根据35 U.S.C.§119(e)的规定，本申请主张2007年9月25日提交的序号为no.60/974,920的美国临时专利申请和2008年9月15日提交的序号为no.12/211,244的美国专利申请的权益，以引用的方式将每个专利的内容合并于此。
发明内容
本发明的一方面涉及配置为能够确定受试者的一个或多个睡眠表型参数的系统。在一个实施例中，所述系统包括睡眠传感器、刺激发生器以及处理器。将所述睡眠传感器配置为产生传达与指示受试者睡眠阶段的一个或多个的生理机能有关的信息的一个或多个输出信号。将所述刺激发生器配置为选择性地为受试者提供刺激，其中，受试者对所述刺激的反应使得能够确定与一个或多个有待确定的睡眠表型参数有关的信息。所述处理器接收由睡眠传感器产生的一个或多个输出信号，并且与所述刺激发生器进行操作性通信。还将所述处理器配置为(i)基于从睡眠传感器接收到的一个或多个输出信号确定是否已经满足了与受试者当前睡眠阶段有关的触发条件；以及(ii)如果满足了所述触发条件，控制所述刺激发生器为受试者提供刺激。
本发明的另一方面涉及能够确定受试者的一个或多个睡眠表型参数的方法。在一个实施例中，所述方法包括：产生传达与受试者的一个或多个生理机能有关的信息的一个或多个输出信号，所述一个或多个生理机能指示了受试者的睡眠阶段；基于所产生的一个或多个输出信号确定是否已经满足了与受试者的当前睡眠阶段有关的触发条件；以及如果确定已经满足了所述触发条件，就为受试者提供刺激，其中，受试者对所述刺激的反应使得能够确定与一个或多个有待确定的睡眠表型参数有关的信息。
本发明的另一方面涉及配置为能够确定受试者的一个或多个睡眠表型参数的系统。在一个实施例中，所述系统包括：用于产生传达与受试者的一个或多个生理机能有关的信息的一个或多个输出信号的装置，所述一个或多个生理机能指示了受试者的睡眠阶段；用于基于所产生的一个或多个输出信号确定是否已经满足了与受试者当前睡眠阶段有关的触发条件的装置；以及用于如果已经确定满足了所述触发条件，为受试者提供刺激的装置，其中，受试者对所述刺激的反应使得能够确定与一个或多个睡眠表型参数有关的信息。
本发明的另一方面涉及配置为能够确定受试者的一个或多个睡眠表型参数的系统。在一个实施例中，所述系统包括：睡眠传感器、参数传感器以及处理器。将所述睡眠传感器配置为产生传达与指示受试者睡眠阶段的一个或多个生理机能有关的信息的一个或多个输出信号。将所述参数传感器配置为产生一个或多个输出信号，所述输出信号传达与涉及受试者的一个或多个睡眠表型参数的一个或多个生理机能有关的信息。所述处理器与每个睡眠传感器和每个参数传感器进行操作性通信，使得所述处理器可以接收由睡眠传感器和参数传感器产生的输出信号。将所述处理器配置为基于从睡眠传感器接收到的一个或多个输出信号，确定是否已经满足了与受试者当前睡眠阶段有关的触发条件，以及如果已经满足了所述触发条件，基于由所述参数传感器产生的一个或多个输出信号，确定与受试者的一个或多个睡眠表型参数有关的信息。
本发明的另一方面涉及能够确定受试者的一个或多个睡眠表型参数的方法。在一个实施例中，所述方法包括产生与受试者睡眠阶段有关的一个或多个输出信号，与受试者睡眠阶段有关的所述一个或多个输出信号传达与指示受试者睡眠阶段的受试者的一个或多个生理机能有关的信息；产生与受试者的一个或多个睡眠表型参数有关的一个或多个输出信号，与受试者的一个或多个睡眠表型参数有关的所述一个或多个输出信号传达与受试者的与其一个或多个睡眠表型参数相关联的一个或多个生理机能有关的信息；基于与受试者睡眠阶段有关的一个或多个输出信号，确定是否已经满足了与受试者当前睡眠阶段有关的触发条件；以及如果已经满足了所述触发条件，基于与受试者的一个或多个睡眠表型参数有关的一个或多个输出信号，确定与受试者的一个或多个睡眠表型参数有关的信息。
本发明的另一方面涉及配置为能够确定受试者的一个或多个睡眠表型参数的系统。在一个实施例中，所述系统包括：用于产生与受试者睡眠阶段有关的一个或多个输出信号的装置，与受试者睡眠阶段有关的所述一个或多个输出信号传达与指示受试者睡眠阶段的受试者的一个或多个生理机能有关的信息；用于产生与受试者的一个或多个睡眠表型参数有关的一个或多个输出信号的装置，与受试者的一个或多个睡眠表型参数有关的所述一个或多个输出信号传达与受试者的与其一个或多个睡眠表型参数相关联的一个或多个生理机能有关的信息；用于基于与受试者睡眠阶段有关的一个或多个输出信号确定是否已经满足了与受试者当前睡眠阶段有关的触发条件的装置；以及用于如果已经满足了所述触发条件，基于与受试者的一个或多个睡眠表型参数有关的一个或多个输出信号确定与受试者的一个或多个睡眠表型参数有关的信息的装置。
