JP2009183639A - 睡眠補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 寝る前の自律神経の状況にかかわらず、適正に睡眠を補助することが可能な睡眠補助装置を提供する。
【解決手段】 人体Ｍの周囲に配設される複数の電極２、３と、電極２、３の少なくとも一方に電圧を印加して、人体Ｍの周囲に電界を形成する電圧発生部５と、入床期には交流電界が形成され、その後に、所定の電界が順次形成されるように、電圧発生部５を制御する制御部６と、を備える。入床期に人体Ｍの周囲に交流電界が形成されることで、寝る前の自律神経の状況にかかわらず、自律神経による生体の調和機能が中庸に導かれ、その後の所定の電界によって適正に睡眠を補助することが可能となる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、快適な睡眠を補助する睡眠補助装置に関し、特に、人体の周囲に電界を形成することで睡眠を補助するための睡眠補助装置に関するものである。

人が寝ている状態に応じて、人体の周囲に多様な電界を形成することで、快適な睡眠を補助する睡眠補助装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この睡眠補助装置は、入眠期には、直流電圧により人体に接地電位に対し負の電位がかかるような電界を形成し、睡眠中期には、交直重畳電圧により人体に負の電位がかかるような交直重畳電界を形成し、さらに、睡眠後期には、交流電圧により交流電界を形成する。これにより、入眠期には、負の直流電界によって副交感神経の働きが強められ、深い睡眠が得られる。また、睡眠中期には、交直重畳電界によって、深い眠りから覚醒に至る移行が円滑に行われる。さらに、睡眠後期には、交流電界によって、交感神経と副交感神経とのバランスが保たれ、自然な覚醒状態が与えられる。このようにして、深い睡眠と心地よい覚醒が得られる、というものである。
特開平０９−０２８８１３号公報

ところで、寝る前の人（被補助者）の状態、つまり自律神経の状況（交感神経や副交感神経の影響度）は、人により異なり、また、同一人であってもその日の体調などによって異なる場合がある。このため、上記のような睡眠補助装置によって一様に電界を与えたとしても、寝る前の人の状態によっては、適正な補助効果が得られない場合がある。そして、このような場合には、適正な補助効果を得るために、被補助者が自らで各出力電圧を調整する必要があり、手間がかかるばかりでなく、このような調整を行っても適正な補助効果が得られているどうかを判断することは困難で、適正な調整ができない、つまり適正な補助効果が得られないおそれがあった。

そこでこの発明は、寝る前の自律神経の状況にかかわらず、適正に睡眠を補助することが可能な睡眠補助装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、人体の周囲に配設される複数の電極と、前記電極の少なくとも一方に電圧を印加して、前記人体の周囲に電界を形成する電界発生手段と、入床期には交流電界が形成され、その後に、所定の電界が順次形成されるように、前記電界発生手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする睡眠補助装置である。

この発明によれば、入床期に人体の周囲に交流電界が形成されることで、交感神経と副交感神経とが交互に刺激されて両神経のバランスが適正化され、自律神経による生体の調和機能が中庸（ニュートラルな状態）に導かれる。つまり、自律神経の差異が解消され、その後、所定の電界が順次人体の周囲に形成される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の睡眠補助装置において、前記所定の電界として、前記入床期に続く入眠期には人体に負の電位がかかるような直流電界が形成され、前記入眠期に続く睡眠中期には人体に負の電位がかかるような交直重畳電界が発生され、前記睡眠中期に続く睡眠後期には交流電界が形成されるように、前記制御手段によって前記電界発生手段を制御する、ことを特徴とする。

