JP2016041112A - 活動量計 - Google Patents

活動量計 Download PDF

Info

Publication number
JP2016041112A
JP2016041112A JP2014165262A JP2014165262A JP2016041112A JP 2016041112 A JP2016041112 A JP 2016041112A JP 2014165262 A JP2014165262 A JP 2014165262A JP 2014165262 A JP2014165262 A JP 2014165262A JP 2016041112 A JP2016041112 A JP 2016041112A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration
activity meter
state
acceleration energy
subject
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014165262A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6156286B2 (ja
Inventor
村上 知子
Tomoko Murakami
知子 村上
坂田 洋
Hiroshi Sakata
洋 坂田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2014165262A priority Critical patent/JP6156286B2/ja
Priority to TW104119090A priority patent/TWI556117B/zh
Priority to US14/800,071 priority patent/US9901291B2/en
Priority to CN201510486910.XA priority patent/CN105361888B/zh
Publication of JP2016041112A publication Critical patent/JP2016041112A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6156286B2 publication Critical patent/JP6156286B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1118Determining activity level
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48Other medical applications
    • A61B5/4806Sleep evaluation
    • A61B5/4809Sleep detection, i.e. determining whether a subject is asleep or not
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802Sensor mounted on worn items
    • A61B5/681Wristwatch-type devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/0891Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values with indication of predetermined acceleration values
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Abstract

【課題】活動量計がユーザから取り外され、放置されている状態でも睡眠と誤判定されることがない活動量計を提供する。【解決手段】活動量計1は、少なくとも1軸方向の加速度を検出する加速度センサ11と、加速度センサ11の加速度信号に基づいて加速度エネルギーを検出する加速度エネルギー検出部13と、制御部14を有する。制御部14は、加速度エネルギー検出部13により検出された加速度エネルギーと、加速度センサ11の加速度信号における重力方向の加速度成分と、に基づいて、対象者からの活動量計の取り外しを判定する。【選択図】図3

