JP2008080071A - Evaluation device for quality of sleep - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、健康管理の上で重要な要件である睡眠について分析し、その睡眠の質を評価する睡眠の質評価装置に関する。 The present invention relates to a sleep quality evaluation apparatus that analyzes sleep, which is an important requirement in health management, and evaluates the sleep quality.
社会が複雑化・高度化するにつれて、その状況に対応しようとすることにより起きるストレスで不眠症が激増している。現状では不眠症及び不眠の傾向が顕著な者は国民の約20〜30%といわれており、社会構造の変化および経済活動における競争激化の影響で24時間就業による交代勤務などのストレスを受けやすい勤務態勢が増加し、睡眠に起因する身体的および心的不調はますます増加すると考えられる。 As society becomes more complex and sophisticated, insomnia has increased dramatically due to the stress caused by trying to cope with the situation. At present, it is said that about 20-30% of the people are prone to insomnia and insomnia, and they are susceptible to stress such as shift work due to changes in social structure and intensifying competition in economic activities. Work posture will increase, and physical and mental disorders caused by sleep will increase more and more.
睡眠は健康のバロメータであると言われ、快適な睡眠により気分のよい目覚めができれば、目覚めた際に颯爽とした気分となり健康を実感することは、日常において多く経験する。一方不眠症や不眠傾向にある場合、あるいは深夜労働などのために昼夜の生活が逆転した睡眠を強いられる場合などでは、その目覚めの後の気分は芳しくないことが多い。即ち意識するか、無意識であるかに拘わらず、睡眠の状態がその後の覚醒時の気分や行動に影響を及ぼし、引いては覚醒後の活動の質を定めることになる。 Sleep is said to be a barometer of health, and if you can wake up comfortably with a good sleep, you will feel refreshed when you wake up. On the other hand, if you have insomnia or insomnia, or if you are forced to sleep with a reversed night / day life due to late-night work, the mood after waking up is often poor. That is, regardless of whether they are conscious or unconscious, the state of sleep affects the mood and behavior at the time of subsequent awakening, which in turn determines the quality of activity after awakening.
睡眠は我々の身体活動および心的活動に重要な影響を及ぼす要素であり、良好な睡眠を取ることができれば身体的および心的に健康的な日常活動が保証されると言ってよい。快適な睡眠をとることができれば、心的には安定した状態となり、また精神的に安定していれば、快適な睡眠をとることができる。即ち、被験者の睡眠時の生体信号情報から睡眠の質を知ることが出来れば、快適な睡眠であるか否か、即ち睡眠感を把握することが可能となり、さらに精神的な面での健康度、言い換えれば心的健康度を把握することができると考えられる。 Sleep is an important factor in our physical and mental activities, and it can be said that if we can get good sleep, we can guarantee daily activities that are physically and mentally healthy. If you can have a comfortable sleep, you will be mentally stable, and if you are mentally stable, you can have a comfortable sleep. That is, if it is possible to know the quality of sleep from the biological signal information at the time of sleep of the subject, it becomes possible to grasp whether the sleep is comfortable, that is, the feeling of sleep, and the mental health level In other words, it is thought that mental health can be grasped.
従来の睡眠の質を把握する方法としては、レム睡眠およびノンレム睡眠などの睡眠段階の推移を把握し、その推移および出現具合などから睡眠の質を判定する方法が一般的である。例えば、PSG法によって睡眠段階の推移を記録し、その結果から睡眠段階のうち深い睡眠段階(ノンレム睡眠の第3および第4段階)が出現する割合を算出し、十分な睡眠がとれているかを判定するものである。 As a conventional method of grasping the quality of sleep, a method of grasping the transition of sleep stages such as REM sleep and non-REM sleep and determining the quality of sleep from the transition and appearance is common. For example, the transition of the sleep stage is recorded by the PSG method, and the ratio of the deep sleep stages (the third and fourth stages of non-REM sleep) among the sleep stages is calculated from the result, and whether or not sufficient sleep is taken Judgment.
若年および壮年の被験者の場合には、上記の評価基準で睡眠の質を実用上差し支えのない範囲で評価できる。一方、高齢者などの年齢の被験者によっては睡眠段階のうち深い睡眠段階(ノンレム睡眠の第3および第4段階)が出現しない場合があっても睡眠後の当人の印象は快適な眠りであったと感ずることがあり、上述のような睡眠段階のうち深い睡眠段階(ノンレム睡眠の第3および第4段階)が出現する割合から判断することができない事例も存在する。このように睡眠段階を用いて睡眠の質を判定しようとすると、被験者の体感と合致しない場合が多いという問題がある。 In the case of young and middle-aged subjects, the quality of sleep can be evaluated within the practically acceptable range according to the above evaluation criteria. On the other hand, depending on the subject such as the elderly, even if the deep sleep stage (the third and fourth stages of non-REM sleep) may not appear in the sleep stage, the person's impression after sleep is a comfortable sleep. There are also cases where it cannot be determined from the ratio of the deep sleep stages (the third and fourth stages of non-REM sleep) among the sleep stages as described above. Thus, when it is going to determine the quality of sleep using a sleep step, there exists a problem that it is inconsistent with a test subject's experience in many cases.
