專利名稱：音樂睡眠儀及一種控制睡眠避免夢中猝死的方法
音樂睡眠儀及一種控制睡眠避免夢中猝死的方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種音樂睡眠儀及一種控制睡眠避免夢中猝死的方法，具體 涉及一種采用心率反饋控制、腦波反饋控制使人快速進入睡眠狀態(tài)的儀器。以
及在監(jiān)控睡眠的過程中，當(dāng)檢測到心率高於105次/分或低於48次/分時，就 會發(fā)出信號，故意把人喚醒，避免夢中猝死的方法。
背景技術(shù)：
目前的睡眠儀是單功能、采用單方面注入式，而沒有采用心率反饋控制、 腦波反饋控制等兩種同時進行控制睡眠的方法，也沒有把睡眠儀和避免夢中 猝死結(jié)合在一臺儀器里的設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
本音樂睡眠儀依據(jù)腦波同步及腦波頻率引導(dǎo)原理，采用生物信息模擬技 術(shù)，用電腦模擬各種頻率的腦電波，并調(diào)制成腦波音樂信號反饋給使用者，
影響調(diào)節(jié)人體的腦電活動水平，使大腦誘導(dǎo)出所需的腦波。音樂睡眠儀包括 控制模塊、外接檢測模塊、音樂播放模塊、音樂聆聽模塊、彩色燈光模塊、 電流刺激模塊、高壓電場效應(yīng)模塊、音樂體感振子模塊等八個模塊。
控制模塊包括；微電腦(11)、顯示器鍵盤(12)、遙控接收器心率接 收(13)、遙控發(fā)射器(14);
外接檢測模塊包括心率檢測發(fā)送(21 )、腦波采集器、腦波發(fā)生器(22);
音樂播放模塊包括接口 (31)、處方音樂播放器(32)、播放速度控
制器(33);
音樂聆聽模塊包括調(diào)制/混合器(41)、高音控制器(42)、低音控制 器(43)、音量控制器(44)、功放L (45)、功放R (46)和聆聽用的耳 機或音箱(47);
彩色燈光模塊包括腦波變換器(51)、彩色燈控制器(52)和彩色燈 (53);電流刺激模塊包括信號混合器(61)、動態(tài)壓縮器(62)、低通濾波
器(63)、調(diào)制器(64)、電位器(65)、功放(66)、變壓器(67)和電 極(68);
高壓電場效應(yīng)模塊包括電位器(71)、功放(72)、變壓器(73)及 坐墊(74);
音樂體感振子模塊包括低通濾波器(81)、超低音發(fā)生器(82)、電 位器(83)、功放(84)及體感振子(85)。
微電腦(11)為DSP、 MCU、 ARM、 CPU中的一種；接口 (31)為USB 盤、SD卡、CF卡、mini畫SD卡、XD卡、SanDisk SDHC卡、Micro SD/TF 卡、MicroSDHC卡、磁盤、硬盤、光盤中的一種接口并包括對應(yīng)的存儲介質(zhì)； 處方音樂播放器(32)可以使用MP3、 MP4、 MP5、 VCD、 DVD、 CD、 MD 播放器及類似功能的軟件播放器。
心率檢測發(fā)送(21)、腦波采集器、腦波發(fā)生器(22)可以使用有線、 無線、紅外、藍(lán)牙的方式向微電腦進行傳輸；心率檢測發(fā)送(21)裝置可以 使用手腕式、指尖式、床墊式、遙感式；腦波采集器、腦波發(fā)生器(22)可 以使用頭戴式、貼片電極式、遙感式。
聆聽用的耳機或音箱(47)可以是頭戴式、耳塞式、頭骨傳導(dǎo)式、枕頭 式、床墊式。
彩色燈(53)，是通過控制紅、綠、藍(lán)三基色發(fā)光管中的紅、綠、藍(lán)的 比例，達(dá)到合成所有的彩色的目的。
本機可以工作在控制睡眠狀態(tài)、避免夢中猝死狀態(tài)、控制睡眠+避免夢 中猝死狀態(tài)。
控制睡眠狀態(tài)可以單獨使用心率反饋控制或單獨使用腦波反饋控制。
