JP2019217233A - Sleep evaluation device and sleep control method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、睡眠状態検出器とそれを利用した睡眠制御方法に関する。 The present invention relates to a sleep state detector and a sleep control method using the same.
目覚まし時計などにおいて、レム睡眠時に人を、目覚ます方法がある（特許文献１〜３）。この方法を、以下で説明する。まず、人が睡眠すると、深い睡眠のノンレム睡眠時間帯と、浅い睡眠のレム睡眠時間帯とを繰り返す。この浅い睡眠のレム睡眠時間帯に、人を目覚ますと、人は眠気が無く起きることができる。気分よく起きることができる。一方、深い睡眠のノンレム睡眠時間帯に、人を起こすと、眠気があるまま起き（睡眠慣性）、１日が辛くなる。気分が悪い状態で起こされる。 There is a method of waking a person at the time of REM sleep in an alarm clock or the like (Patent Documents 1 to 3). This method is described below. First, when a person sleeps, a non-REM sleep time zone of deep sleep and a REM sleep time zone of light sleep are repeated. When the person wakes up during this light sleep REM sleep period, the person can get up without sleepiness. You can get up well. On the other hand, if a person is awake during the non-REM sleep period of deep sleep, the person wakes up with drowsiness (sleep inertia), and the day becomes painful. Get up in a bad mood.
通常、ノンレム睡眠時間帯とレム睡眠時間帯との繰り返しの周期を、通常４−５回繰り返し、朝に起きることとなる。周期は、平均約９０分と言われている。
特許文献１〜３では、睡眠の開始をセンサーなどで検出し、レム時間帯とノンレム時間帯を検出する。そして、朝方のレム睡眠時間帯に人を起こす。Normally, the repetition cycle of the non-REM sleep time zone and the REM sleep time zone is usually repeated 4 to 5 times, and wakes up in the morning. The cycle is said to average about 90 minutes.
In Patent Documents 1 to 3, the start of sleep is detected by a sensor or the like, and a REM time zone and a non-REM time zone are detected. Then wake up the person during the REM sleep hours in the morning.
しかしながら、従来技術のセンサーは、高級で複雑なものであった。簡易的に、正確に、人の睡眠状態を測定できなかった。
よって、本願課題は、人の睡眠状態を簡易的に、正確に測定する睡眠状態検出器とそれを利用した睡眠制御方法を提供することである。However, prior art sensors have been expensive and complex. It has not been possible to simply and accurately measure a person's sleep state.
Therefore, an object of the present application is to provide a sleep state detector that simply and accurately measures a person's sleep state and a sleep control method using the same.
上記課題を解決するために、首筋に配置されるセンサーと、上記センサーを制御する制御部と、上記センサーと上記制御部へ電力を共有する電力供給部と、を有する睡眠評価装置を用いる。
また、上記睡眠評価装置を用いて、人の睡眠状態を検出する工程と、上記睡眠状態から起床時刻を決定する工程と、を含む睡眠制御方法を用いる。In order to solve the above-mentioned problem, a sleep evaluation device including a sensor arranged on a neck, a control unit for controlling the sensor, and a power supply unit for sharing power to the sensor and the control unit is used.
Further, a sleep control method including a step of detecting a sleep state of a person using the sleep evaluation device and a step of determining a wake-up time from the sleep state is used.
本発明の睡眠評価装置と睡眠制御方法によれば、人の睡眠状態を簡易的に、正確に測定でき、睡眠を制御できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the sleep evaluation apparatus and the sleep control method of this invention, a person's sleep state can be measured simply and accurately, and sleep can be controlled.
以下で実施の形態を説明するが、発明の１つの例示であり、これに発明は限定されない。
（実施の形態１）
図１（ａ）に実施の形態１の睡眠状態検出器２の平面図を示す。図１（ｂ）に、実施の形態１の睡眠状態検出器２を人に付けた時の正面図を示す。An embodiment will be described below, but this is only one example of the invention, and the invention is not limited thereto.