また、就寝中の睡眠段階の推移および出現具合から睡眠の質を判定する場合、睡眠段階を把握するためには複雑な処理が必要であるという問題がある。特にPSG法により被験者の睡眠感を求めようとする方法では、被験者の頭部に電極と装着して測定データを採取する必要があり日常的に使用することは困難であり、さらに測定に使用する機器が高価であることから、被験者が病院生活あるいは在宅にて恒常的に使用するには実用的でない。 In addition, when determining the quality of sleep from the transition and appearance of sleep stages during sleep, there is a problem that complicated processing is required to grasp the sleep stages. In particular, in the method of obtaining the sleep feeling of the subject by the PSG method, it is necessary to collect measurement data by attaching an electrode to the subject's head and is difficult to use on a daily basis. Since the equipment is expensive, it is not practical for the subject to use it regularly in hospital life or at home.
上述したように、睡眠段階の推移および出現具合を測定することにより睡眠の質を把握する方法は、被験者の体感と合致しない場合が多いという問題がある。また、睡眠段階を把握するためには複雑な処理が必要であり、恒常的に在宅時に使用するのは困難であり、実用的でない。 As described above, there is a problem that the method of grasping the quality of sleep by measuring the transition and appearance of the sleep stage often does not match the subject's experience. Moreover, in order to grasp | ascertain a sleep stage, a complicated process is required, and it is difficult to use constantly at home, and it is not practical.
本発明は上記問題点を鑑み、就寝中の睡眠の質を睡眠段階の検出をせずに容易に把握することが可能であるとともに、被験者に身体的および心的な負担をかけることなく、日常的に使用することが可能な実用的な睡眠の質を評価する装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention makes it possible to easily grasp the quality of sleep during sleep without detecting the sleep stage, and without subjecting the subject physically and mentally. An object of the present invention is to provide a device for evaluating the quality of practical sleep that can be used in a practical manner.
上記目的を達成するために、本発明の第1の解決手段の睡眠の質評価装置は、被験者から心拍信号を検出する心拍信号検出手段と、検出された心拍信号から心拍強度信号を算出する心拍強度算出手段と、算出した心拍強度信号の一定時間内のデータの分散値を算出する心拍強度分散値算出手段と、就寝中の上記心拍強度分散値の平均値とその分散値とから睡眠の質を評価する睡眠評価手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a sleep quality evaluation apparatus according to a first solving means of the present invention includes a heartbeat signal detecting means for detecting a heartbeat signal from a subject, and a heartbeat for calculating a heartbeat intensity signal from the detected heartbeat signal. The quality of sleep from the intensity calculating means, the heart rate intensity dispersion value calculating means for calculating the variance value of the calculated heart rate intensity signal within a certain time, and the average value and the variance value of the above heart rate intensity variance values during sleep And a sleep evaluation means for evaluating the above.
上記の第1の解決手段によれば、本発明の睡眠の質評価装置は、心拍信号検出手段と、心拍強度算出手段と、心拍強度分散値算出手段と、睡眠評価手段とを備えており、心拍強度分散値の平均値とその分散値とから睡眠の質を評価することができるので、わざわざ睡眠段階を検出するなどの複雑な処理工程を必要とせず、容易に睡眠の質を把握し評価することができる。 According to the first solving means described above, the sleep quality evaluation device of the present invention comprises a heartbeat signal detection means, a heartbeat intensity calculation means, a heartbeat intensity variance value calculation means, and a sleep evaluation means, Sleep quality can be evaluated from the average value of heart rate intensity variance and its variance, so it is easy to understand and evaluate sleep quality without the need for complicated processing steps such as detecting the sleep stage. can do.
第2の解決手段は、第1の解決手段の睡眠の質評価装置であって、上記睡眠評価手段は、上記心拍強度分散値の平均値とその分散値との和を睡眠評価の指標とすることを特徴とする。 The second solving means is the sleep quality evaluating apparatus of the first solving means, wherein the sleep evaluating means uses the sum of the average value of the heart rate intensity dispersion values and the dispersion value as an index of sleep evaluation. It is characterized by that.
