刺激を含み得る。異なるタイプには、匂い、音、視覚的刺激（例えば開いた目及び／又は閉じた目に対してフラッシュされる光）、接触、味及び／又は他のタイプの感覚刺激を含み得る。非限定的な例として、システム１０は、音響トーンを被検体１２に伝達するように構成され得る。一部の実施形態において、システム１０は、感覚刺激装置１６、センサ１８、プロセッサ２０、電子ストレージ２２、ユーザインタフェース２４及び／又は他のコンポーネントのうちの１つ以上を備え得る。
【００２１】
図１では、感覚刺激装置１６、センサ１８、プロセッサ２０、電子ストレージ２２及びユーザインタフェース２４は別個のエンティティとして示されている。これは、限定するように意図されていない。システム１０のコンポーネントの一部及び／又は全て及び／又は他のコンポーネントを、１つ以上の単一のデバイスにグループ化してもよい。
【００２２】
例えば図２は、被検体２０２によって装着されるヘッドバンド２００を図示する。ヘッドバンド２００は、検出電極２０４、参照電極２０５、ＥＥＧに関連付けられる１つ以上のデバイス２０６、無線オーディオデバイス２０８及び１つ以上のオーディオスピーカ２１０を含む。オーディオスピーカ２１０は、被検体２０２の耳の中及び／又はその近くに配置され得る。参照電極２０５は被検体２０２の耳の後ろに配置され得る。図２に図示される例では、検出電極２０４は、被検体２０２の前頭部ＥＥＧに関連する情報、被検体２０２の左右の眼球情報及び／又は他の情報を伝える出力信号を生成するように構成され得る。出力信号は、無線で及び／又は有線を介してコンピューティングデバイス（例えばベッドサイドのラップトップ）に伝送され得る。音による刺激は、無線オーディオデバイス２０８及び／又はスピーカ２１０を介して被検体２０２へ伝達され得る。聴覚刺激に関連する情報を含むオーディオ信号は、コンピューティングデバイスによって生成され、無線オーディオデバイス２０８によって受信され得る。検出電極２０４、参照電極２０５及びデバイス２０６は、例えば図１に示されるセンサ１８によって表されてもよい。無線オーディオデバイス２０８及びスピーカ２１０は、例えば図１に示される感覚刺激装置１６によって表されてもよい。
【００２３】
図１に戻ると、感覚刺激装置１６は、被検体１２に感覚刺激を与えるように構成される。感覚刺激装置１６は、睡眠セッションの前に、睡眠セッション中、睡眠セッション後及び／又は他の時間に被検体１２へ感覚刺激を与えるように構成される。感覚刺激装置１６は、睡眠中に覚醒を引き起こすことなく、被検体１２へ感覚刺激を与えるように構成される。例えば感覚刺激装置１６は、睡眠セッションの徐波睡眠中に、被検体１２へ感覚刺激を与えるように構成され得る。感覚刺激装置１６は、被検体１２へ感覚刺激を提供して、被検体１２におけるＳＷＡを誘発及び／又は調整するよう構成されてもよい。一部の実施形態において、感覚刺激装置１６は、ＳＷＡを誘発及び／又は調整することが、被検体１２における睡眠徐波を誘発、増加及び／又は強化することを含むように構成され得る。
【００２４】
一部の実施形態において、感覚刺激装置１６は、非侵襲的脳刺激及び／又は他の方法を通して、睡眠徐波を誘発、増加及び／又は強化するように構成され得る。感覚刺激装置１６は、感覚刺激を使用する非侵襲的脳刺激を通して、睡眠徐波を誘発、増加及び／又は強化するように構成され得る。上述のように、感覚刺激は、匂い、音、視覚的刺激、接触、味及び／又は他の刺激を含み得る。例えば音響トーンを被検体１２に与えて、睡眠徐波を誘発、増加及び／又は強化することができる。感覚刺激装置１６の例は、音楽プレイヤ、トーン生成器、被検体１２の頭皮上の電極の集合、振動刺激（体性感覚刺激としても知られる）を伝達するユニット、大脳皮質を直接刺激する磁場を生成するコイル、光生成器、香りのディスペンサ及び／又は他のデバイスのうちの１つ以上を含み得る。
【００２５】
センサ１８は、睡眠セッション中の被検体１２の睡眠紡錘波、被検体１２の現在の睡眠段階に関連する情報及び／又は他の情報を伝える出力信号を生成するよう構成される。被検体１２の現在の睡眠段階は、ノンレム（ＮＲＥＭ）の段階Ｎ１、段階Ｎ２又は段階Ｎ３の睡眠、レム（ＲＥＭ）睡眠及び／又は他の睡眠段階のうちの１つ以上に対応し得る。一部の実施形態において、ＮＲＥＭの段階3又は段階2の睡眠は徐波睡眠であり得る。センサ１８は、そのようなパラメータを直接測定する１つ以上のセンサを備え得る。例えばセンサ１８は、被検体１２の脳内の電流から生じる、被検体１２の頭皮に沿った電気活動を検出するように構成される電極を含み得る。センサ１８は、そのようなパラメータに間接的に関連する情報を伝える出力信号を生成する１つ以上のセンサを備え得る。例えば１つ以上のセンサ１８は、被検体１２の心拍に基づいて（例えばセンサ１８は、被検体１２の胸部に配置され得るか、かつ／又は被検体１２の手首上のブレスレットとして構成され得るか、かつ／又は被検体１２の別の手足上に配置され得る心拍センサであってよい）、被検体１２の動きに基づいて（例えばセンサ１８は、睡眠がアクティグラフ信号を使用して分析され得るように、加速度計を有する被検体１２の手首及び／又は足首の周囲のブレスレットを含んでよい）、被検体１２の呼吸及び／又は被検体１２の他の特性に基づいて、出力を生成することができる。センサ１８は、被検体１２の近くの単一の位置に図示されているが、これは限定するように意図されていない。センサ１８は、例えば感覚刺激装置１６内に（又はこれと通信する）、被検体１２の衣服に（取外し可能な方法で）結合され、被検体１２によって（例えばヘッドバンド、リストバンド等として）装着され、被検体１２が寝ている間に被検体１２に向くように配置され（例えば被検体１２の動きに関連する出力信号を伝達するカメラ）、かつ／又は他の位置等のように、複数の位置に配置されるセンサを含み得る。
【００２６】
プロセッサ２０は、システム１０における情報処理能力を提供するように構成される。したがって、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るデジタル回路、情報を処理するよう設計されるアナログ回路、状態マシン及び／又は情報を電気的に処理するための他の機構のうちの１つ以上を備え得る。プロセッサ２０は、図１では単一のエンティティとして図示されるが、これは単に例示の目的のためである。一部の実施形態において、プロセッサ２０は複数の処理ユニットを備え得る。これらの処理ユニットは、物理的に同じデバイス（例えば感覚刺激装置１６）内に配置されてもよく、プロセッサ２０は、協調して動作する複数のデバイスの処理機能を表してもよい。
