枕頭和睡眠干預方法與流程

本發明涉及到睡眠管理領域，特別是涉及到一種枕頭和睡眠干預方法。

背景技術：

現有的睡眠干預方法，主要是干預人體打鼾，通過震動、電擊等方式刺激人體，以達到止鼾的效果，比如智能手環、智能手表等。僅僅通過在手腕傳感心律和輾轉很難正確判斷人體是否處于睡握狀態以及睡眠區間，一些干擾信號也容易使智能手環或智能手表等誤判為人體處于打鼾狀態等，影響用戶的使用。

技術實現要素：

本發明的主要目的為提供一種可以有效對人體睡眠狀態進行干預的枕頭和睡眠干預方法。

為了實現上述發明目的，本發明首先提出一種枕頭，包括本體，以及設置在所述本體內的生理信號傳感器、控制器和干預裝置；

所述生理信號傳感器采集人體的生理信號發送給所述控制器，控制器根據所述生理信號判斷人體的睡眠狀態，并根據所述睡眠狀態生成對應的控制命令控制所述干預裝置輸出干預信號。

進一步地，所述枕頭還包括計時裝置，所述計時裝置設置于所述本體內，并發送時間信號給所述控制器。

進一步地，所述枕頭還包括藍光發射器，所述藍光發射器設置于所述本體的外側側邊；

所述控制器接收計時裝置發送給的時間信號為藍光發射時間時，控制所述藍光發射器發射藍光促進人體夜晚時分泌褪黑素。

進一步地，所述枕頭還包括無線發射/接收裝置，所述無線發射/接收裝置與所述控制器連接。

本發明還提供一種睡眠干預方法，包括：

控制器通過生理信號傳感器獲取人體的生理信號，并判斷人體是否壓迫于所述枕頭的本體上；

若是，則根據所述生理信號判斷人體的睡眠狀態；

根據所述睡眠狀態調用預設的干預策略，控制所述干預裝置輸出干預信號調節人體的睡眠狀態。

進一步地，所述根據所述睡眠狀態調用預設的干預策略，控制所述干預裝置輸出干預信號調節人體的睡眠狀態的步驟，包括：

當所述人體的睡眠狀態為打鼾狀態時，檢測人體的打鼾強度；

根據所述打鼾強度生成對應的控制命令控制所述干預裝置輸出干預信號的強度。

進一步地，所述根據所述打鼾強度生成對應的控制命令控制所述干預裝置輸出干預信號的強度的步驟，包括：

控制所述干預裝置輸出的干預信號強度逐級變大，同時檢測人體的打鼾狀態；

當打鼾狀態消除時，停止所述干預裝置輸出干預信號。

進一步地，所述控制所述干預裝置輸出的干預信號強度逐級變大，同時檢測人體的打鼾狀態的步驟之后，包括：

當打鼾狀態消除時，記錄所述干預裝置輸出的干預信號強度為第一干預信號強度；

當再次檢測到人體處于打鼾狀態時，控制所述干預裝置以所述第一干預信號強度輸出，或者，以小于所述第一干預信號強度指定級數的輸出強度輸出。

進一步地，所述根據所述睡眠狀態調用預設的干預策略，控制所述干預裝置輸出干預信號調節人體的睡眠狀態的步驟，包括：

在進入預設的鬧鐘時間段內時，若人體處于淺度睡眠狀態，則控制干預裝置啟動；若人體處于深度睡眠，則在所述鬧鈴時間段的末尾時控制所述干預裝置啟動。

進一步地，所述根據所述睡眠狀態調用預設的干預策略，控制所述干預裝置輸出干預信號調節人體的睡眠狀態的步驟，包括：

在指定的時間段控制藍光發射器發射藍光促進人體夜晚時分泌褪黑素。

進一步地，所述根據所述睡眠狀態調用預設的干預策略，控制所述干預裝置輸出干預信號調節人體的睡眠狀態的步驟，包括：

當所述人體的睡眠狀態為等待睡眠狀態時，控制所述干預裝置輸出指定節律的震動信號和/或音樂的助眠干預信號。

本發明提供的枕頭和睡眠干預方法，通過在枕頭的本體內設置生理信號傳感器，然后通過采集的人體生理信號判斷人體是否處于睡眠姿態(頭部壓迫于枕頭的本體上)，只有人體處于睡眠姿態才會判斷人體的睡眠狀態，檢測到的人體睡眠狀態更加準確，然后再根據睡眠狀態調用預設的干預策略干預人體的睡眠狀態，干預效果更佳。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的枕頭的結構示意框圖；

