JP6913036B2 - 個人の睡眠の特性化のためのシステム - Google Patents

Description

本発明は、個人の睡眠の特性化のためのシステム及び方法に関する。

特に、本発明は、睡眠紡錘波の密度（つまり、定義された期間における数）及び／又は振幅の増大に適用される。

更に、本発明は、不眠症等の睡眠障害の被験者である人物だけでなく、特に労力、旅、ストレス状況等の間又は後の彼らの回復容量を改善することを望むより一般的な人物のために意図される。

睡眠紡錘波は、一般に９から１６Ｈｚ（Ｍｏｌｌｅ ｅｔ ａｌ．， ２０１１）が含まれる周波数及び２５から１５０マイクロボルトの振幅を有する脳活動信号である。低周波数及び高周波数睡眠紡錘波が発見され、これらは、可変かつ各個人に特有である。睡眠紡錘波は、一般に、０．５から２秒続き、網状−視床−皮質系（ｒｅｔｉｃｕｌｏ−ｔｈａｌａｍｏ−ｃｏｒｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）の活動の産物である。

睡眠紡錘波は、その名の通り、睡眠時に現れ、より具体的には浅い眠り段階時に現れる（ノンレム睡眠（ＮＲＥＭ −ｆｏｒ ｎｏｎ−ｒａｐｉｄ ｅｙｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ− ｓｌｅｅｐ）のステージＮ２と呼ばれる段階）（Ｄｅ Ｇｅｎｎａｒｏ ＆ Ｆｅｒｒａｒａ， ２００３； Ｄｅ Ｇｅｎｎａｒｏ， Ｆｅｒｒａｒａ， Ｃｕｒｃｉｏ， ＆ Ｃｒｉｓｔｉａｎｉ， ２００１）。事実、それらは、この段階中に多数現れることが顕著である。それらは、また、深い眠り（睡眠ステージＮ３と呼ばれる段階）でも発見されるが、いわゆる逆説睡眠（睡眠ステージＮ４又はＲＥＭ睡眠と呼ばれる段階）ではめったにない又はほとんどないことが判明している。睡眠紡錘波は、しばしば、「スリープガーディアンズ（ｓｌｅｅｐ ｇｕａｒｄｉａｎｓ）」と呼ばれ、高密度の睡眠紡錘波は、一般に、効果的な睡眠と関連付けられる。逆に、科学文献は、近年、低密度の睡眠紡錘波が、ストレスによって乱される睡眠のサインに見えることを示している（Ｄａｎｇ−Ｖｕ ｅｔ ａｌ．， ２０１５）。

現在では、催眠薬剤の分野の特定の薬剤が睡眠紡錘波の密度の増大を招くことが立証されている。それにもかかわらず、この種の薬剤は、定義された症状を有する患者のみに意図されるように見える。更に、これらの薬は、副作用を有し、特定の依存症を招きうる。

睡眠紡錘波の生成を向上させる目的の他の技術が想定されるべきである。

よって、バイオフィードバックとも呼ばれるフィードバック処置によって生物学的活動に作用するために個人を導くことができる新規な技術が開発されている。神経系又は神経学的活動での作用の特定の場合には、ニューロフィードバック処置は、例えば、トレーニングにおいて、特に、脳波の特定の分類の産物によって、個人がリラックスすることを助け、個人の脳活動を修正するために個人を励ますことからなる。

猫で行われた初期の研究（Ｓｔｅｒｍａｎ， Ｈｏｗｅ， ＆ Ｍａｃｄｏｎａｌｄ， １９７０）に基づく、継続的な研究は、ニューロフィードバック処置を適用することが、睡眠に落ちるために掛かる時間及び個人の睡眠の質の改善を導くことができることが立証されている。このニューロフィードバック処置装置は、μ又は感覚運動リズム（ｓｅｎｓｏｒｉｍｏｔｏｒ ｒｈｙｔｈｍ （ＳＭＲ））波の発生を促すことを目的とする。これらの波の周波数は、一般に、９から１６Ｈｚの間に含まれる。これらの波は、睡眠に落ちている（睡眠ステージＮ１と呼ばれる段階）こと、つまり、覚醒と睡眠との間の遷移、を現す。この段階は、しばしば、あくびのような疲労のサインによって付随される。この段階は、ＳＭＲ及びα波が生じる箇所である。α波は、一般に８Ｈｚから１３Ｈｚの間に含まれる周波数を有し、一般に注意及び警戒と関連付けられる。ＳＭＲ波は、覚醒状態におけるリラクゼーションの状態でも存在しうる。それらは、その後、注意の状態で消える。アルファ波及びＳＭＲ波は、重複する周波数を有することができる、又は特定のフィルタは、アルファ波の周波数ウィンドウに対応する脳活動の一部を通過することを可能にすることができる、とすると、ＳＭＲ波の特定のトレーニングは、ＳＭＲ波ではなく、アルファ波であり、損なわれる可能性がある。

