JPH08112270A - 睡眠状態判定方法 - Google Patents

睡眠状態判定方法

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JPH08112270A
JPH08112270A JP6252334A JP25233494A JPH08112270A JP H08112270 A JPH08112270 A JP H08112270A JP 6252334 A JP6252334 A JP 6252334A JP 25233494 A JP25233494 A JP 25233494A JP H08112270 A JPH08112270 A JP H08112270A
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JP
Japan
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heart rate
sleep
heartbeat
value
sleep period
Prior art date
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Pending
Application number
JP6252334A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Ibe
浩行 井邊
Masako Kitadou
真子 北堂
Kusuo Iwanaga
九州男 岩永
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡便に睡眠状態の判定を行うことができる上
に判定精度が高く、しかも必要とするコストが低い。 【構成】 所定時間内の体動の有無を検出するととも
に、心拍信号から単位時間あたりの心拍数を所定時間毎
に計測して、計測した心拍数の現在値とそれまでの心拍
数の最低値との差分を算出し、体動の有無及び上記差分
値と所定閾値との比較からREM睡眠期かNREM睡眠
期かの判定を行う

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は生体の睡眠状態がどのよ
うな状態、つまりREM睡眠期にあるかNREM睡眠期
にあるかを判定する睡眠状態判定方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】人間の睡眠は一晩を通じて一様ではな
く、周期があることが知られている。すなわち、人間の
睡眠は、NREM睡眠期とREM睡眠期とが周期的に数
回出現し、NREM睡眠期においては浅い睡眠状態から
深い睡眠状態へと次第に移行してしばし深い睡眠状態が
続いた後、再び浅い睡眠状態となり、次いでREM睡眠
期が出現する。そして、上記の周期が100分程度(8
0〜120分)であることや、NREM睡眠期とREM
睡眠期との時間的比率がほぼ8:2であることも知られ
ている。
【0003】ところで、REM睡眠期にあるかNREM
睡眠期にあるかの判定は、本来の眼球運動や脳波、筋電
などを測定する睡眠ポリグラフが用いられているが、こ
れは装置が大規模であって研究室や病院などの計測設備
を備えた場所でしか利用できないために、睡眠ポリグラ
フに代わる手軽な睡眠状態判定装置が求められている。
【0004】ここにおいて、検出が容易な心拍数(脈拍
数)をもとに判定を行うものが特開昭63−28362
号公報や特開昭63−205592号公報に示されてい
る。これは、心拍数は入眠とともに減少し、覚醒時期が
近づくにつれて増加することや、NREM睡眠期での心
拍数は安定しているが、REM睡眠期では自律神経の活
動状態に乱れが生じるために心拍数が著しく変動すると
ともに多くの場合に増加傾向が見られるという知見に基
づくものであり、心拍数の増減、あるいは心拍数の時間
的変動、あるいはこの両者を指標として、REM睡眠期
にあるかNREM睡眠期にあるかを判定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の心拍数
(脈拍数)の増減や時間的変動を指標とするものでは、
実際の睡眠状態の変化との一致率に個人差が多く見ら
れ、睡眠ポリグラフによる判定と比較して、精度がかな
り悪いという問題を有している。この精度を高めるべ
く、検出した心拍波を少なくとも250〜500msec以
上の短いサンプリング間隔でサンプリングして、R波の
ピークを検出し、このR波とR波との間隔(R−R間
隔)の時系列スペクトル解析を行って、ゆらぎの傾向を
求め、ここから睡眠状態を判定することも提案されてい
る。この場合、判定精度は高くなるものの、心拍検出の
ためのセンサーに非常に精度の高いものが必要となるこ
と、上記解析に際してのFFT処理等のために高速演算
可能なデバイスが必要となること、計算アルゴリズムが
複雑であることなどから、コスト上の問題が別に生じ
る。
【0006】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは簡便に睡眠状態の判定
を行うことができる上に判定精度が高く、しかも必要と
するコストが低くてすむ睡眠状態判定方法を提供するに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、所定
時間内の体動の有無を検出するとともに、心拍信号から
単位時間あたりの心拍数を所定時間毎に計測して、計測
した心拍数の現在値とそれまでの心拍数の最低値との差
分を算出し、体動の有無及び上記差分値と所定閾値との
比較からREM睡眠期かNREM睡眠期かの判定を行う
ことに特徴を有している。
【0008】
【作用】本発明によれば、体動の有無と心拍数(脈拍
数)とを利用するだけで、高速なあるいは高精度なデバ
イスを必要とすることなく、きわめて高精度な判定を行
うことができる。
【0009】
【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、本発明においては、図2に示すように、心拍セン
サー(図示せず)が接続されるとともに、体動センサー
