[发明专利]一种依靠光照强度助眠和唤醒数据库的建立与使用方法

权利要求书

1.一种依靠光照强度助眠和唤醒数据库的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)筛选同质性群体：筛选N’个被试对象组成同质性群体，测量所有被试对象的年龄、每日电子设备使用时间、睡眠作息、交感神经兴奋性基础水平等特征值，计算群体中各特征值的平均值和标准差，任意被试对象在任意特征值上的水平均在同质性群体的群体平均值±1个标准差范围内；

(2)建立时间、光照强度和褪黑素分泌量三者之间的数据模型：

Y＝(a*lx)-[M+A*cos(ωt+φ)]+ε 公式1

其中，Y为褪黑素水平(单位：ng/L)；lx表示睡眠环境中被试个体眼睛接收到的光照强度(单位Lux)；a表示光照强度对褪黑素抑制作用的权重系数，实际意义为光照强度每改变1个单位，褪黑素水平改变a个单位；[M+cos(ωt+φ)]是用余弦分析法表示的个体褪黑素随时间变化的自然周期规律，其中M表示一天中褪黑素的平均水平，A表示节律振幅(节律低于或高于平均值的程度)，t表示入睡时间，ω表示节律的角频率(以24h昼夜周期为360度计算，15度/小时)，φ表示节律峰值相位(节律达到峰值时距0点的时间间隔)；

所有被试个体在实验室中进行第一次的睡眠数据收集实验，所有被试个体在进入实验室前，进行日常的行为活动，日落后进入实验室进行睡眠数据收集实验，实验室中的光照强度变化为渐变式变化，每一次变化的时间间隔为30分钟，即每一次变化后的光照强度保持30分钟；渐变式的变化为由亮变暗，再由暗变亮；在每次光照强度变化时，同时收集一次唾液样本，通过检测唾液样本来确定褪黑素水平；

实验结束后，将所有被试个体的褪黑素水平、光照强度及入睡时间等数值带入公式1进行计算，得出公式1中未知量；

(3)在同质性躯体中筛选睡眠关键指标

①进行第二次的睡眠数据收集实验，被试上床后自行设置闹钟唤醒的时间，并在用户真正放下手边一切活动闭上眼睛准备入睡时，同步使用多导睡眠监测设备监测用户的脑电、肌电、眼电、心电等数据。次日用户起床后，立即对其进行认知能力测试(计分，分数越高表示当下认知能力越高，满分100分)，并要求其对起床后的舒适性进行主观评分(1-5级评价，分别对应非常不舒适、不舒适、一般、舒适、非常舒适)；

②首先筛选出在认知能力测试和舒适性主观评分均占同质性群体前10％的被试，组成子群体1；

③在子群体1中计算起床时对应的褪黑素平均水平A1；在子群体1中计算闭上眼睛准备入睡时对应的褪黑素平均水平M1。

2.根据权利要求1所述的一种依靠光照强度助眠和唤醒数据库的建立方法，其特征在于：取任意一个被试对象的特征值带入步骤(2)中的公式1进行验证，在此过程中筛除明显偏离的数据样本。

3.根据权利要求1所述的一种依靠光照强度助眠和唤醒数据库的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)用户在卧室环境控制程序中输入特征值，同时输入计划的入睡时间t1和醒来时间t2，卧室环境灯光控制程序根据特征值，自动匹配与其相似的同质性群体，获得用户褪黑素随光照时间和入睡时间变化的曲线；

(2)检测卧室中光照强度lx，将公式1中Y设置为M1，计算出时间t，即表示出在当前光照强度下，用户体内的褪黑素水平需要t才能自然增长到M1水平；

(3)将t与t1进行比较；若t1≤t，则需要通过调整卧室内光照强度进行助眠；若t1＞t，将t1以分钟为单位拆分成不同的节点j，通过公式1计算不同节点对应的光照亮度lx-j，并在对应的节点时间调整光照亮度lx至对应的水平；

(4)在公式1中将亮度设置为0，计算夜晚褪黑素水平的峰值点t3；当时间到达t3时，程序自动检测当下光照强度lx-t3，并在公式1中将Y设置为A1，计算在当下亮度条件下到达A1所需的时间t3’，若t3’≥t2’(t2-t3)，则进行唤醒干预；若如果t3’＜t2’(t2-t3)，将t2’以分钟为单位拆分成不同的节点i，通过公式1计算不同节点对应的光照亮度lx-i，并在对应的节点时间调整光照亮度lx至对应的水平。