(Embodiment 1)
FIG. 1A is a plan view of the sleep state detector 2 according to the first embodiment. FIG. 1B shows a front view when the sleep state detector 2 of the first embodiment is attached to a person.
＜全体構成＞
睡眠状態検出器２は、聴診器のような形状をしている。睡眠状態検出器２は、調整部１７と、調整部１７の両端に第１接続部１２ａと第２接続部１２ｂとがある。調整部１７は、制御部１３、通信部１４、電源１８を有する。<Overall configuration>
Sleep state detector 2 is shaped like a stethoscope. The sleep state detector 2 includes an adjustment unit 17 and a first connection unit 12a and a second connection unit 12b at both ends of the adjustment unit 17. The adjustment unit 17 includes a control unit 13, a communication unit 14, and a power supply 18.
調整部１７は、第１接続部１２ａまたは第２接続部１２ｂの長さを調整し、第１センサー１０ａ、第２センサー１０ｂが、鎖骨の凹部１６に位置するようにすることができる。調整部１７は、ベルトなどの長さ調整する機構を有する。調整部１７は、マッジテープ（商標）や粘着性などを備えてもよい。または、調整部１７を強めに締め、首に固定してもよい。 The adjusting unit 17 adjusts the length of the first connecting unit 12a or the second connecting unit 12b so that the first sensor 10a and the second sensor 10b are located in the concave portion 16 of the collarbone. The adjustment unit 17 has a mechanism for adjusting the length of a belt or the like. The adjusting unit 17 may include a mudge tape (trademark), adhesiveness, or the like. Alternatively, the adjusting section 17 may be tightened strongly and fixed to the neck.
第１センサー１０ａと第２センサー１０ｂとを特定しない場合、センサー１０として説明する。センサー１０は、マイクセンサ、または、圧力センサーである。マイクセンサは、心拍と呼吸を音でとらえる。圧力センサーは、心拍と呼吸を振動でとらえる。センサー１０で、人の心拍または呼吸を検出する。 The case where the first sensor 10a and the second sensor 10b are not specified will be described as the sensor 10. The sensor 10 is a microphone sensor or a pressure sensor. The microphone sensor captures heartbeat and breathing with sound. The pressure sensor captures the heartbeat and breathing by vibration. The sensor 10 detects a person's heartbeat or breathing.
調整部１７にある制御部１３は、センサー１０の制御、センサー１０からのデータの取得をする。データを分析し、レム時間帯を抽出する。
調整部１７にある通信部１４は、制御部１３のレム時間帯のデータを外部へ無線で転送する。The control unit 13 in the adjustment unit 17 controls the sensor 10 and acquires data from the sensor 10. Analyze the data and extract the REM time zone.
The communication unit 14 in the adjustment unit 17 wirelessly transfers the data in the REM time zone of the control unit 13 to the outside.
調整部１７にある電源１８は、電気を制御部１３、センサー１０などへ提供する。電源１８は、２次電池である。無線で給電できるとさらによい。使用しない時は、充電される。
睡眠状態検出器２は、睡眠の前後、睡眠中に使用される。その間、センサ１０で、人の心拍または呼吸を検出する。A power supply 18 in the adjustment unit 17 provides electricity to the control unit 13, the sensor 10, and the like. The power supply 18 is a secondary battery. It is even better if the power can be supplied wirelessly. Charge when not in use.
The sleep state detector 2 is used before, after, and during sleep. Meanwhile, the sensor 10 detects the heartbeat or breathing of the person.
第１接続部１２ａと第２接続部１２ｂは、それぞれ、センサー１０と調整部１７とを接続する。データ転送や電気を供給する線を有する。
＜センサー１０＞
センサー１０は、圧力センサ、または、マイクセンサである。マイクセンサは、音をひらうセンサーである。センサー１０は、鎖骨の凹部１６に位置する。この部分は、人の心拍または呼吸を、最も、検出しやすい場所である。The first connection part 12a and the second connection part 12b connect the sensor 10 and the adjustment part 17, respectively. It has lines for supplying data transfer and electricity.
