JP3804568B2 - 睡眠支援装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体から計測された信号に基づいて睡眠を支援する睡眠支援装置、プログラム、及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、睡眠に対する関心が高まっており、睡眠を支援する装置が望まれている。例えば特開平６−２７２６３号公報には、心拍数を計測して目覚ましを行う装置が提案されている。
【０００３】
この公報の技術は、心拍数から目覚まし適時を判定するものであるが、目覚まし機能だけでは、入眠困難や中途覚醒などを含む多様な睡眠に対する問題に対処できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
また、これとは別に、従来より、人間の睡眠状態（眠りの深さ）は、脳波をはじめ、眼球運動、筋電、心電などの生体信号を同時に計測する睡眠ポリグラフィーにて判定する方法が知られている。
【０００５】
しかし、睡眠ポリグラフィーによる測定は、装置が大がかりなために、入院が必要になるという問題があった。
また、頭部や顔面等にセンサを装着する必要があるため、装着感が悪く、しかも、センサを付けるためにかえって睡眠が妨げられ、正確な評価ができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、睡眠ポリグラフィーによる大がかりな装置を使用することなく、例えば一般家庭で使用できる様な簡易な装置を用いて、睡眠全体を支援することができる睡眠支援装置、プログラム、及び記録媒体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
（１）請求項１の発明は、心電位を示す信号から心拍間隔を求める間隔算出手段と、前記間隔算出手段により算出した心拍間隔の周波数解析を行って、副交感神経活動量に対応する所定の帯域の周波数成分を求める周波数解析手段と、前記周波数解析手段により得られた前記周波数成分に基づいて、睡眠に関する情報の提供を行う睡眠支援手段と、を備え、 前記周波数成分が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すことを特徴とする。
【０００８】
心拍間隔の周波数解析を行うことにより、副交感神経活動量に対応する所定の帯域（例えば図３（ｃ）に示す０．３Ｈｚ近傍）の周波数成分を求めることができる。また、副交感神経活動量は、眠りの浅いレム期、眠りの深いノンレム期といった睡眠のリズムに関係があるので、前記周波数成分に基づいて、例えば就床や起床のタイミングなどの睡眠に関する情報をユーザに提供することができる。
【０００９】
これにより、睡眠ポリグラフィーによる大がかりな装置を使用することなく、一般家庭で使用できる様な簡易な装置を用いて、睡眠全体を支援することができる。
また、本発明では、前記周波数成分が、所定の期間にわたり所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すので、判定の誤差が少なく、より適切な就床タイミングにて、就床を促すことができる。
（２）請求項２の発明は、脈波信号から脈拍間隔を求める間隔算出手段と、前記間隔算出手段により算出した脈拍間隔の周波数解析を行って、副交感神経活動量に対応する所定の帯域の周波数成分を求める周波数解析手段と、前記周波数解析手段により得られた前記周波数成分に基づいて、睡眠に関する情報の提供を行う睡眠支援手段と、を備え、前記周波数成分が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すことを特徴とする。
【００１０】
脈波間隔の周波数解析を行うことにより、副交感神経活動量に対応する所定の帯域（例えば図３（ｃ）に示す０．３Ｈｚ近傍）の周波数成分を求めることができる。また、副交感神経活動量は、眠りの浅いレム期、眠りの深いノンレム期といった睡眠のリズムに関係があるので、前記周波数成分に基づいて、例えば就床や起床のタイミングなどの睡眠に関する情報をユーザに提供することができる。
【００１１】
これにより、睡眠ポリグラフィーによる大がかりな装置を使用することなく、一般家庭で使用できる様な簡易な装置を用いて、睡眠全体を支援することができる。
また、本発明では、前記請求項１の発明と同様に、前記周波数成分が、所定の期間にわたり所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すので、判定の誤差が少なく、より適切な就床タイミングにて、就床を促すことができる。
【００１５】
（３）請求項３の発明では、心電位を示す信号から心拍間隔を求める間隔算出手段と、前記間隔算出手段により算出した心拍間隔の周波数解析を行って、副交感神経活動量に対応する所定の帯域の周波数成分を求める周波数解析手段と、前記周波数解析手段により得られた前記周波数成分に基づいて、睡眠に関する情報の提供を行う睡眠支援手段と、を備え、前記周波数成分の初期値（ＨＦ 0 ）とそれより後のタイミングの周波数成分（ＨＦ）の比（ＨＦ／ＨＦ 0 ）が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すことを特徴とする。
本発明では、上述した様に、簡易な装置で睡眠全体を支援することができる。また、副交感神経活動量の変化の状態を示す周波数成分の比（ＨＦ／ＨＦ 0 ）が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すので、判定の誤差が少なく、より適切な就床タイミングにて、就床を促すことができる。
（４）請求項４の発明では、脈波信号から脈拍間隔を求める間隔算出手段と、前記間隔算出手段により算出した脈拍間隔の周波数解析を行って、副交感神経活動量に対応する所定の帯域の周波数成分を求める周波数解析手段と、前記周波数解析手段により得られた前記周波数成分に基づいて、睡眠に関する情報の提供を行う睡眠支援手段と、を備え、前記周波数成分の初期値（ＨＦ 0 ）とそれより後のタイミングの周波数成分（ＨＦ）の比（ＨＦ／ＨＦ 0 ）が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すことを特徴とする。
本発明では、上述した様に、簡易な装置で睡眠全体を支援することができる。また、前記請求項３の発明と同様に、副交感神経活動量の変化の状態を示す周波数成分の比（ＨＦ／ＨＦ 0 ）が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すので、判定の誤差が少なく、より適切な就床タイミングにて、就床を促すことができる。
【００３０】
（５）請求項５の発明では、就床又は入眠後における前記周波数成分を、報知することを特徴とする。
本発明では、就床又は入眠後における前記周波数成分を、ユーザに報知するので、就床又は入眠後における睡眠状態を明確に把握することができる。よって、その後の自己管理等に有用となる。
【００３１】
（６）請求項６の発明では、就床又は入眠後における前記周波数成分の変化を、報知することを特徴とする。よって、その後の自己管理等に有用となる。
本発明では、就床又は入眠後における前記周波数成分の変化を、ユーザに報知するので、就床又は入眠後における睡眠状態の傾向を明確に把握することができる。よって、その後の自己管理等に有用となる。
【００３２】
（７）請求項７の発明では、起床又は寝覚め前における前記周波数成分を、報知することを特徴とする。
本発明では、起床又は寝覚め前における前記周波数成分を、ユーザに報知するので、起床又は寝覚め前における睡眠状態を明確に把握することができる。よって、その後の自己管理等に有用となる。
【００３３】
（８）請求項８の発明では、起床又は寝覚め前における前記周波数成分の変化を、報知することを特徴とする。