控制睡眠狀態(tài)誘導(dǎo)人腦所用的腦波可以由腦波發(fā)生器產(chǎn)生，也可以使用 隨機記錄下來的使用者在睡眠各階段出現(xiàn)的腦波。
控制睡眠的方法包括心率反饋控制和腦波反饋控制等兩種方法，它們可 以同時使用，也可以單獨分別使用。
心率反饋控制睡眠人的正常心率在60-100次/分左右，睡眠時會逐步 降低，進入深度睡眠時會降到正常心率的70%左右。首先通過語音催眠、彩 色燈變換顏色及調(diào)節(jié)閃光的頻率誘導(dǎo)睡眠；微電腦記錄下入睡時人的心率并 控制音樂播放速度，令音樂的節(jié)拍基本與人的心率相同或略低。
當(dāng)檢測到心率逐步降低時說明人已逐步進入睡眠狀態(tài)，此時微電腦控制音樂播放速度同步降低，讓音樂的節(jié)拍基本跟隨心率的降低按一定的函數(shù)關(guān) 系同步降低，微電腦同時把高音衰減，低音提升，音量降低，體感振子的振 動強度降低，電極的電流強度也降低，以適應(yīng)逐步進入睡眠的人體，并且不
至于阻礙人進入深度睡眠狀態(tài)。
當(dāng)檢測到心率降到正常心率的70%左右時，說明人已進入深度睡眠，微
電腦同時把高音、低音、音量、體感振子的振動強度以及電極的電流強度進
一步降低，直至為零；令處方音樂播放器停止工作；但心率檢測發(fā)送、腦波 采集器、腦波發(fā)生器始終處于工作狀態(tài)。
當(dāng)起床時間到，微電腦令處方音樂播放器開始工作，音量、體感振子的 振動強度從零開始慢慢增加、音樂的節(jié)拍基本跟隨心率的升高按一定的函數(shù) 關(guān)系同步升高，當(dāng)檢測到心率升到正常心率時，說明人已完全清醒，此時整 機停止工作。
本方法完全不同于通常聽著音樂睡覺——聽著音樂睡覺，當(dāng)人逐步進入 睡眠狀態(tài)時，音樂的速度、音量、高低音并不會改變，更不會自動關(guān)閉，在 關(guān)機前就會阻礙人進入深度睡眠。
腦波反饋控制睡眠人類腦電波一般分為四個層次，覺醒狀態(tài)的腦波稱
為e波，其頻率為14 30Hz;閉目養(yǎng)神時的腦波稱a波，頻率在8 14Hz; 入睡后出現(xiàn)的腦波稱為6波，其頻率為4 8Hz，這時人處于由清醒向入睡過 渡的淺睡狀態(tài)，容易被喚醒或驚醒，夢境常在此時出現(xiàn)；進入深度睡眠以后 的腦波為S波，頻率在0.4 4Hz,此時許多人就不易被喚醒。通過腦波采集 器檢測腦波，可以判定人的睡眠狀態(tài)。腦波按頻率高低的排列e波14 30Hz; a波8 14Hz; e波4 8Hz; S波0.4 4Hz。由于腦波范圍是 從0.4 30Hz，中間是連續(xù)的，因此腦波發(fā)生器輸出的腦波也是連續(xù)的。工 作過程中，當(dāng)腦波采集器檢測到e、 a、 e波時，腦波發(fā)生器產(chǎn)生并分別輸 出低一檔的a、 9、 S波到調(diào)制/混合器，與音樂調(diào)制或混合；因為腦波的頻 率多處在人耳聽覺范圍之外，所以用帶有治療效果的音樂信號來給大腦傳遞 腦波信號，即用治療音樂來對腦波信號進行幅度調(diào)制或混合，產(chǎn)生腦波+音樂 的調(diào)制波/混合波，來攜帶腦波導(dǎo)入人體，誘導(dǎo)大腦產(chǎn)生相應(yīng)腦波，直到人進 入深度睡眠，腦波采集器檢測到S波為止；不斷的檢測腦波，可以監(jiān)視人的 睡眠狀態(tài)，隨時控制音樂播放器的啟、閉，加快、減慢速度及改變其他參數(shù)。
當(dāng)腦波采集器檢測到S波時，說明人已進入深度睡眠，微電腦把高音、 低音、音量、體感振子的振動強度、電極的電流強度逐步降低至零；令處方音樂播放器停止工作，但心率檢測發(fā)送、腦波采集器、腦波發(fā)生器始終處于
工作狀態(tài)。 .
