WO2019177052A1 - 睡眠／覚醒判定システム - Google Patents

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WO2019177052A1
WO2019177052A1 PCT/JP2019/010362 JP2019010362W WO2019177052A1 WO 2019177052 A1 WO2019177052 A1 WO 2019177052A1 JP 2019010362 W JP2019010362 W JP 2019010362W WO 2019177052 A1 WO2019177052 A1 WO 2019177052A1
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WO
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subject
sleep
load
standard deviation
load detector
Prior art date
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PCT/JP2019/010362
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真佑 轟
史朗 磯野
徳仁 飯田
Original Assignee
ミネベアミツミ株式会社
国立大学法人 千葉大学
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Publication date
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    • A61B5/4809—Sleep detection, i.e. determining whether a subject is asleep or not
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    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0252—Load cells

Definitions

  • the present invention relates to a sleep / wake determination system that performs sleep / wake determination of a subject based on a detection value of a load detector.
  • Patent Document 1 calculates the number of human movements on the bedding, that is, the number of body movements based on the detection result of the load detection unit, and determines that the subject is in a sleep state based on the calculated number of body movements.
  • a determination device is disclosed.
  • a sleep / wake determination system for determining whether a subject on a bed is in a sleep state or a wake state,
  • a load detector for detecting the load of the subject on the bed; Sleep comprising: a determination unit that determines whether the subject is in a sleep state or a wake state based on a comparison between a threshold value and a value obtained by time-integrating a standard deviation of temporal variation of the subject's load
  • a wakefulness determination system is provided.
  • the sleep / wakefulness determination system may further include a respiration waveform acquisition unit that obtains the respiration waveform of the subject based on temporal variation in the load of the subject, and the determination unit determines the standard deviation. Based on a comparison between a value obtained by time integration of the value divided by the amplitude of the respiratory waveform and a threshold value, it may be determined whether the subject is in a sleeping state or a wakefulness state.
  • the load detector may include at least a first load detector and a second load detector, and the standard deviation is detected by the first load detector. It may be a simple average value of the first standard deviation of the temporal variation of the subject's load and the second standard deviation of the temporal variation of the subject's load detected by the second load detector.
  • the load detector may further include a third load detector and a fourth load detector, and the standard deviation is detected by the first load detector.
  • a first standard deviation of the temporal variation of the subject's load, a second standard deviation of the temporal variation of the subject's load detected by the second load detector, and the subject's detected of the subject by the third load detector It may be a simple average value of the third standard deviation of the temporal variation of the load and the fourth standard deviation of the temporal variation of the subject's load detected by the fourth load detector.
  • the load detector may include at least a first load detector and a second load detector, and the standard deviation is the first load detector at each time.
  • One of the first standard deviation of the temporal variation of the subject's load detected by the second standard deviation and the second standard deviation of the temporal variation of the subject's load detected by the second load detector is sequentially selected. It may be a series of values obtained.
  • Bed and A bed system comprising the sleep / wakefulness determination system of the first aspect is provided.
  • the sleep / wakefulness determination of a subject can be performed with higher accuracy.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a sleep / wake determination system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the arrangement of the load detector with respect to the bed.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a sleep / wake determination method using the sleep / wake determination system.
  • FIG. 4 is a schematic graph showing the state of fluctuation of the load value detected by the load detector in both a rest period in which the subject is only breathing and a period in which the subject is moving. .
  • FIG. 5A is an explanatory diagram conceptually showing a state where the center of gravity of the subject vibrates in the body axis direction of the subject according to the breathing of the subject.
  • FIG.5 (b) is a graph which shows an example of the respiration waveform drawn based on the vibration of a test subject's gravity center according to a test subject's respiration.
  • FIGS. 6 (a), 6 (b), 6 (c), 6 (d), and 6 (e) show the relationship between the body movement of the subject and the amount of increase in the activity index due to this, respectively. It is a graph to show.
  • FIG. 6A is a graph when a sleeping subject is turned over
  • FIG. 6B is a graph when a switch occurs in a sleeping subject
  • FIG. 6C is a graph showing the right hand of a sleeping subject.
  • 6D is a graph when the awakening subject is reading
  • FIG. 6E is a graph when the awakening subject is eating.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating an overall configuration of a bed system according to a modification.
  • the sleep / wake determination system 100 of this embodiment mainly includes a load detection unit 1, a control unit 3, and a storage unit 4.
  • the load detection unit 1 and the control unit 3 are connected via an A / D conversion unit 2.
  • a display unit 5 and an input unit 6 are further connected to the control unit 3.
  • the load detector 1 includes four load detectors 11, 12, 13, and 14. Each of the load detectors 11, 12, 13, and 14 is a load detector that detects a load using, for example, a beam-type load cell. Such a load detector is described in, for example, Japanese Patent No. 4829020 and Japanese Patent No. 4002905.
  • the load detectors 11, 12, 13, and 14 are each connected to the A / D converter 2 by wiring or wirelessly.
  • the four load detectors 11 to 14 of the load detector 1 are attached to the lower ends of the legs BL 1 , BL 2 , BL 3 , BL 4 at the four corners of the bed BD used by the subject S. They are arranged below the casters C 1, C 2, C 3 , C 4.
  • the A / D converter 2 includes an A / D converter that converts an analog signal from the load detector 1 into a digital signal, and is connected to the load detector 1 and the controller 3 by wiring or wirelessly.
  • the control unit 3 is a dedicated or general-purpose computer, in which a standard deviation calculation unit 31, a respiratory waveform drawing unit (a respiratory waveform acquisition unit, a respiratory waveform calculation unit) 32, and a sleep / wake determination unit 33 are constructed.
  • the storage unit 4 is a storage device that stores data used in the sleep / wake determination system 100.
  • a hard disk magnetic disk
  • the display unit 5 is a part that performs a predetermined display based on the output from the control unit 3, and includes a monitor 51 such as a liquid crystal monitor that displays an image (video), and a speaker 52 that performs an audio display.
  • a monitor 51 such as a liquid crystal monitor that displays an image (video)
  • a speaker 52 that performs an audio display.
  • the input unit 6 is an interface for performing a predetermined input to the control unit 3, and can be a keyboard and a mouse.
  • the determination of the sleep / wake of the subject using the sleep / wake determination system 100 is performed by the load detection step S ⁇ b> 1 for detecting the load of the subject S and the standard deviation indicating the degree of fluctuation of the detected load.