本発明では、起床又は寝覚め前における前記周波数成分の変化を、ユーザに報知するので、起床又は寝覚め前における睡眠状態の傾向を明確に把握することができる。よって、その後の自己管理等に有用となる。
【００３４】
（９）請求項９の発明（プログラム）は、請求項１〜８のいずれかに記載の睡眠支援装置の機能を実現するための手段を有している。
（１０）請求項１０の発明（記録媒体）は、請求項９に記載のプログラムの機能を実現するための手段を記憶している。
【００３５】
つまり、上述した様なプログラムをコンピュータシステムにて実現する機能は、例えば、コンピュータシステム側で起動するプログラムとして備えることができる。このようなプログラムの場合、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータシステムにロードして起動することにより用いることができる。この他、ＲＯＭやバックアップＲＡＭ等をコンピュータ読み取り可能な記録媒体として前記プログラムを記録しておき、このＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭ等をコンピュータシステムに組み込んで用いても良い。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の睡眠支援装置、プログラム、及び記録媒体の実施の形態の例（実施例）について、図面に基づいて説明する。
（実施例１）
ａ）まず、本実施例の睡眠支援装置の基本構成について、図１及び図２に基づいて説明する。
【００３７】
図１に睡眠支援装置の全体構成を示す様に、本実施例の睡眠支援装置は、人体に取り付けて使用されて脈波を検出する計測部１と、この計測部１の計測データに基づいて各種の演算を行う（マイクロコンピュータを主要部とする）本体部３とから構成されている。
【００３８】
このうち、前記本体部３には、計測部１から（無線により）送信されたデータを受信するデータ受信部５と、データ受信部５にて受信したデータを解析するデータ解析部７と、データ解析部７にて解析した解析結果を報知又は何らかの入力を行うユーザインターフェース９とを備えている。
【００３９】
尚、ユーザインターフェース９としては、キーボートや文字等の表示部の構成、或いはタッチパネル式液晶表示装置が挙げられる。
一方、前記測定部１は、図２に示す様に、発光素子（例えば発光ダイオード：ＬＥＤ）１１及び受光素子（フォトダイオード：ＰＤ）１３を有する周知の光学式反射型センサ、即ち、血流量の変化を脈波の変化として検出する脈波センサ１５を備えている。
【００４０】
また、測定部１には、発光素子１１を駆動する駆動回路１７と、受光素子１３からの信号を検出する検出回路１９と、検出回路１９にて検出された信号を（前記本体部３に）無線にて送信するデータ送信部２１と備えている。
そして、前記測定部１では、発光素子１１から人体に向かって光が照射されると、光の一部が人体の内部を通る小・細動脈（毛細動脈）にあたって、小・細動脈を流れる血液中のヘモグロビンに吸収され、残りの光が小・細動脈で反射して散乱し、その一部が受光素子１３に入射する。この時、血液の脈動により小・細動脈にあるヘモグロビンの量が波動的に変化するので、ヘモグロビンに吸収される光も波動的に変化する。
【００４１】
その結果、小・細動脈で反射して受光素子１３で検出される受光量が変化し、その受光量の変化を脈波信号（例えば電圧信号）として検出回路１９に出力する。
検出回路１９では、受光素子１３からの電気信号を増幅して、その増幅した信号をデータ発信部２１から本体部３に送信する。
【００４２】
本体部３では、その信号をデータ受信部５にて受信し、データ解析部７に送る。データ解析部７では、その信号をＡ／Ｄ変換してデジタル変換するとともに、そのデジタル変換された信号を用いた解析を行う。
尚、本実施例では、前記測定部１として、皮膚の小・細動脈内のヘモグロビン量の変化からの血流量変化（脈波信号）を捕らえる測定部３を用いたが、これに限るものではない。例えば、ヘモグロビンの吸光特性を利用したパルスオキシメータなどを利用してもよい。
【００４３】
ｂ）次に、前記データ解析部７における解析アルゴリズムについて、図３に基づいて説明する。
▲１▼この解析アルゴリズムでは、任意時間の脈波信号から、脈拍間隔に相当する周波数成分よりも低い周波数成分の揺らぎ量（脈波の揺らぎ：脈拍間隔変動）を計算し、この計算値を用いて睡眠状態の解析等を行う。
【００４４】
つまり、脈拍間隔の変動状態を周波数解析した所定の周波数帯の成分（例えば０．３Ｈｚ前後の低周波成分）は、副交感神経活動をよく表しており、この値（成分のパワー）が大きいほど副交感神経活動が活発である。即ち、十分に休息が取れている（よく眠っている）状態であると考えられる。
【００４５】
従って、脈拍間隔を周波数解析した所定の周波数帯の値を用いて、睡眠状態の把握を行うのである。以下、順を追って説明する。
▲２▼まず、計測部１を用いて任意時間の脈波を計測すると、例えば図３（ａ）に示す様に、脈波が連続した脈波信号が得られる。この脈波信号のうち、個々の波動で示される脈波が、各脈拍に対応したものである。尚、脈波のピークとピークの間隔等を脈拍間隔と呼ぶ。
【００４６】
この脈拍間隔の時間変化を、図３（ｂ）に示すが、脈拍間隔は、時間ととも揺らいでいること、即ち脈拍間隔に緩やか変動があることが分かる。
そして、得られた脈波信号に対して周波数解析（例えば周知のＦＦＴ解析）を行って、図３（ｃ）に示す様に、脈波信号の揺らぎに対応する低周波成分のパワースペクトルを求める。尚、パワースペクトルの振幅値（強度：パワー）が低周波成分の揺らぎ量であり、この値の時間変化から低周波成分揺らぎ量を連続的に把握することができる。
【００４７】
次に、前記周波数解析によって得られたパワースペクトルのうち、副交感神経活動量を表すと思われる０．３Ｈｚ前後（例えば０．１５〜０．４５Ｈｚ）の成分（ＨＦ）を積分により抽出する。
▲３▼そして、このＨＦは、副交感神経活動量を表すので、ＨＦの変化の状態から睡眠状態等の生体状態を認識することができ、よって、その認識した結果に基づいて、ユーザに対して必要な報知等を行う。
【００４８】
例えば、ユーザに就床に適するタイミングを報知すること、ユーザに起床するタイミングを報知すること、ユーザーに昨晩の睡眠状態を報知することなどを行う。
つまり、副交感神経活動量が徐々に増加するような場合には、神経が徐々に落ちいた状態となり、睡眠に入るのに適した状態となるので、その様な状態をＨＦに基づいて判定して、ユーザに就床に適するタイミングを報知するのである。
【００４９】
また、一般に、睡眠には深い睡眠であるノンレム期と浅い睡眠であるレム期のリズムがあり、浅い睡眠であるレム期に起床した方が、快適に起床できることが知られている。更に、副交感神経活動量と睡眠の深さ（レム、ノンレムのリズム）との間には相関関係があることが知られている。具体的には、副交感神経活動量が大である場合にはノンレムの深い睡眠を示すことが知られている。
【００５０】
従って、副交感神経活動量から浅い睡眠を予測して、起床適時を知ることができる。
つまり、副交感神経活動量が徐々に低下するような場合には、神経活動が徐々に高まる状態となり、起床に適した状態となるので、その様な状態をＨＦに基づいて判定して、ユーザに起床に適するタイミングを報知するのである。
【００５１】
ｃ）次に、本実施例における睡眠支援制御の処理手順について、図４に基づいて説明する。
本実施例では、処理手順は、大きく分けてモード１〜３に区分されているので、区分して説明する。
【００５２】
▲１▼モード１（就床支援モード）
図４に示す様に、ステップ１００では、ユーザは計測部１を装着するとともに、ユーザインターフェース９により、起床時間帯を入力する。
続くステップ１１０では、１分間脈波を計測し、この脈波から、脈拍間隔の０．３Ｈｚ前後（即ち０．１５〜０．４５Ｈｚ）の揺らぎ成分を算出し、これを揺らぎ成分の初期値ＨＦ0とする。
