DE10231243A1

DE10231243A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Wecken von Schlafenden vor der Tiefschlafphase

Info

Publication number: DE10231243A1
Application number: DE2002131243
Authority: DE
Inventors: Karim Daghbouche
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-01-22

Abstract

Wenn man nicht in der Lage ist, Müdigkeit durch entsprechenden Schlaf nachzukommen, dann ist die Konzentrations- und Leistungsfähigkeit des Einzelnen in Abhängigkeit der Intensität der Müdigkeit eingeschränkt. DOLLAR A Die neue Vorrichtung und das neue Verfahren dienen in diesem Zusammenhang konzeptionell zur Prävention von nichtvoluntativ eintretendem Schlaf, indem der müde Benutzer durch autonom kontrolliert eingeleiteten Schlaf und gleichermaßen eingeleitetem Erwachen bei geringem Zeitaufwand eine hohe Revitalisierung erfährt. DOLLAR A Um der Müdigkeit kontrolliert nachzukommen, wird der Weckzeitpunkt vom sog. Babinski Reflex abhängig gemacht, welcher zu einem als physisch und psychisch günstig betrachteten Zeitpunkt signifikant verifizierbar ist und damit als Zeitgeber für eine Weckeinrichtung in Frage kommt. DOLLAR A Die neue Vorrichtung und das neue Verfahren eignen sich zum Einsatz in Situationen, in denen für konventionellen Schlaf keine Zeit und kein geeigneter Ort zur Verfügung steht, der Grad der Müdigkeit jedoch Schlaf erfordert.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Wecken von Schlafenden vor der Tiefschlafphase. Die Erfindung führt in Abhängigkeit eines bestimmten, individuell verschieden vorgegebenen Schlafquantums und feststellbaren Schlafzustand zum Erwachen des Schlafenden.
Die Erfindung dient der Verbesserung der Lebensbedingungen durch Effizienzsteigerung von Schlaf, insbesondere des Kurzschlafes.

Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen zur Nutzung der unterschiedlichen Wach/Schlafphasen eines Menschen. Diese dienen der Beeinflussung von Einrichtungen, welche die jeweils aktuelle und/oder vorausberechenbare Wach/Schlafphase einer zu weckenden Person mit dem Weckverhalten eines gekoppelten Weckers koordinieren (vgl. EP 0 496 196 A1 ).

Zur Erfassung der physiologischen Daten werden die Schlafphasen anhand von Gehirnströmen (EEG), Herzaktivität (EKG), Augenbewegungen (EOG), Atemfrequenz, Körper- bzw. Kopftemperatur und/oder des Stoffwechselaufwandes erfaßt.

Bekannt sind Verfahren zum selbsttätigen Wecken einer schlafenden Person, bei dem die REM-Schlafphasen erfaßt und zum Auslösen des Weckvorganges herangezogen werden, um ein einfacheres und angenehmeres Aufwecken zu ermöglichen. Hierzu wird die Zykluszeit der REM-Schlafphasen ermittelt und die Weckzeit mit einer REM-Phase zur Deckung gebracht (vgl. DE 42 09 336 A1 ).

Auch hierbei werden körperbezogene Daten wie Körpertemperatur und/oder die Körperbewegungen des Schläfers und/oder das EEG über die Schlafzeit gemessen. Bekannt sind Vorrichtungen und Verfahren, die in Abhängigkeit des Muskeltonus einer Extremität zu einem bestimmbaren Schlafzustand wecken (vgl. DE 196 14 790 ) sowie Verfahren und Vorrichtungen zur Messung spezieller physiologischer Signale der Muskelspannung zum Wecken von Schlafenden nach einer Tiefschlafphase (vgl. US 4 228 806 ).

Nicht bekannt sind Vorrichtungen und Verfahren, die in Abhängigkeit des sog. Babinski Reflex vor Durchlaufen der Tiefschlafphase wecken.

Der Babinski Reflex stellt eine signifikante nach oben Bewegung des großen Zehs (manchmal in Verbindung mit benachbarten Zehen) nach Stimulation der jeweiligen Fußsohle (auch lateral) dar. Dieser Reflex ist bei Kindern im Wachzustand bis maximal zweiten Lebensjahr präsent und danach vollständig verschwunden.

