EIS, Boris (Hintere Zollamtstrasse 9/33, Wien, A-1030, AT)
| Patentansprüche: 1. Verfahren zum Wecken einer Person mittels eines Wecksystems, das eine Weckvorrichtung (2) und einen über Funk mit der Weckvorrichtung gekoppelten Sensor (1) umfasst, wobei der Sensor (1) zumindest einen für den Schlaf einer überwachten Person signifikanten Parameter (P) erfasst und der zumindest eine wecksignifikante Parameter zum Auslösen eines Weckvorganges herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Funkmodul (6) des Sensors (1) und/oder ein Funkmodul (7) der Weckvorrichtung (2) erst in einem vorgegebenen Weckzeitbereich (WZB) aktiviert und vom Sensor (1) erfasste Werte (pl - p7) des zumindest einen wecksignifikanten Parameters bzw. daraus ermittelte Schlafzustände nur innerhalb des Weckzeitbereichs (WZB) an die Weckvorrichtung (2) übertragen werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Sensor (1) erfassten schlaf signifikanten Parameter Bewegungen, Pulsschlag, Blutsauerstoff, Atmungsfrequenz, Atmungsart und/oder Körpertemperatur sowie Hirnströme umfassen. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vom Sensor (1) vor dem Beginn des Weckzeitbereichs (WZB) erfasste Werte (pl - p5) des zumindest einen wecksignifikanten Parameters (P) im Sensor (1) zwischengespeichert und innerhalb des Weckzeitbereichs (WZB) an die Weckvorrichtung (2) übertragen werden. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den erfassten Werten (pl - p7) des zumindest einen wecksignifikanten Parameters mittels eines Algorithmus auf den Schlafzustand der überwachten Person geschlossen wird. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vom Schlafzustand der Person innerhalb des Weckzeitbereichs (WZB) ein Weckvorgang in der Weckvorrichtung (2) ausgelöst wird. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Weckzeitbereichs (WZB) durch eine von einem Benutzer einstellbare Weckzeit definiert wird und optional die Dauer des Weckzeitbereichs (WZB) vom Benutzer einstellbar ist. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösung des Weckvorgangs nach einem vorgebbaren Schlafzyklus von aufeinanderfolgenden Tiefschlaf- und Leichtschlafphasen oder in einer unmittelbar vor oder nach einer REM-Phase auftretenden Fast-Wach-Schlafphase erfolgt. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkmodul (6) des Sensors (7) in Abhängigkeit von aus dem zumindest einen wecksignifikanten Parameter ermittelten Schlafzuständen, z.B. gewissen Bewegungsarten oder Atmungsverhalten, aktiviert wird. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlafzustände Schlafkrankheits-Indikatoren, z.B. Bewegungsmuster für Schlafwandeln, die Gefahr des Auftretens des plötzlichen Kindstod-Syndroms, Restless-Legs-Syndrom und/oder Schlafapnoe umfassen. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) einen Alarmbetriebsmodus umfasst, in dem das Funkmodul (6) des Sensors in Abhängigkeit von Schlafzuständen auch außerhalb des Weckzeitbereichs (WZB) aktiviert wird. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Weckvorrichtung (2) ein Verbindungsverlustsignal abgibt, wenn keine Funkkoppelung (F) mit dem Sensor aufgebaut werden kann. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Geräusche, die die schlafende Person von sich gibt, aufgezeichnet werden, gegebenenfalls unter Zuordnung zur Echtzeit und nachträglicher Zuordnung zu einer Schlafphase. 13. Wecksystem zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einer Weckvprrichtung (2) und einem über Funk mit der Weckvorrichtung (2) koppelbaren Sensor (1), wobei zur Funkkoppelung (F) sowohl die Weckvorrichtung (2) als auch der Sensor (1) mit einem Funkmodul (6, 7) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkmodul (6) des Sensors (1) und/oder das Funkmodul (7) der Weckvorrichtung (2) erst in einem vorgegebenen Weckzeitbereich (WZB) aktiviert und vom Sensor (1) erfasste Werte (pl - p7) des zumindest einen wecksignifikanten Parameters bzw. daraus ermittelte Schlafzustände nur innerhalb des Weckzeitbereichs (WZB) an die Weckvorrichtung (2) übertragen werden. 14. Wecksystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) einen oder mehrere Detektoren (8a bis 8g) zur Erfassung von Bewegungen, Pulsschlag, Blutsauerstoff, Atmungsfrequenz, Atmungsart und/oder Körpertemperatur sowie Hirnströme umfasst. 15. Wecksystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) in Form eines Arm- bzw. Stirnbands oder einer Armbanduhr ausgebildet ist. 16. Wecksystem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Weckvorrichtung (2) als Mobiltelefon ausgebildet ist. 17. Wecksystem nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Weckvorrichtung (2) und optional der Sensor (1) eine Einstelleinrichtung (5; 13) zur Vorgabe einer Weckzeit und optional der Dauer des Weckzeitbereichs umfasst. 18. Wecksystem nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Weckvorrichtung (2) einen akustischen, visuellen oder taktilen Wecksignalgeber (14) umfasst. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wecken einer Person mittels eines Wecksystems, das eine Weckvorrichtung und einen über Funk mit der Weckvorrichtung gekoppelten Sensor, wobei der Sensor zumindest einen für den Schlaf einer überwachten Person signifikanten Parameter erfasst und der zumindest eine wecksignifikante Parameter zum Auslösen eines Weckvorganges herangezogen wird, sowie ein Wecksystem zur Durchführung des Verfahrens.
