JP5065823B2

JP5065823B2 - いびき検出装置

Info

Publication number: JP5065823B2
Application number: JP2007241326A
Authority: JP
Inventors: 章寺澤; 雅一山本; 崇浩栗原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2027-09-18
Also published as: JP2009072214A

Description

本発明は、いびき検出装置に関する。

近年、健康志向者の増加から、睡眠不全によるメタボリックシンドロームへの影響や無呼吸症候群への対策を目的として、就寝中にいびきをかいているかどうかの診断を含めた睡眠診断を受診する人が増えている。また、上記以外にも、例えば隣で就寝している人のいびきが煩いために熟睡できない人が多数存在する。ここで、いびきを検出する装置として、例えば鼻から出される空気量を計測するための睡眠時無呼吸症候群検査器やマイクロホンを利用していびきを検出する枕等が提供されている。ところが、睡眠時無呼吸検査器では、顔面に検査器を設置して睡眠するため、検査器が邪魔をして通常時の睡眠を再現できないという問題がある。また、枕の側にマイクロホンを設置していびきを検出する方法では、就寝者の髪や布団がマイクロホンに接した際にマイクロホンに入力する音圧が変化するために、正確にいびきを検出できないという問題がある。

上記の問題点を解消すべく、例えば被験者が滞在するベッドのフレームと脚部との間に圧電素子を設け、フレームを伝達する振動によって生じる圧電素子の電気変化から被験者のいびき等の生体データを検出する生体データ検出装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３１３４９５号公報

ところで、いびきが発生するのは、気道が塞がって狭くなり、そこに呼吸に伴って空気が通ることで上顎の奥にある口蓋垂及び軟口蓋周囲の粘膜が過剰に振動するためであって、一般にいびきをかく人は一見熟睡しているように見えても、実際には呼吸が抑制されて眠りが浅くなり、睡眠不足に陥りがちである。このため、いびきをかく人は熟睡することができず、時には睡眠不足によって身体に異常を来す虞がある。また、上述のように、いびきが煩いと隣で就寝している人も熟睡できないことから、就寝中のいびきの発生回数を低減することが望ましい。

しかしながら、上記従来例では、就寝している人のいびきの有無を検出するのみであって、就寝している人のいびきの発生回数を低減することができないという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、就寝している人のいびきの発生回数を低減することのできるいびき検出装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、ベッド台とベッド台に載置されるマットレスとの間に配設されて就寝している人に起因する圧力を電気信号に変換するセンサ部と、センサ部の出力信号からいびきによる振動成分を抽出するいびき振動抽出部と、いびき振動抽出部で抽出された振動成分に応じていびきの発生を推定するいびき発生推定部と、いびき発生推定部においていびきの発生が所定時間継続して推定されたか否かを検出するいびき継続検出部と、いびき継続検出部においていびきの発生が所定時間継続して推定されたことを検出すると就寝している人に光又は振動等の刺激を与える刺激制御部と、センサ部の出力信号から体動による振動成分を抽出する体動振動抽出部と、体動振動抽出部で得られる振動成分が所定の閾値を一定時間以上継続して越えると体動の発生を推定する体動発生推定部とを備え、刺激制御部は、体動発生推定部において体動の発生が推定されるまで就寝している人に刺激を与え続けることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、センサ部の出力信号から呼吸による振動成分を抽出する呼吸振動抽出部を備え、いびき発生推定部は、呼吸振動抽出部で得られる呼吸の振動のタイミングといびき振動抽出部で得られるいびきの振動のタイミングとが同期した場合にといびきの発生を推定することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、センサ部の出力信号から心拍による振動成分を抽出する心拍振動抽出部と、心拍振動抽出部で得られる振動成分から心拍数を推定する心拍数推定部と、いびき発生推定部及び体動発生推定部及び心拍数推定部の推定結果から就寝している人の異常の有無を推定する異常推定部と、いびき発生推定部の推定結果からいびき発生の有無を表示する表示部とを備え、表示部は、異常推定部において異常を推定した場合に就寝している人に異常が発生したことを通知することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、就寝している人のいびきの発生を推定し、いびきの発生が所定時間継続して推定されると就寝している人に光又は振動等の刺激を与えるようにしたので、刺激を与えることにより就寝している人に寝姿勢の変更を促すことができ、寝姿勢を変えることによっていびきの発生回数を低減することができる。また、就寝している人の体動の発生が推定されるまで就寝している人に刺激を与え続けるようにしたので、寝返り等の体動が発生するまで十分な刺激を与えることができ、したがって、就寝している人の寝姿勢の変更を更に促すことができる。