本发明的另一方面涉及配置为确定与受试者睡眠表型参数有关的信息的系统。在一个实施例中，所述系统包括睡眠传感器、参数传感器以及处理器。将所述睡眠传感器配置为产生传达与指示受试者睡眠阶段的一个或多个生理机能有关的信息的一个或多个输出信号。将所述参数传感器配置为产生一个或多个输出信号，所述输出信号传达与涉及受试者的两个或更多个睡眠表型参数的一个或多个生理机能有关的信息。所述处理器与每个睡眠传感器和每个参数传感器进行操作性通信，从而使得所述传感器可以接收由睡眠传感器和参数传感器产生的输出信号。将所述处理器配置为：基于从所述睡眠传感器接收到的一个或多个输出信号，确定是否已经满足了与受试者当前睡眠阶段有关的一个或多个触发条件，其中，所述单个的一个或多个触发条件对应于所述两个或更多个睡眠表型参数中的一个或多个；以及确定与受试者的两个或更多个睡眠表型参数有关的信息，其中，将所述处理器配置为如果已经满足了与所给定的睡眠类型参数对应的触发条件，则基于由所述参数传感器产生的一个或多个输出信号确定与两个或更多个睡眠表型参数中给定的一个有关的信息，并且其中，所述两个或更多个睡眠表型参数包括临界咽部关闭压、上气道振动、上气道肌肉反应、唤醒阈值或环路增益中的一个或多个。
本发明的另一方面涉及确定与受试者睡眠表型参数有关的信息的方法。在一个实施例中，所述方法包括：产生与受试者睡眠阶段有关的一个或多个输出信号，与受试者睡眠阶段有关的所述一个或多个输出信号传达与指示受试者睡眠阶段的受试者的一个或多个生理机能有关的信息；产生与受试者睡眠表型参数有关的一个或多个输出信号，与受试者睡眠表型参数有关的所述一个或多个输出信号传达与受试者的与其睡眠表型参数相关联的一个或多个生理机能有关的信息；基于与受试者睡眠阶段有关的一个或多个输出信号确定是否已经满足了与受试者当前睡眠阶段有关的第一触发条件；基于当已经满足了所述第一触发条件时所产生的、与受试者睡眠表型参数有关的一个或多个输出信号，确定与受试者的第一睡眠表型参数有关的信息；基于与受试者睡眠阶段有关的一个或多个输出信号，确定是否已经满足了与受试者当前睡眠阶段有关的第二触发条件；以及，基于当已经满足了所述第二触发条件时所产生的、与受试者睡眠表型参数有关的一个或多个输出信号，确定与受试者第二睡眠表型参数有关的信息。
本发明的另一方面涉及配置为确定与受试者睡眠表型参数有关的信息的系统。在一个实施例中，所述系统包括：用于产生与受试者睡眠阶段有关的一个或多个输出信号的装置，与受试者睡眠阶段有关的所述一个或多个输出信号传达了与指示受试者睡眠阶段的受试者的一个或多个生理机能有关的信息；用于产生与受试者睡眠表型参数有关的一个或多个输出信号的装置，与受试者睡眠表型参数有关的所述一个或多个输出信号传达了与所述受试者的与其睡眠表型参数相关联的一个或多个生理机能有关的信息；用于基于与受试者睡眠阶段有关的一个或多个输出信号确定是否已经满足了与受试者当前睡眠阶段有关的第一触发条件的装置；用于基于当已经满足了所述第一触发条件时所产生的、与受试者睡眠表型参数有关的一个或多个输出信号，确定与受试者第一睡眠表型参数有关的信息的装置；用于基于与受试者睡眠阶段有关的一个或多个输出信号确定是否已经满足了与受试者当前睡眠阶段有关的第二触发条件的装置；以及用于基于当已经满足了所述第二触发条件时所产生的、与受试者睡眠表型参数有关的一个或多个输出信号确定与受试者第二睡眠表型参数有关的信息的装置。
本发明的另一方面涉及诊断和治疗受试者的与睡眠相关的呼吸紊乱的方法。在一个实施例中，所述方法包括：产生与受试者睡眠表型参数有关的一个或多个输出信号，与受试者睡眠表型参数有关的所述一个或多个输出信号传达了与受试者的与其睡眠表型参数相关联的一个或多个生理机能有关的信息；确定与多个睡眠表型参数有关的信息，其中，多个睡眠表型参数中的至少一个是基于与受试者的睡眠表型参数有关的一个或多个输出信号加以确定的；以及确定代表受试者睡眠表型的度量，所述度量是从所确定的与多个睡眠表型参数有关的信息中提取出来的，其中，受试者的睡眠表型指示受试者所遭受的一个或多个与睡眠相关的呼吸紊乱。
通过考虑以下描述和随附权利要求并参考附图，本发明的这些和其它目的、特征和特点，以及结构相关元素的操作方法及功能、各部分的组合和制造的经济性，将变得更加显而易见，所有这些形成了该说明书的一部分，其中，在不同附图中，为相对应的各部分指定相似的参考数字。然而，必须清楚地理解，这些附图仅仅是出于举例说明和描述的目的，并且不是意图将其作为对本发明的限制的定义。正如在说明书和在权利要求中所使用的，单数形式的“一”、“一个”、以及“该”也包括复数指称，除非文中清楚地另外指明了。
具体实施方式
