JP2019205894A - 眠気算出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度に眠気の算出をすることができる眠気算出装置を提供する。【解決手段】Ｉ／Ｆ７に入力され心拍センサ１１で測定された被検者の心拍数と、Ｉ／Ｆ８に入力された位置情報及び加速度情報及と、から状態判別部２で被検者の活動状態を判別する。また、眠気基準心拍数テーブル４に被検者の眠気基準心拍数が時刻及び活動状態毎に格納されている。そして、眠気度算出部５で生体情報取得部が取得した心拍数及び心拍揺らぎ、状態判別部２が判別した被検者の活動状態に応じた眠気予測パラメータａ、ｂ、現在時刻及び眠気基準心拍数テーブル４に格納されている眠気基準心拍数に基づいて被検者の眠気度を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、被検者の眠気を算出する眠気算出装置に関する。

例えば自動車の居眠り運転を検出するために、運転者の心拍数から居眠り状態を検出することが提案されている（例えば、特許文献１、２を参照）。

特許文献１には、覚醒時に心拍センサによって検出された心拍のＲＲＩ（R-R Interval）値の平均値並びに平均値を超えるＲＲＩ値の積分値の所定倍を閾値とし、平均値を超えるＲＲＩ値を積分して閾値を超える場合は居眠りであると判定することが記載されている。

特許文献２には、センサが測定した安静状態の被検者の心拍波形に基づいてＲＲＩを時系列化した心拍間隔データを求める。次に、心拍間隔データを周波数解析して、ある時間における周波数に対するパワースペクトル密度（ＰＳＤ）及び自律神経のトータルパワー（ＴＰ）を含む、心拍揺らぎの周波数解析結果を求める。次に、周波数解析結果を初期状態として設定し、初期状態に含まれる推定された眠気の位置及び推定された覚醒の位置に基づいて、眠気の位置の原点と覚醒の位置の原点が設定された眠気スケールを決定する。そして、その眠気スケールに基づいて被検者の眠気を判定することが記載されている。

特許３２５２５８６号公報 特開２０１４−１２０４２号公報

特許文献１に記載された方法の場合、初期覚醒時のデータをリファレンスにしている。しかしながら、初期状態は人により違いがあり、初期状態の覚醒度によってはＲＲＩ値の平均値等が適切に設定できないことがあった。従って、人による初期状態の差に対応できないという問題があった。

特許文献２に記載された方法の場合は次のような問題がある。心拍情報と眠気スケールの対応は、様々な要因で変化する。安静状態をベースにしても、日による変化、時間帯による変化がある。例えば眠気が強くなる時間は早朝の３時から４時、日中は午後３時から４時であることが知られている。従って、心拍情報だけで精度良く眠気を推定することは困難である。また、運転はある種のストレス負荷状態であり、道路状態（市街地か、高速道路か）でも心拍数のベースラインが異なる。さらに、計測開始当初の状態が一定でないので、初めから眠い場合、初めは眠くない場合などの変化に対応できなかった。

そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、高精度に眠気の算出をすることができる眠気算出装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被検者の心拍に関する生体情報を取得する生体情報取得部と、前記被検者の活動状態を検出する活動状態検出部と、前記被検者の眠気基準心拍数が前記活動状態毎に格納されている眠気基準心拍数格納部から前記眠気基準心拍数を取得する眠気基準心拍数取得部と、前記生体情報取得部が取得した前記生体情報、前記活動状態検出部が検出した前記被検者の前記活動状態、及び前記眠気基準心拍数取得部が取得した前記基準心拍数に基づいて前記被検者の眠気に関する情報を算出する眠気度算出部と、を備えることを特徴とする眠気算出装置である。

また、請求項７に記載の発明は、被検者の心拍に関する生体情報を取得する生体情報取得工程と前記被検者の活動状態を検出する活動状態検出工程と、前記生体情報取得工程で取得した前記生体情報、前記活動状態検出工程で検出した前記被検者の前記活動状態、及び眠気基準心拍数格納部に前記被検者の眠気基準心拍数が前記活動状態毎に格納されている眠気基準心拍数に基づいて前記被検者の眠気に関する情報を算出する眠気度算出工程と、を備えることを特徴とする眠気算出方法である。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の眠気算出方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする眠気算出プログラムである。

また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の眠気算出プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