並行して、ＳＭＲ波のトレーニングは、多動性障害のある又は多動性障害のない注意欠陥障害の症状の向上（Ａｍｓ， Ｆｅｄｄｅｍａ， ＆ Ｋｅｎｅｍａｎｓ， ２０１４）、ＵＳ２０１３／１５０６５９に記載されるようなリラクゼーション、睡眠改善（Ｃｏｒｔｏｏｓ ｅｔ ａｌ．， ２０１０も参照）を目的とするもの等のような異なる用途でも用いられる。ＳＭＲ波のトレーニングは、特定の認知行為（Ｓｃｈａｂｕｓ ｅｔ ａｌ．， Ｂｒａｉｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ （２００８）， １１９１， １２７−１３５ ａｎｄ Ｓｔｕａｒｔ ｅｔ ａｌ．， Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｂｉｏｂｅｈａｖｉｏｕｒ （２０１１）， ３５， １１５４−１１６５）及び運動行為の向上を可能にする。しかし、特定の差異は、個人に応じてこのようなニューロフィードバック処置の有効性に存在し、特に、これまでのところ、従来技術からの教示は、常に、個人化を考慮しないこと又は特定の個人へのこのような処置の特定の適合に依存しているという事実がある。

本発明は、上述された課題を解決することを目的とする。

本発明者らは、各個人に特有の周波数を有する睡眠紡錘波は、覚醒での抑制効果によって浅い眠り段階時に重要な役割を果たすことを見出した。本発明者らは、更に、個人の睡眠紡錘波に対応する特定の範囲において、覚醒状態での脳波をトレーニングすることは、睡眠状態での睡眠紡錘波の振幅及び密度における改善を導き、それにより、睡眠の質の改善に寄与することを見出した。逆に、ＵＳ２０１３／１５０６５９に記載されたもののような従来技術で既知及び開示された異なる方法によれば、覚醒状態での個人によって放出される脳波のトレーニングは、睡眠状態での個人によって特異的に放出される睡眠紡錘波に対応する特定の周波数の範囲を考慮しない標準的なＳＭＲ波の周波数間隔に基づいて、特定の個人への処置の効果的な個人化を可能にしない。このような処置は、特定のＳＭＲ波の刺激を可能にするのみであり、その周波数は、睡眠状態での個人の睡眠紡錘波の周波数に対応する必要がない。睡眠紡錘波の密度及び振幅の増大を補償する又は少なくとも簡単かつ迅速に得ることができないこの種のトレーニングは、特に睡眠障害の処置に十分な有効性を提示しない。

この目的に向けて、本発明は、個人の睡眠の特性化のためのシステムを提案し、システムは、
−脳波の脳活動信号代表値を測定するように適合された測定装置と、
−電子的中央ユニットであって、９から１６Ｈｚの周波数の範囲で、前記個人に特有の睡眠紡錘波の少なくとも１つの低減された範囲を識別し、睡眠紡錘波の前記低減された範囲は、１５μＶより大きい振幅及び０．５から２秒の持続期間を有する睡眠している個人の脳波の周波数を含み、睡眠紡錘波の前記低減された範囲に対応する周波数の範囲において、覚醒している個人の前記脳活動信号の少なくとも１つのパラメータを閾値と比較する、ように適合される、電子的中央ユニットと、
−前記電子的中央ユニットに接続され、かつ、睡眠紡錘波の前記低減された範囲に対応する周波数の範囲において、前記脳活動信号の少なくとも１つのパラメータが前記閾値を超えるとき、前記個人にとって知覚可能な警告信号を放出するように適合された通信インターフェースと、を備える。

