CN109893091B - 睡眠清醒状态判定方法、装置、设备及其存储介质 - Google Patents

睡眠清醒状态判定方法、装置、设备及其存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够以不受到对象者状态的影响的方式适当地判定对象者的睡眠清醒状态的睡眠清醒状态判定方法、装置、设备及其存储介质，该睡眠清醒状态判定装置包括：生物信号获取部，其用于获取对象者的生物信号；标准水平判定部，其用于判定该生物信号是否处于标准水平；以及睡眠清醒状态判定部，其用于根据生物信号计算出睡眠清醒判定值，并将对象者的睡眠清醒状态在该值为睡眠清醒判定阈值以上的情况下判定为清醒，在小于睡眠清醒判定阈值的情况下判定为睡眠，作为睡眠清醒判定阈值，在该生物信号被判定为处于标准水平的情况下，使用第一阈值，在该生物信号被标准水平判定部判定为未处于标准水平的情况下，使用小于第一阈值的第二阈值。

Description

睡眠清醒状态判定方法、装置、设备及其存储介质
技术领域
本发明涉及睡眠清醒状态判定方法、装置、设备及其存储介质。
背景技术
以往已知有判定睡眠和清醒的状态作为对象者的睡眠清醒状态的各种方法。
例如，已公开了一种睡眠判定装置，该装置包括：体动数获取部，用于获取在寝具上的动物的与自设置时起的经过时间相应的体动数；睡眠值运算部，用于通过使用体动数和与经过时间相应而设置的公式来运算睡眠值；以及睡眠判定部，用于基于睡眠值判定是否正在睡眠，由此该装置能够根据入睡的时机判定是否正在睡眠。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-233487号公报
发明内容
(发明要解决的问题)
在此，在基于对象者的体动判定睡眠的情况下，具有如下问题，即，在欲睡而不活动的时段，与由睡眠时的翻身等引起的体动之差小，即使在清醒时也容易错误地判定为睡眠。
另外，在因对象者的姿势的不同等而导致体动数获取部获取的体动数偏小的情况下，也容易在清醒时错误地判定为睡眠。
鉴于上述问题，本发明提供一种睡眠清醒状态判定方法、装置、设备及其存储介质，能够以不受到对象者状态的影响的方式适当地判定对象者的睡眠清醒状态。
(用于解决问题的方案)
本发明提供一种睡眠清醒状态判定装置，其包括：生物信号获取部，其用于获取对象者的生物信号；标准水平判定部，其用于判定所述对象者的生物信号是否处于标准水平；以及睡眠清醒状态判定部，其用于根据所述生物信号计算出睡眠清醒判定值，并在所述睡眠清醒判定值为睡眠清醒判定阈值以上的情况下将所述对象者的睡眠清醒状态判定为清醒，在所述睡眠清醒判定值小于所述睡眠清醒判定阈值的情况下将所述对象者的睡眠清醒状态判定为睡眠，在所述对象者的生物信号被所述标准水平判定部判定为处于所述标准水平的情况下，所述睡眠清醒状态判定部使用第一阈值作为所述睡眠清醒判定阈值，在所述对象者的生物信号被所述标准水平判定部判定为未处于所述标准水平的情况下，所述睡眠清醒状态判定部使用小于所述第一阈值的第二阈值作为所述睡眠清醒判定阈值。
上述睡眠清醒状态判定装置也可以构成为：所述标准水平判定部根据所述生物信号判定所述对象者是否入睡，并在入睡的情况下判定所述对象者的生物信号处于标准水平，在未入睡的情况下判定所述对象者的生物信号未处于标准水平。
上述睡眠清醒状态判定装置也可以构成为：所述标准水平判定部在所述对象者在床之后，在由所述睡眠清醒状态判定部第一次将所述对象者的睡眠清醒状态判定为睡眠或多次连续将所述对象者的睡眠清醒状态判定为睡眠的情况下，判定所述对象者入睡。
上述睡眠清醒状态判定装置也可以构成为：所述标准水平判定部在根据所述生物信号计算出的所述对象者的活动量大约为“0”持续了预先设定的第一入睡判定时间的情况下，判定所述对象者入睡。
上述睡眠清醒状态判定装置也可以构成为：所述睡眠清醒状态判定部在所述对象者被判定为未入睡的时间持续了第二入睡判定时间的情况下，使用所述第一阈值作为所述睡眠清醒判定阈值。
上述睡眠清醒状态判定装置也可以构成为：所述第二入睡判定时间为所述对象者的入睡潜伏期的最大值或平均时间。
上述睡眠清醒状态判定装置也可以构成为：所述睡眠清醒状态判定部在所述对象者被判定为未入睡且尚未持续所述第二入睡判定时间的情况下，使用小于所述第一阈值且大于所述第二阈值的第三阈值作为所述睡眠清醒判定阈值。
上述睡眠清醒状态判定装置也可以构成为：所述第三阈值随着时间经过而阶段性地改变。
上述睡眠清醒状态判定装置也可以构成为：在所述对象者被所述标准水平判定部判定为入睡之后，若所述对象者的睡眠清醒状态在清醒判定时间的期间中连续地被判定为清醒，则使用所述第二阈值作为所述睡眠清醒判定阈值。
上述睡眠清醒状态判定装置也可以构成为：在所述生物信号的信号强度低于预定的信号阈值时，所述标准水平判定部判定所述对象者的生物信号未处于所述标准水平，在所述生物信号的信号强度为所述预定的信号阈值以上时，所述标准水平判定部判定所述对象者的生物信号处于所述标准水平。
上述睡眠清醒状态判定装置也可以构成为：所述睡眠清醒判定值基于一定时间范围内的所述对象者的生物信号来决定。
上述睡眠清醒状态判定装置也可以构成为：所述第二阈值根据生物节律、睡眠趋势曲线或活动量检测灵敏度的昼夜节律这样的判定条件而被设置。