第3の解決手段は、第1の解決手段の睡眠の質評価装置であって、上記睡眠評価手段は、上記心拍強度分散値の平均値とその分散値の二乗和、あるいは二乗和の平方根を睡眠評価の指標とすることを特徴とする。 A third solving means is the sleep quality evaluating apparatus of the first solving means, wherein the sleep evaluating means calculates an average value of the heartbeat intensity variance values and a square sum of the variance values or a square root of the square sum. It is used as an index for sleep evaluation.
第4の解決手段は、第1の解決手段の睡眠の質評価装置であって、前記心拍信号検出手段は、被験者の身体の下に配置した生体信号検出手段で生体信号を検出し、検出された生体信号から心拍信号を抽出することを特徴とする。 A fourth solving means is the sleep quality evaluation apparatus of the first solving means, wherein the heartbeat signal detecting means detects a biological signal by means of a biological signal detecting means arranged under the body of the subject. A heartbeat signal is extracted from the obtained biological signal.
第5の解決手段は、第4の解決手段の睡眠の質評価装置であって、前記生体信号検出手段は、微差圧センサと生体信号検出部とからなり、生体信号検出部の内部に収容されている空気の圧力変化を微差圧センサでもって検出することにより生体信号を検出することを特徴とする。 The fifth solving means is the sleep quality evaluation apparatus according to the fourth solving means, wherein the biological signal detecting means is composed of a slight differential pressure sensor and a biological signal detecting unit, and is housed inside the biological signal detecting unit. A biological signal is detected by detecting a change in the pressure of the air that is detected by a fine differential pressure sensor.
第6の解決手段は、第1の解決手段の睡眠の質評価装置であって、前記心拍信号検出手段は、手首あるいは上腕部に装着する脈派計あるいは血圧計であることを特徴とする。 A sixth solving means is the sleep quality evaluation apparatus according to the first solving means, wherein the heartbeat signal detecting means is a sphygmograph or a sphygmomanometer worn on the wrist or upper arm.
上述したように本発明の睡眠の質評価装置は、心拍強度算出手段により心拍信号の心拍強度を算出し、一定時間内の心拍強度信号の分散値を計算し、その分散値の就寝中の平均値と分散値をもって、睡眠の質を評価するものであり、わざわざ睡眠段階を検出するなどの複雑な処理工程を必要とせず、容易に睡眠の質を評価することを可能にしている。 As described above, the sleep quality evaluation apparatus of the present invention calculates the heart rate intensity of the heart rate signal by the heart rate intensity calculating means, calculates the variance value of the heart rate intensity signal within a predetermined time, and averages the variance values during sleeping. The sleep quality is evaluated with the value and the dispersion value, and it is possible to easily evaluate the sleep quality without requiring complicated processing steps such as detecting the sleep stage.
また、心拍信号検出手段として、被験者を拘束することのない生体信号検出手段を用いれば、被験者に身体的および心的な負担をかけることなく交換神経系の活動を把握することが可能となるので、通常の生活を送りながら睡眠の質を把握し評価することが可能となる。 In addition, if the biological signal detection means that does not restrain the subject is used as the heartbeat signal detection means, it becomes possible to grasp the activity of the exchange nervous system without placing a physical and mental burden on the subject. It is possible to grasp and evaluate the quality of sleep while living a normal life.
図をもって本発明の方法および装置について詳細に説明する。なお、本発明は本実施例によって限定されるものではない。 The method and apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by a present Example.
図1は、本発明の睡眠の質評価装置の実施例の構成および工程を示すブロック図であり、図1(b)は、矢視方向から見た一部断面図である。図1に示す生体信号検出手段1は、被験者を拘束することなく被験者の微細な生体信号を検出する検出手段であり、信号増幅整形手段2により、信号を後の処理工程で処理できるように生体検出手段1で検出された信号を増幅し、呼吸などの不要な信号をバンドパスフィルターなどにより除去する。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration and steps of an embodiment of the sleep quality evaluation apparatus of the present invention, and FIG. 1B is a partial cross-sectional view seen from the direction of the arrow. The biological signal detection means 1 shown in FIG. 1 is a detection means for detecting a minute biological signal of the subject without restraining the subject, and the biological amplification is performed so that the signal can be processed in a later processing step by the signal amplification shaping means 2. The signal detected by the detection means 1 is amplified, and unnecessary signals such as respiration are removed by a band pass filter or the like.