【００５３】
続くステップ１２０では、以後脈波を１分間隔で逐次計測し、この脈波から脈拍間隔の０．３Ｈｚ前後の揺らぎ成分ＨＦを算出し、その初期値に対する変化の比（即ち副交感神経活動量の増加率）ＨＦ／ＨＦ0を、ユーザインターフェース９に表示する。
【００５４】
続くステップ１３０では、ＨＦ／ＨＦ0が規定値より大であるか否かを判定し、ここで肯定判断されればステップ１５０に進み、一方否定判断されればステップ１４０に進む。
この規定値とは、就床に適した状態か否かを判断するための判定値であり、実験等により設定することができる。
【００５５】
ステップ１４０では、ＨＦ／ＨＦ0が規定値より大である状態が２０分間継続したか否かを判定し、ここで肯定判断されればステップ１５０に進み、一方否定判断されれば前記ステップ１１０に戻り、同様な処理を繰り返す。
つまり、上述した様に、ＨＦ／ＨＦ0が規定値より（２０分間にわたり）増加している状態とは、副交感神経活動量が増加している状態、即ち、神経が落ち着いて睡眠に適した状態と考えられるので、２０分間この状態が継続した場合には、就床に適した状態と見なすのである。
【００５６】
ステップ１５０では、ＨＦ／ＨＦ0が規定値より（２０分間にわたり）増加しており、就床に適した状態と見なされるので、そのことを、ユーザインターフェース９に表示し、ユーザに就床を促す。
▲２▼モード２（起床支援モード）
尚、このモード２では、ユーザが寝ていることを前提としているが、睡眠状態への推移の多少の時間の差は無視してよい。
【００５７】
ステップ１６０では、脈波を１分間隔で逐次計測し、この脈波から脈拍間隔の０．３Ｈｚ前後の揺らぎ成分ＨＦを算出し、その値を保存する。
続くステップ１７０では、（ユーザにより入力された）起床時間の前時間（起床時間帯の始めの時間）に達したか否かを判定し、ここで肯定判断されればステップ１８０に進み、一方否定判断されれば前記ステップ１６０に戻り、同様な処理を繰り返す。
【００５８】
ステップ１８０では、前記ステップ１７０と同様に、脈波を１分間隔で逐次計測し、この脈波から脈拍間隔の０．３Ｈｚ前後の揺らぎ成分ＨＦを算出し、その値を保存する。
ステップ１９０では、後に図５にて詳述する様にして、保存したＨＦに基づいて、起床適時の判定を行うための起床適時判定処理を行う。
【００５９】
続くステップ２００では、前記ステップ１９０にて行われた起床適時判定処理の結果を受けて、起床適時か否かを判定し、即ち起床適時を示すフラグがセットされているか否かを判定し、ここで肯定判断されればステップ２１０に進み、一方否定判断されれば前記ステップ１８０に戻り、同様な処理を繰り返す。
【００６０】
ステップ２１０では、起床適時ではないので、（ユーザにより入力された）起床時間の後時間（起床時間帯の最後の時間）に達したか否かを判定し、ここで肯定判断されればステップ２２０に進み、一方否定判断されれば前記ステップ１８０に戻り、同様な処理を繰り返す。
【００６１】
一方、ステップ２２０では、起床適時である又は起床時間帯の後時間に達したので、アラームなどでユーザに起床を適時を報知する。
・ここで、前記ステップ１９０における起床適時判定処理について、図５に基づいて説明する。
【００６２】
ステップ３００では、５分前の（１分間の）ＨＦから現在の（１分間）ＨＦを引いてＨＦの差を求め、その差が５msecを上回るか否かを判定する。つまり、現在の方が副交感神経活動量が低下し、睡眠が浅くなっている状態か否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ３１０に進み、一方否定判断されるとステップ３４０に進む。
【００６３】
ステップ３４０では、睡眠が浅くなっている状態ではないので、起床適時ではないと判断し、一旦本処理を終了する。
一方、ステップ３２０では、ＨＦが５分間連続して減少しているか否か、即ち、睡眠が浅い状態に継続的に向かっているか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ３２０に進み、一方否定判断されると前記ステップ３４０に進む。
【００６４】
ステップ３２０では、５分間待機する。尚、ここで５分間待機するので、実験的に、５分間待機すれば、統計的に最も睡眠が浅い状態であることが期待できるからである。
続くステップ３３０では、起床適時であると判定し、そのことを示すために、例えば起床適時を示すフラグをセットし、一旦本処理を終了する。
【００６５】
つまり、上述した処理により、確実に起床適時を判定することができる。
▲３▼モード３（睡眠経過報知モード）
このモード３とは、昨晩と過去１週間の睡眠状態を、睡眠年齢に換算して表示するための処理である。
【００６６】
ここで、睡眠年齢について説明する。
副交感神経活動量は、睡眠の深さと相関があるので、そのＨＦを睡眠の評価指標として用いても良いが、その単位は［msec］であるので、一般のユーザには分かりにくい。そこで、図６に示す様に、副交感神経活動量は年齢と相関があることに着目し、ＨＦを睡眠年齢に換算して表示するのである。
【００６７】
尚、図６は、睡眠中におけるＨＦの平均値と年齢（睡眠年齢）との関係を示すグラフである。
図４に示す様に、まず、ステップ２３０では、ユーザは、本体部３のインターフェース９よりアラームを消す。
【００６８】
続くステップ２４０では、昨晩、過去１週間の睡眠年齢を計算して表示する。例えば、昨晩の就床から起床までのＨＦの平均を求め、そのＨＦを図６の様なグラフに当てはめて睡眠年齢を求め、昨晩の睡眠年齢を表示する。同様に、この１週間における就床から起床までのＨＦの平均を求め、そのＨＦから睡眠年齢を求め、１週間の睡眠年齢を表示する。
【００６９】
従って、それを見たユーザは、例えば実年齢より睡眠年齢が若い場合には、好ましく、そうでない場合には、好ましくないことが分かる。
続くステップ２５０では、就床後のＨＦの変化と起床前のＨＦの変化を表示し、一旦本処理を終了する。
【００７０】
例えば図７に示す様に、就床後のＨＦの変化と起床前のＨＦの変化を含む全ての睡眠中のＨＦの変化を、グラフにて表示してもよい。または、図８に示す様に、グラフの大まかな変化だけを示してもよく、或いは、グラフの傾きだけを示しても、ＨＦの状態（従って睡眠状態）が分かる。
【００７１】
ｄ）本実施例は、上述した構成により、下記の効果を奏する。
・本実施例では、脈波間隔の周波数解析を１分毎に繰り返して行うことにより、副交感神経活動量に対応する所定の帯域（０．３Ｈｚ近傍）の周波数成分を逐次求め、周波数成分の比（ＨＦ／ＨＦ0）が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促している。
【００７２】
これにより、適切な就床タイミングをユーザに報知できるので、速やかな睡眠が可能になる。
・本実施例では、予め入力された起床時間帯の前時間と後時間とに基づいて、前時間に達した後に、眠りの浅い状態に対応した周波数成分の変化に応じて、ユーザに起床適時を報知するので、適切なタイミングで起床することができる。
【００７３】
また、適当な起床適時が無い場合には、予め入力された後時間が来た場合には、ユーザに起床時間を報知するので、ユーザは確実に目覚めることができる。
・本実施例では、例えば昨晩や過去１週間の様に、睡眠中における周波数成分を、表示や音声等でユーザに報知するので、ユーザはそれを知って、自身の睡眠状態を認識することができる。これにより、自己管理が可能となるので、より良い睡眠が可能となる。
【００７４】
・本実施例では、睡眠中における前記周波数成分を、睡眠年齢に換算して、表示や音声等でユーザに報知するので、単に周波数成分の数値で表示された場合より、睡眠状態を把握し易いという利点がある。
・そして、本実施例では、従来の容易に、睡眠ポリグラフィーによる大がかりな装置を使用することなく、一般家庭で使用できる様な簡易な装置を用いて、睡眠全体を支援することができる。