この発明によれば、入眠期において、人体に負の電位がかかるような直流電界が形成されるため、副交感神経の働きが強められ、入眠期のもっとも深い睡眠状態への移行が助成（補助）される。また、睡眠中期において、人体に負の電位がかかるような交直重畳電界が形成されるため、直流電界によって副交感神経の働きが強められるとともに、交流電界によって自律神経のバランスの適正化が助成される。この結果、入眠期の深い眠りから覚醒に至る間への円滑な移行が助成される。さらに、睡眠後期において交流電界が形成されるため、交感神経と副交感神経のバランスが適正化され、心地よい目覚めの準備が助成される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２のいずれか１項に記載の睡眠補助装置において、前記入床期において、前記電界発生手段によって１０００Ｖを超える高電圧を印加して前記交流電界を形成する、ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、入床前における自律神経の状況がどのような状況であっても、入床期において自律神経による生体の調和機能が中庸に導かれるため、その後において、中庸な状態で所定の電界を受けることができる。つまり、個人差や体調などによって入床前における自律神経の状況が異なっていても、入床期において常に中庸な状態に導き、その後に所定の電界を形成することで、その電界による適正な効果を得ること、つまり適正に睡眠を補助することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、入眠期から睡眠後期において、深い睡眠状態、覚醒に至る円滑な移行状態、さらに心地よい目覚めの準備状態への移行を助成し、快適な睡眠を補助することが可能となる。しかも、入眠期前の入床期において、人体が中庸な状態にされるため、寝る前の自律神経の状況にかかわらず、上記のような補助効果を適正に得ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、入床期において１０００Ｖを超える高電圧による交流電界を形成するため、生体の調和機能を早期に中庸に導くことが可能となる。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１は、この発明の実施の形態に係る睡眠補助装置１を示す概略構成図である。この睡眠補助装置１は、快適な睡眠を補助する装置であり、主として、２つの電極２、３と、本体ユニット４とを備えている。

電極２、３は、人体の周囲に配設される。すなわち、第１の電極２は、被補助者ＭがベッドＤに寝た際に、被補助者Ｍの頭部上方に位置するように配設され、第２の電極３は、被補助者ＭがベッドＤに寝た際に、被補助者Ｍの足裏に位置するように配設される。また、第１の電極２は、本体ユニット４（後述する電圧発生部５）の第１の電圧出力端子５１に接続され、第２の電極３は、本体ユニット４の第２の電圧出力端子５２に接続されている。

本体ユニット４は、電圧発生部（電界発生手段）５と、制御部（制御手段）６とを備えている。電圧発生部５は、電極２、３の少なくとも一方に電圧を印加して、人体Ｍの周囲に電界を形成するものであり、図２に示すような構成となっている。すなわち、次のようにして、３つのトランス５３〜５５が、商用電源Ｇ側に対して並列に接続されている。

第１のトランス５３は、商用電源Ｇから１０００Ｖを超える高電圧の交流、つまり交流高電圧を発生させる（昇圧する）トランスであり、第１のスイッチＳＷ１を介して商用電源Ｇ側に接続されている。また、第１のトランス５３の出力側は、第１の抵抗器５６を介して第１の電圧出力端子５１に接続され、第１の抵抗器５６は、作動時における安全性を確保するために、高インピーダンス素子で構成されている。

第２のトランス５４は、商用電源Ｇから、接地電位に対して負の電位である直流電圧を発生させるトランスであり、第２のスイッチＳＷ２を介して商用電源Ｇ側に接続されている。また、第２のトランス５４の出力側は、第２の抵抗器５７を介して第２の電圧出力端子５２に接続され、第２の抵抗器５７は、作動時における安全性を確保するために、高インピーダンス素子で構成されている。さらに、第２のトランス５４の出力側には、第３のトランス５５の出力側と接続されたコンデンサ５８が接続され、このコンデンサ５８によって直流発生のための平滑回路を構成するとともに、第３のトランス５５側からの交流を第２の電圧出力端子５２側に通過させるようになっている。また、第２のトランス５４の出力側で第２の抵抗器５７との間には、分流器５９が接続され、第２のスイッチＳＷ２がオフのときに、この分流器５９によって第３のトランス５５側からの交流のみがコンデンサ５８を通過するようになっている。ここで、分流器５９の抵抗値Ｒとコンデンサ５８の容量Ｃとの関係は、次のように設定されている。さらに、第２のトランス５４の出力側には、ダイオード５Ａが接続されている。
Ｒ＞＞｛１／（２πｆＣ）｝
ｆ：商用電源Ｇの周波数
第３のトランス５５は、商用電源Ｇから１０００Ｖ以下の電圧の交流、つまり交流低電圧を発生させるトランスであり、第３のスイッチＳＷ３を介して商用電源Ｇ側に接続されている。また、第３のトランス５５の出力側は、上記のようにコンデンサ５８に接続され、コンデンサ５８および第２の抵抗器５７を介して第２の電圧出力端子５２側に出力されるようになっている。

