JP6182820B2 - 睡眠評価システム、睡眠評価装置、及び生体計測装置 - Google Patents
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Description
ユーザは、このマットレスを寝具の下に敷いて当該寝具上で就寝する。この睡眠評価装置によって、就寝時のユーザの生体信号や姿勢の変化が検出され、それらに基づいて睡眠の質の程度を総合的に評価する指標が算出される。
本発明は、前記の事情に鑑みて為されたものであり、ユーザに装置の持ち運びの負担を掛けずに、外泊先での睡眠に係る評価についても取得して記録可能な睡眠評価システム、睡眠評価装置、及び生体計測装置を提供することを解決課題のひとつとする。
本発明の第1の態様による睡眠評価システムによれば、たとえ被検者が外泊した期間が存在しても、生体計測装置と睡眠評価装置との連携によって、当該被検者の睡眠の質の程度について評価及び判定に要するデータを空白期間なく収集することができる。また、その為に被検者が外泊先へ携行しなければならない装置は、被検者の手首部位に装着するだけの非常に携行が容易な生体計測装置のみである。従って、ユーザに装置の持ち運びの負担を掛けずに、外泊先での睡眠の質の程度について簡易評価及び簡易判定をすることが可能となる。なお、従来の睡眠評価装置を用いる場合は、当該睡眠評価装置が実際に外泊先へ持ち運ばれて使用されない限り、外泊先での睡眠の質の程度の評価及び判定に要するデータの収集はできない。
本発明の第3の態様による睡眠評価システムによれば、睡眠の質の程度の簡易評価及び簡易判定に用いられる演算式を算出することが可能となる。
本発明の第4の態様による睡眠評価装置によれば、たとえ被検者が外泊した期間が存在しても、生体計測装置と睡眠評価装置との連携によって、当該被検者の睡眠の質の程度について評価及び判定に要するデータを空白期間なく収集することができる。また、その為に被検者が外泊先へ携行しなければならない装置は、被検者の手首部位に装着するだけの非常に携行が容易な生体計測装置のみである。従って、ユーザに装置の持ち運びの負担を掛けずに、外泊先での睡眠に係る評価についても判定して記録することが可能となる。なお、従来の睡眠評価装置を用いる場合は、当該睡眠評価装置が実際に外泊先へ持ち運ばれて使用されない限り、外泊先での睡眠の質の程度の評価及び判定に要するデータの収集はできない。
本発明の第5の態様による睡眠評価装置によれば、当該睡眠評価装置と生体計測装置との連携によって、外泊先へ容易に携行可能な生体計測装置によって、睡眠の質の程度について簡易評価及び簡易判定が可能となる。なお、従来の生体計測装置は持ち運びは容易であるが、就寝時に着用しても単に睡眠時の生体データを収集することのみしかできない。
本発明の第6の態様による睡眠評価装置によれば、睡眠の質の程度の簡易評価及び簡易判定に用いられる演算式を算出することが可能となる。
本発明の第7の態様による生体計測装置によれば、たとえ被検者が外泊した期間が存在しても、生体計測装置と睡眠評価装置との連携によって、当該被検者の睡眠の質の程度について評価及び判定に要するデータを空白期間なく収集することができる。また、その為に被検者が外泊先へ携行しなければならない装置は、被検者の手首部位に装着するだけの非常に携行が容易な生体計測装置のみである。従って、ユーザに装置の持ち運びの負担を掛けずに、外泊先での睡眠の質の程度について簡易評価及び簡易判定することが可能となる。なお、従来の睡眠評価装置を用いる場合は、当該睡眠評価装置が実際に外泊先へ持ち運ばれて使用されない限り、外泊先での睡眠の質の程度についての評価及び判定に要するデータの収集はできない。
本発明の第9の態様による生体計測装置によれば、前記相関情報は、前記第2の生体データが示す値と前記第1の評価指標の値との相関関係を示す演算式の係数であることを特徴とする。
図1は、本発明の一実施形態に係る睡眠評価システムの構成例を示すブロック図である。図2は、図1に示す睡眠評価装置の使用態様の一例を示す図である。図3は、本発明の実施形態に係る生体計測装置の使用態様の一例を示す図である。
睡眠評価システム1は、睡眠評価装置10と、生体計測装置50とを備える。利用者は、自宅において睡眠評価装置10を用いて、生体活動を示す第1生体データを計測すると共に計測結果に基づいて睡眠の質を評価する。また、利用者は、外泊時において生体計測装置50を用いて、生体活動を示す第2生体データを計測すると共に計測結果に基づいて簡易的に睡眠の質を評価する。さらに、睡眠評価装置10と生体計測装置50とは後述するように連携して動作する。