個人に特有な睡眠紡錘波の密度及び／又は振幅を特性化することに加えて、本発明の主題を形成するシステムは、個人の眼が閉じている間の初めの２つの僅かな時間におけるアルファピーク（ｉＡＰＦ）の個人周波数を特性化することもできることに気付くことが重要である。この特性化は、その後、睡眠紡錘波の少なくとも１つの低減された範囲を選択する、及び／又は周波数のパラメータを変更するために、例えば、より高次及びより特定のフィルタを搭載することによって、導入されるべきパラメータのフィルタリングの最も良い選択についての情報を提供する。この選択は、睡眠紡錘波に対応する、トレーニングされるべき特定の周波数帯と、トレーニングされることが望まれないアルファ波の特定の周波数帯との間の重複を避けることができる。これらの配置は、個人に特有の睡眠紡錘波の低減された範囲をより良く特性化することができ、トレーニングを改善することができる。よって、ユーザは、ユーザの睡眠の質をより効果的に改善することができる。

アルファ波の周波数は、一般的に、７から１３Ｈｚが含まれる。アルファ波のパワースペクトル密度は、７から１３Ｈｚの範囲の周波数間のこれらの波形のボルトでの振幅の分布に対応する。アルファ波の信号を取得するために、７から１３Ｈｚの間のパワースペクトル、つまり、眼が開いた覚醒状態における被験者で得られるこれらの波の振幅、は、眼が閉じた覚醒状態における同一個人のスペクトルから引かれる。したがって、これは、アルファ波のパワースペクトル全体のみの保持に達し、したがって、特定の個人のアルファピークの個人周波数を定義する。アルファピークの個人周波数は、７から１３Ｈｚの範囲の周波数のこのウィンドウにおける振幅の絶対最大値に対応する（Ｋｌｉｍｅｓｃｈ Ｗ． ＥＥＧ−ａｌｐｈａ ｒｈｙｔｈｍｓ ａｎｄ ｍｅｍｏｒｙ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ． Ｉｎｔ Ｊ Ｐｓｙｃｈｏｐｈｙｓｉｏｌ １９９７； ２６： ３１９−４０）。アルファピークでの個人周波数は、以下の計算によって、別の実施形態に従って（ヘルツで）測定されることができる：７から１３Ｈｚの周波数のウィンドウにおいてスペクトルパワーの加重和と、前記ウィンドウにおいてアルファ波の総スペクトルパワーとの比、前記加重和のスペクトルパワーは、前記ウィンドウの周波数によって重み付けられ、

ｆ_ｉは、アルファ波の周波数ｉであり、ａ_ｉ（ｆ_ｉ）は、周波数ｉでのアルファ波の振幅である。

アルファピークの個人周波数が、特定の個人に対して特異的に定義されていると、アルファ波の周波数と、質問における個人の睡眠紡錘波の周波数との明白な境界を特性化することができ、したがって、アルファ波の周波数によって汚染されない睡眠紡錘波の周波数の分析を可能にするために、睡眠紡錘波の周波数に近い周波数を有するアルファ波の全てから解放されることができる。

よって、別の実施形態によれば、特性化のためのシステムは、睡眠紡錘波の前に、７から１３Ｈｚの周波数のウィンドウ内で、個人のアルファピークの個人周波数を識別するよいうに適合される。

したがって、後者は、眼が閉じた個人で得られるパワースペクトルから、眼が開いた個人で得られるパワースペクトルを引いた後に、７から１３Ｈｚの間の周波数のウィンドウ内に定義される。

更に、トレーニングの特異性の質問は、また、望まれないアルファ信号が後者による干渉されることを防ぎつつ、睡眠紡錘波の生成のレベルでの、より特定のフィードバックを提供する目的でアルファ波の個人周波数を測定することによっても改善されることができる。

特性化のためのシステムは、それらに特有であり、かつ睡眠紡錘波のトレーニングを可能にする睡眠紡錘波を識別することによって、初めの使用時又は各新たな使用により、個人の睡眠の具体的な特性化するための学習の段階を実装する。トレーニングされるべき周波数の範囲を各個人に対して区別することによって、一連の個人のニューロフィードバックの有効性を改善することができる。