圖2為本發明一實施例的枕頭的結構示意框圖；

圖3位本發明一實施例的睡眠干預方法的流程示意圖。

本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

參照圖1，本發明實施例提供一種枕頭，包括本體10，以及設置在所述本體10內的生理信號傳感器20、控制器30和干預裝置40；上述生理信號傳感器20采集人體的生理信號發送給所述控制器30，控制器30根據所述生理信號判斷人體的睡眠狀態，并根據所述睡眠狀態生成對應的控制命令控制所述干預裝置40輸出干預信號。

本實施例中，上述本體10是指用于承載人體頭部的主體，一般由海綿等柔性物體組成，然后在外面包裹有柔性布料等制成的枕套等。上述生理信號傳感器20是指可以采集人體震動信號的傳感器，其一般包括布設在本體10上的壓電薄膜、處理電路和微處理器等，壓電薄膜采集人體頭部產生的震動信號并將其轉換成電信號，然后由處理電路進行放大、模數轉換等處理，轉發給上述微處理器進行分析處理等，可以將上述震動信號解析為反應人體生理的信號，如人體呼吸信號、心率信號、輾轉信號等。上述壓電薄膜包括多個，按照預設形狀布設在所述本體10外表面或貫穿設置在本體10的內部，或者成網狀的包裹在本體10外側等。上述控制器30一般包括存儲器和處理器，存儲器用于存儲處理器需要執行的程序，以及存儲生理信號傳感器20采集的人體生理信號等，處理器可以根據人體的生理信號判斷人體的睡眠狀態，其中睡眠狀態一般包括打鼾狀態、淺度睡眠狀態、深度睡眠狀態、快速眼動睡眠狀態、等待睡眠狀態等，還可以控制上述干預裝置40輸出干預信號。本實施例中，上述處理器和微處理器可以是同一個處理器，也可以為不同的兩個處理器。上述干預裝置40可以包括震動器和/或音頻播放器等，比如由柔性物體包裹的偏心電機、線性馬達、電磁震動、音圈等產生機械震動的震動器，或者蜂鳴器、音樂播放器等音頻播放器等。當使用震動器時，既可以產生良好的觸覺體驗，又能產生足夠的震動感知，而且不會干擾到他人。

本實施例中，上述干預裝置40可以包括多個震動器，分別設置在本體10的不同位置，以便于更好的將干預信號傳遞給用戶。比如，將枕頭本體10延長度方向分成三等分，在兩個分割線的位置分別設置有震動裝置，以保證將震動信號傳遞給用戶。在一具體實施例中，還可以根據上述生理信號傳感器20的壓電薄膜等判斷用戶頭部的具體位置，從而根據頭部位置控制對應的震動器啟動。

參照圖2，本實施例中，上述枕頭還包括計時裝置50，所述計時裝置50設置于所述本體10內，并發送時間信號給所述控制器30。上述計時裝置50一般由精密時鐘晶振等組成，獲取準確的時間信息，其一般設置在枕頭本體10的內部。如智能手表、鬧鐘等一樣，當到達設定的鬧鈴時間后，會發送一個電信號給控制器30，控制器30則根據鬧鐘信號控制上述干預裝置40發出干預信號叫醒睡在上述枕頭上的用戶。

參照圖2，本實施例中，上述枕頭還包括藍光發射器，所述藍光發射器設置于所述本體10的外側側邊；控制器30接收計時裝置50發送給的時間信號為藍光發射時間時，控制所述藍光發射器發射藍光促進人體夜晚時分泌褪黑素。上述藍光發射器可以發射藍光，早上的藍光刺激可以促進人體夜晚時分泌褪黑素，從而調節人體十幾個小時后的下一次夜間睡眠。上述藍光發射時間一般為清晨，其可以通過用戶進行設定，比如，設置成每天太陽躍出地平線的時間，或固定在每天清晨6點鐘的時間等。藍光的照射時間長度同樣可以根據使用要求進行設定。

