JP2018171443A - 脳卒中モニタリングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】日常生活の全般にわたりユーザが脳卒中を起こしたか否かを判定するシステムを提供する。【解決手段】脳卒中モニタリングシステムは、ユーザが脳卒中を起こしたか否かを判断するために、脳波を含むユーザの生体信号を測定する。ユーザに取り付けられるか特定の場所に設置されて脳波を含む生体信号を測定し、これをデータベース１００に格納する測定部２００と、前記データベース１００に予め格納された健康情報に基づいてユーザの生体信号の基準範囲を算出し、前記測定部により測定された生体信号と前記基準範囲とを比較および分析し、ユーザの脳卒中の発生を予測する脳卒中判断部３００と、前記脳卒中判断部が脳卒中が発生したと判断したり脳卒中の発生を予測した場合、これをユーザまたは指定された場所に通知する通知部４００と、前記脳卒中判断部３００が判断した脳卒中の予測履歴が格納される脳卒中履歴格納部５００とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、脳卒中モニタリングシステムに関し、より詳細には、２４時間ユーザが脳卒中を起こしたか否かを判断するためにウェアラブル機器のような装置を用いて脳波を含むユーザの生体信号を測定し、測定されたユーザの生体信号とその他の情報をデータベース化し、これを用いてユーザの脳卒中の発生を予測することができる脳卒中モニタリングシステムに関する。

脳卒中（Stroke）は、脳血流異常によって急に誘発される局所的な神経学的欠損症状の通称である。脳卒中は、様々な原因で発生することがあり、全年齢にわたり起こり得る症状であるが、主に高齢者に起こる。

脳は、上述の脳卒中のような症状に相当脆い機関であり、血液供給が３０秒間遮断されると組織の虚血状態で代謝過程に異常が生じ始め、１分間中断されると脳細胞の機能が麻痺し、５分間中断されると不可逆性変化で神経細胞の壊死が発生する。したがって、かかる脳卒中を予防し、脳卒中の発生時に至急治療を受けなければならないという必要性があった。

特許文献１には、睡眠中にユーザが脳卒中を起こしたか否かを判断することができる装置について開示されている。特許文献１の方式について簡単に説明すると、ユーザの身体部位上に配置され、ユーザの身動きデータに基づいて、ユーザが脳卒中を起こしたか否かを判断する方式であり、その信頼度が、ユーザの生体信号に基づく方式よりも低いという問題があり、これを高めるために、別の複雑な過程を経なければならず、脳卒中を起こしたか否かの判断が、ユーザの睡眠中に限定されるという問題がある。

韓国公開特許第１０−２０１５−０１３０１１６号公報（「睡眠中の脳卒中の判断装置および方法」、２０１５年１１月２３日）

したがって、本発明は、上述のような問題を解決するために導き出されたものであり、本発明に係る脳卒中モニタリングシステムの目的は、日常生活の全般にわたりユーザが脳卒中を起こしたか否かを判断することができ、ユーザの生体信号に基づいてユーザの脳卒中の発生可否または発生を予測することができる脳卒中モニタリングシステムを提供することにある。

上述のような問題を解決するための本発明に係る脳卒中モニタリングシステムは、ユーザの健康情報が格納されるデータベース１００と、ユーザに取り付けられるか特定の場所に設置されて脳波を含む生体信号を測定し、これを前記データベース１００に格納する測定部２００と、前記データベース１００に予め格納された健康情報に基づいてユーザの生体信号の基準範囲を算出し、前記測定部２００により測定された生体信号と前記基準範囲とを比較および分析し、ユーザの脳卒中の発生を予測する脳卒中判断部３００と、前記脳卒中判断部３００が脳卒中が発生したと判断したり脳卒中の発生を予測した場合、これをユーザまたは指定された場所に通知する通知部４００と、前記脳卒中判断部３００が判断した脳卒中の予測履歴が格納される脳卒中履歴格納部５００とを含むことを特徴とする。

また、前記脳卒中判断部３００は、前記脳卒中履歴格納部５００に履歴が格納された場合、前記履歴と前記データベース１００に予め格納されたユーザの健康情報に基づいて、前記基準範囲を算出することを特徴とする。