【００２７】
図１に図示されるように、プロセッサ２０は、１つ以上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。１つ以上のコンピュータプログラムコンポーネントは、紡錘波検出コンポーネント３０、パラメータコンポーネント３２、制御コンポーネント３４、睡眠段階コンポーネント３６及び／又は他のコンポーネントのうちの１つ以上を備え得る。プロセッサ２０は、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、ハードウェア及び／又はファームウェアの何らかの組合せ；及び／又はプロセッサ２０における処理能力を構成するための他の機構によって、コンポーネント３０、３２、３４及び／又は３６を実行するように構成され得る。
【００２８】
コンポーネント３０、３２、３４及び３６は、図１では、単一の処理ユニット内に共同配置されているように図示されているが、プロセッサ２０が複数の処理ユニットを備える実施形態では、コンポーネント３０、３２、３４及び３６のうちの１つ以上が他のコンポーネントからリモートに配置されてもよい。コンポーネント３０、３２、３４及び／又は３６のうちのいずれかが、説明される機能よりも多くの又は少ない機能を提供してもよいので、以下で説明される異なるコンポーネント３０、３２、３４及び／又は３６により提供される機能の説明は例示の目的であり、限定するようには意図されていない。例えばコンポーネント３０、３２、３４及び／又は３６のうちの１つ以上を省略してもよく、その機能の一部又は全てが他のコンポーネント３０、３２、３４及び／又は３６によって提供されてもよい。別の例として、プロセッサ２０は、コンポーネント３０、３２、３４及び／又は３６のうちの１つの下に属する機能の一部又は全てを実行し得る１つ以上の追加のコンポーネントを実行するように構成されてもよい。
【００２９】
紡錘波検出コンポーネント３０は、被検体１２における徐波紡錘波を検出するように構成される。紡錘波検出コンポーネント３０は、センサ１８からの出力信号及び／又は他の情報に基づいて徐波紡錘波を検出するように構成される。図３は、睡眠紡錘波検出を図示している。ＥＥＧ信号（例えばセンサ１８からの出力信号）３００は、紡錘波周波数帯域（例えば約12.5Hzから約16Hzまでの範囲）内に帯域パスフィルタされる３０２。正及び負のピークが検出され３０４、ピーク間（ピークツーピーク、ピーク２ピーク又はＰ２Ｐ）振幅及びピーク間の間隔の期間が決定される３０６。一部の実施形態において、典型的なピーク間振幅は、例えば約10から約30マイクロボルトであり得る。一部の実施形態において、紡錘波イベントの期間は、例えば約500から約2000ミリ秒であり得る。一部の実施形態において、決定された振幅が、例えば約17マイクロボルトのような予め設定された閾値（τ）を超える場合、以前の正のピークが、「候補紡錘波」の開始としてマークされる３０８。ピーク間振幅が、閾値τ３１０未満になるレベルまで減少するまで、後続のピーク間の間隔がバッファ（例えば電子ストレージ２２）内に格納される３１０。候補紡錘波の期間が、典型的な紡錘波期間の範囲内（例えば約500から約2000ミリ秒）である場合、次いで候補紡錘波は「検出済み紡錘波」としてタグ付けされる３１２。次いで、平均のピーク間の間隔の期間の逆に基づいて、平均紡錘波周波数が決定される３１４（以下のパラメータコンポーネントの説明を参照されたい）。
【００３０】
図１に戻ると、パラメータコンポーネント３２は、被検体１２内の睡眠紡錘波に関連する１つ以上のパラメータ、被検体１２の現在の睡眠段階に関連する１つ以上のパラメータ、被検体１２に与えられる感覚刺激に関連するパラメータ及び／又は他のパラメータを決定するように構成される。パラメータコンポーネント３２は、センサ１８からの出力信号、紡錘波検出コンポーネント３０によって検出される紡錘波及び／又は他の情報に基づいてパラメータを決定するように構成される。パラメータは、紡錘波の量、紡錘波密度、紡錘波周波数、睡眠段階、感覚刺激強度レベル、感覚刺激タイミング、最近の時間期間（recent  period  of  time）の間の（例えば直前の分（last  minute））のマイクロ覚醒イベント（microarousal  event）の数（例えばマイクロ覚醒は、約50-100マイクロボルトのように比較的高い振幅を有するＥＥＧで生じる高周波数イベントである。）及び／又は他のパラメータを含み得る。
【００３１】
パラメータコンポーネント３２は、検出された睡眠紡錘波及び／又は他の情報に基づいて、睡眠セッション中の最近の時間期間の間の最近の紡錘波密度及び／又は直近の紡錘波周波数を決定するように構成される。例えばパラメータコンポーネント３２は、睡眠セッションの直近の分（most  recent  minute）についての紡錘波密度及び／又は紡錘波周波数を決定することができる。一部の実施形態において、最近の紡錘波密度及び／又は周波数は、その直近の分の間の複数の密度及び／又は周波数の決定に基づいて決定される、平均密度及び／又は周波数とすることができる。一部の実施形態において、最近の紡錘波密度及び／又は周波数は、直近の分の始まりからその直近の分の終わりまでの紡錘波密度及び／又は周波数における相対的変化を示すことができる。一部の実施形態において、最近の紡錘波密度及び／又は周波数は、単一の密度及び／又は周波数決定であってもよく、かつ／又はそのような決定に基づくものであってもよい。
【００３２】
パラメータコンポーネント３２は、検出された睡眠紡錘波及び／又は他の情報に基づいて、睡眠セッション中の以前の時間期間の間の以前の紡錘波密度及び／又は以前の紡錘波周波数を決定するように構成される。例えばパラメータコンポーネント３２は、直近の分までの睡眠セッションの５分間、紡錘波密度及び／又は紡錘波周波数を決定することができる。一部の実施形態において、以前の紡錘波密度及び／又は周波数は、以前の時間期間の複数の密度及び／又は周波数の決定に基づいて決定される、平均密度及び／又は周波数とすることができる。一部の実施形態において、以前の紡錘波密度及び／又は周波数は、以前の時間期間の始まり（例えば５分の期間の始まり）からその以前の時間期間の終わり（例えば５分の期間の終わり）までの紡錘波密度及び／又は周波数における相対的変化を示すことができる。一部の実施形態において、以前の紡錘波密度及び／又は周波数は、単一の密度及び／又は周波数決定であってもよく、かつ／又はそのような決定に基づくものであってもよい。