  • the standard deviation calculation step S2 for calculating the respiration
  • the respiration waveform drawing step S3 for drawing the respiration waveform of the subject based on the detected load
  • the standard deviation obtained in the standard deviation calculation step S2 and the respiration waveform drawn in the respiration waveform drawing step
  • a sleep / wake determination step S4 for performing sleep / wake determination of the subject
  • a display step S5 for displaying the result of the sleep / wake determination.
  • the load detection step S1 the load of the subject S on the bed BD is detected using the load detectors 11, 12, 13, and 14.
  • the load of the subject S on the bed BD is distributed and applied to the load detectors 11 to 14 arranged below the legs BL 1 to BL 4 at the four corners of the bed BD, and is detected in a distributed manner.
  • Each of the load detectors 11 to 14 detects a load (change in load) and outputs it to the A / D converter 2 as an analog signal.
  • the A / D conversion unit 2 converts the analog signal into a digital signal with a sampling period of, for example, 5 milliseconds, and outputs the digital signal to the control unit 3 as a digital signal (hereinafter “load signal”).
  • load signals obtained by digitally converting the analog signals output from the load detectors 11, 12, 13, and 14 in the A / D converter 2 are respectively represented as load signals s 1 , s 2 , s 3 , and s. Call it 4 .
  • the standard deviation calculation unit 31 calculates the standard deviation of the sampling values included in the predetermined sampling period (for example, 5 seconds) for each of the load signals s 1 , s 2 , s 3 , s 4. (Moving standard deviation) ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 are calculated. The calculation can be performed constantly.
  • the standard deviation represents the magnitude of variation in the sampling value, as shown in FIG. 4, the subject P on the bed BD is at rest, and the period P 1 in which the amount of variation in the load signals s 1 to s 4 is small. In, the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 are also reduced. On the other hand, the subject S is moving (body S is moving), and the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 are also increased during the period P 2 in which the amount of variation of the load signals s 1 to s 4 is large. .
  • the period during which body movement is occurring in the subject S is standard compared to the period during which no body movement is occurring in the subject S (for example, the period during which the subject S only breathes without moving the torso or limbs).
  • the values of deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 increase.
  • body motion includes “large body motion” and “small body motion”. Although the subject's body moves slightly due to the subject's breathing and heartbeat, these are not included in “body movement”.
  • “Large body movement” means a relatively large body movement of the subject (trunk) among the body movements of the subject, specifically, for example, turning over or getting up.
  • the direction of the subject's body axis (the direction in which the subject's spine extends) generally changes.
  • “Small body movement” means a relatively small body movement of the subject that does not involve movement of the trunk (trunk), and specifically, for example, movements of only the limbs and head.
  • the values of the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 when the body motion of the subject S is large are the values of the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 when the body motion of the subject S is small. Bigger than.
  • respiration waveform drawing unit (respiration waveform acquisition unit, respiration waveform calculation unit) 32 draws the respiration waveform of the subject S based on the load signals s 1 to s 4 .
  • the “respiration waveform” means a waveform that develops on the time axis the state of vibration of the subject's center of gravity that vibrates in the body axis direction of the subject in response to the subject's breathing.
  • One cycle of the respiratory waveform corresponds to one breath (expiration and inspiration) of the subject.
  • the amplitude of the respiration waveform is affected by the physique of the subject and the depth of respiration. Specifically, for example, the amplitude increases when the subject is large or the subject takes a deep breath, and the amplitude decreases when the subject is small or the subject takes a shallow breath.
  • the respiration waveform drawing unit 32 draws a respiration waveform as follows.
  • the respiration waveform drawing unit 32 first calculates the position of the center of gravity G of the subject S at each sampling time based on the load signals s 1 to s 4 from the load detection unit 1.
  • the center of gravity G of the subject S vibrates in the direction of the body axis SA of the subject S according to the breathing of the subject S, as shown in FIG.
  • the respiratory waveform drawing unit 32 uses the direction of the body axis SA as the vertical axis and the time axis as the horizontal axis, and the position of the center of gravity G projected on the body axis SA at each time and the vibration of the center of gravity G according to the breath
  • the respiratory waveform BW (FIG. 5B) is drawn by plotting the distance between the center of vibration and the vertical axis.
  • the respiration waveform drawing unit 32 does not necessarily need to actually draw a respiration waveform, and may only obtain data indicating the respiration waveform.
  • the sleep / wake determination unit 33 uses the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 calculated in the standard deviation calculation step S2 and the amplitude of the respiratory waveform BW drawn in the respiratory waveform drawing step S3. Then, it is determined whether the subject S is in a sleep state or an awake state.
  • the determination is performed as follows.
  • the sleep / wake determination unit 33 performs peak detection on the respiratory waveform BW drawn in the respiratory waveform drawing step S3, and based on the two consecutive peaks and the minimum value between the two peaks, The amplitude An (FIG. 5B) of the waveform BW is obtained. Then, a simple average of the amplitudes An obtained sequentially for each cycle of the respiration waveform BW is calculated, and the respiration waveform average amplitude A is obtained.
  • the sleep / wakefulness determination unit 33 obtains standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 by the following equation (1).
  • the values of the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 increase during the period in which the subject S is in motion.
  • the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 indicate the magnitudes of variations in the detected values of the load detectors 11 to 14 according to the body movement of the subject S. Even if it is the same, it becomes larger when the subject S is large than when the subject S is small.
  • the amplitude of the respiratory waveform is affected by the physique of the subject S, if the subject S is large, the amplitude An and the respiratory waveform average amplitude A are large, and if the subject S is small, the amplitude An. And the respiration waveform average amplitude A becomes small.
  • Equation 1 by normalizing by dividing the values of the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 by the respiratory waveform average amplitude A, the physique (physical characteristics) of the subject S becomes the standard deviation ⁇ 1 to The influence on the value of ⁇ 4 can be reduced (compensated). Then, by performing the sleep / wake determination of the subject S using the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 for which such compensation has been performed, the accuracy of the determination can be improved.
  • normalization may be performed by dividing the values of the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 by any one of the amplitudes An obtained immediately before or before.
  • the sleep / wake determination unit 33 calculates an activity index (activity index) ACI that is a value obtained by time-integrating a simple average of the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 according to the following (Equation 2). calculate.
  • the integration time is 20 seconds here, but is not limited to this as described later. Since the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 increase according to the body motion of the subject S, the activity index ACI increases when the subject S shows the body motion that causes a greater load change over a longer period of time. That is, the activity index ACI is a parameter reflecting both the magnitude of body movement and the duration (duration) of body movement.