睡眠紡錘波の前記低減された範囲を識別するために、前記電子中央ユニットは、前記睡眠している個人の前記脳活動信号の９から１６Ｈｚの周波数の範囲において、１５μＶより大きい振幅及び０．５から２秒の持続期間を有する睡眠している個人の脳波を検出するように適合される。それに代えて、睡眠紡錘波の前記低減された範囲を識別するために、前記電子中央ユニットは、
−前記睡眠している個人の前記脳活動信号の９から１６Ｈｚの周波数の範囲において、複数の周波数の低減された範囲を決定し、
−周波数の低減された範囲の各々において睡眠している個人の脳活動信号のパラメータを前記閾値と比較し、
−その脳活動信号が閾値を何倍も超える低減された周波数として睡眠紡錘波の低減された範囲を定義するように適合されうる。

前記測定装置は、
−前記個人の頭に配置されるように意図される支持体と、
−前記電子中央ユニットに接続され、かつ前記支持体に配置される少なくとも１つの基準電極、１つの接地電極及び１つの測定電極であって、これは、付加的に、両方の機能、より具体的には、基準及び測定機能を有する同一電極内で組み合わせられることができ、前記中央ユニットと接続され、かつ脳活動信号として前記基準電極、前記接地電極及び前記測定電極の間の電位差を測定するための支持体に配置される。

前記中央ユニットは、前記支持体に搭載され、脳活動信号を増幅するように適合されうる。

前記中央ユニットは、脳活動信号をデジタル化するように適合されうる。

基準電極だけでなく、グランド電極及び測定電極は、ドライ電極でありうる。しかし、それらは、ウェット電極、セミ−ドライ電極又はセミ−ウェット電極でもありうる。本発明の特定の実施形態によれば、電極の各タイプは、特定及び異なる性質を有しうる。

前記通信インターフェースは、個人によって手動で持ち運ばれうる。

前記中央ユニットは、前記通信インターフェースと接続されたヘッドセット内又はサーバのような外部又はリモートデバイス内に配置されうる。

前記中央ユニットは、閾値を上げる又は下げる、及び／又は閾値を超える期間を修正するように適合されうる。

脳活動信号のパラメータは、振幅及び密度のうちから選択されうる。

第２の態様によれば、本発明は、個人の睡眠の特性化のための方法を提案し、前記方法は、
−脳波の脳活動信号代表値を測定するステップと、
−９から１６Ｈｚの周波数の範囲で、個人に特有の睡眠紡錘波の少なくとも１つの低減された範囲を識別するステップであって、睡眠紡錘波の前記低減された範囲は、１５μＶより大きい振幅及び０．５から２秒の持続期間を有する睡眠している個人の脳波の周波数を含む、ステップと、
−睡眠紡錘波の前記低減された範囲に対応する周波数の範囲において、覚醒している個人の前記脳活動信号の少なくとも１つのパラメータを閾値と比較し、睡眠紡錘波の前記低減された範囲に対応する周波数の範囲において、前記脳活動信号の少なくとも１つのパラメータが前記閾値を超えるとき、前記個人にとって知覚可能な警告信号を放出するステップと、を備える。

前記睡眠紡錘波の前記低減された範囲を識別するステップは、前記睡眠している個人の前記脳活動信号の９から１６Ｈｚの周波数の範囲において、１５μＶより大きい振幅及び０．５から２秒の持続期間を有する睡眠している個人の脳波を検出することを含みうる。それに代えて、睡眠紡錘波の前記低減された範囲を識別するステップは、
−前記睡眠している個人の前記脳活動信号の９から１６Ｈｚの周波数の範囲において、複数の周波数の低減された範囲を決定することと、
−周波数の低減された範囲の各々において睡眠している個人の脳活動信号のパラメータを前記閾値と比較することと、
−その脳活動信号が前記閾値を何倍も超える低減された周波数として睡眠紡錘波の低減された範囲を定義することと、を含みうる。