Description

本発明の実施形態は、活動量計に関する。
人間の活動状態を判断するシステム等が提案されている。例えば、活動状態を判定する対象者に、加速度センサ付きの装置を装着し、加速度センサの出力に基づいて、対象者が睡眠状態にあるか、覚醒状態にあるかが判定するシステムがある。
活動状態判定の対象者であるユーザがその装置を腕に装着しているときの加速度センサの出力から、ユーザが睡眠状態にあるかあるいは覚醒状態にあるかが自動判定される。このようなユーザの体に装着するタイプの活動量計は、体に装着されているときは、睡眠状態と覚醒状態を自動判定することはできる。
しかし、ユーザは、活動量計を体から取り外すことがある。ユーザが活動量計を体、例えば腕、から取り外し、放置してしまうと、活動量計が全く動かない静止状態になり、活動量計は、ユーザが睡眠状態にあると、誤判定してしまうという問題がある。
特開2005−124858号公報 特開2007−130181号公報 特開2010−148829号公報
そこで、本実施形態は、活動量計がユーザから取り外され、放置されている状態でも睡眠と誤判定されることがない活動量計を提供することを目的とする。
実施形態の活動量計は、活動量を計測する対象者に装着可能な活動量計であって、少なくとも1軸方向の加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサの加速度信号に基づいて加速度エネルギーを検出する加速度エネルギー検出部と、前記加速度エネルギー検出部により検出された前記加速度エネルギーと、前記加速度センサの前記加速度信号における重力方向の加速度成分と、に基づいて、前記対象者からの前記活動量計の取り外しを判定する取り外し判定部と、を有する。
実施形態に関わるリストバンド型の活動量計1の外観図である。 実施形態に関わる、リストハンド型の活動量計とスマートフォンからなる睡眠覚醒状態記録システム100の構成図である。 実施形態の活動量計1の構成を示すブロック図である。 実施形態に関わる、睡眠覚醒状態判定の処理の流れの例を示すフローチャートである。 実施形態に関わる、活動量計1がテーブル31のテーブル面31a上に置かれたときのXYZ軸方向を示す斜視図である。 図5の状態の活動量計1をひっくり返して活動量計1が、テーブル31のテーブル面31a上に置かれたときのXYZ軸方向を示す斜視図である。 実施形態に関わる、加速度エネルギーとY軸方向加速度の出力状態を示すグラフである。 実施形態に関わる、加速度エネルギーとX,Y,Zの3軸方向加速度の出力状態を示すグラフである。 実施形態に関わる、RAM23に記憶される睡眠覚醒推定情報テーブルTBLの例を示す図である。 実施形態に関わる、推定結果に誤差が含まれる様子を示す推定結果のグラフである。 実施形態に関わる、スマートフォン2における推定結果の補正方法を説明するための図である。
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
(構成)
図1は、本実施形態に関わるリストバンド型の活動量計1の外観図である。図2は、リストハンド型の活動量計とスマートフォンからなる睡眠覚醒状態記録システム100の構成図である。
活動量を計測する対象者に装着可能な活動量計1は、対象者であるユーザの活動量を記録し、スマートフォン2へ送信することができるリストバンド型の機器である。
活動量計1は、ユーザの腕(点線で示す)Lに巻かれて装着するために帯状のリストバンド型であり、中央部には細長い形状の操作ボタン3が設けられている。操作ボタン3は、各種設定時などに操作される。
活動量計1は、操作ボタン3などが配設されたバンド4の中央部の両側から延出する2本の延出部4aと4bを有する。延出部4aの端部には、留め具5が設けられており、延出部4bには、留め具5の突起部(図示せず)が嵌入するための複数の孔6が所定の間隔で形成されている。ユーザは、留め具5に形成された突起部(図示せず)を、任意の位置の孔6に嵌め込むことにより、活動量計1を腕Lに装着することができる。
操作ボタン3は、活動量計1をユーザの腕Lに装着したとき、腕Lに密着する活動量計1の裏側面とは反対側の表側にくるように、活動量計1に配置されている。
図2に示す睡眠覚醒状態記録システム100は、活動量計1を利用した睡眠覚醒状態記録システムである。
後述するように、活動量計1は、無線通信機能を有し、後述する睡眠状態及び覚醒状態の状態情報をスマートフォン2に送信することができる。ユーザは、活動量計1に記録された睡眠状態及び覚醒状態の状態情報のデータを、スマートフォン2に送信し、スマートフォン2のメモリに記憶させ、スマートフォン2が有するアプリケーションプログラムにより管理したり、スマートフォン2の表示部2a上に表示させることができる。
なお、活動量計1は、加速度センサを有しており、加速度センサの出力から、ユーザの活動量、歩数などの活動量データを生成して、記録し、送信するが、ここでは、これらの記録及び送信については、説明は省略し、活動量計1の機能の1つの睡眠覚醒状態判定送信処理について説明する。
図3は、本実施形態の活動量計1の構成を示すブロック図である。
活動量計1は、操作ボタン3、加速度センサ11、加速度検出部12、加速度エネルギー検出部13、及び制御部14を有する本体部1Aを有する。図1において点線で示ように、本体部1Aは、バンド4の中央部に着脱可能に取り付けられている。
活動量計1は、活動量計測の機能、及び後述する睡眠状態と覚醒状態の判定機能と、計測された活動量の記録及び送信の機能、及び判定された睡眠状態と覚醒状態の状態情報の記録及び送信の機能を有する。
加速度センサ11は、互いに直交する3軸(X軸、Y軸、Z軸)方向の加速度をそれぞれ検出することができるように、3つのセンサを有し、X軸出力、Y軸出力及びZ軸出力を、各軸について加速度信号として出力する3軸加速度センサである。少なくとも3軸方向の加速度を検出する加速度センサ11の各出力は、加速度検出部12及び制御部14に入力される。
図1に示すように、活動量計1がユーザの腕Lに装着されたときに、X軸方向が、手Hの甲の面と平行で、かつ腕Lの軸に対して直交する方向となり、Y軸方向が、手Hの甲の面と平行で、かつ腕Lの軸と平行な方向となり、Z軸方向が、手Hの甲の面に直交する方向となるように、ユーザは、活動量計1を腕Lに装着することができる。図1では、腕Lは、紙面の手前から裏側に向かうように、活動量計1の円環状のバンド4に通されている。