  • Equation 2 the simple average of the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 is obtained for the following reason. That is, the balance of the values of the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 varies according to the position of the subject S on the bed BD. For example, when the center of gravity G of the subject S is in the vicinity of the load detector 11. The value of the standardized standard deviation ⁇ s 1 becomes larger than the values of other standardized standard deviations. In such a case, for example, the value of the standardized standard deviation ⁇ s 2 may not increase sufficiently even when the subject S shows a large body movement. By determining the simple average of the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 , the influence of the position of the subject S on the bed BD can be suppressed.
  • the sleep / wake determination unit 33 calculates a new activity index ACI every 20 seconds using the values of the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 at each sampling time in the past 20 seconds. Then, based on the comparison between the calculated activity index ACI and a predetermined threshold, it is determined whether the subject S is in a sleeping state or in an awake state.
  • the comparison between the activity index ACI and the threshold is performed as follows, for example.
  • the determination accuracy can be further improved by performing the determination using not only the latest activity index ACI but also a plurality of activity indexes ACI obtained within a certain time width.
  • the amount of body movement that a human shows during sleep is less than the amount of body movement that awakens.
  • the sleeping phase may be changed by moving the limbs or head. Therefore, the presence / absence of the body movement and the number of body movements of the subject S are determined from the values of the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 , and the sleep / wake determination is performed based only on the presence / absence of the body movement and the number of body movements.
  • the accuracy of the determination is not sufficient.
  • the activity index ACI is a value obtained by time integration of a simple average of the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 , and the size of the body motion (the increase amount of the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 ). Size) and the duration of body movement (the length of the period in which the normalized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 are increasing).
  • the activity index ACI is not so large if the duration of the body movement is short.
  • the activity index ACI is a large value when the subject S continuously shows a small body movement. Become.
  • 6 (a) to 6 (e) show schematic concrete examples.
  • FIG. 6 (a) shows the variation of the simple average (hereinafter referred to as ⁇ s AV ) of the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 when the subject S in the sleeping state rolls down within a period of 20 seconds. It is a schematic graph which shows a mode. The value of the activity index ACI corresponding to this period corresponds to the area of the shaded portion of the graph (the same applies to FIGS. 6B to 6E).
  • FIG. 6B is a schematic graph showing how the simple average ⁇ s AV fluctuates when the subject S in the sleep state shows “twitch” within a period of 20 seconds
  • FIG. Schematic graph showing the state of fluctuation of the simple average ⁇ s AV when the subject S in the sleeping state shows a small body movement and changes the right hand from the bent state to the extended state within a period of 20 seconds. It is.
  • FIG. 6D is a schematic graph showing how the simple average ⁇ s AV fluctuates when the subject S in the awake state is reading within a period of 20 seconds, and FIG. it is within a period of 20 seconds, a schematic graph showing the variation state of the simple average [sigma] s AV when the subject S is going to eat in the awake state.
  • the value of the activity index ACI tends to be larger when the awakening subject S shows continuous body movement. Therefore, by appropriately setting the threshold value used for the determination, the influence of instantaneous body movements such as turning over, switching, and change in the sleep phase shown by the subject S during sleep is reduced, and sleep / wakefulness with high accuracy is achieved. Judgment can be made.
  • the determination result output by the control unit is displayed on the display unit 5. Specifically, for example, whether or not the subject S is in a sleep state or in an awake state is always displayed on the monitor 51, and when the subject S has changed from a sleep state to an awake state, the speaker 52 is used to that effect. To the user.
  • the sleep / wake determination system 100 of the present embodiment performs the sleep / wake determination of the subject S using the activity index ACI. Therefore, the influence of the body movement with a short duration that occurs during the sleep of the subject S, such as turning over or switching, on the determination is suppressed, and the determination accuracy is high.
  • the sleep / wake determination system 100 of the present embodiment calculates the activity index ACI using the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 obtained by normalizing the values of the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 by the respiratory waveform average amplitude A. ing. Therefore, the influence of the physical characteristics of the subject S on the values of the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 and thus on the sleep / wake determination is reduced, and the determination accuracy is high.
  • the sleep / wake determination system 100 of this embodiment monitors the biological state of the subject S using the load detectors 11 to 14 arranged below the legs BL 1 to BL 4 of the bed BD. Therefore, it is not necessary to attach a measuring device to the body of the subject S, and the subject S does not feel uncomfortable or uncomfortable.
  • the sleep / wake determination unit 33 calculates the activity index ACI using (Equation 2), but the method of calculating the activity index ACI is limited to this. Absent.
  • the sleep / wake determination unit 33 replaces the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 with the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 in (Expression 2), and uses the following (Expression 3) for the activity index ACI. You may ask for.
  • the sleep / wake determination unit 33 selects the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 having the largest value at each sampling time, and standardizes the maximum value that is a series of values selected at each time.
  • the standard deviation ⁇ s MAX or the standard deviation ⁇ 1 to ⁇ 4 having the largest value is selected at each sampling time, and the maximum standard deviation ⁇ MAX , which is a series of values selected at each time, is set as the time.
  • a value obtained by integration may be used as the value of the activity index ACI.
  • the sleep / wakefulness determination unit 33 is not a simple average of the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 or a simple average of the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 , but at least one of the standardized standard deviations ⁇ s 1 to ⁇ s 4 , or A value obtained by time integration of at least one of the standard deviations ⁇ 1 to ⁇ 4 may be used as the value of the activity index ACI.
  • the activity index ACI of these modified examples is also a parameter reflecting both the size of the body motion and the duration (duration) of the body motion.
  • any parameter that reflects both the magnitude of body motion and the duration (duration) of body motion, obtained by integrating the standard deviation of the temporal variation of the subject's load over time, can be used as the activity index ACI. .
  • the integration time for calculating the activity index ACI is 20 seconds, but is not limited thereto.
  • the integration time can be set arbitrarily, but if the integration time is too short, the distinction between body movements with a short duration and body movements with a long duration will not be clear.
  • the sleep / wake determination interval determination execution cycle
  • the sleep / wake determination unit 33 calculates a new activity index ACI every time the set integration time elapses.
  • a variance that is the square of the standard deviation can be used instead of the standard deviation.
  • a value obtained by integrating the variance over time is also included in the “value obtained by integrating the standard deviation over time”.