別の実施形態によれば、個人の睡眠の特性化のための方法は、睡眠紡錘波の低減された範囲を識別するステップは、個人のアルファピークの個人周波数の識別前に、７から１３Ｈｚの周波数のウィンドウ内に定義される。アルファ波のパワースペクトル密度は、７から１３Ｈｚの間のこれらの波のボルトでの振幅の分布に対応する。アルファ波の信号を取得するために、７から１３Ｈｚの間のパワースペクトル、つまり、眼が開いた覚醒状態において被験者で得られるこれらの波の振幅、は、眼が閉じた覚醒状態における同一個人のスペクトルから引かれる。アルファピークの個人周波数は、７から１３Ｈｚの範囲の周波数のこのウィンドウにおける振幅の絶対最大値に対応する（Ｋｌｉｍｅｓｃｈ Ｗ． ＥＥＧ−ａｌｐｈａ ｒｈｙｔｈｍｓ ａｎｄ ｍｅｍｏｒｙ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ． Ｉｎｔ Ｊ Ｐｓｙｃｈｏｐｈｙｓｉｏｌ １９９７； ２６： ３１９−４０）。アルファピークでの個人周波数は、以下の計算によって、別の実施形態に従って（ヘルツで）測定されることができる：７から１３Ｈｚの周波数のウィンドウにおいてスペクトルパワーの加重和と、前記ウィンドウにおいてアルファ波の総スペクトルパワーとの比、前記加重和のスペクトルパワーは、前記ウィンドウの周波数によって重み付けられ、

ｆ_ｉは、アルファ波の周波数ｉであり、ａ_ｉ（ｆ_ｉ）は、周波数ｉでのアルファ波の振幅である。

アルファピークの個人周波数が、特定の個人に対して特異的に定義されていると、アルファ波の周波数と、質問における個人の睡眠紡錘波の周波数との明白な境界を特性化することができ、したがって、アルファ波の周波数によって汚染されない睡眠紡錘波の周波数の分析を可能にするために、睡眠紡錘波の周波数に近い周波数を有するアルファ波の全てから解放されることができる。

脳活動信号を測定するステップは、基準電極、グランド電極及び測定電極間の電位差の測定を含みうる。

前記特性化のための方法は、
−前記脳活動信号の少なくとも１つのパラメータを前記閾値と比較する前に、前記脳活動信号を増幅するステップと、
−前記脳活動信号の少なくとも１つのパラメータを前記閾値と比較している間に、増幅された前記脳活動信号を前記閾値と比較するステップと、を提供しうる。

前記特性化のための方法は、
−前記脳活動信号の少なくとも１つのパラメータを前記閾値と比較する前に、前記脳活動信号をデジタル化するステップと、
−前記脳活動信号の少なくとも１つのパラメータを前記閾値と比較している間に、デジタル化された前記脳活動信号を前記閾値と比較するステップと、を提供しうる。

前記特性化のための方法は、前記脳活動信号の少なくとも１つのパラメータを前記閾値と比較している間に、前記閾値を修正するステップを提供しうる。「閾値を修正する」ことは、閾値のレベル上げる又は下げる目的の活動を意味する。

前記特性化のための方法は、前記脳活動信号の少なくとも１つのパラメータを前記閾値と比較している間に、振幅及び密度のうちから前記脳活動信号のパラメータを選択するステップを提供しうる。

本発明の更なる目的及び利点は、非限定的な実施例により与えられる、本発明の特定の実施形態の以下の詳細な説明を読むことで明らかとなるであろう。詳細な説明は、以下の添付の図面を参照して与えられる。

−図１は、脳波の脳活動信号代表値を測定するように適合されたヘッドセットの形態の測定装置と、少なくとも１つの睡眠紡錘波の低減された範囲を個人に識別するように適合された電子中央ユニットと、睡眠紡錘波の低減された範囲において脳活動信号の少なくとも１つのパラメータが閾値を超えるとき、警告信号を放出するように適合された、手で持ち運び可能な通信インターフェースと、を備える、個人の睡眠の特性化のためのシステムの図である。 −図２は、２つの異なる個人によって浅い眠りの段階において放出された睡眠紡錘波眠気の段階で放出されたα及びμ又は感覚運動リズム（ｓｅｎｓｏｒｉｍｏｔｏｒ ｒｈｙｔｈｍ（ＳＭＲ））波の周波数の範囲の概略図である。 −図３は、個人に特有な睡眠紡錘波の低減された範囲を識別する、図１の測定装置によって取得された個人の脳波の脳活動信号代表値の図である。 −図４は、図１の睡眠の特性化のためのシステムによって実施された、睡眠の特性化のための方法を示す図である。

図面では、同一の参照番号は、同一又は同様の要素を示す。

図１は、睡眠に落ちる速度及びユーザ２の睡眠の質を改善するために、ニューロフィードバック処置で用いられることが意図されるユーザ２の睡眠の特性化のためのシステム１の実施形態を示す。