本发明还提供一种睡眠清醒状态判定方法，其包括：生物信号获取步骤，获取对象者的生物信号；标准水平判定步骤，判定所述对象者的生物信号是否处于标准水平；以及睡眠清醒状态判定步骤，根据所述生物信号计算出睡眠清醒判定值，并在所述睡眠清醒判定值为睡眠清醒判定阈值以上的情况下将所述对象者的睡眠清醒状态判定为清醒，在所述睡眠清醒判定值小于所述睡眠清醒判定阈值的情况下将所述对象者的睡眠清醒状态判定为睡眠，其中，在所述对象者的生物信号被判定为处于所述标准水平的情况下，在所述睡眠清醒状态判定步骤中使用第一阈值作为所述睡眠清醒判定阈值进行判定，在所述对象者的生物信号被判定为未处于所述标准水平的情况下，在所述睡眠清醒状态判定步骤中使用小于所述第一阈值的第二阈值作为所述睡眠清醒判定阈值进行判定。
上述睡眠清醒状态判定方法也可以构成为：在所述标准水平判定步骤中，根据所述生物信号判定所述对象者是否入睡，并在入睡的情况下判定所述对象者的生物信号处于标准水平，在未入睡的情况下判定所述对象者的生物信号未处于标准水平。
上述睡眠清醒状态判定方法也可以构成为：在所述标准水平判定步骤中，在所述生物信号的信号强度低于预定的信号阈值时，判定所述对象者的生物信号未处于所述标准水平，在所述生物信号的信号强度为所述预定的信号阈值以上时，判定所述对象者的生物信号处于所述标准水平。
本发明还提供一种非易失性存储介质，在所述非易失性存储介质上存储有计算机可执行的睡眠清醒状态判定程序，所述睡眠清醒状态判定程序被计算机执行以实施根据以上所述的睡眠清醒状态判定方法。
本发明还提供一种睡眠清醒状态判定设备，其包括：存储器，其存储有计算机可执行的睡眠清醒状态判定程序；以及处理器，其连接至所述存储器，并配置为执行所述睡眠清醒状态判定程序以实施根据以上所述的睡眠清醒状态判定方法。
根据本发明，在对象者欲睡的时段，通过使用与通常的判定方法相比不容易判定为睡眠的判定方法来判定睡眠清醒状态，从而能够以不受到对象者状态的影响的方式适当地判定对象者的睡眠清醒状态。
附图说明
图1是用于对第一实施方式中的整体进行说明的图。
图2是用于对第一实施方式中的结构进行说明的图。
图3是用于对第一实施方式中的参数进行说明的图。
图4是用于对第一实施方式中的结构进行说明的图。
图5是用于对第一实施方式中的睡眠清醒状态判定处理进行说明的工作流程图。
图6是用于对第一实施方式中的入睡判定处理进行说明的工作流程图。
图7是用于对第一实施方式中的效果进行说明的图。
图8是用于对第二实施方式中的入睡判定处理进行说明的工作流程图。
图9是用于对第二实施方式中的效果进行说明的图。
图10是用于对第三实施方式中的睡眠清醒状态判定处理进行说明的工作流程图。
图11是用于对第四实施方式中的睡眠清醒状态判定处理进行说明的工作流程图。
图12是用于对第五实施方式中的睡眠清醒状态判定处理进行说明的工作流程图。
具体实施方式
下面参照附图对用于实施本发明的一个方式进行说明。具体而言，对适用本发明的睡眠判定装置的情况进行说明，但是本发明所适用的范围不限定于该实施方式。
(1.第一实施方式)
(1.1系统整体)
图1是用于对适用本发明的睡眠判定装置的系统1的整体概要进行说明的图。如图1所示，系统1包括载置在床10的床部和床垫20之间的检测装置3、以及用于对由检测装置3输出的值进行处理的处理装置5。由该检测装置3和处理装置5构成生物信息的输出装置，即判定睡眠清醒状态的系统。
当对象者(下面作为一个例子称为“患者P”)在床垫20上在床时，检测装置3检测出人体振动(从人体发生的振动)，作为对象者即患者P的生物信号。并且，基于所检测到的振动计算出患者P的生物信息值。在本实施方式中，能够将所计算出的生物信息值(例如，呼吸频率、心率、活动量)作为患者P的生物信息值输出并显示。另外，例如也可以通过在检测装置3设置存储部、显示部等来形成为一体。此外，处理装置5是通用的装置即可，所以不限定于计算机等信息处理装置，例如也可以由平板电脑或智能手机等装置构成。
此外，作为对象者，可以是正在疗养的人或需要看护的人。此外，也可以是不需要看护的健康的人、老年人、儿童、或残疾人，甚至可以不是人而是动物。
在此，检测装置3以厚度薄的方式构成为片状。由此，即使载置在床10和床垫20之间，也能够以不会使患者P感到不适的方式使用，因此能够长期测定床铺上的生物信息值。就是说，在对象者卧床时、静养时，作为患者状态获取生物信息值等。
此外，通过检测装置3能够判定患者P在床装置上的位置和姿势。例如，能够判定患者在床垫20上的姿势是侧卧位还是坐位，并判定在床垫上的哪个位置上睡觉及朝向哪个方向睡觉。
另外，检测装置3能够获取患者P的生物信号(体动、呼吸运动及心冲击等)即可。在本实施方式中，能够基于人体振动计算出心率和呼吸频率，然而例如既可以使用红外线传感器检测，又可以通过所获取的影像等获取患者P的生物信号，又可以使用带应变规的致动器。此外，通过利用内置的加速度传感器等，例如也可以由载置在床10上的智能手机或平板电脑等来实现。
(1.2结构)
接下来，对系统1的结构参照图2至图4进行说明。本实施方式中的系统1构成为包括检测装置3和处理装置5，对于除了生物信号获取部200以外的各功能部(处理)可以在检测装置3和处理装置5中的任何一个上实现。就是说，通过组合这些装置而作为睡眠判定装置发挥功能。
系统1(睡眠判定装置)包括控制部100、生物信号获取部110、生物信息值计算部120、睡眠清醒状态判定部130、患者状态获取部140、存储部150、输入部160以及输出部170。