本発明の第１の実施例にかかる眠気算出装置の概略構成図である。 図１に示された状態判別部における活動状態の判別例を示した表である。 図１に示されたパラメータテーブルの例を示した表である。 図１に示された眠気基準心拍数テーブルの例を示した表である。 眠気基準心拍数テーブルを算出設定する他の構成例である。 眠気基準心拍数テーブルの補間についての説明図である。 図１に示された眠気表示部の表示例の説明図である。 図１に示された眠気算出装置の動作のフローチャートである。 本発明の第２の実施例にかかる眠気算出装置の概略構成図である。 図９に示された眠気表示部の主観評価前の表示例の説明図である。 図９に示された眠気表示部の主観評価後の表示例の説明図である。 図９に示された眠気算出装置の動作のフローチャートである。 本発明の第３の実施例にかかる眠気算出装置の概略構成図である。 図１３に示されたデバイスの概略構成図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる眠気算出装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる眠気算出装置は、生体情報取得部で被検者の心拍に関する生体情報を取得し、活動状態検出部で被検者の活動状態を検出する。また、眠気基準心拍数取得部で被検者の眠気基準心拍数が活動状態毎に格納されている眠気基準心拍数格納部から眠気基準心拍数を取得する。そして、眠気度算出部で生体情報取得部が取得した生体情報、活動状態検出部が検出した被検者の活動状態、及び眠気基準心拍数取得部が取得した基準心拍数に基づいて被検者の眠気に関する情報を算出する。このようにすることにより、被検者の活動状態に基づいて眠気判定の基準とする眠気基準心拍数を変更することができる。従って、活動状態に応じた基準に基づいて眠気に関する情報を算出することができ、高精度に眠気を算出することができる。

また、生体情報取得部が取得した生体情報には、測定時刻が含まれ、眠気基準心拍数格納部には、被検者の眠気基準心拍数が時刻及び活動状態毎に格納されている。そして、眠気度算出部は、生体情報取得部が取得した生体情報と、活動状態検出部が検出した被検者の活動状態及び測定時刻から眠気基準心拍数格納部において選択された眠気基準心拍数と、に基づいて被検者の眠気に関する情報を算出してもよい。このようにすることにより、活動状態に加えて時刻も考慮して眠気に関する情報を算出することができる。従って、さらに精度良く眠気を算出することができる。

また、測定時刻及び活動状態検出部が検出した被検者の活動状態に基づく眠気基準心拍数を、眠気基準心拍数格納部に追加又は更新する眠気基準心拍数設定部を更に備えてもよい。このようにすることにより、被検者の日常生活による活動状態の時刻毎の眠気基準心拍数の変化を随時更新又は追加することができる。

また、眠気度算出部は、活動状態毎に予め設定された眠気予測パラメータに基づいて、被検者の眠気に関する情報を算出してもよい。このようにすることにより、心拍に関する生体情報に含まれる複数の要素を活動状態に応じて重み付けすることができる。

また、活動状態検出部は、被検者の位置情報を取得する位置情報取得部及び被検者の加速度情報を取得する加速度取得部を備えてもよい。このようにすることにより、被検者の位置情報や加速度情報から活動状態を検出することができる。

また、眠気に関する情報を被検者に表示する表示部と、表示部に表示された眠気に関する情報に対する被検者の評価が入力されるに入力部と、を備えている。そして、眠気度算出部は、入力部に入力された評価に基づいて、眠気基準心拍数を変更し、眠気に関する情報を算出するようにしてもよい。このようにすることにより、眠気度算出部が算出した眠気に関する情報を被検者が主観評価することができる。そして、その主観評価結果をフィードバックして再度眠気度算出部が眠気に関する情報を算出することができる。従って、被検者個人の感覚に合わせて眠気に関する情報をより精度良く算出することができる。

また、本発明の一実施形態にかかる眠気算出方法は、生体情報取得工程が被検者の心拍に関する生体情報を取得し、活動状態検出工程が被検者の活動状態を検出する。そして、眠気度算出工程が生体情報測定工程で測定した生体情報、活動状態検出工程で検出した被検者の活動状態、及び眠気基準心拍数格納部に被検者の眠気基準心拍数が活動状態毎に格納されている眠気基準心拍数に基づいて被検者の眠気に関する情報を算出する。このようにすることにより、被検者の活動状態に基づいて眠気判定の基準とする眠気基準心拍数を変更することができる。従って、活動状態に応じた基準に基づいて眠気に関する情報を算出することができ、高精度に眠気を算出することができる。

また、上述した眠気算出方法をコンピュータにより実行させる眠気算出プログラムとしてもよい。このようにすることにより、コンピュータを用いて、被検者の活動状態に基づいて眠気判定の基準とする眠気基準心拍数を変更することができる。従って、活動状態に応じた基準に基づいて眠気に関する情報を算出することができ、高精度に眠気を算出することができる。

また、上述した眠気算出プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。このようにすることにより、当該プログラムを機器に組み込む以外に単体でも流通させることができ、バージョンアップ等も容易に行える。