特性化のためのシステム１は、
−ユーザ２の脳の脳波の脳活動信号代表値を測定するように適合された測定装置５と、
−前記脳活動信号を処理する電子中央ユニット２１と、
−ユーザ２との通信インターフェース２２と、
を備える。

測定装置５は、ヘッドセット６の形態であり、オプションで、ユーザ２の頭に配置されることが意図された、調節可能な支持体７を備える。脳活動信号は、支持体７に適切に配置された、１以上の基準電極８、１つのグランド電極１１、１以上の測定電極９間の電位差の形態で測定される。基準電極８、グランド電極１１、測定電極９は、ドライ電極であることが好ましい。

基準電極８、グランド電極１１、測定電極９及び電子プロセッサは、中央ユニット２１に配線２３により、又は無線接続により、接続される。中央ユニット２１は、電子プロセッサ、脳活動信号を増幅するように適合される増幅器、及び脳活動信号をデジタル化することに適したアナログ−デジタルコンバータを含みうる。基準電極８、グランド電極１１、及び測定電極９によって取得された脳活動信号は、その後、デジタル化及び増幅され、処理のために中央ユニット２１のプロセッサへ送信されうる。それに限定されることなく、中央ユニット２１は、ヘッドセット６に提供されうる。

中央ユニット２１は、ユーザにより通信インターフェース２２に接続される。図示される実施形態では、通信インターフェース２２は、特定の脳波の放出の可聴警告信号代表値を伝搬するために、ユーザ２の耳に配置されることが可能なヘッドセット６に搭載された２つのヘッドフォン１０を含む。通信インターフェース２２は、また、モバイルフォン、タブレット、ＰＤＡ又は他のデバイスのような、他の適切な手で持ち運び可能な電子デバイスを含む。通信インターフェース２２は、特に、視覚的に、警告信号を表示するスクリーンを備えうる。スクリーンは、中央ユニット２１と相互作用するためのタッチスクリーンでありうる。それに加えて又はそれに代えて、中央ユニット２１との相互作用は、キーボード、１以上のアクティベーションボタン、メモリカードリーダ又は通信インターフェース２２に付属する他のデバイスを介して取得されうる。

図２は、２人の個人の脳活動信号の周波数分解を示す。

眠気及び深い眠りの段階では、個人のそれぞれの脳活動、その後、覚醒状態では、
−被験者１として識別される一方の個人に対する８Ｈｚから１３Ｈｚの間の周波数範囲及び、被験者２として識別される他方の個人に対する８Ｈｚから１２Ｈｚの間の周波数範囲放出されるα波、
−被験者１及び被験者２に対する１２Ｈｚから１５．５Ｈｚの間の周波数範囲で放出されるμ又は感覚運動リズム（Ｓｅｎｓｏｒｉ−Ｍｏｔｏｒ Ｒｈｙｔｈｍ（ＳＭＲ））波によって特性化される。

浅い眠りの段階では、個人のそれぞれの脳活動は、その後の睡眠状態では、被験者１に対する１２Ｈｚから１５Ｈｚの間の睡眠紡錘波の低減された範囲、及び被験者２に対する１３．５Ｈｚから１６Ｈｚの睡眠紡錘波の低減された範囲で放出された睡眠紡錘波によって特性化される。覚醒での効果を抑制する浅い眠り段階時に重要な役割を果たす睡眠紡錘波の低減された範囲は、各個人に特有であることが明白である。

ユーザ２の睡眠を特性化するために、中央ユニット２１は、脳活動信号の周波数分解を実行するように適合され、９から１６の周波数範囲において、ユーザ２に特有の睡眠紡錘波の低減された範囲を識別するように適合される。特に、睡眠紡錘波の低減された範囲は、１５μＶより大きい振幅及び０．５から２秒の持続期間を有する睡眠状態において、ユーザ２の脳波の周波数を含む。

ユーザ２の浅い眠り段階時に取得される脳活動信号を示す図３に示されるように、浅い眠り段階時に脳活動信号の９から１６Ｈｚの周波数範囲において、１５μＶより大きい振幅及び０．５から２秒の持続期間を有する脳波を検出することによって、睡眠紡錘波の低減された範囲の識別は、ユーザ２の睡眠状態において実行される。

