JP6873276B2 - 睡眠評価システム、睡眠評価装置、睡眠評価方法、および睡眠評価プログラム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１７年１２月２８日に日本国において提出された特願２０１７−２５４６０４号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

本開示は、睡眠評価システム、睡眠評価装置、睡眠評価方法、および睡眠評価プログラムに関する。

従来、睡眠状態を推定する装置が知られている。例えば、特許文献１には、脳波を計測することにより、睡眠状態を推定する装置が開示されている。

特開平０９−１８７５１２号公報

一実施形態に係る睡眠評価システムの一態様は、血流測定装置と、温度変化発生装置と、温度測定装置と、推定装置と、を含む。血流測定装置は、ユーザの被測定部位の血流情報を測定する。温度変化発生装置は、被測定部位を加温または冷却する。温度測定装置は、被測定部位の温度情報を測定する。推定装置は、血流情報と温度情報に基づいて、ユーザの睡眠状態を推定する。

一実施形態に係る睡眠評価装置は、血流測定部と、温度変化発生部と、温度測定部と、推定部と、を備える。血流測定部は、ユーザの被測定部位の血流情報を測定する。温度変化発生部は、被測定部位を加温または冷却する。温度測定部は、被測定部位の温度情報を測定する。推定部は、血流情報と温度情報に基づいて、ユーザの睡眠状態を推定する。

一実施形態に係る睡眠評価方法は、ユーザの被測定部位の血流情報を測定する工程と、被測定部位を加温または冷却する工程と、被測定部位の温度情報を測定する工程と、血流情報と温度情報に基づいて、ユーザの睡眠状態を推定する工程と、を備える。

一実施形態に係る睡眠評価プログラムは、コンピュータに、ユーザの被測定部位の血流情報を測定させ、被測定部位を加温または冷却させ、被測定部位の温度情報を測定させ、血流情報と温度情報に基づいて、ユーザの睡眠状態を推定させる。

一実施形態に係る睡眠評価システムの構成を示すブロック図である。 睡眠に関する脳波の推移を表す模式図である。 図１の睡眠評価システムによる制御手順を示すシーケンス図である。 図１の睡眠評価システムが実行する処理の一部を示すフローチャートである。 一実施形態に係る睡眠評価装置の構成を示すブロック図である。

図１に、一実施形態に係る睡眠評価システム１が含む各装置の構成を表すブロック図を示す。

本開示に係る睡眠評価システムは、ユーザの被測定部位の血流に関する情報（血流情報）と温度に関する情報（温度情報）に基づいて、ユーザの睡眠状態を推定することができる。具体的には、睡眠評価システムは、被測定部位の加温または冷却に起因する血流情報の変化に基づいて、睡眠状態を推定することができる。その結果、ユーザは、自己の睡眠の質、または睡眠の傾向などを評価することができる。

血流情報は、例えば、血流量、血流波高、心拍間隔、容積脈波、または加速度脈波である。血流量は、被測定部位において単位時間あたりに流れる血液の量である。血流波高は、心臓の一回の拍動における血流量の最大値と最小値の差であり、血管拡張の指標となる値である。心拍間隔は、心臓の拍動の間隔であり、ユーザがリラックスしているか否かの指標となる。容積脈波は、心臓の拍動による血流量の変化を波形として表したものであり、血管の膨張、収縮の指標である。加速度脈波は、容積脈波として表される血流量を時間で２階微分し、得られる値をさらに波形として表したものである。

被測定部位は、ユーザの血流情報を測定可能な任意の部位であればよい。具体的には、ユーザの体において、温度受容器が存在する部位であればよい。被測定部位は、例えば、ユーザの指、または腕である。

一実施形態に係る睡眠評価システム１は、血流測定装置１１と、加温装置１２と、温度測定装置１３と、推定装置１４と、を含む。血流測定装置１１は、ユーザの被測定部位を測定し、血流に関する種々の情報を電気信号として取得し、血流情報を測定することができる。加温装置１２は、被測定部位を加温することができる。温度測定装置１３は、被測定部位の温度を測定し、被測定部位の温度に関する種々の情報を電気信号として取得し、温度情報を測定することができる。推定装置１４は、血流測定装置１１が測定した血流情報と、温度測定装置１３が測定した温度情報に基づいて、ユーザの睡眠状態を推定することができる。

なお、血流測定装置１１、加温装置１２、温度測定装置１３、および推定装置１４は、有線、無線、またはこれらの組合せにより、互いに通信可能に接続されていればよい。すなわち、ユーザは、これらの装置を、独立した個別の装置として使用することができる。その結果、睡眠評価システム１は、利便性を向上させることができる。

睡眠評価システム１の血流測定装置１１は、光センサ部１１１と、制御部１１２と、通信部１１３と、を備える。なお、血流測定装置１１は、従来周知の方法により製造することができる。