图1是配置为确定与受试者12的睡眠表型参数有关的信息的系统10的示意图。正如这里所使用的，睡眠表型参数包括量化描述受试者睡眠表型特征的受试者12的生理各方面和/或生理表现的度量。受试者12的睡眠表型描述了受试者12(例如，由于受试者12的生理特征导致的)对于一个或多个睡眠紊乱(例如，阻塞性睡眠呼吸暂停、潮式呼吸、不宁腿综合征，等等)的易患病的体质。睡眠表型参数的实例包括临界咽部关闭压、上气道振动特征、上气道肌肉反应、唤醒阈值以及通气控制反馈环路增益。然而，必须理解，该列表并不是意图进行限制，并且在某些例子中，可以将系统10配置为确定与不是在这里所列举的表型参数有关的信息。本发明也预期睡眠表型参数可以包括上面所提到的各参数的任意组合。正如在图1中所见到的，在一个实施例中，系统10包括睡眠传感器14、参数传感器16、刺激发生器18、处理器20以及存储模块22。
将睡眠传感器14配置为监测指示受试者12睡眠阶段的受试者12的一个或多个生理机能。更具体地，睡眠传感器14包括一个或多个传感器单元24，所述传感器单元24产生传达与一个或多个生理机能有关的信息的一个或多个输出信号。例如，睡眠传感器14可以包括脑电传感器单元、肌电传感器单元、眼电传感器单元和/或氧饱和度传感器单元。在现有技术中所知的此类传感器单元用于生成数据，从这些数据中可以确定受试者12的睡眠阶段。此外，睡眠传感器14可以包括其它非常规的传感器单元，诸如呼吸传感器单元、体动(actimetry)传感器单元、动脉张力传感器单元和/或产生传达与一个或多个生理机能有关的信息的输出信号的其它传感器单元，所述生理机能随着受试者12的睡眠阶段以可预测的方式变化。
呼吸传感器单元可以包括产生传达与受试者12的呼吸有关的信息(例如，呼吸率、呼吸量、成分浓度水平、呼吸流量、位于或靠近受试者12的上气道位置的压力，等等)的输出信号的传感器单元。这种传感器单元包括压力传感器单元、流量传感器单元和/或其它传感器单元。体动传感器单元可以包括产生传达与受试者12的位置和/或运动有关的信息的输出信号的传感器单元。例如，体动传感器单元可以包括位置传感器单元、振动传感器单元、声音传感器单元、加速度传感器单元和/或其它传感器单元。
将参数传感器单元16配置为监测与受试者12的一个或多个睡眠表型参数有关的受试者12的一个或多个生理机能。为了监测与受试者12的一个或多个睡眠表型参数有关的受试者12的一个或多个身体机能，参数传感器16包括一个或多个传感器单元26，所述传感器单元26产生传达与一个或多个生理机能有关的信息的输出信号。例如，参数传感器16可能包括呼吸传感器单元(例如，监测涉及气道的机能、监测涉及呼吸努力的机能，等等)、心血管传感器单元、振动传感器单元、体动传感器单元、肌电传感器单元、氧饱和度传感器单元、二氧化碳传感器单元、脑电传感器单元、眼电传感器单元和/或监测与受试者12的睡眠表型参数有关的一个或多个生理机能的其它传感器单元。
将刺激发生器18配置为选择性地为受试者12提供刺激。为受试者12所提供的刺激是这样的，即受试者12对所述刺激的反应能够实现对与一个或多个睡眠表型参数有关的信息的收集。例如，正如下面将进一步讨论的，由刺激发生器18为受试者12提供刺激，以便确定与临界咽部关闭压、上气道肌肉反应、唤醒阈值以及环路增益有关的信息。在某些例子中，将刺激发生器18配置为对受试者12提供救助，并且对受试者12的刺激的供应包括停止、减小和/或改变正在为受试者12所提供的救助。作为这方面的一个实例，在一个实施例中，刺激发生器18包括为受试者12的气道提供加压气流的设备(例如，气道正压呼吸设备(“PAP设备”))，以便在睡眠期间支持所述气道。在某些情况下(例如，如下所描述的这些)，通过此类刺激发生器18对受试者12的刺激的供应包括将气流的压力减小到受试者12可以接受呼吸挑战(例如，呼吸暂停、气道阻塞，等等)的水平。尽管刺激发生器18在所述应用中是以单数被提及的，正如此处所使用的术语“刺激发生器”应当被解释为包括提供单一刺激的单个设备、能够选择性地为受试者12提供多个不同刺激的单个设备、选择性地为受试者12提供单一刺激的多个设备和/或配置为选择性地为受试者12提供多个不同刺激的多个设备。
从上面对睡眠传感器14、参数传感器16和刺激发生器18的描述中必须理解，尽管这些部件在图1是作为单个、分离的部件加以举例说明的，但是这仅仅是出于举例说明的目的。例如，在一个实施例中，睡眠传感器14和参数传感器16包括一个或多个公共传感器单元，这是因为与确定受试者12的睡眠阶段有关的生理机能可能也与确定涉及一个或多个睡眠表型参数信息的生理机能相关。在一个实施例中，刺激发生器18包括监测对受试者12的刺激供应的一个或多个传感器单元(例如，包含在PAP设备中的流量传感器单元和/或压力传感器单元)，并且监测对受试者12的刺激供应的一个或多个传感器单元中的至少一个也用作在睡眠传感器14和参数传感器16中的一个或两者中的传感器单元24和/或26。在睡眠传感器14、参数传感器16和/或刺激发生器18中的部件的(例如，传感器单元)的联合实现可以包括对传感器14和16和/或刺激发生器18的所有或部分的物理集成。在其它的构造中，传感器14和16以及刺激发生器18是彼此分离而维护的。