控制部100控制系统1的工作。例如是CPU(Central Processing Unit；中央处理单元)等控制装置。控制部100通过读取并执行存储在存储部150的各种程序来实现各种处理。另外，在本实施方式中，控制部100在整体上工作，但是如后述的图4所示那样，也可以分别设置在检测装置3和处理装置5的每一个上。
为了判定患者的生物信号是否处于标准水平，控制部100作为标准水平判定部发挥作用。所谓标准水平，是指可以使用通常情况下的标准来判定患者是否处于睡眠状态的信号水平，例如患者入睡后或就寝之前的情况，其区别于后述的入睡期(入睡潜伏期)以及由患者姿势等导致生物信号较弱的情况。
生物信号获取部110获取患者P的生物信号。在本实施方式中，作为一个例子，通过利用检测压力变化的传感器获取生物信号之一的人体振动。并且，所获取的生物信号由生物信息值计算部120、睡眠清醒状态判定部130以及患者状态获取部140分别进行处理。
此外，生物信号获取部110例如既可以通过压力传感器获取患者的人体振动，又可以通过负载传感器根据患者的重心位置(体动)的变化获取生物信号。此外，也可以通过设置麦克风而代替压力传感器，基于麦克风所拾取的声音获取生物信号。此外，也可以通过微波或激光散斑等基于生物或寝具的位移获取生物信号。此外，也可以通过加速度传感器或重力传感器的输出值获取生物信号。如上所述，通过使用任何方法能够获取生物信号即可。
生物信息值计算部120计算出患者P的生物信息值(呼吸频率、心率、活动量等)。在本实施方式中，也可以从由生物信号获取部110获取的体动(人体振动)提取呼吸成分、心律成分，基于呼吸间隔、心律间隔求出呼吸频率、心率。此外，也可以对体动的周期性进行分析(傅立叶变换等)，根据峰频率计算出呼吸频率、心率。此外，生物信息值计算部120在作为生物信息值计算出活动量的情况下，作为活动量计算部发挥功能。
睡眠清醒状态判定部130是用于判定患者的睡眠清醒状态的功能部。例如，基于由生物信号获取部110获取的生物信号判定患者的睡眠清醒状态。作为睡眠清醒状态，既可以判定为“清醒”、“睡眠”，又可以将睡眠进一步判定为“快速眼动睡眠”、“非快速眼动睡眠”，又可以判定睡眠的深度。此外，也可以通过与由生物信息值计算部120计算出的生物信息值或生物信号的变化组合来判定睡眠清醒状态。
患者状态获取部140获取患者状态。例如，通过由生物信号获取部110获取的生物信号或另行设置在床10的负载传感器等获取患者状态(离床/在床等)。
另外，也可以基于由生物信号获取部110获取的生物信号(例如，人体振动数据)获取患者的卧床状态(例如，患者P是否卧床、在床、离床、端坐位等)。
此外，在本实施方式中，患者的在床/离床由患者状态获取部140获取，但是也可以由睡眠清醒状态判定部130一起判定。
存储部150存储系统1工作所需的各种数据及程序。控制部100通过读取并执行存储在存储部150的程序来实现各种功能。在此，存储部150例如由半导体存储器(例如，SSD(Solid State Drive；固态硬盘)和SD卡(注册商标))或磁盘装置(例如，HDD(Hard DiskDrive；硬盘驱动器))等构成。此外，存储部150既可以是内置的存储装置，又可以是可拆卸的外部存储装置。此外，也可以是云等外部服务器的存储区域。
存储部150包括生物信息数据部152、患者状态数据部154以及参数表156。
生物信息数据部152存储有生物信息值计算部120基于从生物信号获取部110获取的生物信号(体动)计算出的生物信息值、生物信息。另外，在本实施方式中，根据需要存储有呼吸频率、心率、活动量及体动。此外，也可以进一步存储其他信息(例如，基于呼吸幅度的变动等的呼吸紊乱指数、基于体动的周期性的周期性体动指数)，其中，该其他信息只需是由生物信息值计算部120可计算出的生物信息值。
患者状态数据部154存储有患者的状态。作为患者的状态，存储有作为由睡眠清醒状态判定部130判定的睡眠清醒状态的“睡眠”、“清醒”，以及作为由患者状态获取部140获取的患者状态的“在床”、“离床”。此外，作为“睡眠”，也可以还存储“快速眼动睡眠”、“非快速眼动睡眠”等睡眠种类(阶段)，而作为“在床”，也可以还存储“端坐位”、“侧卧位”等患者的姿势、位置。
参数表156是存储各种参数的表。在本实施方式中如图3所示，存储有睡眠清醒判定阈值(例如，“1.0”)、入睡判定时间(例如，“6分钟”)、第二入睡判定时间(例如，“20分钟”)以及清醒判定时间(例如，“6分钟”)。另外，对各参数在后述的处理中进行说明。
在上述结构中，生物信息值计算部120、睡眠清醒状态判定部130以及患者状态获取部140也可以由软件实现。例如，控制部100通过读取并执行存储在存储部150的软件(程序)来实现每个功能。就是说，通过执行软件，控制部100作为每个结构发挥功能。
此外，在本实施方式中，控制部100(标准水平判定部)通过执行图6的入睡判定处理，作为入睡判定部发挥功能。入睡判定处理既可以是单独程序，又可以作为其他程序的子例程被执行。此外，控制部100也可以作为计算出活动量作为生物信息值的活动量计算部发挥功能。
此外，图2是作为系统1概念性地说明结构的图。这些结构既可以例如由一个可检测振动的装置实现，又可以如图1所示分离地构成为检测装置3和处理装置5。此外，也可以由可提供同一服务的外部服务器而代替处理装置5实现。