本實施例中，上述枕頭還包括無線發射/接收裝置，所述無線發射/接收裝置與所述控制器30連接。無線發射/接收裝置主要用于無線輸出數據使用，比如，將生理信號傳感器20采集的人體生理信號發送給上位機等，上位機可以為電腦、手機等智能電子設備。本實施例中，上位機可以對接收到的數據進行分析，然后將根據分析結果生成對應的控制命令發送給控制器30，然后由控制器30控制干預裝置40進行工作，即數據處理的過程由手機等上位機進行，降低控制器30的配置要求。

參照圖3，在一實施例中，本發明還利用上述實施例的枕頭實現一種睡眠干預方法，包括步驟：

S1、控制器30通過生理信號傳感器20獲取人體的生理信號，并判斷人體是否壓迫于所述枕頭的本體10上；

S2、若是，則根據所述生理信號判斷人體的睡眠狀態；

S3、根據所述睡眠狀態調用預設的干預策略，控制所述干預裝置40輸出干預信號調節人體的睡眠狀態。

如上述步驟S1至S3所述，在對用戶的睡眠進行干預之前，首先判斷人體是否壓迫在枕頭的本體10上，只有確定人體壓迫在枕頭上，才會進行相應的睡眠干預。判斷人體是否壓迫在枕頭的本體10上的方法一般為，判斷生理信號傳感器20采集的數據是否符合人體的生理信號，比如，枕頭本體10上壓迫一本書，雖然會產生壓迫信號，但是不會產生類似人體的生理信號，所以通過生理信號傳感器20采集的數據可以準確地判斷人體是否壓迫在枕頭的本體10上。上述睡眠狀態一般包括打鼾狀態、淺度睡眠狀態、深度睡眠狀態、快速眼動睡眠狀態、等待睡眠狀態等，上述干預策略即為預設在控制器30中的處理程序，被觸發哪一種干預策略，則控制干預裝置40發出對應的干預信號，比如，判斷人體處于打鼾狀態時，則發出對應止鼾策略的干預信號。本實施例中，判斷人體睡眠狀態，可以根據采集到的生理信號中的呼吸信號、心率信號等進行推定。

本實施例中，上述根據所述睡眠狀態調用預設的干預策略，控制所述干預裝置40輸出干預信號調節人體的睡眠狀態的步驟S3，包括：

S31、當所述人體的睡眠狀態為打鼾狀態時，檢測人體的打鼾強度；

S32、根據所述打鼾強度生成對應的控制命令控制所述干預裝置40輸出干預信號的強度。

如上述步驟S31和S32所述，即為一種干預策略，當判斷出人體的睡眠狀態為打鼾狀態，則檢測人體的打鼾強度。本實施例中，檢測人體是否打鼾的方法一般為通過生理信號傳感器20獲取人體睡眠時的生理信號，并判斷出人體生理信號中的呼吸信號，其中，呼吸信號包括吸氣時產生的吸氣信號，以及呼氣時產生的呼氣信號；獲取吸氣信號上疊加的指定范圍頻率的第一震動信號的強度，以及與吸氣信號相鄰的呼氣信號上疊加的指定范圍頻率的第二震動信號的強度；按照預設的方法比較第一震動信號的強度和第二震動信號的強度，根據比較結果判斷人體是否為打鼾狀態等。通過上述方法可以準確的判斷出人體是否打鼾，有效降低外部的影響。而檢測人體的打鼾強度的方法，則可以根據呼吸信號的強度進行判斷，一般呼吸信號的強度越大，打鼾強度也越大。在其它實施例中，也可以通過拾音傳感器采集人體發出的聲音信號，判斷用戶是否處于打鼾狀態，聲音信號的強度越大，則說明用戶的打鼾強度越強。本實施例中，根據人體的打鼾強度輸出對應的干預信號的強度，可以更有效地進行止鼾，打鼾強度越強，輸出的干預信號的強度也可以適當調強。

本實施例中，上述根據所述打鼾強度生成對應的控制命令控制所述干預裝置40輸出干預信號的強度的步驟S32，包括：

S321、控制所述干預裝置40輸出的干預信號強度逐級變大，同時檢測人體的打鼾狀態；

S322、當打鼾狀態消除時，停止所述干預裝置40輸出干預信號。

如上述步驟S321和S322所述，即為控制干預信號的輸出強度從小向大的逐步變強，在變強的過程中實時監測人體的打鼾狀態，當人體停止打鼾后，停止干預裝置40輸出干預信號。由于不同的人的睡眠時被喚醒的條件不同，比如，人們常說的，“睡眠輕(覺輕)”的人容易被喚醒，而“睡眠死(覺重)”的人不易被喚醒，所以如果遇到“睡眠輕(覺輕)”的人，輸出強度較大的干預信號可能會直接將用戶喚醒影響用戶的睡眠，而干預信號逐級變強，不但可以有效地止鼾，還可以有效第地防止將睡眠的人喚醒。