  • the sleep / wakefulness determination unit 33 may add hysteresis to the threshold value to be compared with the activity index ACI. Specifically, for example, a first threshold value and a second threshold value larger than this are set, and in a situation where it is determined that the subject S is in a sleep state, the activity index ACI is the second threshold value. It is not determined that the subject S has reached the awake state until the threshold value is exceeded. On the other hand, in a situation where it is determined that the subject S is in the awake state, even if the activity index ACI is less than the second threshold, it is not determined that the subject S has entered the sleep state, and the activity index ACI is When it becomes less than the first threshold, it is determined that the subject S has reached a sleep state.
  • load detectors 11 to 14 are not limited to load sensors using a beam-type load cell, and for example, force sensors can be used.
  • each of the load detectors 11 to 14 is disposed under the caster C attached to the lower end of the leg of the bed BD, but is not limited thereto.
  • Each of the load detectors 11 to 14 may be provided between the four legs of the bed BD and the floor plate of the bed BD, or the upper part if the four legs of the bed BD can be divided vertically. It may be provided between the leg and the lower leg.
  • the load detectors 11 to 14 may be combined with or removable from the bed BD to constitute a bed system BDS including the bed BD and the sleep / wake determination system 100 of the present embodiment (FIG. 7). .
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. .
  • the sleep / wakefulness determination of a subject can be performed with high accuracy, and high-quality medical care and nursing care can be provided based on the highly accurate determination.

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Abstract

ベッド（ＢＤ）上の被験者が睡眠状態及び覚醒状態のいずれにあるかを判定する睡眠／覚醒判定システム（１００）は、前記ベッド上の前記被験者の荷重を検出する荷重検出器（１１）と、前記被験者の荷重の時間的変動の標準偏差を時間積分して得られる値と閾値との比較に基づいて、前記被験者が睡眠状態及び覚醒状態のいずれにあるかを判定する判定部（３３）とを備える。

Description

睡眠／覚醒判定システム
　本発明は、荷重検出器の検出値に基づいて被験者の睡眠／覚醒判定を行う睡眠／覚醒判定システムに関する。
　医療や介護の分野において、荷重検出器を介してベッド上の被験者の荷重を検出し、検出した荷重に基づいて被験者の状態を判定することが提案されている。具体的には例えば、検出した被験者の荷重に基づいて、被験者が睡眠状態及び覚醒状態のいずれにあるかの判定、即ち睡眠／覚醒判定を行うことが提案されている。
　特許文献１は、荷重検出部の検出結果に基づいて寝具上の人の体動数、即ち体動の回数を算出し、算出した体動数に基づいて被験者が睡眠状態であると判定する睡眠判定装置を開示している。
特開２０１６－１２３８１０号公報
　本発明は、被験者の睡眠／覚醒判定をより高精度に行うことのできる睡眠／覚醒判定システムを提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様に従えば、
　ベッド上の被験者が睡眠状態及び覚醒状態のいずれにあるかを判定する睡眠／覚醒判定システムであって、
　前記ベッド上の前記被験者の荷重を検出する荷重検出器と、
　前記被験者の荷重の時間的変動の標準偏差を時間積分して得られる値と閾値との比較に基づいて、前記被験者が睡眠状態及び覚醒状態のいずれにあるかを判定する判定部とを備える睡眠／覚醒判定システムが提供される。
　第１の態様の睡眠／覚醒判定システムは、前記被験者の荷重の時間的変動に基づいて前記被験者の呼吸波形を求める呼吸波形取得部を更に備えてもよく、前記判定部は、前記標準偏差を前記呼吸波形の振幅で除した値を時間積分して得られる値と閾値との比較に基づいて、前記被験者が睡眠状態及び覚醒状態のいずれにあるかを判定してもよい。
　第１の態様の睡眠／覚醒判定システムにおいて、前記荷重検出器は、第１荷重検出器及び第２荷重検出器を少なくとも含んでもよく、前記標準偏差は、第１荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第１標準偏差と、第２荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第２標準偏差との単純平均値であってもよい。
