JP5017414B2 - 睡眠状態計測装置、睡眠状態計測方法及び睡眠状態計測システム - Google Patents
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Description
第1の実施の形態では、本発明に係る睡眠状態計測装置に腕時計型のセンサモジュールを用い、加速度センサを用いて体動を計測し、指に装着する光電脈波センサで脈拍を取得し自律神経指標を計測する場合について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる睡眠状態計測装置100の構成を示すブロック図である。本図に示すように、睡眠状態計測装置100は、入力部101と、表示部102と、記憶部103と、体動計測部104と、加速度センサ105と、脈波計測部106と、データ通信部107と、時刻計測部108と、電力供給部109と、覚醒/睡眠判定部110と、体動サンプリングデータ処理部111と、脈波サンプリングデータ処理部112と、脈拍間隔データ処理部113と、自律神経指標データ処理部114と、睡眠リズム指標データ処理部115と、睡眠時間取得部116と、睡眠効率取得部117と、癒され度算出部118と、制御部120と、寝つき取得部121と、睡眠状態判定部122と、体動量取得部123と、中途覚醒取得部124と、偏差値取得部125と、を有する。本実施の形態にかかる睡眠状態計測装置100は、計測したデータを解析し、解析結果を記憶部103に蓄積し、表示部102に表示する。
yf(t)=M+Acos(ωt+φ)・・・(1)
第1の実施の形態に係る睡眠状態計測装置100は、自律神経指標を脈波から取得することに制限するものではなく、例えば心電図を用いても同様の計測が可能である。そこで、変形例1では、心電図を用いた例について説明する。本変形例にかかる睡眠状態計測装置は、脈波センサの代わりに心電センサを接続する。そして睡眠状態計測装置は、心電センサから心電位信号を取得し、一拍ごとの心拍を算出する。そして、これ以降の処理は、脈拍の代わりに心拍を用いること以外、上述した第1の実施の形態と同様なので説明を省略する。
第1の実施の形態の睡眠状態計測装置100は取得した指標を表示部102に表示した。しかしながら、睡眠状態計測装置100に備えられた表示部102に表示することに制限するものではなく、睡眠状態計測装置と通信可能なPC等の情報処理装置に表示してもよい。その際、処理の一部を情報処理装置で行ってもよい。そこで第2の実施の形態では、睡眠状態計測装置及びPCで構成されている睡眠計測システムについて説明する。
睡眠状態計測装置及び睡眠状態計測装置は、第1及び第2の実施の形態のように加速度センサと脈波センサを用いて睡眠状態を示す各種指標を計測するものに限らず、他の計測装置を用いて計測してもよい。例えば、圧力センサが、ユーザの胸部又は腹部の振動を計測して、心拍と体動を検出し、これに基づいて、睡眠状態を計測すること等が考えられる。そこで、第3の実施の形態に係る睡眠状態計測装置では、マット型のセンサモジュールを用いて計測する場合について説明する。
図15は、第4の実施の形態に係る睡眠状態計測装置1500の構成を示すブロック図である。上述した第3の実施の形態に係る睡眠状態計測装置1300とは、マットセンサ1301が削除された代わりにカメラ1501が追加され、画像差分演算部1503が追加され、体動計測部1302と処理が異なる体動計測部1502を備え、心拍計測部1303と処理が異なる心拍計測部1504を備えた点のみ異なる。なお、本実施の形態の睡眠状態計測装置1500の構成で、第3の実施の形態の睡眠状態計測装置1300と共通な構成については説明を省略する。本実施の形態に係る睡眠状態計測装置1500は、カメラ1501により撮像されたユーザの画像から、睡眠状態を示す指標を計測する。
上述した実施の形態に係る睡眠状態計測装置及び睡眠状態計測システムは、睡眠状態を示す指標をレーダーチャートで表示することに制限するものではない。そこで、変形例1は、睡眠状態計測装置又は睡眠状態計測装置に接続されたPCが、睡眠状態を示す各指標を棒グラフで表示する場合の例を示したものである。
101 入力部
102 表示部
103 記憶部
104、1302、1502 体動計測部
105 加速度センサ
106 脈波計測部
107 データ通信部
108 時刻計測部
109 電力供給部
110 睡眠判定部
111 体動サンプリングデータ処理部
112 脈波サンプリングデータ処理部
113 脈拍間隔データ処理部
114、1306 自律神経指標データ処理部
115 睡眠リズム指標データ処理部
116 睡眠時間取得部
117 睡眠効率取得部
118 癒され度算出部
119 脈波センサ
120 制御部
121 寝つき取得部
122 睡眠状態判定部
123 体動量取得部
124 中途覚醒取得部
125 偏差値取得部
151 体動判定部
152 覚醒判定部
161、1311 周波数スペクトル変換部
162 自律神経指標取得部
171 睡眠リズム取得部
181 比較部
182 差分正規化部
183 平均取得部
1250 PC
1251 データ通信部
1252 表示部
1253 記憶部
1301 マットセンサ
