JP2009153550A - Sleep determining apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被験者の睡眠深さを判定する睡眠判定装置に関する。 The present invention relates to a sleep determination device that determines a sleep depth of a subject.
生体情報としては、脈拍数や心拍数などが知れられており、これらの情報を取得することで睡眠状態の変化をチェックする手法が開発されている。例えば、特許文献1に開示されている睡眠状態の判定方法では、心拍数の変化を調べ、時系列での増減傾向を表すトレンド曲線を作成し、トレンド曲線に対する心拍数の増加分を算出する。さらに、計測された心拍数とその1分前に計測された心拍数の差を用いてばらつき度を求める。予め作成しておいた睡眠状態出現確率密度分布表を心拍数の増加分とばらつき度の組み合わせで照合して睡眠状態を判定する。なお、このようにして判定された睡眠状態の利用用途としては、例えば、室内の明るさや、音、温度、湿度などの室内環境を睡眠状態に対応して制御し、より快適な睡眠を実現できるようにすることがあげられる。
睡眠中には無意識に寝返りを打つなどして体動を生じることがある。体動が生じると、心拍数を計測するセンサの出力信号にノイズが重畳されるが、このようなノイズが心拍数の増加分やばらつき度に影響を及ぼす。特許文献1に開示されている睡眠判定方法では、体動によると考えられる心拍数の一時的な上昇によって睡眠状態の判定結果が不連続に変化してしまっていた。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、睡眠状態の判定精度を向上させることを主な目的とする。
During sleep, body movement may be caused by unconsciously hitting and turning. When body movement occurs, noise is superimposed on the output signal of the sensor that measures the heart rate. Such noise affects the increase in the heart rate and the degree of variation. In the sleep determination method disclosed in Patent Literature 1, the determination result of the sleep state has changed discontinuously due to a temporary increase in the heart rate considered to be due to body movement.
This invention is made in view of such a situation, and makes it a main objective to improve the determination accuracy of a sleep state.
上記の課題を解決する本発明の請求項1に係る発明は、脈拍数と脈波振幅を算出する脈波計測部と、脈波振幅の時間変化を算出する脈波振幅トレンド算出部と、睡眠深さ判定値として脈波振幅に対する脈拍数の比を算出する脈拍数・振幅比算出部と、睡眠深さ判定値と、前記脈波振幅トレンド算出部で判定した脈波振幅の時間変化とから睡眠深さを判定する睡眠状態判定部と、を有することを特徴とする睡眠判定装置とした。
この睡眠判定装置は、睡眠が深いときに脈拍数が減少又は一定になり、脈波振幅が増加又は一定になることを着目し、両者の比を算出することで、睡眠深さによって変化する生体情報の挙動をより鮮明に捉える。
The invention according to claim 1 of the present invention that solves the above-described problems includes a pulse wave measurement unit that calculates a pulse rate and a pulse wave amplitude, a pulse wave amplitude trend calculation unit that calculates a temporal change of the pulse wave amplitude, and sleep From a pulse rate / amplitude ratio calculation unit that calculates a ratio of a pulse rate to a pulse wave amplitude as a depth determination value, a sleep depth determination value, and a time change of the pulse wave amplitude determined by the pulse wave amplitude trend calculation unit A sleep determination device including a sleep state determination unit that determines sleep depth.
This sleep determination device pays attention to the fact that the pulse rate decreases or becomes constant when the sleep is deep, and the pulse wave amplitude increases or becomes constant, and by calculating the ratio between the two, the living body that changes depending on the sleep depth Capture the behavior of information more clearly.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の睡眠判定装置において、被験者の体動の有無を判定する体動判定部と、前記体動判定部が体動を検出したら、そのときの睡眠深さ判定値から体動に起因するノイズを除去するように睡眠深さ判定値を補正する体動処理部と、を有することを特徴とする。
この睡眠判定装置は、体動によるノイズが含まれた状態で脈拍数や脈波振幅が計算された場合に誤判定が生じないように、体動によるノイズ成分を除去してから睡眠深さを判定する。
The invention according to
This sleep determination device removes the noise component due to body movement and eliminates the sleep depth so that erroneous determination does not occur when the pulse rate and pulse wave amplitude are calculated in a state where noise due to body movement is included. judge.