<Sensor 10>
The sensor 10 is a pressure sensor or a microphone sensor. The microphone sensor is a sensor that emits sound. The sensor 10 is located in a recess 16 of the collarbone. This is the location where the heartbeat or breathing of a person is most easily detected.
マイクセンサの場合、音をひらうので、人との密着性に影響を受けず、一定感度で信号をひらえる。
圧力センサーの場合、凹部１６の振動を拾う。凹部１６は、柔軟な部分で、より変位が大きく検出しやすい。なお、凹部１６は、首筋付近であれば、凹部でなくともよい。首筋付近が最も、身体全体の変化（心拍または呼吸）を測定しやすい。In the case of a microphone sensor, since the sound is emitted, the signal is emitted with a constant sensitivity without being affected by the close contact with a person.
In the case of a pressure sensor, the vibration of the recess 16 is picked up. The concave portion 16 is a flexible portion and has a larger displacement and can be easily detected. Note that the recess 16 need not be a recess as long as it is near the neck. Near the neck is the easiest to measure changes in the whole body (heart rate or breathing).
センサー１０が左右２つあることで、左右の大きい方のデータを採用できる。その結果、確実にデータを得ることができる。このことで、人とセンサー１０との接触具合に影響を受けにくい。
第１センサー１０ａと第２センサー１０ｂとは、少なくとも１つは必要である。圧力センサとマイクセンサとを１つずつ用いると、さらによい。Since there are two sensors 10 on the left and right, the larger data on the left and right can be adopted. As a result, data can be reliably obtained. This makes it less likely to be affected by the degree of contact between the person and the sensor 10.
At least one of the first sensor 10a and the second sensor 10b is required. It is even better to use one pressure sensor and one microphone sensor.
＜動作＞
図２（ａ）〜図３にて、動作を説明する。図２（ａ）は、睡眠のレベルを示す。
図２（ｂ）は、実施の形態の信号の変化を示す。図３は、全体のプロセスを示す。<Operation>
The operation will be described with reference to FIGS. FIG. 2A shows sleep levels.
FIG. 2B shows a change in a signal according to the embodiment. FIG. 3 shows the overall process.
図２（ａ）で、人は１２時に寝る。その後、ノンレム時間帯３１、３２、３３、３４、３５とレム時間帯４１、４２、４３、４４を繰り返す。ノンレム時間帯は眠りの段階が高く、深い睡眠であり、起きることができない時間帯である。
時刻が進むにつれて、レム時間帯が増加し、朝に起床する。この図の場合、レム時間帯の７：１５〜７：３０に起床することで快適に起床できる。In FIG. 2A, the person sleeps at 12:00. Thereafter, the non-REM time zones 31, 32, 33, 34 and 35 and the REM time zones 41, 42, 43 and 44 are repeated. The non-REM time zone is a time zone in which the stage of sleep is high, deep sleep, and cannot wake up.
As the time advances, the REM time zone increases and wakes up in the morning. In the case of this figure, it is possible to get up comfortably by getting up at 7:15 to 7:30 in the REM time zone.
図２（ｂ）は、センサー１０からの信号の変化を示す。図２（ａ）に類似する変化をする。結果、センサー１０により、睡眠状態検出器２を付けた人の睡眠状態がわかる。
＜プロセス＞
（１）人は睡眠前にこの睡眠状態検出器２を身につける。FIG. 2B shows a change in a signal from the sensor 10. The change is similar to that of FIG. As a result, the sleep state of the person wearing the sleep state detector 2 can be known from the sensor 10.
<Process>
(1) A person wears this sleep state detector 2 before sleeping.