存储模块22为系统10提供电子存储能力。存储模块22包括与睡眠传感器14、参数传感器16、刺激发生器18和/或处理器20中的一个或多个操作性耦合的一个或多个电子可读存储介质。在附图1中举例说明了所述操作性耦合。存储模块22的所述电子可读存储介质可以包括以集成(即，基本不可移动地)的方式提供给系统10的系统存储和经由诸如端口(例如，USB端口、火线端口，等等)或驱动(例如，磁盘驱动，等等)以可移除的方式连接到系统10的可移动存储中的一个或两者。存储模块22可以包括光学可读存储介质(例如，光盘，等等)、磁可读存储介质(例如，磁带、磁性硬盘、软盘驱动器，等等)、固态存储介质(例如，闪存驱动器，等等)、和/或其它电子可读存储介质。在一个实施例中，存储模块22可以包括具有可写存储器的智能卡，所述智能卡无线地接收来自系统10的信息，并且无线地为系统10提供信息。存储模块22可以存储软件算法、与由传感器14和16中的一个和两者产生的输出信号有关的信息、由处理器20确定的信息和/或能使得处理器20正常运行的其它信息。存储模块22可以是在系统10内的分离部件，或者存储模块22可能以集成的方式提供给传感器14和16、刺激发生器18或处理器20中的一个或多个。
在一个实施例中，系统10还包括用户接口28。用户接口28提供系统10与一个或多个用户(例如，护理人员、研究人员、受试者12，等等)之间的接口，通过所述接口，用户可以为系统10提供信息，以及从系统10接收信息。这使得共同被称作“信息”的数据、结果和/或指令以及任意其它可传播的内容可以在用户和睡眠传感器14、参数传感器16、刺激发生器18、处理器20和/或存储模块22中的一个或多个之间进行通信。该信息能够以在附图1中用箭头图示的操作性通信链接的方式从用户接口28发送到系统10。适于包含在用户接口28中的传统接口设备的实例包括按键、按钮、开关、键盘、旋钮、操作杆、显示屏、触摸屏、扬声器、麦克风、指示灯以及打印机。用户接口28可以是在系统10中的分离部件，或者用户接口28能够以集成地方式提供给传感器14和16、刺激发生器18、处理器20或存储模块22中的一个或多个。
必须理解，本发明也预期作为用户接口28的其它的有线或无线的通信技术。例如，本发明预期用户接口28可以被集成到由存储模块22提供的可移动存储接口。在此实例中，信息可以从移动存储(例如，智能卡、闪存驱动器、可移动磁盘，等等)被加载到系统10，使得用户能够自定义系统10的执行。适于作为用户接口28与压力支持系统10一起使用的其它示例性的输入设备和技术包括，但并不限于，RS-232端口、RF链路、IR链路、调制解调(电话、线缆或其它)。总之，本发明已经预期到了可以作为用户接口28为系统10提供信息的任何技术。
将处理器20配置为在系统10中提供信息处理能力。这样，处理器20可以包括数字处理器、模拟处理器、设计为用于处理信息的数字电路、设计为用于处理信息的模拟电路、状态机和/或用于电子地处理信息的其它机制中的一个或多个。尽管处理器20在图1中是作为单个实体示出的，但是这仅仅是出于举例说明的目的。在一些实现方式中，处理器20可以包括多个处理单元。这些处理单元可能物理上位于同一设备内部，或者处理器20可以代表多个协调运行的设备的处理能力。在实施多个设备的例子中，可以在所述设备之间形成操作性通信链路，以便使得能够在它们之间进行通信和协调。例如，在某些实施例中，处理器20可以包括在系统10(例如，主机)的其它部件外部的一个或多个处理器、集成地包含在系统10的一个或多个部件中的一个或多个处理器(例如，集成地与传感器14和16、刺激发生器18、存储模块22中的一个或多个包含在一起的一个或多个处理器，等等)、或两者都有。在某些情况下，在系统10中其它部件外部的处理器可以为与系统10的各部件集成在一起的处理器提供冗余的处理，和/或所述外部处理器可以为确定与系统10的操作有关的附加信息和/或确定受试者12的睡眠表型参数提供附加的处理。
如图1所示，在一个实施例中，处理器20包括睡眠模块30、触发模块32、刺激模块34、事件模块36、参数模块38以及表型模块40。模块30、32、34、36、38和40能够以软件；硬件；固件；软件、硬件和/或固件的某些组合；和/或其它实施的形式执行。必须理解，尽管模块30、32、34、36、38和40在图1中是以共同位于单个处理单元内的形式加以举例说明的，但是在处理器20包括多个处理单元的实现方式中，模块30、32、34、36、38和40可以位于远离其它模块的位置，并且在模块30、32、34、36、38和40之间的操作性通信可以经由一个或多个通信链路实现。此类通信链路可以是无线的或硬连接的。