請求項２の発明によれば、就寝している人の呼吸の振動のタイミングといびきの振動のタイミングとが同期した場合にいびきの発生を推定するようにしたので、いびきの発生を推定する精度を向上することができ、就寝している人に起因しない振動によっていびきの発生を誤って推定するのを防ぐことができる。

請求項３の発明によれば、いびき、体動、心拍数によって就寝している人の異常を推定するとともに、当該異常を就寝している人に通知することができるので、就寝中では気づかない異常を知ることができ、病気や身体の異常等を早期に発見することができる。

以下、本発明に係るいびき検出装置の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、図１に示すように、ベッド台１とベッド台１に載置されるマットレス２との間に配設されて就寝している人Ａに起因する圧力を電気信号に変換するセンサ部３と、センサ部３の出力信号を所望の大きさまで増幅して出力する増幅部４と、増幅部４の出力信号からいびきによる振動成分を抽出するいびき振動抽出部５と、いびき振動抽出部５で抽出された振動成分に応じていびきの発生を推定するいびき発生推定部９と、いびき発生推定部９の推定結果からいびき発生の有無を表示する表示部１４と、いびき発生推定部９においていびきの発生が所定時間継続して推定されたか否かを検出するいびき継続検出部１２と、就寝している人Ａに光又は振動等の刺激を与える刺激制御部１３とを備える。

センサ部３は、例えばＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の高分子圧電材料から成る圧電型素子から構成され、就寝している人Ａのいびき、呼吸、体動（寝返り）、心拍等による微小な生体振動に応じて電気信号を発生する。発生した電気信号は増幅部４に入力され、増幅部４において所望の大きさまで増幅される。

いびき振動抽出部５は、増幅部４の出力信号のうち、いびきの固有周波数が含まれる１００〜５００Ｈｚの周波数帯域の振動成分のみを抽出するバンドパスフィルタから構成される。尚、１００〜５００Ｈｚの周波数帯域の振動成分のみを抽出するため、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの電源に起因するノイズを除去することができる。

いびき発生推定部９は、いびき振動抽出部５の出力信号のピーク周波数及びピーク周波数の１／２倍、１．５倍、２倍の振動成分の変化を検出するとともに、いびき振動抽出部５の平均出力の変動を測定することでいびきの発生を推定する。一般に、就寝している人Ａがいびきをかくと、就寝している人Ａの骨や筋肉等を介して振動がセンサ部３に伝達されるため、図２に示すように、いびきの固有周波数における振動成分に加えて、いびきの固有周波数の半分の周波数の定数倍における振動成分が大きく重畳する。また、図３に示すように、いびきは呼吸のタイミングに同期して周期的に出力が変動する。したがって、いびき発生推定部９では、上記周波数における振動成分や時間変位、平均出力の変動を測定することでいびきの発生を推定している。尚、例えばベッド台１に外乱振動が重畳する等していびき以外の雑音信号が重畳することが考えられるが、このような雑音信号では、いびきの固有周波数の半分の周波数の定数倍における振動成分がいびき発生時に比べて小さいため、雑音信号をいびきと区別することが可能である。

いびき発生推定部９においていびきを推定すると、推定結果を表示部１４に出力する。表示部１４では、例えば睡眠中のいびきの発生回数やいびきを発生した時間帯、又は睡眠開始時から起床時までの時系列軸に対するいびきの発生の有無を表示する。而して、本実施形態の利用者は、自身の就寝中におけるいびきの発生度合い等を確認することができる。