生体信号検出手段1は圧力センサ1aと圧力検出チューブ1bとからなり、被験者を拘束しない生体信号の検出手段を構成している。圧力センサ1aは、微小な圧力の変動を検出するセンサであり、本実施例では、低周波用のコンデンサマイクロホンタイプを使用するが、これに限るものではなく、適切な分解能とダイナミックレンジを有するものであればよい。 The biological signal detection means 1 includes a pressure sensor 1a and a pressure detection tube 1b, and constitutes a biological signal detection means that does not restrain the subject. The pressure sensor 1a is a sensor that detects minute fluctuations in pressure. In this embodiment, a low-frequency condenser microphone type is used. However, the pressure sensor 1a is not limited to this, and has an appropriate resolution and dynamic range. If it is.
本実施例で使用した低周波用のコンデンサマイクロフォンは、一般の音響用マイクロフォンが低周波領域に対して配慮されていないのに引き替え、受圧面の後方にチャンバーを設けることによって低周波領域の特性を大幅に向上させたものであり、圧力検出チューブ1b内の微小圧力変動を検出するのに好適なものである。また、微小な差圧を計測するのに優れており、0.2Paの分解能と約50Paのダイナミックレンジを有し、通常使用されるセラミックを利用した微差圧センサと比較して数倍の性能を持つものであり、生体信号が体表面に通して圧力検出チューブ1bに加えた微小な圧力を検出するのに好適なものである。また周波数特性は0.1Hz〜20Hzの間でほぼ平坦な出力値を示し、心拍および呼吸数等の微少な生体信号を検出するのに適している。 The low-frequency condenser microphone used in this example is replaced with a general acoustic microphone that does not consider the low-frequency area. This is a significant improvement and is suitable for detecting minute pressure fluctuations in the pressure detection tube 1b. In addition, it is excellent for measuring minute differential pressure, has a resolution of 0.2 Pa and a dynamic range of about 50 Pa, and is several times the performance of a fine differential pressure sensor using a ceramic that is normally used. It is suitable for detecting a minute pressure applied to the pressure detection tube 1b through a biological signal through the body surface. The frequency characteristic shows an almost flat output value between 0.1 Hz and 20 Hz, and is suitable for detecting minute biological signals such as heartbeat and respiration rate.
圧力検出チューブ1bは、生体信号の圧力変動範囲に対応して内部の圧力が変動するように適度の弾力を有するものを使用する。また圧力変化を適切な応答速度で微差圧センサ1aに伝達するために圧力検出チューブ1bの中空部の容積を適切に選ぶ必要がある。圧力検出チューブ1bが適度な弾性と中空部容積を同時に満足できない場合には、圧力検出チューブ1bの中空部に適切な太さの芯線をチューブ長さ全体にわたって装填し、中空部の容積を適切にとることができる。 As the pressure detection tube 1b, a tube having an appropriate elasticity so that the internal pressure fluctuates corresponding to the pressure fluctuation range of the biological signal is used. Further, in order to transmit the pressure change to the fine differential pressure sensor 1a at an appropriate response speed, it is necessary to appropriately select the volume of the hollow portion of the pressure detection tube 1b. When the pressure detection tube 1b cannot satisfy the appropriate elasticity and the volume of the hollow portion at the same time, the hollow portion of the pressure detection tube 1b is loaded with a core wire having an appropriate thickness over the entire length of the tube, and the volume of the hollow portion is appropriately set. Can take.
圧力検出チューブ1bは寝台7上に敷かれた硬質シート8の上に配置され、その上に弾性を有するクッションシート9が敷かれており、その上には被験者が横臥する。なお、圧力検出チューブ1bは、クッションシート9などに組み込んだ構成にすることにより、圧力検出チューブ1bの位置を安定させる構造としてもよい。なおここでは、布団などの寝具については図示しない。 The pressure detection tube 1b is disposed on a hard sheet 8 laid on the bed 7, and an elastic cushion sheet 9 is laid thereon, on which a subject lies down. Note that the pressure detection tube 1b may have a structure in which the position of the pressure detection tube 1b is stabilized by being incorporated in the cushion sheet 9 or the like. Note that the bedding such as a futon is not shown here.
本実施例では、2組の生体信号検出手段1が設けられており、一方が被験者の胸部の部位の生体信号を検出し、他方が被験者の臀部の部位を検出することで、被験者の就寝の姿勢に関わらず生体信号を安定して検出するように構成されているが、胸部の部位または臀部の部位の一方のみ圧力検出チューブ1aを配置する構成としてもよい。 In this embodiment, two sets of biological signal detection means 1 are provided, one of which detects a biological signal of the chest part of the subject and the other of the subject's buttocks part of the subject, Although it is configured to stably detect the biological signal regardless of the posture, the pressure detection tube 1a may be disposed only in one of the chest region and the buttocks region.
