ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение может быть использовано для сокращения средней латентности сна человека, улучшения непрерывности сна, увеличения количества медленного сна и упрощения пробуждения.

Уровень техники

PEMF (pulsed electromagnetic field) технология широко используется по всему миру для терапевтических целей, в том числе для осуществления нормализующего воздействия на сон человека.

Большая часть изобретений, основанных на PEMF технологии, задействует прямоугольные импульсы тока, поступающие на катушку индуктивности, формирующую импульсное магнитное поле [США 8808159, 19.08.2014, Германия, заявка 102004002218, 18.08.2005, патент Россия 2170109, 10.07.2001 ]. Синусоидальные импульсы вовсе практически не применяются в силу своей доказанной слабой эффективности, однако, если бы нормализующее действие оказывалось именно магнитной составляющей поля, то форма импульса не имела бы существенного значения. Данное утверждение подтверждается и тем, что PEMF технология проявляет крайне слабую эффективность в нормализации сна, если она реализована с помощью синусоидальных импульсов, где изменение величины магнитного поля происходит «медленно». Отдельно стоит отметить, что постоянное магнитное поле действует только на движущиеся заряженные частицы, а переменное магнитное поле - на статичные. Поскольку речь идет именно о конкретном биологическом эффекте, очевидно, что в биологическом организме преобладают заряженные частицы в связанном состоянии (в составе молекул или молекулярных групп) с малым числом степеней свободы и амплитудой движения.

Раскрытие изобретения

Таким образом, задача, решаемая при создании настоящего изобретения, состоит в отказе от магнитной составляющей импульсов, а именно от той части импульса, когда формируется постоянное магнитное поле («плато» импульса, когда через катушку индуктивности течет неизменный по величине ток) при общем сохранении эффективности метода, при этом технический результат, достигнутый при решении такой задачи, состоит в повышении эффекта нормализации сна на всех его стадиях при одновременном устранении дискомфорта, который испытывают люди, чувствительные к магнитным полям в процессе длительного пребывания рядом с источником импульсного магнитного поля.

Для достижения поставленного результата предлагается способ коррекции параметров сна человека, заключающийся в том, что: генерируют короткие («спайковые») импульсы электрического поля длительностью не менее 20 мс, предпочтительно от не менее 20 до не более 1000 мс;

- используют возникающие импульсы вблизи спящего человека по, по меньшей мере, одному из следующих алгоритмов (последовательно или любой/любые на выбор исходя из потребностей):

- для улучшения непрерывности сна, оцениваемой по количеству переходов от второй стадии сна к первой и к состоянию бодрствования;

- для сокращения средней латентности сна путем постепенной смены длительности импульсов на протяжении первых 20-30 минут сна;

- для упрощения пробуждения путем постепенной смены длительности импульсов на протяжении последних 30-60 минут сна;

- на протяжении сна для увеличения количества медленного сна на второй и третьей стадиях.

Импульсы могут быть сгенерированы посредством возникновения электромагнитной индукции, возникающей, в частности, за счет скорости изменения величины магнитного поля, формируемого источником магнитного поля, в качестве которого используют плоскую бифилярную катушку индуктивности, а скорость изменения величины магнитного поля регулируют крутизной переднего фронта электрических импульсов, подаваемых на катушку, при этом указанные импульсы имеют прямоугольную форму с коэффициентом заполнения менее 5%.

Для достижения поставленного результата предлагается система коррекции параметров сна человека для реализации указанного выше способа, содержащая блок генерирования коротких («спайковых») импульсов электрического поля; блок памяти и управления упомянутым блоком формирования импульсов; блок контроля времени, служащий для синхронизации сгенерированных «спайковых» импульсов с периодами засыпания, глубокого сна и/или пробуждения.

В заявленной системе блок генерирования формирует короткие («спайковые») импульсы посредством электромагнитной индукции и выполнен с возможностью изменения величины амплитуды коротких («спайковых») импульсов посредством крутизны и амплитуды переднего фронта электрических импульсов, подаваемых на формирователь изменяющегося во времени магнитного поля ; упомянутый формирователь изменяющегося во времени магнитного поля может быть выполнен в виде плоской бифилярной катушки индуктивности, которая выполнена с возможностью приема усиленного электрического сигнала с заданными параметрами длительности импульсов, имеющих прямоугольную форму с коэффициентом заполнения менее 5%, а упомянутый электрический сигнал с заданными параметрами длительности и коэффициента заполнения формируется преобразователем. Кроме того, упомянутые алгоритмы хранятся в блоке памяти, синхронизированным с упомянутым блоком контроля времени для совмещения во времени формирования «спайковых» импульсов электрического поля определенной длительности с периодами засыпания, глубокого сна и пробуждения человека, в том числе, упомянутые алгоритмы управления могут быть переданы в упомянутый блок памяти посредством мобильного приложения через упомянутый Bluetooth-модуль, или со стороны удаленного сервера посредством упомянутого Wi-Fi-модуля.

Возможности заявленной системы предполагают также такие опции, как самостоятельное определение человеком, нуждающемся в корректировке параметры сна, величины эффекта электромагнитной индукции (мощность «спайковых» импульсов электрического поля) путем выбора расстояния до упомянутого формирователя изменяющегося во времени магнитного поля, или посредством управления амплитудой и крутизной переднего фронта электрических импульсов, подаваемых на упомянутый формирователь. Кроме того, человек, которому требуется скорректировать параметры сна, самостоятельно может выбрать алгоритм, позволяющий либо скорректировать все упомянутые параметры сна, либо любой из упомянутых параметров сна в отдельности.