そして、第１のスイッチＳＷ１のみがオンされることで、交流高電圧、この実施の形態では３５５０Ｖの交流高電圧が第１の電圧出力端子５１に出力される。また、第２のスイッチＳＷ２のみがオンされることで、負の電位である直流電圧、この実施の形態では−４５０Ｖの直流電圧が第２の電圧出力端子５２に出力される。さらに、第３のスイッチＳＷ３のみがオンされることで、交流低電圧、この実施の形態では４５０Ｖの交流低電圧が第２の電圧出力端子５２に出力される。また、第２のスイッチＳＷ２と第３のスイッチＳＷ３のみがオンされることで、−４５０Ｖの直流電圧と４５０Ｖの交流低電圧とが交直重畳電圧として第２の電圧出力端子５２に出力される。さらに、第１のスイッチＳＷ１と第３のスイッチＳＷ３のみがオンされることで、３５５０Ｖの交流高電圧が第１の電圧出力端子５１に出力され、４５０Ｖの交流低電圧が第２の電圧出力端子５２に出力されるものである。

制御部６は、電圧発生部５の各スイッチＳＷ１〜３を開閉制御するコントローラであり、予め記憶されたプログラムに従って開閉制御するようになっている。すなわち、入床期には、人体Ｍの周囲に交流高電圧による交流高電界が形成され、その後に所定の電界が形成されるように、つまり、入床期に続く入眠期には、人体Ｍに負の電位がかかるような直流電界が形成され、入眠期に続く睡眠中期には、人体Ｍに負の電位がかかるような交直重畳電界が形成され、睡眠中期に続く睡眠後期には、交流低電圧による交流電界が形成されるように、各スイッチＳＷ１〜３を開閉制御する。

具体的には、図３に示すように、まず、すべてのスイッチＳＷ１〜３がオフの状態から、第１のスイッチＳＷ１と第３のスイッチＳＷ３とをオンし（ステップＳ１）、第１の所定時間Ｔ１が経過した時点で（ステップＳ２で「Ｙ」の場合）、両スイッチＳＷ１、３をオフして第２のスイッチＳＷ２をオンする（ステップＳ３）。続いて、第２の所定時間Ｔ２が経過した時点で（ステップＳ４で「Ｙ」の場合）、さらに第３のスイッチＳＷ３をオンする（ステップＳ５）。次に、第３の所定時間Ｔ３が経過した時点で（ステップＳ６で「Ｙ」の場合）、第２のスイッチＳＷ２をオフし（ステップＳ７）、第４の所定時間Ｔ４が経過した時点で（ステップＳ８で「Ｙ」の場合）、第３のスイッチＳＷ３をオフする（ステップＳ９）ものである。なお、上記のステップＳ３以降が、入床期後に所定の電界を形成するステップとなっている。