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の睡眠判定装置において、脈波振幅トレンド算出部で算出した脈波振幅の時間変化が減少傾向にあるときに途中で脈波振幅が増加したとき、又は脈波振幅の時間変化が増加傾向にあるときに途中で脈波振幅が減少したときに、そのときの睡眠深さ判定値から振幅変化によるノイズを除去するように睡眠深さ判定値を補正する振幅処理部を有することを特徴とする。
この睡眠判定装置は、例えば、所定時間の脈波振幅の平均値を算出し、この平均値の時間変化から脈波振幅の変化の傾向を調べる。さらに、脈波振幅の変化の傾向が増加傾向や、減少傾向にあるときに、その途中で1つ又は2つの平均値のデータが全体としての傾向と反対の挙動を示す場合に、そのデータをノイズとする。
According to a third aspect of the present invention, in the sleep determination device according to the first or second aspect, when the time change of the pulse wave amplitude calculated by the pulse wave amplitude trend calculating unit tends to decrease, Sleep depth so that noise due to amplitude change is removed from the sleep depth judgment value at the time when the pulse wave amplitude decreases during the time when the pulse wave amplitude tends to increase. It has the amplitude processing part which corrects the thickness judgment value.
For example, the sleep determination device calculates an average value of the pulse wave amplitude for a predetermined time, and examines the tendency of the change of the pulse wave amplitude from the time change of the average value. Furthermore, when the trend of the change in pulse wave amplitude is increasing or decreasing, if the data of one or two average values show the opposite behavior to the overall trend along the way, the data is Let it be noise.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の睡眠判定装置において、前記睡眠状態判定部は、入眠前の安静状態に算出した睡眠深さ判定値を閾値として保有し、入眠後に算出された睡眠深さ判定値が閾値以下で、かつ脈波振幅の時間変化が増加傾向又は略一定である場合に睡眠状態が深いと判定することを特徴とする。
この睡眠判定装置は、入眠前の状況を基準として睡眠深さを判定することで、個人差がある場合でも睡眠深さの判定精度を向上させる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the sleep determination device according to any one of the first to third aspects, the sleep state determination unit uses a sleep depth determination value calculated as a rest state before falling asleep as a threshold value. It is determined that the sleep state is deep when the sleep depth determination value calculated after falling asleep is equal to or less than a threshold value and the temporal change of the pulse wave amplitude is increasing or substantially constant.
This sleep determination device improves the determination accuracy of the sleep depth even when there is an individual difference by determining the sleep depth based on the situation before falling asleep.
請求項5に係る発明は、請求項2に記載の睡眠判定装置において、指を先端から一番目の関節まで挿入可能で先端が閉塞されたケース内に脈拍数及び脈波振幅を計測する光学式のセンサ及び体動を検出する体動センサを配置したセンサユニットと、前記光学式のセンサの出力を脈波計測部に受け渡し、前記体動センサの出力を前記体動判定部に受け渡す送受信ユニットと、を有することを特徴とする。
この睡眠判定装置では、先端が閉塞されたケースが外部の光を遮光し、光学式のセンサによる脈波の計測精度が向上される。センサユニットのケースに体動センサも設けられているので、センサユニットを指に装着するだけで、脈波の計測と体動の計測が可能になる。
The invention according to claim 5 is the sleep determination apparatus according to
In this sleep determination device, the case whose tip is blocked shields external light, and the pulse wave measurement accuracy by the optical sensor is improved. Since a body motion sensor is also provided in the case of the sensor unit, it is possible to measure pulse waves and body motions simply by attaching the sensor unit to a finger.
本発明によれば、脈波振幅に対する脈拍数の比を睡眠の深さを判定する値として用いることで、被験者の睡眠深さの変化により適合したデータが得られるようになり、睡眠深さを精度良く判定することが可能になる。 According to the present invention, the ratio of the pulse rate to the pulse wave amplitude is used as a value for determining the sleep depth, so that data more suitable for the change in the sleep depth of the subject can be obtained, and the sleep depth can be obtained. It becomes possible to determine with high accuracy.