本発明の第１の実施例にかかる眠気算出装置を図１乃至図８を参照して説明する。眠気算出装置１は図１に示すように、活動状態検出部としての状態判別部２と、パラメータテーブル３と、眠気基準心拍数格納部、眠気基準心拍数取得部としての眠気基準心拍数テーブル４と、眠気度算出部５と、表示部としての眠気度表示部６と、生体情報取得部としてのＩ／Ｆ７、位置情報取得部及び加速度取得部としてのＩ／Ｆ８と、を備えている。そして、眠気算出装置１は、心拍センサ１１が接続されている。

図１に示した構成の眠気算出装置１は、例えばスマートフォン等の携帯機器やパーソナルコンピュータ等のアプリケーションプログラム（アプリ）として構成されてもよいし、カーナビゲーションシステム等の車載機器や家電機器等に搭載されていてもよい。また、眠気算出装置１が心拍センサ１１を備える構成であってもよい。

心拍センサ１１は、心拍に関する生体情報として少なくとも心拍数を取得することができるセンサであれば、周知のものを用いることができる。例えば、腕時計型や、車両の座席に埋め込まれているもの、或いは屋内の椅子やベッド等に備え付けられているもの等、種々の形態のものを利用することができる。また、心拍センサ１１は、１種類に限らず、後述する活動状態に応じて複数種類を使い分けてもよい。

上述した構成の眠気算出装置１においては、状態判別部２及び眠気度算出部５はＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置が機能する。また、パラメータテーブル３及び眠気基準心拍数テーブル４はハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体が機能する（記憶媒体は揮発性として毎回ロードする形式でもよいが不揮発性とした方が好ましい）。また、眠気度表示部６は、液晶ディスプレイ等の表示装置が機能する。Ｉ／Ｆ７、８は、心拍センサ１１等と通信する通信制御部等が機能する。

状態判別部２は、Ｉ／Ｆ８を介して外部から入力される被検者の位置情報及び被検者の加速度情報と、に基づいて安静、運転中、作業中、睡眠等といった被検者の活動状態を判別する。即ち、状態判別部２は、被検者の活動状態を検出する。

位置情報は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）により得られる緯度経度情報が入力される。加速度情報は、携帯機器や、車両自体或いは車載機器等が備える加速度センサの情報が入力される。また、活動量センサ（活動量計）等加速度センサ等を内蔵して人の活動状態を検出することが可能な機器から情報を取得してもよい。

状態判別部２における活動状態の判別の例を図２に示す。図２は、活動状態を判別するテーブルの例である。図２のテーブルにおいて、状態ｓｔａ１の内容は安静、状態ｓｔａ２の内容は運転中、状態ｓｔａ３の内容は作業中、状態ｓｔａ４の内容は睡眠、の活動状態を示している。勿論活動状態は、エクササイズや重労働等、図示した項目以外が含まれていてもよい。

図２のテーブルでは、位置情報がリビングで、加速度情報が小さく、速度が小さく、デバイスが腕時計である場合に状態ｓｔａ１（安静）と判別する。ここで、速度は、位置情報の変化から算出すればよい。或いは車両であれば速度センサから取得するようにしてもよい。デバイスは心拍センサ１１の種類や設置されている場所を示しており、心拍センサ１１から取得してもよいし、別途被検者等が設定してもよい。

また、位置情報が車両で、加速度情報が中、速度が大きく、デバイスが運転席である場合に状態ｓｔａ２（運転中）と判別する。位置情報が事務所で、加速度情報が大きい、速度が中、デバイスが椅子である場合に状態ｓｔａ３（作業中）と判別する。位置情報がベッドで、加速度情報が小さい、速度が小さい、デバイスがベッドである場合に状態ｓｔａ４（睡眠）と判別する。また、特に加速度情報、速度については、一例であり具体的な数値等は適宜設定上で任意に変更することができる。

なお、図２のテーブルでは、位置情報、加速度情報、速度情報、デバイス情報で判別していたが、いずれか１項目のみで判定してもよいし２項目又は３項目のみであってもよい。また、心拍センサ１１で測定した心拍数で判別してもよい。例えば、心拍数の変化が少ない場合は安静状態か睡眠、心拍数が低いが変動がある場合は運転か作業中など、大まかな判別は可能である。

パラメータテーブル３は、後述する眠気予測パラメータが活動状態毎に設定されているテーブルを備えている。そして、状態判別部２の判別結果に基づいて、その活動状態に対応する眠気予測パラメータを眠気度算出部５に出力する。テーブルの例を図３に示す。

眠気予測パラメータは図３に示したようにａ、ｂの２種類が設定される。図３の例では、状態ｓｔａ１（安静）の場合、眠気予測パラメータａは０．２、眠気予測パラメータｂは０．２とし、状態ｓｔａ２（運転中）の場合、眠気予測パラメータａは０．５、眠気予測パラメータｂは０としている。また、状態ｓｔａ３（作業中）の場合、眠気予測パラメータａは０．１、眠気予測パラメータｂは０．２とし、状態ｓｔａ４（睡眠）の場合、眠気予測パラメータａは０．２、眠気予測パラメータｂは０．２としている。図３のテーブルから明らかなように、眠気予測パラメータａ、ｂは０〜１の範囲の値が設定される。