加速度検出部12は、二乗和平方根算出部12aと、ハイパスフィルタ(HPF)12bとを含む。
二乗和平方根算出部12aは、加速度センサ11の各出力の二乗和の平方根の信号を生成する回路である。ここでは、複数方向(ここでは3つの方向)の加速度を用いているので、各出力の二乗和の平方根の信号を生成する二乗和平方根算出部12aを用いているが、二乗和平方根算出部12aに代えて、二乗和の信号を生成する二乗和算出回路を用いてもよい。
ハイパスフィルタ12bは、二乗和平方根算出部12aの出力から重力加速度を除去するためのオフセットキャンセラー回路である。
なお、ここでは、加速度センサ11は、3軸加速度センサであるが、4軸以上の加速度センサでもよい。
よって、加速度検出部12は、加速度センサ11の出力から加速度を検出し、加速度信号を出力する。加速度検出部12から出力される加速度信号は、加速度エネルギー検出部13に入力される。
加速度エネルギー検出部13は、絶対値回路13aと、ローパスフィルタ13bとを含み、加速度センサ11の加速度信号に基づいて加速度エネルギーを検出する。
加速度エネルギー検出部13に入力された加速度信号は、絶対値回路13aに入力される。絶対値回路13aは、入力された加速度信号の絶対値を算出し、ローパスフィルタ13bに出力する。
ローパスフィルタ13bは、絶対値回路13aの出力を平均化して加速度の強度を検出し、制御部14に出力する。このように、加速度エネルギー検出部13は、加速度検出部12からの加速度信号から加速度の強度を検出する加速度強度検出部を構成する。
制御部14は、中央処理装置(以下、CPUという)21、ROM22、RAM23、時計部24、無線通信部25、及びインターフェース(以下、I/Fと略す)26,27,28を有し、互いにバス29で接続されている。
CPU21は、加速度エネルギー検出部13の出力をI/F26を介して取得することができる。
同様に、CPU21は、加速度センサ11のX軸出力、Y軸出力及びZ軸出力を、I/F27を介して取得することができる。
さらに、CPU21は、操作ボタン3の動作状態をI/F28を介して取得することができる。
制御部14のROM22には、後述する覚醒睡眠状態判定処理プログラムが格納されている。なお、ROM22は、フラッシュメモリなどの、書き換え可能な不揮発性メモリでもよい。
時計部24は、時刻情報を生成し出力する回路であり、CPU21は、時計部24から、年月日及び時刻の情報を取得することができる。
無線通信部25は、スマートフォン2とのデータ通信を行うための回路であり、近距離無線通信のための回路である。
活動量計1は、上記のような構成を有し、ユーザの腕に装着されるが、ユーザが睡眠状態か覚醒状態であるかを判定し、記録し、スマートフォン2へ送信することができる。
(作用)
睡眠覚醒状態判定の処理について説明する。
図4は、睡眠覚醒状態判定の処理の流れの例を示すフローチャートである。睡眠覚醒状態判定は、CPU21が、ROM22から睡眠覚醒状態判定処理プログラムを読み出して、RAM23上に展開して実行することにより行われる。例えば、睡眠覚醒情報取得モードが設定されると、睡眠覚醒状態判定処理プログラムが実行される。図4の処理は、所定の周期、例えば1秒周期、で実行される。
CPU21は、所定の周期で、入力された加速度データを読み込む(S1)。ここでは、CPU21には、加速度センサ11のX,Y,Z軸方向の各加速度信号が、所定のサンプリングタイミングで、例えば1秒間に数十回のタイミングで、サンプリングされて入力され、RAM23に記憶される。
CPU21は、X,Y,Z軸方向の各加速度の時間平均を計算する(S2)。すなわち、ノイズ成分を除去するために、CPU21は、読み込まれたX,Y,Z軸方向の各加速度信号の値データについての、所定の時間の平均値、例えば、数秒間のデータの平均値を計算する。
さらに、CPU21は、加速度エネルギー検出部13の出力から、加速度エネルギーAEのデータを取得する(S3)。
次に、CPU21は、ユーザが、活動量計1を腕から取り外しているか否かを判定する(S4)。
S4の判定は、加速度エネルギーAEが、所定値TH1以下であって、かつY軸方向の加速度信号の時間平均値であるY軸加速度Yaの絶対値|Ya|が所定値TH2を超えているか否かに基づいて、行われる。すなわち、次の式(1)が成立するか否かにより、活動量計1が腕から取り外されているかが判定される。所定値TH1は、極めて小さな値であり、活動量計1が静止していることが検出できるレベルの値である。所定値TH2は、Y軸加速度Yaの出力レベルの中で大きな値であり、最も大きな値は、活動量計1が静止状態において、Y軸方向が重力方向と一致したときに検出された値である。
(AE≦TH1)and (|Ya|>TH2) ・・・(1)
上記の式(1)が成立するとき、ユーザは、覚醒していると判定される。
これは、加速度エネルギーAEが所定値TH1以下であるという、ユーザの活動量が極めて小さいことに加えて、重力方向、ここではY軸方向、の加速度の大きさが所定値TH2を超えているので、活動量計1が、例えば机の上に置かれていると推定できるからである。
図5は、活動量計1がテーブル31のテーブル面31a上に置かれたときのXYZ軸方向を示す斜視図である。図6は、図5の状態の活動量計1をひっくり返して活動量計1が、テーブル31のテーブル面31a上に置かれたときのXYZ軸方向を示す斜視図である。
図5及び図6に示すように、バンド型の活動量計1は、テーブル31のテーブル面31a等の平らな面上に置かれたとき、Y軸方向が、テーブル面31aに対して直交する方向となる。そのため、活動量計1がユーザの腕から取り外され、テーブル31などの上に放置されたときは、Y軸方向、すなわち重力方向、の加速度Yaが大きくなる。
活動量計1がユーザの腕から取り外されているので、加速度エネルギーAEは小さく、かつ重力方向の加速度の絶対値が大きくなる。