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に睡眠判定装置の概略構成を示す。睡眠判定装置1は、人体に装着されるセンサユニット2と、センサユニット2に接続される送受信ユニット3と、送受信ユニット3と通信可能な表示端末4とを有する。
The best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of the sleep determination device. The sleep determination device 1 includes a
図2に使用形態を示すように、センサユニット2には、指先が挿入される。センサユニット2からは、ケーブル6が延びて送受信ユニット3に接続されている。送受信ユニット3は、手首に装着されている。
センサユニット2は、指を挿入する挿入口11が1つ設けられた筒形状のケース12を有し、ケース12の先端側は閉塞されている。ケース12の長さは、指先がケース12の最奥部に突き当たるように指を挿入したときに、指の先端から一番目の関節(遠位指節間関節ともいう)を固定できる長さとする。ケース12を構成する材料は、光を吸収もしくは遮光する材料が用いられる。ケース12の表面に、黒色塗装等の処理を施すと、光の透過をさらに防止できる。
As shown in the usage pattern in FIG. 2, a fingertip is inserted into the
The
図3に示すように、挿入口11には、シート13が挿入口11を一部塞ぐように取り付けられている。シート13は、挿入口11の周縁部に固定され、挿入口11の略中央部分まで延びており、指が挿入されたときに指の形状に合わせて弾性変形するようになっている。このようなシート13は、ケース12外からの光を遮蔽できる材料から製造されている。さらに、シート13の中央部分が略V字状に切り欠かれている。これによって、指の挿入が容易になると共に、指に密着し易くなって遮光性が向上する。
As shown in FIG. 3, a
図4及び図5に示すように、ケース12内には、挿入口11の近傍でシート13の取り付け位置と反対側、つまり指の腹側の位置に、滑り止め材14が取り付けられている。滑り止め材14は、計測中に指がケース12から抜けないようにするもので、例えば、樹脂膜から製造されている。滑り止め材14よりも最奥部側には、脈波センサ15が配置されている。脈波センサ15は、指を最奥部に突き当てたときに指の末節中央部に位置するように配置さられている。脈波センサ15は、基板16上に実装された受光素子17と、受光素子17に対して45〜90°の照射角度を持つ発光素子18とを有する光学式のセンサである。発光素子18は、赤外光又は赤色光を照射するLED(発光ダイオード)が使用されている。受光素子17は、ケース12の内部空間に向けて配置されており、例えば、光周波数変換素子(LFC素子)が用いられている。この受光素子17は、脈圧の大きさに応じて周波数が変化するデジタル信号を出力するので、アナログ信号を出力する受光素子を使用する場合に比べて回路構成が簡単になると共に、耐ノイズ性が向上し、脈波信号の振幅の飽和や、フィルタ時定数による遅延などを考慮する必要がなくなる。センサユニット2の装着性を向上させるために、受光素子17は、シリコーン樹脂などの透明性及び柔軟性の高い樹脂膜で覆われている。
さらに、基板16の裏面には、体動センサ19が実装されている。体動センサ19には、加速度センサのように被験者の体の動きに応じて信号を出力するセンサが用いられる。
As shown in FIGS. 4 and 5, an
Further, a
脈波センサ15及び体動センサ19への電力供給と、これらセンサ15,19からの信号の取り出しは、ケース12内に通された孔20にケーブル6を通して行っている。孔20は、挿入口11と別に、ケース12の底部側に開口している。
The power supply to the
脈波センサ15の反対側、つまりケース12の上壁の内面には、弾性体21が配置されている。弾性体21は、指の背に当接して指を脈波センサ15に密着させる働きを有する。弾性体21は、挿入口11側から最奥部側に向かって徐々に厚さ、すなわちケース12内孔への突出量を増大させてある。このような弾性体21は、指の先端部から根元に向かって徐々に装着荷重が低下するようになっており、脈波センサ15に対する指の密着性の向上と、センサ装着時の圧迫感の低減とを両立させている。
ケース12の左右の内壁には、横ずれ防止材22が取り付けられている。横ずれ防止材22は、指が左右方向に横ずれしないように当接するもので、例えば、弾性体からなる。横ずれ防止材22は、挿入部側と最奥部側のそれぞれに離間して一対ずつ設けられているが連続した一対の部材でも良い。
なお、ケース12の内壁は、アルミニウムなどの遮光膜(不図示)が取り付けられ、発光素子18以外の光を遮断している。遮光膜は、その他の金属箔でも良いし、遮光塗料を塗布して形成した層や、蒸着膜であっても良い。