将睡眠模块30配置为基于由睡眠传感器14产生的一个或多个输出信号确定与受试者12的当前睡眠阶段有关的信息。在一个实施例中，确定与当前睡眠阶段有关的信息包括直接从输出信号中确定所述睡眠阶段。在一个实施例中，确定与当前睡眠阶段有关的信息包括首先从所述输出信号中确定受试者12的生理机能，以及随后基于所确定的生理机能确定与当前睡眠阶段有关(例如，确定所述睡眠阶段)的信息。在此实施例中，所确定的生理机能可以进一步在对系统10的控制中和/或对受试者12的睡眠表型的分析中实施。
正如将在下面进一步讨论的，在确定与受试者12的睡眠表型参数有关的信息的过程中，所述受试者是在他/她处于睡眠的过程中被观察的(例如，通过参数传感器16的传感器单元26)。就某些睡眠表型参数而言，相关信息是从在所述受试者12处于预确定的睡眠阶段和/或在所预确定的各睡眠阶段之间转换的期间对受试者12的观察中确定的。因此，将触发模块32配置为基于由睡眠传感器14产生的一个或多个输出信号确定是否已经满足了与受试者12的当前睡眠阶段有关的触发条件。在一个实施例中，确定是否已经满足了触发条件包括比较由睡眠模块30所确定的信息和所述触发条件。设置各触发条件，使得当受试者12的睡眠阶段是如下情况时满足所述触发条件，即对一个或多个她的生理机能的观察将使得能够确定至少一个表型参数或相关信息。
例如，在一个实施例中，所给定的触发条件包括必需的睡眠阶段，从而使得如果(例如，由睡眠模块30所确定的)受试者12的当前睡眠阶段是所述必需的睡眠阶段，那么就满足了所给定触发条件。在一个实施例中，所给定的触发条件还要求在其被满足之前，受试者12的当前睡眠阶段在所述必需的睡眠阶段保持预定长度的时间。
作为另一实例，在一个实施例中，所给定的触发条件包括针对由睡眠传感器14所监测的生理机能中的至少一个的阈值测量，从而使得如果所述生理机能超过了所述阈值测量，那么就满足了所述触发条件。在该类型触发条件的情况下，触发模块32可以实施与由睡眠模块30(如上所讨论的)所确定的生理机能有关的信息，或者触发模块32可以简单地将由睡眠模块30所产生的输出信号与信号阈值进行比较。与先前的实例类似，在某些例子中，所给定的触发器条件可能还需要在所述触发条件被满足之前，所述生理机能在超过所述阈值测量的状态保持预定义长度的时间。
将刺激模块34配置为控制刺激发生器18，以便选择性地为受试者12提供刺激，从而使得受试者对所述刺激的反应将使得能够确定与一个或多个睡眠表型参数有关的信息。刺激模块34对刺激发生器18的控制是基于一个或多个触发条件的满足的。在一个示例性实施例中，当受试者12正经历稳定的非快速眼动睡眠(“NREM”睡眠)(该选择仅仅是出于举例说明的目的)时，与所给定的睡眠表型参数有关的信息可以从受试者12对相应反应的反应中确定。因此，将刺激模块34这样配置，即如果触发模块32确定受试者12的当前睡眠阶段满足了与稳定的NREM睡眠有关的触发条件，就控制刺激发生器18开始对受试者12提供刺激。在某些例子中，根据预确定的算法，不管受试者12对刺激的反应如何，对受试者12的刺激供应都是持续的。在其它的例子中，所述刺激供应可以基于受试者12的反应进行变化(例如，如下面关于事件模块36的讨论)，或者所述刺激可以一起停止或暂停(例如，基于触发模块32的确定，即不再满足与稳定NREM睡眠有关的触发条件)。下面将提供刺激模块34对刺激发生器18的控制的实例的进一步描述，所述控制使得能够确定某些睡眠表型参数的非限制性的具体实例。
为了确定与某些表型参数有关的信息，必须在特定类型的生理事件之前、期间或之后观察受试者12。这可能包括先于事件、在事件的开始、在事件进行的同时、在事件的结束和/或在所述事件之后对受试者的观察。以非限制性实例的方式，所述事件可以包括呼吸事件(例如，吸气、呼气、限流呼吸、呼吸暂停、呼吸不足、上气道不稳定、打鼾、气道阻塞，等等)。关于具体的睡眠表型参数的此类实例将在下面进一步讨论。将事件模块26配置为基于由参数传感器16产生的输出信号识别这些事件。这包括对过渡进入事件、脱离事件和/或在事件内的识别。
将参数模块38配置为基于由参数传感器16产生的输出信号确定与一个或多个睡眠表型参数有关的信息。在一个实施例中，所确定的信息包括与由睡眠传感器14和/或参数传感器16监测到的受试者12的一个或多个生理机能有关的信息。通过非限制性实例的方式，所述一个或多个睡眠表型参数可以包括临界咽部关闭压(“临界压”)、上气道振动、上气道肌肉反应、唤醒阈值、环路增益和/或其它睡眠表型参数中的一个或多个。正如应该在随后的一个实施例中从对可以由参数模块38确定的某些睡眠表型参数的讨论中理解的，参数模块38实时或近似实时地确定该信息。然而，这并不是意图进行限制，这是因为参数模块38可以基于先前所存储的信息确定一个或多个所述睡眠表型参数。此外，在一个实施例中，所给定的参数是实时或近似实时地加以确定的，并且随后基于附加的信息在之后的时间进行完善。
