JP2014226451A - Sleeping state measuring apparatus and sleeping state measuring method - Google Patents
Sleeping state measuring apparatus and sleeping state measuring method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014226451A JP2014226451A JP2013110528A JP2013110528A JP2014226451A JP 2014226451 A JP2014226451 A JP 2014226451A JP 2013110528 A JP2013110528 A JP 2013110528A JP 2013110528 A JP2013110528 A JP 2013110528A JP 2014226451 A JP2014226451 A JP 2014226451A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- sleep depth
- abnormal signal
- sleep
- respiratory
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 0 CC(CCC*)Br Chemical compound CC(CCC*)Br 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
本発明は、睡眠深度を評価可能な睡眠状態計測装置及び睡眠状態計測方法に関する。 The present invention relates to a sleep state measurement device and a sleep state measurement method capable of evaluating sleep depth.
医療機関(例:病院)、高齢者施設、一般家庭等では、病人、高齢者、健康人、乳幼児等の被験者の健康状態を把握するため、被験者の生体情報を計測することが行われている。 In medical institutions (eg, hospitals), elderly facilities, general households, etc., in order to grasp the health status of subjects such as sick people, elderly people, healthy people, infants, etc., biological information of subjects is measured. .
その計測には様々な構成の生体情報検出センサが用いられ、例えば、寝床上における被験者の下側に配置されて使用されるパネル型やシート型のものが知られている(例えば、特許文献1〜10参照)。その他に、被験者の上半身に取り付けられるバンド型なども知られている。この種のセンサは、被験者の生体情報信号として呼吸信号、体動信号等を検出して出力するように構成されている。 Various types of biological information detection sensors are used for the measurement. For example, panel-type or sheet-type sensors that are used by being placed on the lower side of the subject on the bed are known (for example, Patent Document 1). 10). In addition, a band type attached to the upper body of the subject is also known. This type of sensor is configured to detect and output a respiratory signal, a body motion signal, and the like as a biological information signal of a subject.
さらに、被験者の睡眠状態を計測することは、被験者の健康状態をより詳しく把握する上で重要である。そのような装置として、例えば、特許第3733133号公報(特許文献11)に開示された装置が知られている。この装置は、生体情報検出センサ(生体情報センサ)の出力信号に基づいて睡眠状態を推定するように構成されている。 Furthermore, measuring the sleep state of the subject is important for understanding the health state of the subject in more detail. As such an apparatus, for example, an apparatus disclosed in Japanese Patent No. 3733133 (Patent Document 11) is known. This device is configured to estimate a sleep state based on an output signal of a biological information detection sensor (biological information sensor).
しかしなから、この種の装置では、生体情報検出センサの出力信号は、体動信号、呼吸信号等が重畳した電気信号からなるため、睡眠中に被験者の体動(例:寝返り)が発生すると、生体情報検出センサの出力信号に含まれる体動信号が呼吸信号よりも格段に大きくなり、その結果、睡眠状態の推定精度(評価精度)が低下するという問題が発生する。 However, in this type of device, the output signal of the biological information detection sensor is composed of an electrical signal on which a body motion signal, a respiratory signal, etc. are superimposed. Therefore, when a subject's body motion (eg, turning over) occurs during sleep. The body motion signal included in the output signal of the biological information detection sensor becomes much larger than the respiration signal, and as a result, there arises a problem that the estimation accuracy (evaluation accuracy) of the sleep state is lowered.
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、睡眠深度を高い精度で評価できる睡眠状態計測装置及び睡眠状態計測方法を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the technical background mentioned above, The objective is to provide the sleep state measurement apparatus and sleep state measurement method which can evaluate a sleep depth with high precision.
本発明は以下の手段を提供する。 The present invention provides the following means.
[1] 生体情報検出センサの出力信号から体動信号を異常信号として検出する異常信号検出手段と、
前記異常信号検出手段で検出された前記異常信号の検出期間を前記生体情報検出センサの出力信号から除外する異常信号除外手段と、
前記異常信号除外手段で前記異常信号の検出期間が除外された後の出力信号に基づいて呼吸周期を演算する呼吸周期演算手段と、
前記呼吸周期演算手段で演算された呼吸周期に基づいて睡眠深度を評価する睡眠深度評価手段と、
を具備することを特徴とする睡眠状態計測装置。
[1] An abnormal signal detection means for detecting a body motion signal as an abnormal signal from the output signal of the biological information detection sensor;
Abnormal signal exclusion means for excluding the detection period of the abnormal signal detected by the abnormal signal detection means from the output signal of the biological information detection sensor;
A respiratory cycle calculating means for calculating a respiratory cycle based on an output signal after the abnormal signal detection period is excluded by the abnormal signal excluding means;
Sleep depth evaluation means for evaluating sleep depth based on the respiratory cycle calculated by the respiratory cycle calculation means;
A sleep state measuring device comprising:
[2] 前記異常信号検出手段は、前記生体情報検出センサの出力信号から前記体動信号と更に異常呼吸信号とを前記異常信号として検出する前項1記載の睡眠状態計測装置。
[2] The sleep state measurement device according to
[3] 前記睡眠深度評価手段は、前記呼吸周期についてのローレンツプロットのばらつきを示す楕円の面積を用いて、前記睡眠深度を評価する前項1又は2記載の睡眠状態計測装置。
[3] The sleep state measurement device according to
[4] 前記異常信号除外手段で前記異常信号の検出期間が除外された後の出力信号に基づいて呼吸振幅値を演算する呼吸振幅値演算手段を更に具備しており、
前記睡眠深度評価手段は、更に、前記呼吸振幅値演算手段で演算された前記呼吸振幅値に基づいて前記睡眠深度を評価する前項1〜3のいずれかに記載の睡眠状態計測装置。
[4] The apparatus further comprises a respiratory amplitude value calculating means for calculating a respiratory amplitude value based on the output signal after the abnormal signal detection period is excluded by the abnormal signal removing means.
The sleep state measuring device according to any one of the preceding
[5] 前記睡眠深度評価手段は、前記呼吸振幅値についてのローレンツプロットのばらつきを示す楕円の面積を用いて、前記睡眠深度を評価する前項4記載の睡眠状態計測装置。
[5] The sleep state measurement device according to
[6] 前記異常信号除外手段で除外された前記異常信号に基づいて体動情報を演算する体動情報演算手段を更に具備しており、
前記睡眠深度評価手段は、更に、前記体動情報演算手段で演算された前記体動情報に基づいて前記睡眠深度を評価する前項1〜5のいずれかに記載の睡眠状態計測装置。
[6] It further comprises body motion information calculation means for calculating body motion information based on the abnormal signal excluded by the abnormal signal exclusion means,
6. The sleep state measuring device according to any one of the preceding
[7] 生体情報検出センサの出力信号から体動信号を異常信号として検出する異常信号検出工程と、
前記異常信号検出工程で検出された前記異常信号の検出期間を前記生体情報検出センサの出力信号から除外する異常信号除外工程と、
前記異常信号除外工程で前記異常信号の検出期間が除外された後の出力信号に基づいて呼吸周期を演算する呼吸周期演算工程と、
前記呼吸周期演算工程で演算された呼吸周期に基づいて睡眠深度を評価する睡眠深度評価工程と、
を具備することを特徴とする睡眠状態計測方法。
[7] An abnormal signal detection step of detecting a body motion signal as an abnormal signal from the output signal of the biological information detection sensor;
An abnormal signal exclusion step of excluding a detection period of the abnormal signal detected in the abnormal signal detection step from an output signal of the biological information detection sensor;
A respiratory cycle calculating step of calculating a respiratory cycle based on the output signal after the detection period of the abnormal signal is excluded in the abnormal signal exclusion step;
A sleep depth evaluation step for evaluating the sleep depth based on the respiratory cycle calculated in the respiratory cycle calculation step;
The sleep state measuring method characterized by comprising.