An
A lateral
A light shielding film (not shown) such as aluminum is attached to the inner wall of the
図2に示すように、送受信ユニット3は、手首付近にバンド31で取り付けられており、ケーブル6でセンサユニット2に接続されている。バンド31には、面ファスナ(不図示)などの係止部が設けられており、送受信ユニット3の着脱を容易にしたり、バンド31の締め付け強さを調整したりできるようになっている。
図1に示すように、送受信ユニット3は、脈波センサ25の信号が入力されるCPU(中央演算装置)32と、体動センサ19の信号を増幅するアンプ33と、増幅した信号からノイズを除去するフィルタ34と、センサユニット2に給電する電池等のバッテリ35と、無線通信モジュール36とを有する。
As shown in FIG. 2, the transmission /
As shown in FIG. 1, the transmission /
CPU32は、脈波センサ15の発光素子18の発光制御を行う。さらに、受光素子17から出力される信号を受け取り、エッジ処理やデジタルフィルタをかけて脈波信号を作成し、無線通信モジュール36に受け渡す処理を行う。また、体動センサ19から出力される信号をアンプ33で増幅した後に、フィルタ34でノイズを除去した体動信号が入力されるので、脈波信号と同期させて無線通信モジュール36に受け渡す。
無線通信モジュール36は、公知の短距離無線通信のプロトコルを使用して表示端末4に脈波信号及び体動信号を送信する機能を有する。
なお、送受信ユニット3にメモリを設け、メモリをバッファとして使用すると、表示端末4と間の通信をスムーズに行えるようになる。
The
The
In addition, when a memory is provided in the transmission /
表示端末4は、送受信モジュール36との間で通信を行う無線通信モジュール41と、無線通信モジュール41からの信号が入力されてデータ処理を行う処理部42と、データを表示する表示部43とを有する。表示端末4は、専用の装置又は汎用のコンピュータを用いることができ、コンピュータ等に睡眠判定プログラムを実行させることで実現される。表示部43に加えて、又は表示部43の代わりに、紙などの記録媒体に出力する装置、他の装置にデータを出力する装置を設けても良い。
The display terminal 4 includes a
図6に処理部を機能分割したブロック図を示す。脈波計測部51は、脈波信号を時系列に沿って取得し、脈拍数と脈波の振幅を算出する。脈波振幅トレンド算出部52は、脈波振幅のデータの区間平均値を算出し、生体情報トレンドデータとして脈波振幅トレンドデータを作成する。脈拍数トレンド算出部53は、脈拍数のデータの区間平均値を算出し、生体情報トレンドデータとして脈拍数トレンドデータを作成する。脈拍数・振幅比算出部54は、脈拍数トレンドデータを脈波振幅トレンドデータで除算して睡眠深さ判定値を算出する。また、体動信号が時系列に沿って入力される体動判定部55は、体動の有無を判定し、判定結果を出力する。この判定結果は、体動処理部56に入力され、脈拍数・振幅比算出部54で算出した睡眠深さ判定値の補正に使用される。振幅処理部57は、脈波振幅トレンドデータを使って睡眠深さ判定値をさらに補正する。睡眠状態判定部58は、ノイズ除去後の睡眠深さ判定値を用いて睡眠状態を判定し、表示部43に出力する。
FIG. 6 shows a block diagram in which the processing unit is divided into functions. The pulse
次に、この実施の形態における睡眠判定処理について詳細に説明する。
図2に示すように、送受信ユニット3を手に装着し、センサユニット2に指を挿入して指先を最奥部に突き当てる。滑り止め材14、弾性体21、横ずれ防止材22によって指の腹が受光素子17に密着させられると共に、シート13等によって外部の光が遮蔽される。
脈拍の計測を開始すると、CPU32の指令に基づいて発光素子18が発光し、指先の血管で反射した光が受光素子17で受光される。受光素子17は、受光した光の光量が多いほど、高い周波数の信号を出力する。また、体動センサ19から出力される体動信号は、アンプ33で増幅された後、フィルタ34を通ってノイズ除去された後にCPU32に入力される。体動信号は、例えば、図7に示すようになる。横軸が経過時間であり、縦軸が信号強度になっている。途中に現れるピークは、体動に起因して発生している。これらの信号は、取得した順番に同期が取れるように表示端末4に送信される。
Next, the sleep determination process in this embodiment will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the transmission /