（実施例２）
次に、本実施例の睡眠支援装置について説明するが、前記実施例１と同様な箇所の説明は省略する。
【００７５】
本実施例は、前記実施例１とは、前記ステップ１９０の起床適時判定処理のみが異なるので、異なる箇所のみを説明する。
図９のフローチャートに示す様に、まず、ステップ４００では、５分前の（１分間の）ＨＦから現在の（１分間）ＨＦを引いてＨＦの差を求め、その差が５msecを上回るか否かを判定する。つまり、現在の方が副交感神経活動量が低下し、睡眠が浅くなっている状態か否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ４１０に進み、一方否定判断されるとステップ４５０に進む。
【００７６】
ステップ４５０では、睡眠が浅くなっている状態ではないので、起床適時ではないと判断し、一旦本処理を終了する。
一方、ステップ４１０では、ＨＦが５分間連続して減少しているか否か、即ち、睡眠が浅い状態に継続的に向かっているか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ４２０に進み、一方否定判断されると前記ステップ４５０に進む。
【００７７】
ステップ４２０では、現在の（１分間の）ＨＦから１分前の（１分間の）ＨＦを引いてＨＦの差を求め、その差が０msecを上回るか否かを判定する。つまり、副交感神経活動量が増加に転じた否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ４３０に進み、一方否定判断されると前記ステップ４５０に進む。
【００７８】
ステップ４３０では、ＨＦが３分間連続して減少しているか否か、即ち、睡眠が深い状態に継続的に向かっているか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ４４０に進み、一方否定判断されると前記ステップ４５０に進む。
ステップ４４０では、起床適時であると判定し、そのことを示すために、例えば起床適時を示すフラグをセットし、一旦本処理を終了する。
【００７９】
つまり、本処理では、前記実施例１の様に、副交感神経活動量の連続的な低下から、（副交感神経活動量の最も低下する）起床適時を予想するのではなく、実際に、副交感神経活動量が低下から増加に転じたことを認識して、（副交感神経活動量の最も低下する）起床適時を判定するので、起床適時のより精度の高い判定を行うことができるという効果がある。
【００８０】
尚、ステップ４３０にて、ＨＦの連続的な増加を確認するのは、ノイズ等による誤判定を防止するためである。
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【００８１】
（１）例えば、前記実施例１では、脈波センサにより検出した脈波信号を用いて、就床支援や起床支援や睡眠状態の表示を行ったが、脈波信号に代えて、心電位の信号を用いてもよい。
つまり、脈波とは、心臓の鼓動（心拍）に起因するものであるので、直接に心電位を求め、そのピーク間の間隔（心拍間隔）を求め、その心拍間隔の信号に対して、前記脈波信号と同様にして周波数解析を行うことにより、心拍間隔の揺らぎを示す周波数成分を求めることができる。
【００８２】
この周波数成分（ＳＨＦ）は、前記脈波信号の周波数成分（即ち副交感神経活動量ＨＦと同様なものであるので、このＳＨＦをＨＦの代わりに用いて、前記実施例と同様に、就床支援や起床支援や睡眠状態の表示を行うことができる。
（他の実施例）
（２）また、起床タイミングの判定に、ＨＦ／ＨＦ0を用いるのではなく、ＨＦが所定の規定値を超えた場合に、起床のタイミングとしてもよい。
【００８３】
また、前記ＨＦ／ＨＦ0やＨＦを用いた判定を行う場合には、所定時間にわたりその条件が満たされるという条件を加えた方が望ましいが、加えなくてもよい。
（３）更に、周波数成分の変化を、表示等により報知する場合には、その変化の全体又は一部を表示することができる。例えば、就床又は入眠後における周波数成分又はその変化、起床又は寝覚め前における前記周波数成分又はその変化を、ユーザに報知することができる。
【００８４】
（４）また、前記実施例では、睡眠支援装置について述べたが、本発明は、それらに限らず、上述したアルゴリズムに基づく処理を実行させるプログラムやそのプログラムを記憶している記録媒体にも適用できる。
この記録媒体としては、マイクロコンピュータとして構成される電子制御装置、マイクロチップ、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク等の各種の記録媒体が挙げられる。つまり、上述した睡眠支援装置の処理を実行させることができるプログラムを記憶したものであれば、特に限定はない。
【００８５】
尚、前記プログラムは、単に記録媒体に記憶されたものに限定されることなく、例えばインターネットなどの通信ラインにて送受信されるプログラムにも適用される。
（５）更に、前記睡眠支援装置は、脈波センサ等から得られた信号を、すぐそばにある本体部に直接に入力する場合だけでなく、脈波センサ等からの得られたデータを例えばパソコン等の装置に入力し、そのデータを例えばインターネット等を利用して遠隔地にある本体部に送信にして、睡眠支援を行う場合にも適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の睡眠支援装置の主要な構成を示す説明図である。
【図２】 実施例１の睡眠支援装置の計測部などの構成を示す説明図である。
【図３】 実施例１の睡眠支援装置の原理を示し、（ａ）は脈波信号を示すグラフ、（ｂ）は脈波間隔の変動状態（揺らぎ）を示すグラフ、（ｃ）は脈波信号を周波数解析した結果を示すグラフである。
【図４】 実施例１の睡眠支援制御処理を示すフローチャートである。
【図５】 実施例１の起床適時判定処理を示すフローチャートである。
【図６】 副交感神経活動量と年齢との関係を示すグラフである。
【図７】 副交感神経活動量の経時変化を示すグラフである。
【図８】 副交感神経活動量の経時変化の傾向を示すグラフである。
【図９】 実施例２の起床適時判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…計測部
３…本体部
７…データ解析部
９…ユーザインターフェース
１５…脈波センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体から計測された信号に基づいて睡眠を支援する睡眠支援装置、プログラム、及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、睡眠に対する関心が高まっており、睡眠を支援する装置が望まれている。例えば特開平６−２７２６３号公報には、心拍数を計測して目覚ましを行う装置が提案されている。
【０００３】
この公報の技術は、心拍数から目覚まし適時を判定するものであるが、目覚まし機能だけでは、入眠困難や中途覚醒などを含む多様な睡眠に対する問題に対処できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
また、これとは別に、従来より、人間の睡眠状態（眠りの深さ）は、脳波をはじめ、眼球運動、筋電、心電などの生体信号を同時に計測する睡眠ポリグラフィーにて判定する方法が知られている。
【０００５】
しかし、睡眠ポリグラフィーによる測定は、装置が大がかりなために、入院が必要になるという問題があった。
また、頭部や顔面等にセンサを装着する必要があるため、装着感が悪く、しかも、センサを付けるためにかえって睡眠が妨げられ、正確な評価ができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、睡眠ポリグラフィーによる大がかりな装置を使用することなく、例えば一般家庭で使用できる様な簡易な装置を用いて、睡眠全体を支援することができる睡眠支援装置、プログラム、及び記録媒体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