また、前記ユーザの健康情報は、健康診断履歴、健康診断情報およびユーザの測定脳波情報であることを特徴とする。

また、前記測定部２００は、心電図、筋電図、眼電図、心拍数、血圧、体温、皮膚伝導度および身体の動きから選択される一つ以上をさらに測定することを特徴とする。

また、前記測定部２００は、ユーザの状態に応じて異なる種類の生体信号を測定することを特徴とする。

また、前記ユーザの状態は、運動中、睡眠中、運転中、またはそれ以外の日常生活中であることを特徴とする。

また、前記測定部２００は、ユーザの状態に応じて異なる位置に設置される信号装置２１０との通信によりユーザの状態を把握することを特徴とする。

また、前記基準範囲は、ユーザの状態に応じて異なることを特徴とする。

また、前記通知部４００は、ユーザにまたは指定された場所にユーザの状態を通知する時に、通知音を出力してユーザ自身または周りの人に通知するか、家族、保護者または救急医療センターの指定された場所に予め定められた信号を送信することを特徴とする。

また、前記脳卒中モニタリングシステムは、前記測定部２００により測定された生体信号を分析し、ユーザの心理状態を把握した後、これを前記データベース１００に格納する心理分析部をさらに含み、前記脳卒中判断部３００は、ユーザの脳卒中の発生を予測する時に、前記心理分析部に格納したユーザの心理情報を活用することを特徴とする。

上述のような本発明に係る脳卒中モニタリングシステムによると、ユーザの日常生活の全般にわたりユーザの脳卒中の発生を予測し、これをユーザ、周りの人または最寄りの病院に通知することで、ユーザの脳卒中の発生を予防し、脳卒中の発生時に迅速に救急処置することができるという効果がある。

また、本発明は、脳卒中の発生予測をユーザの生体信号、健康診断履歴、予測される心理状態を用いて総合的に判断することから、脳卒中の発生可否および発生予測の信頼度が向上するという効果がある。

本発明のブロック図である。 本発明の場所に応じて変更されるユーザの状態を示すための概略図である。 ユーザが運動中の状態を示す図である。 ユーザが睡眠中の状態を示す図である。 ユーザが運転中の状態を示す図である。 ユーザが日常生活中の状態を示す図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明に係る脳卒中モニタリングシステムについて詳細に説明する。

図１は本発明に係る脳卒中モニタリングシステムを概略的に図示したものであり、図１に図示されているように、本発明に係る脳卒中モニタリングシステムは、データベース１００と、測定部２００と、脳卒中判断部３００と、通知部４００と、脳卒中履歴格納部５００とを含んで形成される。

前記データベース１００には、ユーザの健康情報が格納される。ユーザの健康情報は、各種のものであってもよく、その代表的な例として、健康診断履歴、健康診断情報およびユーザの測定脳波情報がある。

前記健康診断履歴および情報は、個人の健康診断を管理する健康保険公団のような機関で入力を受け続けることができる。前記健康診断履歴の場合、ユーザの姓名、年齢といった個人情報から診断日、当該健康診断で測定されたユーザの生体情報を含んでもよい。

ユーザの測定脳波（ＥＭＲ）の場合、ユーザが脳卒中を起こした履歴があり、別に脳波を測定した場合に相当し得る。前記データベース１００に格納されるユーザの測定脳波は、脳波情報だけでなく脳波測定履歴になり得る。

前記データベース１００に格納されるユーザの健康情報は、前記健康診断履歴、健康診断情報およびユーザの測定脳波だけでなく、家族歴または過去病歴といった情報を含んでもよい。

前記のように前記データベース１００に格納されるユーザの健康情報は、後述する前記脳卒中判断部３００でユーザの状態が正常であるか否かを判断するために、基準範囲を算出するために活用される。

前記測定部２００は、ユーザに取り付けられるか特定の場所に設置されて脳波を含む生体信号を測定し、これを前記データベース１００に格納する。すなわち、前記測定部２００が提供し前記データベース１００に格納されるユーザの生体信号は、リアルタイムで測定されるユーザの生体情報であり、前記データベース１００に予め格納された健康情報は、リアルタイムで測定されていないユーザの生体情報である。