生体信号検出手段1によって検出された生体信号は、人の身体から発する様々な振動が混ざりあった信号であり,その中に心拍信号を始めとして呼吸信号や寝返り等の信号が含まれている。生体信号検出手段1によって検出された生体信号を信号増幅整形手段2により増幅し、さらに明らかに異常なレベルの信号を除去するなどして適切な信号整形処理を行う。 The biological signal detected by the biological signal detection means 1 is a signal in which various vibrations emitted from a human body are mixed, and includes a heartbeat signal, a respiratory signal, a wake-up signal, and the like. The biological signal detected by the biological signal detecting means 1 is amplified by the signal amplification and shaping means 2, and an appropriate signal shaping process is performed, for example, by removing a signal having an apparently abnormal level.
信号増幅整形手段2の出力信号には、心拍、呼吸、体動などの生体の発する様々な信号が含まれており、心拍信号検出手段3において、バンドパスフィルターを用いて心拍信号を検出する。 The output signal of the signal amplification shaping means 2 includes various signals generated by the living body such as heartbeat, respiration, and body movement, and the heartbeat signal detection means 3 detects the heartbeat signal using a bandpass filter.
心拍強度信号検出手段4は、自動利得制御手段41と信号強度演算手段42とから構成される。自動利得制御手段41は、心拍信号検出手段3の出力を所定の信号レベルの範囲に入るように自動的にゲイン制御を行ういわゆるAGC回路であり、この際のゲインの値(係数)を信号強度演算手段42に出力する。ゲイン制御は、例えば信号のピーク値が上限閾値を超えた場合に出力信号の振幅が小さくなるようにゲインを設定し、ピーク値が下限閾値を下回った場合に振幅が大きくなるようにゲインを設定している。 The heart rate intensity signal detection means 4 is composed of an automatic gain control means 41 and a signal intensity calculation means 42. The automatic gain control means 41 is a so-called AGC circuit that automatically performs gain control so that the output of the heartbeat signal detection means 3 falls within a predetermined signal level range. The gain value (coefficient) at this time is used as the signal intensity. It outputs to the calculating means 42. For gain control, for example, the gain is set so that the amplitude of the output signal decreases when the peak value of the signal exceeds the upper threshold, and the gain is increased when the peak value falls below the lower threshold. is doing.
信号強度演算手段42は、自動利得制御手段41において生体信号に対して施したゲイン制御の係数から信号の強度を演算する。上述のAGC回路から得られるゲインの値は信号の大きさが大なるときには小さく、また信号の大きさが小なるときは大きく設定されるように信号強度を示す関数を設定するのがよい。 The signal strength calculation means 42 calculates the signal strength from the gain control coefficient applied to the biological signal in the automatic gain control means 41. It is preferable to set a function indicating the signal strength so that the gain value obtained from the AGC circuit is set to be small when the signal size is large and to be large when the signal size is small.
睡眠指標値評価手段5は、心拍強度分散算出手段51と睡眠指標値演算手段52とからなり、心拍強度の分散値の値から睡眠の質を評価する指標値を算出する手段である。心拍強度分散算出手段51において心拍強度信号検出手段4で得られた心拍強度の60秒間のデータの分散値(標準偏差)を算出する。心拍強度のデータは1秒ごとに測定されており、その時点からさかのぼること60秒間のデータ、即ち60個の心拍強度データの分散値を求める。この結果心拍強度のばらつき(分散値)の1秒間隔の時系列データが得られる。ここで、分散値とは、所謂統計学上の分散を示すものであり、分散の替わりに標準偏差を用いてもよい。 The sleep index value evaluation unit 5 includes a heart rate intensity variance calculation unit 51 and a sleep index value calculation unit 52, and is a unit that calculates an index value for evaluating the quality of sleep from the value of the heart rate intensity variance value. The heart rate intensity variance calculating unit 51 calculates the variance value (standard deviation) of the 60-second data of the heart rate obtained by the heart rate intensity signal detecting unit 4. The heart rate intensity data is measured every second, and the data for 60 seconds, that is, the variance value of 60 heart rate intensity data, is determined from that point. As a result, time-series data at intervals of 1 second of variation (dispersion value) in heart rate intensity is obtained. Here, the variance value indicates a so-called statistical variance, and a standard deviation may be used instead of the variance.
