专利名称：一种基于个性化粉噪声增加深度睡眠的方法
技术领域：
本发明涉及一种增加深度睡眠时间，改善睡眠质量的方法，其中主要采用了个性化的粉红噪声音乐。
背景技术：
在现在这个生活节奏越来越快，竞争愈发激烈的社会，各个层次的人群在日常生活的压力下都受到睡眠质量不高这一问题的严重困扰。而如今，国内外治疗睡眠的方法很多，主要分为药物治疗、心理治疗、物理治疗、食物治疗等儿大类方法。药物治疗早在18世纪的中国就已经出现，不过随着大量的临床实验和研究对比的进行，人们逐渐发现药物治疗会对神经系统造成不良的反应，导致认知力、记忆力和注意力下降。同时，若长期使用安眠类药物会对药物形成依赖，甚至成瘾。而且药物的使用会加重肝肾功能的负担，尤其对于中老年人，由于其肝肾功能随着年龄的增加而减退，服用药物可能导致其肝肾功能衰竭，还会诱发高血压、中风、冠心病等疾病。另一方面，心理治疗对心理医生和医院的条件有着比较高的要求，且心理治疗并不能很快见效，是一个长期的过程，需要耗费一定的时间和费用。根据中国目前的情况，心理治疗还很难为大多数人接受。物理疗法现在则成为了是国内外比较流行的一种趋势，本专利提出的个性化粉红噪声方法就可以被认为是该类中的音乐疗法。众所周知，人体 是一个复杂系统，其各种生理信号和生理现象均具有复杂特征的。而作为自然界中的三种基本结构的噪声之一，粉红噪声，则能够有效地在人的大脑产生随机共振现象，将其复杂度降低至一个新的低水平，从而能够提高人睡眠时的深睡时间比例，改善睡眠的质量。同时，在个性化地加入了特殊结构的片段声音后，则能有效地提高睡眠促进的效果
发明内容
本发明提供一种基于个性化的粉噪声增加睡眠深度的方法，从而提高使用者睡眠时的深睡时间比例，改善其的睡眠质量。本发明的促进睡眠的方式简便、直接，见效快，且无副作用。对于使用者本身来说没有技术和操作要求，可以在任何场合使用。本发明的一种个性化粉噪声，包括了作为背景声音的粉噪声以及加入其中的个性
化声音。本发明的一种作为背景声音的粉噪声，又叫做l/f噪声，其特征在于:粉噪声的功率谱密度与频率有着强烈的依附性，表现在粉噪声的功率谱密度与频率成反比。本发明中所采用到的个性化的声音源是来自核磁共振扫描时的特色序列的声音，如ASL(动脉自旋标记)序列，雨声等，经过滤波和前处理后作为片段加入粉噪声中。其特征在于:低频，频率变化平稳。
本发明的一种个性化粉噪声，其声音强度可以根据使用者自行调节，在入睡时即开始使用，可以佩戴耳机或者直接使用音箱。
具体实施例方式下面结合附图来来对本方法生成个性化粉噪声以及粉噪声的工作原理进行说明。1.个性化粉噪声促进睡眠的原理人体是一个复杂系统，人体的生理现象和变化都可以从复杂度指标的角度得到反映。而通过使用分型维数这一经典的复杂度指标分析后发现，在深睡时，脑电的复杂度较低的。从经典的R&K睡眠分期标准来看，在睡眠3期和4期时，脑电的复杂度是最低的。因此，若在睡眠时有一个“源”来诱导脑电进入一个复杂度较低的状态，则能够有效地提高深睡时间长度，改善睡眠质量，而粉噪声则恰好具有这个作用。粉噪声是自然界的三种基本噪声形式之一，其特点为功率谱密度与频率有着强烈的依附性，表现在粉噪声的功率谱密度与频率成反比。在自然界中的各种奇妙现象中均存在，如DNA的排列规律，潮水的涨落变化，音乐旋律等。而从复杂度的角度来看，粉噪声的复杂度恰好同深睡期脑电的复杂度是对应的，利用粉噪声这个源可以有效地诱导脑电进入深睡期的状态，出现神经元的随机共振现象。另一方面，本发明中提出的个性化的声音同样是具有促进睡眠功效的。ASL序列扫描声音位于低频带，其复杂度也较低，同时听着也较为悦耳。根据经验表明使用者在伴随该声音时，也能慢慢进入睡眠的状态。因此本发明将合理地两者结合起来，找到一个新的能够无副作用的改善人睡眠质量的方法。2.个性化粉噪声的生成过程个性化粉噪声生成过程见