眠気基準心拍数テーブル４は、被検者の眠気基準心拍数が時刻及び活動状態毎に格納されているテーブルを備えている。そして、状態判別部２の判別結果に基づいて、その活動状態と心拍センサ１９から取得した心拍数の測定時刻（現在時刻）に対応する眠気基準心拍数を読出して（取得して）眠気度算出部５に出力する。テーブルの例を図４に示す。

ここで、眠気基準心拍数とは、眠気発生時の心拍数である。つまり、この心拍数以下では人が眠気を感じる心拍数である。眠気基準心拍数の算出方法としては、例えば運転中等のある活動状態における心拍の最低心拍数と標準偏差を求め、最低心拍数に標準偏差を加えることで算出する。

図４の例の場合、時刻ｔ１〜ｔ４の１時間間隔で各状態ｓｔａ１〜ｓｔａ３毎に眠気基準心拍数を設定している。時刻ｔ１〜ｔ４は、例えば午後０時や、午後１時などの時刻を示している。

眠気基準心拍数は、心拍センサ１１から取得した心拍数等の情報に基づいて算出された標準偏差等に基づいて算出される。例えば午後０時の基準心拍数を算出する場合は、午後０時近傍の所定期間の心拍数を取得し、上述したように最低心拍数と標準偏差を求め、最低心拍数に標準偏差を加えることで算出すればよい。そして、その時の活動状態を状態判別部２から取得し、その活動状態の午後０時の眠気基準心拍数としてテーブルに設定する。

また、眠気基準心拍数は、図１に示した眠気算出装置１で算出し設定してもよいが、図５に示すような構成で別途算出、設定し、眠気算出装置１の眠気基準心拍数テーブル４に転送するようにしてもよい。初期校正部２１は、上述した方法で眠気基準心拍数を算出する。眠気基準心拍数テーブル２２は、眠気基準心拍数テーブル４と同様である。

また、人は１日に様々な活動を行うので、２４時間心拍数を測定しても、眠気基準心拍数テーブル４の全ての時刻と活動状態を埋めるのは困難である（図６（ａ））。そこで、空白となった部分はその前後のデータに基づいて滑らかになるようにデータを補間するようにしてもよい（図６（ｂ））。

また、初期状態で補間により埋めた部分は、その後の測定によって眠気基準心拍数が算出された場合はその算出値に更新（追加）してもよい。更に、その更新（追加）に基づいて他の補間値を更新してもよい。このようにすることで、眠気基準心拍数の精度を向上させることができる。即ち、眠気基準心拍数テーブル４は、心拍数の測定時刻及び状態判別部２（活動状態検出部）が検出した被検者の活動状態に基づいて眠気基準心拍数を追加又は更新する眠気基準心拍数設定部としても機能する。

眠気度算出部５は、心拍センサ１１で測定された心拍数と、パラメータテーブル３から出力された眠気予測パラメータと、眠気基準心拍数テーブル４から出力された眠気基準心拍数と、に基づいて眠気度（眠気に関する情報）を算出する。

眠気度とは、現在の心拍数が眠気基準心拍数よりも低いときの、現在の心拍数と眠気基準心拍数との差分であり、現在の心拍数が眠気基準心拍数より下がる割合に応じて眠気も強くなるように算出される。

ここで、眠気度を算出する前提について説明する。心拍変動から自律神経のバランスを推定するために、心拍変動についての時系列データから、呼吸変動に対応する高周波変動成分（ＨＦ成分）と血圧変動であるメイヤー波（Mayer wave）に対応する低周波成分（ＬＦ成分）を抽出し、両者の大きさを比較する。呼吸変動を反映するＨＦ成分は、副交感神経が緊張（活性化）している場合のみに心拍変動に現れる。一方、ＬＦ成分は、交感神経が緊張しているとき、及び副交感神経が緊張しているときにも心拍変動に現れる。

ＨＦ成分は、パワースペクトルのＨＦ成分の領域（０.１５Ｈｚから０.４０Ｈｚまで）の強度を合計した値に平方根を用いるのが一般的である。ＨＦ成分（ＨＦＳ）は、個人差が大きく、個人ごとに正規化を行い１から５の値に変換する。
ＨＦＳ＝β×√（ＨＦ）・・・（１）

ここで、ＨＦＳの平均値が２となるようにβの値は決定される。ＨＦＳの値が１より小さいものは１とし、５より大きいものは５とする。その結果、ＨＦＳは１から５までの値となる。