當(dāng)腦波采集器采集到S波后，處方音樂播放器停止工作的期間， 一旦腦
波采集器發(fā)現(xiàn)人腦出現(xiàn)e、 a波，提示人有醒過來的趨勢，此時即啟動處方 音樂播放器，令腦波發(fā)生器輸出5波，并把音量從小到大逐步增加，直至腦 波采集器檢測到e、 a波消退，5波重新出現(xiàn)為止。
當(dāng)起床時間到，微電腦令處方音樂播放器開始工作，音量、體感振子的 振動強度從零開始慢慢增加，腦波采集器檢測到S、 9、 cx波時，腦波發(fā)生 器產(chǎn)生并分別輸出高一檔的9 、 a 、 P波到調(diào)制/混合器，與音樂調(diào)制或混合； 當(dāng)腦波采集器檢測到e波時，說明人己完全清醒，整機停止工作。
在心率反饋控制的基礎(chǔ)上再結(jié)合腦波反饋控制，從而使人更快進入睡眠 狀態(tài)；誘導(dǎo)人腦所用的腦波可以由腦波發(fā)生器產(chǎn)生，也可以使用隨機記錄下 來的使用者在睡眠各階段出現(xiàn)的腦波；微電腦會判別哪種波更容易誘導(dǎo)出S 波而加以選擇。
本機可以工作在控制睡眠狀態(tài)、避免夢中猝死狀態(tài)、和控制睡眠+避免夢 中猝死狀態(tài)?？刂扑郀顟B(tài)還可以單獨使用心率反饋控制或單獨使用腦波反 饋控制。
當(dāng)心率高於105次/分或低於48次/分時，微電腦控制音樂播放器進入工 作狀態(tài)，故意把人喚醒，同時發(fā)出信號通知家人，避免使用者夢中猝死。


圖1、音樂睡眠儀原理方框圖具體實施方式
本發(fā)明實施例提供的音樂睡眠儀見圖1:它由微電腦(11)與顯示器鍵 盤(12)、遙控接收器心率接收(13)、遙控發(fā)射器(14)構(gòu)成主控部分， 并通過總線分別去控制處方音樂播放器(32)、播放速度控制器(33)，調(diào) 制/混合器(41)、高音控制器(42)、低音控制器(43)、音量控制器(44) 低通濾波器(63)、調(diào)制器(64)、電位器(65)、電位器(71)、電位器 (83)、彩色燈控制器(52)的同步工作，保證工作步調(diào)一致。預(yù)先錄制和挑選好的治療音樂通過接口 (31)可存貯在與接口對應(yīng)的存
儲介質(zhì)或處方音樂播放器(32)里，通過播放器播放，調(diào)速后送去調(diào)制/混合 器(41)與腦波進行幅度調(diào)制或疊加；由腦波采集器、腦波發(fā)生器(22)送 出的腦波也送去調(diào)制/混合器(41)與音樂進行幅度調(diào)制或疊加。
由腦波采集器、腦波發(fā)生器(22)送出的腦波的另一路經(jīng)過腦波變換器 (51)后送去彩色燈控制器(52)，根據(jù)腦波頻率的高低變換顏色去驅(qū)動彩 色燈(53)發(fā)彩色光并按腦波的頻率的相關(guān)系數(shù)進行閃動；
經(jīng)調(diào)制/混合器(41)處理的信號包含腦波及音樂成分，此信號分成兩路
一路通過高音控制器(42)、低音控制器(43)、音量控制器(44)后 由功放L (45)、功放R (46)放大，最后推動聆聽用的耳機或音箱(47);
另一路經(jīng)由信號混合器(61)、動態(tài)壓縮器(62)壓縮后分成三路
第一路送低通濾波器(63)、調(diào)制器(64)(含調(diào)制信號發(fā)生器)、電位 器(65)、功放(66)、變壓器(67)后通過電極(68)把音樂調(diào)制波導(dǎo)入 人體的相應(yīng)部位或穴位；
第二路送電位器(71)、功放(72)、變壓器(73)后由坐墊(74)轉(zhuǎn) 換成音樂電場，對人體進行作用；
第三路送低通濾波器(81)、超低音發(fā)生器(82)、電位器(83)、功 放(84)，最終由體感振子(85)產(chǎn)生16-150Hz的超低頻振動作用于人體。
心率檢測發(fā)送器(21)、腦波采集器、腦波發(fā)生器(22)分別是一個獨 立的的附件，可以自動不間斷地檢測人體的心率、腦波，并通過有線或無線、 紅外、藍(lán)牙等方式發(fā)送到微電腦，同步控制音樂的播放速度、高音、低音、 音量及電位器的數(shù)值。
使用方法第一次使用時戴好心率檢測發(fā)送器、腦波采集器(對于采用 遙感式心率檢測及腦波采集器可以減少這一步)，并開啟電源，按下開始鍵， 調(diào)節(jié)好音量、體感振子的振動強度、電極的電流強度、起床時間即可進入睡 眠狀態(tài)，其余的工作就由微電腦主導(dǎo)，直到睡眠結(jié)束，脫下心率檢測發(fā)送器、 腦波采集器，微電腦就會自動關(guān)機。以后使用時只要戴好心率檢測發(fā)送器、 腦波采集器(對于采用遙感式心率檢測及腦波采集器可以減少這一步)，并 開啟電源，按下開始鍵，微電腦會記住上次的音量、體感振動強度、電流強 度，使用會感到相對簡單方便。