（１）請求項１の発明は、心電位を示す信号から心拍間隔を求める間隔算出手段と、前記間隔算出手段により算出した心拍間隔の周波数解析を行って、副交感神経活動量に対応する所定の帯域の周波数成分を求める周波数解析手段と、前記周波数解析手段により得られた前記周波数成分に基づいて、睡眠に関する情報の提供を行う睡眠支援手段と、を備え、 前記周波数成分が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すことを特徴とする。
【０００８】
心拍間隔の周波数解析を行うことにより、副交感神経活動量に対応する所定の帯域（例えば図３（ｃ）に示す０．３Ｈｚ近傍）の周波数成分を求めることができる。また、副交感神経活動量は、眠りの浅いレム期、眠りの深いノンレム期といった睡眠のリズムに関係があるので、前記周波数成分に基づいて、例えば就床や起床のタイミングなどの睡眠に関する情報をユーザに提供することができる。
【０００９】
これにより、睡眠ポリグラフィーによる大がかりな装置を使用することなく、一般家庭で使用できる様な簡易な装置を用いて、睡眠全体を支援することができる。
また、本発明では、前記周波数成分が、所定の期間にわたり所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すので、判定の誤差が少なく、より適切な就床タイミングにて、就床を促すことができる。
（２）請求項２の発明は、脈波信号から脈拍間隔を求める間隔算出手段と、前記間隔算出手段により算出した脈拍間隔の周波数解析を行って、副交感神経活動量に対応する所定の帯域の周波数成分を求める周波数解析手段と、前記周波数解析手段により得られた前記周波数成分に基づいて、睡眠に関する情報の提供を行う睡眠支援手段と、を備え、前記周波数成分が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すことを特徴とする。
【００１０】
脈波間隔の周波数解析を行うことにより、副交感神経活動量に対応する所定の帯域（例えば図３（ｃ）に示す０．３Ｈｚ近傍）の周波数成分を求めることができる。また、副交感神経活動量は、眠りの浅いレム期、眠りの深いノンレム期といった睡眠のリズムに関係があるので、前記周波数成分に基づいて、例えば就床や起床のタイミングなどの睡眠に関する情報をユーザに提供することができる。
【００１１】
これにより、睡眠ポリグラフィーによる大がかりな装置を使用することなく、一般家庭で使用できる様な簡易な装置を用いて、睡眠全体を支援することができる。
また、本発明では、前記請求項１の発明と同様に、前記周波数成分が、所定の期間にわたり所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すので、判定の誤差が少なく、より適切な就床タイミングにて、就床を促すことができる。
【００１５】
（３）請求項３の発明では、心電位を示す信号から心拍間隔を求める間隔算出手段と、前記間隔算出手段により算出した心拍間隔の周波数解析を行って、副交感神経活動量に対応する所定の帯域の周波数成分を求める周波数解析手段と、前記周波数解析手段により得られた前記周波数成分に基づいて、睡眠に関する情報の提供を行う睡眠支援手段と、を備え、前記周波数成分の初期値（ＨＦ 0 ）とそれより後のタイミングの周波数成分（ＨＦ）の比（ＨＦ／ＨＦ 0 ）が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すことを特徴とする。
本発明では、上述した様に、簡易な装置で睡眠全体を支援することができる。また、副交感神経活動量の変化の状態を示す周波数成分の比（ＨＦ／ＨＦ 0 ）が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すので、判定の誤差が少なく、より適切な就床タイミングにて、就床を促すことができる。
（４）請求項４の発明では、脈波信号から脈拍間隔を求める間隔算出手段と、前記間隔算出手段により算出した脈拍間隔の周波数解析を行って、副交感神経活動量に対応する所定の帯域の周波数成分を求める周波数解析手段と、前記周波数解析手段により得られた前記周波数成分に基づいて、睡眠に関する情報の提供を行う睡眠支援手段と、を備え、前記周波数成分の初期値（ＨＦ 0 ）とそれより後のタイミングの周波数成分（ＨＦ）の比（ＨＦ／ＨＦ 0 ）が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すことを特徴とする。
本発明では、上述した様に、簡易な装置で睡眠全体を支援することができる。また、前記請求項３の発明と同様に、副交感神経活動量の変化の状態を示す周波数成分の比（ＨＦ／ＨＦ 0 ）が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すので、判定の誤差が少なく、より適切な就床タイミングにて、就床を促すことができる。
【００３０】
（５）請求項５の発明では、就床又は入眠後における前記周波数成分を、報知することを特徴とする。
本発明では、就床又は入眠後における前記周波数成分を、ユーザに報知するので、就床又は入眠後における睡眠状態を明確に把握することができる。よって、その後の自己管理等に有用となる。
【００３１】
（６）請求項６の発明では、就床又は入眠後における前記周波数成分の変化を、報知することを特徴とする。よって、その後の自己管理等に有用となる。
本発明では、就床又は入眠後における前記周波数成分の変化を、ユーザに報知するので、就床又は入眠後における睡眠状態の傾向を明確に把握することができる。よって、その後の自己管理等に有用となる。
【００３２】
（７）請求項７の発明では、起床又は寝覚め前における前記周波数成分を、報知することを特徴とする。
本発明では、起床又は寝覚め前における前記周波数成分を、ユーザに報知するので、起床又は寝覚め前における睡眠状態を明確に把握することができる。よって、その後の自己管理等に有用となる。
【００３３】
（８）請求項８の発明では、起床又は寝覚め前における前記周波数成分の変化を、報知することを特徴とする。
本発明では、起床又は寝覚め前における前記周波数成分の変化を、ユーザに報知するので、起床又は寝覚め前における睡眠状態の傾向を明確に把握することができる。よって、その後の自己管理等に有用となる。
【００３４】
（９）請求項９の発明（プログラム）は、請求項１〜８のいずれかに記載の睡眠支援装置の機能を実現するための手段を有している。
（１０）請求項１０の発明（記録媒体）は、請求項９に記載のプログラムの機能を実現するための手段を記憶している。
【００３５】
つまり、上述した様なプログラムをコンピュータシステムにて実現する機能は、例えば、コンピュータシステム側で起動するプログラムとして備えることができる。このようなプログラムの場合、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータシステムにロードして起動することにより用いることができる。この他、ＲＯＭやバックアップＲＡＭ等をコンピュータ読み取り可能な記録媒体として前記プログラムを記録しておき、このＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭ等をコンピュータシステムに組み込んで用いても良い。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の睡眠支援装置、プログラム、及び記録媒体の実施の形態の例（実施例）について、図面に基づいて説明する。
（実施例１）
ａ）まず、本実施例の睡眠支援装置の基本構成について、図１及び図２に基づいて説明する。
【００３７】