血流測定装置１１の光センサ部１１１は、さらに、発光部１１１ａと、受光部１１１ｂを有している。光センサ部１１１は、光に関する信号（光信号）を取得することができる。具体的には、まず、発光部１１１ａは、制御部１１２から受信した電気信号に基づいて、被測定部位に対する光の照射を開始する。そして、受光部１１１ｂは、発光部１１１ａから照射した光のうち、被測定部位で散乱した光を含む干渉光を受講し、光信号として取得することができる。

発光部１１１ａが照射する光は、血液中に含まれる所定の成分を検出可能な波長の光であればよい。例えば、血流を測定する場合、発光部１１１ａが照射する光の波長は、例えば、６００〜９００ｎｍであればよい。発光部１１１ａは、例えば１つのＬＤ（レーザダイオード：Laser Diode）により構成される。

受光部１１１ｂは、受光した光信号を電気信号に変換することができる。受光部１１１ｂは、例えば、１つのＰＤ（フォトダイオード：Photo Diode）により構成される。

また、受光部１１１ｂは、測定目的に応じた波長の光を受光可能であるものを用いればよい。具体的には、受光部１１１ｂは、静止した物体からの散乱光などのドップラーシフトしていない光と、動いている物体によってドップラーシフトした散乱光とによって生じる干渉光を受光できるものであればよい。受光部１１１ｂは、干渉光のうなりを電気信号として出力することができる。うなりの電気信号（うなり信号）は、うなりの強度と時間の関係であるが、本開示の受光部１１１ｂは、例えば、このうなりの強度の変動を追従可能な時間分解能を持っていればよい。なお、血流を測定する場合、静止した物体は皮膚などの体組織であり、動いている物体は血液である。

血流測定装置１１の制御部１１２は、図示しないが、各機能ブロックをはじめとして、血流測定装置１１の全体を制御および管理する少なくとも１つのプロセッサを有している。制御部１１２は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサにより機能を実現することができる。なお、制御部１１２は、このようなプログラムを記憶する記憶部を備えていてもよい。また、このようなプログラムは、血流測定装置１１に接続された外部の記憶媒体などに格納されてもよい。

プロセッサは、例えば、単一の集積回路（ＩＣ）として、または複数の通信可能に接続された集積回路および／またはディスクリート回路（discrete circuits）として実施されてもよい。具体的には、プロセッサは、例えば、関連するメモリに記憶された指示を実行することによって１以上のデータ計算手続または処理を実行するように構成された１以上の回路またはユニットを含んでもよい。なお、プロセッサは、１以上のデータ計算手続または処理を実行するように構成されたファームウェア（例えば、ディスクリートロジックコンポーネント）であってもよい。

また、プロセッサは、例えば、１以上のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、デジタル信号処理装置、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ、またはこれらのデバイス若しくは構成の任意の組合せ、または他の既知のデバイス若しくは構成の組合せを含んでもよい。

制御部１１２は、光のドップラー効果を利用して血流情報を測定することができる。具体的には、制御部１１２は、光センサ部１１１が取得した光信号に基づき、ユーザの被測定部位の血流情報を測定することができる。

生体の組織内において、流れている血液によって照射光が散乱されると、ドップラー効果によって、血液の流量または流速に応じて周波数がシフト（ドップラーシフト）する。
そのため、制御部１１２は、ドップラー効果を利用することで、血流情報を測定することができる。

制御部１１２は、受光部１１１ｂが取得したうなり信号（ビート信号ともいう）にＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を行なうことで、受光部１１１ｂの出力の周波数と周波数を重み付けした値（周波数強度）との関係を、周波数スペクトルとして取得することができる。この周波数スペクトルでは、流れる血液の量の変化に応じて、周波数強度が変動する。したがって、制御部１４１は、周波数スペクトルの周波数強度に基づいて血流情報を測定することができる。具体的には、周波数スペクトルの周波数と周波数強度との積を任意の周波数範囲で積分した値に基づいて、血流情報を測定することができる。

血流測定装置１１の通信部１１３は、推定装置１４と通信を行なうことにより、各種信号を送受信することができる。具体的には、通信部１１３は、推定装置１４から、血流測定装置１１に測定を開始させる信号を電気信号として受信することができる。また、通信部１１３は、制御部１１２が測定した血流情報を電気信号として推定装置１４に送信することができる。

なお、通信部１１３は、無線または有線の任意の組合せにより推定装置１４と通信可能であればよい。具体的には、通信部１３３は、例えば、Bluetooth（登録商標）、赤外線、ＮＦＣ、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、若しくはその他任意の通信媒体、またはこれらの任意の組み合わせにより通信を行なうことが可能であればよい。

なお、血流測定装置１１は、光センサ部１１１を被測定部位に対して固定可能な構造を有していてよい。具体的には、血流測定装置１１は、光センサ部１１１が指先を把持するように固定可能な構造、または光センサ部１１１が腕に押当てられるように巻付けて固定可能な構造などを有していればよい。その結果、血流測定装置１１は、被測定部位に対して位置が固定されるため、ユーザの体動に起因するノイズを低減することができる。

