專利名稱：音樂睡眠儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
音樂睡眠儀
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型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(jìn)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(jìn)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。

實用新型內(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(jìn)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(jìn)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(jìn)行閃動；經(jīng)調(diào)制/混合器(41)調(diào)制/混合后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(jī)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(jìn)行作用；[0012]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(dú)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?？刂颇K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)送器(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(jī)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-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1^3、1^4、1^5、￥0)、0￥0、 CD、MD播放器及類似功能的軟件播放器。心率檢測發(fā)送器(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(jìn)行傳輸；心率檢測發(fā)送器(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(jī)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(jī)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)?？刂扑郀顟B(tài)可以單獨(dú)使用心率反饋控制或單獨(dú)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(jī)記錄 下來的使用者在睡眠各階段出現(xiàn)的腦波?？刂扑叩姆椒òㄐ穆史答伩刂坪湍X波反饋控制等兩種方法，它們可以同時使 用，也可以單獨(dú)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(jìn)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(jìn)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(qiáng)度降低，電極的電流強(qiáng)度也降低，以 適應(yīng)逐步進(jìn)入睡眠的人體，并且不至于阻礙人進(jìn)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(jìn)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(qiáng)度以及電極的電流強(qiáng)度進(jìn)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)送器、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(qiáng)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(jī)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(jìn)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(jī)前就會阻礙人進(jìn)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β波， 其頻率為14 30Hz ；閉目養(yǎng)神時的腦波稱α波，頻率在8 14Hz ；入睡后出現(xiàn)的腦波稱 為θ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(jìn)入深度睡眠以后的腦波為δ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β波14 30Hz ； α波8 14Hz ； θ波4 8Hz ； δ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β、α、θ波時，腦波發(fā)生器產(chǎn)生并分別輸出低一檔的α、θ、δ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(jìn)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(jìn)入深度睡眠，腦波采集器檢測到δ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δ波時，說明人已進(jìn)入深度睡眠，微電腦把高音、低音、音 量、體感振子的振動強(qiáng)度、電極的電流強(qiáng)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)送器、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δ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)θ、α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δ波，并把音量從小到大逐步增加，直至腦波采集器檢測到θ、α波消退，δ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(qiáng)度從 零開始慢慢增加，腦波采集器檢測到δ、θ、α波時，腦波發(fā)生器產(chǎn)生并分別輸出高一檔的 θ、α、β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β波時，說明人已 完全清醒，整機(jī)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(jìn)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(jī)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。[0040] 本機(jī)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(dú)使用心率反饋控制或單獨(dú)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(jìn)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實用新型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(jìn)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(jìn)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(jìn)行閃動；經(jīng)調(diào)制/混合器(41)調(diào)制/混合后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(jī)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(jìn)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(dú)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(qiáng)度、電極的電流強(qiáng)度、起床時間即可進(jìn)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(jī)。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(qiáng)度、電流強(qiáng)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)利要求根據(jù)權(quán)利要求1所述的音樂睡眠儀，其特征在于它由微電腦(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(jìn)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(jìn)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(jìn)行閃動；經(jīng)調(diào)制/混合器(41)調(diào)制/混合后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(jī)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(jìn)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(dú)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。
2.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-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 ；所述處方音樂播放器 (32)可以使用 MP3、MP4、MP5、VCD、DVD、CD、MD 播放器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音樂睡眠儀，其特征在于所述心率檢測發(fā)送器(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(jìn)行傳輸；心率檢 測發(fā)送器(21)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。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音樂睡眠儀，其特征在于所述聆聽用的耳機(jī)(47)可以是頭 戴式、耳塞式、頭骨傳導(dǎo)式，音箱可以是枕頭式、床墊式。
專利摘要本實用新型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(jìn)入睡眠狀態(tài)的儀器。以及一種在睡眠時當(dāng)檢測到心率高于105次/分或低于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(jī)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?？刂扑郀顟B(tài)可以單獨(dú)使用心率反饋控制或單獨(dú)使用腦波反饋控制?？刂扑郀顟B(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(jī)記錄下來的使用者在睡眠各階段出現(xiàn)的腦波。
文檔編號A61M21/02GK201727828SQ20092005985
公開日2011年2月2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)明者李隆 申請人:李隆