(図示せず)が接続された睡眠状態判定装置を使用し
て、REM睡眠期にあるのかNREM睡眠期にあるかの
判定を行う。この睡眠状態判定装置は、心拍計測部1、
体動検出部2、心拍数最低値判定部3、拍数差分算出部
4、REM/NREM判定部5、そして判定結果を出力
する出力部6とからなるもので、心拍数計測部1には心
拍センサーが接続され、体動検出部2には体動センサー
が接続されている。
【0010】ここにおける心拍センサーは、心電図用の
センサーのほか、被験者の指先や耳たぶなどにおける血
流量の変化を光の透過率あるいは反射率の変化としてと
らえる光学的脈拍センサー、赤外線量変化によって心拍
乃至脈拍をとらえるもの、被験者に接触させた感圧ゴム
の圧変化や被験者に接触させた光ファイバーの被験者の
心拍に伴う変動によって生じる光電量等の変化から心拍
乃至脈拍を検出するもの、静電容量の変化から心拍乃至
脈拍を検出するもの等、心拍あるいは脈拍を計測するこ
とができるものであれば、任意のものを用いることがで
きる。また、体動センサーにしても、赤外線量の変化、
静電容量の変化、感圧ゴムの圧変化、光ファイバーの光
電量の変化等から体動を検出することができるものであ
れば、任意のものを用いることができる。
【0011】そして、心拍センサーからの信号が入力さ
れた心拍計測部1では、所定時間毎、例えば1分毎に単
位時間当たり(例えば1分当たり)の心拍数を計測す
る。具体的には、図3に示すように、心拍計測部1は心
拍検出回路11、増幅回路12、フィルタ13、ゲイン
調整部14、2値化回路15、そしてサンプリング回路
16で構成されており、心拍センサーから心拍検出回路
11に入力された信号は、増幅回路12において振幅が
増幅された後、心拍が検出できるようにゲイン調整部1
4でゲインの大きさを調整しつつフィルタ13に通され
て心拍が検出される。そしてフィルタ13からの出力信
号は2値化回路15によって0/1信号に変換され、サ
ンプリング回路16によって拍数の計数がなされる。
【0012】心拍計測部1で計測した心拍数値は、心拍
数最低値判定部3と拍数差分算出部4へと出力される。
ここにおける心拍数最低値判定部3は、動作開始時から
順に送られて来る心拍数信号を毎時比較し、現在計測中
の時点までの心拍数最低値を検出すれば、その値を記憶
するとともに、拍数差分算出部4への出力値をその最低
値に変更する。一方、拍数差分算出部4では、心拍数最
低値判定部3から出力されるそれまでの心拍数最低値
と、心拍数計測部1から出力された現在の心拍数との差
分を算出し、その結果をREM/NREM判定部5へと
出力する。
【0013】このREM/NREM判定部5は、体動検
出部2から出力される所定時間内に体動があったかどう
かをあらわす出力信号と、拍数差分算出部4から出力さ
れる差分値とからREM睡眠期にあるか、NREM睡眠
期にあるかの判定を行う。その判定条件は、図1にも示
すように、所定時間内に体動があれば、その時点での睡
眠期はNREM睡眠期であるとし、体動が無ければ、差
分値を所定の閾値、たとえば6と比較して、これ以上で
あればREM睡眠期であるとし、未満であればNREM
睡眠期であると判定する。そして判定結果は出力部6に
送られ、出力部6はたとえば表示装置や温度調節装置の
制御信号を出力する。
【0014】ある被験者の8時間にわたる睡眠時におけ
る心拍数の変化を図4(a)に、その時の睡眠ポリグラム
で採取した睡眠深度データを同図(b)に、更に図4(a)に
示した心拍数データと同図(b)にMTで示す体動とから
上記方法で判定した場合の判定結果を図4(c)に示す。
図4(a)中に示す実線は心拍数最低値判定部3の出力変
化を示しており、図4(b)におけるWは起床状態を、R
はREM睡眠期を示している。図4(b)と図4(c)との比
較から明らかなように、本発明方法による判定精度は高
く、実際、85.6%の判定精度を有しており、医者な
どの睡眠研究の専門家間でのREM/NREM睡眠の判
定一致率がおよそ90%程度であることを考えると、か
なり高い精度となっている。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明においては、所定時
間内の体動の有無を検出するとともに、心拍信号から単
位時間あたりの心拍数を所定時間毎に計測して、計測し
た心拍数の現在値とそれまでの心拍数の最低値との差分
を算出し、体動の有無及び上記差分値と所定閾値との比
較からREM睡眠期かNREM睡眠期かの判定を行うこ
とから、体動の有無と心拍数(脈拍数)とを利用するだ
けであるにもかかわらず、きわめて高精度な判定を行う
ことができるものであり、また高速なあるいは高精度な
デバイスを必要とせず、コストも低いものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例のフローチャートである。
【図2】同上の判定装置のブロック回路図である。
【図3】同上の心拍数計測部のブロック回路図である。
【図4】同上の説明図であって、(a)は心拍数変化を、
(b)は睡眠ポリグラフによる睡眠深度を、(c)は判定結果
を示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 A61B 5/16 7638−2J A61B 5/04 312 U

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定時間内の体動の有無を検出するとと
    もに、心拍信号から単位時間あたりの心拍数を所定時間
    毎に計測して、計測した心拍数の現在値とそれまでの心
    拍数の最低値との差分を算出し、体動の有無及び上記差
    分値と所定閾値との比較からREM睡眠期かNREM睡
    眠期かの判定を行うことを特徴とする睡眠状態判定方
    法。
JP6252334A 1994-10-18 1994-10-18 睡眠状態判定方法 Pending JPH08112270A (ja)

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Effective date: 20031021