眠気度算出部５では、眠気予測パラメータをａ及びｂ、現在の心拍数ＨＲから得られるＲＲ間隔（R-R Interval）をＲＲ、基準心拍数ＨＲ＿ｒｅｆから得られる基準ＲＲ間隔をＲＲ＿ｒｅｆ、心拍揺らぎをＨＦＳとすると、次の（２）式により眠気度Ｄを算出する。
Ｄ＝ａ×（ＲＲ−ＲＲ＿ｒｅｆ）＋ｂ×ＨＦＳ・・・（２）

ここで、心拍数ＨＲは１分間当たりの心拍の数であるので、ＲＲ間隔は、心拍数ＨＲから次の（３）式で算出される。
ＲＲ＝６００００／ＨＲ（ミリ秒）・・・（３）

同様に、ＲＲ＿ｒｅｆは次の（４）式で算出される。
ＲＲ＿ｒｅｆ＝６００００／ＨＲ＿ｒｅｆ（ミリ秒）・・・（４）

本実施例では、ＨＦＳは眠気度算出部５で心拍数から求めているが、心拍センサ１１から取得するようにしてもよい。その場合は、Ｉ／Ｆ７が取得する生体情報としては、心拍数と心拍揺らぎの高周波成分となる。

ここで、眠気予測パラメータａ及びｂをそれぞれ設定することについて説明する。例えば運転中の眠気は単調な運転時（高速道路等）で起こりやすく、眠気を伴った機能低下が起こる。このような機能低下は、生理機能上は心拍数、血圧などが沈静して、眼球運動と脳波の異常などが動揺しながら出現する。自覚症状 疲労感が眠気とだるさ、四肢の疲れを中心に大きく増大し、集中低下も強く感じられる。行動能力 反応時間の大きな延長とばらつきが増大、正確さの低下があり、閉眼、まどろみによる危険状態にも至る。

眠気の状態は自律神経の機能により下記のように分類される。
＜１．眠気のない場合＞
交感神経が亢進し、副交感神経が抑制している状態である。心拍数ＨＲが大きく、心拍揺らぎの高周波成分ＨＦが小さい。
＜２．眠気の兆候がある場合＞
単調な運転や疲労などにより、心理的に眠気の自覚は少ないが生理的にその兆候が現れる。交感神経活動が亢進状態から抑制状態に変わるので、心拍数が下がる。
＜３．眠気が生じる場合＞
交感神経は抑制したままであるが、副交感神経活動が亢進状態に変わるので、心拍数ＨＲが下がり、心拍揺らぎの高周波成分ＨＦが上がる。
＜４．眠気に抗した葛藤状態＞
危険を感じ、眠気に抗するために、緊張状態を生じる。ヒヤッとしたときなどに、交感神経活動が断続的に亢進し、心拍揺らぎの高周波成分ＨＦが減少する。
＜５．眠気に抗しきれない状態＞
緊張が消失し、居眠りが始まる。交感神経活動が抑制されるので心拍数ＨＲは下がる。

上記の分類で、通常の居眠り運転では１の状態（眠気のない場合）から２の状態（眠気の兆候がある場合）に変化し、さらに４の状態（眠気に抗した葛藤状態）に至ることが多い。一方、安静状態では、１の状態から２の状態になり、３の状態（眠気が生じる場合）になり、そして、眠ってしまうと５の状態（眠気に抗しきれない状態）に至る。

そこで、（２）式では、図３に示したように、運転中では心拍揺らぎの眠気予測パラメータｂを０にして計算する。つまり、運転状態では、心拍数変化の眠気予測パラメータａを大きくし、心拍揺らぎの眠気予測パラメータｂを小さくする。一方、安静状態では、心拍数変化の要素の眠気予測パラメータａを小さくし、心拍揺らぎの眠気予測パラメータｂを大きくする。

即ち、眠気予測パラメータをａ及びｂは、ＲＲ間隔及び心拍揺らぎのそれぞれに対する重み付けをするための係数である。上述したように、ＲＲ間隔と心拍揺らぎは、活動状態によって眠気への寄与が異なるため、それぞれに重み付けをすることで、眠気度の精度を高めている。

そして、（２）式により算出された眠気度は１〜５の数値の範囲となる。この眠気度は１が眠気が小さく５が眠気が大きい。また、眠気度Ｄは現在の心拍数が眠気基準心拍数よりも低いときの、現在の心拍数と眠気基準心拍数との差分であるので、ＲＲ＜ＲＲ＿ｒｅｆ（ＨＲ＞ＨＲ＿ｒｅｆ）の場合眠気度は１とする。

即ち、眠気予測パラメータは活動状態によって変化するので、眠気度算出部５は、心拍数（生体情報）、活動状態、眠気基準心拍数に基づいて眠気度を算出していることとなる。

眠気度表示部６は、眠気度算出部５で算出された眠気度を表示する。眠気度は、単にその時の数値のみを表示してもよいし、時系列の変化が分かるように棒グラフ或いは折れ線グラフ等で表示するようにしてもよい。