[8] 前記異常信号検出工程は、前記生体情報検出センサの出力信号から前記体動信号と更に異常呼吸信号とを前記異常信号として検出する前項7記載の睡眠状態計測方法。
[8] The sleep state measurement method according to
[9] 前記睡眠深度評価工程は、前記呼吸周期についてのローレンツプロットのばらつきを示す楕円の面積を用いて、前記睡眠深度を評価する前項7又は8記載の睡眠状態計測方法。
[9] The sleep state measuring method according to
[10] 前記異常信号除外工程で前記異常信号の検出期間が除外された後の出力信号に基づいて呼吸振幅値を演算する呼吸振幅値演算工程を更に具備しており、
前記睡眠深度評価工程は、更に、前記呼吸振幅値演算工程で演算された前記呼吸振幅値に基づいて前記睡眠深度を評価する前項7〜9のいずれかに記載の睡眠深度計測方法。
[10] The method further includes a respiratory amplitude value calculation step of calculating a respiratory amplitude value based on the output signal after the abnormal signal detection period is excluded in the abnormal signal exclusion step,
10. The sleep depth measurement method according to any one of the preceding
[11] 前記睡眠深度評価工程は、前記呼吸振幅値についてのローレンツプロットのばらつきを示す楕円の面積を用いて、前記睡眠深度を評価する前項10記載の睡眠状態計測方法。
[11] The sleep state measurement method according to
[12] 前記異常信号検知工程で検出された前記異常信号に基づいて体動情報を演算する体動情報演算工程を更に具備しており、
前記睡眠深度評価工程は、更に、前記体動情報演算工程で演算された前記体動情報に基づいて、前記睡眠深度を評価する前項7〜11のいずれかに記載の睡眠状態計測方法。
[12] It further includes a body motion information calculation step of calculating body motion information based on the abnormal signal detected in the abnormal signal detection step,
The sleep state measuring method according to any one of 7 to 11 above, wherein the sleep depth evaluation step further evaluates the sleep depth based on the body motion information calculated in the body motion information calculation step.
本発明は以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
前項[1]の睡眠状態計測装置によれば、呼吸周期演算手段は、異常信号としての体動信号の検出期間が除外された後の生体情報検出センサの出力信号に基づいて呼吸周期を演算するので、呼吸周期を正確に演算することができる。そして、睡眠深度評価手段は、この呼吸周期に基づいて睡眠深度を評価するので、睡眠深度を高い精度で評価することができる。 According to the sleep state measuring apparatus of [1], the respiratory cycle calculating means calculates the respiratory cycle based on the output signal of the biological information detection sensor after the detection period of the body motion signal as the abnormal signal is excluded. Therefore, the respiratory cycle can be calculated accurately. And since a sleep depth evaluation means evaluates a sleep depth based on this respiration cycle, it can evaluate a sleep depth with high precision.
前項[2]によれば、異常信号検出手段は、体動信号だけではなく更に異常呼吸信号も異常信号として検出し、呼吸周期演算手段は、この異常信号の検出期間が除外された後の生体情報検出センサの出力信号に基づいて呼吸周期を演算するので、呼吸周期を更に正確に演算することができる。そのため、睡眠深度の評価精度を向上させることができる。 According to the previous item [2], the abnormal signal detecting means detects not only a body motion signal but also an abnormal respiratory signal as an abnormal signal, and the respiratory cycle calculating means detects the living body after the detection period of the abnormal signal is excluded. Since the respiratory cycle is calculated based on the output signal of the information detection sensor, the respiratory cycle can be calculated more accurately. Therefore, the evaluation accuracy of the sleep depth can be improved.
前項[3]によれば、睡眠深度評価手段は、呼吸周期についてのローレンツプロットのばらつきを示す楕円の面積を用いて、睡眠深度を評価することにより、睡眠深度の評価精度を更に向上させることができる。 According to the preceding item [3], the sleep depth evaluation means can further improve the evaluation accuracy of the sleep depth by evaluating the sleep depth using the area of the ellipse indicating the variation of the Lorentz plot for the respiratory cycle. it can.
前項[4]によれば、睡眠深度評価手段は、呼吸周期だけではなく更に呼吸振幅値にも基づいて睡眠深度を評価するので、睡眠深度の評価精度を更に向上させることができる。 According to the above item [4], since the sleep depth evaluation means evaluates the sleep depth based not only on the respiratory cycle but also on the respiratory amplitude value, it is possible to further improve the evaluation accuracy of the sleep depth.
前項[5]によれば、睡眠深度評価手段は、呼吸振幅値についてのローレンツプロットのばらつきを示す楕円の面積を用いて、睡眠深度を評価することにより、睡眠深度の評価精度を更に向上させることができる。 According to the previous item [5], the sleep depth evaluation means further improves the evaluation accuracy of the sleep depth by evaluating the sleep depth using the area of the ellipse indicating the variation of the Lorentz plot for the respiratory amplitude value. Can do.
前項[6]によれば、睡眠深度評価手段は、呼吸周期だけではなく更に体動情報に基づいて睡眠深度を評価するので、睡眠深度の評価精度を更に向上させることができる。 According to the preceding item [6], the sleep depth evaluation means evaluates the sleep depth based not only on the respiratory cycle but also on the body motion information, so that the evaluation accuracy of the sleep depth can be further improved.
前項[7]〜[12]の睡眠状態計測方法は、それぞれ前項[1]〜[6]の睡眠状態計測装置と同様の効果を奏する。 The sleep state measuring methods of the preceding items [7] to [12] have the same effects as the sleep state measuring devices of the preceding items [1] to [6], respectively.
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る睡眠状態計測装置1は、被験者Hの睡眠状態として少なくとも睡眠深度を評価して計測するものであり、生体情報検出センサ2、演算器3などを具備している。被験者Hとしては、病人、高齢者、健康人、乳幼児等が挙げられる。
As shown in FIG. 1, a sleep
生体情報検出センサ2は、被験者Hの生体情報信号として、呼吸信号及び体動信号を少なくとも検出して出力するものである。このセンサ2としては、様々な構成のものを使用することができ、本実施形態では、パネル型又はシート型のものが使用されている。すなわち、このセンサ2は、寝床としてのベッド20上における被験者Hの上半身(例えば胸部)の下側に配置されて使用されるものであり、例えば上記特許文献1〜10に記載されているものである。詳述すると、このセンサ2は、被験者Hの生体活動に伴い敷き板(例:起歪板)2aに生じた歪み変動や圧力変動を、敷き板2aに装着された検出素子(例:歪みゲージ、圧電フィルム素子)により検出するとともに、検出素子2bの検出信号を被験者Hの生体情報信号として出力するように構成されている。被験者Hの生体活動としては、呼吸、体動などが挙げられる。したがって、生体情報検出センサ2の出力信号は、呼吸信号及び体動信号を少なくとも含むとともに、これらの信号が重畳した電圧信号からなるものであり、すなわちこれらの信号が互いに重なり合うように合成された電圧信号からなるものである。出力信号の単位は例えば「mV」である。
The biological
演算器3は、ROM、RAM、CPU等を有するコンピュータを備えたものであり、生体情報検出センサ2から信号線10を介して送信された生体情報検出センサ2の出力信号に基づいて所定の演算等を行うものである。この演算器3の概略構成は次のとおりである。
The
図2に示すように、演算器3は、異常信号検出手段4、異常信号除外手段5、呼吸周期演算手段6、呼吸振幅値演算手段7、体動情報演算手段8、睡眠深度評価手段9などを具備している。
As shown in FIG. 2, the
異常信号検出手段4は、生体情報検出センサ2の出力信号から体動信号と異常呼吸信号とを正常な呼吸信号ではない異常信号として検出するものである。
The abnormal signal detection means 4 detects the body motion signal and the abnormal respiratory signal from the output signal of the biological
異常信号除外手段5は、異常信号検出手段4で検出された異常信号の検出期間を生体情報検出センサ2の出力信号から除外するものである。
The abnormal
呼吸周期演算手段6は、異常信号除外手段5で異常信号の検出期間が除外された後の出力信号に基づいて呼吸周期を演算するものである。 The respiratory cycle calculation means 6 calculates a respiratory cycle based on the output signal after the abnormal signal detection means 5 excludes the abnormal signal detection period.
呼吸振幅値演算手段7は、異常信号除外手段5で異常信号の検出期間が除外された後の出力信号に基づいて呼吸振幅値を演算するものである。 The respiration amplitude value calculation means 7 calculates a respiration amplitude value based on the output signal after the abnormal signal detection means 5 excludes the abnormal signal detection period.
体動情報演算手段8は、異常信号除外手段5で除外された異常信号に基づいて体動情報を演算するものである。体動情報としては、体動回数や体動の大きさ等が挙示される。本実施形態では、体動情報として体動回数が演算されるものとする。 The body motion information calculation means 8 calculates body motion information based on the abnormal signal excluded by the abnormal signal exclusion means 5. The body motion information includes the number of body motions, the size of the body motion, and the like. In the present embodiment, the number of body movements is calculated as body movement information.