Um den Anforderungen des täglichen Lebens in einer von Zeit dominierten Welt gewachsen zu sein, ist es notwendig, den Lebensrhythmus nicht den persönlichen Bedürfhissen sondern den gegebenen Bedingungen anzupassen. Es ist selten möglich, die Tageszeit unabhängig von Geschäfts- und Freizeitterminen allein nach physiologischen Gesichtspunkten in aktive Phasen und Ruhephasen einzuteilen. Um so wichtiger ist es daher, zumindest die Zeit, in der geschlafen wird, bestmöglich zur Erholung zu nutzen und damit die körperliche wie auch die geistige Leistungsfähigkeit zu sichern bzw. sogar zu verbessern.
Es ist seit geraumer Zeit bekannt, dass der menschliche Schlaf nicht gleichförmig verläuft, sondern Tiefschlafphasen mit Leichtschlafphasen (Aktivschlafphasen), sogenannten REM- Phasen, alternieren. Eine solche REM-Phase, die eine Zeit erhöhter Traumaktivität darstellt, tritt etwa alle 90-110 Minuten ungefähr 4 bis 6 Male bei normalem Schlafablauf auf. Mit zunehmender Schlafdauer werden bei gesunden erwachsenen Personen die Tiefschlafphasen kontinuierlich kürzer und weniger tief, die REM-Phasen hingegen immer länger. Bei Kindern beispielsweise werden die Tiefschlafphasen kontinuierlich tiefer. Eine unnatürliche Unterbrechung oder eine Verringerung bestimmter Schlafphasen kann zu funktionell psychischen Störungen fuhren, beispielsweise zu starker Übermüdung, gereizter Stimmung, auffälliger Konzentrationsschwäche oder sogar zu Angstzuständen.
Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Wecken mit mechanischen, elektromechanischen und elektrischen Weckern bekannt, z.B. aus der DE-A - 2405771, die in Abhängigkeit von einer vorgebbaren, beispielsweise einstellbaren oder programmierbaren Weckzeit akustische, optische oder taktile Reize erzeugen. Nachteilig ist dabei, dass die Reize unabhängig vom Schlafzustand des Aufzuweckenden erfolgen.
Ebenfalls bekannt sind ein Verfahren und eine Vorrichtung, die ein Wecken unmittelbar nach einer Traumphase, also einer REM-Phase, ermöglichen, so dass die geweckte Person in der Lage ist, ihren Traum zu rekonstruieren (DE-A - 3102239). Der Nachteil dabei besteht jedoch darin, dass das Wecken unabhängig von einer einstellbaren Weckzeit erfolgt und dass der Schlafende durch Sensoren an den Augen und über Drahtverbindungen mit der Weckeinrichtung verbunden ist.
Aus der EP-A - 0496 196 und der DE-A - 42 09 336 sind Verfahren zum Wecken bekannt, bei denen die Körperbewegungen des Schläfers über die Schlafzeit hinweg gemessen und für die Ermittlung des Schlafzustandes herangezogen werden, aufgrund dessen ein Weckvorgang zu einem bestimmten erwünschten Zeitpunkt ausgelöst werden kann.