前記測定部２００で脳波を測定することは、脳卒中が発生または発生を予測した時に、脳波が変化することから、ユーザの脳波を測定し続け、これに基づいてユーザの状態、すなわち脳卒中の発生を予測することができる。ユーザの脳波を測定して脳卒中の発生可否を判断する方式は、先行技術１のように、ユーザの動きのみをもって脳卒中の発生可否を間接的に判断する方式よりも直接的な方式であり、脳卒中を判断するに際し、信頼度がより向上する効果がある。

前記測定部２００は、脳波以外にもユーザの他の生体信号を測定することができ、その種類としては、心電図、筋電図、眼電図、心拍数、血圧、体温、皮膚伝導度および身体の動きから選択される一つ以上であってもよい。脳波以外の前記各種の生体信号は、脳波のように直接的に脳卒中を予測することができる根拠資料にはならないが、脳波と共に様々な生体信号を測定し、これを脳卒中の予測に活用すると、信頼度を高めることができる。

前記測定部２００は、ウェアラブル機器（Wearable device）であってもよく、その他にも身体に取り付けられて各種の生体信号を測定する電極の形態であってもよい。前記ウェアラブル機器と電極の場合には、ユーザが直接身体に装着または取り付けてユーザの生体情報を測定するが、前記測定部２００の他の例として、ユーザの周りに設置される機器として提供されてユーザの特定の部位の動きを測定することができる。前記測定部２００の具体例については後述する。

前記測定部２００は、ユーザの状態に応じて異なる種類の生体信号を測定する。そのためには、ユーザの状態を先に定義する必要があり、本発明に係る脳卒中モニタリングシステムにおいて、ユーザの状態は、運動中、睡眠中、運転中またはそれ以外の日常生活に分類され得る。

前記測定部２００は、ユーザの状態を様々な方式を用いて把握することができる。図２はその一例として信号装置を使用する方式の概略図を図示したものであり、ユーザの状態を、上述のように、運動中、睡眠中、運転中、またはそれ以外の日常生活に分類した時に、それぞれが行われる空間に別の信号装置を設置し、ユーザの身体に取り付けるか装着した前記測定部２００と前記信号装置とが通信してユーザの状態を通知する方式である。図２を参照してこれについて説明すると、図２に図示された寝室１０、寝室以外の住居空間２０、運動場３０および自動車４０のそれぞれに第１〜第４の信号装置を設置し、ユーザ１が当該空間に行くと、ユーザ１に取り付けられた測定部２００が最も近い信号装置と通信して、ユーザ１が位置する空間を把握し、ユーザ１の状態を測定する。

例えば、ユーザ１が睡眠中の場合、前記寝室１０に設置された第１の信号装置とユーザ１に取り付けられた測定部２００とが通信することから、測定部２００は、ユーザの状態を睡眠中と判断することができる。前記第１の信号装置の通信可能領域は、前記寝室１０から離れないように制限されなければならず、また寝室１０の内部に位置するベッドに別のセンサを取り付けてユーザ１がベッドに位置するか否かを判断し、この情報を前記第１の信号装置と連動することで、ユーザ１の状態をより正確に把握することができる。

ユーザ１が前記寝室１０から離れると、前記第１の信号装置と測定部２００との通信が不可能となり、前記測定部２００は、寝室以外の住居空間２０に設置された第２の信号装置との通信により、ユーザの状態が、睡眠中から日常生活中へ変更されることを知ることができる。

かかる方式で運動場３０に第３の信号装置を設置するか、自動車４０に第４の信号装置を設置する方式で、ユーザの状態を把握することができる。ユーザが、別の信号装置と通信することができない地域に位置すると、前記測定部２００は、ユーザが歩いているところであると判断し、日常生活中と判断することができる。このように、信号装置を用いた方式を使用できるのは、一般的に本発明に係る脳卒中モニタリングシステムを用いるユーザの多くが過去の病歴として脳卒中がある高齢者である場合が多くて、生活空間が所定の範囲に限定されるためである。

前記信号装置を用いる方式は、ユーザが、別の操作をしなくても自動でユーザの状態を変更できるという効果があるが、かかる方式以外にもユーザが直接前記測定部２００に存在するボタンまたは別の遠隔操縦装置を用いて、自分の状態を変更することができる。