参照图4对使用图1的检测装置3及处理装置5来实现图2的系统1的情况进行说明。检测装置3包括控制部300、作为传感器的生物信号获取部320、存储部330以及通信部390。
此外，控制部300通过执行存储在存储部330的软件(程序)，作为生物信息值计算部310发挥功能。基于生物信号获取部320获取的生物信号，生物信息值计算部310计算出生物信息值。然后，所计算出的生物信息值存储在生物信息数据部340，或经由通信部390被发送向处理装置5。此外，由生物信号获取部320获取的生物信号也能够一起经由通信部390被发送向处理装置5。
从检测装置3向处理装置5发送生物信息值(生物信息)的时机、在生物信息数据部340存储生物信息值(生物信息)的时机既可以是实时，又可以是每预定时间。
另外，生物信号获取部320相当于图2的生物信号获取部110，并且生物信息值计算部310相当于图2的生物信息值计算部120。此外，通信部390例如是能够与网络(例如，LAN(local area network；局域网)/WAN(Wide Area Network；广域网))连接的通信接口。
处理装置5包括控制部500、存储部530、输入部540、输出部550以及通信部590。处理装置5从检测装置3经由通信部590接收生物信息值和生物信号。所接收的生物信息值存储在生物信息数据部532。
控制部500通过执行存储在存储部530的软件(程序)来作为睡眠清醒状态判定部510或患者状态获取部520发挥功能。睡眠清醒状态判定部510基于所接收的生物信息值或生物信号判定睡眠清醒状态。与此同样，患者状态获取部520基于所接收的生物信息值或生物信号获取患者状态。睡眠清醒状态及患者状态存储在患者状态数据部534。
另外，睡眠清醒状态判定部510相当于图2的睡眠清醒状态判定部130。患者状态获取部520相当于图2的患者状态获取部140。输入部540相当于图2的输入部160。输出部550相当于图2的输出部170。存储部530相当于图2的存储部150。
(1.3处理的流程)
接下来，参照图5对本实施方式中的睡眠清醒状态判定处理进行说明。首先，控制部100判定作为对象者的患者是否就寝(步骤S102)。是否就寝的判定，从例如患者状态获取部140获取患者“在床”(例如，患者变为“卧位”)的时机起判定为就寝。
接下来，控制部100将睡眠清醒判定阈值设定为第二阈值(步骤S104)。睡眠清醒判定阈值是判定患者处于睡眠状态还是处于清醒状态的阈值。在本实施方式中，在通常的情况下(生物信号处于标准水平)设为第一阈值，并且在判定为入睡期的情况下(生物信号未处于标准水平)，改变为小于第一阈值的值的第二阈值。另外，在将第一阈值设置为“1”的情况下，作为第二阈值优选为“0.5”以下，在本实施方式中为“0.05”。
在此，关于刚就寝之后，判定为患者处于入睡期，在入睡期(入睡潜伏期)的期间中，通过将判定睡眠/清醒的睡眠阈值改变为小于第一阈值的第二阈值，容易判定为“清醒”(换言之，不容易判定为“睡眠”)。
这是因为处于入睡期的患者尽管处于清醒的状态，在很多情况下也不动的缘故，是为了防止将清醒状态错误地判定为睡眠。因此，直到变为不在入睡期(就是说，患者已入睡)的时候为止使用第二阈值进行睡眠/清醒的判定。
接下来，睡眠清醒状态判定部130(控制部100)执行睡眠清醒判定处理(步骤S106)。作为睡眠清醒判定处理，例如，基于在一定时间范围内所获取的活动量，判定某个时间点的睡眠清醒状态。
例如，在将判定睡眠/清醒的时间点(睡眠判定时)的活动量表示为A0，将1分钟前的活动量表示为A-1，并将1分钟后的活动量表示为A+1…的情况下，表示为
睡眠清醒判定值D
＝0.001×(1.25×A-4+0.89×A-3+0.80×A-2
+0.86×A-1+2.42×A0+1.26×A+1+1.20×A+2)。
就是说，睡眠清醒状态判定部130利用睡眠判定时的4分钟前的活动量A-4至2分钟后的活动量A+2来判定睡眠清醒判定时的患者的睡眠清醒状态。
此外，睡眠清醒状态判定部130可以根据患者的各种生物信号或生物信号值计算出睡眠清醒判定值，而不仅限于活动量。
并且，睡眠清醒状态判定部130在睡眠清醒判定值D是睡眠清醒判定阈值以上时判定为“清醒”，而在小于睡眠清醒判定阈值时判定为“睡眠”。
例如，在步骤S106的睡眠清醒判定处理中，作为睡眠清醒判定阈值，设置为“0.05”，并且在睡眠清醒判定值D是“0.05”以上时判定为“清醒”。
接下来，通过入睡判定处理判定患者是否入睡(步骤S108)。在此，在患者还没入睡的情况下，返回步骤S106，判定睡眠/清醒来作为患者的睡眠清醒状态。
对入睡判定处理参照图6进行说明。入睡判定处理是指判定患者是否进入了睡眠(入睡了)的处理。一般使用各种入睡的定义，最单纯地说，将在熄灯或就寝后第一次被判定为睡眠状态的时段称为入睡。因此，在本实施方式中，对患者的睡眠清醒状态被判定为“睡眠”的时机进行判定。
具体而言，首先获取患者的睡眠清醒状态(步骤S152)。接下来，在该睡眠清醒状态为“睡眠”的情况下，判定为入睡(步骤S154；是→步骤S156)。另外，判定为入睡的结果例如既可以由标志反映，又可以具有入睡状态这种属性。
此外，本实施方式为了便于说明，作为与图5不同的处理进行说明，但是在图5的步骤S108中，控制部100也可以单纯地在将患者的睡眠清醒状态判定为“睡眠”的情况下判定为入睡。
此外，在睡眠清醒状态被判定为“睡眠”的情况下，判定为患者入睡，但是也可以在多次连续判定为“睡眠”的情况下判定为患者入睡。例如，也可以采用如下情况。