図１に睡眠支援装置の全体構成を示す様に、本実施例の睡眠支援装置は、人体に取り付けて使用されて脈波を検出する計測部１と、この計測部１の計測データに基づいて各種の演算を行う（マイクロコンピュータを主要部とする）本体部３とから構成されている。
【００３８】
このうち、前記本体部３には、計測部１から（無線により）送信されたデータを受信するデータ受信部５と、データ受信部５にて受信したデータを解析するデータ解析部７と、データ解析部７にて解析した解析結果を報知又は何らかの入力を行うユーザインターフェース９とを備えている。
【００３９】
尚、ユーザインターフェース９としては、キーボートや文字等の表示部の構成、或いはタッチパネル式液晶表示装置が挙げられる。
一方、前記測定部１は、図２に示す様に、発光素子（例えば発光ダイオード：ＬＥＤ）１１及び受光素子（フォトダイオード：ＰＤ）１３を有する周知の光学式反射型センサ、即ち、血流量の変化を脈波の変化として検出する脈波センサ１５を備えている。
【００４０】
また、測定部１には、発光素子１１を駆動する駆動回路１７と、受光素子１３からの信号を検出する検出回路１９と、検出回路１９にて検出された信号を（前記本体部３に）無線にて送信するデータ送信部２１と備えている。
そして、前記測定部１では、発光素子１１から人体に向かって光が照射されると、光の一部が人体の内部を通る小・細動脈（毛細動脈）にあたって、小・細動脈を流れる血液中のヘモグロビンに吸収され、残りの光が小・細動脈で反射して散乱し、その一部が受光素子１３に入射する。この時、血液の脈動により小・細動脈にあるヘモグロビンの量が波動的に変化するので、ヘモグロビンに吸収される光も波動的に変化する。
【００４１】
その結果、小・細動脈で反射して受光素子１３で検出される受光量が変化し、その受光量の変化を脈波信号（例えば電圧信号）として検出回路１９に出力する。
検出回路１９では、受光素子１３からの電気信号を増幅して、その増幅した信号をデータ発信部２１から本体部３に送信する。
【００４２】
本体部３では、その信号をデータ受信部５にて受信し、データ解析部７に送る。データ解析部７では、その信号をＡ／Ｄ変換してデジタル変換するとともに、そのデジタル変換された信号を用いた解析を行う。
尚、本実施例では、前記測定部１として、皮膚の小・細動脈内のヘモグロビン量の変化からの血流量変化（脈波信号）を捕らえる測定部３を用いたが、これに限るものではない。例えば、ヘモグロビンの吸光特性を利用したパルスオキシメータなどを利用してもよい。
【００４３】
ｂ）次に、前記データ解析部７における解析アルゴリズムについて、図３に基づいて説明する。
▲１▼この解析アルゴリズムでは、任意時間の脈波信号から、脈拍間隔に相当する周波数成分よりも低い周波数成分の揺らぎ量（脈波の揺らぎ：脈拍間隔変動）を計算し、この計算値を用いて睡眠状態の解析等を行う。
【００４４】
つまり、脈拍間隔の変動状態を周波数解析した所定の周波数帯の成分（例えば０．３Ｈｚ前後の低周波成分）は、副交感神経活動をよく表しており、この値（成分のパワー）が大きいほど副交感神経活動が活発である。即ち、十分に休息が取れている（よく眠っている）状態であると考えられる。
【００４５】
従って、脈拍間隔を周波数解析した所定の周波数帯の値を用いて、睡眠状態の把握を行うのである。以下、順を追って説明する。
▲２▼まず、計測部１を用いて任意時間の脈波を計測すると、例えば図３（ａ）に示す様に、脈波が連続した脈波信号が得られる。この脈波信号のうち、個々の波動で示される脈波が、各脈拍に対応したものである。尚、脈波のピークとピークの間隔等を脈拍間隔と呼ぶ。
【００４６】
この脈拍間隔の時間変化を、図３（ｂ）に示すが、脈拍間隔は、時間ととも揺らいでいること、即ち脈拍間隔に緩やか変動があることが分かる。
そして、得られた脈波信号に対して周波数解析（例えば周知のＦＦＴ解析）を行って、図３（ｃ）に示す様に、脈波信号の揺らぎに対応する低周波成分のパワースペクトルを求める。尚、パワースペクトルの振幅値（強度：パワー）が低周波成分の揺らぎ量であり、この値の時間変化から低周波成分揺らぎ量を連続的に把握することができる。
【００４７】
次に、前記周波数解析によって得られたパワースペクトルのうち、副交感神経活動量を表すと思われる０．３Ｈｚ前後（例えば０．１５〜０．４５Ｈｚ）の成分（ＨＦ）を積分により抽出する。
▲３▼そして、このＨＦは、副交感神経活動量を表すので、ＨＦの変化の状態から睡眠状態等の生体状態を認識することができ、よって、その認識した結果に基づいて、ユーザに対して必要な報知等を行う。
【００４８】
例えば、ユーザに就床に適するタイミングを報知すること、ユーザに起床するタイミングを報知すること、ユーザーに昨晩の睡眠状態を報知することなどを行う。
つまり、副交感神経活動量が徐々に増加するような場合には、神経が徐々に落ちいた状態となり、睡眠に入るのに適した状態となるので、その様な状態をＨＦに基づいて判定して、ユーザに就床に適するタイミングを報知するのである。
【００４９】
また、一般に、睡眠には深い睡眠であるノンレム期と浅い睡眠であるレム期のリズムがあり、浅い睡眠であるレム期に起床した方が、快適に起床できることが知られている。更に、副交感神経活動量と睡眠の深さ（レム、ノンレムのリズム）との間には相関関係があることが知られている。具体的には、副交感神経活動量が大である場合にはノンレムの深い睡眠を示すことが知られている。
【００５０】
従って、副交感神経活動量から浅い睡眠を予測して、起床適時を知ることができる。
つまり、副交感神経活動量が徐々に低下するような場合には、神経活動が徐々に高まる状態となり、起床に適した状態となるので、その様な状態をＨＦに基づいて判定して、ユーザに起床に適するタイミングを報知するのである。
【００５１】
ｃ）次に、本実施例における睡眠支援制御の処理手順について、図４に基づいて説明する。
本実施例では、処理手順は、大きく分けてモード１〜３に区分されているので、区分して説明する。
【００５２】
▲１▼モード１（就床支援モード）
図４に示す様に、ステップ１００では、ユーザは計測部１を装着するとともに、ユーザインターフェース９により、起床時間帯を入力する。
続くステップ１１０では、１分間脈波を計測し、この脈波から、脈拍間隔の０．３Ｈｚ前後（即ち０．１５〜０．４５Ｈｚ）の揺らぎ成分を算出し、これを揺らぎ成分の初期値ＨＦ0とする。
【００５３】
続くステップ１２０では、以後脈波を１分間隔で逐次計測し、この脈波から脈拍間隔の０．３Ｈｚ前後の揺らぎ成分ＨＦを算出し、その初期値に対する変化の比（即ち副交感神経活動量の増加率）ＨＦ／ＨＦ0を、ユーザインターフェース９に表示する。
【００５４】
続くステップ１３０では、ＨＦ／ＨＦ0が規定値より大であるか否かを判定し、ここで肯定判断されればステップ１５０に進み、一方否定判断されればステップ１４０に進む。
この規定値とは、就床に適した状態か否かを判断するための判定値であり、実験等により設定することができる。
【００５５】
ステップ１４０では、ＨＦ／ＨＦ0が規定値より大である状態が２０分間継続したか否かを判定し、ここで肯定判断されればステップ１５０に進み、一方否定判断されれば前記ステップ１１０に戻り、同様な処理を繰り返す。
つまり、上述した様に、ＨＦ／ＨＦ0が規定値より（２０分間にわたり）増加している状態とは、副交感神経活動量が増加している状態、即ち、神経が落ち着いて睡眠に適した状態と考えられるので、２０分間この状態が継続した場合には、就床に適した状態と見なすのである。
【００５６】
ステップ１５０では、ＨＦ／ＨＦ0が規定値より（２０分間にわたり）増加しており、就床に適した状態と見なされるので、そのことを、ユーザインターフェース９に表示し、ユーザに就床を促す。
▲２▼モード２（起床支援モード）
尚、このモード２では、ユーザが寝ていることを前提としているが、睡眠状態への推移の多少の時間の差は無視してよい。
【００５７】