When pulse measurement is started, the
表示端末4は、受信した信号を処理部42に受け渡す。処理部42では、体動信号が体動判定部55で処理される。体動判定部55は、信号の変化から体動の有無を判定する。例えば、図7の例では、ピークの部分は体動が発生したと判定される。
一方、脈波信号は、脈波計測部51に入力され、脈拍数と脈波振幅が算出される。例えば、脈波信号を一定時間取り込んで、時系列データを作成し、周波数フィルタ処理で脈波に重畳したノイズを低減すると共に低周波のうねりを軽減させる。そして、ノイズを除去したデータで脈波の周期を調べて脈拍数を算出する。また、データの信号強度の極小値と極大値を調べて脈波振幅を算出する。
The display terminal 4 passes the received signal to the
On the other hand, the pulse wave signal is input to the pulse
脈波振幅トレンド算出部52は、脈波振幅のデータについて所定時間、例えば5分ごとの区間平均をとって脈波振幅トレンドデータを作成する。図8に脈波振幅トレンドデータの一例を示す。図8で太線で示すグラフが脈波振幅トレンドデータを示し、細線で示すグラフが区間平均をとる前のデータを示す。脈波振幅は、時間の経過に従って増減を繰り返している。
脈拍数トレンド算出部53は、脈拍数のデータについて所定時間、例えば5分ごとの区間平均をとって脈拍数トレンドデータを作成する。図9に脈拍数トレンドデータの一例を示す。図9で太線で示すグラフが脈拍数トレンドデータを示し、細線で示すグラフが区間平均をとる前のデータを示す。計測開始時から脈拍数が減少し、50分を過ぎた辺りから小さい増減が生じている。前記したように周波数フィルタ処理を実施すると共に、平均化処理を行っているので、ノイズのような急峻なピークは発生しない。一般に、睡眠が深いほど脈拍数は小さくなり、入眠直後に最も深い睡眠がくると考えられているので、この場合は50分付近で入眠したものを考えられる。
The pulse wave amplitude
The pulse rate
脈拍数・振幅比算出部54は、各トレンドデータの値を同期させて取得し、脈拍数トレンドデータの値を脈波振幅トレンドデータの値で除算し、脈拍数・振幅比(=睡眠深さ判定値)を算出する。
体動処理部56は、睡眠深さ判定値のデータには、体動によるノイズ成分が含まれているので、体動判定部55の判定結果を使ってノイズを除去する。すなわち、体動判定部55が体動を検出したら、そのときの睡眠深さ判定値のデータをノイズとみなし、そのデータを取り除く。
体動によるノイズを除去した後、さらに脈波振幅から読み取れるノイズを振幅処理部57で除去する。この場合には、例えば、5分間の区間平均を取った脈波振幅のトレンドデータの10個分の変化の傾向を調べ、増加傾向の途中に脈波振幅が減少するデータが1つ又は2つあった場合や、減少傾向の途中に脈波振幅が増加するデータが1つ又は2つあった場合などに、これらのデータをノイズとみなし、そのときの睡眠深さ判定値のデータを取り除く。
The pulse rate / amplitude
Since the sleep depth determination value data includes a noise component due to body movement, the body
After removing noise due to body movement, the
このようにしてノイズを除去した睡眠深さ判定値を使って睡眠状態判定部58が睡眠深さを判定する。ここでは、睡眠深さを「深い」、「やや深い」、「浅い」の3通りに区分けする。なお、「やや深い」は、「深い」と「浅い」の中間状態にあるときとする。これら3通りに判定するときの基準として、睡眠状態判定部58は2つの閾値K1,K2を保有している。第一の閾値K1は、入床直後で安静状態にあるときの脈拍数・振幅比の平均値である。入床直後で安静状態にあるときの脈拍数・振幅比の平均値とは、センサ装着直後から体動センサ19の出力を監視し、体動信号が安定した時間帯(例えば、図7のT1)の脈拍数、脈波振幅の比の平均値であり、例えば、5分間の平均値を採用している。第二の閾値K2は、第一の閾値K1を1/2倍した値である。なお、これら閾値K1,K2を入眠前の安静状態でのデータから算出するようにしたので、個人差がある場合でも精度の良い判定が可能になる。
In this way, the sleep
ここで、各睡眠深さの判定基準を説明する。
睡眠状態「深い」の判定基準は、脈拍数・振幅比が第二の閾値K2以下で、脈波振幅トレンドが増加又は一定のときとする。
睡眠状態「やや深い」の判定基準は、脈拍数・振幅比が第一の閾値K1以下で、脈波振幅トレンドが増加又は一定のときとする。
睡眠状態「浅い」の判定基準は、脈拍数・振幅比が第一の閾値K1以上のときとする。
Here, the criteria for determining each sleep depth will be described.