(1)将第一次被判定为“睡眠”的时段作为入睡。但是，以该“睡眠”持续预定时间(例如，3分钟、5分钟、10分钟)以上为条件，将该“睡眠”的开始作为入睡。
此外，在根据生物信息阶段地判定“睡眠”的状态的情况下，
(2)将第一次被判定为睡眠阶段中的任一个的时段作为入睡。但是，在该睡眠阶段是阶段1的情况下，以接着进入阶段2、3、REM(快速眼动睡眠)中的任一个为条件，将该阶段1的开始作为入睡。
(3)将第一次被判定为睡眠阶段中的任一个的时段作为入睡。但是，在该睡眠阶段是阶段1的情况下，以阶段1或随后的阶段2、3、REM持续预定时间(例如，3分钟、5分钟、10分钟)以上为条件，将该阶段1的开始作为入睡。
(4)将第一次被判定为睡眠阶段2、3、REM中的任一个的时段作为入睡。
(5)将第一次被判定为睡眠阶段2、3、REM中的任一个的时段作为入睡。但是，以该阶段2或随后的阶段3、REM持续预定时间(例如，3分钟、5分钟、10分钟)以上为条件，将该阶段2的开始作为入睡。
返回图5对处理进行说明，在判定为患者入睡的情况下(步骤S108；是)，将睡眠清醒判定阈值改变为第一阈值(步骤S110)。就是说，因为患者入睡从而睡眠清醒状态转变到睡眠，所以改变为大于第二阈值的第一阈值。由此，睡眠清醒状态判定部130照常判定睡眠/清醒。
睡眠清醒状态判定部130执行睡眠清醒判定处理(步骤S112)。在此时，睡眠清醒判定阈值被设置为第一阈值(例如，“1.0”)。
然后，控制部100在检测到清醒判定时间以上的连续清醒时，返回步骤S104执行处理(步骤S114；是→步骤S104)。清醒判定时间是判定为对象者清醒了的时间。例如，在本实施方式中设置为“6分钟”。
控制部100在“6分钟”的期间中连续地检测到清醒作为患者的睡眠清醒状态的情况下，或者在“1分钟”的期间中连续地检测到离床作为患者的睡眠清醒状态的情况下，再次进行入睡时的判定。由此，即使在中途清醒后的入睡时也能够判定适当的睡眠清醒状态。
另外，在未检测到清醒判定时间以上的连续清醒的情况下，睡眠清醒状态判定部130继续执行睡眠清醒判定处理(步骤S114；否→步骤S112)。
此外，控制部100在上述处理中发生不能判定患者的睡眠清醒状态的情况(例如，获取不到生物信号，检测出离床，由患者/操作者停止操作等)下，可以结束本处理。
(1.4效果)
如上所述，根据本实施方式，能够将患者的入睡期的睡眠/清醒判定以比其他期间不容易判定为睡眠的方式设置。由此，能够适当地判定患者的睡眠清醒状态。就是说，在对象者欲睡的时段通过利用与通常的判定方法相比不容易判定为睡眠的判定方法来判定睡眠清醒状态。因此，通过根据入睡时期的情况和通常时期而利用不同的判定方法，适当地判定睡眠清醒状态，其中该入睡时期欲睡而不活动的状态较多，该通常时期有睡觉状态中的身体的自然动作。
图7是示出入睡潜伏期的图表，其中该入睡潜伏期是直到患者变为睡眠状态为止的时间(从就寝到变为睡眠状态的时间)。横坐标表示通过PSG(多导睡眠图：Polysomnogram)来判定的入睡潜伏期(单位：分钟)，并且纵坐标表示通过利用本实施方式中所说明的传感器的非穿戴式装置来判定的入睡潜伏期(单位：分钟)。
图7的(a)是将睡眠清醒判定阈值设为“1”的情况的图表，并且图7的(b)是将睡眠清醒判定阈值设为“0.05”的情况的图表。
在图7的(a)中，通过拟合得出近似线L1(图中以虚线表示)。在理想情况下，拟合线为45度倾斜线，即每个点的横纵坐标都相同，表示通过PSG判定的横坐标的入睡潜伏期(实际值)和通过非穿戴式装置判定的纵坐标的入睡潜伏期在数值上一致。而图7的(a)中的该近似线L1的倾斜角较小，更靠近横坐标侧，这表示通过PSG判定的横坐标的入睡潜伏期和通过非穿戴式装置判定的纵坐标的入睡潜伏期在数值上有很大的差异。具体来说，即便通过PSG判定的结果是花了较长时间入睡，在通过非穿戴式装置判定时，会判断成在较早的时刻就已入睡，从而导致入睡潜伏期与实际状况相比容易被判定得较短。
但是，如图7的(b)所示，在将测定开始时(就是说，刚就寝之后)的睡眠清醒判定阈值设为“0.05”的情况下，通过拟合得出的近似线L2(图中以虚线表示)的倾斜角接近45度，表示通过PSG判定的横坐标的入睡潜伏期和通过非穿戴式装置判定的纵坐标的入睡潜伏期在数值上较为接近，二者之间具有更良好的相关关系。
如上所示，通过改变睡眠清醒判定阈值，以与其他期间相比不容易判定为睡眠的方式设置入睡期的睡眠/清醒判定，而能够准确地判定睡眠清醒状态。尤其是，在判定容易入睡还是很难入睡或者评价睡眠质量的情况下，有时利用从清醒状态到入睡为止所需要的时间即入睡潜伏期，此时能够获取更正确的时间。
(2.第二实施方式)
对第二实施方式进行说明。在第一实施方式中，作为入睡判定(标准水平判定)，利用了患者的睡眠清醒状态第一次被判定为“睡眠”的情况。在本实施方式中，作为入睡判定，利用活动量。
本实施方式是将第一实施方式中的图6的入睡判定置换成图8的入睡判定而构成的，其他结构、处理与第一实施方式相同。
在本实施方式中，睡眠清醒状态判定部130获取患者的活动量(步骤S202)。并且，睡眠清醒状态判定部130在活动量大约为“0”持续了入睡判定时间的情况下(步骤S204；是)，判定为患者入睡。
