[发明专利]判定对象昼夜节律特征的方法

说明书

技术领域

本发明涉及判定对象昼夜节律（circadian rhythm）特征的方法。

背景技术

众所周知，心血管和代谢功能存在昼夜变化。但是，只是在最近才有显示，心血管和代谢过程不仅受醒睡周期行为影响，而且还部分地受主生理节奏（circadian）起搏器控制。主生理节奏起搏器与心输出量之间的关系表明，可使用后者可靠地导出前者的振荡参数，例如振幅和峰值期（即，振荡峰值时间）。这些参数在提升人类睡眠和身体或精神表现上具有重要应用。

了解个人的生理节奏相位（phase）有助于优化可改变昼夜节律的光照干预时间。这种昼夜节律改变在治疗时差综合症，帮助轮班工人适应夜班工作安排，以及引导具有睡眠障碍（例如，睡眠相位后移症候群或睡眠相位前移症侯群）的人进入更正常的醒睡模式时间的方面很有用。

优化个人的生理节奏相位可调整个人的生物节律，以便在期望的时间上出现最大警觉和性能。日常生活、工作绩效、运动成绩等均可预期从此中获益。

使用心输出量作为主生理节奏起搏器动态变化估计手段的主要优点是可使用相对不明显的传感器可靠地测量变化。这些传感器产生的数据可用于收集包含细微内生昼夜摆动（circadian variation）的信号。假设这些摆动的振幅很小，那么它们通常会被竞争过程的影响所掩蔽，例如，身体或精神压力对心脏活动的影响。很多这样的掩蔽效应会产生易于过滤的失调，因为它们引入的频谱分量不在正常生理节奏范围之内。但是，其他掩蔽效应本质上也具有生理节奏性，并且需要更精细的过滤法。最近研究表明，心脏活动的生理节奏调节受先前觉醒时期的影响。醒睡周期遵循生理节奏周期，该生理节奏周期影响类似频率范围内心脏活动的方式不同于主生理节奏起搏器。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种确定对象昼夜节律特征的方法，其允许通过分析对象的心功能，消除所述心功能中存在的内生昼夜节律的掩蔽效应来估计主起搏器振荡参数。

此目标通过包括权利要求1的特征的方法实现。

根据此方法，测量有关特定时段内对象的心功能的第一输入信号。此外，测量指示所述对象在与测量所述第一输入信号的所述第一时段重叠的时段内的生理活动的第二输入信号。

所述第一输入信号和所述第二输入信号通过组合产生表示所述对象昼夜节律的周期性输出信号。根据此输出信号，导出所需的所述昼夜节律特征。

组合所述第一输入信号和所述第二输入信号背后的理念是：后者包括有关掩蔽效应的信息，所述效应掩蔽有关所述第一信号中存在的内生昼夜节律的信息。所述组合允许消除所述第一输入信号（表示所述心功能）中的无用特征，以便描述所述昼夜节律动态变化的振荡参数可以直接根据所述周期性输出信号导出。

所述第一输入信号和所述第二输入信号的所述组合可通过自回归、消色、独立分量（component）分析或（非线性）主分量分析执行，从而产生由所述周期性输出信号实现的增强昼夜节律表示。该增强信号然后可用于导出所述振荡参数的估计，例如通过应用谐波回归。

尽管所述第一输入信号可以是任何心功能标志，但是第二信号可通过来自对象的生理、行为或环境数据表示，这些数据提供有关她/他在与测量所述心功能时段重叠的时段内的先前不眠期的指示，例如，腕动计、睡眠锁（sleep locks）、问卷回答、皮肤温度、光照量等。

优选地，待确定的所述昼夜节律的特征为所述周期性输出信号的峰值期。

依据根据本发明的方法的另一优选实施例，所述特征为所述周期性输出信号的振幅。

在另一优选实施例中，所述第一输入信号和所述第二输入信号通过采样获取，从而分别产生大量第一输入信号值和第二输入信号值，并且根据采样的第一输入信号值和第二输入信号值计算大量输出信号值。

在该实施例中，所述第一和第二输入信号为通过对所述对象的心功能进行采样以及监视所述对象的活动分别获取的离散输入信号值。这样产生第一输入信号值的第一集合和第二输入信号值的第二集合。根据这些集合，例如，可通过对以所述第一和第二输入信号值作为输入变量的方程组求解来获得作为解的所述输出信号值，来导出所述输出信号值的集合。

优选地，所述周期性输出信号通过回归分析从计算出的大量输出信号值导出。

根据本发明的另一优选实施例，根据以所述第一输入信号值和第二输入信号值作为外生输入的自动回归滑动平均模型（ARMAX），从所述第一输入信号值和第二输入信号值计算出大量输出信号值。