ここで、第１の所定時間Ｔ１は入床期に該当し、第２の所定時間Ｔ２は入眠期に該当し、第３の所定時間Ｔ３は睡眠中期に該当し、第４の所定時間Ｔ４は睡眠後期に該当する。具体的には、この実施の形態では、第１の所定時間Ｔ１が１時間に設定され、第２の所定時間Ｔ２が１５分に設定され、第３の所定時間Ｔ３が１０５分に設定され、第４の所定時間Ｔ４が５時間に設定されている。ここで、所定時間Ｔ１、Ｔ２をこのように設定しているのは、人の睡眠周期が一般に１．５時間から２時間であるため、もっとも深い睡眠を助成する時間として、所定時間Ｔ１、Ｔ２の総時間を１．５時間以下にすることが望ましいからである。また、図４は、睡眠時間と睡眠段階との関係の一例を示し、平均睡眠時間や睡眠段階の変化などに応じて、所定時間Ｔ１〜４を設定すればよい。

次に、このような構成の睡眠補助装置１の作用などについて説明する。

まず、被補助者ＭがベッドＤに寝て、第１の電極２を被補助者Ｍの頭部上方に位置させ、第２の電極３を被補助者Ｍの足裏に位置させた状態で、本体ユニット４を起動する。すると、制御部６による制御が開始され、上記のように、最初に第１のスイッチＳＷ１と第３のスイッチＳＷ３とがオンされて、入床期に入る。これによって、第１の電圧出力端子５１を介して第１の電極２に３５５０Ｖの交流高電圧が印加され、第２の電圧出力端子５２を介して第２の電極３に、第１の電極２とは逆相（逆極性）の４５０Ｖの交流低電圧が印加される。この結果、人体Ｍの周囲に４０００Ｖの交流高電圧による交流高電界が形成され、被補助者Ｍの交感神経と副交感神経とが交互に刺激されて両神経のバランスが適正化され、自律神経による生体の調和機能が中庸に導かれる。さらに、このような効果と同時に、人体Ｍの周囲に交流高電界が形成されることで、電位治療（電界治療）による効果が得られる。つまり、頭痛、肩こり、不眠症および慢性便秘を緩やかにする効果が得られる。

次に、１時間の入床期（Ｔ１）が経過した時点で、第１のスイッチＳＷ１と第３のスイッチＳＷ３とがオフされ、第２のスイッチＳＷ２がオンされて、入眠期に入る。これによって、第２の電圧出力端子５２を介して第２の電極３に−４５０Ｖの直流電圧が印加され、第１の電極２の電位がアース電位となり、人体Ｍに負の電位がかかるような直流電界が形成される。この結果、被補助者Ｍの副交感神経の働きが強められ、入眠期のもっとも深い睡眠状態への移行が助成（補助）される。

続いて、１５分間の入眠期（Ｔ２）が経過した時点で、さらに第３のスイッチＳＷ３がオンされて、睡眠中期に入る。これによって、第２の電圧出力端子５２を介して第２の電極３に、−４５０Ｖの直流電圧が印加されるとともに、４５０Ｖの交流低電圧が印加される。その結果、人体Ｍに負の電位がかかるような直流電界と交流電界との交直重畳電界が形成され、直流電界によって被補助者Ｍの副交感神経の働きが強められるとともに、交流電界によって自律神経のバランスの適正化が助成されて、入眠期の深い眠りから覚醒に至る間への円滑な移行が助成される。

次に、１０５分間の睡眠中期（Ｔ３）が経過した時点で、第２のスイッチＳＷ２がオフされて、睡眠後期に入る。これによって、第２の電極３に４５０Ｖの交流低電圧のみが印加され、人体Ｍの周囲に交流低電圧による交流電界が形成されることで、被補助者Ｍの交感神経と副交感神経のバランスが適正化され、心地よい目覚めの準備が助成される。そして、５時間の睡眠後期（Ｔ４）が経過した時点で、第３のスイッチＳＷ３がオフされ、睡眠補助作用が終了するものである。