睡眠評価システム１の加温装置１２は、加温部１２１と、制御部１２２と、通信部１２３とを備える。なお、加温装置１２は、従来周知の方法によって、製造することができる。

加温装置１２の加温部１２１は、推定装置１４の制御に基づき、ユーザの被測定部位を加温することができる。具体的には、加温部１２１は、被測定部位に赤外線を照射することで、被測定部位を加温することができる。この場合、加温部１２１は、赤外線のエネルギーにより被照射部位の分子運動を誘発することで熱を発生させ、被測定部位を加温することができる。

加温部１２１は、所定の時間間隔で、ユーザに赤外線を照射することができる。加温部１２１が照射する赤外線は、例えば、中赤外線、または遠赤外線であればよい。中赤外線は、波長がおよそ２．５μｍから４μｍの電磁波である。また、遠赤外線は、波長がおよそ４μｍから１０００μｍの電磁波である。中赤外線および遠赤外線は、他の波長の赤外線と比較して、皮膚において温度受容器が存在する位置に到達しやすい。その結果、加温部１２１は、被測定部位に対する加温の効果を高めることができる。

加温装置１２の制御部１２２は、各機能ブロックをはじめとして、加温装置１２の全体を制御および管理する少なくとも１つのプロセッサを有している。なお、制御部１２２は、血流測定装置１１の制御部１１２と同様の部品を有してもよい。

加温装置１２の通信部１２３は、推定装置１４と通信を行なうことにより、各種信号を受信することができる。具体的には、通信部１２３は、推定装置１４から、加温部１２１に加温処理を実行させる信号を電気信号として受信することができる。また、通信部１２３は、推定装置１４から、加温部１２１の赤外線照射を開始または停止させる信号を電気信号として受信することができる。なお、通信部１２３は、血流測定装置１１の通信部１１３と同様の構成を有してもよい。

睡眠評価システム１の温度測定装置１３は、温度センサ部１３１と、制御部１３２と、通信部１３３と、を備える。なお、温度測定装置１３は、従来周知の方法によって、製造することができる。

温度測定装置１３の温度センサ部１３１は、温度に関する信号（温度信号）を取得することができる。具体的には、まず、温度センサ部１３１は、制御部１３２から受信した電気信号に基づいて、温度の検出を開始する。そして、被測定部位の温度を検出し、温度信号を取得することができる。

温度センサ部１３１は、被測定部位の温度を検出可能なセンサにより構成されていればよい。具体的には、温度センサ部１３１は、被測定部位に対して非接触で温度を検出可能なセンサにより構成されていればよい。その結果、温度センサ部１３１は、被測定部位を覆う必要がなくなるため、血流測定装置１１の光センサ部１１１から被測定部位に光を照射させつつ、温度を検出することができる。なお、温度センサ部１３１は、例えば、サーミスタ、熱電対またはサーマルダイオードなどを含んで構成されていればよい。

温度測定装置１３の制御部１３２は、温度センサ部１３１が取得した温度信号に基づいて、被測定部位の温度情報を測定することができる。温度情報は、例えば、加温前と加温後の被測定部位の温度差、または加温による被測定部位の温度の推移などである。

温度測定装置１３の制御部１３２は、各機能ブロックをはじめとして、温度測定装置１３の全体を制御および管理する少なくとも１つのプロセッサを有している。なお、制御部１３２は、血流測定装置１１の制御部１１２と同様の部品を有してもよい。

温度測定装置１３の通信部１３３は、推定装置１４と通信を行なうことにより、各種信号を送受信することができる。具体的には、通信部１３３は、推定装置１４から、温度センサ部１３１に測定処理を実行させる電気信号を受信することができる。また、通信部１３３は、制御部１３２が測定した温度情報を電気信号として推定装置１４に送信することができる。なお、通信部１３３は、血流測定装置１１の通信部１１３と同様の構成を有してもよい。

なお、温度測定装置１３は、温度センサ部１３１を被測定部位に対して固定可能な構造を有していてよい。具体的には、温度測定装置１３は、温度センサ部１３１が指先を把持するように固定可能な構造、または温度センサ部１３１が腕に押当てられるように巻付けて固定可能な構造などを有していればよい。その結果、温度測定装置１３は、被測定部位に対して位置が固定されるため、ユーザの体動に起因するノイズを低減することができる。なお、温度センサ部１３１は、血流測定装置１１の光センサ部１１１と可能な限り近傍に設けられていればよい。その結果、温度センサ部１３１は、被測定部位以外の部位の温度に起因する測定誤差を低減することができる。

睡眠評価システム１の推定装置１４は、制御部１４１と、通信部１４３と、記憶部１４４と、入力部１４５と、を備える。なお、推定装置１４は、従来周知の方法によって、製造することができる。

推定装置１４の制御部１４１は、各機能ブロックをはじめとして、睡眠評価システム１の全体を制御および管理する少なくとも１つのプロセッサを有している。なお、制御部１４１は、血流測定装置１１の制御部１１２と同様の部品を有してもよい。

推定装置１４の通信部１４３は、血流測定装置１１の通信部１１３、加温装置１２の通信部１２３、および温度測定装置１３の通信部１３３と通信を行ない、各種信号を送受信することができる。具体的には、通信部１４３は、上記で説明したように、通信部１１３、通信部１２３、および通信部１３３と通信することができる。なお、通信部１２３は、血流測定装置１１の通信部１１３と同様の構成を有してもよい。