続いて睡眠指標値演算手段52において、心拍強度分散算出手段51で求めたデータの分散値の就寝中の全データについてその平均値と分散値を求め、この心拍強度分散値の平均値と分散値とを用いて、睡眠の質を示す指標値を算出し、睡眠の質を評価する。その結果はデータ記憶・出力手段6に出力することにより図示しないモニター装置に表示あるいは印刷装置に印刷する。 Subsequently, in the sleep index value calculating means 52, the average value and the variance value are obtained for all the sleeping data of the variance value of the data obtained by the heart rate intensity variance calculating means 51, and the average value and the variance value of the heart rate intensity variance values are obtained. Are used to calculate an index value indicating the quality of sleep and evaluate the quality of sleep. The result is output to the data storage / output means 6 to be displayed on a monitor device (not shown) or printed on a printing device.
上述の実施例では、生体信号検出手段として中空のチューブを用いた例で説明したが、図2に示すエアマットを検出手段として用いることも可能である。ここでは、生体信号検出手段10aは内部に空気を封入したエアマットであり、その一端にエアチューブ10bが接続され、微差圧センサ10cに接続される。微差圧センサ10cは、図1に示す中空のチューブを用いた生体信号検出手段の場合で説明したものと同じセンサ、即ち微差圧センサ1aを用いることができる。 In the above-described embodiment, an example in which a hollow tube is used as the biological signal detection means has been described. However, the air mat shown in FIG. 2 can also be used as the detection means. Here, the biological signal detection means 10a is an air mat in which air is enclosed, and an air tube 10b is connected to one end of the biological signal detection means 10a and is connected to the fine differential pressure sensor 10c. As the fine differential pressure sensor 10c, the same sensor as that described in the case of the biological signal detection means using the hollow tube shown in FIG. 1, that is, the fine differential pressure sensor 1a can be used.
次に睡眠の質を評価する手順について図1、図3および図4を用いて説明する。生体検出手段1で検出された生体信号から信号増幅整形手段2において信号の増幅および整形を行い、次いで心拍信号検出手段3において呼吸などの不要な信号をバンドパスフィルターなどにより除去することにより心拍信号が検出される。検出された心拍信号は図3に示すように心拍強度信号検出手段4において自動利得制御手段(AGC)41でもって心拍信号のゲインを制御することによりピーク値が制御され、心拍強度演算手段42でおいてこのピーク値を用いて心拍信号強度が算出される。自動利得制御手段(AGC)41を用いることにより心拍強度信号の異常値が排除されることにより、データ処理の信頼性が向上する効果がある。 Next, the procedure for evaluating the quality of sleep will be described with reference to FIGS. The signal amplification and shaping means 2 amplifies and shapes the signal from the biological signal detected by the biological detection means 1, and then the heartbeat signal detection means 3 removes unnecessary signals such as respiration by a bandpass filter or the like. Is detected. As shown in FIG. 3, a peak value of the detected heartbeat signal is controlled by controlling the gain of the heartbeat signal by the automatic gain control means (AGC) 41 in the heartbeat intensity signal detection means 4. The heart rate signal intensity is calculated using this peak value. By using the automatic gain control means (AGC) 41, the abnormal value of the heart rate intensity signal is eliminated, thereby improving the reliability of data processing.
睡眠指標値評価手段5の心拍強度分散値演算手段51は、図3のフロー図に示すように心拍強度信号検出手段4で算出された心拍強度信号について、各々の時点からさかのぼること60秒間の心拍強度データの分散値(標準偏差)を算出する。就寝中の被験者の心拍強度の分散値(標準偏差)の値を連続して表示したのが図4である。図4は即ち心拍強度の標準偏差の時系列データを示しており、ここで図4の心拍強度の標準偏差の単位は、想定される最大の心拍強度の標準偏差を基準とする百分率である。 The heart rate intensity variance value calculating unit 51 of the sleep index value evaluating unit 5 traces back the heart rate intensity signal calculated by the heart rate intensity signal detecting unit 4 from each time point for 60 seconds as shown in the flowchart of FIG. Calculate the variance (standard deviation) of the intensity data. FIG. 4 shows continuously the dispersion value (standard deviation) of the heart rate intensity of the subject who is sleeping. FIG. 4 shows time-series data of the standard deviation of the heart rate intensity, and the unit of the standard deviation of the heart rate intensity in FIG. 4 is a percentage based on the standard deviation of the maximum possible heart rate intensity.