在一个实施例中，将参数模块38配置为确定与受试者12的临界压有关的信息。所述临界压是受试者12的上气道塌陷并发生阻塞性呼吸暂停时的压力。这包括为受试者12的上气道提供加压的呼吸气流(例如，经由如上所描述的刺激发生器18)，以便支持所述气道直到受试者12进入适当的睡眠阶段(例如，睡眠阶段2)。由睡眠模块30和/或触发模块32确定受试者12已经进入了适当的睡眠阶段(例如，作为触发条件)。一旦受试者12已经进入了适当的睡眠阶段，由刺激发生器18(由刺激模块34所控制的)向受试者12提供呼吸刺激、或“挑战”。所述刺激包括将气道的压力减小到第一减小压力。随后由参数传感器16监测受试者12对所述刺激的反应(例如，所述反应是在由参数传感器16产生的输出信号中反映出来的)。例如，在提供所述刺激的同时，与受试者12的吸气和/呼气的气流有关的信息反映在由参数传感器16产生的输出信号中。与受试者12的吸气和/呼气的气流有关的信息可以包括流率、体积和/或与通过受试者12的气道的气流有关的其它信息。随后终止所述刺激(例如，气道的压力恢复到刺激供应前的压力)。这个过程以多个不同水平的刺激(例如，施加多种减小的压力作为刺激)重复执行，以及基于受试者12对所述刺激的反应，确定所述临界压。
如果触发模块32在该过程期间中的任意点确定受试者12的稳定性已经降低到预确定的阈值以下(例如，脱离适当的睡眠阶段，等等)，可以满足终止或暂停对受试者12的刺激供应的触发条件。如果已经满足了此类触发条件，触发模块32再次监测受试者12的睡眠，直到已经满足了指示受试者12的睡眠已经足够稳定而可以允许重新开始刺激供应的触发条件。
正如以上已经指出的，在一个实施例中，所述刺激包括减小受试者12气道的压力。在该实施例中，所述临界压是通过绘制与受试者12的呼吸气流相对于作为刺激提供给受试者12的减小的压力有关的信息的图示加以确定的，并且随后确定(例如，经由线性回归)受试者12的呼吸气流变为零时所处压力。例如，图2举例说明了此类图示。
返回到图1，在一个实施例中，参数模块38确定与受试者12的上气道振动有关的信息。在此实施例中，参数传感器16的传感器设备26包括多个在受试者12身上的振动传感器，用以监测上气道的振动。例如，图3图示了4个传感器设备42a-42d在受试者12颈部的安放。基于由传感器设备42a-42d产生的信号，可以确定与气道阻塞源有关的信息。为了确保基于传感器设备42a-42d的输出信号所确定的所述信息能够反映在睡眠期间受试者12颈部的振动，如果没有满足由触发模块32所确定的涉及某些预确定的稳定睡眠水平的触发条件时，可以舍弃由传感器设备42a-42d产生的输出信号。可选地，当没有满足所述触发条件时，基于传感器设备42a-42d的输出信号所确定的信息可以被标记或标识，这样它就不会在确定与受试者12的所述气道解剖结构有关的信息的过程中被应用。
返回到图1，在一个实施例中，参数模块38确定与受试者12的上气道肌肉反应有关的信息。为了确定此类信息，为处于睡眠状态的受试者12提供刺激。正如每个临界压和气道振动的情况，对于受试者12是否处于适当稳定的睡眠的确定是由触发模块32执行的，并且对受试者12的刺激供应是基于该确定而开始和暂停和/或停止。所述刺激是由刺激发生器18(由刺激模块34控制)提供的，并且包括减小受试者12的上气道的压力，使得受试者12经历受限气流呼吸。在一个实施例中，参数模块38随后基于受试者12的呼吸的次数和/或呼吸返回到正常状态所需的时间量，确定与上气道反应有关的信息。所述确定是基于参数传感器16的一个或多个传感器设备26的输出信号做出的，所述输出信号传达与通过受试者12的上气道的气流有关的信息。必须理解，这不是意图进行限制。例如，在一个实施例中，参数传感器16包括口腔内或舌下的EMG电极，并且与上气道反应性有关的信息是基于来自此类电极的输出信号确定的。
在一个实施例中，参数模块38确定与受试者12的唤醒阈值有关的信息。所述唤醒阈值对应于作为对呼吸事件的反应所引发的最大呼吸努力，在所述呼吸事件中受试者12开始被唤醒。为了确定与该参数有关的信息，为处于睡眠状态的受试者12提供刺激。对于受试者12已经获得适当稳定性睡眠的确定可以由触发模块32完成，例如，以上面所讨论的与确定临界压和/或气道振动有关的方式。一旦受试者的睡眠达到了适当的水平，通过刺激发生器18向受试者12提供刺激，以便将其唤醒。所述刺激可以包括降低受试者12的气道压力、增加受试者吸入的二氧化碳(例如，通过重呼吸)和/或降低受试者的氧合血红蛋白饱和度中的一个或多个。以一种递增的方式将所述刺激提供给受试者12，直到发生唤醒。在一个实施例中，参数传感器16包括监测在唤醒时受试者12直接消耗的努力的传感器单元(例如，受试者所穿戴的监测肌肉收缩的呼吸测量带(effort belt))。在另一实施例中，基于从稳定睡眠中唤醒受试者所需要的刺激(例如，在气道中压力的降低、二氧化碳吸入的增加、氧合血红蛋白饱和度的降低，等等)的幅值确定与受试者12的唤醒阈值有关的信息。由触发模块32完成对受试者12是否已经被唤醒的确定。