（２） センサー１０により、睡眠状態検出器２を身に付けた人の心拍、または、呼吸に関連する信号を検出する。
（３）制御部１３で分析する。(2) The sensor 10 detects a signal related to heartbeat or respiration of a person wearing the sleep state detector 2.
(3) The analysis is performed by the control unit 13.
センサー１０の情報から、制御部１３が分析し、人が睡眠してから、起床するまでの状態、時刻、つまり、レム、ノンレム時間帯がわかる。
（４）通信部１４で通信する。The information from the sensor 10 is analyzed by the control unit 13, and the state and time from when the person sleeps until when the person wakes up, that is, the REM and non-REM time zones are known.
(4) Communication is performed by the communication unit 14.
通信部１４が、情報として、睡眠状態、この場合、上記レム、ノンレム時間帯を、スマートホン、パソコン、サーバなどへ送る。
＜効果＞
睡眠状態検出器２により、正確に、レム時間帯がわかる。このことで、起きやすいレム時間帯での起床できるように、起床時刻の決定に利用される。また、快適におきるために、睡眠すべき時刻もわかるようになる。The communication unit 14 sends the sleep state, in this case, the REM or non-REM time zone as information to a smartphone, a personal computer, a server, or the like.
<Effect>
The sleep state detector 2 can accurately determine the REM time zone. This is used to determine the wake-up time so that the user can wake up during the rem time zone when the user is likely to get up. Also, in order to stay comfortable, it is possible to know the time to sleep.
なお、制御部１３でデータ処理せず、データを情報として、睡眠状態を示すデータ（呼吸または心拍）そのまま、外部（ネット、パソコン、スマートホン）へ送ってもよい。そこで分析してもよい。
（実施の形態２）
図４に実施の形態２の睡眠状態検出器２０を示す。実施の形態１との違いは、第１接続部１２ａ、第２接続部１２ｂに加熱線１５が入っていることである。説明しない事項は、実施の形態１と同様である。Note that the data (information) may be sent to the outside (net, personal computer, smart phone) as data as information (respiration or heartbeat) as it is without processing the data in the control unit 13. Therefore, analysis may be performed.
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a sleep state detector 20 according to the second embodiment. The difference from the first embodiment is that the heating wire 15 is inserted in the first connection portion 12a and the second connection portion 12b. Items not described are the same as in the first embodiment.
加熱線１５は、制御部１３の制御により、電源１８の電気で温度が上がる。
制御部１３は、睡眠すべき時刻の前４５分から３０分の間に加熱する。
なお、通信部１４は、外部から無線などで、睡眠時刻をうけ、上記制御をすることができる。The temperature of the heating wire 15 is increased by the electric power of the power supply 18 under the control of the control unit 13.
The control unit 13 heats between 45 minutes and 30 minutes before the time to sleep.
The communication unit 14 can perform the above-described control by receiving a sleep time from outside by wireless or the like.
また、通信部１４は、外部から起床時刻を受け、制御部１３は、起床時刻前３０分から、加熱線１５を加熱できる。
＜効果＞
一端温度を上げさげると、人は眠むたくなる。このため、加熱線１５で上記のように加熱すると、人は眠りにつきやすく、レム、ノンレムの周期に従い起きやすい。In addition, the communication unit 14 receives the wake-up time from the outside, and the control unit 13 can heat the heating wire 15 30 minutes before the wake-up time.
<Effect>
Once the temperature is raised, people become sleepy. Therefore, when the heating is performed by the heating wire 15 as described above, the person tends to fall asleep and tends to wake up according to the REM or non-REM cycle.
さらに、起きる前に、加熱線１５を加熱することで、体温が上がり、起きやすい。
（実施の形態３）
実施の形態３では、第１センサー１０ａ、または、第２センサー１０ｂの少なくとも１方を、温度センサーとする。説明しない事項は、実施の形態１または２と同様である。Further, by heating the heating wire 15 before getting up, the body temperature rises and it is easy to get up.