心拍強度の分散値(標準偏差)の変動傾向は、自律神経系の交感神経系の推移と高い相関関係のあることを本発明人は実験により確認している。自律神経系の活動の推移はとりも直さず就寝中の睡眠の状態の推移を反映するものであるので、心拍強度の分散値の推移は睡眠の状態の推移を反映すると言う事ができる。そこで、心拍強度の分散値(標準偏差)の示す値が低く、かつその変動幅が小さい場合にリラックスした睡眠であると判断し、心拍強度の分散値のレベルおよびその変動を睡眠の質の判断指標とするものである。 The present inventors have confirmed through experiments that the fluctuation tendency of the variance value (standard deviation) of the heart rate intensity is highly correlated with the transition of the sympathetic nervous system of the autonomic nervous system. Since the transition of the autonomic nervous system activity reflects the transition of the sleep state while sleeping, the transition of the dispersion value of the heart rate intensity can reflect the transition of the sleep state. Therefore, if the value of the variance value (standard deviation) of the heart rate intensity is low and the fluctuation range is small, it is judged that the sleep is relaxed, and the level of the variance value of the heart rate intensity and the fluctuation are judged for the sleep quality. It is an indicator.
睡眠指標値演算手段52において、図4に示される就寝中の全データの平均値と分散値を求める。この2つのパラメータを用いて睡眠の質を示す指標値、睡眠指標値を演算する。この値が小さいほど睡眠の質は良好と判定できる。 In the sleep index value calculation means 52, an average value and a variance value of all the data during sleeping shown in FIG. 4 are obtained. Using these two parameters, an index value indicating sleep quality and a sleep index value are calculated. The smaller this value, the better the quality of sleep.
睡眠の質を示す指標値Pを次式により求める。
睡眠の質を示す指標値Pが小さい値であるならば、心拍強度の分散値、即ち心拍強度のばらつきが就寝中の全時間で小さいか、あるいは心拍強度のばらつきの変動が就寝中の円時間に亙って小さいか、あるいは両方とも小さい場合が考えられる。このことから、心拍強度がばらつきが安定して小さい場合には、睡眠の質を示す指標値Pが小さく、安定した睡眠、言い換えれば快適な睡眠であると判定することができる。 If the index value P indicating the quality of sleep is a small value, the dispersion value of the heart rate intensity, that is, the fluctuation of the heart rate intensity is small in the whole time during sleeping, or the fluctuation of the fluctuation of the heart rate intensity is the circle time during sleeping However, it is possible that the case is small or both are small. From this, when the variation in heart rate is stable and small, the index value P indicating the quality of sleep is small, and it can be determined that the sleep is stable, in other words, comfortable sleep.
睡眠の質を示す指標値Pを求めるのは上に掲げた式に限るものではなく、心拍強度のばらつきが小さくかつ安定していることを示すものであればよい。因みに次式を睡眠の質を示す指標値Pを求めるのに用いてもよい。
本実施例の説明では、心拍信号を検出する方法として、被験者の身体の下に敷いた生体信号検出手段で得られた生体信号から心拍信号を抽出する方法を示した。本実施例を構成する上記の生体信号検出手段は、被験者の身体を拘束する装着物およびこれらの装着物に接続される信号用コードなどが不要であり、被験者の睡眠を妨げることがない。また、タイマーなどの機能を装置に持たせることにより、電源を入れるなどの操作が不要であり、被験者が何ら操作することなく、被験者の生体信号を取得することができる。 In the description of the present embodiment, as a method for detecting a heartbeat signal, a method for extracting a heartbeat signal from a biological signal obtained by a biological signal detection means placed under the body of the subject has been shown. The above-described biological signal detection means constituting the present embodiment does not require a wearing object that restrains the body of the subject and a signal cord connected to these wearing objects, and does not disturb the sleeping of the subject. Also, by providing the device with a function such as a timer, an operation such as turning on the power is unnecessary, and the subject's biological signal can be acquired without any operation by the subject.
しかし心拍信号を検出する方法は本実施例で説明した構成に限るものではなく、継続的に心拍信号あるいは心拍の信号と同等の信号が得られる検出手段であれば使用することが可能である。例えば身体に装着するタイプの心拍計、脈派計あるいは脈拍計であってデータを連続的に記録することが可能であれば本発明の生体信号検出手段として使用することができる。 However, the method for detecting a heartbeat signal is not limited to the configuration described in the present embodiment, and any detection means that can continuously obtain a heartbeat signal or a signal equivalent to a heartbeat signal can be used. For example, it can be used as the biological signal detecting means of the present invention as long as it is a heart rate meter, a pulse meter or a pulse meter of the type worn on the body and can continuously record data.