ステップ１６０では、脈波を１分間隔で逐次計測し、この脈波から脈拍間隔の０．３Ｈｚ前後の揺らぎ成分ＨＦを算出し、その値を保存する。
続くステップ１７０では、（ユーザにより入力された）起床時間の前時間（起床時間帯の始めの時間）に達したか否かを判定し、ここで肯定判断されればステップ１８０に進み、一方否定判断されれば前記ステップ１６０に戻り、同様な処理を繰り返す。
【００５８】
ステップ１８０では、前記ステップ１７０と同様に、脈波を１分間隔で逐次計測し、この脈波から脈拍間隔の０．３Ｈｚ前後の揺らぎ成分ＨＦを算出し、その値を保存する。
ステップ１９０では、後に図５にて詳述する様にして、保存したＨＦに基づいて、起床適時の判定を行うための起床適時判定処理を行う。
【００５９】
続くステップ２００では、前記ステップ１９０にて行われた起床適時判定処理の結果を受けて、起床適時か否かを判定し、即ち起床適時を示すフラグがセットされているか否かを判定し、ここで肯定判断されればステップ２１０に進み、一方否定判断されれば前記ステップ１８０に戻り、同様な処理を繰り返す。
【００６０】
ステップ２１０では、起床適時ではないので、（ユーザにより入力された）起床時間の後時間（起床時間帯の最後の時間）に達したか否かを判定し、ここで肯定判断されればステップ２２０に進み、一方否定判断されれば前記ステップ１８０に戻り、同様な処理を繰り返す。
【００６１】
一方、ステップ２２０では、起床適時である又は起床時間帯の後時間に達したので、アラームなどでユーザに起床を適時を報知する。
・ここで、前記ステップ１９０における起床適時判定処理について、図５に基づいて説明する。
【００６２】
ステップ３００では、５分前の（１分間の）ＨＦから現在の（１分間）ＨＦを引いてＨＦの差を求め、その差が５msecを上回るか否かを判定する。つまり、現在の方が副交感神経活動量が低下し、睡眠が浅くなっている状態か否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ３１０に進み、一方否定判断されるとステップ３４０に進む。
【００６３】
ステップ３４０では、睡眠が浅くなっている状態ではないので、起床適時ではないと判断し、一旦本処理を終了する。
一方、ステップ３２０では、ＨＦが５分間連続して減少しているか否か、即ち、睡眠が浅い状態に継続的に向かっているか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ３２０に進み、一方否定判断されると前記ステップ３４０に進む。
【００６４】
ステップ３２０では、５分間待機する。尚、ここで５分間待機するので、実験的に、５分間待機すれば、統計的に最も睡眠が浅い状態であることが期待できるからである。
続くステップ３３０では、起床適時であると判定し、そのことを示すために、例えば起床適時を示すフラグをセットし、一旦本処理を終了する。
【００６５】
つまり、上述した処理により、確実に起床適時を判定することができる。
▲３▼モード３（睡眠経過報知モード）
このモード３とは、昨晩と過去１週間の睡眠状態を、睡眠年齢に換算して表示するための処理である。
【００６６】
ここで、睡眠年齢について説明する。
副交感神経活動量は、睡眠の深さと相関があるので、そのＨＦを睡眠の評価指標として用いても良いが、その単位は［msec］であるので、一般のユーザには分かりにくい。そこで、図６に示す様に、副交感神経活動量は年齢と相関があることに着目し、ＨＦを睡眠年齢に換算して表示するのである。
【００６７】
尚、図６は、睡眠中におけるＨＦの平均値と年齢（睡眠年齢）との関係を示すグラフである。
図４に示す様に、まず、ステップ２３０では、ユーザは、本体部３のインターフェース９よりアラームを消す。
【００６８】
続くステップ２４０では、昨晩、過去１週間の睡眠年齢を計算して表示する。例えば、昨晩の就床から起床までのＨＦの平均を求め、そのＨＦを図６の様なグラフに当てはめて睡眠年齢を求め、昨晩の睡眠年齢を表示する。同様に、この１週間における就床から起床までのＨＦの平均を求め、そのＨＦから睡眠年齢を求め、１週間の睡眠年齢を表示する。
【００６９】
従って、それを見たユーザは、例えば実年齢より睡眠年齢が若い場合には、好ましく、そうでない場合には、好ましくないことが分かる。
続くステップ２５０では、就床後のＨＦの変化と起床前のＨＦの変化を表示し、一旦本処理を終了する。
【００７０】
例えば図７に示す様に、就床後のＨＦの変化と起床前のＨＦの変化を含む全ての睡眠中のＨＦの変化を、グラフにて表示してもよい。または、図８に示す様に、グラフの大まかな変化だけを示してもよく、或いは、グラフの傾きだけを示しても、ＨＦの状態（従って睡眠状態）が分かる。
【００７１】
ｄ）本実施例は、上述した構成により、下記の効果を奏する。
・本実施例では、脈波間隔の周波数解析を１分毎に繰り返して行うことにより、副交感神経活動量に対応する所定の帯域（０．３Ｈｚ近傍）の周波数成分を逐次求め、周波数成分の比（ＨＦ／ＨＦ0）が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促している。
【００７２】
これにより、適切な就床タイミングをユーザに報知できるので、速やかな睡眠が可能になる。
・本実施例では、予め入力された起床時間帯の前時間と後時間とに基づいて、前時間に達した後に、眠りの浅い状態に対応した周波数成分の変化に応じて、ユーザに起床適時を報知するので、適切なタイミングで起床することができる。
【００７３】
また、適当な起床適時が無い場合には、予め入力された後時間が来た場合には、ユーザに起床時間を報知するので、ユーザは確実に目覚めることができる。
・本実施例では、例えば昨晩や過去１週間の様に、睡眠中における周波数成分を、表示や音声等でユーザに報知するので、ユーザはそれを知って、自身の睡眠状態を認識することができる。これにより、自己管理が可能となるので、より良い睡眠が可能となる。
【００７４】
・本実施例では、睡眠中における前記周波数成分を、睡眠年齢に換算して、表示や音声等でユーザに報知するので、単に周波数成分の数値で表示された場合より、睡眠状態を把握し易いという利点がある。
・そして、本実施例では、従来の容易に、睡眠ポリグラフィーによる大がかりな装置を使用することなく、一般家庭で使用できる様な簡易な装置を用いて、睡眠全体を支援することができる。
（実施例２）
次に、本実施例の睡眠支援装置について説明するが、前記実施例１と同様な箇所の説明は省略する。
【００７５】
本実施例は、前記実施例１とは、前記ステップ１９０の起床適時判定処理のみが異なるので、異なる箇所のみを説明する。
図９のフローチャートに示す様に、まず、ステップ４００では、５分前の（１分間の）ＨＦから現在の（１分間）ＨＦを引いてＨＦの差を求め、その差が５msecを上回るか否かを判定する。つまり、現在の方が副交感神経活動量が低下し、睡眠が浅くなっている状態か否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ４１０に進み、一方否定判断されるとステップ４５０に進む。
【００７６】
ステップ４５０では、睡眠が浅くなっている状態ではないので、起床適時ではないと判断し、一旦本処理を終了する。
一方、ステップ４１０では、ＨＦが５分間連続して減少しているか否か、即ち、睡眠が浅い状態に継続的に向かっているか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ４２０に進み、一方否定判断されると前記ステップ４５０に進む。
【００７７】
ステップ４２０では、現在の（１分間の）ＨＦから１分前の（１分間の）ＨＦを引いてＨＦの差を求め、その差が０msecを上回るか否かを判定する。つまり、副交感神経活動量が増加に転じた否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ４３０に進み、一方否定判断されると前記ステップ４５０に進む。