在此，入睡判定时间是指在活动量大约为“0”(就是说，活动量优选为“0”，例如大约为“0”的情况也包括在内)持续的情况下判定为入睡的时间。即，是存储在参数表156的值，并且在本实施方式中设为“6分钟”，但是在“5分钟”至“10分钟”之间即可。
图9是示出入睡潜伏期的图表，其中该入睡潜伏期是直到患者变为睡眠状态为止的时间。横坐标表示通过PSG(多导睡眠图：Polysomnogram)来判定的入睡潜伏期(单位：分钟)，并且纵坐标表示通过利用本实施方式中所说明的传感器的非穿戴式装置来判定的入睡潜伏期(单位：分钟)。
与前述一样拟合出近似线L3(图中以虚线表示)，由图9可知，近似线L3的倾斜角接近45度，因此与现有方法相比，通过PSG判定的入睡潜伏期和适用本实施方式的入睡潜伏期在数值上较为接近，二者之间具有更良好的相关关系。因此，在本实施方式中，也能够适当地判定入睡期中的睡眠清醒状态。
另外，也可以组合第一实施方式和第二实施方式而适用。就是说，求得在第一实施方式中判定为患者入睡的时刻和在第二实施方式中判定为患者入睡的时刻。
然后，也可以将在早时机判定为入睡的情况作为患者的入睡而利用，并且进行将睡眠清醒判定阈值返回到通常的第一阈值的处理。此外，也可以将从用第一阈值判定的时刻到用第二阈值判定为睡眠的时刻为止的时段作为“从清醒向睡眠的转换状态”而与通常的清醒和睡眠区别地判定。
(3.第三实施方式)
对第三实施方式进行说明。第三实施方式是在入睡判定处理中判定患者未入睡的情况下，将睡眠清醒判定阈值返回到通常的第一阈值的实施方式。
在本实施方式中，对将第一实施方式的图5的处理置换成图10的情况进行说明。另外，在第二实施方式中也能够同样地适用。
在步骤S108中，控制部100在未判定为患者入睡的情况下(步骤S108；否)，判定是否未判定为入睡的时间经过了第二入睡判定时间(步骤S302)。在此，第二入睡判定时间是指不判定为入睡的时间的阈值。控制部100在经过了第二入睡判定时间的情况下，将睡眠清醒判定阈值从第二阈值返回到第一阈值。
在不判定为入睡的时间经过了第二入睡判定时间的情况下，控制部100将睡眠清醒判定阈值改变为第一阈值(步骤S302；是→步骤S110)。这是为了进行如下那样的处理的，即，在从就寝(从清醒)经过了第二入睡判定时间的情况下，以通常的基准判定睡眠/清醒。
第二入睡判定时间存储在参数表156，在本实施方式中，例如是“20分钟”，但是在“10分钟”至“30分钟”之间即可。另外，第二入睡判定时间例如既可以存储患者主观的入睡潜伏期的最大值或平均时间，又可以根据病情而改变。例如，在失眠、抑郁症的情况下，由于入睡时体动少，容易判定为“睡眠”，并且入睡潜伏期容易被低估，所以可以考虑将第二入睡判定时间设置为长。此外，在睡眠中持续地产生非随意运动的情况下，在本实施方式中几乎没有判定为“睡眠”。通过在经过第二入睡判定时间后将睡眠清醒判定阈值改变为通常的阈值即第一阈值，能够防止高估入睡潜伏期。
(4.第四实施方式)
对第四实施方式进行说明。第四实施方式是在入睡判定处理中未判定患者的入睡的情况下，通过改变各参数来改变判定入睡的条件等的实施方式。
在本实施方式中，将第三实施方式的图10的处理置换成图11而进行说明。另外，在其他实施方式中也能够同样地适用。
在根据入睡判定处理而未判定为患者入睡的情况下，并在未经过第二入睡判定时间时，改变各参数值(步骤S302；否→步骤S402)。另外，在适用于第一实施方式的图5的情况下，不需要步骤S302的判定。在此，作为改变参数值的方法，可以举出以下方法。
(1)缩短入睡判定时间。例如，从“6分钟”改变为“3分钟”。
(2)改变睡眠清醒判定阈值。例如，将睡眠清醒判定阈值从“0.05”改变为“0.1”。就是说，改变为小于第一阈值且大于第二阈值的第三阈值。
(3)阶段地改变睡眠清醒判定阈值。例如，将睡眠清醒判定阈值，在从就寝经过15分钟后改变为“0.25”，在从就寝经过30分钟后改变为“0.5”，在从就寝经过45分钟后改变为“0.75”，并且在从就寝经过1小时后改变为“1”。就是说，作为第三阈值利用阶段性的阈值。
此外，这些参数值的变更也可以根据每个患者而改变。例如，也可以基于病史、年龄、时刻、到就寝时刻为止的睡眠清醒状态而决定参数值。
如上所述，通过改变参数值，能够进行更适当的睡眠判定。例如，每个人都有根据时刻而容易睡觉的时段，会在一定程度上连续地变化。通过阶段地改变阈值，能够进行与实际状况接近的判定。
(5.第五实施方式)
对第五实施方式进行说明。在上述实施方式中对入睡期的睡眠清醒状态的判定进行了说明。具体而言，因为在入睡期由患者不活动而导致容易判定为睡眠，所以通过改变睡眠清醒判定阈值来设置为容易判定为清醒。
在本实施方式中，作为容易判定为睡眠的环境，对向传感器的输入小的情况进行说明。这些情况是在以下情况下容易产生的，即，例如在床上的姿势是坐位或端坐位的情况、在床上患者位于离开传感器的情况。
就是说，以往在获取作为对象者的患者的生物信号来判定睡眠清醒状态的情况下，具有如下问题，即，在由于所获取的生物信号弱等而导致不能准确地获取的情况下(生物信号未处于标准水平)，不能适当地判定睡眠清醒状态。本实施方式是解决该问题的。
在本实施方式中，将第一实施方式的图5的处理置换成图12而进行说明。另外，在其他实施方式中也能够同样地适用。