眠気度表示部６の表示例を図７に示す。図７（ａ）は、時刻毎の心拍数と眠気基準心拍数と算出された眠気度を示した表である。図７（ｂ）は、図７（ａ）を棒グラフにしたものである。即ち、図７（ａ）のように心拍数が測定された場合は、図７（ｂ）のように被検者に対して表示する。

Ｉ／Ｆ７は、心拍センサ１１が接続されるインタフェース（Ｉ／Ｆ）である。Ｉ／Ｆ７は、心拍センサ１１が有線接続の場合は有線接続に対応するインタフェース、無線接続の場合は無線接続に対応するインタフェースとなる。即ち、Ｉ／Ｆ７は、被検者において測定された該被検者の心拍に関する生体情報（心拍数やその測定時刻等）を取得する。

Ｉ／Ｆ８は、位置情報や加速度情報が入力されるインタフェース（Ｉ／Ｆ）である。Ｉ／Ｆ８は、有線接続のインタフェース、無線接続のインタフェースのいずれであってもよい。即ち、Ｉ／Ｆ８は、被検者の位置情報を取得するとともに、被検者の加速度情報を取得する。

図８に眠気算出装置１の動作のフローチャートを示す。まず、ステップＳ１１において、心拍センサ１１から心拍数を取得し、状態判別部２で被検者の活動状態を判別する。即ち、本ステップが、被検者において測定された該被検者の心拍に関する生体情報を取得する生体情報取得工程と、被検者の活動状態を検出する活動状態検出工程として機能する。

次に、ステップＳ１２において、心拍センサ１１から取得した心拍数とパラメータテーブル３から出力された眠気予測パラメータと眠気基準心拍数テーブル４から出力された眠気基準心拍数とに基づいて眠気度算出部５で眠気度を算出する。即ち、本ステップが、生体情報取得工程で取得した生体情報、活動状態検出工程で検出した被検者の活動状態、及び眠気基準心拍数格納部に被検者の眠気基準心拍数が活動状態毎に格納されている基準心拍数に基づいて被検者の眠気に関する情報を算出する眠気度算出工程として機能する。

本実施例によれば、Ｉ／Ｆ７が心拍センサ１１で測定された被検者の心拍数及び測定時刻を取得し、Ｉ／Ｆ８に入力された位置情報及び加速度情報から状態判別部２で被検者の活動状態を判別する。また、眠気基準心拍数テーブル４に被検者の眠気基準心拍数が時刻及び活動状態毎に格納されている。そして、眠気度算出部５でＩ／Ｆ７が取得した心拍数、心拍揺らぎ、状態判別部２が判別した被検者の活動状態及びＩ／Ｆ７が取得した測定時刻から選択された眠気予測パラメータ及び眠気基準心拍数に基づいて被検者の眠気度を算出する。このようにすることにより、被検者の活動状態と時刻に基づいて眠気判定の基準とする眠気基準心拍数を変更することができる。従って、活動状態と時刻に応じた基準に基づいて眠気度を算出することができ、高精度に眠気度を算出することができる。

また、心拍数が測定された時刻及び状態判別部２が判別した被検者の活動状態に基づいて眠気基準心拍数テーブル４に格納される眠気基準心拍数を追加又は更新している。このようにすることにより、被検者の日常生活による活動状態の時刻毎の眠気基準心拍数の変化を随時更新又は追加することができる。

また、眠気度算出部５は、活動状態毎に予め設定された眠気予測パラメータに基づいて被検者の眠気度を算出している。このようにすることにより、心拍数と心拍揺らぎを活動状態に応じて重み付けすることができる。

また、被検者の位置情報及び加速度情報を取得するＩ／Ｆ８を備えている。このようにすることにより、被検者の移動速度や加速度から活動状態を検出することができる。

また、眠気度表示部６を備えているので、被検者は、自身の眠気を具体的に知覚することができ、表示された眠気度に基づいて例えば休憩や運動等の対応を行うことができる。

なお、上述した実施例において活動状態と測定時刻とに基づいて眠気予測パラメータや眠気基準心拍数を選択していたが、活動状態のみに基づいて眠気予測パラメータや眠気基準心拍数を選択してもよい。但し、測定時刻も考慮した方が、適切な眠気予測パラメータや眠気基準心拍数を選択できるので好ましい。

また、眠気度表示部６に加えて音声で眠気度を通知するようにしてもよい。或いは、一定以上の眠気度の場合に音声による通知を行ってもよい。

次に、本実施例の第２の実施例にかかる眠気算出装置１Ａを図９乃至図１２を参照して説明する。なお、前述した第１の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

