JP2021102036A - 体調検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】人の睡眠状態を簡易的に、正確に測定する体調検出器とそれを利用した睡眠制御方法を提供すること。【解決手段】肩甲骨の凹部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、を有する体調検出器を用いる。上記センサーは２つあり、２つの上記センサーと上記制御部間を繋ぐ接続部をさらに有し、上記２つのセンサー間には、重石がある上記体調検出器を用いる。また、上記体調検出器には、メモリがあり、医療機関で、上記メモリから上記センサーによるデータを取り出し、診察と上記データとから診断に利用する体調検出器を用いる。【選択図】図１

Description

本発明は、体調検出器とそれを利用した睡眠制御方法に関する。

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。

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。

特開２０１４−２３５７２号公報 特開２０００−３１６８３２号公報 特開昭６１−８０４９１号公報

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、正確に測定する体調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。

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、を有する体調検出器を用いる。

本発明の体調検出器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。

（ａ）実施の形態１の体調検出器２の平面図、（ｂ）実施の形態１の体調検出器２を人に付けた時の正面図 （ａ）睡眠のレベルを示す図、（ｂ）実施の形態１の信号の変化を示す図 実施の形態１の全体のプロセスを示す図 実施の形態２の体調検出器２０を示す図 （ａ）〜（ｃ）実施の形態４の体調検出器を人体に付着させた時の斜視図 実施の形態５のフロー図 実施の形態５のフロー図 実施の形態６のフロー図

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の体調検出器２の平面図を示す。図１（ｂ）に、実施の形態１の体調検出器２を人に付けた時の正面図を示す。

＜全体構成＞
体調検出器２は、聴診器のような形状をしている。体調検出器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。

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。

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。

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。データを分析もしてもよい。
調整部１７にある通信部１４は、制御部１３のデータを外部へ無線で転送する。

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。
体調検出器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。

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、音をひろうセンサーである。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。

マイクセンサの場合、音をひろうので、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。

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。

＜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。

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。

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、体調検出器２を付けた人の睡眠状態がわかる。
＜プロセス＞
（１）人は睡眠前にこの体調検出器２を身につける。

（２） センサー１０により、体調検出器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。

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。

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＞
体調検出器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。

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の体調検出器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。説明しない事頃は、実施の形態１と同様である。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（実施の形態４）：密着させる構造
実施の形態４では、体調検出器２の第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、体に密着させる方法、構造である。説明しない事項は、実施の形態１〜３と同様である。
図５（ａ）〜図５（ｃ）に、体調検出器２を人体に付着させた時の斜視図を示す。
図５（ａ）では、第１センサー１０ａと第２センサー１０ｂとを繋ぎ、重石２３を付けた。重石２３により、第１センサー１０ａ、または、第２センサー１０ｂは、人体に押さえつけられる。
図５（ｂ）では、第１センサー１０ａと第２センサー１０ｂとを連結部２４繋いだ。連結部２４の重さにより、第１センサー１０ａ、または、第２センサー１０ｂは、人体に押さえつけられる。連結部２４は、第１接続部１２ａ、第２接続部１２ｂより重い。
図５（ｃ）では、第１センサー１０ａと第２センサー１０ｂとを繋ぎ、第１センサー１０ａ、または、第２センサー１０ｂに、押さえ部２５を付けた。押さえ部２５は、シリコーンシートなどであり、人体に密着できる。

（実施の形態５）：病院でデータチェック、医療に活用
上記体調検出器２、２０は、さらに、データを記録できるメモリと、データを通信できる機能を有し、次のことができる。説明しない事項は上記と同様である。図６にフロー図を示す。
（１）体調検出器２、２０を、人（患者）が身に着け生活をする。体調が悪くなり、医療機関（病院）などへ行く。
（２）医療機関では、体調検出器２、２０から過去Ｘ時間のデータを取り出す。Ｘ時間は、〜２４時間程度で任意である。
（３）医師は審査を行い、かつ、上記データとから診断をする。
（４）上記診断結果から治療方法を決定する。
（５）必要なら薬を指定する。
（６）人（患者）は、その後、自宅、職場からデータを病院へ送り、医師が状態を判断する。必要に応じて、患者に連絡し、呼び出すことができる。または、医師を患者へ派遣できる。
通常の診察だけでなく、過去の患者の状態がわかり、より正しい診断ができる。さらに、診断後の状態もわかり、それに応じた対応ができる。
さらに、図７にフロー図を示す。
（７）（６）のあと、定期的にデータを病院へ送る。もし、ある基準を超えると、病院から患者に連絡をする。そして、必要に応じて、１往診をする、２救急搬送をする、３後日病院に来てもらう、４経過観察として、より頻繁にデータをチェックするなどの対応をする。長期間の患者のフォローができる。

（実施の形態６）会社などで業務の遂行を判断
上記体調検出器２、２０は、データを記録できるメモリと、データを通信できる機能を有し、次のことができる。説明しない事項は上記と同様である。図８にフロー図を示す。
（１）体調検出器２、２０を、人（患者）が身に着け生活をする。会社などへ行く。健康診断や運転前検査で、過去Ｘ時間のデータを体調検出器２、２０から取り出す。
（２）事前にある基準を設けておき、その基準を超えると、会社で業務ができない、運転ができないとする。例えば、寝不足や、疲れが残っている場合に、基準を超える。会社での業務の例としては、事務でなく、肉体労働を含む業務である。運転は、電車、自動車、飛行機など乗り物、機械の運転である。業務の遂行ができるか判断する。
通常１でＯＫとして業務ができる。基準を超えると３として、業務ができない。もう一つ基準を設け、２注意とするとよい。注意の場合、長い時間の業務、運転などを制限する。

（全体として）
実施の形態１〜３は組み合わせができる。

本発明の体調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、会社などの施設でも使用できる。

２ 体調検出器
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 体調検出器
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

Claims (6)

1. 首筋に配置されるセンサーと、
   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、を有する体調検出器。
2. 前記センサーは２つあり、
   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し、
   前記２つのセンサー間には、重石２３がある請求項１記載の体調検出器。
3. 前記センサーは２つあり、
   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し、
   前記２つのセンサー間には、連結部がある請求項１記載の体調検出器。
4. 前記センサーは２つあり、
   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し、
   前記２つのセンサーには、押さえ部がある請求項１記載の体調検出器。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の体調検出器には、メモリがあり、医療機関で、前記メモリから前記センサーによるデータを取り出し、診察と前記データとから診断に利用する体調検出器。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の体調検出器には、メモリがあり、会社で、前記メモリから前記センサーによるデータを取り出し、業務の遂行の判断に利用する体調検出器。

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