　第１の態様の睡眠／覚醒判定システムにおいて、前記荷重検出器は、第３荷重検出器及び第４荷重検出器を更に含んでもよく、前記標準偏差は、第１荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第１標準偏差と、第２荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第２標準偏差と、第３荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第３標準偏差と、第４荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第４標準偏差との単純平均値であってもよい。
　第１の態様の睡眠／覚醒判定システムにおいて、前記荷重検出器は、第１荷重検出器及び第２荷重検出器を少なくとも含んでもよく、前記標準偏差は、各時刻毎に、第１荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第１標準偏差及び第２荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第２標準偏差のうちの値が大きい一方を逐次選択して得られる一連の値であってもよい。
　本発明の第２の態様に従えば、
　ベッドと、
　第１の態様の睡眠／覚醒判定システムとを備えるベッドシステムが提供される。
　本発明の睡眠／覚醒判定システムによれば、被験者の睡眠／覚醒判定をより高精度に行うことができる。
図１は、本発明の実施形態に係る睡眠／覚醒判定システムの構成を示すブロック図である。 図２は、荷重検出器のベッドに対する配置を示す説明図である。 図３は、睡眠／覚醒判定システムを用いた睡眠／覚醒判定の方法を示すフローチャートである。 図４は、荷重検出器により検出された荷重値の変動の様子を、被験者が呼吸のみを行っている安静期間と、被験者が体動を行っている期間の両方について示す概略的なグラフである。 図５（ａ）は、被験者の重心が、被験者の呼吸に応じて被験者の体軸方向に振動する様子を概念的に示す説明図である。図５（ｂ）は、被験者の呼吸に応じた被験者の重心の振動に基づいて描画される呼吸波形の一例を示すグラフである。 図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）、図６（ｄ）、図６（ｅ）は、それぞれ、被験者の体動と、これによるアクティビティインデックスの増加量との関係を示すグラフである。図６（ａ）は睡眠中の被験者に寝返りが生じた際のグラフ、図６（ｂ）は睡眠中の被験者にｔｗｉｔｃｈが生じた際のグラフ、図６（ｃ）は睡眠中の被験者が右手を移動した際のグラフ、図６（ｄ）は覚醒中の被験者が読書を行っている際のグラフ、図６（ｅ）は覚醒中の被験者が食事を行っている際のグラフである。 図７は、変形例に係るベッドシステムの全体構成を示すブロック図である。
＜実施形態＞  
　本発明の実施形態の睡眠／覚醒判定システム１００（図１）について、これをベッドＢＤ（図２）と共に使用して、ベッドＢＤ上の被験者Ｓが睡眠状態にあるか、覚醒状態にあるかを判定する場合を例として説明する。
　図１に示す通り、本実施形態の睡眠／覚醒判定システム１００は、荷重検出部１、制御部３、記憶部４を主に有する。荷重検出部１と制御部３とは、Ａ／Ｄ変換部２を介して接続されている。制御部３には更に表示部５、入力部６が接続されている。
　荷重検出部１は、４つの荷重検出器１１、１２、１３、１４を備える。荷重検出器１１、１２、１３、１４のそれぞれは、例えばビーム形のロードセルを用いて荷重を検出する荷重検出器である。このような荷重検出器は例えば、特許第４８２９０２０号や特許第４００２９０５号に記載されている。荷重検出器１１、１２、１３、１４はそれぞれ、配線又は無線によりＡ／Ｄ変換部２に接続されている。
　図２に示す通り、荷重検出部１の４つの荷重検出器１１～１４は、被験者Ｓが使用するベッドＢＤの四隅の脚ＢＬ１、ＢＬ２、ＢＬ３、ＢＬ４の下端部に取り付けられたキャスターＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の下にそれぞれ配置される。
　Ａ／Ｄ変換部２は、荷重検出部１からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備え、荷重検出部１と制御部３にそれぞれ配線又は無線で接続されている。
　制御部３は、専用又は汎用のコンピュータであり、内部に標準偏差算出部３１、呼吸波形描画部（呼吸波形取得部、呼吸波形算出部）３２、睡眠／覚醒判定部３３が構築されている。
　記憶部４は、睡眠／覚醒判定システム１００において使用されるデータを記憶する記憶装置であり、例えばハードディスク（磁気ディスク）を用いることができる。
　表示部５は、制御部３からの出力に基づいて所定の表示を行う部分であり、画像（映像）による表示を行う液晶モニター等のモニター５１と、音声による表示を行うスピーカー５２とを含む。
　入力部６は、制御部３に対して所定の入力を行うためのインターフェイスであり、キーボード及びマウスにし得る。
　このような睡眠／覚醒判定システム１００を使用して、ベッド上の被験者の睡眠／覚醒を判定する動作について説明する。
　睡眠／覚醒判定システム１００を使用した被験者の睡眠／覚醒の判定は、図３のフローチャートに示す通り、被験者Ｓの荷重を検出する荷重検出工程Ｓ１と、検出した荷重の変動の程度を示す標準偏差を算出する標準偏差算出工程Ｓ２と、検出した荷重に基づいて被験者の呼吸波形を描画する呼吸波形描画工程Ｓ３と、標準偏差算出工程Ｓ２で求めた標準偏差及び呼吸波形描画工程で描いた呼吸波形を用いて被験者の睡眠／覚醒判定を行う睡眠／覚醒判定工程Ｓ４と、睡眠／覚醒判定の結果を表示する表示工程Ｓ５とを含む。
［荷重検出工程］
　荷重検出工程Ｓ１では、荷重検出器１１、１２、１３、１４を用いてベッドＢＤ上の被験者Ｓの荷重を検出する。ベッドＢＤ上の被験者Ｓの荷重は、ベッドＢＤの四隅の脚ＢＬ１～ＢＬ４の下に配置された荷重検出器１１～１４に分散して付与され、これらによって分散して検出される。
　荷重検出器１１～１４はそれぞれ、荷重（荷重変化）を検出してアナログ信号としてＡ／Ｄ変換部２に出力する。Ａ／Ｄ変換部２は、サンプリング周期を例えば５ミリ秒として、アナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号（以下「荷重信号」）として制御部３に出力する。以下では、荷重検出器１１、１２、１３、１４から出力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換部２においてデジタル変換して得られる荷重信号を、それぞれ荷重信号ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４と呼ぶ。