(Embodiment 3)
In the third embodiment, at least one of the first sensor 10a and the second sensor 10b is a temperature sensor. Items not described are the same as those in the first or second embodiment.
ここで、
センサー１０で、温度を測定する。
ここで、センサー１０は、鎖骨の凹部１６に位置する。この場合、温度として、深部体温に近い温度を測定できる。here,
The temperature is measured by the sensor 10.
Here, the sensor 10 is located in the recess 16 of the collarbone. In this case, a temperature close to the core body temperature can be measured.
＜睡眠における体内深部温度のモニタリングについて＞
これまでに、睡眠における体内深部温度のメカニズムが明らかにされており、心地よく入眠に至るには、体内深部温度を、例えば入浴などによって一時的体表温度を上昇させ、そののちに体表温度の低下に伴い、体内深部温度も連動して低下するメカニズムの利用が提唱され、既知となっている。<Monitoring of deep body temperature during sleep>
To date, the mechanism of deep body temperature during sleep has been elucidated, and in order to comfortably fall asleep, the deep body temperature is temporarily increased by, for example, bathing, and then the body surface temperature is increased. It has been proposed and known to use a mechanism in which the temperature in the body deepens with the decrease.
一方、深部温度の測定は、これまでは主に、長時間にわたる手術などを想定し、手術中の患者の体調を調べるために、食道内部、直腸、あるいは内耳などの温度を測定する器具が製品として存在する。これらの機器は精度よく長時間にわたり内臓機能の状況を見るためにある。 On the other hand, in the past, deep temperature measurement has been mainly based on long-term surgery and other instruments that measure the temperature inside the esophagus, rectum, or inner ear, etc. Exists as These devices are used to accurately check the status of internal functions over a long period of time.
そこで、毎晩の入眠において、もしも能動的に体表の温度を上昇させ、そのことによる体内深部温度が上昇したことを確認して、不足しているようであれば、能動的に加熱、あるいは減熱するなどの操作を行ったり、あるいは入浴などの日常簡易に体表温度上昇のための働きかけをして、その後の連動体内深部温度低下を確認し、それで入眠しやすい状況になっているかをモニタリングするためには、より簡易な深部温度の測定が必要となる。 Therefore, in the case of falling asleep every night, if the temperature of the body surface is actively increased, it is confirmed that the temperature inside the body has increased, and if it is insufficient, it is actively heated or reduced. Performing operations such as heating, or simply raising the body surface temperature daily, such as taking a bath, and then checking for a decrease in the temperature inside the interlocked body and monitoring whether it is easy to fall asleep. To do so, simpler deep temperature measurement is required.
睡眠における深部温度とは、すなわちほぼ脳の活動状況に影響することを想定することが可能である。そして、そのための測定点として、本実施の形態では首筋の脳への動脈の温度を測定することにする。体表温度は、心臓から各臓器に送られるまでに、抹消部に至るまでに血液温度が低下して臓器に到達するが、心臓から脳にいたる動脈血管は大半が胸部中の血管であり、極端に温度エネルギーを消失するのは、頸部（首すじ）だけと想定される。そこで、上記の実施の形態のように、送り出す心臓に近い、首筋周りの下部を測定すれば、心臓送出時の温度からの低下は比較的少ないとの想定を置くことができる。 It is possible to assume that the deep temperature in sleep, that is, substantially affects the activity state of the brain. In the present embodiment, the temperature of the artery to the brain of the neck muscle is measured as a measurement point for that purpose. Body surface temperature, before it is sent from the heart to each organ, the blood temperature decreases to reach the organs to reach the peripheral part, but the arteries from the heart to the brain are mostly blood vessels in the chest, It is assumed that only the cervix (neck line) loses the thermal energy extremely. Therefore, as in the above-described embodiment, by measuring the lower part around the scruff near the heart to be sent out, it can be assumed that the drop from the temperature at the time of sending out the heart is relatively small.