In der DE-A - 19642 316 und der DE-A - 43 03 933 sind Einrichtungen zum Wecken beschrieben, bei denen ein mit einer Weckvorrichtung drahtlos gekoppelter Sensor zur Ermittlung der Schlafphasen vorgesehen ist, wobei die Weckvorrichtung nach variablen vorgebbaren Bedingungen während einer bestimmten Schlafphase aktiviert wird.
In der Patentschrift DD 263 238 ist ein Verfahren zum Wecken geoffenbart, bei dem nach Registrierung einer Weckzeit und einer Weckzeittoleranz der Schlafzustand der zu weckenden Person dauernd oder zeitweilig abgetestet, die aktuelle Zeit mit einem aus Zeit und Toleranz berechneten Weckzeittoleranzbereich verglichen wird und nur dann geweckt wird, wenn der aktuelle Zeitpunkt beim oder im Weckzeittoleranzbereich liegt und keine ungünstige Schlafphase vorliegt oder wenn der Weckzeittoleranzbereich zu Ende ist. Die Feststellung des Schlafzustands erfolgt über die Messung physiologischer Parameter, wie Puls, Atemfrequenz, Hautfeuchte, Temperatur, Hirnströme und dgl.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist der Umstand, dass die Messung der Parameter gesteuert erfolgen muss und nicht durch Änderung eines gemessenen Parameters selbsttätig ausgelöst werden kann, woraus eine höhere Anzahl an Messungen zur sicheren Feststellung des Schlafzustands resultiert und der Schlafende damit einer höheren Belastung durch elektromagnetische Wellen, Funkwellen oder sonstige Strahlung ausgesetzt ist. Zudem erfordern die meisten physiologischen Parameter aufwendige und für den Schlafenden zumeist unbequeme und teilweise ständig mit einer Verarbeitungseinheit verbundene Messeinrichtungen, die den Schlaf beeinträchtigen können.
Ein Ansatz für eine Lösung der oben erwähnten Nachteile ist in der EP 1 139 187 A2 offenbart, die ein Verfahren sowie eine Weckeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschreibt. Die Weckeinrichtung umfasst eine Weckvorrichtung und einen über Funk mit der Weckvorrichtung gekoppelten Bewegungssensor. Es werden die Bewegungen der schlafenden Person zum Auslösen eines Weckvorganges herangezogen, wobei erst nach Registrierung einer Bewegung durch den Sensor die Funkkoppelung zwischen Weckvorrichtung und Bewegungssensor aktiviert wird.
Mit diesem Ansatz wurde eine gegenüber dem älteren Stand der Technik starke Reduzierung der Belastung des Schlafenden sowie eine beträchtliche Erhöhung seiner Schlafqualität erreicht und dennoch ein Wecken in einem für den Schlafenden günstigen Schlafzustand ermöglicht.
Obwohl sich die in der EP 1 139 187 beschriebene Weckeinrichtung mittlerweile seit etlichen Jahren auf dem Markt bewährt hat, ist sie dennoch weiter verbesserungswürdig. Insbesondere ist zu erwähnen, dass zwar die Funkeinheit im Bewegungssensor erst dann aktiviert wird, wenn der Bewegungssensor eine Bewegung der schlafenden Person detektiert, jedoch die Funkeinheit in der Weckvorrichtung immer aktiv ist, um Signale vom Bewegungssensor zu empfangen. Dies führt zu einem erhöhten Stromverbrauch der Weckvorrichtung, der insbesondere bei Akkubetrieb von Nachteil ist. Ein weiterer Nachteil ist der erhöhte Stromverbrauch im Bewegungssensor aufgrund oftmaliger Aktivierung der Funkeinheit, da diese bei jeder Bewegung des Schlafenden stattfindet, um die detektierten Bewegungen an die Weckvorrichtung zu melden. Ein weiterer, mit der oftmaligen Aktivierung der Funkeinheit im Bewegungssensor verbundener Nachteil ist eine häufig auftretende, wenngleich äußerst geringe elektromagnetische Strahlenbelastung, die für manche Benutzer aufgrund prinzipieller Erwägungen unerwünscht ist.