［標準偏差算出工程］
　標準偏差算出工程Ｓ２では、標準偏差算出部３１が、荷重信号ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４の各々について、その所定のサンプリング期間（一例として５秒間）に含まれるサンプリング値の標準偏差（移動標準偏差）σ１、σ２、σ３、σ４を算出する。算出は常時行われ得る。
　標準偏差は、サンプリング値のばらつきの大きさを表わすため、図４に示すように、ベッドＢＤ上の被験者Ｓが安静にしており、荷重信号ｓ１～ｓ４の変動の量が小さい期間Ｐ１においては標準偏差σ１～σ４も小さくなる。一方で被験者Ｓが身体を動かしており（被験者Ｓに体動が生じており）、荷重信号ｓ１～ｓ４の変動の量が大きい期間Ｐ２においては標準偏差σ１～σ４も大きくなる。
　したがって、被験者Ｓに体動が生じている期間においては、被験者Ｓに体動が生じていない期間（例えば被験者Ｓが胴体部や手足を移動させず呼吸のみを行っている期間）に比べて標準偏差σ１～σ４の値が大きくなる。
　なお、本明細書及び本発明においては、「体動」とは、「大きな体動」と「小さな体動」とを含む。被験者の呼吸や心拍によって被験者の身体はわずかに移動するが、これらは「体動」には含まない。
　大きな体動は、被験者の体動のうち胴体部（体幹）の移動を伴う比較的大きなものを意味し、具体的には例えば、寝返りや起き上がり等である。被験者に大きな体動が生じた時には、一般的に、被験者の体軸の向き（被験者の背骨の延びる向き）が変化する。
　小さな体動は、被験者の体動のうち胴体部（体幹）の移動を伴わない比較的小さいものを意味し、具体的には例えば、手足や頭部のみの運動等である。
　一般的に、被験者Ｓの体動が大きな体動である場合の標準偏差σ１～σ４の値は、被験者Ｓの体動が小さな体動である場合の標準偏差σ１～σ４の値よりも大きい。
［呼吸波形描画工程］
　呼吸波形描画工程Ｓ３では、呼吸波形描画部（呼吸波形取得部、呼吸波形算出部）３２が、荷重信号ｓ１～ｓ４に基づいて被験者Ｓの呼吸波形を描画する。
　人間の呼吸は、胸郭及び横隔膜を移動させて、肺を膨張及び収縮させることにより行われる。ここで吸気時、すなわち肺が膨張する時には横隔膜は下方に下がり、内臓も下方に移動する。一方で呼気時、すなわち肺が収縮する時には横隔膜は上方に上がり、内臓も上方に移動する。本件の出願人に付与された特許第６１０５７０３号の明細書に記載されている通り、この内臓移動に伴って重心Ｇはわずかに移動し、その移動方向は背骨の延在方向（体軸方向）にほぼ沿っている。
　本発明及び本明細書において「呼吸波形」とは、被験者の呼吸に応じて被験者の体軸方向に振動する被験者の重心の振動の様子を、時間軸に展開して示す波形を意味する。呼吸波形の１周期は、被験者の１回の呼吸（呼気及び吸気）に対応する。呼吸波形の振幅は、被験者の体格や呼吸の深さの影響を受ける。具体的には例えば、被験者が大柄であったり、被験者が深い呼吸を行った場合には振幅は大きくなり、被験者が小柄であったり、被験者が浅い呼吸を行った場合には振幅は小さくなる。
　呼吸波形描画部３２は、具体的には次のようにして呼吸波形の描画を行う。
　呼吸波形描画部３２は、まず、荷重検出部１からの荷重信号ｓ１～ｓ４に基づいて、各サンプリング時刻ごとに被験者Ｓの重心Ｇの位置を算出する。被験者Ｓの重心Ｇは、図５（ａ）に示すように、被験者Ｓの呼吸に応じて、被験者Ｓの体軸ＳＡの方向に振動している。
　呼吸波形描画部３２は、次いで、体軸ＳＡの方向を縦軸、時間軸を横軸として、各時間における重心Ｇの位置を体軸ＳＡに投影した位置と、重心Ｇの呼吸に応じた振動の振動中心との間の距離を縦軸にプロットすることにより、呼吸波形ＢＷ（図５（ｂ））を描画する。
　なお、呼吸波形描画部３２は、必ずしも実際に呼吸波形を描画する必要はなく、呼吸波形を示すデータを求めるのみでもよい。
［睡眠／覚醒判定工程］
　睡眠／覚醒判定工程Ｓ４では、睡眠／覚醒判定部３３が、標準偏差算出工程Ｓ２で算出した標準偏差σ１～σ４と、呼吸波形描画工程Ｓ３で描画した呼吸波形ＢＷの振幅とを用いて、被験者Ｓが睡眠状態及び覚醒状態のいずれにあるかの判定を行う。
　判定は、具体的には、次のように行う。
　睡眠／覚醒判定部３３は、まず、呼吸波形描画工程Ｓ３において描画された呼吸波形ＢＷについてピーク検出を行い、連続する２つのピークと、当該２つのピークの間の最小値とに基づいて、呼吸波形ＢＷの振幅Ａｎ（図５（ｂ））を求める。そして、呼吸波形ＢＷの１周期毎に逐次求められる振幅Ａｎの単純平均を算出し、呼吸波形平均振幅Ａを求める。
　次に、睡眠／覚醒判定部３３は、下記の式（１）により、規格化標準偏差σｓ１～σｓ４を求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　このような規格化を行うのは次の理由による。
　上述した通り、標準偏差σ１～σ４の値は被験者Ｓに体動が生じている期間に大きくなる。ここで、標準偏差σ１～σ４は、被験者Ｓの体動に応じた荷重検出器１１～１４の検出値のばらつきの大きさを示しているため、その増加幅は、体動の様子が同じであっても、被験者Ｓが大柄な場合には被験者Ｓが小柄な場合よりも大きくなる。
　一方で、上述した通り、呼吸波形の振幅は被験者Ｓの体格の影響を受けるため、被験者Ｓが大柄であれば振幅Ａｎ及び呼吸波形平均振幅Ａは大きくなり、被験者Ｓが小柄であれば振幅Ａｎ及び呼吸波形平均振幅Ａは小さくなる。
　そのため、式１に示すように、標準偏差σ１～σ４の値を呼吸波形平均振幅Ａで除して規格化を行うことにより、被験者Ｓの体格（身体的特徴）が標準偏差σ１～σ４の値に及ぼす影響を軽減（補償）することができる。そして、このような補償が行われた規格化標準偏差σｓ１～σｓ４を用いて被験者Ｓの睡眠／覚醒判定を行うことにより、判定の精度を高めることができる。
　なお、呼吸波形平均振幅Ａに代えて、直前、又はそれ以前に得られた振幅Ａｎのいずれか１つにより標準偏差σ１～σ４の値を除して規格化を行ってもよい。
　次に、睡眠／覚醒判定部３３は、下記の（式２）により、規格化標準偏差σｓ１～σｓ４の単純平均を時間積分して得られる値であるアクティビティインデックス（活動度指数）ＡＣＩを算出する。
　積分時間はここでは２０秒間であるが、後述する通りこれには限られない。規格化標準偏差σｓ１～σｓ４は被験者Ｓの体動に応じて増加するため、被験者Ｓがより大きい荷重変化を引き起こす体動を、より長い時間にわたって示した場合にアクティビティインデックスＡＣＩは大きくなる。即ちアクティビティインデックスＡＣＩは、体動の大きさと体動の継続時間（持続時間）の両方が反映されたパラメータである。