前記脳卒中判断部３００は、前記データベース１００に予め格納された健康情報に基づいてユーザの生体信号の基準範囲を算出し、前記測定部２００により測定された生体信号と前記基準範囲を比較および分析して、ユーザの脳卒中の発生を予測する。前記脳卒中判断部３００が予め格納された健康情報を活用する方式は、前記健康情報に含まれる健康診断履歴および情報により、ユーザが正常状態である時の生体信号の範囲の平均を出したり、健康診断方式で行うことができ、他の方式で前記基準範囲は、健康診断情報に診断を担当した主治医の勧奨生体信号範囲に決定され得る。前記脳卒中判断部３００は、基準範囲からユーザの生体信号が離脱または近接すると、これを前記通知部４００に通知することができ、前記通知部４００は、これをユーザまたは指定された場所に通知することができる。この際、前記通知部４００は、前記脳卒中判断部３００でユーザの生体信号が基準範囲に近接する程度に応じて互いに異なる通知メッセージを通知することができる。例えば、ユーザの測定された血圧が基準範囲の最大値に８０％近接すると前記通知部４００は「注意」段階と、９０％近接すると「危険」段階と通知することができ、最大値を超えると「非常」段階と通知することができる。

前記通知部４００が、ユーザまたは指定された場所にユーザの状態を通知する方式は様々な方式があり得るが、本発明では、通知音を出力し、ユーザ自らまたは周りの人にユーザの状態を通知するか、救急医療センターまたは指定された場所に予め定められた信号を送信することができる。前記通知音または予め定められた信号は、前記通知部４００が出力する「注意」、「危険」および「非常」段階のメッセージであってもよく、同時間帯のユーザの生体信号がともに伝送または出力され得る。

前記通知部４００が出力する通知音の場合、各段階別に適切な救急処置方法がともに出力され得る。例えば、ユーザの状態が「非常」の時には周りの人がＣＰＲといった救急処置を行えるように、ＣＰＲの方法に関する方法が「非常」通知音とともに出力され得る。また、前記通知部４００が出力する通知音の強度は、ユーザの状態に応じて差等的に出力され得る。例えば、「注意」の出力値が前記通知部４００の最大出力値の６０％になり得、「危険」の場合には８０％、「非常」の場合には１００％になり得る。

前記通知部４００が、ユーザの位置を、保護者、家族または救急医療センターに送信するためには、ユーザの位置を把握する別の手段が必要となり、このためにユーザの身体に取り付けられるかユーザが着用する前記測定部２００は、ＧＰＳのようなユーザの位置を特定できる手段をさらに含んでもよい。

前記脳卒中履歴格納部５００は、前記脳卒中判断部３００が判断した脳卒中の予測履歴が格納され、格納された脳卒中予測履歴が前記脳卒中判断部３００に提供されることで予測の正確度を高める。すなわち、本発明は、前記脳卒中履歴格納部５００をアップデートし続けるＦｉｎｅ‐ｔｕｎｉｎｇを行い、前記脳卒中履歴格納部５００に履歴が格納された時に、前記脳卒中判断部３００が以降の脳卒中予測を行う際に、前記脳卒中履歴格納部５００に格納された脳卒中履歴と、前記データベース１００に格納されたユーザの健康情報に基づいて前記基準範囲を算出することで、脳卒中予測の正確度をより高めることができる。

前記測定部２００でリアルタイムで測定されて脳卒中の発生予測に使用されたユーザの生体信号は、前記脳卒中判断部３００で使用された後、前記データベース１００に格納され、予め格納された健康情報として活用され得る。すなわち、第１の時点後の第２の時点で前記脳卒中判断部３００で脳卒中の発生を予測する時に使用される予め格納されたユーザの健康情報は、第１の時点で前記測定部２００が測定したユーザの生体信号であり得る。