睡眠深度評価手段9は、呼吸周期演算手段6で演算された呼吸周期と呼吸振幅値演算手段7で演算された呼吸振幅値と体動情報演算手段8で演算された体動情報とに基づいて睡眠深度を評価するものである。
The sleep
さらに、演算器3は、増幅手段(図示せず)、睡眠深度の評価に用いる様々な値(例:所定の係数、閾値)等を設定する設定手段(図示せず)、睡眠深度の評価結果や当該評価に用いるデータや値等を記憶する記憶手段(図示せず)、タイマー(図示せず)などを具備している。
Further, the
なお本実施形態では、異常信号検出手段4に供される生体情報検出センサ2の出力信号は、演算器3の増幅手段により増幅された後の信号である。ここで、もし生体情報検出センサ2の出力信号に拍動信号(心拍信号)が大きく含まれている場合には、生体情報検出センサ2の出力信号から所定のフィルターによりこの拍動信号が除去されて異常信号検出手段4に供されるように構成するのが望ましい。
In the present embodiment, the output signal of the biological
次に、本実施形態の睡眠状態計測装置1を用いた睡眠状態計測方法について以下に説明する。
Next, a sleep state measurement method using the sleep
図3に示すように、ステップS1では、睡眠深度の評価に用いる所定の係数、閾値等を設定する。 As shown in FIG. 3, in step S <b> 1, predetermined coefficients and threshold values used for sleep depth evaluation are set.
ステップS2では、生体情報検出センサ2による生体情報の検出を開始する。
In step S2, detection of biological information by the biological
ステップS3では、呼吸周期、呼吸振幅値、体動回数等を演算する。この演算についての具体的な手順は後述する。 In step S3, a respiratory cycle, a respiratory amplitude value, the number of body movements, and the like are calculated. A specific procedure for this calculation will be described later.
ステップS4では、睡眠深度の評価に用いる睡眠深度評価値Aを睡眠深度評価手段9により演算する。この演算についての具体的な手順は後述する。 In step S4, the sleep depth evaluation means 9 calculates the sleep depth evaluation value A used for the sleep depth evaluation. A specific procedure for this calculation will be described later.
ステップS5〜S11では、睡眠深度評価値Aを用いて睡眠深度の評価を睡眠深度評価手段9により行う。この評価についての説明は後述する。
In steps S <b> 5 to S <b> 11, the sleep
次に、ステップS3で行われる呼吸周期、呼吸振幅値、体動回数等の演算方法について以下に説明する。 Next, the calculation method of the respiratory cycle, the respiratory amplitude value, the number of body movements, etc. performed in step S3 will be described below.
図4に示すように、ステップS20では、演算器3に備えられたタイマーをリセットする。
As shown in FIG. 4, in step S20, the timer provided in the
ステップS21では、生体情報検出センサ2の出力信号の最大値e及び最小値fを初期化する。ステップS22では、生体情報検出センサ2の出力信号の最大値e(詳述すると出力信号の各波の最大値e)と最小値fとを異常信号検出手段4により探す。その方法は次のとおりである。すなわち、図5に示すにように、生体情報検出センサ2の出力信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングし、これにより得られたサンプリングデータの中から最大値eと最小値fとを見つける。サンプリング周波数は2〜100Hzの範囲内の値に設定されるのが望ましい。なお、サンプリング周波数の逆数がサンプリング周期である。
In step S21, the maximum value e and the minimum value f of the output signal of the biological
ステップS23では、図6に示すように、出力信号の振幅値g(ピークピーク値)と、出力信号の最大値eと最小値fとの間隔dとを異常信号検出手段4により算出して記憶する。ここで、振幅値gとは、出力信号における互いに隣り合う最大値eと最小値fとの差(即ち、「最大値e」−「最小値f」の値)を意味している。また、間隔dとは、出力信号の最大値eから最小値fに到達するまでの時間(期間)を意味している。 In step S23, as shown in FIG. 6, the amplitude value g (peak peak value) of the output signal and the interval d between the maximum value e and the minimum value f of the output signal are calculated and stored by the abnormal signal detection means 4. To do. Here, the amplitude value g means the difference between the maximum value e and the minimum value f adjacent to each other in the output signal (that is, the value of “maximum value e” − “minimum value f”). The interval d means the time (period) until the output signal reaches the minimum value f from the maximum value e.
ステップS24では、出力信号の振幅値g及び間隔dが第1呼吸条件を満たすか否を異常信号検出手段4及び異常信号除外手段5により判定する。その判定は、振幅値g及び間隔dをそれぞれ所定の閾値と比較することにより行われるものであり、その具体的な判定方法は以下のとおりである。 In step S24, the abnormal signal detection means 4 and the abnormal signal exclusion means 5 determine whether or not the amplitude value g and the interval d of the output signal satisfy the first respiratory condition. The determination is performed by comparing the amplitude value g and the interval d with a predetermined threshold value, and the specific determination method is as follows.
出力信号の振幅値g及び間隔dが第1呼吸条件における次の呼吸判定式(1a)及び(1b)を共に満足する場合、第1呼吸条件を満たしている(「YES」)としてステップS25へ進む。 If the amplitude value g and the interval d of the output signal satisfy both the following respiration determination expressions (1a) and (1b) in the first respiration condition, it is determined that the first respiration condition is satisfied (“YES”) and the process proceeds to step S25. move on.
1000mV≦振幅値g≦5000mV …式(1a)
1秒≦間隔d≦6秒 …式(1b)。
1000 mV ≦ amplitude value g ≦ 5000 mV Equation (1a)
1 second ≦ interval d ≦ 6 seconds (1b)
ここで、式(1a)及び(1b)を共に満足する場合とは、この期間の信号は異常呼吸信号及び体動信号を含んでいない可能性が高いこと即ち正常な呼吸信号のみを含んでいる可能性が高いことを意味している。したがって、式(1a)及び(1b)を共に満足する場合は、正常な呼吸信号を検出したと暫定的に判定し、この期間の信号を正常な呼吸信号の検出期間の信号として、呼吸周期及び呼吸振幅値の演算に用いられる出力信号に暫定的に採用する。 Here, when both of the expressions (1a) and (1b) are satisfied, the signal during this period is likely not to include an abnormal respiratory signal and a body motion signal, that is, includes only a normal respiratory signal. It means that the possibility is high. Therefore, when both of the expressions (1a) and (1b) are satisfied, it is tentatively determined that a normal respiratory signal is detected, and the signal of this period is used as the signal of the detection period of the normal respiratory signal. Temporarily adopted as an output signal used for the calculation of the respiratory amplitude value.
出力信号の振幅値gが第1呼吸条件における次の呼吸判定式(2)を満足する場合、第1呼吸条件を満たしていない(「NO−1」)としてステップS35へ進む。 When the amplitude value g of the output signal satisfies the next respiration determination formula (2) under the first respiration condition, the process proceeds to step S35 because the first respiration condition is not satisfied ("NO-1").
5000mV<振幅値g …式(2)。 5000 mV <amplitude value g (2).
ここで、式(2)を満足する場合とは、振幅値gが非常に大きいため、この期間の信号は体動信号を含んでいる可能性が高いことを意味している。したがって、式(2)を満足する場合は、体動信号(即ち異常信号)を検出したと暫定的に判定し、この期間の信号を体動信号(異常信号)の検出期間の信号として、呼吸周期及び呼吸振幅値の演算に用いられる出力信号から除外する。 Here, the case where the expression (2) is satisfied means that since the amplitude value g is very large, the signal during this period is highly likely to contain a body motion signal. Therefore, when the expression (2) is satisfied, it is tentatively determined that a body motion signal (that is, an abnormal signal) has been detected, and the signal during this period is used as a signal for the detection period of the body motion signal (abnormal signal). Excluded from the output signal used to calculate the period and respiratory amplitude values.
出力信号の振幅値gが第1呼吸条件における次の呼吸判定式(3)を満足する場合と、次の呼吸判定式(4a)及び(4b)を共に満足する場合と、次の呼吸判定式(5a)及び(5b)を共に満足する場合とのうち少なくとも一つの場合であるとき、第1呼吸条件を満たしていない(「NO−2」)としてステップS21へ戻る。 When the amplitude value g of the output signal satisfies the following respiration determination formula (3) in the first respiration condition, when both the following respiration determination formulas (4a) and (4b) are satisfied, and the following respiration determination formula When it is at least one of the cases where both (5a) and (5b) are satisfied, it is determined that the first breathing condition is not satisfied ("NO-2"), and the process returns to step S21.