　なお、式２において、規格化標準偏差σｓ１～σｓ４の単純平均を求めているのは次の理由による。即ち、規格化標準偏差σｓ１～σｓ４の値のバランスは、ベッドＢＤ上での被験者Ｓの位置に応じて変動し、例えば被験者Ｓの重心Ｇが荷重検出器１１の近傍にある場合には、規格化標準偏差σｓ１の値が他の規格化標準偏差の値に比べて大きくなる。このような場合には、例えば規格化標準偏差σｓ２の値は、被験者Ｓが大きな体動を示しても十分に増加しないことがあり得る。規格化標準偏差σｓ１～σｓ４の単純平均を求めることで、このような、ベッドＢＤ上での被験者Ｓの位置の影響を抑制することができる。
　睡眠／覚醒判定部３３は、２０秒ごとに、過去２０秒間の各サンプリング時刻における規格化標準偏差σｓ１～σｓ４の値を用いて、新たなアクティビティインデックスＡＣＩを算出する。そして、算出したアクティビティインデックスＡＣＩと所定の閾値との比較に基づいて被験者Ｓが睡眠状態にあるか、覚醒状態にあるかを判定する。
　アクティビティインデックスＡＣＩと閾値との比較は、例えば次のようにして行う。
　第１の例として、２０秒ごとに算出されるアクティビティインデックスＡＣＩの値の、最新の４つの値のうちのいずれか１つが所定の閾値を越えている場合に、被験者Ｓが覚醒状態にあると判定する。第２の例として、２０秒ごとに算出されるアクティビティインデックスＡＣＩの値の、最新の３つの値の合計値が所定の閾値を越えている場合に、被験者Ｓが覚醒状態にあると判定する。このように、最新のアクティビティインデックスＡＣＩのみではなく、ある程度の時間幅の中で得られた複数のアクティビティインデックスＡＣＩを用いた判定を行うことで、判定の精度をより高めることができる。
　ここで、被験者Ｓの睡眠／覚醒判定を、アクティビティインデックスＡＣＩを用いて行うことにより判定の精度を高めることができる理由を説明する。
　一般的に、人間が睡眠中に示す体動の量は、覚醒中に示す体動の量に比較して少ない。しかしながら、睡眠中であっても寝返りや、ｔｗｉｔｃｈ（レム睡眠中に起きると言われる、筋肉の攣縮運動）と呼ばれる微小な動きを示すことがある。また、手足や頭部を移動させて寝相を変化させることもある。したがって、規格化標準偏差σｓ１～σｓ４の値から被験者Ｓの体動の有無や体動の回数を判定し、体動の有無や体動の回数のみに基づいて睡眠／覚醒判定を行っても、判定の精度は十分とは言えない。
　これに対し、アクティビティインデックスＡＣＩは規格化標準偏差σｓ１～σｓ４の単純平均を時間積分して得られる値であり、体動の大きさ（規格化標準偏差σｓ１～σｓ４の増加量の大きさ）及び体動の継続時間（規格化標準偏差σｓ１～σｓ４が増加している期間の長さ）の積である。
　したがって、２０秒の間に被験者Ｓが比較的大きな体動を示した場合であっても、その体動の継続時間が短い場合には、アクティビティインデックスＡＣＩはそれほど大きな値とはならない。一方で、２０秒の間に被験者Ｓが目立った大きな体動を呈していない場合であっても、被験者Ｓが継続的に小さな体動を示していた場合には、アクティビティインデックスＡＣＩは大きな値となる。
　図６（ａ）～図６（ｅ）に、概略的な具体例を示す。
　図６（ａ）は、２０秒の期間内に、睡眠状態にある被験者Ｓが寝返りを行った場合の規格化標準偏差σｓ１～σｓ４の単純平均（以下、σｓＡＶとする）の変動の様子を示す概略的なグラフである。この期間に対応するアクティビティインデックスＡＣＩの値はグラフの斜線部の面積に相当する（図６（ｂ）～図６（ｅ）においても同様である）。
　図６（ｂ）は、２０秒の期間内に、睡眠状態にある被験者Ｓがｔｗｉｔｃｈを示した場合の単純平均σｓＡＶの変動の様子を示す概略的なグラフであり、図６（ｃ）は、２０秒の期間内に、睡眠状態にある被験者Ｓが小さな体動を示し、右手を曲げた状態から伸ばした状態に変化させた場合の単純平均σｓＡＶの変動の様子を示す概略的なグラフである。
　図６（ｄ）は、２０秒の期間内に、覚醒状態にある被験者Ｓが読書を行っていた場合の単純平均σｓＡＶの変動の様子を示す概略的なグラフであり、図６（ｅ）は、２０秒の期間内に、覚醒状態にある被験者Ｓが食事を行っていた場合の単純平均σｓＡＶの変動の様子を示す概略的なグラフである。
　図６（ａ）～図６（ｅ）より読み取れるように、アクティビティインデックスＡＣＩの値は、覚醒中の被験者Ｓが継続的な体動を示している場合に、より大きな値となる傾向がある。したがって、判定に用いる閾値を適切に設定することで、睡眠中の被験者Ｓが示す寝返りやｔｗｉｔｃｈ、寝相の変化といった瞬間的な体動が判定に与える影響を小さくして、精度の高い睡眠／覚醒判定を行うことができる。
［表示工程］
　表示工程Ｓ５では、制御部が出力した判定結果を、表示部５に表示する。具体的には例えば、被験者Ｓが睡眠状態にあるか覚醒状態にあるかを常にモニター５１に表示すると共に、被験者Ｓが睡眠状態から覚醒状態に至った場合には、スピーカー５２を用いてその旨を使用者に音声的に知らせる。
　本実施形態の睡眠／覚醒判定システム１００の効果を以下にまとめる。
　本実施形態の睡眠／覚醒判定システム１００は、アクティビティインデックスＡＣＩを用いて、被験者Ｓの睡眠／覚醒判定を行っている。したがって、被験者Ｓの睡眠中に生じる継続時間の短い体動、例えば寝返りやｔｗｉｔｃｈが判定に及ぼす影響が抑制されており、判定の精度が高い。
　本実施形態の睡眠／覚醒判定システム１００は、標準偏差σ１～σ４の値を呼吸波形平均振幅Ａにより規格化した規格化標準偏差σｓ１～σｓ４を用いて、アクティビティインデックスＡＣＩを算出している。したがって、被験者Ｓの身体的特徴が標準偏差σ１～σ４の値、ひいては睡眠／覚醒判定に与える影響が軽減されており、判定の精度が高い。
　本実施形態の睡眠／覚醒判定システム１００は、ベッドＢＤの脚ＢＬ１～ＢＬ４の下に配置した荷重検出器１１～１４を用いて被験者Ｓの生体状態をモニタしている。したがって、被験者Ｓの身体に計測装置を取り付ける必要がなく、被験者Ｓに不快感や違和感を与えることがない。
［変形例］
　上記実施形態の睡眠／覚醒判定システム１００において、次の変形態様を採用することもできる。
　上記実施形態の睡眠／覚醒判定システム１００においては、睡眠／覚醒判定部３３は、（式２）を用いてアクティビティインデックスＡＣＩを算出しているが、アクティビティインデックスＡＣＩの算出方法はこれには限られない。
　一例として、睡眠／覚醒判定部３３は、（式２）において、規格化標準偏差σｓ１～σｓ４を標準偏差σ１～σ４に置き換えた、下記の（式３）を用いてアクティビティインデックスＡＣＩを求めても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　睡眠／覚醒判定部３３は、規格化標準偏差σｓ１～σｓ４の中で最も値の大きいものを各サンプリング時刻ごとに選択し、各時刻毎に選択された一連の値である最大値規格化標準偏差σｓＭＡＸ、或いは標準偏差σ１～σ４の中で最も値の大きいものを各サンプリング時刻ごとに選択し、各時刻毎に選択された一連の値である最大値標準偏差σＭＡＸを時間積分して得られる値をアクティビティインデックスＡＣＩの値として用いても良い。