【００３３】
上述の最近の時間期間（例えば１分）及び以前の時間期間（例えば５分）についての空間的配置及び時間期間（期間）は限定するように意図されていない。最近の時間期間及び以前の時間期間は、システム１０が、本明細書で説明されるように機能することを可能にする任意の長さを有し得る。一部の実施形態において、以前の時間期間の開始は、睡眠セッション中の最近の時間期間の開始前に起こる。一部の実施形態において、以前の時間期間は、最近の時間期間が始まる前に終了する。一部の実施形態において、以前の時間期間は、実質的に最近の時間期間が始まるときに終了する。一部の実施形態において、以前の時間期間は、最近の時間期間が始まった後に終了する（例えば以前の時間期間と最近の時間期間は重複する）。一部の実施形態において、パラメータコンポーネント３２によって決定される紡錘波密度及び／又は周波数は、電子ストレージ２２内に記憶される。
【００３４】
制御コンポーネント３４は、以前の紡錘波密度と最近の紡錘波密度の比較及び／又は以前の紡錘波周波数と最近の紡錘波周波数の比較に基づいて、被検体１２に与えられる感覚刺激の強度を調整するように、感覚刺激装置１６を制御するよう構成される。一部の実施形態において、制御コンポーネント３４は、以前の紡錘波密度に対する最近の紡錘波密度の増加及び／又は以前の紡錘波周波数に対する最近の紡錘波周波数の減少に応答して、感覚刺激装置１６に、感覚刺激の強度を増加させるように構成される。例えば制御コンポーネント３４は、以前の紡錘波密度に対する最近の紡錘波密度の増加及び／又は以前の紡錘波周波数に対する最近の紡錘波周波数の減少に応答して、感覚刺激装置１６に可聴トーンのボリュームを上げさせるように構成される。一部の実施形態において、制御コンポーネント３４は、以前の紡錘波密度に対する最近の紡錘波密度の減少及び／又は以前の紡錘波周波数に対する最近の紡錘波周波数の増加に応答して、感覚刺激装置１６に、感覚刺激の強度を減少させるように構成される。例えば制御コンポーネント３４は、以前の紡錘波密度に対する最近の紡錘波密度の減少及び／又は以前の紡錘波周波数に対する最近の紡錘波周波数の増加に応答して、感覚刺激装置１６に、可聴トーンのボリュームを下げさせるように構成される。
【００３５】
非限定的な例として、制御コンポーネント３４が、最近の紡錘波密度において、以前の紡錘波密度（例えば電子ストレージに記憶されている、以前の５分間についての密度値の平均）と比べて約+0.1紡錘波／分の変化を検出した場合、制御コンポーネント３４は、刺激の（例えば聴覚刺激についての）ボリュームが約6dBsほど増加されるように感覚刺激装置１６を制御することができる。約-0.1紡錘波／分の変化を検出した場合、刺激のボリュームが約6dBほど増加され得る。最近の紡錘波周波数において、以前の紡錘波周波数と比べて約+0.05Hzの変化が検出された場合、次いで刺激のボリュームが約6dBほど減少され得る。約-0.05Hzの変化が検出された場合、次いで刺激のボリュームが約6dBほど増加され得る。これらの例示は限定であるように意図されない。紡錘波密度における0.1という変化及び／又は紡錘波周波数における0.05Hzという変化は、個々のユーザの以前の睡眠セッションからの情報及び／又は他の情報に基づいて、使用する個々のユーザについてカスタマイズされ得る。
【００３６】
図４は、睡眠セッション４０２中に聴覚刺激４２０を受け取った所与の被検体についてのヒプノグラム４００及び睡眠セッション４０２中に検出された睡眠紡錘波４０４を図示している。図４Ａでは、検出された紡錘波４０４及びヒプノグラム４００が、被検体による代表的な夜の睡眠について示されている。水平軸４０６は、睡眠セッション中の開始からの時間を分単位で示しており、垂直軸４０８は、検出された紡錘波の周波数をHz単位で示している。紡錘波４１０が第１の睡眠サイクル中に生じ、紡錘波４１２が第２の睡眠サイクル中に生じ、紡錘波４１４が第３の睡眠サイクル中に生じる。睡眠サイクルは、浅い睡眠から深い睡眠に入り、その後、レム（ＲＥＭ）睡眠が続く、連続する睡眠段階の規則的な進行（下述）に対応する。睡眠サイクルは、ＥＥＧに基づいてリアルタイムで、かつ／又は他の方法により検出される。被検体に伝達される聴覚刺激４２０のタイミング及び強度は、水平軸４０６から上に向かう垂直線によって大まかに示される（より長い線は、より大きなトーンを表す）。紡錘波の周波数は、睡眠サイクル内の「u字」傾向に従う。紡錘波周波数のわずかな減少傾向は、睡眠サイクルにまたがって観察される。あるサイクル内で、紡錘波周波数と時間との間の関係を示す多項式回帰を確立することが可能である。図４Ａに示される特定の例では、二次多項式が、過剰適合（over-fitting）を回避しつつ、適切な適合精度（fit-accuracy）を提供した。
【００３７】
図４Ｂでは、デシベル（dB）単位のトーンのボリューム４３０が、トーンの時間における（多項式回帰を使用して）推定された紡錘波周波数４３２に対してプロットされている。線形傾向４３４は、刺激のボリュームが高いときに紡錘波周波数が低いことを示している。この特定の例では、（デシベル単位の）ボリュームは、回帰式：V≒1595.3−130.7xfを通して、周波数と負の方向に相関している。したがって、例えば約0.05Hzという紡錘波周波数の減少は、約6.5デシベルという刺激ボリュームの増加に変換できる。図４Ｃでは、デシベル（dB）単位のトーンのボリューム４４０が、トーンの時間における（二次多項式回帰を使用して）推定された紡錘波密度（分当たりの紡錘波単位）４４２に対してプロットされている。線形傾向４４４は、刺激のボリュームが高かったときに紡錘波密度が高かったことを示している。この特定の例では、（デシベル単位の）ボリュームは、回帰式：V≒−372.7＋60.3xδを通して、紡錘波密度（δ）と正の方向に相関している。したがって、例えば約0.1紡錘波／分という紡錘波密度の増加は、約6デシベルという刺激ボリュームの増加に変換できる。
【００３８】