尚、図5と図6ではY軸方向がテーブル面31aに対して直交する方向となる例を述べたが、これに限定されることなく、例えば、操作ボタン3がテーブル面31aに接するように置かれたときはZ軸方向がテーブル面31aに対して直交する方向となる。この場合は、Z軸方向の加速度Zaが大きくなる。
以上より、S4の処理が、加速度エネルギー検出部13により検出された加速度エネルギーAEと、加速度センサ11の加速度信号における重力方向の加速度成分と、に基づいて、ユーザからの活動量計1の取り外し、すなわち非装着状態、を判定する取り外し判定部を構成する。そして、S4の処理では、加速度エネルギーAEが所定値TH1以下で、かつ重力方向の加速度成分が所定値TH2以上であるときに、活動量計1がユーザから取り外されたと判定される。
よって、S4の判定の結果、ユーザが活動量計1を腕から取り外していると判定されたとき(S4:YES)、CPU21は、ユーザは腕から活動量計1を外して覚醒状態にある、と判定する(S5)。
ユーザが活動量計1を腕から取り外していないと判定されたとき(S4:NO)、CPU21は、加速度エネルギーAEが所定値TH3以上であるか、を判定する(S6)。
加速度エネルギーAEが所定値TH3以上でないとき(S6:NO)、CPU21は、ユーザは、睡眠状態にあると判定する(S7)。すなわち、ユーザは、活動量計1を腕に装着しているが、加速度エネルギーAEが小さいので、ユーザは、睡眠状態にあると判定される。
加速度エネルギーAEが所定値TH3以上であるとき(S6:YES)、CPU21は、加速度エネルギーAEの値の平滑度を算出する(S8)。
ここでは、次の式(2)に定義された平滑度FL(i)が算出される。
Figure 2016041112
ここで、FL(i)は、時刻iにおける平滑度である。
具体的には、式(2)のFL(i)は、時刻iの加速度エネルギーAE(i)よりもm個(mは整数)前までのm個の加速度エネルギーの各々と時刻iの加速度エネルギーAE(i)との差の第1の和と、時刻iの加速度エネルギーAE(i)よりもm個(mは整数)後までのm個の加速度エネルギーの各々と時刻iの加速度エネルギーAE(i)との差の第2の和と、の和である。
なお、ここでは、式(2)に定義するような計算式により平滑度を算出しているが、例えば、軸iの加速度エネルギーAE(i)よりもm個(mは整数)前までのm個の加速度エネルギーの各々と、時刻iの加速度エネルギーAE(i)との差の和から平滑度を算出する等、他の手段により、平滑度を算出するようにしてもよい。
S8の後、CPU21は、平滑度が所定値TH4以下であるか、判定する(S9)。式(2)の平滑度が所定値TH4以下であるということは、加速度エネルギー値を時系列に並べたグラフにすると、略一定になり、加速度エネルギーAEの値の平滑性が高いことを意味する。よって、所定値TH4の値は、極めて小さな値である。所定値TH4は、極めて小さな値であり、加速度エネルギーAEが略変化しないとすることができるレベルの値である。
平滑度が所定値TH4以下であるとき(S9:YES)、すなわち加速度エネルギーの値の変化が小さいとき、CPU21は、ユーザは睡眠状態にあると判定する(S10)。これは、S9において第1の和と第2の和の和である平滑度FL(i)が小さいということは、加速度エネルギーAEが所定値TH3以上であるがほとんど変化していない、すなわち、X軸、Y軸及びZ軸方向の加速度が変化していない一定の状態にあるので、ユーザは睡眠状態にある、と判定される。
S8とS9の処理により、睡眠中の体動が大きいために加速度エネルギーAEが大きい場合に、活動量計1が、ユーザが覚醒している、と誤判定しないようにしている。
平滑度が所定値TH4以下でないとき(S9:NO)、CPU21は、ユーザは覚醒状態にあると判定する(S11)。すなわち、第1の和と第2の和の和である平滑度FL(i)が小さくないということは、加速度エネルギーAEが大きくかつ変化している、すなわち、X軸、Y軸及びZ軸方向の加速度が変化していない一定の状態にないので、ユーザは覚醒状態にある、と判定される。
図7は、加速度エネルギーとY軸方向加速度の出力状態を示すグラフである。図7のグラフは、横軸が時間tであり、活動量計1をある被験者の腕に取り付けて実際に計測された時間経過に伴う加速度エネルギーAEとY軸方向加速度Yaの変化を示す。
図7の上段のグラフGAは、加速度エネルギーAEの値のグラフであり、図7の下段のグラフGBは、Y軸方向加速度Yaの値のグラフである。
図7において、期間T1は、被験者が活動量計1を腕から外していた期間であり、期間T2は、通勤時間であり、期間T3は、外出時間であり、期間T4は、通勤時間であり、期間T5は、睡眠時間であり、期間T6は、通勤時間である。期間T1では、加速度エネルギーAEの値は、小さく、Y軸方向加速度Yaの値は、大きい。これに対して、期間T5では、加速度エネルギーAEの値は小さいが、時間平均のY軸方向加速度Yaの値は、期間T1のときの値よりも小さくかつ変動している。
上述したS4の処理によれば、CPU21は、期間T1は、睡眠状態ではなく、活動量計1が腕から取り外されて放置されているので、ユーザは覚醒していると判定することができる。
図8は、加速度エネルギーとX,Y,Zの3軸方向加速度の出力状態を示すグラフである。図8のグラフも、横軸が時間tであり、活動量計1をある被験者の腕に取り付けて実際に計測された1日における時間経過に伴う加速度エネルギーAEとX,Y,Zの3軸方向加速度Xa,Ya,Zaの変化を示す。
図8の上段のグラフGA1は、加速度エネルギーAEの値のグラフであり、図8の上から2段目のグラフGB1は、X軸方向加速度Xaの値のグラフであり、図8の上から3段目のグラフGB2は、Y軸方向加速度Yaの値のグラフであり、図8の下段のグラフGB3は、Z軸方向加速度Zaの値のグラフである。
図8において、期間TT1は、被験者が睡眠中の時間である。
図8に示すように、期間TT1内では、被験者の動かない状態が継続するため、X,Y,Z軸の加速度の値が一定となる期間が複数回存在している。図8のグラフGB1において、期間CTが、期間TT1中において加速度の値が変化しない一定となっている期間を示している。グラフGB2,GB3においても、同様に、加速度の値が変化しない期間CTが複数存在している。ユーザは寝返りをうった後は動かないため、寝返りの前後ではX,Y,Z軸の加速度の値が一定となり、図8に示すように、期間TT1中のグラフGB1、GB2,GB3は、階段状の波形となっている。