それに代えて、睡眠紡錘波の低減された範囲の識別は、睡眠紡錘波の周波数の低減された範囲に対応する周波数の低減された範囲が識別されるまで、周波数の低減された範囲を変調することからなる反復処理によって実行されうる。特に、反復処理は、睡眠する個人の脳活動信号の９から１６Ｈｚの周波数の範囲において、周波数の複数の低減された範囲を決定することを含む。周波数の低減された範囲の各々において、振幅又は密度等のようなパラメータ、つまり、睡眠する個人の脳活動信号の、定義された期間における最小振幅を示す複数のピークは、睡眠紡錘波に対する同一パラメータの閾値代表値と比較される。睡眠紡錘波の低減された範囲は、その後、その脳活動信号が閾値を何倍も超える周波数の低減された範囲として定義されうる。

ユーザ２の覚醒状態では、中央ユニット２１は、その後、睡眠紡錘波の低減された範囲に対応する周波数の範囲における覚醒状態での脳活動信号の少なくとも１つのパラメータを閾値と比較しうる。睡眠紡錘波の低減された範囲に対応する周波数の範囲は、異なり、一般により狭くなり、ＳＭＲ波の周波数の範囲からオフセットする可能性がある。パラメータは、例えば、振幅及び密度、つまり、定義された期間において定義最小振幅を示す複数のピークのうちから選択される。

中央ユニット２１は、その後、好ましくは、少なくとも０．２５秒のような定義された期間中に、睡眠紡錘波の低減された範囲に対応する周波数の範囲において脳活動信号のパラメータが、閾値を超えるとき、ヘッドホン１０において可聴警告信号及び通信インターフェース２２のスクリーン上に視覚警告信号の放出を制御するように適合される。

図４を参照すると、睡眠の特性化のためのシステムで実装される、ユーザの睡眠の特性化の方法がここで説明される。

睡眠状態において、基準電極８、グランド電極１１及び測定電極９間の電位差は、ユーザ２の脳波の脳活動信号代表値を取得するために、ヘッドセット６によって測定される。この脳活動信号は、中央ユニット２１によって増幅及びデジタル化される。

浅い眠り段階において脳活動信号の９から１６Ｈｚの周波数の範囲において、中央ユニット２１は、ユーザ２の睡眠紡錘波の低減された範囲を識別し、この睡眠紡錘波の低減された範囲は、１５μＶより大きい振幅及び０．５から２秒の持続期間を有する睡眠しているユーザの脳波の周波数を含む。

覚醒状態において、基準電極８、グランド電極１１及び測定電極９間の電位差は、ユーザ２の脳波の脳活動信号代表値を取得するために、ヘッドセットによって測定される。この脳活動信号は、中央ユニット２１によって増幅及びデジタル化される。

睡眠紡錘波の低減された範囲に対応する周波数の範囲において、中央ユニット２１は、振幅又は密度である２つのパラメータの少なくとも一方を閾値と比較する。

睡眠紡錘波の低減された範囲に対応する周波数の範囲において脳活動信号のパラメータが閾値を超えるとき、定義された期間を適切に超える場合、可聴警告信号は、ヘッドセット１０で放出され、視覚警告信号は、通信インターフェース２２を介して表示される。それに加えて又はそれに代えて、通信インターフェース２２は、他の種類、特に、触覚、嗅覚又は味覚の、警告信号を放出するように適合されうる。

ユーザ２は、睡眠の質を向上させる脳波の放出が警告される。

睡眠の特性化に基づいて、ニューロフィードバック処置は、ユーザ２の睡眠の質を向上させるために導入されることができる。ニューロフィードバック処置は、所望の脳波を生じるために、ユーザ２を励ます目的のためのトレーニングである。当該トレーニングは、特定の警告信号によって所望の脳波の放出に報いるリラクゼーション及びエクササイズの１以上のシーケンスを含む。

トレーニング中に、閾値は、適切な脳波の生成において、ユーザ２を進歩させるために増大されうる。トレーニング中に、閾値は、また、十分に実行できないユーザのタスクを容易にするために低下されうる。それに加えて又はそれに代えて、警告信号を放出し、トレーニングをより複雑に又はより簡素にするために、閾値が超えなければならない定義期間を変更することが可能である。

Claims (12)