図１に戻ると、一部の実施形態において、制御コンポーネント３４は、刺激の強度（例えばボリューム）が必ずしも常に紡錘波密度及び／又は紡錘波周波数の変化に応答して調整されないように構成される。一部の実施形態では、（例えば刺激が既に深い睡眠の所定の最大強度であり、紡錘波密度が減少する場合）、システム１０は、紡錘波密度における減少が、刺激の強度に影響しないように構成され得る。
【００３９】
一部の実施形態では、制御コンポーネント３４は、感覚刺激が意図せずに被検体１２を起こさないように睡眠セッション中に感覚刺激を与えるよう、感覚刺激装置１６を制御することができる。被検体１２を意図せずに睡眠から起こさないように感覚刺激を与えるよう感覚刺激装置１６を制御することは、刺激のタイミング、周波数、強度及び／又は他のパラメータを制御することによって達成され得る。例えば制御コンポーネント３４は、感覚刺激装置１６に、被検体１２が眠りに落ちた直後に睡眠徐波を増加させるよう被検体１２に音響刺激を伝達させ、被検体１２が眠っている間は音響刺激を伝達させないことができる。
【００４０】
一部の実施形態において、制御コンポーネント３４は、出力信号に基づいて、被検体１２において起こり得る覚醒イベントを検出するように構成される。一部の実施形態において、制御コンポーネント３４は、起こり得る覚醒イベント及び／又は覚醒を招く確率を、（以下で説明される）ベータ帯域の瞬間的なＥＥＧパワーに基づいて及び／又は他の方法で検出するように構成される。覚醒イベントは、睡眠から目覚めること及び／又は被検体１２の覚醒状態に関連付けられる他の覚醒イベントを含み得る。起こり得る覚醒イベントを検出したことに応答して、制御コンポーネント３４は、感覚刺激装置１６に、感覚刺激の提供を中止させ、次いで、起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったかどうかを判断することができる。起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったと判断したことに応答して、制御コンポーネント３４は、以前の紡錘波密度に対する最近の紡錘波密度に基づいて及び／又は以前の紡錘波周波数に対する最近の紡錘波周波数に基づいて決定される強度で、感覚刺激の提供を再開させることができる。
【００４１】
例えば図５は、起こり得る覚醒イベントを検出したことに応答して、感覚刺激を遅延させ、かつ／又は停止することを図示している。制御コンポーネント３４（図１）は、（例えば）聴覚刺激のボリュームを、最初は、（例えば覚醒中にキャリブレーションを介して主観的に決定される）被検体の可聴閾値にほぼ等しいレベルで提供し、次いで、上述のように（例えば検出された睡眠紡錘波に基づいて）徐々に調整する（例えば増加させる）ように、感覚刺激装置２１０を制御するよう構成される。（一部の実施形態では、感覚刺激の強度（例えばボリューム）の上限値が、以前のキャリブレーションの間に主観的に決定されることもある。）起こり得る覚醒イベント５００がＥＥＧ信号５０２（例えばセンサ１８からの出力信号）に基づいて検出される。刺激中に、起こり得る覚醒がシステム１０によって検出される場合５０４、制御コンポーネント３４（図１）は、刺激が停止５０６するように、感覚刺激装置２１０を制御する。覚醒が刺激期間外で検出される場合、刺激のオンセットは遅延される５０８。覚醒が検出されない場合、次いでシステムは、深い睡眠を検出するよう試みる５１０。深い睡眠が検出された場合、聴覚刺激を伝達する５１２。上述のように、起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったと判断したことに応答して、制御コンポーネント３４は、感覚刺激装置２１０に、以前の紡錘波密度に対する最近の紡錘波密度に基づいて及び／又は以前の紡錘波周波数に対する最近の紡錘波周波数に基づいて決定される強度で、感覚刺激の提供を再開させることができる。システム１０は、そのような刺激の最も低い強度レベルには自動的に戻らない。
【００４２】
これに対して、起こり得る覚醒イベント（偽であっても真であっても）を検出したことに応答して、先行技術のシステムは、被検体への感覚刺激の伝達を再開するときに、最も低い感覚刺激強度レベルに自動的に戻る。例えば図６は、システムによって覚醒であると決定される高周波数コンテンツの起こり得るイベント６０４の検出に起因して、先行技術のシステムによって提供される感覚刺激６０２が中断される睡眠セッションを図示している。徐波睡眠が続き、ＥＥＧ６０６において大きな徐波が見られる場合であっても、刺激６０２は、６０８の1.5分超を経過した後にしか再開しない。加えて、刺激は、最も低いボリューム６１０で開始し、これは、刺激する機会の損失を構成する。システム１０は、以前の紡錘波密度に対する最近の紡錘波密度に基づいて及び／又は以前の紡錘波周波数に対する最近の紡錘波周波数に基づいて決定される強度で感覚刺激の提供を再開することにより、この欠点を克服する。システム１０は、最も低い強度レベルに自動的に戻らずに、感覚刺激を再開する。システム１０は、望ましくない覚醒及び睡眠フラグメンテーションを回避するために、覚醒刺激の強度を、（例えば検出された睡眠紡錘波によって示されるような）視床皮質偏光（thalamo-cortical  polarization）のレベルに従って調整するように構成される。
【００４３】
図１に戻ると、睡眠段階コンポーネント３６は、睡眠セッション中に被検体１２の睡眠段階を１回以上決定するように構成される。睡眠段階コンポーネント３６は、出力信号、検出された紡錘波、ＥＥＧ及び／又は他の情報に基づいて睡眠段階を決定するように構成される。被検体１２の睡眠段階は、ＮＲＥＭ段階Ｎ１、段階Ｎ２、段階Ｎ３、ＲＥＭ睡眠及び／又は他の睡眠段階のうちの１つ以上を含み得る。一部の実施形態において、Ｎ１及び／又はＮ２は浅い睡眠段階に対応し、Ｎ３は深い睡眠段階に対応する。一部の実施形態において、ＮＲＥＭ段階Ｎ３又は段階Ｎ２の睡眠は、徐波（例えば深い）睡眠であり得る。一部の実施形態において、徐波は、例えば完全なＮ３の期間全体を通して存在しないことがあるが、そのような徐波が、Ｎ３中に存在する可能性は極めて高い。徐波は、例えば（範囲はより少ないが）Ｎ２中に存在することもある。一部の実施形態において、睡眠段階コンポーネント３６は、ＥＥＧの１つ以上の帯域（例えばベータ、紡錘波、アルファ、シータ、デルタ）におけるパワーの量に基づいて、及び／又は被検体１２の脳活動の他の特性に関連して、睡眠段階を決定する。典型的な帯域限度値は、約8-12Hz（アルファ）、約15-30Hz（ベータ）、約11-16Hz（シグマ／紡錘波）、約30-60Hz（ガンマ）、約0.5-4Hz（デルタ）及び／又は約4-8Hz（シータ）である。一部の実施形態において、睡眠段階コンポーネント３６は、ベータとデルタパワーの間の比の対数（log（ベータ／デルタ））に基づいて深い睡眠を決定する。例えばこの比が-3より小さい場合、被検体１２は深く睡眠している。