图1。首先，利用计算机生成随机白噪声。然后根据申请人计算的参数对白噪声进行I/f形式的滤波，具体计算如下:y(n) = 0.05χ(η)-0.Οθχ^,+Ο.05χ(η_3)_0.0044χ(η_4)+2.49y(n_1)-2.02y(n_2)+0.52y(n_3)而其中y(n)为当前时刻的粉噪声信号，其余分别对应以前不同时刻的粉噪声信号，而X代表白噪声信号。通过这个平滑滤波过程，就能得到我们所想要的背景粉噪声。另一方面，我们实地利用音频采集设备采集了真实的个性化声音，以ASL序列扫描声音为例。然后通过低通滤波器去噪后得到了长度为10秒的声音。下面就开始两者的融合。我们在计算机上利用粉噪声为背景声(音轨I)，然后将处理好个性化的声音加入其中(音轨2)。加入的方式为每隔20秒至I分钟加入一个片段。最后生成我们所需要的首乐文件。使用在使用时，可以佩戴耳机或者使用音箱。首先将音量调整至自己觉得合适的程度，然后放松自己慢慢开始入睡。这时候，粉噪声就通过人体的听觉器官被传至听觉中枢，开始作用于人脑，出现神经元的随机共振现象，表现为脑电复杂度的逐渐降低，频率等也相应降低，最后，实现使用者进入深睡状态，且深睡时间被加长。
本发明使用的个性化的粉噪声促进睡眠具有见效快，使用简便，无副作用的特点。对使用者来说即悦耳动听，不会引起主观上的反感，同时也能有效地调节神经系统的兴奋程度，改善其睡 眠状态，使其在白天具有更好的注意力来从事工作，学习，研究等。
权利要求
1.一种基于个性化粉噪声增加深度睡眠的方法，其特征在于:在背景的粉噪声基础上加入个性化的声音片段作为声音源来增加使用者的深睡时间。
2.如权利要求1所述，采用的粉噪声的生成方法为在白噪声基础上对其进行平滑滤波。
3.如权利要求 2所述，使用的平滑滤波的参数和计算公式如下: y(n) = 0.05χ(η)-0.Οθχ^,+Ο.05χ(η_3)-0.0044χ(η_4)+2.497^,-2.02y(n_2)+0.52y(n_3) 其中y(n)为当前时刻的粉噪声信号，其余分别对应以前不同时刻的粉噪声信号，而X代表白噪声信号。通过这个平滑滤波过程，就能得到我们所想要的背景粉噪声。
4.如权利要求1所述的个性化的声音片段为实际采集的个性化声音。
5.如权利要求4所述的实际采集的一定长度的个性化声音为对睡眠具有辅助作用的声音，包括核磁序列扫描声音，雨声等。
6.如权利要求1所述，将粉噪声作为背景声音(音轨I)，以一定的时间间隔加入个性化的声音片段(音轨2)融合后生成个性化的粉噪声。
7.如权利要求9所述，一定的时间间隔为10秒至2分钟。
全文摘要
本发明涉及一种基于个性化粉噪声增加深度睡眠的方法。本发明利用粉噪声作为背景声音，加入有利于睡眠的个性化声音片段，如核磁序列扫描声音，雨声等，来改善使用者的睡眠质量。粉噪声可以有效地利用随机共振现象诱导脑电进入深睡期的状态，而个性化的声音可以让使用者具有强烈的睡意。将两者结合后，使用者伴随着本发明设计的个性化粉噪声，就能显著的增加其睡眠深度，调节神经系统的兴奋程度，是身体机能得到更好的恢复。同时，本发明提出的方法无副作用，被试可以自己调节音量大小，无主观不适感，见效快且使用简便，具有很好的应用前景和应用范围。
文档编号A61M21/02GK103071226SQ201310021270
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者周俊鸿, 刘冬冬, 张珏, 方竞 申请人:北京大学