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren und ein System zum Wecken bereitzustellen, die eine schlafende Person keiner unnötigen Belastung aussetzen und ihre Schlafqualität nicht mindern, gleichzeitig jedoch ein Wecken in einem für die schlafende Person günstigen Schlafzustand ermöglichen, so dass die Voraussetzungen für eine Verbesserung oder Aufrechterhaltung der Leistungsfähigkeit gewährleistet sind. Insbesondere soll die Belastung der schlafenden Person durch elektromagnetische Wellen so gering wie möglich gehalten werden. Weiters soll auch der Stromverbrauch des Wecksystems minimal sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Funkmodul des Sensors und/oder ein Funkmodul der Weckvorrichtung erst in einem vorgegebenen Weckzeitbereich aktiviert und vom Sensor erfasste Werte des zumindest einen wecksignifikanten Parameters bzw. daraus ermittelte Schlafzustände nur innerhalb des Weckzeitbereichs an die Weckvorrichtung übertragen werden. Die vorliegende Erfindung beruht auf der Tatsache, dass es signifikante Parameter gibt, die im Schlaf eines Menschen mit bestimmten Schlafphasen in Zusammenhang stehen. Es wurde z.B. festgestellt, dass es zu Beginn und am Ende bestimmter Schlafphasen verstärkt zu Körperbewegungen kommt, wodurch es möglich ist, die einzelnen Schlafphasen voneinander zu unterscheiden. Darüber hinaus gibt es auch andere wecksignifikante
Parameter, wie Pulsschlag, Blutsauerstoff, Atmungsfrequenz, Atmungsart (z.B. Übergang zwischen Brust- und Bauchatmung) und/oder Körpertemperatur sowie Hirnströme. Werden diese wecksignifikanten Parameter während des Schlafs einer überwachten Person verfolgt, so lässt sich ein bestimmtes Muster von Leichtschlaf-, Tiefschlaf- und Fast-Wach-Phasen erkennen, das zum Auslösen eines Weckvorganges der Person herangezogen werden kann.
Um die für die Schlafphasen relevanten Parameter über einen Zeitraum zu verfolgen, der deutlich länger ist als der Weckzeitbereich, ist es zweckmäßig, wenn vor dem Beginn des Weckzeitbereichs erfasste Werte des zumindest einen wecksignifikanten Parameters im Sensor zwischengespeichert und innerhalb, beispielsweise zu Beginn des Weckzeitbereichs an die Weckvorrichtung übertragen werden. In der Weckvorrichtung wird nach Erhalt dieser zwischengespeicherten Werte eine Analyse des Schlafverhaltens der überwachten Person vorgenommen. Die Langzeit-Erfahrungswerte werden im Empfänger gespeichert, die aktuellen kurzzeitigen im Sensor.
Nach einer bevorzugten Ausführungsfoπn wird von den erfassten Werten des zumindest einen wecksignifikanten Parameters mittels eines Algorithmus auf den Schlafzustand der überwachten Person geschlossen. Die Verwendung eines Algorithmus zur Beurteilung des Schlafzustands bietet den Vorteil, dass sich Fehler durch zufällige Parameterwerte, welche keine Fast-Wach-Phase ankündigen, ausschalten lassen.
Zweckmäßig wird die Aktivierung der Weckvorrichtung in Abhängigkeit vom Schlafzustand der Person vorgenommen, wobei der Weckvorgang während einer psychisch und physisch günstigen Schlafphase innerhalb des Weckzeitbereichs ausgelöst wird.
Um sicherzustellen, dass der Benutzer des Wecksystems rechtzeitig geweckt wird, ist es günstig, wenn das Ende des Weckzeitbereichs durch eine von einem Benutzer einstellbare Weckzeit definiert wird. Falls der Benutzer Wert darauflegt, nicht zu früh geweckt zu werden (auch wenn dies physiologisch für ihn möglicherweise besser wäre) ist optional vorgesehen, dass die Dauer des Weckzeitbereichs vom Benutzer einstellbar ist. Die Aktivierung der Weckvorrichtung erfolgt bevorzugt nach vorgebbaren Schlafzyklen von aufeinanderfolgenden .Tiefschlaf- und Leichtschlaf phasen oder in einer unmittelbar vor oder nach einer REM-Phase auftretenden Fast-Wach-Schlafphase. Bei vielen Menschen reicht eine bestimmte Anzahl von Tiefschlaf- und Leichtschlafphasen zur vollständigen Erholung aus. Die sonst unnötigerweise schlafend verbrachte Zeit nach den erforderlichen
Schlafphasen kann mittels Wecken nach Vorgabe eines bestimmten Schlafzyklus sinnvoll genutzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Funkmodul des Sensors in Abhängigkeit von aus dem zumindest einen wecksignifikanten Parameter ermittelten
Schlafzuständeri, z.B. gewissen Bewegungsarten oder Atmungsverhalten, aktiviert. Dadurch kann die Funkverbindungszeit zwischen Sensor und Weckvorrichtung und folglich der Stromverbrauch verkürzt werden, wobei eine (Vor-)Bewertung der wecksignifikanten Parameter im Sensor erfolgt.