振幅値g<1000mV …式(3)
1000mV≦振幅値g≦5000 …式(4a)
間隔d<1秒 …式(4b)
1000mV≦振幅値g≦5000 …式(5a)
6秒<間隔d …式(5b)。
Amplitude value g <1000 mV Equation (3)
1000 mV ≦ amplitude value g ≦ 5000 Equation (4a)
Interval d <1 second (Formula 4b)
1000 mV ≦ amplitude value g ≦ 5000 Equation (5a)
6 seconds <interval d ... Formula (5b).
ここで、前記少なくとも一つの場合であるときとは、この期間の信号は無呼吸、低呼吸等の異常呼吸を示す異常呼吸信号を含んでいる可能性が高いことを意味している。したがって、前記少なくとも一つの場合であるときは、異常呼吸信号(即ち異常信号)を検出したと判定し、この期間の信号を異常呼吸信号(異常信号)の検出期間の信号として、呼吸周期及び呼吸振幅値の演算に用いられる出力信号から除外する。 Here, the case of at least one case means that there is a high possibility that the signal during this period includes an abnormal breathing signal indicating abnormal breathing such as apnea or hypopnea. Therefore, in the at least one case, it is determined that an abnormal respiratory signal (that is, an abnormal signal) has been detected, and the signal of this period is used as a signal for the detection period of the abnormal respiratory signal (abnormal signal). It is excluded from the output signal used for the calculation of the amplitude value.
ステップS25では、図7に示すように、出力信号の現在の振幅値gを除いた直近の複数個の振幅値の移動平均値(詳述すると単純移動平均値)mgを異常信号検出手段4又は異常信号除外手段5により算出して記憶する。本実施形態では例えば5個の振幅値g1〜g5の移動平均値mgを算出する。 In step S25, as shown in FIG. 7, a moving average value (simple moving average value in detail) mg of a plurality of recent amplitude values excluding the current amplitude value g of the output signal is determined as the abnormal signal detecting means 4 or Calculated by the abnormal signal exclusion means 5 and stored. In the present embodiment, for example, a moving average value mg of five amplitude values g1 to g5 is calculated.
ステップS26では、出力信号の振幅値gが第2呼吸条件を満たすか否かを異常信号検出手段4及び異常信号除外手段5により判定する。その判定は、振幅値gを、振幅値の移動平均値mgを用いた所定の閾値と比較することにより行われるものであり、その具体的な判定方法は以下のとおりである。
In step S26, the abnormal
振幅値gが第2呼吸条件における次の呼吸判定式(6)を満足する場合、第2呼吸条件を満たしている(「YES」)としてステップS27へ進む。 When the amplitude value g satisfies the next respiration determination formula (6) in the second respiration condition, the process proceeds to step S27 on the assumption that the second respiration condition is satisfied (“YES”).
移動平均値mg×30%≦振幅値g≦移動平均値×150% …式(6)。 Moving average value mg × 30% ≦ amplitude value g ≦ moving average value × 150% Equation (6).
ここで、式(6)を満足する場合とは、この期間の信号は異常呼吸信号及び体動信号を含んでいない可能性が高いこと即ち正常な呼吸信号のみを含んでいる可能性が高いことを意味している。したがって、式(6)を満足する場合は、正常な呼吸信号を検出したと判定し、この期間の信号を正常な呼吸信号の検出期間の信号として、呼吸周期及び呼吸振幅値の演算に用いられる出力信号に採用する。 Here, when the expression (6) is satisfied, it is highly possible that the signal during this period does not include the abnormal respiratory signal and the body motion signal, that is, it is highly likely that only the normal respiratory signal is included. Means. Therefore, when the expression (6) is satisfied, it is determined that a normal respiration signal is detected, and the signal of this period is used as a signal of the detection period of the normal respiration signal to be used for the calculation of the respiration cycle and the respiration amplitude value. Adopted for output signal.
振幅値gが第2呼吸条件における次の呼吸判定式(7)を満足する場合、第2呼吸条件を満たしていない(「NO−1」)としてステップS35へ進む。 When the amplitude value g satisfies the next respiration determination formula (7) in the second respiration condition, the process proceeds to step S35 because the second respiration condition is not satisfied ("NO-1").
移動平均値mg×150%<振幅値g …式(7)。 Moving average value mg × 150% <amplitude value g (7).
ここで、式(7)を満足する場合とは、振幅値gが非常に大きいため、この期間の信号は体動信号を含んでいる可能性が高いことを意味している。したがって、式(7)を満足した場合は、体動信号(即ち異常信号)を検出したと暫定的に判定し、この期間の信号を体動信号(異常信号)の検出期間の信号として、呼吸周期及び呼吸振幅値の演算に用いられる出力信号から除外する。 Here, the case where the expression (7) is satisfied means that since the amplitude value g is very large, it is highly possible that the signal in this period includes a body motion signal. Therefore, when the expression (7) is satisfied, it is tentatively determined that a body motion signal (that is, an abnormal signal) has been detected, and the signal of this period is used as a signal for the detection period of the body motion signal (abnormal signal). Excluded from the output signal used to calculate the period and respiratory amplitude values.
振幅値gが第2呼吸条件における次の呼吸判定式(8)を満足する場合、第2呼吸条件を満たしていない(「NO−2」)としてステップS21へ戻る。 When the amplitude value g satisfies the next respiration determination formula (8) in the second respiration condition, the process returns to step S21 as not satisfying the second respiration condition (“NO-2”).
振幅値g<移動平均値mg×30% …式(8)。 Amplitude value g <moving average value mg × 30% (8)
ここで、式(8)を満足する場合とは、振幅値gが非常に小さいため、この期間の信号は無呼吸、低呼吸等の異常呼吸を示す異常呼吸信号を含んでいる可能性が高いことを意味している。したがって、式(8)を満足した場合は、異常呼吸信号(即ち異常信号)を検出したと判定し、この期間の信号を異常呼吸信号(異常信号)の検出期間の信号として、呼吸周期及び呼吸振幅値の演算に用いられる出力信号から除外する。 Here, when the expression (8) is satisfied, since the amplitude value g is very small, there is a high possibility that the signal during this period includes an abnormal breathing signal indicating abnormal breathing such as apnea and hypopnea. It means that. Therefore, when the expression (8) is satisfied, it is determined that an abnormal breathing signal (that is, an abnormal signal) is detected, and the signal of this period is used as a signal of the detection period of the abnormal breathing signal (abnormal signal). It is excluded from the output signal used for the calculation of the amplitude value.
ステップS27では、出力信号は呼吸信号であると確定する。 In step S27, it is determined that the output signal is a respiratory signal.
ステップS28では、図8に示すように、呼吸周期演算手段6又は呼吸振幅値演算手段7により出力信号(即ち呼吸信号)の最大値eの時刻を呼吸最大値時刻t(n)として算出して記憶する。
In step S28, as shown in FIG. 8, the time of the maximum value e of the output signal (that is, the respiratory signal) is calculated as the maximum respiratory time t (n) by the respiratory cycle calculating means 6 or the respiratory amplitude
ステップS29では、呼吸振幅値演算手段7により出力信号(即ち呼吸信号)の振幅値gを呼吸振幅値am(n)として算出して記憶する。 In step S29, the respiratory amplitude value calculation means 7 calculates and stores the amplitude value g of the output signal (that is, the respiratory signal) as the respiratory amplitude value am (n).
ステップS30では、呼吸周期演算手段6により出力信号(即ち呼吸信号)の間隔dを2倍した値を呼吸周期C(n)として算出して記憶する。 In step S30, a value obtained by doubling the interval d of the output signal (that is, the respiratory signal) is calculated and stored as a respiratory cycle C (n) by the respiratory cycle calculating means 6.