The determination criterion for the sleep state “deep” is that the pulse rate / amplitude ratio is equal to or lower than the second threshold K2 and the pulse wave amplitude trend is increased or constant.
The criterion for determining the “slightly deep” sleep state is when the pulse rate / amplitude ratio is equal to or less than the first threshold K1 and the pulse wave amplitude trend is increased or constant.
The criterion for determining whether the sleep state is “shallow” is when the pulse rate / amplitude ratio is greater than or equal to the first threshold value K1.
これらの判定基準は、睡眠が深い状態はリラックスした状態で、睡眠が浅い状態は相対的に緊張した状態とみなせることに着目して設定されている。脈拍数は、心臓の動きの変化を示すので、リラックスすれば減少し、緊張すれば増大する。このため、睡眠が深いと減少又は一定になり、睡眠が浅いと増大する。脈波振幅の大きさは、リラックスすれば大きくなり、緊張すれば小さくなる。このため、睡眠が深いと増加又は一定になり、睡眠が浅いと減少する。このように、脈拍数と脈波振幅は、睡眠状態によって相反する挙動を示すが、指標として脈拍数・振幅比を採用すると、睡眠が深いと(つまりリラックスすると)、比の値が小さくなり、睡眠が浅いと(つまり緊張すると)、比の値が大きくなるので、睡眠状態を把握することができる。 These criteria are set by paying attention to the fact that a deep sleep state is a relaxed state and a shallow sleep state is a relatively tense state. The pulse rate indicates a change in the movement of the heart and decreases when relaxed and increases when tensioned. For this reason, it decreases or becomes constant when sleep is deep, and increases when sleep is shallow. The magnitude of the pulse wave amplitude increases when relaxed and decreases when nervous. For this reason, it increases or becomes constant when the sleep is deep, and decreases when the sleep is shallow. In this way, the pulse rate and the pulse wave amplitude show opposite behavior depending on the sleep state, but if the pulse rate / amplitude ratio is adopted as an index, the value of the ratio decreases when sleep is deep (that is, when relaxing) If the sleep is shallow (that is, when the person is nervous), the value of the ratio increases, so that the sleep state can be grasped.