睡眠評価装置10は、図2に示すように寝具150の下側に配置されるマットレス部12と、マットレス部12に設けられた検出部(後述)によって検出された信号の処理を含む種々の処理を行う本体部14と、を備える。本体部14には、種々の情報を表示する表示部22と、操作部24とが設けられている。生体計測装置50は、図3に示すようにユーザの手首に巻きつけられるベルト部51と、ベルト部に設けられたセンサ(後述)によって検出された信号の処理を含む種々の処理を行う本体部53と、を備える。また、生体計測装置50は、睡眠評価装置10との間でデータ伝送を行うように構成されている。
検出部12Sは、流体室12S−1と信号生成部12S−2とを備える圧力検出部である。流体室12S−1は、マットレス部12に設けられており、例えば精製水等の流体が内封された内部空間を有する略袋状の部材である。信号生成部12S−2は、流体室12S−1の内部空間の圧力の変化を検出するセンサ(例えばコンデンサマイクロホン)を含み、当該センサの検出結果に応じた圧力の変化を示す信号を生成して出力する。この検出部12Sによって、睡眠時の被検者200から発せられる呼吸、心拍、及び体動に伴う振動が検出される。
なお、本例では、信号生成部12S−2は、流体室12S−1の内部空間の圧力の変化を検出するが、流体室12S−1の内部空間の圧力それ自体を検出するものであってもよい。要は、睡眠の質の評価のためには流体室12S−1の内部空間における圧力の値の変化を把握できれば充分であり、具体的な圧力の値それ自体の把握は不用である。
制御部34は、第1体動データBM1、第1脈拍データHR1、及び第1呼吸データRS1に基づいて被検者200の睡眠の質を評価する。具体的には、制御部34は、睡眠の質の程度を示す評価指標Fを、第1体動データBM1、第1脈拍データHR1、及び第1呼吸データRS1に基づいて生成する。評価指標Fは、最大値が「100」、最小値が「0」となるように正規化されている。評価指標Fは、以下の(式1)に示すように、第1体動データBM1、第1脈拍データHR1、及び第1呼吸データRS1の関数fとして与えられる。
F=f(BM1、HR1、RS1) …(式1)
以降、第1生体データに基づいて睡眠の質の程度を示す評価指標Fを算出する式を、第1演算式と称する。
「ノンレム睡眠」であると判定した場合には、さらに、脈拍数が第2の脈拍数閾値以下であり且つ呼吸数が第2の呼吸数閾値以下である場合に「深睡眠」であると判定し、そうでない場合に「浅睡眠」であると判定する。なお、上述した判定に用いる脈拍数、呼吸数、及びそれらに係る各閾値は、適宜設定した単位時間(例えば1分間や30分間等)当たりの積算値として算出すればよい。
なお、睡眠状態及び覚醒状態の判定に係る技術は、公知の技術であるので、ここでは簡略化した判定方法を例にして説明する。
上述した睡眠状態及び覚醒状態の判定結果を利用して、例えば「深睡眠」が睡眠全体に占める割合や睡眠中の覚醒回数などを算出し、これらに基づいて評価指標Fを算出する。なお、このような睡眠の質の程度を示す指標の算出方法は公知の技術であるので、これ以上の詳細な説明を省略する。
さらに、制御部34は、算出した評価指標Fを閾値と比較して、当該評価指標Fに係る日の睡眠が良好であるか、睡眠が普通であるか、または睡眠が不良であるかを判定する。つまり、制御部34は、評価指標Fと閾値とに基づいて、睡眠の質の程度を段階的に判定する。
図5に示す例では、睡眠の質の程度の判定は次のように行われている。すなわち、図5に示す例のように日々の評価指標Fが変化したとし、第1の閾値が「70」であり、第2の閾値が「30」であったとすると、同図に示す期間T1、T3、T5、T7では睡眠が「普通」と判定され、期間T2では睡眠が「不良」と判定され、期間T4及び期間T6では睡眠が「良好」と判定される。
F=f2(HR2,BM2) …(式2)
この第2演算式の設定には、被検者200が所定期間(以降、サンプルデータ収集期間と称する)中、就寝時に生体計測装置50と睡眠評価装置10とを同時に使用することが必要となる。すなわち、サンプルデータ収集期間における就寝時には、被検者200は生体計測装置50を図3に示すように装着した状態で、図2に示すように睡眠評価装置10が下に敷かれた寝具150上に横臥する。図5に示す例では、サンプルデータ収集期間は期間T1,T2の9日間である。
より具体的には、第2演算式の一例として、たとえば下記(式3)を挙げることができる。
F=α・(HR2)2+β・(MB2)2+γ …(式3)