X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の各々においても、加速度の値は変化しないで一定となるので、期間TT1中のグラフGA1は略フラットとなる。
加速度エネルギーAEの値が所定値TH3以上であるとき、上述したS8とS9の平滑度は、このようなグラフGA1がフラットな状態であるかを判定するための処理である。CPU21は、S8で算出された平滑度が小さい、すなわちグラフGA1がフラットであるとき、ユーザは、睡眠状態にあると判定し(S10)、覚醒状態にあると誤判定しない。
逆に、CPU21は、S8で算出された平滑度が小さくない、すなわちグラフGA1がフラットでないときは、ユーザは、覚醒状態にあると判定することができる(S11)。以上のように、加速度エネルギーAEの値と加速度エネルギーAEの平滑性により睡眠状態か覚醒状態かの判定が行われる。
以上のように、S8,S9,S11の処理が、加速度センサ11の加速度信号における重力方向の加速度成分の平滑性と、加速度エネルギーAEとに基づいて、ユーザが覚醒状態にあるか否かを判定する覚醒状態判定部を構成する。その平滑性は、加速度エネルギーAEの値の変化が所定値以内であるか否かにより規定される。そして、加速度エネルギーAEが所定値TH3以上であって、かつ加速度エネルギーAEの値の変化が所定値以上であるとき、ユーザは覚醒状態にあると判定される(S11)。そして、図4において、ユーザが覚醒状態にあると判定されたとき(S5,S11)以外は、ユーザは睡眠状態にあると判定される(S7,S10)。
上述したように、図4の処理は、所定の周期で、例えば1秒おきに、実行され、その判定結果の情報は、推定結果として、RAM23に記憶されていく。
図9は、RAM23に記憶される睡眠覚醒推定情報テーブルTBLの例を示す図である。図9に示すように、睡眠覚醒推定情報テーブルTBLは、日付、時刻、推定結果のデータを含む。
CPU21が、図4の処理により、覚醒状態あるいは睡眠状態と判定すると、時計部24の日付と時刻の情報と共に、その判定結果をRAM23の睡眠覚醒推定情報テーブルTBLに推定結果として追加記録していく。
よって、RAM23は、ユーザの睡眠状態と覚醒状態の情報を記録する睡眠覚醒状態記憶部を構成する。
CPU21は、所定のタイミングで、無線通信部25から、睡眠覚醒推定情報テーブルTBLの情報を、スマートフォン2へ送信する。所定のタイミングは、活動量計1において、予め設定された時間周期のタイミングであってもよいし、スマートフォン2からの送信要求のタイミングでもよい。
よって、無線通信部25は、RAM23に記憶された睡眠状態と覚醒状態の情報を送信する情報送信部を構成する。
スマートフォン2では、受信した睡眠覚醒推定情報テーブルTBLの推定結果のデータを、そのまま、表あるいはグラフなどで、表示部2aに表示してもよいが、受信した推定結果を補正して、表あるいはグラフなどで、表示部2aに表示してもよい。
例えば、スマートフォン2のアプリケーションプログラムにより、睡眠覚醒推定情報テーブルTBLの推定結果のデータを表形式で表示したり、グラフで示すことができる。
睡眠覚醒推定情報テーブルTBLの推定結果のデータは、例えば1秒毎のデータであり、短い時間間隔で生成される。そのため、推定結果に誤差が含まれる場合がある。
図10は、推定結果に誤差が含まれる様子を示す推定結果のグラフである。
図10のグラフGR1は、横軸が時間tであり、各時刻において活動量計1から送信された覚醒状態と睡眠状態の判定結果の変化を示している。図10の上側には、覚醒状態と判定されたことを示す点(菱形で示す)がプロットされ、睡眠状態と覚醒状態が明確に区別できない。
そこで、例えば、ある時刻の前後の所定時間内における判定結果の多い方を判定結果として採用するという多数決判定により、その時刻における睡眠状態と覚醒状態を決定するように、活動量計1の推定結果を補正するようにしてもよい。
図11は、スマートフォン2における推定結果の補正方法を説明するための図である。図11に示すように、判断対象である対象時刻Tiの判定結果は、その時刻Tiの前後のTC期間の判定結果(黒丸で示す)から、睡眠状態と判定された推定結果の件数と、覚醒状態と判定された推定結果の件数を比較し、件数の多い方の判定結果を、その対象時刻Tiの判定結果とする。
図10のグラフGR2は、図11の方法により補正された推定結果のグラフである。グラフGR2を見ると、睡眠状態と覚醒状態が明確に区別できる。
また、補正された推定結果は、睡眠状態の開始時刻と終了時刻、及び睡眠状態の開始時刻と終了時刻を表形式で、スマートフォン2の表示部2aに表示するようにしてもよい。
従って、スマートフォン2において、誤差を除去するように、睡眠覚醒推定結果の情報を補正することによって、ユーザの覚醒状態と睡眠状態がより正確に判定されて、データとして記録することができる。
以上のように、上述した実施形態によれば、活動量計がユーザから取り外され、放置されている状態でも睡眠と誤判定されることがない活動量計を提供することができる。
さらに、ユーザが睡眠中に体動があっても、覚醒状態にあると誤判定されることがない活動量計を提供することができる。
なお、上述した実施形態では、図4の処理は、CPU21により実行されるソフトウエアプログラムで実現されているが、ハードウエア回路により実現してもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として例示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1 活動量計、1A 本体部、2 スマートフォン、2a 表示部、3 操作ボタン、4 バンド、4a 延出部、4b 延出部、5 留め具、6 孔、11 加速度センサ、12 加速度検出部、12a 二乗和平方根算出部、12b ハイパスフィルタ、13 加速度エネルギー検出部、13a 絶対値回路、13b ローパスフィルタ、14 制御部、24 時計部、25 無線通信部、29 バス、31 テーブル、31a テーブル面、100 睡眠覚醒状態記録システム。