Wenngleich das Auftreten des Babinski Reflex in dem oben genannten Kontext normal ist, so schließt die Schulmedizin beim Auftreten des Reflexes im höheren Alter auf neuronale Störungen des cortico-spinalen Traktes (sog. Babinski Zeichen).

Aufgrund der neurofunktionalen Korrelation des Babinski Reflex, ist dieser bei gesunden Menschen auch beim Einsetzten von Tiefschlaf präsent, und kann durch oben beschriebene Stimulation verifiziert werden (vgl. z.B. Koella, Werner P.; Die Physiologie des Schlafes: Eine Einführung; Fischer, Stuttgart, New York; 1988, 5.27 und 28).

Erfindungsgemäß ist die Erfassung des Tiefschlafes damit unabhängig vom bekannten Stand der Technik. Darüber hinaus ist der Weckzeitpunkt vor der Tiefschlafphase ohne großen technischen Aufwand eindeutig bestimmbar wobei zur Erfassung der Reflexbewegung von allen anderen physiologischen Daten wie EEG etc. abgesehen wird.

Die Erfindung hat das Ziel, die Lebensbedingungen und die Leistungsfähigkeit des Subjektes durch Gewährleistung eines physisch und psychisch günstigen Schlafablaufs, insbesondere eines günstigen Weckzeitpunktes, zu verbessern.

Die Erfindung hat das Ziel, die Konzentrations- und Leistungsfähigkeit des Subjektes zu verbessern, indem in geringer Zeit eine hohe Revitalisierung ermöglicht wird, ohne daß sich ein physisch oder psychisch ungünstiger Schlafzustand manifestiert.

Die Erfindung soll dazu beitragen, günstige Arbeitszeitbedingungen besser zu nutzen, z.B. flexible Arbeitszeit, und ungünstige Arbeitszeitbedingungen möglichst zu mildern, z.B. lange Arbeits- und Bereitschaftsperioden oder Schichtarbeit.

Die Erfindung soll ferner dazu beitragen, durch Prävention von nichtvoluntativ eintretendem Schlaf, mittels autonom kontrolliert eingeleitetem Schlaf und gleichermaßen eingeleitetem Erwachen, Sicherheitsaspekten im privaten, öffentlichen und professionellen Gesellschaftsleben zu genügen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu kreieren, das Schlafende in geringer Zeit eine hohe Revitalisierung ermöglicht, ohne daß sich ein physisch oder psychisch ungünstiger Schlafzustand manifestiert.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung und mit Verfahrensschritten gelöst, wie sie in den Patentansprüchen 1 und 5 angegeben sind: Demzufolge wird der für den Babinski Reflex relevante Fußsohlenbereich noch im Nichttiefschlaf periodisch stimuliert und eine etwaige Reflexbewegung der Zehen, mindestens jedoch des großen Zehs von einem Sensor registriert.

Der Schlafende wird bei Eintritt in die Tiefschlafphase eine signifikante Babinski Reflexbewegung ausführen. Die Reflexbewegung wird vom Sensor registriert. Nun kann eine Weckreizeinheit, die den Babinski Reflex über den Sensor und eine Registriereinheit übermittelt bekommen hat, einen Weckreiz emittieren. Dieser kann unmittelbar mit Auftreten des Reflexes erfolgen.

Die Schlafphase ist damit abhängig vom Tiefschlaf, wobei die Schlafdauer auf Nichttiefschlaf beschränkt ist.

Die Erfindung wird möglich, weil zur Bestimmung von Tiefschlafphasen ein sowohl spezifisch korrelierter, als auch signifikanter Reflex genutzt wird. Darüber hinaus sind bis zum Einsetzen des Tiefschlafes gemäß internationaler Policy-Macher wie der US amerikanischen Luft- und Raumfahrt Behörde NASA, bereits hinreichend viele Schlafstadien zur physiologischen und psychologischen Revitalisierung durchlaufen.

Die Erfindung ist sinnvoll, weil es in jeder Gesellschaft, insbesondere in hochtechnisierten, Situationen gibt, in denen man zum Erhalt der Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit bei eintretender Müdigkeit schlafen müßte, dieses aber aus persönlichen, gesellschaftlichen oder arbeitstechnischen Gründen nicht realisieren kann. Das führt zu einer Abnahme der Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit, und damit zu einer verminderten Produktivität und zu einem Sicherheitsdefizit, insbesondere in professionellen Lebensbereichen.