推定装置１４の記憶部１４４は、半導体メモリまたは磁気メモリなどで構成されることができる。記憶部１４４は、各種情報および／または睡眠評価システム１を動作させるためのプログラムなどを記憶することができる。なお、記憶部１４４は、ワークメモリとしても機能してもよい。

推定装置１４の入力部１４５は、ユーザの操作に基づいて、睡眠評価システム１の操作に関する情報（操作情報）を制御部１４１に入力することができる。入力部１４５は、例えば、操作ボタン（操作キー）、またはタッチスクリーンなどにより構成されてもよい。操作情報は、例えば、測定の開始および停止、アラームの設定、またはタイマーの設定などであればよい。

図２に、睡眠に関する脳波の推移を表す模式図を示す。なお、図２は、睡眠に関する脳波の変化と、優位な脳波との関係を記載したものである。

推定装置１４の制御部１４１は、血流測定装置１１で測定した血流情報、および温度測定装置１３で測定した温度情報に基づいて、ユーザの睡眠状態を推定することができる。

睡眠状態は、例えば脳波に基づいて分類することができる。具体的には、睡眠状態は、レム睡眠（Rapid Eye Movement sleep, REM sleep）などの浅い睡眠、またはノンレム睡眠（Non-Rapid Eye Movement sleep, Non-REM sleep）などの深い睡眠である。なお、ユーザが睡眠していない状態であれば、制御部１４１は、ユーザは覚醒していると推定してもよい。

なお、レム睡眠は、急速眼球運動（Rapid Eye Movement：REM）を伴う睡眠である。ノンレム睡眠とは、急速眼球運動を伴わない睡眠である。

脳波は、波長が長いものから順に、β波、α波、θ波およびδ波の４つに区分される。β波は、例えば３８Ｈｚから１４Ｈｚ程度の周波数の脳波である。α波は、例えば１４Ｈｚから８Ｈｚ程度の周波数の脳波である。θ波は、例えば８Ｈｚから４Ｈｚ程度の周波数の脳波である。δ波は、例えば４Ｈｚから０．５Ｈｚ程度の周波数の脳波である。

θ波およびδ波が、β波およびα波と比べて優位である場合に、人は眠っている。ここで、「優位である」とは、測定された脳波においてある波の割合が多くなることをいう。優位となる脳波は、睡眠時に、θ波およびδ波の範囲で周期的に変化することが知られている（図２）。また、脳波に含まれるθ波の割合が所定未満の場合には、人はレム睡眠の状態にあり、θ波の割合が所定以上の場合、およびδ波が優位な場合には、人はノンレム睡眠の段階にある（図２）。

ノンレム睡眠は、眠りの深さによってさらに分類される。ノンレム睡眠は、眠りが浅い順に、ステージ１、ステージ２、ステージ３、およびステージ４と分類してもよい。

ここで、中枢神経の活動は、睡眠によって制御されることが知られている。具体的には、睡眠が深くなるにつれて、中枢神経の活動は抑制される。従来、睡眠状態は、脳波計によって取得した脳波によって推定されていた。しかしながら、脳波計の取付けは煩雑であり、かつ専門的な知識を要するため、ユーザは、簡便に睡眠状態を把握することが困難であった。

これに対して、睡眠評価システム１によれば、血流測定装置１１が測定したユーザの血流情報に基づいて、推定装置１４がユーザの睡眠状態を推定することができる。すなわち、ユーザが睡眠状態の推定を行なうために装着する装置は、血流測定装置１１である。血流測定装置１１は、発光部１１１ａと受光部１１１ｂとを備える光センサ部１１１により血流情報を測定することができる。そのため、光センサ部１１１の構成は、例えば公知の脳波計よりも小さく、簡便に使用できる。その結果、睡眠評価システム１によれば、脳波計を用いて測定した脳波に基づいて睡眠状態を推定する場合と比較して、ユーザが装着する装置が小型化される。そのため、ユーザは、より簡便に睡眠状態を把握することができる。その結果、睡眠評価システム１は、ユーザにとっての利便性が高まるとともに、有用性が高まる。

人体は、蒸散性および非蒸散性の体温調節反応により、体温調節を行なう。蒸散性の体温調節反応は、体表面からの水分の蒸散を伴う体温調節反応であり、主として発汗である。また、非蒸散性の体温調節反応は、体表面からの水分の蒸散を伴わない体温調節反応であり、主として血管の拡張および収縮である。

発汗は、中枢神経によって制御されており、睡眠状態によって、発汗の程度が変化する。具体的には、人体の体温変化量あたりの発汗量は、睡眠状態によって異なる。

発汗により、汗に含まれる成分が血管へ作用することで、血管（末梢血管を含む）は拡張すると考えられる。したがって、中枢神経の活動の変化により発汗量が変化すると、血管の拡張度合も変化する。すなわち、睡眠状態の変化により血流が変化する。つまり、蒸散性の体温調節反応である発汗と、非蒸散性の体温調節反応である血管の拡張および収縮は、互いに独立して生じる反応ではなく、相関を有する反応である。