HR2は生体計測装置50によって生成される第2脈拍データであり、MB2は生体計測装置50によって生成される第2体動データである。これら第2脈拍データ及び第2体動データはいずれも第2生体データの一つである。
係数α,β,γは定数であり、サンプルデータ収集期間に収集された第1生体データに基づいて算出された評価指標Fと、同期間に収集された第2生体データとに基づいて、重回帰分析等を行うことによって適宜定められる値である。(式3)により、第2生体データに基づいて評価指標Fを推測(算出)することが可能となる。
さらに、この簡易評価によって算出した評価指標Fを閾値と比較して、当該評価指標Fに係る日の睡眠が良好であるか、睡眠が普通であるか、睡眠が不良であるかを判定してもよい。この判定を「簡易判定」と称する。
なお、第2演算式を用いて、上述した判定及び簡易判定に用いられる評価指標Fの各閾値(図5に示す例では「F=30」「F=70」)に相当する第2生体データ(第2脈拍データHR2、第2体動データBM2)の値を算出し、これら算出した値を簡易判定等に用いてもよい。
電源40は、当該睡眠評価装置10の各部に電力を供給する。表示部22は、被検者200に係る測定結果等や各種ガイダンス等の表示を行う。操作部24は、電源をオン/オフする操作及び測定・評価処理の開始/終了等の操作に係る操作部材である。通信部42は、生体計測装置50との間でデータの送受信を行う通信モジュールである。例えば、通信部42は、Bluetooth(登録商標)規格に従った近距離無線通信により当該睡眠評価装置10と生体計測装置50とを通信可能に接続する通信モジュールや、無線LAN(Local Area Network)により当該睡眠評価装置10と生体計測装置50とをWi−Fi(登録商標)接続する通信モジュール等である。計時部44は、日時を示す日時情報を生成して制御部34へ出力する。
加速度センサ56は、当該生体計測装置50に生じた加速度を検出し、当該生体計測装置50の携行者(被検者200)の体動を表す信号を生成してA/D変換部60に出力する。この加速度センサ56から出力された信号は、被検者200の体動を定量的に表す信号である。加速度センサ56としては、例えば、互いに直交する三方向の加速度を検出するセンサであるX軸センサとY軸センサとZ軸センサとを備える三次元加速度センサを採用する。なお、加速度センサ20は、被検者200に係る第2体動データBM2を生成することができる構成であればよく、一方向の加速度を検出する一次元加速度センサであってもよいし、互いに直交する二方向の加速度を検出する二次元加速度センサであってもよい。
A/D変換部60は、加速度センサ56から出力された信号、及び、脈波センサ58から出力された信号をA/D変換してデジタルデータを生成し、制御部62による後段の処理に供する。加速度センサ56から出力された信号は、第2体動データBM2に変換される。脈波センサ58から出力された信号は、第2脈拍データHR2に変換される。以降、第2体動データBM2、及び第2脈拍データHR2を「第2生体データ」と総称する場合がある。
記憶部64は、制御部62による制御で、第2生体データと、当該第2生体データの生成時刻を示す日時情報とを対応付けて記憶する。また、記憶部64は、上述した第2演算式を記憶する。さらに、記憶部64は、睡眠評価装置10から取得した係数α,β,γを記憶する。
まず、第2演算式の係数α,β,γの設定のために、被検者200はサンプルデータ収集期間中は就寝時に生体計測装置50と睡眠評価装置10とを同時に使用する。すなわち、サンプルデータ収集期間においては、同一の睡眠時間帯について睡眠評価装置10が第1生体データを収集し(ステップS1)、生体計測装置50が第2生体データを収集する(ステップS2)。
なお、第2演算式の係数α,β,γの設定処理とは直接的に関係しないため図示はしていないが、睡眠評価装置10は第1生体データを収集した各日毎に当該日の睡眠状態の判定を行っても勿論よい。
なお、生体計測装置50から睡眠評価装置10への第2生体データの送信は、サンプルデータ収集期間の終了を待たずに、サンプルデータ収集期間を構成する各日におけるデータ収集が完了する毎に行っても勿論よい。
以上、各実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で変形及び応用が可能なことは勿論である。
本発明の第1変形例に係る睡眠評価システム1は、第2生体データに基づく簡易評価及び簡易判定を行わず、それらの代わりに「仮判定」を行う点を除いて、第1実施形態に係る睡眠評価システムと同様に構成されている。以下、重複した説明を避ける為に、上述した実施形態との相違点について説明し、上述の実施形態に係る睡眠評価システム1、睡眠評価装置10、及び生体計測装置50と同様の構成・作用・効果についての説明を省略する。