ステップS31では、図9に示すように、呼吸周期演算手段6又は呼吸振幅値演算手段7により直近の複数個の呼吸振幅値am(n)の移動平均値(詳述すると単純移動平均値)ma(n)を算出して記憶する。本実施形態では例えば5個の呼吸振幅値am(n)の移動平均値ma(n)を算出して記憶する。
In step S31, as shown in FIG. 9, the moving average value (simple moving average value in detail) ma of a plurality of most recent respiratory amplitude values am (n) is calculated by the respiratory cycle calculating means 6 or the respiratory amplitude
ステップS32では、タイマーによる計測時間が所定期間として例えば5分経過したか否かを呼吸周期演算手段6又は呼吸振幅値演算手段7により判定する。5分経過していないと判定された場合(「NO」の場合)には、ステップS21へ戻る。一方、5分経過したと判定された場合(「YES」の場合)には、ステップS4へ移行する(図3参照)。なお、本発明では、所定期間は5分であることに限定されるものではなく、その他に、1分、10分などであっても良い。 In step S32, it is determined by the respiration cycle calculation means 6 or the respiration amplitude value calculation means 7 whether or not, for example, 5 minutes have elapsed as a predetermined period. If it is determined that 5 minutes have not elapsed (in the case of “NO”), the process returns to step S21. On the other hand, when it is determined that 5 minutes have elapsed (in the case of “YES”), the process proceeds to step S4 (see FIG. 3). In the present invention, the predetermined period is not limited to 5 minutes, but may be 1 minute, 10 minutes, or the like.
ステップS35では、出力信号の振幅値gが体動条件を満たすか否かを体動情報演算手段8により判定する。その判定は、振幅値gを、振幅値の移動平均値mgを用いた所定の閾値と比較することなどにより行われるものであり、その具体的な判定方法は以下のとおりである。
In step S35, the body motion
出力信号の振幅値gが次の体動判定式(9)を満足する場合、体動条件を満たしている(「YES」)としてステップS36へ進む。 When the amplitude value g of the output signal satisfies the following body movement determination formula (9), it is determined that the body movement condition is satisfied (“YES”), and the process proceeds to step S36.
移動平均値mg×10≦振幅値g …式(9)。 Moving average value mg × 10 ≦ amplitude value g Equation (9).
ここで、式(10)を満足する場合とは、振幅値gが非常に大きいため、この期間の信号は体動信号を含んでいる可能性が高いことを意味している。したがって、式(9)を満足した場合は、体動信号を検出したと判定し、この期間の信号を体動信号の検出期間の信号に採用する。 Here, the case where the expression (10) is satisfied means that since the amplitude value g is very large, it is highly possible that the signal in this period includes a body motion signal. Therefore, when the expression (9) is satisfied, it is determined that the body motion signal is detected, and the signal of this period is adopted as the signal of the body motion signal detection period.
振幅値gが次の体動判定式(10)を満足する場合、体動条件を満たしていない(「NO」)としてステップS21へ戻る。 If the amplitude value g satisfies the next body movement determination formula (10), the body movement condition is not satisfied ("NO"), and the process returns to step S21.
振幅値g<移動平均値mg×10 …式(10)。 Amplitude value g <moving average value mg × 10 Equation (10).
ここで、式(10)を満足する場合は、被験者が手足を軽く動かした可能性が高いことを意味している。 Here, when the expression (10) is satisfied, it means that there is a high possibility that the subject moved the limb lightly.
なお、移動平均値mgが全く記憶されていない場合、体動条件を満たしていない(「NO」)としてステップS21へ戻る。 When the moving average value mg is not stored at all, the body motion condition is not satisfied (“NO”), and the process returns to step S21.
ステップS36では、体動情報演算手段8により出力信号の最大値eの時刻を、体動信号を検出した体動時刻hとして算出して記憶する。そして、記憶された体動時刻の数を体動回数Kとしてカウントする。ここで、図10に示すように、今回の体動時刻hから前回の体動時刻h1までの間の時間(期間)が所定の時間内として例えば30秒以内であれば、両者は互いに独立したそれぞれ一つの体動ではなく、連続した一つの体動(即ち連続体動)であると決定し、今回の体動時刻hは記憶せず、したがって体動回数Kにもカウントされない。 In step S36, the body motion information calculation means 8 calculates and stores the time of the maximum value e of the output signal as the body motion time h when the body motion signal is detected. Then, the number of stored body movement times is counted as the number K of body movements. Here, as shown in FIG. 10, if the time (period) from the current body movement time h to the previous body movement time h1 is within a predetermined time, for example, within 30 seconds, they are independent of each other. It is determined that each is not a single body motion but a single continuous body motion (that is, a continuous body motion), and the current body motion time h is not stored and therefore is not counted in the number K of body motions.
次に、ステップS4で行われる睡眠深度評価値Aの演算方法について図11及び12を参照して以下に説明する。 Next, the calculation method of the sleep depth evaluation value A performed in step S4 will be described below with reference to FIGS.
睡眠深度評価値Aは、呼吸周期Cについてのローレンツプロット(LP:Lorenz Plot)のばらつきを示す楕円の面積S1(以下、「呼吸周期のLP面積S1」という。)と、呼吸振幅値amについてのローレンツプロットのばらつきを示す楕円の面積S2(以下、「呼吸振幅値のLP面積S2」という。)と、体動回数Kと、を用いて算出される。 The sleep depth evaluation value A is an ellipse area S1 (hereinafter referred to as “LP area S1 of the respiratory cycle”) indicating the variation of the Lorenz plot (LP) for the respiratory cycle C, and the respiratory amplitude value am. It is calculated using the area S2 of the ellipse showing the variation of the Lorentz plot (hereinafter referred to as “LP area S2 of the respiratory amplitude value”) and the number K of body movements.
呼吸周期のLP面積S1の算出は、一般的なLP面積の算出方法に従って行われるものであり、その算出方法を簡単に説明すると次のとおりである。 The calculation of the LP area S1 of the respiratory cycle is performed in accordance with a general LP area calculation method. The calculation method will be briefly described as follows.
すなわち、ステップS3で得られた複数個の呼吸周期Cにおいて、呼吸周期Cの全数をN、n番目の呼吸周期をCn、n+1番目の呼吸周期をCn+1とする。図11に示すように、CnをX座標、Cn+1をY座標として、X−Y平面上に全ての呼吸周期Cをプロットする。これにより、呼吸周期Cについてのローレンツプロットが得られる。そして、全ての呼吸周期CのプロットをY=X軸とY=−X軸に投影する。その後、Y=X軸上において、原点(0,0)からの距離の平均M1と、原点(0,0)からの距離の標準偏差σXとをそれぞれ算出し、またY=−X軸上において、原点(0,0)からの距離の標準偏差σ−Xを算出する。そして、σXを長軸、σ−Xを短軸とする楕円の面積S1を次式(11)により算出し、この値を呼吸周期のLP面積S1とした。なお、πは円周率である。 That is, in the plurality of respiratory cycles C obtained in step S3, the total number of respiratory cycles C N, n-th breathing cycle C n, the n + 1 th breathing cycle and C n + 1. As shown in FIG. 11, X coordinates C n, the C n + 1 as the Y-coordinate plots all respiratory cycle C on the X-Y plane. Thereby, a Lorentz plot for the respiratory cycle C is obtained. Then, plots of all respiratory cycles C are projected onto the Y = X axis and the Y = −X axis. Thereafter, on the Y = X axis, the average M1 of the distance from the origin (0,0) and the standard deviation σ X of the distance from the origin (0,0) are calculated, respectively, and Y = −on the X axis , The standard deviation σ −X of the distance from the origin (0, 0) is calculated. Then, the area S1 of the ellipse having σ X as the major axis and σ −X as the minor axis was calculated by the following equation (11), and this value was defined as the LP area S1 of the respiratory cycle. Note that π is the circumference ratio.
S1=π×σX×σ−X …式(11)。 S1 = π × σ X × σ −X Equation (11).
さらに、呼吸周期のLP面積S1の算出方法についてより具体的に説明すると次のとおりである。 Further, the calculation method of the LP area S1 of the respiratory cycle will be described more specifically as follows.
Y=X軸に投影 :(x+y)/2=xσx 、(x+y)/2=yσx
Y=−X軸に投影: x−xσx=xσ−x 、 y−yσx=yσ−x
標準偏差σX、σ−X:
σXは、(xσx ,yσx)の平均値mσxを求めて、次式(12a)により算出される。
Y = projecting on the X axis: (x + y) / 2 = xσx , (x + y) / 2 = yσx
Y = -X-axis projection: x-x σx = x σx , y-y σx = y σx
Standard deviation σ X , σ −X :
σ X is calculated by the following equation (12a) by obtaining an average value m σx of (x σx , y σx ).