本實施例中，上述控制所述干預裝置40輸出的干預信號強度逐級變大，同時檢測人體的打鼾狀態的步驟S321之后，包括：

S323、當打鼾狀態消除時，記錄所述干預裝置40輸出的干預信號強度為第一干預信號強度；

S324、當再次檢測到人體處于打鼾狀態時，控制所述干預裝置40以所述第一干預信號強度輸出，或者，以小于所述第一干預信號強度指定級數的輸出強度輸出。

如上述步驟S323和S324所述，當人體的打鼾狀態被制止后，過一段時間還可能再次進入打鼾狀態，所以將上一次的第一干預信號強度記錄下來，作為下一次制止打鼾的起始干預信號強度，可以快速地完成止鼾。在另一實施例中，還可以以小于所述第一干預信號強度指定級數的輸出強度輸出，防止干預信號強度過強而直接喚醒用戶。

本實施例中，上述控制所述干預裝置40輸出的干預信號強度逐級變大，同時檢測人體的打鼾狀態的步驟S321之后包括：

S3211，當干預信號未能有效止鼾時，發送相應的信號至指定的上位機，使用戶通過上位機了解干預情況，以進行相應的設置，以便于下一次有效地進行止鼾。

本實施例中，上述當再次檢測到人體處于打鼾狀態時，控制所述干預裝置40以所述第一干預信號強度輸出，或者，以小于所述第一干預信號強度指定級數的輸出強度輸出的步驟S324之前，一般還包括：

S325，檢測本體10上的人體與前一進入打鼾狀態的人體是否未同一人，若是，則進行上述步驟S324的步驟，若否，則進行上述步驟S321和S322的步驟。

如上述步驟S325所述，即上述枕頭可以識別使用者，其方法一般通過分析采集到的人體生理信號，比如，將采集到的生理信號中的心率信號和呼吸率信號等與已記錄的心率信號和呼吸率信號等進行匹配，從而判斷使用上述枕頭的用戶的身份，調用與之對應的干預信號輸出強度，干預效果更佳，在干預人體睡眠狀態時，降低直接將人體喚醒的情況發生。

本實施例中，上述根據所述睡眠狀態調用預設的干預策略，控制所述干預裝置40輸出干預信號調節人體的睡眠狀態的步驟S3，包括：

S33、在進入預設的鬧鐘時間段內時，若人體處于淺度睡眠狀態，則控制干預裝置40啟動；若人體處于深度睡眠，則在所述鬧鈴時間段的末尾時控制所述干預裝置40啟動。

如上述步驟S33所述，上述枕頭具有鬧鐘功能，但是鬧鐘的時間為一個時間段，比如設定鬧鐘的時間為六點鐘，那么鬧鐘時間段可以加上前后預設的時間長度，如在六點的前后各加10分鐘，即鬧鐘時間段為五點五十至六點十分。設置鬧鐘時間段的作用是可以提高人體被叫醒的體驗，在進入鬧鐘時間段內，啟動干預裝置40進行叫醒用戶之前，首先判斷人體的睡眠狀態，主要判斷人體處于淺度睡眠狀態還是深度睡眠狀態，如果處于淺度睡眠狀態，則立即啟動干預裝置40輸出干預信號喚醒用戶，如果處于深度睡眠狀態，則繼續監測人體的睡眠狀態，如果在鬧鐘時間段內監測到人體由深度睡眠狀態轉換到淺度睡眠狀態，則立即啟動干預裝置40輸出干預信號喚醒用戶，如果在鬧鐘時間段內監測到人體始終深度睡眠狀態，則在鬧鐘時間段結束時，啟動干預裝置40輸出干預信號喚醒用戶。即當進入預設的鬧鐘時間段內時，優先在人體處于淺度睡眠時輸出干預信號喚醒用戶，如果在鬧鐘時間段內用戶一直處于深度睡眠狀態，在最后才會輸出干預信號喚醒用戶，以提高用戶被喚醒時的狀態更佳。本實施例中，干預輸出信號也會由弱向強逐級遞增，而且會根據人體所處的睡眠狀態，適當選用干預信號輸出的起始強度，一般用戶處于深度睡眠狀態時的干預信號輸出的起始強度高于用戶處于淺度睡眠狀態時的干預信號輸出的起始強度。在其它實施例中，在進入預設的鬧鐘時間段內時，若人體處于快速眼動睡眠狀態，則在所述鬧鈴時間段的末尾時控制所述干預裝置40啟動，或者，當人體結束快速眼動睡眠狀態時控制所述干預裝置40啟動。