本実施例では、図９に示したように、第１の実施例で示した構成に、入力部９と、眠気基準心拍数修正部１０と、が追加されている。

入力部９は、眠気度表示部６に表示された眠気度に対する被検者による主観評価が入力される手段である。入力部９は、例えばタッチパネルやマウス、キーボード等で構成される。

眠気基準心拍数修正部１０は、入力部９から入力された被検者による主観評価に基づいて眠気基準心拍数を修正する。即ち、眠気基準心拍数修正部１０は、入力部９により入力された評価に基づいて、眠気基準心拍数を変更するため、眠気度算出部の一部を構成する。

第１の実施例で示した眠気度は、心拍センサ１１で測定された心拍数等に基づいて算出されているが、その算出値と被検者の感覚がずれる場合もある。そこで、本実施例では、眠気度表示部６に表示された眠気度を被検者が主観で評価し、その評価に基づいて眠気基準心拍数を修正する。

具体例を図１０及び図１１を参照して説明する。図１０及び図１１は眠気度表示部６の表示例であり、心拍数の変化と眠気基準心拍数のグラフ６ａと眠気度のグラフ６ｂと入力部９とを示している。つまり、図１０及び図１１の例では、入力部９はタッチパネルとなっている。

図１０の場合は、眠気基準心拍数が７４となっている。そして、現在の眠気度は眠気度算出部５の算出結果から４となっている。このとき、被検者が現在の眠気度を主観評価する。

主観評価の結果被検者は、眠気度は２であると評価した場合、図１１に示すように、入力部９の眠気レベルの２を選択操作する。すると、その主観評価に合わせて眠気基準心拍数修正部１０で眠気基準心拍数が修正される。図１１の場合は７２に修正される。そして、修正された眠気基準心拍数に基づいて眠気度が再算出され眠気度のグラフ６ｂも修正される。

次に、眠気基準心拍数修正部１０における眠気基準心拍数の修正について説明する。第１の実施例で説明した（２）式を変形すると次の（５）式となる。
ＲＲ＿ｒｅｆ＝ＲＲ−（Ｄ−ｂ×ＨＦＳ）／ａ・・・（５）

従って、（５）式のＤに主観評価値を代入することで、修正されたＲＲ＿ｒｅｆが算出できる。そして、修正されたＲＲ＿ｒｅｆに基づいて（２）式により眠気度を再算出する。なお、ＲＲ＿ｒｅｆと眠気基準心拍数ＨＲ＿ｒｅｆとは、第１の実施例で説明した（４）式に示した関係にあるので、眠気基準心拍数ＨＲ＿ｒｅｆは（４）式を変形することで容易に算出することができる。

修正された眠気基準心拍数ＨＲ＿ｒｅｆは、心拍数の変化と眠気基準心拍数のグラフ６ａの表示に用いる他、眠気基準心拍数テーブル４の該当する活動状態と時刻における眠気基準心拍数の修正も行われる。

図１２に眠気算出装置１Ａの主観評価から眠気度表示部６の表示が修正されるまでの動作のフローチャートを示す。まず、ステップＳ２１で被検者が主観評価を行う。次に、ステップＳ２２で入力部９から入力された主観評価に基づいて上記した（５）式により眠気基準心拍数修正部１０で眠気基準心拍数を修正する。

次に、ステップＳ２３で修正された眠気基準心拍数に眠気基準心拍数テーブル４を修正する。次に、ステップＳ２４で眠気度算出部５が眠気度を再算出する。そして、ステップＳ２５で眠気度表示部６の表示が修正される。

なお、ステップＳ２５以降は、第１の実施例と同様に現在の心拍数と活動状態に基づいて眠気度が算出されて表示される。そして、被検者が主観評価により眠気度を修正した場合は図１２のフローチャートが再度実行される。

また、図９に示した構成では、眠気基準心拍数修正部１０を別途設けたが、眠気度算出部５が兼ねる構成であってもよい。

本実施例によれば、眠気度表示部６に提示された眠気度に対する被検者の主観評価が入力されるに入力部９と、眠気基準心拍数修正部１０と、を更に備えている。そして、眠気基準心拍数修正部１０は、入力部９により入力された主観評価に基づいて、眠気基準心拍数を修正し、眠気度算出部５は、修正された眠気基準心拍数に基づいて再度眠気度を算出している。このようにすることにより、眠気度算出部５が算出した眠気度を被検者が主観評価することができる。そして、その主観評価結果をフィードバックして再度眠気度算出部５が眠気度を算出することができる。従って、被検者個人に合わせた眠気に関する情報をより精度良く算出することができる。

次に、本発明の第３の実施例にかかる表示装置を図１３乃至図１４を参照して説明する。なお、前述した第１、第２の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