【００７８】
ステップ４３０では、ＨＦが３分間連続して減少しているか否か、即ち、睡眠が深い状態に継続的に向かっているか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ４４０に進み、一方否定判断されると前記ステップ４５０に進む。
ステップ４４０では、起床適時であると判定し、そのことを示すために、例えば起床適時を示すフラグをセットし、一旦本処理を終了する。
【００７９】
つまり、本処理では、前記実施例１の様に、副交感神経活動量の連続的な低下から、（副交感神経活動量の最も低下する）起床適時を予想するのではなく、実際に、副交感神経活動量が低下から増加に転じたことを認識して、（副交感神経活動量の最も低下する）起床適時を判定するので、起床適時のより精度の高い判定を行うことができるという効果がある。
【００８０】
尚、ステップ４３０にて、ＨＦの連続的な増加を確認するのは、ノイズ等による誤判定を防止するためである。
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【００８１】
（１）例えば、前記実施例１では、脈波センサにより検出した脈波信号を用いて、就床支援や起床支援や睡眠状態の表示を行ったが、脈波信号に代えて、心電位の信号を用いてもよい。
つまり、脈波とは、心臓の鼓動（心拍）に起因するものであるので、直接に心電位を求め、そのピーク間の間隔（心拍間隔）を求め、その心拍間隔の信号に対して、前記脈波信号と同様にして周波数解析を行うことにより、心拍間隔の揺らぎを示す周波数成分を求めることができる。
【００８２】
この周波数成分（ＳＨＦ）は、前記脈波信号の周波数成分（即ち副交感神経活動量ＨＦと同様なものであるので、このＳＨＦをＨＦの代わりに用いて、前記実施例と同様に、就床支援や起床支援や睡眠状態の表示を行うことができる。
（他の実施例）
（２）また、起床タイミングの判定に、ＨＦ／ＨＦ0を用いるのではなく、ＨＦが所定の規定値を超えた場合に、起床のタイミングとしてもよい。
【００８３】
また、前記ＨＦ／ＨＦ0やＨＦを用いた判定を行う場合には、所定時間にわたりその条件が満たされるという条件を加えた方が望ましいが、加えなくてもよい。
（３）更に、周波数成分の変化を、表示等により報知する場合には、その変化の全体又は一部を表示することができる。例えば、就床又は入眠後における周波数成分又はその変化、起床又は寝覚め前における前記周波数成分又はその変化を、ユーザに報知することができる。
【００８４】
（４）また、前記実施例では、睡眠支援装置について述べたが、本発明は、それらに限らず、上述したアルゴリズムに基づく処理を実行させるプログラムやそのプログラムを記憶している記録媒体にも適用できる。
この記録媒体としては、マイクロコンピュータとして構成される電子制御装置、マイクロチップ、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク等の各種の記録媒体が挙げられる。つまり、上述した睡眠支援装置の処理を実行させることができるプログラムを記憶したものであれば、特に限定はない。
【００８５】
尚、前記プログラムは、単に記録媒体に記憶されたものに限定されることなく、例えばインターネットなどの通信ラインにて送受信されるプログラムにも適用される。
（５）更に、前記睡眠支援装置は、脈波センサ等から得られた信号を、すぐそばにある本体部に直接に入力する場合だけでなく、脈波センサ等からの得られたデータを例えばパソコン等の装置に入力し、そのデータを例えばインターネット等を利用して遠隔地にある本体部に送信にして、睡眠支援を行う場合にも適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の睡眠支援装置の主要な構成を示す説明図である。
【図２】 実施例１の睡眠支援装置の計測部などの構成を示す説明図である。
【図３】 実施例１の睡眠支援装置の原理を示し、（ａ）は脈波信号を示すグラフ、（ｂ）は脈波間隔の変動状態（揺らぎ）を示すグラフ、（ｃ）は脈波信号を周波数解析した結果を示すグラフである。
【図４】 実施例１の睡眠支援制御処理を示すフローチャートである。
【図５】 実施例１の起床適時判定処理を示すフローチャートである。
【図６】 副交感神経活動量と年齢との関係を示すグラフである。
【図７】 副交感神経活動量の経時変化を示すグラフである。
【図８】 副交感神経活動量の経時変化の傾向を示すグラフである。
【図９】 実施例２の起床適時判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…計測部
３…本体部
７…データ解析部
９…ユーザインターフェース
１５…脈波センサ
Claims (10)
- 心電位を示す信号から心拍間隔を求める間隔算出手段と、
前記間隔算出手段により算出した心拍間隔の周波数解析を行って、副交感神経活動量に対応する所定の帯域の周波数成分を求める周波数解析手段と、
前記周波数解析手段により得られた前記周波数成分に基づいて、睡眠に関する情報の提供を行う睡眠支援手段と、
を備え、
前記周波数成分が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すことを特徴とする睡眠支援装置。 - 脈波信号から脈拍間隔を求める間隔算出手段と、
前記間隔算出手段により算出した脈拍間隔の周波数解析を行って、副交感神経活動量に対応する所定の帯域の周波数成分を求める周波数解析手段と、
前記周波数解析手段により得られた前記周波数成分に基づいて、睡眠に関する情報の提供を行う睡眠支援手段と、
を備え、
前記周波数成分が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すことを特徴とする睡眠支援装置。 - 心電位を示す信号から心拍間隔を求める間隔算出手段と、
前記間隔算出手段により算出した心拍間隔の周波数解析を行って、副交感神経活動量に対応する所定の帯域の周波数成分を求める周波数解析手段と、
前記周波数解析手段により得られた前記周波数成分に基づいて、睡眠に関する情報の提供を行う睡眠支援手段と、
を備え、
前記周波数成分の初期値（ＨＦ0）とそれより後のタイミングの周波数成分（ＨＦ）の比（ＨＦ／ＨＦ0）が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すことを特徴とする睡眠支援装置。 - 脈波信号から脈拍間隔を求める間隔算出手段と、
前記間隔算出手段により算出した脈拍間隔の周波数解析を行って、副交感神経活動量に対応する所定の帯域の周波数成分を求める周波数解析手段と、
前記周波数解析手段により得られた前記周波数成分に基づいて、睡眠に関する情報の提供を行う睡眠支援手段と、
を備え、
前記周波数成分の初期値（ＨＦ0）とそれより後のタイミングの周波数成分（ＨＦ）の比（ＨＦ／ＨＦ0）が、所定の期間にわたり、所定の規定値を超えた場合に、ユーザに就床を促すことを特徴とする睡眠支援装置。 - 就床又は入眠後における前記周波数成分を、報知することを特徴とする前記請求項１〜４のいずれかに記載の睡眠支援装置。
- 就床又は入眠後における前記周波数成分の変化を、報知することを特徴とする前記１〜５のいずれかに記載の睡眠支援装置。
- 起床又は寝覚め前における前記周波数成分を、報知することを特徴とする前記請求項１〜６のいずれかに記載の睡眠支援装置。
- 起床又は寝覚め前における前記周波数成分の変化を、報知することを特徴とする前記請求項１〜７のいずれかに記載の睡眠支援装置。
- 前記請求項１〜８のいずれかに記載の睡眠支援装置の機能を実現するための手段を有することを特徴とするプログラム。
- 前記請求項９に記載のプログラムの機能を実現するための手段を記憶していることを特徴とする記録媒体。
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