本発明に係る前記脳卒中モニタリングシステムは、心理分析部をさらに含んでもよい。前記心理分析部は、前記測定部２００により測定された生体信号を分析して、ユーザの心理状態を把握した後、これを前記データベース１００に格納する。測定される生体信号を用いてユーザの心理状態を分析する研究は、近年様々に進められている。代表的な例として、「脳電図と心拍変異を用いた感性分析アルゴリズムに関する研究」（ジョン・ギファンの他４名、韓国コンピュータ情報学会論文誌第１５巻第１０号、２０１０．１０）では、脳電図と心拍変異パターンを分析し、平穏、集中、緊張、憂鬱などの感性に分類しており、その他にも皮膚伝導度のようなその他の生体信号を使用して人間の感性を分類する研究が進められている。本発明では、前記測定部２００により測定されたユーザの生体信号を用いてユーザの感情状態を分析し、これを前記データベース１００に格納し、前記脳卒中判断部３００は、前記ユーザの感情情報を活用して脳卒中を予測することができる。具体例として、前記心理分析部がユーザの現在の感情状態を緊張と判断した場合、前記脳卒中判断部３００は、これを反映してユーザの生体信号のうち一部項目の基準範囲を拡大したりする方式になり得る。

以下、ユーザの状態に応じて、前記測定部２００が測定する信号が変化することについて説明する。

ユーザの状態が運動の場合、前記測定部１００で測定可能な信号としては、脳波ＥＥＧ、心電図ＥＣＧ、筋電図ＥＭＧまたは心拍数であり得る。前記測定部１００で測定可能な信号が制限されることは、運動の特性のためであるが、運動中に血圧を測定することが実質的に難しいためであり、また、運動の場合、様々な種類があるため、身体の動きによりユーザの脳卒中の発生可否を測定することが難しいためである。しかし、運動中、視線または顔の方きを固定しなければならない種類の運動の場合、身体の動きのうち目または顔の動きを測定できる別の手段により目および顔の動きを測定し、これによりユーザの脳卒中の発生可否を判断することができる。

図３はユーザが軽くジョギングする場合を図示した図であり、この場合には、ユーザの心拍数、心電図（ＥＣＧ）、脳波（ＥＥＧ）および皮膚伝導度を測定することができる。図３において、ユーザに取り付けられる前記測定部２００は、具体的には、スマートバンド２１０、心電図電極２２０および脳波電極２３０であり得る。

図４はユーザが睡眠中の場合を図示した図であり、この場合には、ユーザに取り付けられたスマートバンド２１０、心電図電極２２０および脳波電極２３０により、脳波、心電図、筋電図、心拍数、眼電図、皮膚伝導度および血圧を測定することができる。眼電図の場合、顔面に別の電極を取り付けて眼球の前後の電位差を測定して眼球の運動を測定する方式であり、測定される眼電図によりユーザが深く眠っているかまたは浅く眠っているかと脳卒中の発生可否を知ることができる。これについてより詳細に説明すると、一般的な人の場合、レム睡眠（ＲＥＭ）とノンレム睡眠（Ｎｏｎ‐ＲＥＭ）睡眠が周期的に示されるが、脳卒中が発生した時には周期的に示されるレム睡眠とノンレム睡眠が周期的に示されず、瞬間的にレム睡眠に変更される可能性があり、これにより脳卒中の発生可否を判断することができる。前記スマートバンド２１０の場合、手首に装着されることから、内部に含まれるモーションまたはジャイロスコープのようにスマートバンド２１０そのものの動きを検知するセンサを用いて、ユーザの動きを測定し、これを脳卒中の発生予測の判断に活用することができる。

図５はユーザが運転中の場合を図示した図であり、この場合には、ユーザに取り付けられるスマートバンド２１０、心電図電極（図示せず）および脳波電極（図示せず）と、さらに車両の内部に設置された動き検知装置２４０により脳波、心電図、筋電図、心拍数、血圧、身体の動きを測定し、これをユーザの脳卒中の発生予測の判断に活用することができる。

図６は、ユーザの状態が、上述の運動中、睡眠中、運転中以外の日常生活中である場合を図示した図であり、この場合、測定可能な生体信号の種類としては、脳波、心電図、筋電図、心拍数、皮膚伝導度および血圧であり得る。

以上の本発明に係る脳卒中モニタリングシステムが行われると、前記データベース１００には、測定されたユーザの生体信号をはじめ、ユーザの様々な情報が格納される。本発明に係る脳卒中モニタリングシステムは、かかる情報を項目別に分類し、これを視覚化して提供する分類部（図示せず）をさらに含んでもよい。前記分類部は、ユーザの操作によって前記データベース１００に格納される情報を日付、時間、地域、生体信号別に分類し、提供したり視覚化することができる。