Die vorliegende Erfindung kann in besonders vorteilhafter Weise auch zur Erkennung von Schlafkrankheiten und gegebenenfalls Reaktionen darauf benützt werden, indem aus den wecksignifikanten Parametern Schlafkrankheits- Indikatoren analysiert werden, z.B. Bewegungsmuster für Schlafwandeln, die Gefahr des Auftretens des plötzlichen Kindstod- Syndroms (SIDS), Restless-Legs-Syndrom und/oder Schlafapnoe.
Um im Fall des Detektierens von Krankheitszuständen, die ein sofortiges Eingreifen von Menschen in der Umgebung des Schlafenden erfordern oder ratsam machen, wie z.B. beim Auftreten der Gefahr des plötzlichen Kindstod-Syndroms oder bei Schlafwandeln, räch reagieren zu können, umfasst in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Sensor einen Alarmbetriebsmodus, in dem das Funkmodul des Sensors in Abhängigkeit von bestimmten Schlafzuständen auch außerhalb des Weckzeitbereichs aktiviert wird. Diese Ausführungsform der Erfindung setzt voraus, dass das Funkmodul der Weckvorrichtung außerhalb des Weckzeitbereichs aktiviert ist.
Um die Verlässlichkeit zur Erkennung und Reaktion auf die oben genannten Krankheits- Indikatoren zu erhöhen, ist es zweckmäßig, wenn die Weckvorrichtung ein Verbindungsverlustsignal abgibt, falls im Weckzeitbereich keine Funkverbindung zum Sensor aufgebaut werden kann.
Um Schlafverhaltenszustände wie Reden im Schlaf, Zähneknirschen etc. verfolgen und nachträglich analysieren zu können, werden in einer Ausfuhrungsform der Erfindung Geräusche, die die. schlafende Person von sich gibt, aufgezeichnet, gegebenenfalls unter Zuordnung zur Echtzeit und nachträglicher Zuordnung zu einer Schlafphase.
Ein Wecksystem zur Durchführung des obigen Verfahrens umfasst eine Weckvorrichtung und einen über Funk mit der Weckvorrichtung koppelbaren Sensor, wobei zur
Funkkoppelung sowohl die Weckvorrichtung als auch der Sensor mit einem Funkmodul versehen ist. Erfindungsgemäß werden das Funkmodul des Sensors und/oder das Funkmodul der Weckvprrichtung erst zu Beginn eines vorgegebenen Weckzeitbereichs aktiviert und vom Sensor erfasste Werte des zumindest einen wecksignifϊkanten Parameters bzw. daraus ermittelte Schlafzustände nur innerhalb des Weckzeitbereichs an die Weckvorrichtung übertragen.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform umfasst der Sensor einen oder mehrere Detektoren zur Erfassung von Bewegungen, Pulsschlag, Blutsauerstoff, Atmungsfrequenz, Atmungsart und/oder Körpertemperatur sowie Hirnströme. Bewegungsdetektoren können als
Beschleunigungsmesser, als Ultraschall-, Infrarot- oder Mikrowellensensor bzw. als RFID (Radio Frequency Identification) ausgebildet sein.
In einer bevorzugten, weil vom Benutzer sehr bequem während des Schlafs zu tragenden Ausführungsform ist der Sensor in Form eines Arm- bzw. Stirnbands oder einer Armbanduhr ausgebildet.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Weckvorrichtung als Mobiltelefon ausgebildet. Moderne Mobiltelefone enthalten alle Hardwarekomponenten, die für den Aufbau einer Weckvorrichtung der Erfindung nötig sind, beispielsweise Bluetooth. Die Erfindung, d.h. die funktionelle Verknüpfung der Hardwarekomponenten wird in diesem Fall mittels Software implementiert.
Vorteilhaft umfasst die Weckvorrichtung und optional der Sensor eine Einstelleinrichtung zur Vorgabe einer Weckzeit und optional der Dauer des Weckzeitbereichs.