また、睡眠における体内深部温度は時間連続的な温度変化を求めることが肝要であり、絶対値での温度を調べる必要はない。したがって、従来は、首筋での体表温度の測定を求めるという発想がなかったため、脳内深部温度をこのように測定モニタリングする方法は考えられてこなかった。 In addition, it is important to obtain a temperature change over time in the deep body temperature during sleep, and it is not necessary to check the temperature in absolute value. Therefore, conventionally, there has been no idea to require the measurement of the body surface temperature at the neck muscle, and no method of measuring and monitoring the deep brain temperature in this way has been considered.
そこで、実施の形態において、心拍音など心臓の活動量とともに、または、別に、首筋での動脈温度を測定することにより、睡眠にとって最も重要な、脳内深部温度の近似温度を測定し、もって睡眠状態のモニタリングと制御（能動的に温度上昇を図る）に用いることができる。 Therefore, in the embodiment, by measuring the artery temperature at the neck muscle together with or separately from the activity of the heart such as a heartbeat sound, the most important temperature for sleep, the approximate temperature of the deep brain temperature is measured, and the sleep is measured. It can be used for monitoring and controlling the state (actively raising the temperature).
結果、 凹部１６は、首筋になり、センサー１０で深部温度を測定することで、睡眠状態がわかる。
また、深部体温を測定し、実施の形態１と同様にそのデータを送り知ることができる。寝る時は、深部体温を少し上げる行動をし、温度が下がりだした時に寝ると、よく眠れる。
（全体として）
実施の形態１〜３は組み合わせができる。As a result, the concave portion 16 becomes the neck, and the sleep state can be understood by measuring the deep part temperature with the sensor 10.
Further, the core body temperature can be measured, and the data can be sent and known as in the first embodiment. When you go to bed, you do something to raise the core body temperature a little, and when you fall when the temperature starts to fall, you can sleep well.
(as a whole)
Embodiments 1 to 3 can be combined.
本発明の睡眠状態検出器とそれを利用した睡眠制御方法は、個人だけでなく、病院、宿舎などの施設でも使用できる。 The sleep state detector and the sleep control method using the same according to the present invention can be used not only in individuals but also in facilities such as hospitals and lodgings.
２ 睡眠状態検出器
１０ センサー
１０ａ センサー
１０ｂ センサー
１１ ノンレム時間帯
１２ａ 第１接続部
１２ｂ 第２接続部
１３ 制御部
１４ 通信部
１５ 加熱線
１６ 凹部
１７ 調整部
１８ 電源
２０ 睡眠状態検出器
２１ レム時間帯
３１，３２，３３，３４，３５ ノンレム時間帯
４１，４２，４３，４４ レム時間帯2 Sleep state detector 10 Sensor 10a Sensor 10b Sensor 11 Non-REM time zone 12a First connection unit 12b Second connection unit 13 Control unit 14 Communication unit 15 Heating wire 16 Depression 17 Adjustment unit 18 Power supply 20 Sleep state detector 21 Rem time zone 31, 32, 33, 34, 35 Non-REM time zone 41, 42, 43, 44 REM time zone
Claims (12)
前記センサーを制御する制御部と、
前記センサーと前記制御部へ電力を共有する電源と、を有する睡眠評価装置。A sensor placed on the neck,
A control unit for controlling the sensor,
A sleep evaluation device comprising: the sensor and a power supply that shares power with the control unit.
２つの前記センサーと前記制御部間を繋ぐ接続部をさらに有する請求項１記載の睡眠評価装置。There are two said sensors,
The sleep evaluation device according to claim 1, further comprising a connection unit that connects the two sensors to the control unit.
前記睡眠状態から起床時刻を決定する工程と、を含む睡眠制御方法。A step of detecting a sleep state of a person by using the sleep evaluation device according to any one of claims 1 to 11,
Determining a wake-up time from the sleep state.
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