本實施例中，上述根據所述睡眠狀態調用預設的干預策略，控制所述干預裝置40輸出干預信號調節人體的睡眠狀態的步驟S3，包括：

S34、在指定的時間段控制藍光發射器發射藍光促進人體夜晚時分泌褪黑素。

如上述步驟S34所述，上述藍光發射器可以發射藍光，早上的藍光刺激可以促進人體夜晚時分泌褪黑素，從而調節人體十幾個小時后的下一次夜間睡眠。上述藍光發射時間一般為清晨，其可以通過用戶進行設定，比如，設置成每天太陽躍出地平線的時間，或固定在每天清晨6點鐘的時間等。藍光的照射時間長度同樣可以根據使用要求進行設定。

本實施例中，上述根據所述睡眠狀態調用預設的干預策略，控制所述干預裝置40輸出干預信號調節人體的睡眠狀態的步驟S3，包括：

S35、當所述人體的睡眠狀態為等待睡眠狀態時，控制所述干預裝置40輸出指定節律的震動信號和/或音樂的助眠干預信號。

如上述步驟S35所述，可以通過生理信號傳感器20采集到人體在枕頭上的人體呼吸信號、心率信號、輾轉信號等生理信號，可以根據這些信號判斷人體是否處于等待睡眠狀態，比如，用戶剛將頭枕到枕頭上時，輾轉信號會相對較多，當輾轉信號減少到指定閾值后，可以判定人體處于等待睡眠狀態，然后通過干預裝置40輸出指定頻率的震動信號，以及有效促進人體進入睡眠的輕音樂等，以幫助用戶快速進入睡眠，當檢測到人體進入睡眠，則逐漸降低干預信號輸出的強度，直到停止。

在一具體實施例中，設置于上述本體10中的各元器件等進行碎片化布置，以提高用戶在使用上述枕頭時的舒適度。本體10中的生理信號傳感器20采集到突然的信號數據變化時，開始檢測本體10上是否有人躺臥，如果有，則開始時刻分析采集到的人體生理信號，以確定人體的睡眠狀態，當檢測到人體處于等待睡眠狀態時，通過干預裝置40輸出指定頻率的震動信號和/或輕音樂促進人體快速進入睡眠；當檢測到人體處于打鼾狀態，則判斷人體的身份，如果該身份有記錄，則調用與其對應的干預策略進行止鼾，如調用該身份上一次止鼾時干預信號的輸出強度輸出干預信號，干預信號強度逐級變大，同時檢測人體的打鼾狀態，當打鼾狀態消除時，停止所述干預裝置40輸出干預信號等；如果上述身份未確定，則直接使用一個較低的干預信號輸出強度進行干預，并逐級增強干預信號的輸出強度等。如果止鼾失敗，則發送相應的報警信息給上位機，以便于用戶在睡醒后對干預裝置40進行設置等。當進入鬧鐘時間段后，如果人體處于淺度睡眠狀態，則立刻啟動干預裝置40喚醒用戶，如果在鬧鐘時間段內人體始終處于深度睡眠狀態，則在鬧鐘時間段結束時啟動干預裝置40喚醒用戶，喚醒人體的標識是人體離開枕頭本體10。當進入藍光照射的時間時，如在清晨太陽升起的時候發射控制藍光發射器進行發射藍光，促進人體夜晚時的褪黑素分泌，以調整調節人體在十幾個小時后的下一次夜間睡眠。

本發明提供的枕頭和睡眠干預方法，通過在枕頭的本體10內設置生理信號傳感器20，然后通過采集的人體生理信號判斷人體是否處于睡眠姿態(頭部壓迫于枕頭的本體10上)，只有人體處于睡眠姿態才會判斷人體的睡眠狀態，檢測到的人體睡眠狀態更加準確，然后再根據睡眠狀態調用預設的干預策略干預人體的睡眠狀態，干預效果更佳。

以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。