Das Wecken kann individuell verschieden mittels sensorischer, akustischer oder optischer Reize erfolgen, wofür die Weckvorrichtung einen akustischen, visuellen oder taktilen Wecksignalgeber umfasst.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei Fig. 1 ein Schlafphasendiagramm mit dazugehörigem Muster wecksignifikanter Parameter, Fig. 2 eine Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Wecksystems in schematischer Darstellung, und Fig. 3 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulichen.
Fig. 1 zeigt ein durchschnittliches Schlaφhasendiagrarnrn, in welchem über der Uhrzeit T die unterschiedlichen Schlafphasen S einer überwachten Person für eine Schlafdauer, beginnend von 00:00 Uhr aufgetragen ist. Die Schlafphasen S umfassen den Wachzustand W, den REM-Zustand, einen Fast-Wach-Zustand FW sowie verschiedene Schlafstadien als Stufen von 1 bis 4. Im unteren Teil des Schlafphasendiagramms ist ein Muster eines wecksignifikanten Parameters P graphisch dargestellt, wobei in diesem Beispiel nur zwei Werte 0 bzw. 1 unterschieden werden. Es ist aber zu betonen, dass je nach wecksignifikantem Parameter auch eine Vielzahl unterschiedlicher Parameterwerte unterschieden werden können. Im Diagramm ist deutlich ein Abwechseln von Tiefschlaf- und Leichtschlafphasen (REM-Phasen) zu erkennen, wobei die Längen der Tiefschlafphasen mit zunehmender Schlafdauer abnehmen. Die Längen der REM-Phasen hingegen nehmen gegen Schlafende zu.
Das etwas vereinfachte und abstrahierte Muster des wecksignifikanten Parameters lässt erkennen, dass zu Beginn und am Ende der REM-Phasen gehäuft 1 -Werte auftreten.
Aufgrund dieses Zusammenhangs zwischen bestimmten Werten des wecksignifikanten Parameters und REM-Phasen ist es möglich, den wecksignifikanten Parameter zum Wecken eines Menschen unter Berücksichtigung der Schlafphasen heranzuziehen, da relativ einfach ein günstiger Weckzeitpunkt ermittelbar ist. Wecksignifikante Parameter umfassen insbesondere Bewegungen, Pulsschlag, Blutsauerstoff, Atmungsfrequenz, Atmungsart und/oder Körpertemperatur sowie Hirnströme.
So wird zum Beispiel bei einem Weckzeitbereich WZB von einer halben Stunde (Fig. 1 : 07:00 bis 07:30 Uhr) mit Hilfe des Werteverlaufs des wecksignifikanten Parameters ein für den Schlafenden günstiger Weckzeitpunkt zl (oder ein Weckzeitraum) eruiert, sofern ein solcher innerhalb des Weckzeitbereichs WZB vorhanden ist, indem das Auftreten einer Fast- Wach-Phase mittels eines Algorithmus vorausberechnet wird. Ob der Weckvorgang zum ersten möglichen günstigen Weckzeitpunkt zl oder zu einem späteren innerhalb des Weckzeitraums ausgelöst werden soll, kann dabei beliebig gewählt werden.
Ebenso ist es möglich, eine Aktivierung der Weckvorrichtung nach vorgebbaren Schlafzyklen mit einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Tiefschlaf- und Leichtschlafphasen vorzunehmen, indem die verstrichenen Schlafphasen mittels Registrierung der Werteverläufe des wecksignifikanten Parameters gezählt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Wecken einer Person läuft in einem in Fig. 2 in einem Blockschaltbild dargestellten Wecksystem ab, das eine Weckvorrichtung 2 und einen über Funk mit der Weckvorrichtung gekoppelten Sensor 1 umfasst.