【００４４】
一部の実施形態において、制御コンポーネント３４は、睡眠段階コンポーネント３６による睡眠段階の決定に基づいて刺激の強度を構成するように、感覚刺激装置１６を制御するよう構成される。例えばlog（ベータ／デルタ）が経時的に増加傾向を有するとき、聴覚刺激のボリュームは増加され得る。制御コンポーネント３４は、紡錘波密度における変化、紡錘波周波数における変化及び／又は他の情報に基づいて感覚刺激装置１６を制御することに加えて及び／又はこれに変えて、睡眠段階の決定に基づいて刺激の強度を調整するように、感覚刺激装置１６を制御するよう構成されてもよい。
【００４５】
例えば図７は、睡眠セッション７０８内の４つの睡眠サイクル７００、７０２、７０４、７０６を図示している。上述のように、睡眠サイクルは、浅い睡眠から深い睡眠に入り、その後、レム（ＲＥＭ）睡眠が続く、連続する睡眠段階間の規則的な進行に対応する。連続する睡眠段階７１０（覚醒）、７１２（Ｎ１）、７１４（Ｎ２）、７１６（Ｎ３）、７１７（ＲＥＭ）の規則的な進行が、ヒプノグラム７１８で示されている。ベータとデルタパワーの比の対数７２０は睡眠の深さを示す。この比が、例えば-2という閾値を突破する場合、睡眠サイクルが開始及び／又は終了している７５０。この比が、例えば-3より低い場合、睡眠はその最も深い状態にある。一部の実施形態において、刺激のボリュームは、log（ベータ／デルタ）が（例えば４０秒間の長さの枠を使用して推定され得る）減少傾向を有するとき、刺激のボリュームは増加する。
【００４６】
図１に戻ると、電子ストレージ２２は、情報を電子的に格納する電子記憶媒体を備える。電子ストレージ２２の電子記憶媒体は、システム１０に一体的に提供される（すなわち、実質的に取外し不可能な）システムストレージ、及び／又は例えばポート（例えばUSBポート、firewire（登録商標）ポート等）若しくはドライブ（例えばディスクドライブ等）を介してシステム１０に取外し可能に接続される取外し可能ストレージの一方又は双方を備えてよい。電子ストレージ２２は、光学的に読取可能な記憶媒体（例えば光ディスク等）、磁気的に読取可能な記憶媒体（例えば磁気テープ、磁気ハードドライブ、フロッピーディスク等）、電荷ベースの記憶媒体（例えばEPROM、RAM等）、半導体記憶媒体（例えばフラッシュドライブ等）及び／又は他の電子的に読取可能な記憶媒体、のうちの１つ以上を備えてよい。電子ストレージ２２は、ソフトウェアアルゴリズム、プロセッサ２０によって決定される情報、被検体１２から受け取る情報及び／又はシステム１０が正確に機能することを可能にする他の情報を格納することができる。電子ストレージ２２は（全体又は部分的に）システム１０内の別個のコンポーネントであってもよく、あるいは電子ストレージ２２は（全体又は部分的に）システム１０の１つ以上の他のコンポーネント（例えばプロセッサ２０）と一体的に提供されてもよい。
【００４７】
ユーザインタフェース２４は、システム１０と被検体１２及び／又は他のユーザとの間のインタフェースを提供するように構成され、このインタフェースを通して被検体１２及び／又は他のユーザはシステム１０へ情報を提供し、システム１０から情報を受け取ることができる。これは、データ、キュー、結果及び／又は命令、並びにまとめて「情報」と呼ばれる任意の他の通信可能なアイテムを、ユーザ（例えば被検体１２）と、感覚刺激装置１６、センサ１８、プロセッサ２０及び／又はシステム１０の他のコンポーネントのうちの１つ以上との間で通信することを可能にする。例えばＥＥＧは、ユーザインタフェース２４を介して介護者に表示され得る。ユーザインタフェース２４に含めるのに適したインタフェースデバイスの例には、キーパッド、ボタン、スイッチ、キーボード、ノブ、レバー、ディスプレイスクリーン、タッチスクリーン、スピーカ、マイクロフォン、インジケータ光、可聴アラーム、プリンタ、知覚フィードバックデバイス及び／又は他のインタフェースデバイスがある。一部の実施形態において、ユーザインタフェース２４は複数の別個のインタフェースを備える。一部の実施形態では、ユーザインタフェース２４は、感覚刺激装置１６及び／又はシステム１０の他のコンポーネントに一体的に提供される少なくとも１つのインタフェースを備える。
【００４８】
理解されるように、ハードワイヤード又は無線のいずれかの他の通信技術も、本開示ではユーザインタフェース２４と考えられる。例えば本開示は、ユーザインタフェース２４が、電子ストレージ２２によって提供される取外し可能ストレージインタフェースと統合され得ることを考慮する。この例では、ユーザがシステム１０の実装をカスタマイズすることを可能にする情報が、取外し可能ストレージ（例えばスマートカード、フラッシュドライブ、取外し可能ディスク等）からシステム１０へロードされ得る。ユーザインタフェース２４としてシステム１０とともに使用するのに適合した他の例示の入力デバイス及び技術には、RS-232ポート、RFリンク、IRリンク、モデム（例えば電話、ケーブル又はその他）があるが、これらに限定されない。要するに、情報をシステム１０に通信するための任意の技術が、本開示によりユーザインタフェース２４として考慮される。
【００４９】
図８は、調整システムを用いて、睡眠セッション中に被検体に伝達される感覚刺激の強度を調整するための方法８００を図示している。システムは、１つ以上の感覚刺激装置、１つ以上のセンサ、１つ以上のプロセッサ及び／又は他のコンポーネントを備える。以下に提示される方法８００の動作は例示であるように意図される。一部の実施形態において、方法８００は、説明されない１つ以上の追加の動作とともに、かつ／又は説明される動作の１つ以上を伴わずに遂行されてもよい。さらに、方法８００の動作が図８で例示され、以下で説明される順序は、限定するようには意図されない。
【００５０】