本発明の睡眠の質評価装置は、被験者の心拍信号強度を求め、その強度のばらつき(分散)から睡眠の質の指標値を求める方法であり、わざわざ睡眠段階を求めるなどの複雑な処理工程が不要なために、睡眠の質を把握し評価する上で簡便な構成で精度の高い装置を実現するものである。 The sleep quality evaluation apparatus of the present invention is a method for obtaining the heartbeat signal intensity of a subject and obtaining an index value of sleep quality from the variation (dispersion) of the intensity. Since it is unnecessary, a highly accurate device is realized with a simple configuration for grasping and evaluating the quality of sleep.
また、被験者を拘束することなく、あるいは比較的軽い負担で睡眠の質を把握することを可能にする装置であるので、日常生活において無理なく使用することを可能にしており、その結果、従来学術的な分野あるいは医療の分野でしか使用されていなかった睡眠の質を把握し評価することを日常的に行うことを実現可能にするものであり、総合的な健康管理に役立てることが期待されること大なるものがある。 In addition, since it is a device that makes it possible to grasp the quality of sleep without restraining the subject or with a relatively light burden, it can be used without difficulty in daily life. It is feasible to understand and evaluate the quality of sleep that was used only in general fields or medical fields, and is expected to be useful for comprehensive health management. There is a big thing.
1 生体信号検出手段(圧力検出手段)
1a 微差圧センサ
1b 圧力検出チューブ
2 信号増幅整形手段
3 心拍信号検出手段
4 心拍強度信号検出手段
5 睡眠指標値評価手段
6 データ記憶・出力手段
7 寝台
8 硬質シート
9 クッションシート
10 生体検出手段(圧力検出手段)
10a 圧力検出手段(エアーマット)
10b エアチューブ
10c 微差圧センサ
41 自動利得制御(AGC)手段
42 信号強度演算手段
51 心拍強度分散算出手段
52 睡眠指標値演算手段1 Biological signal detection means (pressure detection means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Differential pressure sensor 1b Pressure detection tube 2 Signal amplification shaping means 3 Heart rate signal detection means 4 Heart rate intensity signal detection means 5 Sleep index value evaluation means 6 Data storage / output means 7 Bed 8 Hard sheet 9 Cushion seat 10 Living body detection means ( Pressure detection means)
10a Pressure detection means (air mat)
10b Air tube 10c Differential pressure sensor 41 Automatic gain control (AGC) means 42 Signal intensity calculating means 51 Heart rate intensity dispersion calculating means 52 Sleep index value calculating means
Claims (6)
検出された心拍信号から心拍強度信号を算出する心拍強度算出手段と、
算出した心拍強度信号の一定時間内のデータの分散値を算出する心拍強度分散値算出手段と、
就寝中の上記心拍強度分散値の平均値とその分散値とから睡眠の質を評価する睡眠評価手段と
を備えることを特徴とする睡眠の質評価装置。A heartbeat signal detecting means for detecting a heartbeat signal from a subject;
Heart rate intensity calculating means for calculating a heart rate intensity signal from the detected heart rate signal;
Heart rate intensity variance value calculating means for calculating a variance value of data within a predetermined time of the calculated heart rate intensity signal;
A sleep quality evaluation apparatus comprising sleep evaluation means for evaluating sleep quality based on an average value of the above heart rate intensity variance values during sleep and the variance values thereof.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011019879A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Sleep System Kenkyusho:Kk | Sleep quality evaluation apparatus |
JP2011019878A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Sleep System Kenkyusho:Kk | Sleep cycle measuring apparatus |
JP2011083564A (en) * | 2009-10-15 | 2011-04-28 | Sleep System Kenkyusho:Kk | Instrument and method for estimating autonomic nerve component index |
JP2011156029A (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Sleep System Kenkyusho:Kk | Apnea syndrome (sas) determination device by high accuracy respiratory measuring method |
JP2011160852A (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Sleep System Kenkyusho:Kk | Wakefulness state detector |
JP2012159250A (en) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Mitsubishi Electric Corp | Air conditioning control system |
-
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- 2006-09-26 JP JP2006288077A patent/JP2008080071A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011019879A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Sleep System Kenkyusho:Kk | Sleep quality evaluation apparatus |
JP2011019878A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Sleep System Kenkyusho:Kk | Sleep cycle measuring apparatus |
JP2011083564A (en) * | 2009-10-15 | 2011-04-28 | Sleep System Kenkyusho:Kk | Instrument and method for estimating autonomic nerve component index |
JP2011156029A (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Sleep System Kenkyusho:Kk | Apnea syndrome (sas) determination device by high accuracy respiratory measuring method |
JP2011160852A (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Sleep System Kenkyusho:Kk | Wakefulness state detector |
JP2012159250A (en) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Mitsubishi Electric Corp | Air conditioning control system |
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