Claims (9)

  1. 活動量を計測する対象者に装着可能な活動量計であって、
    少なくとも1軸方向の加速度を検出する加速度センサと、
    前記加速度センサの加速度信号に基づいて加速度エネルギーを検出する加速度エネルギー検出部と、
    前記加速度エネルギー検出部により検出された前記加速度エネルギーと、前記加速度センサの前記加速度信号における重力方向の加速度成分と、に基づいて、前記対象者からの前記活動量計の取り外しを判定する取り外し判定部と、
    を有する活動量計。
  2. 前記取り外し判定部は、前記加速度エネルギーが第1の所定値以下で、かつ前記重力方向の加速度成分が第2の所定値以上であるときに、前記活動量計が前記対象者から取り外されたと判定する請求項1に記載の活動量計。
  3. 活動量を計測する対象者に装着可能な活動量計であって、
    少なくとも3軸方向の加速度を検出する加速度センサと、
    前記加速度センサの加速度信号に基づいて加速度エネルギーを検出する加速度エネルギー検出部と、
    前記加速度エネルギー検出部により検出された前記加速度エネルギーと、前記加速度センサの前記加速度信号における重力方向の加速度成分と、に基づいて、前記対象者からの前記活動量計の取り外しを判定する取り外し判定部と、
    を有する活動量計。
  4. 前記加速度センサの前記加速度信号における重力方向の加速度成分の平滑性と、前記加速度エネルギーとに基づいて、前記対象者が覚醒状態にあるか否かを判定する覚醒状態判定部を有する請求項3に記載の活動量計。
  5. 前記平滑性は、前記加速度エネルギーの値の変化が第3の所定値以内であるか否かにより規定され、
    前記覚醒状態判定部は、前記加速度エネルギーが第4の所定値以上であって、かつ前記加速度エネルギーの値の変化が前記第3の所定値以上であるとき、前記対象者は前記覚醒状態にあると判定する請求項4に記載の活動量計。
  6. 前記活動量計が前記対象者から取り外されたと判定すると、前記取り外し判定部は、前記対象者が前記覚醒状態にあると判定する請求項4又は5に記載の活動量計。
  7. 前記対象者が前記覚醒状態にあると判定されたとき以外は、前記対象者は睡眠状態にあると判定する睡眠状態判定部を有する請求項6に記載の活動量計。
  8. 前記睡眠状態と前記覚醒状態の情報を記録する睡眠覚醒状態記憶部を有する請求項7に記載の活動量計。
  9. 前記睡眠覚醒状態記憶部に記憶された前記睡眠状態と前記覚醒状態の情報を送信する情報送信部を有する請求項8に記載の活動量計。
JP2014165262A 2014-08-14 2014-08-14 活動量計 Active JP6156286B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014165262A JP6156286B2 (ja) 2014-08-14 2014-08-14 活動量計
TW104119090A TWI556117B (zh) 2014-08-14 2015-06-12 活動量計及睡眠清醒狀態記錄系統
US14/800,071 US9901291B2 (en) 2014-08-14 2015-07-15 Activity meter and sleep/awake state recording system
CN201510486910.XA CN105361888B (zh) 2014-08-14 2015-08-10 活动量计以及睡眠苏醒状态记录系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014165262A JP6156286B2 (ja) 2014-08-14 2014-08-14 活動量計