よって、制御部１４１は、体温調節反応である血流の変化に基づいて、中枢神経の活動の変化を検出することにより、ユーザの睡眠状態を推定することができる。具体的には、被測定部位の温度の変化に伴う、血流情報の変化に基づいて、ユーザの睡眠状態を推定することができる。すなわち、制御部１４１は、血流測定装置１１が測定した血流情報と、温度測定装置１３が測定した温度情報に基づいて、睡眠状態を推定することができる。

また、制御部１４１は、被測定部位の温度が所定の温度まで変化したときに、血流測定装置１１に血流情報を測定させることができる。具体的には、制御部１４１は、加温装置１２に被測定部位を加温させ、被測定部位の温度が、加温前の温度から所定の温度まで上昇したときに、血流測定装置１１に血流情報を測定させることができる。その結果、被測定部位の温度の変化を揃えることができるため、測定結果のバラつきを低減することができる。

なお、所定の温度は、加温装置１２を用いて被測定部位を加温したときの被測定部位の血流量の変化のしやすさに基づいて、推定装置１４が任意に定めてもよい。具体的には、血流量が変化しやすければ、所定の温度は比較的低めに設定すればよい。この場合、睡眠評価システム１は、加温装置１２の省エネルギー化を図ることができる。また、血流量が変化しにくければ、所定の温度は比較的高めに設定すればよい。この場合、睡眠評価システム１は、ユーザの体質などによらず、推定精度を向上させることができる。

また、制御部１４１は、被測定部位の温度を変化させはじめてから所定の時間が経過したときに、血流測定装置１１に血流情報を測定させることができる。具体的には、制御部１４１は、加温装置１２の加温部１２１からの被測定部位に対する赤外線の照射を開始したときから所定の時間が経過したときに、血流測定装置１１に血流情報を測定させることができる。その結果、被測定部位の加温時間を揃えることができるため、測定結果のバラつきを低減することができる。なお、なお、所定の時間は、加温装置１２を用いて被測定部位を加温したときの被測定部位の温度の変化量または血流量の変化量に基づいて、推定装置１４が任意に定めてもよい。

また、制御部１４１は、所定の時間間隔で加温装置１２に被測定部位を加温させることができる。具体的には、加温装置１２が前回の加温を停止してから所定の時間が経過したときに、血流測定装置１１に血流情報を測定させることができる。その結果、推定装置１４は、睡眠状態の変化を取得することができる。すなわち、制御部１４１は、血流情報の推移に基づいて、ユーザの睡眠状態の変化を推定することができる。なお、本明細書において、加温装置１２が加温を開始してから停止するまでの加温処理を、１回の加温処理として数えることとする。

具体的には、まず、制御部１４１は、第ｎ＋１回目（ｎは正の整数）の加温処理の前後における血流情報の変化と、第ｎ回目の加温処理の前後における血流情報の変化とを比較する。そして、これらの変化が小さい場合には、推定装置１４は、ユーザの睡眠状態が変化していないと推定することができる。また、これらの変化が大きい場合には、推定装置１４は、睡眠状態が変化したと推定することができる。

つまり、例えば、第ｎ回目の加温処理後にユーザの睡眠状態がステージ１であると判定されており、かつ、第ｎ＋１回目の加温処理の前後における血流情報の変化と第ｎ回目の加温処理の前後における血流情報の変化の差異が小さい場合、推定装置１４は、ユーザの中枢神経の活動状態がほとんど変化していないため、睡眠状態は、ステージ１から変化していないと推定することができる。また、例えば、第ｎ回目の加温処理後にユーザの睡眠状態がステージ１であると判定されており、かつ、第ｎ＋１回目の加温処理の前後における血流量の変化と第ｎ回目の加温処理の前後の血流情報の変化の差異が大きい場合、推定装置１４は、ユーザの中枢神経の活動状態が変化しているため、睡眠状態は、ステージ２に移行したと推定することができる。なお、第ｎ＋１回目の加温処理の前後における血流量の変化と第ｎ回目の加温処理の前後における血流量の変化における差異の大小は、例えば閾値を設けて判定すればよい。

図３に、一実施形態に係る睡眠評価システム１が実行する制御手順を示す。なお、図３に示すシーケンスは、ユーザが所定の操作入力を行った場合に開始されてよい。また、図３に示すシーケンス図は、ユーザにより推定処理を停止するための所定の操作入力が行われるまで、繰り返し実行されてよい。ユーザは、就寝するときに、血流測定装置１１と温度測定装置１３とを装着して、推定装置１４による推定処理を開始するための所定の操作入力を行なうことができる。

まず、血流測定装置１１が、ユーザの血流情報を測定する（ステップＳ１１）。次に、血流測定装置１１は、血流情報を推定装置１４に送信する（ステップＳ１２）。なお、血流測定装置１１は、図３のフローが実行されている間、ステップＳ１１およびステップＳ１２を、継続的に実行してよい。また、推定装置１４は、血流測定装置１１から取得した血流情報を、血流情報の測定時刻と対応付けて記憶部１４４に記憶してよい。