Die Erfindung kommt dem Schlafbedürfnis in diesen Situationen insofern nach, als dem müden Subjekt ein in Bezug auf die Müdigkeit ausreichend großes, als auch in Bezug auf die Situation hinreichend kleines Schlafquantum gewährt wird, wobei dieses durch geringen Aufwand an Technik, Gewicht und äußeren Dimensionen, sowie Gewährleistung hoher Benutzerfreundlichkeit und Betriebssicherheit realisiert wird.

Die Erfindung soll nun an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt in den 1 und 2 das Blockschema einer Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens. Gemäß 1 und 2 besteht die Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens zum Wecken von Schlafenden vor der Tiefschlafphase aus einer Stimulationseinheit (1a / 1b), einer Sensorik (2a / 2b), einem Registriergerät (3a / 3b). und einer Weckreizeinheit (4a / 4b).
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind etwaige mechanische oder elektrische Energiequellen sowie etwaige mechanische, elektrische oder optische Verbindungen/Schaltungen abstrahiert worden.
Im ersten Schritt wird an dem für den Babinski Reflex relevanten Fußsohlenbereich des Subjektes eine Stimulationseinheit (1a) periodische oder kontinuierliche Stimulationen durchführen. Die Stimulation kann mechanisch, elektrisch, oder elektromagnetisch durchgeführt werden. Die Sensorik (2a) ermittelt unmittelbar nach erfolgter Stimulation aber vor der Tiefschlafphase keine Reflexbewegungen der Zehen, so dass dem Registriergerät (3a) keine Signale übermittelt werden, die über die Weckreizeinheit (4a) zur Emission eines Weckreizes führen würden. (1) Solange sich der Schlafende in einer Nichttiefschlafphase befindet, wird der Babiski Reflex nicht verifiziert, so dass kein Weckreiz emittiert wird. (1) Im zweiten Schritt tritt der Schlafende in die Tiefschlafphase ein, womit sich der Babiski Reflex manifestiert und über die Sensorik an das Registriergerät (3b) übermittelt wird. Letzteres veranlaßt die Weckreizeinheit einen Weckreiz zu emittiert (4b). (2) Der Weckreiz kann taktil, elektrisch, elektromagnetisch, oder vorzugsweise durch ein akustisches Signal gegeben werden.
Die neue Vorrichtung und das neue Verfahren zum Wecken vor der Tiefschlafphase läßt sich in beliebiger Körperhaltung und damit in beliebigen Situationen einsetzen, z.B. im Sitzen oder Liegen.

Claims

Verfahren zum Wecken von Schlafenden vor der Tiefschlafphase, bei dem Sensorsignale zur Bestimmung des Weckzeitpunktes ausgewertet werden, wobei auf Grund dieser Auswertung der Weckreiz eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Auswertung den Babinski Reflex als Sensorsignal umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte, den Babinski Reflex als Sensorsignale umfassende Auswertung, durch Bestimmung des Babinski Reflex durch Stimulation des für den Babinski Reflex relevanten Fußsohlenbereiches ableitet.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stimulation des für den Babinski Reflex relevanten Fußsohlenbereiches aus mechanischen, elektrischen, oder elektromagnetischen Reizen besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Weckreiz aus taktilen, elektrischen, elektromagnetischen oder akustischen Reizen besteht.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Mitteln zum Wecken von Schlafenden vor der Tiefschlafphase die eine Stimulationseinheit und einen Sensor enthalten, dessen Signale einer Auswerteeinrichtung zur Bestimmung des Weckzeitpunktes zugeführt werden, sowie einer Weckreizeinheit zur Einleitung des Weckreizes aufgrund dieser Auswertung, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Auswerteeinrichtung einen Schalter umfaßt, der den Babiski Reflex als Sensorsignal empfängt, und über diesen Schalter die Weckreizeinheit betätigt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische, elektrische oder elektromagnetische Stimulation des für den Babinski Reflex relevanten Fußsohlenbereiches durchführt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mechanischer, elektrischer, magnetischer oder elektromagnetischer Sensor den Babiski Reflex erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mechanischer, elektromechanischer, elektrischer, elektronischer, magnetischer, oder elektromagnetischer Schalter die Weckreizeinheit betätigt.