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016041112A true JP2016041112A (ja) 2016-03-31
JP6156286B2 JP6156286B2 (ja) 2017-07-05

Family

ID=55301210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014165262A Active JP6156286B2 (ja) 2014-08-14 2014-08-14 活動量計

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9901291B2 (ja)
JP (1) JP6156286B2 (ja)
CN (1) CN105361888B (ja)
TW (1) TWI556117B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101845781B1 (ko) * 2016-08-19 2018-04-05 아주대학교 산학협력단 손목 활동 정보에 기초한 사용자 생활 상태 분류 방법 및 장치

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6337972B2 (ja) * 2014-10-31 2018-06-06 富士通株式会社 状態表示方法、プログラム及び状態表示装置
CN105640508B (zh) * 2016-03-30 2018-09-18 安徽华米信息科技有限公司 实时睡眠监测方法及装置、智能可穿戴设备
US10922996B2 (en) * 2018-02-12 2021-02-16 Hypnocore Ltd. Systems and methods for generating a presentation of an energy level based on sleep and daily activity
CN109171656B (zh) * 2018-09-19 2021-09-03 东南大学 一种不宁腿综合症的早期检测设备
TWI742903B (zh) * 2020-10-30 2021-10-11 心保有限公司 醒睡狀態活動量判別之系統及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006141902A (ja) * 2004-11-24 2006-06-08 Hitachi Ltd 安否確認装置、安否確認方法及び安否確認システム
JP2007209430A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Seiko Instruments Inc 運動計測装置
JP2012187162A (ja) * 2011-03-09 2012-10-04 Hitachi Ltd 臥位推定装置、臥位推定システム及び臥位推定方法
WO2013061415A1 (ja) * 2011-10-26 2013-05-02 株式会社日立製作所 呼吸測定システム及びrem睡眠判定システム