温度測定装置１３は、ユーザの被測定部位の温度情報を測定する（ステップＳ１３）。次に、温度測定装置１３は、温度情報を推定装置１４に送信する（ステップＳ１４）。なお、推定装置１４は、温度測定装置１３で測定した温度情報を、被測定部位の温度情報の測定時刻と対応付けて記憶部１４４に記憶してよい。

ステップＳ１３は、ステップＳ１１と同時に行われてもよい。また、ステップＳ１３は、ステップＳ１１とは独立して、連続的に行われてもよい。ステップＳ１３がステップＳ１１とは独立して連続的に行われる場合、温度測定装置１３は、連続的に被測定部位の温度情報を測定できる。その結果、推定装置１４は、これ以降のステップにおいて、加温前、加温中および加温後の時刻における温度のデータを、適宜参照することができる。

推定装置１４は、ユーザを加温する時刻となったとき、加温装置１２に被測定部位の加温を開始させる信号を送信する（ステップＳ１５）。ユーザを加温する時刻は、例えば予め推定装置１４に設定されていてよい。または、ユーザを加温する時刻は、例えば所定の時間間隔で設けられていてよい。つまり、推定装置１４は、所定の時間間隔で、加温の開始を指示する信号を加温装置１２に送信することができる。なお、ステップＳ１３およびステップＳ１４で示した被測定部位の温度情報の測定は、ステップＳ１５を実行する前に実行されればよい。

加温装置１２は、推定装置１４から加温を開始させる信号を受信すると、被測定部位の加温を開始する（ステップＳ１６）。

温度測定装置１３は、被測定部位の温度情報を測定し（ステップＳ１７）、測定した温度情報を推定装置１４に送信する（ステップＳ１８）。ステップＳ１７およびステップＳ１８は、それぞれステップＳ１３およびステップＳ１４と同様の処理であればよい。なお、推定装置１４は、温度測定装置１３で測定した温度情報を、被測定部位の測定時刻と対応付けて記憶部１４４に記憶してよい。

推定装置１４は、加温装置１２が加温を開始する前に測定した温度情報と、開始した後に測定した温度情報を比較し、被測定部位の温度が、所定の温度まで変化しているか否かを判定する（ステップＳ１９）。

推定装置１４は、被測定部位の温度が所定の温度まで変化したと判定したとき、加温装置１２に被測定部位の加温を終了させる信号を送信する（ステップＳ２０）。

加温装置１２は、推定装置１４から加温を終了させる信号を受信すると、被測定部位の加温を終了する（ステップＳ２１）。

血流測定装置１１は、血流情報を測定し（ステップＳ２２）、測定した血流情報を推定装置１４に送信する（ステップＳ２３）。ステップＳ２２およびステップＳ２３は、それぞれステップＳ１１およびステップＳ１２と同様の処理であってよい。なお、ステップＳ２２は、ステップＳ１９の後、ステップＳ２１の前に実行されてもよい。その結果、推定装置１４は、被測定部位の温度が所定の温度に達した直後の血流情報を測定することができるため、推定装置１４は、正確な血流情報の推移を取得することができる。すなわち、推定装置１４は、睡眠状態の推定精度を向上させることができる。

推定装置１４は、加温装置１２により被測定部位の加温を行なう前後における、ユーザの血流情報を分析する（ステップＳ２４）。次に、推定装置１４は、血流情報の分析結果に基づき、ユーザの睡眠状態を推定する（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２４およびステップＳ２５の処理の前に、必ずしも加温装置１２による加温が停止されていなくてもよい。具体的には、推定装置１４は、ステップＳ１９において被測定部位の温度が所定の温度まで変化したと判定した時点の血流情報を用いて、ステップＳ２４およびステップＳ２５を実行してもよい。

図４に、一実施形態に係る推定装置１４が実行する処理を示す。

推定装置１４は、被測定部位の血流情報を血流測定装置１１から取得する（ステップＳ３１）。また、推定装置１４は、被測定部位の温度情報を温度測定装置１３から取得する（ステップＳ３２）。

推定装置１４は、被測定部位の加温を行なうタイミングであるか否かを判定する（ステップＳ３３）。推定装置１４は、加温を行なうタイミングでないと判定した場合（ステップＳ３３のＮｏ）、ステップＳ３１に移行する。

推定装置１４は、加温を行なうタイミングであると判定した場合（ステップＳ３３のＹｅｓ）、加温装置１２に被測定部位の加温を開始させる信号を送信する（ステップＳ３４）。

推定装置１４は、加温中の被測定部位の温度情報を温度測定装置１３から取得する（ステップＳ３５）。次に、推定装置１４は、ステップＳ３２で取得した温度情報とステップＳ３５で取得した温度情報とに基づき、被測定部位の温度が所定の温度まで変化したか否かを判定する（ステップＳ３６）。推定装置１４は、被測定部位の温度が所定の温度まで変化していないと判定した場合（ステップＳ３６のＮｏ）、ステップＳ３５に移行する。