首先，判定从生物信号获取部110获取的静止时的生物信号值(信号强度)是否小于预定信号阈值(标准水平判定步骤，即步骤S502)。在此，在生物信号值是预定信号阈值以上时(处于标准水平)，照常执行睡眠清醒判定处理(步骤S502；否→步骤S112)。另外，在当静止时生物信号获取部检测出的最大生物信号值是呼吸运动的情况下，将相当于呼吸运动的频率区域的信号强度用于与信号阈值的比较。
但是，在生物信号值小于预定信号阈值的情况下(未处于标准水平)，将睡眠清醒判定阈值改变为第二阈值(步骤S502；是→步骤S104)。并且，执行睡眠清醒判定处理，在生物信号值(信号强度)成为信号阈值以上的情况下，将睡眠清醒判定阈值改变为第一阈值(步骤S106→步骤S504；是→步骤S110)。
根据本实施方式，在生物信号值(生物信号的信号强度)为预定信号阈值以上时，以通常的睡眠清醒判定阈值判定睡眠/清醒。但是，在生物信号值小于预定信号强度等小的情况下，将睡眠清醒判定阈值改变为不容易判定为睡眠的阈值，来判定睡眠/清醒。
(6.第六实施方式)
对第六实施方式进行说明。第六实施方式是能够根据患者的睡眠环境等设置多个睡眠清醒判定阈值的实施方式。
例如，在图5的睡眠清醒状态判定处理的步骤S104中，将睡眠清醒判定阈值改变为第二阈值。此时，也可以包括多个作为第二阈值所设置的值(参数)，例如根据就寝时刻、患者状态(例如睡眠不足、睡了午觉、喝酒了等)的判定条件而改变所设置的值。
例如，与夜间相比，白天会不容易睡觉，但是由于看电视或看书而导致计算为活动量低，或者由于根据检测装置的种类而导致有白天的活动量被计算为低的趋势，例如作为白天的状态有很多的坐位状态，而检测出该坐位状态的体动的灵敏度低等，因此有时白天更容易判定为睡眠。在此情况下，通过设置基于生物节律、睡眠趋势曲线、活动量检测灵敏度的昼夜节律等判定条件的阈值，例如白天设置低阈值(不容易判定为睡眠的阈值)并夜间设置高阈值(容易判定为睡眠的阈值)等，能够适当地判定。
此外，在与图11组合的情况下，能够进一步阶段地改变参数值。由此能够进一步适当地判定。
(7.变形例)
以上参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明，而本发明的具体结构不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的要旨的范围内，上述实施方式相互之间的组合或其他设计等也包括在权利要求的范围内。
此外，在本实施方式中，基于检测装置3输出的结果，由处理装置5输出生物信息，但是也可以在检测装置3计算出全部。此外，除了在终端装置(例如智能手机、平板电脑、计算机)安装应用程序来实现以外，例如还可以在服务器一侧进行处理，并将处理结果送回终端装置。
例如，也可以通过从检测装置3将生物信息向服务器上传，在服务器一侧实现上述处理。该检测装置3例如也可以由内置有加速度传感器、振动传感器的智能手机等装置来实现。
另外，基于前述内容，本实施方式可提供一种睡眠清醒状态判定方法，其包括：生物信号获取步骤，获取对象者的生物信号；标准水平判定步骤，判定所述对象者的生物信号是否处于标准水平；以及睡眠清醒状态判定步骤，根据所述生物信号计算出睡眠清醒判定值，并在所述睡眠清醒判定值为睡眠清醒判定阈值以上的情况下将所述对象者的睡眠清醒状态判定为清醒，在所述睡眠清醒判定值小于所述睡眠清醒判定阈值的情况下将所述对象者的睡眠清醒状态判定为睡眠，其中，在所述对象者的生物信号被判定为处于所述标准水平的情况下，在所述睡眠清醒状态判定步骤中使用第一阈值作为所述睡眠清醒判定阈值进行判定，在所述对象者的生物信号被判定为未处于所述标准水平的情况下，在所述睡眠清醒状态判定步骤中使用小于所述第一阈值的第二阈值作为所述睡眠清醒判定阈值进行判定。
在所述标准水平判定步骤中，可以根据所述生物信号判定所述对象者是否入睡，并在入睡的情况下判定所述对象者的生物信号处于标准水平，在未入睡的情况下判定所述对象者的生物信号未处于标准水平。
或者，也可以在所述标准水平判定步骤中，在所述生物信号的信号强度低于预定的信号阈值时，判定所述对象者的生物信号未处于所述标准水平，在所述生物信号的信号强度为所述预定的信号阈值以上时，判定所述对象者的生物信号处于所述标准水平。
此外，在之前的实施方式中，各装置中工作的程序是以实现上述实施方式的功能的方式控制CPU等的程序(使计算机发挥功能的程序)。并且，这些装置所使用的信息在其处理时暂时蓄积在暂时存储器(例如，RAM)，然后存储在各种ROM、HDD、SSD的存储装置中，并根据需要，由CPU读出、修改并写入。
此外，在市场上流通的情况下，既可以将程序存储在可移动式记录介质而流通，又可以经由因特网等网络向连接的服务器计算机转发。在此情况下，服务器计算机的存储装置也当然包括在本发明之内。
例如，本实施方式提供一种非易失性存储介质，在该非易失性存储介质上存储有计算机可执行的睡眠清醒状态判定程序，该睡眠清醒状态判定程序被计算机执行以实施前述的睡眠清醒状态判定方法。
本实施方式还提供一种睡眠清醒状态判定设备，其包括：存储器，其存储有计算机可执行的睡眠清醒状态判定程序；以及处理器，其连接至所述存储器，并配置为执行所述睡眠清醒状态判定程序以实施前述的睡眠清醒状态判定方法。
附图标记说明
1 系统
100 控制部
110 生物信号获取部
120 生物信息值计算部
130 睡眠清醒状态判定部
140 患者状态获取部
150 存储部
152 生物信息数据部
154 患者状态数据部
156 参数表
160 输入部
170 输出部
3 检测装置
300 控制部