σ−Xは、(xσ−x ,yσ−x)の平均値mσ−xを求めて、次式(12b)により算出される。 σ− X is calculated by the following equation (12b) by obtaining an average value m σ−x of (x σ−x , y σ−x ).
楕円の面積S1は上記式(11)により算出される。 The area S1 of the ellipse is calculated by the above formula (11).
Y=X軸上における、原点(0,0)からの距離の平均M1は次式(12c)により算出される。 The average M1 of the distance from the origin (0, 0) on the Y = X axis is calculated by the following equation (12c).
また、呼吸振幅値のLP面積S2の算出も、呼吸周期のLP面積S1の算出方法と同様に行われるものであり、その算出方法を簡単に説明すると次のとおりである。 Further, the calculation of the LP area S2 of the respiratory amplitude value is performed in the same manner as the calculation method of the LP area S1 of the respiratory cycle, and the calculation method will be briefly described as follows.
すなわち、ステップS3で得られた複数個の呼吸振幅値amにおいて、呼吸振幅値amの全数をN、n番目の呼吸振幅値をamn、n+1番目の呼吸周期をamn+1とする。図12に示すように、amnをX座標、amn+1をY座標として、X−Y平面上に全ての呼吸振幅値amをプロットする。これにより、呼吸振幅値amについてのローレンツプロットが得られる。そして、全ての呼吸振幅値amのプロットをY=X軸とY=−X軸に投影する。その後、Y=X軸上において、原点(0,0)からの距離の平均M2と、原点(0,0)からの距離の標準偏差σXとをそれぞれ算出し、またY=−X軸上において、原点(0,0)からの距離の標準偏差σ−Xを算出する。そして、σXを長軸、σ−Xを短軸とする楕円の面積S2を次式(13)により算出し、この値を呼吸振幅値のLP面積S2とした。 That is, in the plurality of respiratory amplitude values am obtained in step S3, the total number of respiratory amplitude values am is N, the nth respiratory amplitude value is am n , and the n + 1th respiratory cycle is am n + 1 . As shown in FIG. 12, all respiration amplitude values am are plotted on the XY plane, where am n is the X coordinate and am n + 1 is the Y coordinate. Thereby, the Lorentz plot about the respiration amplitude value am is obtained. Then, plots of all respiration amplitude values am are projected on the Y = X axis and the Y = −X axis. Thereafter, on the Y = X axis, the average M2 of the distance from the origin (0,0) and the standard deviation σ X of the distance from the origin (0,0) are calculated, respectively, and Y = −on the X axis , The standard deviation σ −X of the distance from the origin (0, 0) is calculated. Then, the area S2 of the ellipse having σ X as the major axis and σ −X as the minor axis was calculated by the following equation (13), and this value was defined as the LP area S2 of the respiratory amplitude value.
S2=π×σX×σ−X …式(13)。 S2 = π × σ X × σ −X Equation (13).
こうして得られたS1とM1とS2とM2と更にKとを用いて睡眠深度評価値Aは次式(14)により算出される。 The sleep depth evaluation value A is calculated by the following equation (14) using S1, M1, S2, M2, and K thus obtained.
A=a3×S1+a4×M1+a7×S2+a8×M2+a9×K …式(14)。 A = a3 * S1 + a4 * M1 + a7 * S2 + a8 * M2 + a9 * K (14).
ただし、a3、a4、a7、a8及びa9は各値に係る係数であり、これらはいずれも通常0よりも大きな値に設定される。なお、睡眠深度評価値Aの算出にS2やM2を用いない場合には、a7とa8は0に設定され、また睡眠深度評価値Aの算出にKを用いない場合には、a9は0に設定される。 However, a3, a4, a7, a8, and a9 are coefficients related to each value, and all of these are normally set to values larger than zero. When S2 and M2 are not used for calculating the sleep depth evaluation value A, a7 and a8 are set to 0. When K is not used for calculating the sleep depth evaluation value A, a9 is set to 0. Is set.
一般的に、覚醒時には呼吸周期Cや呼吸振幅値amは一定ではなく、体動回数Kも多いが、睡眠が深くなるにつれて呼吸周期Cや呼吸振幅値amは一定になり、体動回数Kも少なくなる。したがって、睡眠深度評価値Aは、Aの値が大きいと覚醒状態、Aの値が小さいと睡眠が深い(深い眠り)ことを意味している。 In general, the respiration cycle C and the respiration amplitude value am are not constant at the time of awakening, and the number of body movements K is large. Less. Therefore, the sleep depth evaluation value A means that when the value of A is large, the sleep state is deep, and when the value of A is small, sleep is deep (deep sleep).
ここで、一般に睡眠深度はノンレム睡眠(non-REM sleep)とレム睡眠(REM sleep)との二つに大別される。さらに、ノンレム睡眠は睡眠の深さ(脳波の活動性)によってステージ1〜4(浅い→深い)の4段階に分けられる。しかるに本実施形態では、睡眠深度は「状態1:覚醒」、「状態2:レム睡眠」、「状態3:浅い眠り」、「状態4:深い眠り」の4段階に分けて評価される。
Here, in general, the sleep depth is roughly divided into two types: non-REM sleep and REM sleep. Furthermore, non-REM sleep is divided into four stages of
睡眠深度についての具体的な評価方法は次のとおりである。 A specific evaluation method for the sleep depth is as follows.
睡眠深度評価値Aを、睡眠深度を定める所定の閾値として3つの閾値B1〜B3(但しB1>B2>B3)と比較する。そして、その比較結果に応じて睡眠深度を「覚醒」、「レム睡眠」、「浅い眠り」又は「深い眠り」と評価する。 The sleep depth evaluation value A is compared with three threshold values B1 to B3 (however, B1> B2> B3) as predetermined threshold values that determine the sleep depth. Then, according to the comparison result, the sleep depth is evaluated as “wakefulness”, “REM sleep”, “shallow sleep”, or “deep sleep”.
すなわち、図3に示すように、ステップS5では、A>B1の評価判定式(14a)を満足するか否かを判定し、もし満足する場合(「YES」の場合)、ステップS8へ進み「覚醒」と判定する。そして、ステップS3へ戻る。一方、満足しない場合(「NO」の場合)、ステップS6へ進む。 That is, as shown in FIG. 3, in step S5, it is determined whether or not the evaluation determination formula (14a) of A> B1 is satisfied. If satisfied (“YES”), the process proceeds to step S8. It is determined as “Awakening”. Then, the process returns to step S3. On the other hand, if not satisfied (in the case of “NO”), the process proceeds to step S6.
ステップS6では、B1≧A>B2の評価判定式(14b)を満足するか否かを判定し、もし満足する場合(「YES」の場合)、ステップS9へ進み「レム睡眠」と判定する。そして、ステップS3へ戻る。一方、満足しない場合(「NO」の場合)、ステップS7へ進む。 In step S6, it is determined whether or not the evaluation determination formula (14b) of B1 ≧ A> B2 is satisfied. If satisfied (in the case of “YES”), the process proceeds to step S9 to determine “REM sleep”. Then, the process returns to step S3. On the other hand, if not satisfied (in the case of “NO”), the process proceeds to step S7.
ステップS7では、B2≧A>B3の評価判定式(14c)を満足するか否かを判定し、もし満足する場合(「YES」の場合)、ステップS10へ進み「浅い眠り」と判定する。そして、ステップS3へ戻る。一方、満足しない場合(「NO」の場合)、ステップS11へ進み「深い眠り」と判定する。そして、ステップS3へ戻る。なお、ステップS7において満足しない場合とは、A≦B3である場合を意味している。 In step S7, it is determined whether or not the evaluation determination formula (14c) of B2 ≧ A> B3 is satisfied. If satisfied (in the case of “YES”), the process proceeds to step S10 to determine “light sleep”. Then, the process returns to step S3. On the other hand, when not satisfied (in the case of “NO”), the process proceeds to step S11 to determine “deep sleep”. Then, the process returns to step S3. In addition, the case where it is not satisfied in step S7 means the case where A ≦ B3.