在一个实施例中，参数模块38确定与受试者12的通气控制反馈环路增益有关的信息。在人体的解剖结构中，血液和大气之间的气体交换发生在肺内。然而，呼吸是基于当血液到达大脑时存在于血液中的这些气体(例如，氧气、二氧化碳，等等)的水平进行控制的。因此，在血液其离开肺部时其内部所述气体水平的增加和降低，与在脑部检测到所述变化之间存在着滞后。呼吸伴随着二氧化碳水平的增高而增加，并且呼吸中这一增加的速率是随氧合的缺乏而上升的。此外，对在血液中氧合缺乏(例如，过剩的二氧化碳)的反应(例如，吸入更多的氧气)是通过受限气流呼吸进行抑制的。受试者12的环路增益涉及受试者能够校正血液氧合水平(例如，或二氧化碳水平)的起伏所花费的时间量。所述校正时间是循环(例如，血液从肺到达大脑所花费的时间量)和呼吸努力(例如，受到针对受试者12的给定刺激的呼吸中变化以及诸如受限气流呼吸的睡眠诱导呼吸事件的影响)两者的函数。
在一个实施例中，为了确定与受试者12的环路增益有关的信息，为处于睡眠状态的所述受试者提供刺激。受试者12的睡眠的稳定性是由如上所描述的触发模块32确定的，并且如果受试者在对其供应刺激期间被唤醒，那么暂停或终止所述供应直到受试者的睡眠的稳定性再次变得足够稳定。由刺激发生器18施加所述刺激，并且所述刺激包括降低在受试者12的气道处存在的气体中的二氧化碳水平。例如，这可以通过增加提供给受试者12的气道的气流的压力和/或流速，增加每分钟通气量来实现，这将作为将二氧化碳排除出气道的结果而降低由受试者所吸入的二氧化碳。
在某些时候，随着受试者12吸入的二氧化碳的减少，受试者的呼吸将开始渐强-渐弱，以便调节在血液内的氧气/二氧化碳水平。呼吸的渐强-渐弱可以基于由参数传感器16产生的输出信号(例如，传达与上气道处的气流有关的信息)检测到。与引起呼吸的渐强-渐弱的受试者12吸入的二氧化碳的降低有关的信息(例如，与压力增加有关的信息)可以应用于描述受试者12的环路增益的特征。应该理解，该技术不是意图进行限制，并且参数模块38可以实施其它技术，诸如伪随机二进制序列、多次呼吸上的压力减小和/或比例辅助通气，以描述通气控制反馈环路增益的特征。
在一个实施例中，参数模块38从系统10的用户获得与一个或多个睡眠表型参数有关的信息。所述用户可以包括受试者12、护理提供人员、研究人员，等等。所述用户经由用户接口28通过向系统输入信息而为参数模块38提供信息。例如，所述用户可以提供与患者报告的症状或对预确定的问题的反应(例如，Epworth嗜睡评分、匹兹堡睡眠质量系数，等等)有关的信息。
将表型模块40配置为基于由参数模块38确定的一个或多个睡眠表型参数，确定受试者12的睡眠表型。确定受试者12的表型可以包括确定代表受试者睡眠表型的度量。受试者12的所述睡眠表型可以指示受试者所遭受的一个或多个睡眠相关的呼吸紊乱。在一个实施例中，表型模块40实时或近似实时地确定所述睡眠表型。正如上面所提到的，所述睡眠表型参数包括，但不限于，临界咽部关闭压、上气道振动、上气道肌肉反应、唤醒阈值或环路增益。
表型模块40可以利用所确定的睡眠表型为受试者12指定处置，所述处置很可能能够成功地治疗受试者所遭受的一个或多个睡眠相关的呼吸紊乱。在表型模块40实时或近似实时地确定受试者12的睡眠表型的实施例中，系统10可以伴随着所述睡眠表型的确定立即(或基本上立即)应用所指定的处置。这使得能够在与执行所述测试以便确定一个或多个睡眠表型参数相同的睡眠周期中，监测受试者12对所指定的处置的反应。
在一个实施例中，与由参数模块38确定的睡眠表型参数有关的信息包括针对单个睡眠表型参数的数字评分。然后睡眠表型模块40应用这些评分来确定所述度量。例如，可以将这些评分加和(例如，通过平均、通过加权平均，等等)以确定代表患者12的睡眠表型的单一评分。
作为另一实例，使用由参数模块38所确定的所述评分来确定在n维空间72中的向量70，其中，n代表睡眠表型参数的数量，参数模块38已经为所述睡眠类型参数确定了评分，并且所述单个评分是所述向量的坐标。在此实施例中，在图5中所图示的实例中，所述n维空间可以被分为区域A、B、C和D。可以预确定所述区域以对应于睡眠表型的聚类，所述睡眠表型的聚类对同一类型的处置做出积极反应。表型模块40随后为受试者12所遭受的睡眠相关呼吸紊乱指定对应于与受试者12有关的向量所处的区域的处置过程。在图5中所示的实例中，空间72包括针对以下参数的表型聚类和潜在治疗，临界压、环路增益以及唤醒阈值。每个潜在的治疗是使用有阴影的椭圆指示的。在此实例中，所述患者呈现出基于临界压、环路增益和唤醒阈值测量的表型，建议神经药物处置对他/她是最优的。因此可以理解，对于给定的患者认为最优的治疗类型将取决于所述表型。