一部の実施形態において、方法８００は、１つ以上の処理デバイス（例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に設計されるデジタル回路、情報を処理するように設計されるアナログ回路、状態マシン及び／又は電子的に情報を処理するための他の機構）において実装され得る。１つ以上の処理デバイスは、電子記憶媒体上に電子的に格納された命令に応じて、方法８００の動作の一部又は全てを実行する１つ以上のデバイスを含み得る。１つ以上の処理デバイスは、方法８００の動作の１つ以上の実行のために特別に設計されるハードウェア、ファームウェア及び／又はソフトウェアを通して構成される、１つ以上のデバイスを含み得る。
【００５１】
動作８０２において、感覚刺激が被検体に与えられる。一部の実施形態では、感覚刺激は可聴トーンであるか、かつ／又はこれを含む。感覚刺激は、睡眠セッションに先行して、睡眠セッション中に、睡眠セッション後に、かつ／又は他の時間に与えられ得る。感覚刺激は、睡眠中の覚醒を引き起こすことなく与えられる。例えば感覚刺激は、睡眠セッションの徐波睡眠中に被検体に与えられてもよい。一部の実施形態において、動作８０２は、（図１に図示され、本明細書で説明される）感覚刺激装置１６と同じ又は同様の１つ以上の感覚刺激装置によって実行される。
【００５２】
動作８０４において、睡眠セッション中の被検体の睡眠紡錘波に関連する情報、被検体の最近の睡眠段階に関連する情報及び／又は他の情報を伝える出力信号が、生成される。一部の実施形態において、動作８０４は、（図１に図示され、本明細書で説明される）センサ１８と同じ又は同様の１つ以上のセンサによって実行される。
【００５３】
動作８０６において、被検体の睡眠紡錘波が検出される。睡眠紡錘波は出力信号に基づいて検出される。一部の実施形態において、動作８０６は、（図１に図示され、本明細書で説明される）プロセッサ２０と同じ又は同様の物理的なコンピュータプロセッサによって実行される。
【００５４】
動作８０８において、最近の紡錘波密度及び／又は紡錘波周波数が決定される。検出された睡眠紡錘波に基づいて、睡眠セッション中の最近の時間期間についての最近の紡錘波密度及び／又は紡錘波周波数が決定される。一部の実施形態において、動作８０８は、（図１に図示され、本明細書で説明される）プロセッサ２０と同じ又は同様の物理的なコンピュータプロセッサによって実行される。
【００５５】
動作８１０において、以前の紡錘波密度及び／又は紡錘波周波数が決定される。検出された睡眠紡錘波に基づいて、睡眠セッション中の以前の時間期間についての以前の紡錘波密度及び／又は紡錘波周波数が決定される。以前の時間期間の開始は、睡眠セッション中の最近の時間期間の開始前に起こる。一部の実施形態において、動作８１０は、（図１に図示され、本明細書で説明される）プロセッサ２０と同じ又は同様の物理的なコンピュータプロセッサによって実行される。
【００５６】
動作８１２において、被検体に与えられる感覚刺激の強度が調整される。１つ以上の感覚刺激装置は、最近の紡錘波密度と以前の紡錘波密度の比較及び／又は最近の紡錘波周波数と以前の紡錘波周波数の比較に基づいて、被検体に与えられる感覚刺激の強度を調整するように制御される。一部の実施形態において、以前の紡錘密度に対する最近の紡錘波密度の増加及び／又は以前の紡錘波周波数に対する最近の紡錘波周波数の減少に応答して、感覚刺激の強度（例えば可聴トーンのボリューム）を増加させる。一部の実施形態では、以前の紡錘密度に対する最近の紡錘波密度の減少又は以前の紡錘波周波数に対する最近の紡錘波周波数の増加に応答して、感覚刺激の強度（例えば可聴トーンのボリューム）を減少させる。一部の実施形態において、動作８１２は、（図１に図示され、本明細書で説明される）プロセッサ２０と同じ又は同様の物理的なコンピュータプロセッサによって実行される。
【００５７】
一部の実施形態において、動作８１２は、出力信号に基づいて被検体の睡眠段階を決定することと、決定された睡眠段階に基づいて、感覚刺激の強度を調整することを含む。一部の実施形態において、動作８１２は、出力信号に基づいて、起こり得る覚醒イベントを検出すること；起こり得る覚醒イベントを検出したことに応答して、１つ以上の感覚刺激装置に、感覚刺激の提供を中止させること；起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったかどうかを判断すること；起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったと判断したことに応答して、１つ以上の感覚刺激装置に、以前の紡錘波密度に対する最近の紡錘波密度及び／又は以前の紡錘波周波数に対する最近の紡錘波周波数に基づいて決定される強度で、感覚刺激の提供を再開させることを含む。
【００５８】
上述の説明は、最も実践的かつ好適な実施形態であると現在考えられるものに基づいて、説明の目的で詳細を提供しているが、そのような詳細は、単にその目的のためであり、明示的に開示される実施形態に限定するようには意図されておらず、反対に、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内にある修正及び均等な構成を網羅するように意図されていることが理解されよう。例えば本発明は、可能な限り、任意の実施形態の１つ以上の特徴を、任意の他の実施形態の１つ以上の特徴と組み合わせることができると考えることが理解されよう。
【図１】
2017526406.tif 000003
【図２】
2017526406.tif 000004
【図３】
2017526406.tif 000005
【図４】
2017526406.tif 000006
【図５】
2017526406.tif 000007
【図６】
2017526406.tif 000008
【図７】
2017526406.tif 000009
【図８】
2017526406.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月7日(2017.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
睡眠セッション中に被検体へ伝達される感覚刺激の強度を調整するように構成されるシステムであって、当該システムは：
前記被検体へ感覚刺激を与えるように構成される１つ以上の感覚刺激装置と；