1. 個人（２）の睡眠の質の特性化のためのシステム（１）であって、
   −脳波の脳活動信号代表値を測定するように適合された測定装置（５）と、
   −電子的中央ユニット（２１）であって、９から１６Ｈｚの周波数の範囲で、前記個人（２）に特有の睡眠紡錘波の少なくとも１つの低減された範囲を識別し、睡眠紡錘波の前記低減された範囲は、１５μＶより大きい振幅及び０．５から２秒の持続期間を有する睡眠している前記個人（２）の脳波の周波数を含み、睡眠紡錘波の前記低減された範囲に対応する周波数の範囲において、覚醒している前記個人（２）の脳活動信号の少なくとも１つのパラメータを閾値と比較する、ように適合される、電子的中央ユニット（２１）と、
   −前記電子的中央ユニット（２１）に接続され、かつ、睡眠紡錘波の前記低減された範囲に対応する周波数の範囲において、前記脳活動信号の少なくとも１つのパラメータが前記閾値を超えるとき、前記個人にとって知覚可能な警告信号を放出するように適合された通信インターフェース（２２）と、
   を備える、特性化のためのシステム（１）。
2. 睡眠紡錘波の前記低減された範囲を識別するために、前記電子的中央ユニット（２１）は、睡眠している前記個人（２）の前記脳活動信号の９から１６Ｈｚの周波数の範囲において、１５μＶより大きい振幅及び０．５から２秒の持続期間を有する睡眠している前記個人（２）の脳波を検出するように適合された、請求項１に記載の特性化のためのシステム（１）。
3. 睡眠紡錘波の前記低減された範囲を識別するために、前記電子的中央ユニット（２１）は、
   −前記個人（２）のアルファピークの個人周波数を識別するように適合され、当該周波数は、７から１３Ｈｚの周波数のウィンドウにおけるスペクトルパワーの加重和と、前記ウィンドウにおけるアルファ波の総スペクトルパワーとの比として定義され、前記加重和のスペクトルパワーは、前記ウィンドウの前記周波数によって重み付けられ、
   

   

   ｆ_ｉは、アルファ波の周波数ｉであり、ａ_ｉ（ｆ_ｉ）は、周波数ｉでのアルファ波の振幅であり、
   −アルファ波の周波数と睡眠紡錘波の周波数との明白な境界を特性化するように適合され、アルファ波は、睡眠紡錘波の周波数に近い周波数を有し、
   −睡眠紡錘波自体の周波数の分析を可能にするためにアルファ波の周波数を除去するように適合される、
   請求項１又は２に記載の特性化のためのシステム（１）。
4. 前記測定装置（５）は、
   −前記個人（２）の頭に配置されるように意図される支持体（７）と、
   −前記電子的中央ユニット（２１）に接続され、かつ前記支持体（７）に配置される少なくとも１つの基準電極（８）、１つの接地電極（１１）及び１つの測定電極（９）であって、前記基準電極（８）、前記接地電極（１１）及び前記測定電極（９）の間の電位差を前記脳活動信号として測定する、前記基準電極（８）、前記接地電極（１１）及び前記測定電極（９）と、
   を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の特性化のためのシステム（１）。
5. 前記電子的中央ユニット（２１）は、前記支持体（７）上に搭載され、前記脳活動信号を増幅するように適合される、請求項４に記載の特性化のためのシステム（１）。
6. 前記電子的中央ユニット（２１）は、前記脳活動信号をデジタル化するように適合される、請求項５に記載の特性化のためのシステム（１）。
7. 前記基準電極（８）、前記接地電極（１１）及び前記測定電極（９）は、ドライ電極である、請求項４から６のいずれか一項に記載の特性化のためのシステム（１）。
8. 前記通信インターフェース（２２）は、前記個人（２）によって、手で持ち運び可能である、請求項１から７のいずれか一項に記載の特性化のためのシステム（１）。
9. 前記電子的中央ユニット（２１）は、前記パラメータを数回の反復の閾値と比較するように、そして少なくとも２回の反復間の閾値を修正するように適合される、請求項１から８のいずれか一項に記載の特性化のためのシステム（１）。
10. 前記通信インターフェースは、前記パラメータが期間の閾値を超えるときに警告信号を放出するように適合される、請求項１から９のいずれか一項に記載の特性化のためのシステム（１）。
11. 前記電子的中央ユニット（２１）は、前記パラメータを数回の反復の閾値と比較するように、そして少なくとも２回の反復間の期間を修正するように適合される、請求項１０に記載の特性化のためのシステム（１）。
12. 前記脳活動信号のパラメータは、振幅及び密度のうちから選択される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の特性化のためのシステム（１）。

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