また、第2体動データBM2の値が基準体動データBM2´の値より大きな値であって、且つ、第2脈拍データHR2の値が基準脈拍データHR2´の値より大きな値である場合に、「不良」であると評価する。さらに、上述の「良好」及び「不良」のいずれにも該当しない場合、「通常」であると評価する。
なお、判定基準データBM2´、HR2´の生成処理とは直接的に関係しないため図示はしていないが、睡眠評価装置10は第1生体データを収集した各日毎に当該日の睡眠状態の判定を行っても勿論よい。
なお、生体計測装置50から睡眠評価装置10への第2生体データの送信は、データ収集期間の終了を待たずに、データ収集期間を構成する各日におけるデータ収集が完了する毎に行っても勿論よい。
なお、上述した例では、判定基準データを算出するに当たりサンプルデータ収集期間中の最も睡眠状態が良好な日を「基準日」として特定しているが、「基準日」の特定方法はこの例に限られない。要は、上述した仮判定を実行できるような判定基準データを算出可能な日を基準日とすればよく、例えば、最も睡眠状態が不良である日を基準日として特定してもよい。
以上説明したように、本発明の第1変形例に係る睡眠評価システム1によれば、簡易評価及び簡易判定の代わりに、より簡易な処理である仮判定を行うため、第2演算式の設定に係る処理を行わずに済む。従って、処理負荷の軽減及び処理時間の短縮が実現する。
本発明の第2変形例に係る睡眠評価システム1は、生体計測装置50の構成が簡略化されて被検者200の装着負担が軽減されている点を除いて、第1実施形態に係る睡眠評価システムと同様に構成されている。以下、重複した説明を避ける為に、上述した実施形態との相違点について説明し、上述の実施形態に係る睡眠評価システム1、睡眠評価装置10、及び生体計測装置50と同様の構成・作用・効果についての説明を省略する。
以上説明したように、本発明の第2変形例に係る睡眠評価システム1によれば、生体計測装置50がリストバンド態様に構成される。従って、当該生体計測装置50は、被検者200に対する装着負担が非常に軽いため、就寝に際して身体に何らかの装置を装着することを不快に感じる者にとっては特に有用である。
本発明の第3変形例に係る睡眠評価システム1は、睡眠評価装置10によって収集される全ての第1生体データ(本例では、第1体動データBM1、第1脈拍データHR1、及び第1呼吸データRS1)と同種の第2生体データ(すなわち、第2体動データBM2、第2脈拍データHR2、及び第2呼吸データRS2)を収集可能に生体計測装置50が構成されている点を除いて、一実施形態に係る睡眠評価システムと同様に構成されている。以下、重複した説明を避ける為に、上述した実施形態との相違点について説明し、上述の実施形態に係る睡眠評価システム1、睡眠評価装置10、及び生体計測装置50と同様の構成・作用・効果についての説明を省略する。
このように、第3変形例に係る生体計測装置50によれば3種類の生体データ(第2体動データBM2、第2脈拍データHR2、及び第2呼吸データRS2)が生成されるため、生体計測装置50による睡眠状態の簡易評価及び簡易判定をより細かな判定とすることができる。
なお、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせている。また、各実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、それらの形態に限られるものではない。
Claims (9)
- 被検体に係る生体活動を示す第1の生体データを生成する第1の生体データ生成部及び前記被検体に係る生体活動を示す第2の生体データを受信する第1通信部を有する睡眠評価装置と、前記第2の生体データを生成する第2の生体データ生成部及び前記第2の生体データ生成部により生成された前記第2の生体データを前記第1通信部に送信する第2通信部を有する生体計測装置と、を備える睡眠評価システムであって、
前記睡眠評価装置は、
前記第1の生体データ生成部により生成された前記第1の生体データに基づいて睡眠の質の程度を示す第1の評価指標を生成する第1の評価部と、
前記第1の評価部により生成された前記第1の評価指標と、前記第1の生体データ生成部により生成された前記第1の生体データと同一の睡眠時間帯に前記第2の生体データ生成部により生成されて前記第1通信部により受信された前記第2の生体データと、に基づいて相関情報を算出する相関情報算出部と、を備え、