上記実施形態の睡眠状態計測装置1及び睡眠状態計測方法は次の利点がある。
The sleep
呼吸周期演算手段6は、異常信号としての体動信号の検出期間が除外された後の生体情報検出センサ2の出力信号に基づいて呼吸周期Cを演算するので、体動信号を含んだ出力信号に基づいて呼吸周期を演算する場合よりも、呼吸周期Cを正確に演算することができる。そして、睡眠深度評価手段9は、この呼吸周期Cに基づいて睡眠深度を評価するので、睡眠深度を高い精度で評価することができる。
Since the respiratory cycle calculating means 6 calculates the respiratory cycle C based on the output signal of the biological
さらに、異常信号検出手段4は、体動信号だけではなく更に異常呼吸信号も異常信号として検出し、呼吸周期演算手段6は、この異常信号の検出期間が除外された後の生体情報検出センサ2の出力信号に基づいて呼吸周期Cを演算するので、異常呼吸信号を含んだ出力信号に基づいて呼吸周期を演算する場合よりも、呼吸周期Cを更に正確に演算することができる。そのため、睡眠深度の評価精度を向上させることができる。
Furthermore, the abnormal signal detection means 4 detects not only a body motion signal but also an abnormal respiratory signal as an abnormal signal, and the respiratory cycle calculating means 6 detects the biological
さらに、睡眠深度評価手段9は、呼吸周期Cだけではなく更に呼吸振幅値amにも基づいて睡眠深度を評価するので、睡眠深度の評価精度を更に向上させることができる。すなわち、図13に示すようなチェーンストローク呼吸をしている被験者は一般に睡眠深度が浅いが、その呼吸周期は概ね一定である。そのため、出力信号がチェーンストローク呼吸の信号を含んでいる場合には、呼吸周期Cだけに基づいて睡眠深度を評価すると、深い眠りと評価される虞がある。これに対して、呼吸周期Cだけではなく更に呼吸振幅値amにも基づいて睡眠深度を評価することにより、このような場合でも睡眠深度の評価精度を更に向上させることができる。 Furthermore, since the sleep depth evaluation means 9 evaluates the sleep depth based not only on the respiratory cycle C but also on the respiratory amplitude value am, it is possible to further improve the evaluation accuracy of the sleep depth. That is, the subject who is performing chain stroke breathing as shown in FIG. 13 generally has a shallow sleep depth, but the breathing cycle is generally constant. Therefore, when the output signal includes a chain stroke respiration signal, if the sleep depth is evaluated based only on the respiration cycle C, there is a possibility that it is evaluated as deep sleep. On the other hand, by evaluating the sleep depth based not only on the respiratory cycle C but also on the respiratory amplitude value am, the evaluation accuracy of the sleep depth can be further improved even in such a case.
しかも、睡眠深度評価手段9は、呼吸周期Cと呼吸振幅値amとだけではなく更に体動回数Kにも基づいて睡眠深度を評価するので、睡眠深度の評価精度をより一層向上させることができる。 In addition, since the sleep depth evaluation means 9 evaluates the sleep depth based not only on the respiratory cycle C and the respiratory amplitude value am but also on the number of body movements K, the sleep depth evaluation accuracy can be further improved. .
その上、睡眠深度評価手段9は、呼吸周期のLP面積S1と呼吸振幅値のLP面積S2と体動回数Kとを用いて算出された睡眠深度評価値Aを、睡眠深度を定める所定の閾値B1〜B3と比較することにより、睡眠深度を評価するので、睡眠深度の評価精度を確実に向上させることができる。 In addition, the sleep depth evaluation means 9 uses the sleep depth evaluation value A calculated using the LP area S1 of the respiratory cycle, the LP area S2 of the respiratory amplitude value, and the number of body movements K as a predetermined threshold value for determining the sleep depth. Since the sleep depth is evaluated by comparing with B1 to B3, the evaluation accuracy of the sleep depth can be reliably improved.
ここで、本実施形態の睡眠状態計測装置1は、睡眠深度評価手段9で評価された睡眠深度の評価結果を用いて、被験者Hに対する空調装置、目覚まし装置、照明装置などの外部装置を制御する制御手段(図示せず)を具備していても良い。制御手段による制御態様の幾つかの具体例は次のとおりである。
Here, the sleep
夏などにおいて部屋の温度が高くなって被験者Hの睡眠深度が浅い眠りになり、その結果、睡眠深度が浅い眠りと評価された場合、部屋の温度を下げるように空調装置(例:冷房装置)を制御する。冬などにおいて部屋の温度が低くなって被験者Hの睡眠深度が浅い眠りになり、その結果、睡眠深度が浅い眠りと評価された場合、部屋の温度を上げるように空調装置(例:暖房装置)を制御手段により制御する。また、冬などにおいて部屋の温度が低いのでベッド20等の寝床からなかなか起き上がることができない被験者Hのために、睡眠深度が覚醒と評価された場合、部屋の温度を上げるように空調装置(例:暖房装置)を制御手段により制御する。
In summer, etc., when the room temperature becomes high and the sleep depth of the subject H becomes shallow, and as a result, when the sleep depth is evaluated as shallow sleep, the air conditioner (eg, air conditioner) so as to lower the room temperature. To control. In winter, when the room temperature is low and the sleep depth of the subject H becomes shallow, and as a result, when the sleep depth is evaluated as shallow sleep, an air conditioner (e.g., heating device) is used to increase the room temperature. Is controlled by the control means. In addition, when the sleep depth is evaluated as awakening for the subject H who cannot easily get up from the bed such as the
被験者Hが快適に目覚めうるようにするため、目覚まし装置(例:目覚まし時計)に予めセットされた起床希望時刻の30分前から睡眠深度が浅い眠りと評価された場合、アラームが鳴るように目覚まし装置を制御手段により制御する。 To enable subject H to wake up comfortably, if the sleep depth is evaluated as a shallow sleep from 30 minutes before the desired wake-up time set in advance in the alarm device (eg, alarm clock), an alarm will sound The apparatus is controlled by the control means.
睡眠深度が浅い眠り又は深い眠りと評価された場合、消灯するように照明装置を制御する。また、朝などにおいて睡眠深度が覚醒と評価された場合、点灯するように照明装置を制御手段により制御する。 When the sleep depth is evaluated as shallow sleep or deep sleep, the lighting device is controlled so as to be turned off. Further, when the sleep depth is evaluated as awakening in the morning or the like, the lighting device is controlled by the control means so as to be lit.
さらに、本実施形態の睡眠状態計測装置1は、睡眠深度の評価結果を所定の通信網を介してスマートフォンやパソコン等の所定の睡眠記録装置に送信して記録させるように構成されていても良い。この場合には、被験者Hの睡眠深度の評価結果を自動的に記録することができる。
Furthermore, the sleep
以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で様々に変更可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、睡眠深度評価手段9による睡眠深度の評価に体動情報として体動回数Kだけが用いられているが、本発明では、その他に例えば、体動情報として体動の大きさが用いられても良いし、体動回数Kと体動の大きさとが共に用いられても良い。
For example, in the above-described embodiment, only the number K of body movements is used as the body movement information for the evaluation of the sleep depth by the sleep
本発明は、睡眠深度を評価可能な睡眠状態計測装置及び睡眠状態計測方法に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a sleep state measurement device and a sleep state measurement method that can evaluate the sleep depth.
1:睡眠状態計測装置
2:生体情報検出センサ
3:演算器
4:異常信号検出手段
5:異常信号除去手段
6:呼吸周期演算手段
7:呼吸振幅値演算手段
8:体動情報演算手段
9:睡眠深度評価手段
20:ベッド(寝床)
1: Sleep state measurement device 2: Biological information detection sensor 3: Calculator 4: Abnormal signal detection means 5: Abnormal signal removal means 6: Respiration cycle calculation means 7: Respiration amplitude value calculation means 8: Body motion information calculation means 9: Sleep depth evaluation means 20: bed (bed)
Claims (12)
前記異常信号検出手段で検出された前記異常信号の検出期間を前記生体情報検出センサの出力信号から除外する異常信号除外手段と、
前記異常信号除外手段で前記異常信号の検出期間が除外された後の出力信号に基づいて呼吸周期を演算する呼吸周期演算手段と、
前記呼吸周期演算手段で演算された呼吸周期に基づいて睡眠深度を評価する睡眠深度評価手段と、
を具備することを特徴とする睡眠状態計測装置。 An abnormal signal detecting means for detecting a body movement signal as an abnormal signal from an output signal of the biological information detection sensor;
Abnormal signal exclusion means for excluding the detection period of the abnormal signal detected by the abnormal signal detection means from the output signal of the biological information detection sensor;
A respiratory cycle calculating means for calculating a respiratory cycle based on an output signal after the abnormal signal detection period is excluded by the abnormal signal excluding means;
Sleep depth evaluation means for evaluating sleep depth based on the respiratory cycle calculated by the respiratory cycle calculation means;
A sleep state measuring device comprising:
前記睡眠深度評価手段は、更に、前記呼吸振幅値演算手段で演算された前記呼吸振幅値に基づいて前記睡眠深度を評価する請求項1〜3のいずれかに記載の睡眠状態計測装置。 Respiration amplitude value calculating means for calculating a respiration amplitude value based on the output signal after the abnormal signal detection period is excluded by the abnormal signal exclusion means,
The sleep state measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the sleep depth evaluation unit further evaluates the sleep depth based on the respiration amplitude value calculated by the respiration amplitude value calculation unit.