前記睡眠セッション中の前記被検体の睡眠紡錘波に関連する情報を伝える出力信号を生成するように構成される１つ以上のセンサと；
コンピュータ読取可能命令によって、
前記出力信号に基づいて前記被検体の睡眠紡錘波を検出し、
前記検出された睡眠紡錘波に基づいて、前記睡眠セッション中の最近の時間期間について最近の紡錘波密度及び／又は最近の紡錘波周波数を決定し、
前記検出された睡眠紡錘波に基づいて、前記睡眠セッション中の以前の時間期間について以前の紡錘波密度及び／又は以前の紡錘波周波数を決定し、前記以前の時間期間の開始は、前記睡眠セッション中に前記最近の時間期間の開始前に起こり、
前記最近の紡錘波密度と前記以前の紡錘波密度の比較及び／又は前記最近の紡錘波周波数と前記以前の紡錘波周波数の比較に基づいて、前記被検体へ与えられる前記感覚刺激の強度を調整するように、前記１つ以上の感覚刺激装置を制御する、
ように構成される、１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサと；
を具備し、前記１つ以上の感覚刺激装置を制御することは、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の増加に応答して、前記感覚刺激の前記強度を増加させることを含む、システム。
【請求項２】
前記１つ以上の感覚刺激装置は、前記感覚刺激が可聴トーンを備えるように構成され、前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサは、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の前記増加及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数の減少に応答して、前記１つ以上の感覚刺激装置に前記可聴トーンのボリュームを増加させるように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記１つ以上の感覚刺激装置は、前記感覚刺激が可聴トーンを備えるように構成され、前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサは、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の減少及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数の増加に応答して、前記１つ以上の感覚刺激装置に前記可聴トーンのボリュームを減少させるように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサは、
前記出力信号に基づいて、起こり得る覚醒イベントを検出し；
前記起こり得る覚醒イベントを検出したことに応答して、前記１つ以上の感覚刺激装置に、感覚刺激の提供を中止させ；
前記起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったかどうかを判断し；
前記起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったという判断に応答して、前記１つ以上の感覚刺激装置に、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数に基づいて決定される強度で感覚刺激の提供を再開させる；
ように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記１つ以上のセンサは、前記出力信号が、前記睡眠セッション中の前記被検体の睡眠段階に関連する情報を伝えるように構成され、
前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサは、前記出力信号に基づいて前記被検体の前記睡眠段階を決定し、該決定された睡眠段階に基づいて刺激の前記強度を調整するように前記１つ以上の感覚刺激装置を制御するよう更に構成される、
請求項１記載のシステム。
【請求項６】
調整システムを用いて、睡眠セッション中に被検体へ伝達される感覚刺激の強度を調整するための方法であって、前記調整システムは、１つ以上の感覚刺激装置と、１つ以上のセンサと、１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサとを備え、当該方法は：
前記１つ以上の感覚刺激装置を用いて、前記被検体へ感覚刺激を与えるステップと；
前記１つ以上のセンサを用いて、前記睡眠セッション中の前記被検体の睡眠紡錘波に関連する情報を伝える出力信号を生成するステップと；
前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサを用いて、前記出力信号に基づいて前記被検体の睡眠紡錘波を検出するステップと；
前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサを用いて、前記検出された睡眠紡錘波に基づいて、前記睡眠セッション中の最近の時間期間について最近の紡錘波密度及び／又は最近の紡錘波周波数を決定するステップと；
前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサを用いて、前記検出された睡眠紡錘波に基づいて、前記睡眠セッション中の以前の時間期間について以前の紡錘波密度及び／又は以前の紡錘波周波数を決定するステップであって、前記以前の時間期間の開始が、前記睡眠セッション中に前記最近の時間期間の開始前に起こるステップと；
前記１つ以上の物理的なコンピュータプロセッサを用いて、前記最近の紡錘波密度と前記以前の紡錘波密度の比較及び／又は前記最近の紡錘波周波数と前記以前の紡錘波周波数の比較に基づいて、前記被検体へ与えられる前記感覚刺激の強度を調整するように、前記１つ以上の感覚刺激装置を制御するステップと；
を具備し、前記１つ以上の感覚刺激装置を制御するステップは、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の増加に応答して、前記感覚刺激の前記強度を増加させることを含む、方法。
【請求項７】