有益的效果本儀器可以使有睡眠障礙及心血管有缺陷并存在夢中猝死 傾向的人受益。
權(quán)利要求
1.一種音樂睡眠儀，其特征在于，它包括控制模塊、外接檢測模塊、音樂播放模塊、音樂聆聽模塊、彩色燈光模塊、電流刺激模塊、高壓電場效應(yīng)模塊、音樂體感振子模塊等八個模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音樂睡眠儀，其特征在于所述控制模塊包括微電腦(11)、顯示器鍵盤(12)、遙控接收器心 率接收(13)、遙控發(fā)射器(14);所述外接檢測模塊包括心率檢測發(fā)送(21)、腦波采集器、腦波發(fā) 生器(22);所述音樂播放模塊包括接口 (31)、處方音樂播放器(32)、速度控 制器(33);所述音樂聆聽模塊包括調(diào)制/混合器(41)、高音控制器(42)、低音 控制器(43)、音量控制器(44)、功放L (45)、功放R (46)和聆聽用 的耳機或音箱(47);所述彩色燈光模塊包括腦波變換器(51)、彩色燈控制器(52)和彩 色燈(53);所述電流刺激模塊包括信號混合器(61)、動態(tài)壓縮器(62)、低通 濾波器(63)、調(diào)制器(64)、電位器(65)、功放(66)、變壓器(67) 和電極(68);所述高壓電場效應(yīng)模塊包括電位器(71)、功放(72)、變壓器(73) 及坐墊(74);所述音樂體感振子模塊包括低通濾波器(81)、超低音發(fā)生器(82)、 電位器(83)、功放(84)及體感振子(85)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的音樂睡眠儀，其特征在于所述微電腦(11)為 DSP、 MCU、 ARM、 CPU中的一種；所述的接口 (31)為USB盤、SD卡、 CF卡、mini隱SD卡、XD卡、SanDisk SDHC卡、Micro SD/TF卡、MicroSDHC 卡、磁盤、硬盤、光盤中的一種接口并包括對應(yīng)的存儲介質(zhì)；所述處方音樂 播放器(32)可以使用MP3、 MP4、 MP5、 VCD、 DVD、 CD、 MD播放器及 類似功能的軟件播放器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的音樂睡眠儀，其特征在于所述心率檢測發(fā)送(21)、腦波采集器、腦波發(fā)生器(22)可以使用有線、無線、紅外、藍(lán)牙的方式向微電腦進行傳輸；心率檢測發(fā)送(21)裝置可以使用手腕式、指尖 式、床墊式、遙感式；腦波采集器、腦波發(fā)生器(22)可以使用頭戴式、貼 片電極式、遙感式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的音樂睡眠儀，其特征在于所述聆聽用的耳機或 音箱(47)可以是頭戴式、耳塞式、頭骨傳導(dǎo)式、枕頭式、床墊式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的音樂睡眠儀，其特征在于所述的彩色燈(53)， 是通過控制紅、綠、藍(lán)三基色發(fā)光管中的紅、綠、藍(lán)的比例，達(dá)到合成所有 的彩色的目的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的音樂睡眠儀，其特征在于所述本機可以工作在 控制睡眠狀態(tài)、避免夢中猝死狀態(tài)、控制睡眠十避免夢中猝死狀態(tài)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的音樂睡眠儀，其特征在于所述控制睡眠狀態(tài)可以單獨使用心率反饋控制或單獨使用腦波反饋控制。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的音樂睡眠儀，其特征在于所述控制睡眠狀態(tài)誘導(dǎo)人腦所用的腦波可以由腦波發(fā)生器產(chǎn)生，也可以使用隨機記錄下來的使用 者在睡眠各階段出現(xiàn)的腦波。