Der Sensor 1 umfasst einen oder mehrere Detektoren 8a bis 8g zur Erfassung von Bewegungen, Pulsschlag, Blutsauerstoff, Atmungsfrequenz, Atmungsart und/oder Körpertemperatur sowie Hirnströme, die wecksignifikanten Parameter repräsentieren. Die Ausgangssignale der Detektoren 8a bis 8g werden einem Controller 9 zugeführt, der z.B. als Microcontroller ausgeführt ist und mit einem Speicher 10 kommuniziert. Weiters ist an den Controller 9 ein Timer 11 angeschlossen, optional auch ein Benutzerinterface 13 zur Eingabe von Informationen durch den Benutzer und eventuell auch zur Anzeige von Informationen an den Benutzer. Das Benutzerinterface 13 kann Tasten, Leuchtdioden, alphanumerische Anzeigen etc. aufweisen. Weiters ist an den Controller 9 ein Funkmodul 6 angeschlossen, das vom Controller 9 aktivierbar und deaktivierbar ist. Optional steuert der Controller 9 auch eine Einrichtung für taktile Reize 12 an. Alle genannten Komponenten weisen eine sehr geringe Baugröße auf, so dass es möglich ist, den Sensor 1 in Form eines Arm- bzw. Stirnbandes oder einer Armbanduhr auszugestalten.
Die Weckvorrichtung 2 umfasst ein Funkmodul 7, eine Echtzeiteinrichtung 4, die z.B. als Quarzuhr, Funkzeitempfänger, etc. ausgebildet ist und ein Benutzerinterface 5, das z.B. Tasten, ein Display oder einen Touchscreen umfasst. Alle genannten Einrichtungen sind mit einer Verarbeitungseinheit 3 verbunden, die z.B. einen Microprozessor, flüchtige und nichtflüchtige Speicher, etc. aufweist. Die Verarbeitungseinheit 3 steuert das Funkmodul 7 und kann es sowohl aktivieren als auch deaktivieren. Weiters steuert die Verarbeitungseinheit 3 einen Wecksignalgeber 14 an, der akustische, visuelle und/oder taktile Wecksignale abgibt. Die Weckvorrichtung 2 kann in Form eines Mobiltelefons realisiert sein.
Wenn die Funkmodule 6, 7 des Sensors 1 bzw. der Weckvorrichtung 2 aktiviert sind, ist eine Funkkoppelung F zwischen dem Sensor 1 und der Weckvorrichtung 2 aufbaubar.
Fig. 3 zeigt ein Zeitdiagramm, dass den Ablauf des erfindungsgemäßen Weckverfahrens während eines Schlafabschnitts erklärt. Der Sensor 1 erfasst mittels zumindest einem der Detektoren 8a bis 8g laufend Werte pl bis p7 von zumindest einem für den Schlaf einer überwachten Person signifikanten Parameter. Wie ersichtlich liegen die Parameterwerte pl bis ρ5 vor dem Beginn des Weckzeitbereichs WZB. Gemäß der Erfindung werden diese vor dem Beginn des Weckzeitbereichs WZB liegenden Parameterwerte pl bis p5 nicht sofort nach ihrem Erfassen vom Sensor 1 an die Weckvorrichtung 2 übertragen. Vielmehr werden diese Parameterwerte pl bis p5 zunächst in dem Speicher 10 des Sensors 1 zwischengespeichert und es bleibt das Funkmodul 6 des Sensors 1 in einem deaktivierten Zustand, in dem es keinen (oder minimalen) Stromverbrauch aufweist und keine elektromagnetischen Wellen aussendet. Erst bei Beginn des Weckzeitbereichs WZB (um 07 '.0O) wird das Funkmodul 6 des Sensors 1 aktiviert. Dann werden die zuvor erfassten Parameterwerte pl bis p5 an die Weckvorrichtung 2 übertragen. Gemäß einer Variante der Erfindung wird das Funkmodul 6 des Sensors 1 nicht automatisch mit Beginn des Weckzeitbereichs WZB aktiviert, sondern erst, wenn innerhalb des Weckzeitbereichs zum ersten Mal ein Parameterwert p6 des zumindest einen signifikanten Parameters erfasst wird. Dann werden der neueste Parameterwert p6 und die zuvor zwischengespeicherten Parameterwerte p 1 bis p5 gemeinsam (Σ p 1 -p6) an die Weckvorrichtung 2 übertragen und in der Weckvorrichtung 2 verarbeitet, mit bisherigen Daten abgeglichen und ein Weckzeitpunkt zl errechnet, indem von den erfassten Werten des zumindest einen wecksignirlkanten Parameters mittels eines Algorithmus auf den ScMafzustand der überwachten Person geschlossen