推定装置１４は、加温量が所定値に達していると判定した場合（ステップＳ３６のＹｅｓ）、加温装置１２に被測定部位の加温を終了させる信号を送信する（ステップＳ３７）。

推定装置１４は、加温終了後の血流情報を血流測定装置１１から取得する（ステップＳ３８）。なお、ステップＳ３８は、ステップＳ３７の前に実行されてもよい。

推定装置１４は、加温装置１２による被測定部位の加温前後における、血流情報の変化を分析する（ステップＳ３９）。次に、推定装置１４は、ステップＳ３９における血流量の分析結果に基づき、睡眠状態を推定する（ステップＳ４０）。

本開示を完全かつ明瞭に開示するためにいくつかの実施形態に関し説明してきた。しかし、添付の請求項は、上記実施形態に限定されるべきものでなく、本明細書に示した基礎的事項の範囲内で当該技術分野の当業者が創作しうるすべての変形例および代替可能な構成を具現化するように構成されるべきである。また、いくつかの実施形態に示した各要件は、自由に組み合わせが可能である。

例えば、上記実施形態では、睡眠評価システム１が加温装置１２を備えると説明した。しかしながら、睡眠評価システム１は、加温装置１２に代えて、冷却装置を備えていてもよい。冷却装置は、ユーザの被測定部位を冷却することができる。上述のように、血管の拡張および収縮は人体の体温調節反応であるため、ユーザの皮膚を加温する代わりに冷却した場合にも、中枢神経の活動状態に応じて、血管の拡張または収縮が起こる。そのため、冷却装置によりユーザの皮膚を冷却した場合でも、睡眠評価システム１は、ユーザの睡眠状態を推定することができる。すなわち、睡眠評価システム１は、被測定部位を加温または冷却することで、被測定部位の温度を変化させる温度変化発生装置を備えていればよい。

上記実施形態では、血流測定装置１１は、ユーザの指先を被測定部位として、血流量を測定すると説明した。しかしながら被測定部位は指先に限られない。被測定部位は、例えば、耳、額、または鼻柱などとすることができる。

また、加温装置１２による加温の終了は、必ずしも被測定部位の温度の変化に基づいて行われなくてもよい。例えば、加温の終了は、時間に基づいて行われてもよい。この場合、例えば推定装置１４は、図３のステップＳ１５および図４のステップＳ３４で加温の開始を指示したときに、加温時間の測定を開始する。そして、推定装置１４は、図３のステップＳ１９および図４のステップＳ３６において、加温時間が所定時間に達したか否かを判定する。推定装置１４は、加温時間が所定時間に達したと判定した場合、図３のステップＳ２０および図４のステップＳ３７において、加温装置１２に加温の終了を指示することができる。なお、所定時間は、例えば加温装置１２の仕様などに応じて適宜決定されてよい。また、加温時間は、加温装置１２の制御部１２２で計測し、所定時間に達したときに加温を終了してもよい。この場合、加温装置１２は、加温を停止したことを、推定装置１４に通知すればよい。

時間に基づいて加温の終了を行なう場合、加温時間が一定であり、かつ加温装置１２の出力が一定であれば、被測定部位に対して入力されるエネルギーが一定となる。したがって、加温装置１２は、加温を行なうたびに、被測定部位に一定のエネルギーを入力することができる。その結果、推定装置１４は、入力される一定のエネルギーに対する血流情報の変化を分析することができるため、睡眠状態の推定精度を向上させることができる。

また、例えば、エアコンディショナなどを駆動させた状態でユーザが睡眠を行なう場合、ユーザの被測定部位にエアコンディショナの風があたると、被測定部位の温度が所定の温度まで変化するまでに比較的長い時間を要してしまう場合がある。一方で、このような場合であっても、時間に基づいて加温の終了を行なうことによって、推定装置１４は、効率よく睡眠状態を推定することができる。

また、上記の実施形態において、血流測定装置１１が血流情報を測定し、温度測定装置１３が温度情報を測定する例について説明したが、睡眠評価システムは、この例に限られない。具体的には、血流情報および温度情報は、推定装置１４の制御部１４１において、測定してもよい。この場合、血流測定装置１１、および温度測定装置１３は、それぞれ制御部１１２、および制御部１３２を備えていなくてもよい。その結果、睡眠評価システム１は、設計の自由度を向上させることができるため、利便性を向上させることができる。

（睡眠評価装置）
図５に、一実施形態に係る睡眠評価装置が有する機能部を表すブロック図を示す。

上記で説明した睡眠評価システム１は、睡眠評価装置の発明として構成されてもよい。すなわち、睡眠評価システム１は、血流測定装置１１、加温装置１２、温度測定装置１３、および推定装置１４を、それぞれ機能部として備える一つの装置として構成されてもよい。その結果、ユーザが取扱う装置の数を減らすことができるため、睡眠推定装置は、利便性を向上させることができる。