前記睡眠深度評価手段は、更に、前記体動情報演算手段で演算された前記体動情報に基づいて前記睡眠深度を評価する請求項1〜5のいずれかに記載の睡眠状態計測装置。 Further comprising body motion information calculation means for calculating body motion information based on the abnormal signal excluded by the abnormal signal exclusion means;
The sleep state measuring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the sleep depth evaluation unit further evaluates the sleep depth based on the body movement information calculated by the body movement information calculation unit.
前記異常信号検出工程で検出された前記異常信号の検出期間を前記生体情報検出センサの出力信号から除外する異常信号除外工程と、
前記異常信号除外工程で前記異常信号の検出期間が除外された後の出力信号に基づいて呼吸周期を演算する呼吸周期演算工程と、
前記呼吸周期演算工程で演算された呼吸周期に基づいて睡眠深度を評価する睡眠深度評価工程と、
を具備することを特徴とする睡眠状態計測方法。 An abnormal signal detection step of detecting a body motion signal as an abnormal signal from the output signal of the biological information detection sensor;
An abnormal signal exclusion step of excluding a detection period of the abnormal signal detected in the abnormal signal detection step from an output signal of the biological information detection sensor;
A respiratory cycle calculating step of calculating a respiratory cycle based on the output signal after the detection period of the abnormal signal is excluded in the abnormal signal exclusion step;
A sleep depth evaluation step for evaluating the sleep depth based on the respiratory cycle calculated in the respiratory cycle calculation step;
The sleep state measuring method characterized by comprising.
前記睡眠深度評価工程は、更に、前記呼吸振幅値演算工程で演算された前記呼吸振幅値に基づいて前記睡眠深度を評価する請求項7〜9のいずれかに記載の睡眠深度計測方法。 A breathing amplitude value calculating step of calculating a breathing amplitude value based on the output signal after the abnormal signal detection period is excluded in the abnormal signal exclusion step;
The sleep depth measuring method according to any one of claims 7 to 9, wherein the sleep depth evaluation step further evaluates the sleep depth based on the respiratory amplitude value calculated in the respiratory amplitude value calculation step.
前記睡眠深度評価工程は、更に、前記体動情報演算工程で演算された前記体動情報に基づいて、前記睡眠深度を評価する請求項7〜11のいずれかに記載の睡眠状態計測方法。 Further comprising a body motion information calculation step of calculating body motion information based on the abnormal signal detected in the abnormal signal detection step;
The sleep state measuring method according to any one of claims 7 to 11, wherein the sleep depth evaluation step further evaluates the sleep depth based on the body movement information calculated in the body movement information calculation step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013110528A JP2014226451A (en) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | Sleeping state measuring apparatus and sleeping state measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013110528A JP2014226451A (en) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | Sleeping state measuring apparatus and sleeping state measuring method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014226451A true JP2014226451A (en) | 2014-12-08 |
Family
ID=52126818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013110528A Pending JP2014226451A (en) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | Sleeping state measuring apparatus and sleeping state measuring method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014226451A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017190076A (en) * | 2016-04-14 | 2017-10-19 | タカタ株式会社 | Buckle and on-vehicle system |
JP2018114246A (en) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 花王株式会社 | Skin condition evaluation method |
JP2018114245A (en) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 花王株式会社 | Skin condition evaluation method |
JP2018114244A (en) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 花王株式会社 | Skin condition evaluation method |
JPWO2018092219A1 (en) * | 2016-11-16 | 2019-06-24 | 富士通株式会社 | INFORMATION PROCESSING SYSTEM, INFORMATION PROCESSING DEVICE, INFORMATION PROCESSING METHOD, AND INFORMATION PROCESSING PROGRAM |
CN113520339A (en) * | 2020-04-14 | 2021-10-22 | 华为技术有限公司 | Sleep data validity analysis method and device and wearable device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006026302A (en) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Jepico Corp | Sleep analyzing apparatus |
JP2008068018A (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | Apparatus and method for outputting estimation result of biological state |
JP2010234000A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Yamaguchi Prefectural Industrial Technology Institute | Mental stress evaluation, device using the same, mental stress evaluation method, and program for the same |
-
2013
- 2013-05-27 JP JP2013110528A patent/JP2014226451A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006026302A (en) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Jepico Corp | Sleep analyzing apparatus |
JP2008068018A (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | Apparatus and method for outputting estimation result of biological state |
JP2010234000A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Yamaguchi Prefectural Industrial Technology Institute | Mental stress evaluation, device using the same, mental stress evaluation method, and program for the same |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017190076A (en) * | 2016-04-14 | 2017-10-19 | タカタ株式会社 | Buckle and on-vehicle system |
US11045145B2 (en) | 2016-04-14 | 2021-06-29 | Joyson Safety Systems Japan K.K. | Buckle and on-vehicle system |
JPWO2018092219A1 (en) * | 2016-11-16 | 2019-06-24 | 富士通株式会社 | INFORMATION PROCESSING SYSTEM, INFORMATION PROCESSING DEVICE, INFORMATION PROCESSING METHOD, AND INFORMATION PROCESSING PROGRAM |
JP2018114246A (en) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 花王株式会社 | Skin condition evaluation method |
JP2018114245A (en) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 花王株式会社 | Skin condition evaluation method |
JP2018114244A (en) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 花王株式会社 | Skin condition evaluation method |
CN113520339A (en) * | 2020-04-14 | 2021-10-22 | 华为技术有限公司 | Sleep data validity analysis method and device and wearable device |
CN113520339B (en) * | 2020-04-14 | 2022-10-11 | 华为技术有限公司 | Sleep data validity analysis method and device and wearable device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6594399B2 (en) | Biological information monitoring system | |
US10413233B2 (en) | Monitoring of sleep phenomena | |
JP4342455B2 (en) | Health management device and health management system | |
JP6247393B2 (en) | Sleep monitoring device, sleep monitoring system, sleep monitoring method and corresponding computer program | |
JP6688793B2 (en) | Method of operating a device and system for assessing the severity of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) in a subject | |
US10524682B2 (en) | System and method for determining and displaying sleep restoration levels | |
JP2014226451A (en) | Sleeping state measuring apparatus and sleeping state measuring method | |
JP2005118151A (en) | Sleeping state estimating device | |
JP2006020810A (en) | Device and program for estimating state of sleeping | |
KR20150129765A (en) | Method for determining a person's sleeping phase which is favourable for waking up | |
EP3785610B1 (en) | Method of processing a signal representing a physiological rhythm | |
KR20080034437A (en) | Techniques for prediction and monitoring of clinical episodes | |
JP6122188B1 (en) | Body condition detection device, body condition detection method, and bed system | |
JPWO2016031650A1 (en) | Depression state determination method and depression state determination device | |
WO2017018506A1 (en) | Physical condition detecting device, physical condition detecting method and bed system | |
JP6127739B2 (en) | Sleep state determination device | |
JP6518056B2 (en) | Sleep state determination device, sleep state determination method and program | |
Levy et al. | Smart cradle for baby using FN-M16P Module | |
JP2006192152A (en) | Sleep state determination device, method and program | |
EP3766424B1 (en) | Sleep/wake determination system | |
US20190159695A1 (en) | Abnormality determination apparatus and non-transitory computer readable medium storing program used for the same | |
WO2020213431A1 (en) | Biological information monitoring system, bed system, and biological information monitoring method | |
JP2018126422A (en) | Electronic apparatus, method, and program | |
JP2019030363A (en) | Body motion determination system and living body condition monitoring system | |
JP2016022276A (en) | Sleep stage determination apparatus and sleep stage determination method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160215 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161122 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161125 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170613 |