310 生物信息计算部
320 生物信号获取部
330 存储部
340 生物信息数据部
390 通信部
5 处理装置
500 控制部
510 睡眠清醒状态判定部
520 患者状态获取部
530 存储部
532 生物信息数据部
534 睡眠清醒状态数据部
535 参数表
540 输入部
550 输出部
590 通信部
10 床
20 床垫。

Claims (13)

1.一种睡眠清醒状态判定装置，其特征在于，包括：
生物信号获取部，其用于获取对象者的人体振动作为所述对象者的生物信号；
标准水平判定部，其用于判定所述对象者的生物信号是否处于标准水平；以及
睡眠清醒状态判定部，其用于根据所述生物信号计算出睡眠清醒判定值，并在所述睡眠清醒判定值为睡眠清醒判定阈值以上的情况下将所述对象者的睡眠清醒状态判定为清醒，在所述睡眠清醒判定值小于所述睡眠清醒判定阈值的情况下将所述对象者的睡眠清醒状态判定为睡眠，
在所述对象者的生物信号被所述标准水平判定部判定为处于所述标准水平的情况下，所述睡眠清醒状态判定部使用第一阈值作为所述睡眠清醒判定阈值，在所述对象者的生物信号被所述标准水平判定部判定为未处于所述标准水平的情况下，所述睡眠清醒状态判定部使用小于所述第一阈值的第二阈值作为所述睡眠清醒判定阈值，
所述睡眠清醒状态判定部在连续地检测到离床作为所述对象者的睡眠清醒状态的情况下，利用所述第二阈值再次进行入睡时的判定。
2.根据权利要求1所述的睡眠清醒状态判定装置，其特征在于，
所述标准水平判定部根据所述生物信号判定所述对象者是否入睡，并在入睡的情况下判定所述对象者的生物信号处于标准水平，在未入睡的情况下判定所述对象者的生物信号未处于标准水平。
3.根据权利要求2所述的睡眠清醒状态判定装置，其特征在于，
所述标准水平判定部在所述对象者在床之后，在由所述睡眠清醒状态判定部第一次将所述对象者的睡眠清醒状态判定为睡眠或多次连续将所述对象者的睡眠清醒状态判定为睡眠的情况下，判定所述对象者入睡。
4.根据权利要求2所述的睡眠清醒状态判定装置，其特征在于，
所述标准水平判定部在根据所述生物信号计算出的所述对象者的活动量大约为“0”持续了预先设定的第一入睡判定时间的情况下，判定所述对象者入睡。
5.根据权利要求2所述的睡眠清醒状态判定装置，其特征在于，
所述睡眠清醒状态判定部在所述对象者被判定为未入睡的时间持续了第二入睡判定时间的情况下，使用所述第一阈值作为所述睡眠清醒判定阈值。
6.根据权利要求5所述的睡眠清醒状态判定装置，其特征在于，
所述第二入睡判定时间为所述对象者的入睡潜伏期的最大值或平均时间。
7.根据权利要求5所述的睡眠清醒状态判定装置，其特征在于，
所述睡眠清醒状态判定部在所述对象者被判定为未入睡且尚未持续所述第二入睡判定时间的情况下，使用小于所述第一阈值且大于所述第二阈值的第三阈值作为所述睡眠清醒判定阈值。
8.根据权利要求1所述的睡眠清醒状态判定装置，其特征在于，
在所述生物信号的信号强度低于预定的信号阈值时，所述标准水平判定部判定所述对象者的生物信号未处于所述标准水平，在所述生物信号的信号强度为所述预定的信号阈值以上时，所述标准水平判定部判定所述对象者的生物信号处于所述标准水平。
9.一种睡眠清醒状态判定方法，其特征在于，包括：
生物信号获取步骤，获取对象者的人体振动作为所述对象者的生物信号；
标准水平判定步骤，判定所述对象者的生物信号是否处于标准水平；以及
睡眠清醒状态判定步骤，根据所述生物信号计算出睡眠清醒判定值，并在所述睡眠清醒判定值为睡眠清醒判定阈值以上的情况下将所述对象者的睡眠清醒状态判定为清醒，在所述睡眠清醒判定值小于所述睡眠清醒判定阈值的情况下将所述对象者的睡眠清醒状态判定为睡眠，
其中，在所述对象者的生物信号被判定为处于所述标准水平的情况下，在所述睡眠清醒状态判定步骤中使用第一阈值作为所述睡眠清醒判定阈值进行判定，在所述对象者的生物信号被判定为未处于所述标准水平的情况下，在所述睡眠清醒状态判定步骤中使用小于所述第一阈值的第二阈值作为所述睡眠清醒判定阈值进行判定，
在连续地检测到离床作为所述对象者的睡眠清醒状态的情况下，利用所述第二阈值再次进行入睡时的判定。
10.根据权利要求9所述的睡眠清醒状态判定方法，其特征在于，
在所述标准水平判定步骤中，根据所述生物信号判定所述对象者是否入睡，并在入睡的情况下判定所述对象者的生物信号处于标准水平，在未入睡的情况下判定所述对象者的生物信号未处于标准水平。
11.根据权利要求9所述的睡眠清醒状态判定方法，其特征在于，
在所述标准水平判定步骤中，在所述生物信号的信号强度低于预定的信号阈值时，判定所述对象者的生物信号未处于所述标准水平，在所述生物信号的信号强度为所述预定的信号阈值以上时，判定所述对象者的生物信号处于所述标准水平。
12.一种非易失性存储介质，其特征在于，
在所述非易失性存储介质上存储有计算机可执行的睡眠清醒状态判定程序，所述睡眠清醒状态判定程序被计算机执行以实施根据权利要求9至11中的任一项所述的睡眠清醒状态判定方法。
13.一种睡眠清醒状态判定设备，其特征在于，包括：
存储器，其存储有计算机可执行的睡眠清醒状态判定程序；以及
处理器，其连接至所述存储器，并配置为执行所述睡眠清醒状态判定程序以实施根据权利要求9至11中的任一项所述的睡眠清醒状态判定方法。
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