图4图示了用于确定受试者睡眠表型参数的方法44。应该理解，尽管下文中公开了由系统10(在图1中图示并在上面描述)的各部件执行和/或运行方法44的各种操作，但是这仅仅是出于举例说明的目的。在其他实施例中，方法44可以由各种系统和在各种背景下执行。
方法44包括操作46，在所述操作46中产生传达与受试者的一个或多个生理机能有关的信息的一个或多个输出信号。所述一个或多个生理机能指示所述受试者的睡眠阶段。在一个实施例中，操作46由类似于睡眠传感器14(在图1中图示并在上面描述)的睡眠传感器执行。
在操作48中，基于在操作46产生的输出信号确定受试者的当前睡眠阶段。在一个实施例中，操作48是通过类似于处理器20内的睡眠模块30(在图1中图示并在上面描述)的处理器内的睡眠模块执行的。
在操作50中，做出是否已经满足了触发条件的确定。所述触发条件的满足指示了受试者的睡眠的稳定性适于进行测试以确定与所述睡眠表型参数有关的信息。在操作50中的所述确定可以基于在操作46中产生的输出信号以及在操作48中确定的受试者的当前睡眠阶段中的一个或两者。在一个实施例中，操作50是由类似于处理器20内的触发模块32(在图1中图示并在上面描述)的处理器内的触发模块执行的。
如果在操作46中确定没有满足触发条件，则方法44返回到操作46，并且不再继续确定所述睡眠表型参数。如果，在操作50中确定满足了所述触发条件，则方法44继续到操作52。从上面对触发模块32的功能的讨论中应该理解，在一个实施例中，操作50不是“一次性”地确定，而是包括对所述受试者的睡眠的持续或频繁监测，以便确保在收集到能够确定睡眠表型参数的信息的所述方法44的整个过程中所述触发条件在持续地被满足。
在操作52中，产生传达与涉及睡眠表型参数的一个或多个生理机能有关的信息的一个或多个输出信号。在一个实施例中，操作52是由类似于参数传感器16(在图1中图示并在上面描述)的参数传感器执行的。应该理解，在一个实施例中，产生所述一个或多个输出信号而与操作50中做出的所述确定无关，但并没有在睡眠表型参数的确定中应用在操作52中产生的所述输出信号，除非在操作50中已经确定满足了所述触发条件。
在操作54中为所述受试者提供刺激。为所述受试者提供所述刺激，从而使得受试者对所述刺激的反应使得能够从在操作52中产生的输出信号中确定所述睡眠表型参数。在一个实施例中，操作54是由类似于刺激发生器18(在图1中图示并在上面描述)的刺激发生器执行的。所述刺激发生器可以由类似于处理器20内的刺激模块34(在图1中图示并在上面描述)的处理器内的刺激模块控制。从上面关于确定具体睡眠表型参数的细节的讨论中应该理解，对于每个睡眠表型参数，操作54并不总包含在方法44中，而仅仅是对于刺激供应可便于确定的那些参数，操作54包含在方法44中。
在操作56中进行是否已经发生了预确定的事件的确定。例如，在一个实施例中，预确定的事件包括呼吸事件(例如，受限气流呼吸、气道阻塞(完全的或部分的)、打鼾，等等)。在操作56中所进行的确定是基于在操作46和52中的一个或两者中产生的输出信号而进行的。在一个实施例中，操作56由类似于处理器20内的事件模块36的处理器内的事件模块执行。从先前的涉及确定具体睡眠表型参数的讨论中应该理解，对于每个表型参数，操作56并不总包含在方法44中，而仅仅是对于受试者对事件的反应可便于确定的那些参数，操作56包含在方法44中。
在操作58中确定了与睡眠表型参数有关的信息。在一个实施例中，操作58由类似于处理器20内的参数模块38(在图1中图示并在上面描述)的处理器内的参数模块执行。
在操作60中，存储了与在操作58中确定的所述睡眠表型参数有关的信息。在一个实施例中，将所述信息存储在类似于存储模块22(在图1中图示并在上面描述)的存储模块中。
在操作62中，所述受试者的睡眠表型是基于在操作58中确定的信息而确定的。在一个实施例中，操作62由类似于处理器20内的表型模块40(在图1中图示并在上面描述的)的处理器内的表型模块执行。
尽管已经出于举例说明的目的，基于当前认为最实际和优选的实施例，详细描述了本发明，但是应该理解，此类细节仅仅是出于该目的，并且本发明并不限于所公开的实施例，而是相反，本发明意图覆盖随附权利要求的主旨和范围内的各种修改和等价物。例如，应该理解，本发明预期任意实施例的一个或多个特征可以尽可能地与任意其它实施例的一个或多个特征进行组合。