以上、本発明に係る脳卒中モニタリングシステムは、一人のユーザに適用される場合について説明している。しかし、本発明に係る脳卒中モニタリングシステムは、一人のユーザに適用されるだけでなく、ユーザ個人のデータベース１００に格納された情報が集まって上位データベースをなすことができ、中央政府、地方自治体または企業では、これを活用したりまたはこれに基づいて脳卒中関連政策を施行したり、脳卒中患者の健康を管理することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されず、適用範囲が多様であることは言うまでもなく、請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱することなく様々な変形実施が可能であることは言うまでもない。

１ ユーザ
１０ 寝室
２０ 寝室以外の住居空間
３０ 運動場
４０ 自動車
１００ データベース
２００ 測定部
２１０ スマートバンド
２２０ 心電図電極
２３０ 脳波電極
２４０ 動き検知装置
３００ 脳卒中判断部
４００ 通知部
５００ 脳卒中履歴格納部

Claims (10)

1. ユーザの健康情報が格納されるデータベース１００と、
   ユーザに取り付けられるか特定の場所に設置されて脳波を含む生体信号を測定し、これを前記データベース１００に格納する測定部２００と、
   前記データベース１００に予め格納された健康情報に基づいてユーザの生体信号の基準範囲を算出し、前記測定部２００により測定された生体信号と前記基準範囲とを比較および分析し、ユーザの脳卒中の発生を予測する脳卒中判断部３００と、
   前記脳卒中判断部３００が脳卒中が発生したと判断したり脳卒中の発生を予測した場合、これをユーザまたは指定された場所に通知する通知部４００と、
   前記脳卒中判断部３００が判断した脳卒中の予測履歴が格納される脳卒中履歴格納部５００とを含むことを特徴とする、脳卒中モニタリングシステム。
2. 前記脳卒中判断部３００は、
   前記脳卒中履歴格納部５００に履歴が格納された場合、前記履歴と前記データベース１００に予め格納されたユーザの健康情報に基づいて、前記基準範囲を算出することを特徴とする、請求項１に記載の脳卒中モニタリングシステム。
3. 前記ユーザの健康情報は、
   健康診断履歴、健康診断情報およびユーザの測定脳波情報であることを特徴とする、請求項１に記載の脳卒中モニタリングシステム。
4. 前記測定部２００は、
   心電図、筋電図、眼電図、心拍数、血圧、体温、皮膚伝導度および身体の動きから選択される一つ以上をさらに測定することを特徴とする、請求項１に記載の脳卒中モニタリングシステム。
5. 前記測定部２００は、
   ユーザの状態に応じて異なる種類の生体信号を測定することを特徴とする、請求項１に記載の脳卒中モニタリングシステム。
6. 前記ユーザの状態は、
   運動中、睡眠中、運転中、またはそれ以外の日常生活中であることを特徴とする、請求項５に記載の脳卒中モニタリングシステム。
7. 前記測定部２００は、
   ユーザの状態に応じて異なる位置に設置される信号装置２１０との通信によりユーザの状態を把握することを特徴とする、請求項５に記載の脳卒中モニタリングシステム。
8. 前記基準範囲は、
   ユーザの状態に応じて異なることを特徴とする、請求項１に記載の脳卒中モニタリングシステム。
9. 前記通知部４００は、
   ユーザにまたは指定された場所にユーザの状態を通知する時に、通知音を出力してユーザ自身または周りの人に通知するか、家族、保護者または救急医療センターの指定された場所に予め定められた信号を送信することを特徴とする、請求項１に記載の脳卒中モニタリングシステム。
10. 前記測定部２００により測定された生体信号を分析し、ユーザの心理状態を把握した後、これを前記データベース１００に格納する心理分析部をさらに含み、
    前記脳卒中判断部３００は、ユーザの脳卒中の発生を予測する時に、前記心理分析部に格納したユーザの心理情報を活用することを特徴とする、請求項１に記載の脳卒中モニタリングシステム。