一実施形態に係る睡眠評価装置２は、血流測定部２１と、温度変化発生部２２と、温度測定部２３と、推定部２４と、を備える。血流測定部２１は、ユーザの被測定部位の血流情報を測定する。温度変化発生部２２は、被測定部位を加温または冷却する。温度測定部２３は、被測定部位の温度情報を測定する。推定部２４は、血流情報と温度情報に基づいて、ユーザの睡眠状態を推定する。

睡眠評価装置２において、血流情報と、温度情報は、推定部２４で測定してもよい。すなわち、血流測定部２１の制御部２１２と、温度測定部２３の制御部２３２の機能は、推定部２４の制御部２４１に集約されてもよい。この場合、血流測定部２１、および温度測定部２３は、それぞれ制御部２１２、および制御部２３２を備えていなくてもよい。その結果、睡眠評価装置２は、設計の自由度を向上させることができるため、利便性を向上可能である。

なお、睡眠評価装置の各機能部は、睡眠評価システムが含む各装置と同様の部品を有していてもよい。

（睡眠評価方法）
上記で説明した睡眠評価システム１が実行する処理は、睡眠評価方法の発明として解釈されてもよい。一実施形態に係る睡眠評価方法は、ユーザの被測定部位の血流情報を測定する工程と、被測定部位を加温または冷却する工程と、被測定部位の温度情報を測定する工程と、血流情報と温度情報に基づいて、ユーザの睡眠状態を推定する工程と、を備える。

（睡眠評価プログラム）
上記で説明した睡眠評価システム１が実行する処理は、これをコンピュータに実行させる睡眠評価プログラムの発明として解釈されてもよい。一実施形態に係る睡眠評価プログラムは、コンピュータに、ユーザの被測定部位の血流情報を測定させ、被測定部位を加温または冷却させ、被測定部位の温度情報を測定させ、血流情報と温度情報に基づいて、ユーザの睡眠状態を推定させる。

１ 睡眠評価システム
１１ 血流測定装置
１１１ 光センサ部
１１１ａ 発光部
１１１ｂ 受光部
１１２ 制御部
１１３ 通信部
１２ 加温装置
１２１ 加温部
１２２ 制御部
１２３ 通信部
１３ 温度測定装置
１３１ 温度センサ部
１３２ 制御部
１３３ 通信部
１４ 推定装置
１４１ 制御部
１４２ 記憶部
１４３ 入力部
１４４ 通信部
２ 睡眠評価装置
２１ 血流測定部
２１１ 光センサ部
２１１ａ 発光部
２１１ｂ 受光部
２１２ 制御部
２１３ 通信部
２２ 温度変化発生部
２２１ 加温部
２２２ 制御部
２２３ 通信部
２３ 温度測定部
２３１ 温度センサ部
２３２ 制御部
２３３ 通信部
２４ 推定部
２４１ 制御部
２４２ 記憶部
２４３ 入力部
２４４ 通信部

Claims (8)

1. ユーザの被測定部位の血流情報を測定する血流測定装置と、
   前記被測定部位を加温または冷却する温度変化発生装置と、
   前記被測定部位の温度情報を測定する温度測定装置と、
   前記温度情報の変化に伴う、前記血流情報の変化に基づいて、前記ユーザの睡眠状態を推定する推定装置と、を含む睡眠評価システム。
2. 請求項１に記載の睡眠評価システムであって、
   前記血流測定装置は、前記被測定部位の加温または冷却により、前記被測定部位の温度が所定の温度まで変化したときに、前記血流情報を測定する、睡眠評価システム。
3. 請求項１に記載の睡眠評価システムであって、
   前記血流測定装置は、前記温度変化発生装置が前記被測定部位の加温または冷却を開始してから、所定の時間が経過したとき、前記血流情報を測定する、睡眠評価システム。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の睡眠評価システムであって、
   前記推定装置は、前記被測定部位の加温または冷却の開始前と停止後とにおける前記被測定部位の血流情報に基づき、前記血流情報の変化を算出する、睡眠評価システム。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の睡眠評価システムであって、
   前記温度変化発生装置は、所定の時間間隔で前記被測定部位を加温または冷却する、睡眠評価システム。
6. ユーザの被測定部位の血流情報を測定する血流測定部と、
   前記被測定部位を加温または冷却する温度変化発生部と、
   前記被測定部位の温度情報を測定する温度測定部と、
   前記温度情報の変化に伴う、前記血流情報の変化に基づいて、前記ユーザの睡眠状態を推定する推定部と、を備える睡眠評価装置。
7. ユーザの被測定部位の血流情報を測定する工程と、
   前記被測定部位を加温または冷却する工程と、
   前記被測定部位の温度情報を測定する工程と、
   前記温度情報の変化に伴う、前記血流情報の変化に基づいて、前記ユーザの睡眠状態を推定する工程と、を備える睡眠評価方法。
8. コンピュータに、
   ユーザの被測定部位の血流情報を測定させ、
   前記被測定部位を加温または冷却させ、
   前記被測定部位の温度情報を測定させ、
   前記温度情報の変化に伴う、前記血流情報の変化に基づいて、前記ユーザの睡眠状態を推定させる、睡眠評価プログラム。

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