1303、1504 心拍計測部
1304 心拍サンプリングデータ処理部
1305 心拍間隔データ処理部
1401 ベッド
1402 マットレス
1501 カメラ
1503 画像差分演算部
Claims (12)
- ユーザの自律神経指標を取得する自律神経指標取得部と、
睡眠中のユーザにおける、前記自律神経指標に含まれる、睡眠状態の判定に用いる第1の周波数領域の振幅と、前記自律神経指標に含まれる、前記第1の周波数領域より高い周波数領域である第2の周波数領域の振幅と、を比較する比較部と、
比較により前記第2の周波数領域の振幅が大きい場合に前記第2の周波数帯域の振幅と前記第1の周波数帯域の振幅の差分を算出して、該差分を前記第2の周波数帯域の振幅で正規化して、前記自律神経指標に含まれる副交感神経の優位度を示した副交感神経優位度指標を取得する差分正規化部と、
取得した前記副交感神経優位度指標から睡眠中の副交感神経優位度指標の平均を取得する平均取得部と、
を備えることを特徴とする睡眠状態計測装置。 - ユーザの体動を計測する体動計測部と、
前記体動からユーザが睡眠中であるか否かを判定する睡眠判定部と、
前記ユーザが睡眠中であるか否かの判定結果に基づき、ユーザの睡眠時間情報を取得する睡眠時間取得部と、
前記ユーザが睡眠中であるか否かの判定結果に基づき、ユーザの睡眠効率情報を取得する睡眠効率取得部と、
前記副交感神経優位度指標と、前記睡眠時間情報と前記睡眠効率情報とのいずれか一つ以上とを対応付けて保持する睡眠情報保持部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の睡眠状態計測装置。 - 前記対応付けて保持している前記副交感神経優位度指標と、前記睡眠時間情報と前記睡眠効率情報とのいずれか一つ以上とを、偏差値として表示する睡眠結果表示処理部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載の睡眠状態計測装置。 - 前記睡眠結果表示処理部は、前記偏差値をレーダーチャートとして表示すること、を特徴とする請求項3に記載の睡眠状態計測装置。
- 前記睡眠結果表示処理部は、前記偏差値毎に棒グラフで表示すること、を特徴とする請求項4に記載の睡眠状態計測装置。
- さらに、ユーザの脈拍又は心拍を検出する拍検出部を備え、
前記自律神経指標取得部は、前記脈拍又は心拍の変動から自律神経指標を取得すること、
を特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の睡眠状態計測装置。 - 前記拍検出部は、ユーザの末梢血流の変化から脈波を計測する脈波計測部を備え、該脈波から脈拍を検出すること、
を特徴とする請求項6に記載の睡眠状態計測装置。 - 前記拍検出部は、心電センサから入力された心電位信号から心拍を検出すること、
を特徴とする請求項6に記載の睡眠状態計測装置。 - 前記拍検出部は、ユーザの体圧の変化を計測する圧力変動計測部を備え、ユーザの体圧の変化から心拍を検出すること、
を特徴とする請求項6に記載の睡眠状態計測装置。 - 前記拍検出部は、ユーザに対して撮像を行う撮像部を備え、撮像されたユーザの画像の時間変化から心拍を検出すること、
を特徴とする請求項6に記載の睡眠状態計測装置。 - ユーザの自律神経指標を取得し、
睡眠中のユーザにおける、前記自律神経指標に含まれる、睡眠状態の判定に用いる第1の周波数領域の振幅と、前記自律神経指標に含まれる、前記第1の周波数領域より高い周波数領域である第2の周波数領域の振幅と、を比較し、
比較により前記第2の周波数領域の振幅が大きい場合に前記第2の周波数帯域の振幅と前記第1の周波数帯域の振幅の差分を算出して、該差分を前記第2の周波数帯域の振幅で正規化して、前記自律神経指標に含まれる副交感神経の優位度を示した副交感神経優位度指標を取得し、
取得した前記副交感神経優位度指標から睡眠中の副交感神経優位度指標の平均を取得する、
ことを特徴とする睡眠状態計測方法。 - ユーザに対して計測を行う睡眠状態計測装置と、該睡眠状態計測装置と通信を行う情報処理装置とからなる睡眠状態計測システムであって、
前記睡眠状態計測装置は、
ユーザの自律神経指標を取得する自律神経指標取得部と、
前記自律神経指標を送信するデータ送信部と、を備え、
前記情報処理装置は、
前記自律神経指標を受信するデータ受信部と、
睡眠中のユーザにおける、前記自律神経指標に含まれる、睡眠状態の判定に用いる第1の周波数領域の振幅と、前記自律神経指標に含まれる、前記第1の周波数領域より高い周波数領域である第2の周波数領域の振幅と、を比較する比較部と、
比較により前記第2の周波数領域の振幅が大きい場合に前記第2の周波数帯域の振幅と前記第1の周波数帯域の振幅の差分を算出して、該差分を前記第2の周波数帯域の振幅で正規化して、前記自律神経指標に含まれる副交感神経の優位度を示した副交感神経優位度指標を取得する差分正規化部と、
取得した前記副交感神経優位度指標から睡眠中の副交感神経優位度指標の平均を取得する平均取得部と、
を備えることを特徴とする睡眠状態計測システム。
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