以上のように、この睡眠補助装置１によれば、入床前における被補助者Ｍの自律神経の状況がどのような状況であっても、入床期において自律神経による生体の調和機能が中庸に導かれるため、その後において、中庸な状態で所定の電界を受けることができる。つまり、個人差や体調などによって入床前における自律神経の状況が異なっていても、入床期において常に中庸な状態に導き、その後に所定の電界を形成することで、その電界による適正な効果を得ること、つまり適正に睡眠を補助することが可能となる。具体的には、上記のように、入眠期から睡眠後期において、深い睡眠状態、覚醒に至る円滑な移行状態、さらに心地よい目覚めの準備状態への移行を助成し、快適な睡眠を補助することが可能となる。また、入床期において４０００Ｖの交流高電圧による交流高電界が形成されるため、生体の調和機能を早期に中庸に導くことが可能となる。

さらに、３５５０Ｖの交流高電圧を被補助者Ｍの頭部側の第１の電極２に印加し、被補助者Ｍの足側の第２の電極３に逆相４５０Ｖの交流低電圧を印加することで４０００Ｖの交流高電圧を得ているため、安全性が向上する。また、上記のように、入床期において電位治療効果が得られるため、治療を受けながら睡眠に付くことができる。つまり、快適な睡眠を補助すると同時に、被補助者Ｍの頭痛などを治療することができるものである。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、２つの電極２、３を備えているが、３つ以上の電極を備えるようにしてもよい。また、入床期後の所定の電界として、上記の電界パターン（直流電界、交直重畳電界、交流電界）以外の電界を形成してもよい。さらに、入床期において第１のスイッチＳＷ１および第３のスイッチＳＷ３の一方のみをオンさせて、人体Ｍの周囲に交流電界を形成するようにしてもよい。また、本体ユニット４の回路は、上記の回路以外であってもよく、１０００Ｖを超える交流高電圧を発生させる交流高電圧発生部と、直流電圧を発生させる直流電圧発生部と、１０００Ｖ以下の交流低電圧を発生させる交流発生部と、交直重畳電圧を発生させる交直重畳電圧発生部とをそれぞれ設け、これらの発生部と電極２、３との接続を制御するようにしてもよい。

以上のように、この発明に係る睡眠補助装置は、寝る前の自律神経の状況にかかわらず、適正に睡眠を補助することが可能な装置として極めて有用である。

この発明の実施の形態に係る睡眠補助装置を示す概略構成図である。 図１の睡眠補助装置の電圧発生部の回路図である。 図１の睡眠補助装置の制御部の制御フローを示すフローチャートである。 睡眠時間と睡眠段階との関係の一例を示す図である。

符号の説明

１ 睡眠補助装置
２ 第１の電極
３ 第２の電極
４ 本体ユニット
５ 電圧発生部（電界発生手段）
５１、５２ 電圧出力端子
５３〜５５ トランス
５６、５７ 抵抗器
５８ コンデンサ
５９ 分流器
５Ａ ダイオード
ＳＷ１〜３ スイッチ
６ 制御部（制御手段）
Ｇ 商用電源
Ｄ ベッド
Ｍ 被補助者

Claims (3)

1. 人体の周囲に配設される複数の電極と、
   前記電極の少なくとも一方に電圧を印加して、前記人体の周囲に電界を形成する電界発生手段と、
   入床期には交流電界が形成され、その後に、所定の電界が順次形成されるように、前記電界発生手段を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする睡眠補助装置。
2. 前記所定の電界として、前記入床期に続く入眠期には人体に負の電位がかかるような直流電界が形成され、前記入眠期に続く睡眠中期には人体に負の電位がかかるような交直重畳電界が発生され、前記睡眠中期に続く睡眠後期には交流電界が形成されるように、前記制御手段によって前記電界発生手段を制御する、ことを特徴とする請求項１に睡眠補助装置。
3. 前記入床期において、前記電界発生手段によって１０００Ｖを超える高電圧を印加して前記交流電界を形成する、ことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の睡眠補助装置。
   

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