前記感覚刺激は可聴トーンを備え、前記可聴トーンのボリュームは、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の前記増加及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数の減少に応答して増加される、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記感覚刺激は可聴トーンを備え、前記可聴トーンのボリュームは、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の減少及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数の増加に応答して減少されるように構成される、
請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記出力信号に基づいて、起こり得る覚醒イベントを検出するステップと；
前記起こり得る覚醒イベントを検出したことに応答して、前記１つ以上の感覚刺激装置に、感覚刺激の提供を中止させるステップと；
前記起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったかどうかを判断するステップと；
前記起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったという判断に応答して、前記１つ以上の感覚刺激装置に、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数に基づいて決定される強度で感覚刺激の提供を再開させるステップと；
を更に具備する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つ以上のセンサは、前記出力信号が、前記睡眠セッション中の前記被検体の睡眠段階に関連する情報を伝えるように構成され、当該方法は：
前記出力信号に基づいて前記被検体の前記睡眠段階を決定するステップと；
前記決定された睡眠段階に基づいて刺激の前記強度を調整するように前記１つ以上の感覚刺激装置を制御するステップと；
を更に具備する、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
睡眠セッション中に被検体へ伝達される感覚刺激の強度を調整するためのシステムであって、当該システムは：
前記被検体へ感覚刺激を与えるための手段と；
前記睡眠セッション中の前記被検体の睡眠紡錘波に関連する情報を伝える出力信号を生成するための手段と；
前記出力信号に基づいて前記被検体の睡眠紡錘波を検出するための手段と；
前記検出された睡眠紡錘波に基づいて、前記睡眠セッション中の最近の時間期間について最近の紡錘波密度及び／又は最近の紡錘波周波数を決定するための手段と；
前記検出された睡眠紡錘波に基づいて、前記睡眠セッション中の以前の時間期間について以前の紡錘波密度及び／又は以前の紡錘波周波数を決定するための手段であって、前記以前の時間期間の開始が、前記睡眠セッション中に前記最近の時間期間の開始前に起こる手段と；
前記最近の紡錘波密度と前記以前の紡錘波密度の比較及び／又は前記最近の紡錘波周波数と前記以前の紡錘波周波数の比較に基づいて、前記被検体へ与えられる前記感覚刺激の強度を調整するように、前記感覚刺激を与えるための手段を制御する手段と；
を具備し、前記感覚刺激を与えるための手段を制御することは、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の増加に応答して、前記感覚刺激の前記強度を増加させることを含む、システム。
【請求項１２】
前記感覚刺激を与えるための手段は、前記感覚刺激が可聴トーンを備えるように構成され、前記感覚刺激を与えるための手段を制御する手段は、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の前記増加及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数の減少に応答して、前記感覚刺激を与えるための手段に、前記可聴トーンのボリュームを増加させるように構成される、
請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記感覚刺激を与えるための手段は、前記感覚刺激が可聴トーンを備えるように構成され、前記感覚刺激を与えるための手段を制御する手段は、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度の減少及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数の増加に応答して、前記感覚刺激を与えるための手段に、前記可聴トーンのボリュームを減少させるように構成される、
請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記出力信号に基づいて、起こり得る覚醒イベントを検出するための手段と、
前記起こり得る覚醒イベントを検出したことに応答して、前記感覚刺激を与えるための手段に、感覚刺激の提供を中止させるための手段と；
前記起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったかどうかを判断するための手段と；
前記起こり得る覚醒イベントが偽覚醒イベントであったという判断に応答して、前記感覚刺激を与えるための手段に、前記以前の紡錘波密度に対する前記最近の紡錘波密度及び／又は前記以前の紡錘波周波数に対する前記最近の紡錘波周波数に基づいて決定される強度で感覚刺激の提供を再開させるための手段と；
を更に具備する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記出力信号を生成するための手段は、前記出力信号が、前記睡眠セッション中の前記被検体の睡眠段階に関連する情報を伝えるように構成され、
当該システムは、前記出力信号に基づいて前記被検体の前記睡眠段階を決定し、該決定された睡眠段階に基づいて刺激の前記強度を調整するように前記感覚刺激を与えるための手段を制御するよう更に構成される、
請求項１１記載のシステム。
【国際調査報告】
2017526406.tif 000011
2017526406.tif 000012
2017526406.tif 000013