ところで、本実施形態では、いびきの発生を推定する精度を向上するために、増幅部４の出力信号から呼吸による振動成分を抽出する呼吸振動抽出部６を設けている。呼吸振動抽出部６は、０．１〜０．５Ｈｚの周波数帯域の振動成分のみを抽出するバンドパスフィルタから構成される。上述のように、いびきは呼吸のタイミングに同期して周期的に出力が変動することから、いびき発生推定部９において、呼吸振動抽出部６で得られる呼吸のタイミングといびき振動抽出部５で得られるいびきのタイミングとが同期した場合にはいびきの発生を推定し、タイミングが同期しない場合にはノイズであると判断することで、いびきの発生を推定する精度を向上することができる。このように、いびきの発生を推定する精度を向上することで、就寝している人Ａに起因しない振動によっていびきの発生を誤って推定するのを防ぐことができる。

いびき継続検出部１２では、いびき発生推定部９においていびきの発生が推定された時間を計時しており、いびきの発生が所定時間（例えば、１分間）継続して推定されたと判断すると、フラグをハイにする。一方、いびきの発生が推定されていない場合、或いはいびきの発生が所定時間継続して推定されていない場合には、フラグをローにする。

刺激制御部１３は、いびき継続検出部１２におけるフラグを参照しており、いびき継続検出部１２におけるフラグがハイであれば、就寝している人Ａに覚醒しない程度の光又は振動等の刺激を与え、いびき継続検出部１２におけるフラグがローであれば、就寝している人Ａへの刺激を停止する。光による刺激を与える構成としては、例えば就寝している人Ａの頭部を照射するスポットライトを設けることが考えられ、また、振動による刺激を与える構成としては、例えばマットレス２及び枕の下側に振動を発生する機器を設けることが考えられる。

一般に、いびきの発生は寝姿勢に関係している場合が多く、仰向けに寝ている時よりも横向けに寝ている時の方がいびきの発生回数が少ない。したがって、就寝している人Ａに覚醒しない程度の刺激を与えることで、寝姿勢を変えるように促し、結果としていびきの発生回数を低減することができる。尚、就寝している人Ａへの刺激としては、上記の光又は振動に限定されるものではなく、例えば就寝している人Ａの背中や枕にエアバッグを配置し、該エアバックを膨張させることで寝姿勢を変えるように促す構成でも構わない。勿論、上記の何れの刺激も睡眠状態から覚醒状態へ移行するような強い刺激ではなく、睡眠状態を継続できるような弱い刺激が望ましいことは言うまでもない。

ところで、本実施形態では、就寝している人Ａに効率よく刺激を与えるために、増幅部４の出力信号から体動による振動成分を抽出する体動振動抽出部７と、体動振動抽出部７で得られる振動成分に応じて体動の発生を推定する体動発生推定部１０とを設けている。一般に、体動には決まった周波数帯域が存在せず、体動が発生すると広い周波数帯域成分を有する信号を観測できる。このため、体動振動抽出部７は、１〜５００Ｈｚの広範囲の周波数帯域の振動成分を抽出するバンドパスフィルタから構成される。

体動発生推定部１０は、体動振動抽出部７の平均出力が所定の閾値を一定時間継続して超えた場合に体動の発生を推定するもので、体動の発生を推定した場合にはフラグをハイ、体動の発生を推定しない場合にはフラグをローにする。刺激制御部１３では、いびき継続検出部１２におけるフラグがハイの状態において体動発生推定部１０のフラグを参照しており、体動発生推定部１０のフラグがローであれば就寝している人Ａに刺激を与え続け、体動発生推定部１０のフラグがハイであれば刺激を停止する。而して、就寝している人Ａに体動が発生する、即ち寝姿勢を変更するまで十分に刺激を与え続けることができるので、寝姿勢の変更を更に促すことができる。

上述のように、いびき発生推定部９において就寝している人Ａのいびきの発生を推定し、いびき継続検出部１２においていびきの発生が所定時間継続して推定されると、刺激制御部１３において就寝している人Ａに光又は振動等の刺激を与えるようにしたので、刺激を与えることにより就寝している人Ａに寝姿勢の変更を促すことができ、寝姿勢を変えることによっていびきの発生回数を低減することができる。

尚、本実施形態では、上記の構成の他に、増幅部４の出力信号から心拍による振動成分を抽出する心拍振動抽出部８と、心拍振動抽出部８で得られる振動成分から心拍数を推定する心拍数推定部１１と、就寝している人Ａの異常の有無を推定する異常推定部１５を設けている。