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3949226B2 (ja) * 1997-06-11 2007-07-25 カシオ計算機株式会社 衝撃力推定装置、衝撃力推定方法、及び衝撃力推定処理プログラムを記憶した記憶媒体
JP4185846B2 (ja) 2003-10-24 2008-11-26 株式会社山武 活動状態判断装置、見守り支援システム、及び活動状態判断方法
JP4528710B2 (ja) * 2005-11-09 2010-08-18 株式会社東芝 睡眠状態計測装置、睡眠状態計測方法及び睡眠状態計測システム
US8504145B2 (en) * 2006-12-11 2013-08-06 Seiko Epson Corporation Biometric information processing device, biometric information processing method, and control program
CN101646389A (zh) * 2007-03-30 2010-02-10 松下电工株式会社 活动强度测量装置
JP5017021B2 (ja) 2007-08-24 2012-09-05 株式会社タニタ 睡眠測定装置
JP5414173B2 (ja) * 2007-12-27 2014-02-12 株式会社東芝 脈波計測装置
JP5155117B2 (ja) * 2008-11-21 2013-02-27 ラピスセミコンダクタ株式会社 重力軸判定装置及びこれを用いたモバイル端末装置
JP5263774B2 (ja) 2008-12-26 2013-08-14 株式会社日立製作所 計算機システム
JP5682369B2 (ja) * 2011-02-23 2015-03-11 セイコーエプソン株式会社 拍動検出装置
JP5708037B2 (ja) * 2011-03-01 2015-04-30 オムロンヘルスケア株式会社 活動量計
TW201306793A (zh) 2011-08-05 2013-02-16 Shen-Fu Liang 睡眠狀態之判斷方法及判斷裝置
KR101136357B1 (ko) * 2011-08-19 2012-04-18 주식회사 휘트닷라이프 칼로리 소모량 측정장치 및 방법
TWI438723B (zh) * 2011-12-13 2014-05-21 Hwa Hsia Inst Of Technology 智慧型手環
JP2013233342A (ja) * 2012-05-10 2013-11-21 Panasonic Corp 活動量計
US9442100B2 (en) * 2013-12-18 2016-09-13 Medibotics Llc Caloric intake measuring system using spectroscopic and 3D imaging analysis
JP5724976B2 (ja) * 2012-09-20 2015-05-27 カシオ計算機株式会社 運動情報検出装置および運動情報検出方法、運動情報検出プログラム
US9612862B2 (en) * 2014-06-24 2017-04-04 Google Inc. Performing an operation during inferred periods of non-use of a wearable device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006141902A (ja) * 2004-11-24 2006-06-08 Hitachi Ltd 安否確認装置、安否確認方法及び安否確認システム
JP2007209430A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Seiko Instruments Inc 運動計測装置
JP2012187162A (ja) * 2011-03-09 2012-10-04 Hitachi Ltd 臥位推定装置、臥位推定システム及び臥位推定方法
WO2013061415A1 (ja) * 2011-10-26 2013-05-02 株式会社日立製作所 呼吸測定システム及びrem睡眠判定システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101845781B1 (ko) * 2016-08-19 2018-04-05 아주대학교 산학협력단 손목 활동 정보에 기초한 사용자 생활 상태 분류 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20160045141A1 (en) 2016-02-18
US9901291B2 (en) 2018-02-27
TWI556117B (zh) 2016-11-01
JP6156286B2 (ja) 2017-07-05
CN105361888A (zh) 2016-03-02
CN105361888B (zh) 2018-04-13
TW201610710A (zh) 2016-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6156286B2 (ja) 活動量計
WO2014197678A2 (en) Accelerometer-based sleep analysis
JP6708356B2 (ja) ウェアラブルデバイスプロファイルを生成および使用するためのシステムおよび方法
WO2022021707A1 (zh) 睡眠检测方法、装置、智能穿戴设备及可读存储介质
JP5862401B2 (ja) 睡眠状態管理装置、睡眠状態管理方法、及び睡眠状態管理プログラム
US9700243B2 (en) Respiratory state estimation device, method, and storage medium
TWI655928B (zh) 生理監控裝置、生理監控方法及實現該生理控制方法之電腦可讀取記錄媒體
JP2014233585A (ja) 体温測定装置、方法及びプログラム
JP6013668B1 (ja) 基礎体温測定システムおよび基礎体温測定装置
US20150241243A1 (en) Method for counting steps and electronic apparatus using the same
JP2015131049A5 (ja)
US20150150491A1 (en) Movement estimation device, and activity tracker
JP2017192563A (ja) 活動量計および運動量算出装置
JP6269160B2 (ja) 睡眠状態評価装置、睡眠状態評価方法、および睡眠状態評価システム
JP6156287B2 (ja) 活動量計
JP6277694B2 (ja) 歩数計
JP2015159850A5 (ja)
JP2016125988A (ja) 携帯端末装置及びキャリブレーション方法
TWI642409B (zh) Sleep analysis method
JP6790456B2 (ja) 生体計測装置、及び生体計測方法
JP6511157B2 (ja) 歩数計測装置及び歩数計測プログラム
JP6938590B2 (ja) 腕時計のユーザの睡眠の質の評価に関連する情報メッセージを腕時計によって伝達する方法
JP6107403B2 (ja) 生体情報測定装置およびプログラム
JP2016024593A (ja) 行動検知機能を有するリストバンド
JP2017000494A (ja) 食事行動検出装置及び食事行動検出方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160426

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160620

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20160714

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160930

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161101

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170509

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170522

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6156286

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250