本実施例では、図１３に示したように、眠気基準心拍数テーブル３１がサーバ３０に設けられている。また、サーバ３０には個人別履歴データ３２も格納されている。そして、サーバ３０は、複数人のデータを一括管理することができる。

個人別履歴データ３２は、後述するデバイス１Ｂから受信した心拍数、測定時刻、活動状態等の履歴データが個人別に格納されている。サーバ３０は、個人別履歴データ３２に蓄積された履歴データに基づいて眠気基準心拍数テーブル３１を作成又は更新する。なお、サーバ３０には、図示しないが図１等に示したパラメータテーブル３も備えている。そして、サーバ３０は、デバイス１Ｂからの要求に基づいて眠気基準心拍数や眠気予測パラメータを送信する。

デバイス１Ｂは、被検者の近傍に設置又は被検者が身に着ける状態で所持する機器であり、少なくとも履歴データを取得することができ、取得された履歴データをサーバに送信することが可能となっている。

図１３では、デバイス１Ｂとして、例えば腕時計型とベッド備え付け型を示しているが、これらを同一の被検者が利用し、それぞれで取得した履歴データをサーバ３０に送信することができる。このようにすることにより同じ被検者が異なるデバイス１Ｂを利用しても履歴データを１か所に蓄積することができ、眠気基準心拍数テーブル３１を複数のデバイス１Ｂで共有することができる。

図１４に、本実施例にかかるデバイス１Ｂを示す。図１４において、状態判別部２、眠気度算出部５、眠気度表示部６、Ｉ／Ｆ７は、基本的に第１の実施例と同様である。但し、状態判別部２は、判別した状態を通信部１２に出力する点が異なる。また、眠気度算出部５は、通信部１２が取得した眠気基準心拍数及び眠気予測パラメータに基づいて眠気度を算出する。Ｉ／Ｆ７は、取得した心拍数と測定時刻を状態判別部２及び眠気度算出部５に加えて通信部１２にも出力する。

通信部１２は、サーバ３０と通信する。通信部１２は、心拍センサ１１で測定された心拍数と測定時刻及び状態判別部２で判別された活動状態をサーバ３０に送信し、サーバ３０から送信された眠気基準心拍数及び眠気予測パラメータを受信する。

なお、本実施例において、心拍センサ１１をデバイス１Ｂが備える構成であってもよい。また、状態判別部２及び眠気度算出部５をサーバ３０が備える構成でもよい。この場合、通信部１２は、位置情報や加速度情報等の活動状態を判別するための情報を送信する。即ち、サーバ３０で活動状態を判別し、眠気度を算出してもよい。或いは、状態判別部２又は眠気度算出部５のいずれかのみをサーバ３０が備える構成でもよい。

即ち、本実施例にかかる眠気算出装置は、サーバ３０とデバイス１Ｂとで構成される。

また、図１４に示したデバイス１Ｂに第２の実施例で示した入力部９と眠気基準心拍数修正部１０とを備える構成としてもよい。

本実施例によれば、眠気算出装置をサーバとデバイス１Ｂとで構成されているので、１人の被検者が複数のデバイスを使用した場合でも心拍数等の履歴データや眠気基準心拍数を一括管理することができる。また、眠気基準心拍数テーブルを複数のデバイス１Ｂで共有することができる。

また、サーバ３０に演算機能を持たせることができるので、デバイス１Ｂをバッテリ駆動させた場合に長時間動作させることができ、また、デバイス１Ｂの小型化を図ることが可能となる。

また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の眠気算出装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１、１Ａ 眠気算出装置
２ 状態判別部（活動状態検出部）
３ パラメータテーブル
４ 眠気基準心拍数テーブル（眠気基準心拍数取得部、眠気基準心拍数
設定部）
５ 眠気度算出部
６ 眠気度表示部（表示部）
７ Ｉ／Ｆ（生体情報取得部）
８ Ｉ／Ｆ（活動状態検出部、位置情報取得部、加速度情報取得部）
９ 入力部
１０ 眠気基準心拍数修正部（眠気度算出部）
１１ 心拍センサ
Ｓ１１ 状態判別（生体情報取得工程、活動状態検出工程）
Ｓ１２ 眠気度算出（眠気度算出工程）

Claims (1)

1. 被検者の心拍に関する生体情報を取得する生体情報取得部と、
   前記被検者の活動状態を検出する活動状態検出部と、
   前記被検者の眠気基準心拍数が前記活動状態毎に格納されている眠気基準心拍数格納部から前記眠気基準心拍数を取得する眠気基準心拍数取得部と、
   前記生体情報取得部が取得した前記生体情報、前記活動状態検出部が検出した前記被検者の前記活動状態、及び前記眠気基準心拍数取得部が取得した前記基準心拍数に基づいて前記被検者の眠気に関する情報を算出する眠気度算出部と、
   を備えることを特徴とする眠気算出装置。

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