　睡眠／覚醒判定部３３は、規格化標準偏差σｓ１～σｓ４の単純平均、又は標準偏差σ１～σ４の単純平均ではなく、規格化標準偏差σｓ１～σｓ４の少なくとも１つ、又は標準偏差σ１～σ４の少なくとも１つを時間積分して得られる値をアクティビティインデックスＡＣＩの値として用いても良い。
　これらの変形例のアクティビティインデックスＡＣＩも、体動の大きさと体動の継続時間（持続時間）の両方が反映されたパラメータである。その他、被験者の荷重の時間的変動の標準偏差を時間積分して得られる、体動の大きさと体動の継続時間（持続時間）の両方が反映された任意のパラメータを、アクティビティインデックスＡＣＩとし得る。
　なお、上記実施形態及び変形例の睡眠／覚醒判定システム１００の説明においては、アクティビティインデックスＡＣＩを算出するための積分時間を２０秒としていたが、これには限られない。積分時間は任意に設定し得るが、積分時間が短すぎる場合には継続時間の短い体動と継続時間の長い体動との区別が明確ではなくなってしまう。反対に、積分時間が長すぎる場合には、睡眠／覚醒判定を行う間隔（判定実行の周期）が長くなり、時宜を得た判定が難しくなってしまう。睡眠／覚醒判定部３３は、設定された積分時間が経過する度に、新たなアクティビティインデックスＡＣＩを算出する。
　また、アクティビティインデックスＡＣＩの算出においては、標準偏差に代えて、標準偏差の二乗である分散を用いることもできる。本明細書及び本発明においては、分散を時間積分して得られる値も「標準偏差を時間積分して得られる値」に含まれる。
　睡眠／覚醒判定部３３は、アクティビティインデックスＡＣＩと比較する閾値にヒステリシスを持たせても良い。具体的には例えば、第１の閾値と、これよりも大きい第２の閾値を設定しておき、被験者Ｓが睡眠状態であると判定されている状況下においては、アクティビティインデックスＡＣＩが第２の閾値以上となるまで、被験者Ｓが覚醒状態に至ったと判定しない。一方で、被験者Ｓが覚醒状態にあると判定されている状況下においては、アクティビティインデックスＡＣＩが第２の閾値未満となっても被験者Ｓが睡眠状態に至ったとは判定せず、アクティビティインデックスＡＣＩが第１の閾値未満となった時点で、被験者Ｓが睡眠状態に至ったと判定する。
　上記実施形態の睡眠／覚醒判定システム１００は、必ずしも荷重検出器１１～１４の全てを備える必要はなく、このいずれか一つを備えるのみでもよい。荷重検出器を４つ備えない場合、（式２）に含まれる規格化標準偏差σｓｎ（ｎ＝１、２、３、４）の数、（式３）に含まれる標準偏差σｎ（ｎ＝１、２、３、４）の数も、荷重検出器の数に応じて少なくし得る。また、最大値規格化標準偏差σｓＭＡＸ、最大値標準偏差σＭＡＸも、荷重検出器の数に応じて得られる規格化標準偏差σｓｎ、標準偏差σｎに基づくものとし得る。
　また、荷重検出器１１～１４は、ビーム形ロードセルを用いた荷重センサに限られず、例えばフォースセンサを使用することもできる。
　上記実施形態の睡眠／覚醒判定システム１００においては、荷重検出器１１～１４の各々は、ベッドＢＤの脚の下端に取り付けられたキャスターＣの下に配置されていたがこれには限られない。荷重検出器１１～１４の各々は、ベッドＢＤの４本の脚とベッドＢＤの床板との間に設けられてもよいし、ベッドＢＤの４本の脚が上下に分割可能であれば、上部脚と下部脚との間に設けられても良い。また、荷重検出器１１～１４をベッドＢＤと一体に又は着脱可能に組み合わせて、ベッドＢＤと本実施形態の睡眠／覚醒判定システム１００とからなるベッドシステムＢＤＳを構成してもよい（図７）。
　本発明の特徴を維持する限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
　本発明の睡眠／覚醒判定システムによれば、被験者の睡眠／覚醒判定を高い精度で行うことができ、高精度な判定に基づいて、質の高い医療、介護を提供することができる。
１　荷重検出部、１１，１２，１３，１４　荷重検出器、２　Ａ／Ｄ変換部、３　制御部、３１　標準偏差算出部、３２　呼吸波形描画部、３３　睡眠／覚醒判定部、４　記憶部、５　表示部、６　入力部、１００　睡眠／覚醒判定システム、ＢＤ　ベッド、ＢＤＳ　ベッドシステム、Ｓ　被験者

Claims (6)

  1. 　ベッド上の被験者が睡眠状態及び覚醒状態のいずれにあるかを判定する睡眠／覚醒判定システムであって、
    　前記ベッド上の前記被験者の荷重を検出する荷重検出器と、
    　前記被験者の荷重の時間的変動の標準偏差を時間積分して得られる値と閾値との比較に基づいて、前記被験者が睡眠状態及び覚醒状態のいずれにあるかを判定する判定部とを備える睡眠／覚醒判定システム。
  2. 　前記被験者の荷重の時間的変動に基づいて前記被験者の呼吸波形を求める呼吸波形取得部を更に備え、
    　前記判定部は、前記標準偏差を前記呼吸波形の振幅で除した値を時間積分して得られる値と閾値との比較に基づいて、前記被験者が睡眠状態及び覚醒状態のいずれにあるかを判定する請求項１に記載の睡眠／覚醒判定システム。
  3. 　前記荷重検出器は、第１荷重検出器及び第２荷重検出器を少なくとも含み、
    　前記標準偏差は、第１荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第１標準偏差と、第２荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第２標準偏差との単純平均値である請求項１又は２に記載の睡眠／覚醒判定システム。
  4. 　前記荷重検出器は、第３荷重検出器及び第４荷重検出器を更に含み、
    　前記標準偏差は、第１荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第１標準偏差と、第２荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第２標準偏差と、第３荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第３標準偏差と、第４荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第４標準偏差との単純平均値である請求項３に記載の睡眠／覚醒判定システム。
  5. 　前記荷重検出器は、第１荷重検出器及び第２荷重検出器を少なくとも含み、
    　前記標準偏差は、各時刻毎に、第１荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第１標準偏差及び第２荷重検出器により検出された前記被験者の荷重の時間的変動の第２標準偏差のうちの値が大きい一方を逐次選択して得られる一連の値である請求項１又は２に記載の睡眠／覚醒判定システム。
  6. 　ベッドと、
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の睡眠／覚醒判定システムとを備えるベッドシステム。
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