НЕИНВАЗИВНЫЙ СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАДИЙ ПОВЕРХНОСТНОГО И ГЛУБОКОГО СНА

1. Способ измерений и различения стадии глубокого сна от стадии поверхностного сна субъекта в интервалах дискретизации, включающий:
a) измерение в каждом интервале дискретизации сигнала периферического пульса субъекта в месте тела субъекта, связанном с большим кругом его кровообращения;
b) анализ измеренного сигнала периферического пульса для определения по нему одной или нескольких следующих переменных:
1) средняя амплитуда и частота сердечных сокращений в измеренном сигнале периферического пульса;
2) масштабирующий коэффициент анализа флуктуации с исключенным трендом амплитуды и частоты сердечных сокращений в измеренном сигнале периферического пульса;
3) пиковая величина спектральной плотности для низкой частоты (LF) амплитуды и частоты сердечных сокращений в измеренном сигнале периферического пульса;
4) пиковое значение спектральной плотности для очень низких частот (VLF);
5) пиковое значение спектральной плотности для сверхнизких частот (ULF) в измеренном сигнале периферического пульса;
6) пиковое значение спектральной плотности для высоких частот (HF) в измеренном сигнале периферического пульса; и
7) отношение LF к HF (спектральное отношение);
c) и использование результатов вышеуказанного анализа для определения того, является ли каждый интервал дискретизации интервалом поверхностного или глубокого сна.
2. Способ по п.1, в котором все указанные переменные, полученные в результате анализа, используются для определения того, является ли каждый интервал дискретизации интервалом поверхностного или глубокого сна.
3. Способ по п.2, в котором сигнал периферического пульса измеряют датчиком периферического артериального тонуса (PAT), надеваемым на палец субъекта.
4. Способ по п.1, в котором на субъекте используют другой датчик для определения состояния сна этого субъекта.
5. Способ по п.1, в котором множество интервалов дискретизации длительностью нескольких секунд содержится в пределах скользящего окна длительностью нескольких минут.
6. Способ по п.1, в котором множество указанных интервалов длительностью примерно 30 с содержится в пределах скользящего окна длительностью примерно пять минут.
7. Способ по п.2, в котором сигнал периферического пульса субъекта измеряют в течение каждого из двух временных периодов, и каждый сигнал периферического пульса сосудов анализируется, как указано на стадии b) для каждого временного периода, и результаты такого анализа используются для определения того, является ли каждый интервал дискретизации интервалом поверхностного или глубокого сна.
8. Способ по п.7, в котором результаты анализа используются для определения того, является ли каждый интервал дискретизации интервалом поверхностного или глубокого сна, в соответствии с уравнением:
est
где Y(n) - вероятность того, что интервал n дискретизации является интервалом глубокого сна;
Xj(n) - величина одной из 14 переменных в интервале n дискретизации; и
jk
W - коэффициент jk фильтрации каждой из k переменных.
9. Способ по п.1, в котором вышеуказанное измерение и различение стадии глубокого сна от стадии поверхностного сна в интервалах дискретизации используется вместе с известными алгоритмами, обеспечивающими определение стадий сна/бодрствования, стадий сна с быстрыми движения глаз и сна с медленными движениями глаз, для обеспечения всесторонней оценки стадий сна.
10. Устройство для измерений и различения стадии глубокого сна от стадии поверхностного сна субъекта в интервалах дискретизации, содержащее:
a) датчик для измерения в каждом интервале дискретизации сигнала периферического пульса субъекта, связанного с большим кругом его кровообращения;
b) процессор для анализа измеренного сигнала периферического пульса для определения по нему одной или нескольких следующих переменных:
1) средняя амплитуда и частота сердечных сокращений в измеренном сигнале периферического пульса;
2) масштабирующий коэффициент анализа флуктуации с исключенным трендом (DFA) амплитуды и частоты сердечных сокращений в измеренном сигнале периферического пульса;
3) пиковая величина спектральной плотности для низкой частоты (LF) амплитуды и частоты сердечных сокращений в измеренном сигнале периферического пульса;
4) пиковое значение спектральной плотности для очень низких частот (VLF);
(6) пиковая величина спектральной плотности для сверхнизкой частоты (ULF) амплитуды и частоты сердечных сокращений в измеренном сигнале периферического пульса;
(7) пиковая величина спектральной плотности для высокой частоты (HF) амплитуды и частоты сердечных сокращений в измеренном сигнале периферического пульса;
(8) отношение LF к HF (спектральное отношение) амплитуды и частоты сердечных сокращений;
с) причем процессор использует также результаты вышеуказанного анализа для определения того, является ли каждый интервал дискретизации интервалом поверхностного или глубокого сна.
11. Устройство по п.10, в котором датчик является датчиком периферического артериального тонуса (PAT), надеваемым на палец субъекта.
12. Устройство по п.10, в котором процессор использует все переменные, полученные в результате анализа, для определения того, является ли каждый интервал дискретизации интервалом поверхностного или глубокого сна.
13. Устройство по п.10, которое содержит также другой датчик на субъекте для определения состояния сна субъекта.
14. Устройство по п.10, в котором процессор осуществляет анализ сигналов измеренного периферического пульса на множестве интервалов дискретизации, длительность каждого из которых составляет несколько секунд, в пределах скользящего окна длительностью несколько минут, осуществляет анализ каждого из сигналов измеренного периферического пульса и использует результаты такого анализа для определения того, является ли каждый интервал дискретизации интервалом поверхностного или глубокого сна.
15. Устройство по п.10, в котором датчик осуществляет получение сигнала периферического пульса на множестве интервалов дискретизации длительностью примерно 30 с в пределах скользящего окна длительностью примерно пять минут.
16. Устройство по п.10, в котором датчик осуществляет получение сигнала периферического пульса в течение каждого из двух временных периодов, и процессор осуществляет анализ каждого сигнала периферического пульса для каждого временного периода, и использует результаты такого анализа для определения того, является ли каждый интервал дискретизации интервалом поверхностного или глубокого сна.
17. Устройство по п.15, в котором процессор определяет, указывают ли анализируемые сигналы периферического пульса на интервал поверхностного сна или на интервал глубокого сна, в соответствии со следующим уравнением:
est
где Y(n) - вероятность того, что интервал n дискретизации является интервалом глубокого сна;
Xj(n) - величина одной из 14 переменных в интервале n дискретизации; и
jk
W - коэффициент jk фильтрации каждой из k переменных.