心拍振動抽出部８は、就寝している人Ａの心拍による振動を抽出するために、増幅部４の出力信号から０．５〜１．５Ｈｚの周波数帯域の振動成分のみを抽出するバンドパスフィルタから構成される。ここで、一般的な心拍波形は、図４に示すように、Ｐ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波から構成され、ＲＲ間隔と呼ばれるＲ波とＲ波との間の時間や１分間のＲ波の個数から心拍数を推定することができる。このため、心拍数推定部１１ではＲＲ間隔や１分間のＲ波の個数を検出し、検出結果から１分間の心拍数を推定している。

異常推定部１５は、いびき発生推定部９及び体動発生推定部１０及び心拍数推定部１１の推定結果を監視して就寝している人Ａに異常があるか否かを推定する。例えば、いびき発生推定部９においていびきの発生を推定している状態から推定しない状態への移行、及び心拍数推定部１１において心拍数の低下を推定し、その後体動発生推定部１０において体動の発生を推定するとともに心拍数推定部１１において心拍数の増加を推定するという一連の流れを観測すると、呼吸が一時的に停止して心臓の動きが遅くなり、その後苦しくなって体動を発生しながら呼吸を再開して心臓の動きが活発になるといった無呼吸症候群の典型的な現象であると判断して異常を推定することができる。

ここで、異常推定部１５において異常の発生を推定した場合にはフラグをハイ、異常の発生を推定しない場合にはフラグをローにするように設定し、表示部１４において異常推定部１５におけるフラグを参照し、フラグがハイになると例えば画像や文字等の情報を表示するようにしている。このように構成することで、異常を就寝している人Ａに通知することができるので、就寝中では気づかない異常を知ることができ、病気や身体の異常等を早期に発見することができる。

本発明に係るいびき検出装置の実施形態を示す概略図である。同上のいびきの強さと周波数との相関図である。同上のいびきの強さと時間との相関図である。同上の心拍波形の一例を示す波形図である。

符号の説明

１ベッド台
２マットレス
３センサ部
５いびき振動抽出部
９いびき発生推定部
１２いびき継続検出部
１３刺激制御部
Ａ就寝している人

Claims

ベッド台とベッド台に載置されるマットレスとの間に配設されて就寝している人に起因する圧力を電気信号に変換するセンサ部と、センサ部の出力信号からいびきによる振動成分を抽出するいびき振動抽出部と、いびき振動抽出部で抽出された振動成分に応じていびきの発生を推定するいびき発生推定部と、いびき発生推定部においていびきの発生が所定時間継続して推定されたか否かを検出するいびき継続検出部と、いびき継続検出部においていびきの発生が所定時間継続して推定されたことを検出すると就寝している人に光又は振動等の刺激を与える刺激制御部と、センサ部の出力信号から体動による振動成分を抽出する体動振動抽出部と、体動振動抽出部で得られる振動成分が所定の閾値を一定時間以上継続して越えると体動の発生を推定する体動発生推定部とを備え、刺激制御部は、体動発生推定部において体動の発生が推定されるまで就寝している人に刺激を与え続けることを特徴とするいびき検出装置。
前記センサ部の出力信号から呼吸による振動成分を抽出する呼吸振動抽出部を備え、いびき発生推定部は、呼吸振動抽出部で得られる呼吸の振動のタイミングといびき振動抽出部で得られるいびきの振動のタイミングとが同期した場合にといびきの発生を推定することを特徴とする請求項１記載のいびき検出装置。
前記センサ部の出力信号から心拍による振動成分を抽出する心拍振動抽出部と、心拍振動抽出部で得られる振動成分から心拍数を推定する心拍数推定部と、いびき発生推定部及び体動発生推定部及び心拍数推定部の推定結果から就寝している人の異常の有無を推定する異常推定部と、いびき発生推定部の推定結果からいびき発生の有無を表示する表示部とを備え、表示部は、異常推定部において異常を推定した場合に就寝している人に異常が発生したことを通知することを特徴とする請求項１又は２記載のいびき検出装置。