10. —種控制睡眠避免夢中猝死的方法，其特征在于分為控制睡眠和避 免夢中猝死方法；控制睡眠的方法包括心率反饋控制和腦波反饋控制等兩種；其中所述心率反饋控制睡眠方法如下(1) 人的正常心率在60-100次/分左右，睡眠時會逐步降低，進入深度睡眠時會降到正常心率的70%左右；首先通過語音催眠、彩色燈變換顏色及 調(diào)節(jié)閃光的頻率誘導(dǎo)睡眠；微電腦記錄下入睡時人的心率并控制音樂播放速 度，令音樂的節(jié)拍基本與人的心率相同或略低；(2) 當(dāng)檢測到心率逐步降低時，此時微電腦控制音樂播放速度同步降低， 讓音樂的節(jié)拍基本跟隨心率的降低按一定的函數(shù)關(guān)系同步降低，微電腦同時 把高音衰減，低音提升，音量降低，體感振子的振動強度降低，電極的電流 強度也降低；(3) 當(dāng)檢測到心率降到正常心率的70%左右時，微電腦把高音、低音、 音量、體感振子的振動強度以及電極的電流強度進一步降低，直至為零；令 處方音樂播放器停止工作；但心率檢測發(fā)送、腦波釆集器、腦波發(fā)生器始終 處于工作狀態(tài)； '(4)當(dāng)起床時間到，微電腦令處方音樂播放器開始工作，音量、體感振 子的振動強度從零開始慢慢增加、音樂的節(jié)拍基本跟隨心率的升高按一定的 函數(shù)關(guān)系同步升高，當(dāng)檢測到心率升到正常心率時整機停止工作； 所述腦波反饋控制睡眠方法如下(1) 人類腦電波一般分為四個層次覺醒狀態(tài)的腦波稱為P波，其頻率 為14 30Hz;閉目養(yǎng)神時的腦波稱a波，頻率在8 14Hz;入睡后出現(xiàn)的腦 波稱為e波，其頻率為4 8Hz;進入深度睡眠以后的腦波為5波，頻率在 0.4 4Hz;通過腦波采集器檢測腦波，可以判定人的睡眠狀態(tài)；工作過程中，當(dāng)腦波采集器檢測到e、 a、 e波時，腦波發(fā)生器產(chǎn)生并分別輸出低一檔的a、 9、 S波到調(diào)制/混合器，與音樂調(diào)制或混合；誘導(dǎo)大腦產(chǎn)生相應(yīng)腦波； 直到人進入深度睡眠，腦波采集器檢測到S波為止；(2) 當(dāng)腦波采集器檢測到3波時，微電腦把高音、低音、音量、體感振 子的振動強度、電極的電流強度逐步降低至零；令處方音樂播放器停止工作； 但心率檢測發(fā)送、腦波采集器、腦波發(fā)生器始終處于工作狀態(tài)；(3) 當(dāng)腦波采集器采集到S波后，處方音樂播放器停止工作的期間，一 旦腦波采集器發(fā)現(xiàn)人腦出現(xiàn)e、 a波，提示人有醒過來的趨勢，此時即啟動 處方音樂播放器，令腦波發(fā)生器輸出S波，并把音量從小到大逐步增加，直 至腦波采集器檢測到e 、 a波消退，S波重新出現(xiàn)為止；(4) 當(dāng)起床時間到，腦波采集器檢測到S、 9、 a波時，腦波發(fā)生器產(chǎn) 生并分別輸出高一檔的e、 a、 e波到調(diào)制/混合器，與音樂調(diào)制或混合；直 至腦波采集器檢測到0波時為止，當(dāng)檢測到6波時整機停止工作；避免夢中猝死的方法如下當(dāng)心率高於105次/分或低於48次/分時，微電腦控制音樂播放器進入工 作狀態(tài)，故意把人喚醒，同時發(fā)出信號通知家人，避免使用者夢中猝死。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種音樂睡眠儀及一種控制睡眠避免夢中猝死的方法，它是采用心率反饋控制、腦波反饋控制使人快速進入睡眠狀態(tài)的儀器。以及一種在睡眠時當(dāng)檢測到心率高於105次/分或低於48次/分時，就會發(fā)出信號，故意把人喚醒，避免夢中猝死的方法。本機包括控制模塊、外接檢測模塊、音樂播放模塊、音樂聆聽模塊、彩色燈光模塊、電流刺激模塊、高壓電場效應(yīng)模塊、音樂體感振子模塊等八個模塊。它有控制睡眠狀態(tài)、避免夢中猝死狀態(tài)、控制睡眠+避免夢中猝死狀態(tài)可供選擇。控制睡眠狀態(tài)可以單獨使用心率反饋控制或單獨使用腦波反饋控制。控制睡眠狀態(tài)誘導(dǎo)人腦所用的腦波可以由腦波發(fā)生器產(chǎn)生，也可以使用隨機記錄下來的使用者在睡眠各階段出現(xiàn)的腦波。
文檔編號A61M21/02GK101584903SQ20091004086
公開日2009年11月25日 申請日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者隆 李 申請人:隆 李