前記第1通信部が、前記相関情報算出部により算出された前記相関情報を前記第2通信部に送信し、
前記第1の評価部が、前記相関情報算出部により算出された前記相関情報と前記第1通信部により受信された前記第2の生体データとに基づいて、睡眠の質の程度を示す第2の評価指標を生成し、
前記生体計測装置は、
前記第2通信部が、前記第1通信部から送信された前記相関情報を受信し、
前記第2通信部により受信された前記相関情報と前記第2の生体データ生成部により生
成された前記第2の生体データとに基づいて、前記第2の評価指標を生成する第2の評価部を備える、
ことを特徴とする睡眠評価システム。 - 前記第1の評価部は、第1の評価指標及び第2の評価指標と閾値と比較して、睡眠を段階的に判定し、前記第2の評価部は、第2の評価指標と閾値と比較して、睡眠を段階的に判定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の睡眠評価システム。 - 前記相関情報は、前記第2の生体データが示す値と前記第1の評価指標の値との相関関係を示す演算式の係数である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の睡眠評価システム。 - 被検体に係る生体活動を示す第2の生体データを生成する第2の生体データ生成部及び前記第2の生体データ生成部により生成された前記第2の生体データを送信する第2通信部を有する生体計測装置と通信可能な睡眠評価装置であって、
前記第2通信部から送信された前記第2の生体データを受信する第1通信部と、
前記被検体に係る生体活動を示す第1の生体データを生成する第1の生体データ生成部
と、
前記第1の生体データ生成部により生成された前記第1の生体データに基づいて、睡眠の質の程度を示す第1の評価指標を生成する第1の評価部と、
前記第1の評価部により生成された前記第1の評価指標と、前記第1の生体データ生成部により生成された前記第1の生体データと同一の睡眠時間帯に前記第2の生体データ生成部により生成されて前記第1通信部により受信された前記第2の生体データと、に基づいて相関情報を算出する相関情報算出部と、を備え、
前記第1の評価部が、前記相関情報算出部により算出された前記相関情報と前記第1通信部により受信された前記第2の生体データとに基づいて、睡眠の質の程度を示す第2の評価指標を生成する、
ことを特徴とする睡眠評価装置。 - 前記第1の評価部は、第1の評価指標及び第2の評価指標と閾値と比較して、睡眠を段階的に判定する、
ことを特徴とする請求項4に記載の睡眠評価装置。 - 前記相関情報は、前記第2の生体データが示す値と前記第1の評価指標の値との相関関係を示す演算式の係数である、
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の睡眠評価装置。 - 被検体に係る生体活動を示す第1の生体データを生成する第1の生体データ生成部、前記第1の生体データ生成部により生成された前記第1の生体データに基づいて、睡眠の質の程度を示す第1の評価指標を生成する第1の評価部、前記被検体に係る生体活動を示す第2の生体データを受信する第1通信部、前記第1の評価部により生成された前記第1の評価指標と前記第1の生体データ生成部により生成された前記第1の生体データと同一の睡眠時間帯に生成されて前記第1通信部により受信された前記第2の生体データとに基づいて相関情報を算出する相関情報算出部を有し、前記第1通信部が、前記相関情報算出部により算出された前記相関情報を送信する睡眠評価装置と通信可能な生体計測装置であって、
前記第2の生体データを生成する第2の生体データ生成部と、
前記第2の生体データ生成部により生成された前記第2の生体データを前記第1通信部に送信し、かつ前記第1通信部から送信された前記相関情報を受信する第2通信部と、
前記第2通信部により受信された前記相関情報と前記第2の生体データ生成部により生成された前記第2の生体データとに基づいて、睡眠の質の程度を示す第2の評価指標を生成する第2の評価部を備える、
ことを特徴とする生体計測装置。 - 前記第2の評価部は、前記第2の評価指標と閾値と比較して、睡眠を段階的に判定する、
ことを特徴とする請求項7に記載の生体計測装置。 - 前記相関情報は、前記第2の生体データが示す値と前記第1の評価指標の値との相関関係を示す演算式の係数である、
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の生体計測装置。
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