図10に、この実施の形態の効果を説明するためのグラフを示す。このグラフは、脈拍数・振幅比算出部54の出力のデータであって、体動や脈波振幅による補正をしていない状態のデータに相当する。
図10で三角形のマークを付した位置の小さいピークは、体動処理部56の補正で除去することができた。また、菱形のマークを付した位置の小さいピークは、振幅処理部57の補正で除去することができた。三角形及び菱形のマークを付した位置のピークをノイズとして除去した結果、第二の閾値K2を越えるピークは、図10に四角で囲んだ時間帯になった。これらの時間帯は、睡眠状態判定部58で「やや深い」、「浅い」と判定される。この判定結果と、脳波測定から推測される睡眠が浅い時間帯とを比較したところ、両者は良く一致していた。
FIG. 10 shows a graph for explaining the effect of this embodiment. This graph is output data of the pulse rate / amplitude
The small peak at the position marked with a triangle in FIG. 10 could be removed by correction of the body
この実施の形態では、脈拍数・振幅比を睡眠状態を判定するための指標として用いることで、脈拍数のばらつきや増減では判定が困難であった睡眠の深さが判定できるようになった。また、体動によるノイズを除去することで、脳波から判定される睡眠状態との整合性を高めることができた。さらに、脈拍数を脈波振幅で除算して睡眠深さ判定値を算出していることから、判定結果は脈波振幅の誤差の影響を受け易くなるが、脈波振幅トレンドを考慮することで、脳波から判定される睡眠状態との整合性をより高めることができた。 In this embodiment, by using the pulse rate / amplitude ratio as an index for determining the sleep state, it has become possible to determine the depth of sleep that has been difficult to determine by the variation or increase / decrease of the pulse rate. In addition, by removing the noise due to body movement, the consistency with the sleep state determined from the electroencephalogram could be improved. Furthermore, since the sleep depth judgment value is calculated by dividing the pulse rate by the pulse wave amplitude, the judgment result is likely to be affected by the error of the pulse wave amplitude. The consistency with the sleep state determined from the electroencephalogram could be further improved.
なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、第二の閾値K2は、第一の閾値K1の1/2倍に限定されない。起床中や、中途覚醒直前のデータを用いて係数を調整する学習機能を持たせると、睡眠判定の精度をさらに向上できる。
センサユニット2と送受信ユニット3の間のデータのやり取りは、無線で行っても良い。送受信ユニット3と表示端末4の間のデータのやり取りは、有線で行っても良い。
Note that the present invention can be widely applied without being limited to the above-described embodiment.
For example, the second threshold value K2 is not limited to ½ times the first threshold value K1. If a learning function for adjusting the coefficient using data immediately before waking up or immediately before awakening is provided, the accuracy of sleep determination can be further improved.
Data exchange between the
1 睡眠判定装置
2 センサユニット
3 送受信ユニット
4 表示装置
12 ケース
15 脈波センサ(光学式のセンサ)
19 体動センサ
51 脈波計測部
52 脈波振幅トレンド算出部
54 脈拍数・振幅比算出部
55 体動判定部
56 体動処理部
57 振幅処理部
58 睡眠状態判定部
K1 第一の閾値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF
Claims (5)
脈波振幅の時間変化を算出する脈波振幅トレンド算出部と、
睡眠深さ判定値として脈波振幅に対する脈拍数の比を算出する脈拍数・振幅比算出部と、
睡眠深さ判定値と、前記脈波振幅トレンド算出部で判定した脈波振幅の時間変化とから睡眠深さを判定する睡眠状態判定部と、
を有することを特徴とする睡眠判定装置。 A pulse wave measurement unit for calculating a pulse rate and a pulse wave amplitude;
A pulse wave amplitude trend calculating unit for calculating a time change of the pulse wave amplitude;
A pulse rate / amplitude ratio calculator that calculates a ratio of the pulse rate to the pulse wave amplitude as a sleep depth determination value;
A sleep state determination unit that determines a sleep depth from a sleep depth determination value and a time change of the pulse wave amplitude determined by the pulse wave amplitude trend calculation unit;
A sleep determination device comprising:
前記体動判定部が体動を検出したら、そのときの睡眠深さ判定値から体動に起因するノイズを除去するように睡眠深さ判定値を補正する体動処理部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の睡眠判定装置。 A body motion determination unit that determines the presence or absence of body motion of the subject;
When the body movement determination unit detects body movement, a body movement processing unit that corrects the sleep depth determination value so as to remove noise caused by body movement from the sleep depth determination value at that time;
The sleep determination apparatus according to claim 1, comprising:
前記光学式のセンサの出力を脈波計測部に受け渡し、前記体動センサの出力を前記体動判定部に受け渡す送受信ユニットと、
を有することを特徴とする請求項2に記載の睡眠判定装置。 A sensor unit in which a finger can be inserted from the tip to the first joint and an optical sensor for measuring the pulse rate and pulse wave amplitude and a body motion sensor for detecting body motion are disposed in a case where the tip is closed;
A transmission / reception unit that delivers the output of the optical sensor to the pulse wave measurement unit, and delivers the output of the body motion sensor to the body motion determination unit;
The sleep determination device according to claim 2, comprising:
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