Возможность достижения поставленного результата в заявленной группе изобретений обусловлена возможностью использования изменения величины магнитного поля, возникающего на переднем фронте импульса, когда ток на катушке индуктивности меняется скачком, что порождает в окружающем пространстве короткий («спайковый») импульс электрического поля во всех близлежащих замкнутых токопроводящих цепях за счет явления ЭДС, что, в свою очередь, позволяет уменьшить скважность импульса вплоть до 1 %, т.е. фактически - отказаться от постоянной составляющей магнитного поля, при этом эффективность полученного результата обеспечивается крутизной переднего фронта электрического импульса, подаваемого на катушку индуктивности, от которой зависит скорость изменения магнитного поля.

Дополнительные преимущества при использовании заявленной группы изобретений обеспечиваются путем использования электрических импульсов прямоугольной формы с коэффициентом заполнения менее 5%, что позволяют «отсечь» составляющую постоянного магнитного поля (т.к. оно образуется только когда через катушку протекает постоянный ток), оставляя вблизи спящего лишь "полезные" «спайковые» импульсы электрического поля.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 показана блок-схема системы по настоящему изобретению. На Фиг. 2 приведены «спайковые» импульсы электрического поля, формируемые быстро меняющимся во времени магнитным полем в соответствии с заявленным изобретением.

Подробное описание вариантов осуществления

Заявленный способ может быть реализован с помощью системы, схема которой представлена на Фиг. 1.

Система, способная корректировать параметры сна человека содержит блок памяти или «память» 1 , блок контроля времени или «часы» 2, преобразователь 3, способный считывать из управляющего алгоритма 8 параметры (длительность и коэффициент заполнения) сингала, поступающего на усилитель 11 , откуда усиленный сигнал поступают на блок генерирования коротких («спайковых») импульсов электрического поля или формирователь изменяющегося во времени магнитного поля 6. Управляющий алгоритм записан и хранится в блоке памяти 1 или передается в него посредством Bluetooth-модуля 4 через мобильное приложение 9 или Wi-Fi-модуля 5 с удаленного сервера 10. Смена параметров длительности сигнала происходит посредством совмещения времени начала и окончания управляющего алгоритма с внутренними часами блока 2. Блок управления крутизной и амплитудой электрических импульсов 7 может быть отрегулирован таким образом, чтобы в области спящего человека сформировались оптимальные параметры «спайковых» импульсов электрического поля, отвечающих за

Представленные алгоритмы или поставляются в память 1 через удаленный сервер 10 посредством Wi-Fi 5, или загружаются с мобильного приложения 9 посредством Bluetooth-модуля 4, или выбираются среди уже имеющихся в памяти 1. Алгоритм 8 начинает управлять параметром длительности электрического сигнала, подаваемого с преобразователя 3 на усилитель 11. Форма импульсов электрического сигнала подстраивается блоком управления крутизной и амплитудой импульсов 7, настроенным пользователем изначально под особенности собственного организма. Скорректированный электрический сигнал подается на формирователь изменяющегося во времени магнитного поля 6, а сам формирователь размещается неподалеку от спящего человека, расстояние до которого зависит от заданных настроек блока управления крутизной и амплитудой электрических импульсов 7, и определяется самим пользователем исходя из особенностей своего организма.

Во время наступления переднего фронта импульса электрического сигнала, согласно закону Фарадея, возникает электродвижущая сила. Ее величина может быть представлена в векторной форме: Производная индукции магнитного S поля максимальна при максимальной крутизне переднего фронта импульса. Более того, на величину влияет не только и не сколько величина индукции магнитного поля В, а период времени St, за который осуществляется его изменение.

Это хорошо видно, если рядом с формирователем изменяющегося во времени магнитного поля 6 поместить вспомогательную катушку индуктивности с подключенным к ее выводам усилителем электрических сигналов. Изменяющееся во времени магнитное поле породит ЭДС и возбуждение тока во вспомогательной катушке посредством явления электромагнитной индукции («спайкоподобные» электрические импульсы), как представлено на Фиг. 2.

Конкретным примером реализации работы системы с целью сокращения средней латентности сна человека служит «ступенчатое» изменение частоты «спайковых» импульсов электрического поля вблизи спящего человека, как указано в Таблице 1 , в которой представлена алгоритм изменения частоты «спайковых» импульсов электрического поля вблизи спящего человека, служащий для коррекции (сокращения) параметра средней латентности сна человека.

Таблица 1.

Конкретным примером реализации работы системы с целью улучшения непрерывности сна, оцениваемого по количеству переходов от 2 стадии сна к 1 стадии и к состоянию бодрствования служит формирование «спайковых» импульсов электрического поля вблизи спящего человека длительностью 500 мс с момента наступления сна человека, оцениваемого по наступлению 3 стадии сна и за 60 минут до предполагаемого времени пробуждения. Конкретным примером реализации работы системы с целью увеличения количества медленного сна на 2-ой и 3-ей стадии служит формирование «спайковых» импульсов электрического поля вблизи спящего человека длительностью 500 мс с момента наступления сна человека, оцениваемого по наступлению 3 стадии сна и за 60 минут до предполагаемого времени пробуждения.

Конкретным примером реализации работы системы с целью с упрощающее пробуждение служит «ступенчатое» изменение частоты «спайковых» импульсов электрического поля вблизи спящего человека, как указано в Таблице 2, в которой представлен алгоритм изменения частоты «спайковых» импульсов электрического поля вблизи спящего человека, служащий для упрощения пробуждения человека.

Таблица 2.

Подытоживая, следует отметить, что заявленная группа изобретений обеспечивает дифференцировку объективных параметров сна и подбор соответствующих амплитудо-частотных режимов и позволяет реализовать уникальную возможность пользователю самостоятельно решать, какой именно параметр сна он хочет скорректировать в процессе применения системы по раскрытому в настоящем патенте способу коррекции параметров сна человека.