und in Abhängigkeit vom Schlafzustand der Person innerhalb des Weckzeitbereichs WZB ein Weckvorgang in der Weckvorrichtung 2 ausgelöst wird. Es kann vorgesehen sein, dass das Ende des Weckzeitbereichs WZB mittels des Benutzerinterface 5 (oder optional auch mittels des Benutzerinterface 13 des Sensors 1) vom Benutzer definiert wird, indem der Benutzer eine Weckzeit einstellt, die das Ende des Weckzeitbereichs WZB markiert. Optional kann auch die Dauer des Weckzeitbereichs WZB vom Benutzer eingestellt werden. Wenn der Sensor 1 innerhalb des Weckzeitbereichs WZB weitere Parameterwerte p7 erfasst, so sendet er diese sofort an die Weckvorrichtung 2, die diese Parameterwerte p7 zum Abgleich mit den bisherigen Daten und gegebenenfalls zur Neuberechnung des Weckzeitpunkts zl verwendet. Es kann auch vorgesehen werden, dass die Weckvorrichtung 2 Informationen RC an den Sensor 1 sendet, wobei es sich bei diesen Informationen beispielsweise um ein Auslösesignal für das Ingangsetzen der Einrichtung für taktile Reize 12 im Sensor 1, oder die Bekanntgabe des Weckzeitpunkts zl, z.B. zur selbsttätigen Auslösung der Einrichtung für taktile Reize 12 durch den Sensor 1, oder ein Synchronisationssigna] zur Synchronisation zwischen den Timern in der Weckvorrichtung 2 und dem Sensor 1 handeln kann.
Je nach Leistungsfähigkeit des Controllers 9 des Sensors 1 kann vorgesehen werden, dass der Controller 9 aus den von den Detektoren δa bis 8g erfassten Werten der wecksignifikanten Parameter selbst Schlafzustände ermittelt und anstelle der Parameterwerte pl bis p7 Information über diese Schlafzustände an die Weckvorrichtung 2 sendet; dies aber auch nur innerhalb des Weckzeitbereichs WZB. Bei einer solchen Ausführungsform würde somit ein Teil der Rechenarbeit in den Sensor 1 ausgelagert.
Um den Energieverbrauch und die Strahlenbelastung geringstmöglich zu halten, kann vorgesehen sein, dass das Funkmodul 7 der Weckvorrichtung 2 außerhalb des Weckzeitbereichs WZB deaktiviert ist. Es gibt jedoch nachfolgend beschriebene Ausführungsformen der Erfindung, bei denen es günstig ist, wenn das Funkmodul 7 der Weckvorrichtung 2 auch außerhalb des Weckzeitbereichs WZB aktiviert bleibt, um Funksignale vom Sensor 1 empfangen zu können.
Wenn nämlich Schlafzustände direkt im Sensor 1 berechnet werden, so ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Controller 9 das Funkmodul 6 in Abhängigkeit von den Schlafzuständen, z.B. gewissen Bewegungsarten oder
Atmungsverhalten, aktiviert, wobei dies auch außerhalb des Weckzeitbereichs WZB geschehen kann. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann wichtig, wenn die berechneten Schlafzustände Schlafkrankheits- Indikatoren, z.B. Bewegungsmuster für Schlafwandeln, die Gefahr des Auftretens des plötzlichen Kindstod-Syndroms, Restless-Legs-Syndrom und/oder Schlafapnoe umfassen. Werden solche Schlafkrankheits-Indikatoren ermittelt, so geht der Sensor 1 in einen Alarmbetriebsmodus über, in dem das Funkmodul 6 unabhängig vom Weckzeitbereich WZB aktiviert und eine Alarmmeldung AL an die Weckvorrichtung 2 gesendet wird. In diesem Zusammenhang ist als zusätzliches Sicherheitsmerkmal vorgesehen, dass die Weckvorrichtung 2 in Intervallen prüft, ob eine Funkkoppelung F mit dem Sensor 1 besteht. Falls keine Funkkoppelung besteht, gibt die Weckvorrichtung 2 ein akustisches oder visuelles Verbindungsverlustsignal ab, z.B. durch Aktivieren des Wecksignalgenerators 14.
Zur Behandlung von Schlafproblemen kann die Weckvorrichtung 2 mit einer Tonaufzeichnungseinrichtung 15 und einem Mikrophon 16 ausgestattet sein, um Geräusche, die die schlafende Person von sich gibt, aufzuzeichnen, gegebenenfalls unter Zuordnung zur Echtzeit und nachträglicher Zuordnung zu einer Schlafphase.