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睡眠段階判定装置、睡眠段階判定方法及びプログラム

国内特許コード P190015986
整理番号 S2017-0494-N0
掲載日 2019年4月25日
出願番号 特願2017-173563
公開番号 特開2018-149260
出願日 平成29年9月8日(2017.9.8)
公開日 平成30年9月27日(2018.9.27)
優先権データ
  • 特願2017-066199 (2017.3.10) JP
発明者
  • ▲高▼玉 圭樹
  • 原田 智広
  • 上原 知里
出願人
  • 国立大学法人電気通信大学
  • 学校法人立命館
発明の名称 睡眠段階判定装置、睡眠段階判定方法及びプログラム
発明の概要 【課題】被測定者に負担をかけずに、被測定者のレム睡眠を精度良く判定できるようにする。
【解決手段】被測定者の第1の期間毎の心拍の中央値の増加率が、所定の閾値以上であるとき、第1のレム睡眠期間の開始と判定し、第1の期間毎の心拍の中央値の減少率が減少したとき、第1のレム睡眠期間の終了を判定する。また、被測定者の体動を第2の期間毎に周波数解析し、その周波数解析したデータの分析で、レム睡眠の判定を得る決定木を機械学習により複数生成し、生成した複数の決定木で得られたレム睡眠か否かの判定の多数決から、第2の期間が第2のレム睡眠期間であると判定する。そして、これらの第1及び第2のレム睡眠期間の判定を行った結果から、レム睡眠期間の確定処理を行う。
【選択図】図9
従来技術、競合技術の概要


医療現場では、睡眠障害などによる睡眠の質の低下を診断するために、被測定者の睡眠段階を測定することが行われている。人間の睡眠段階は、睡眠の深さの観点で6段階に分類したものが知られており、その6つの睡眠段階は、眠りが浅い段階から順に、覚醒、レム睡眠、ノンレム睡眠(ステージ1~4)と呼ばれている。これらの6段階の睡眠段階の判定は、従来、例えば被計測者の顔や頭部に多数の電極を装着して、その多数の電極から脳波、眼球運動、及び顎筋電を測定し、測定結果の解析により行われていた。



このような顔や頭部に多数の電極を装着した状態での睡眠段階の検査は、通常、医療機関に宿泊して、長時間連続して電極を身体に装着して行う検査であり、日常と異なる状況での睡眠であるため、被測定者(患者)に精神的な負担と肉体的な負担を強いることになる。また、電極を使って取得したデータは、専門知識と経験を持つ医師が解析して判定する必要があり、睡眠状態を簡単に判定できるものではないという問題があった。



これらの問題を解決するために、専門医師による診断を不要とする睡眠段階推定手法が従来から数多く提案されている。
例えば、特許文献1には、遺伝的アルゴリズムによる学習手法を改良したDatabase-based Compact Genetic Algorithmと称される手法で、マットレス型圧力センサの検出データから睡眠段階を推定する技術が記載されている。この特許文献1に記載された技術は、マットレス型圧力センサが検出した被測定者の体動と心拍に基づいて、睡眠段階を推定するものである。このようなマットレス型圧力センサを使って睡眠段階を推定することで、被測定者に負担を強いることなく、被測定者の睡眠状態を推定することができる。

産業上の利用分野


本発明は、レム睡眠状態を判定する睡眠段階判定装置及び睡眠段階判定方法、並びに睡眠段階の判定を実行するプログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
被測定者の第1の期間毎の心拍の中央値の増加率が、所定の閾値以上であるとき、第1のレム睡眠期間の開始と判定し、前記第1の期間毎の心拍の中央値の減少率が減少したとき、前記第1のレム睡眠期間の終了を判定すると共に、
前記被測定者の体動を第2の期間毎に周波数解析し、その周波数解析したデータの分析で、レム睡眠の判定を得る決定木を機械学習により複数生成し、生成した複数の決定木で得られたレム睡眠か否かの判定の多数決から、前記第2の期間が第2のレム睡眠期間であると判定するデータ処理部と、
前記第1のレム睡眠期間と判定した期間と前記第2のレム睡眠期間と判定した期間とが重なる期間を含み、かつ一定間隔以内に第2のレム睡眠期間と判定した期間が存在する場合に、その一定間隔以内に第2のレム睡眠期間と判定した期間を、レム睡眠期間と確定する睡眠段階判定部と、を備える
睡眠段階判定装置。

【請求項2】
さらに、前記睡眠段階判定部は、前記第2のレム睡眠期間と重なっていない前記第1のレム睡眠期間についても、真のレム睡眠期間と判定する
請求項1に記載の睡眠段階判定装置。

【請求項3】
前記被測定者の体動を検出する圧力センサの出力データを取得する生体データ取得部を備え、
前記心拍は、前記生体データ取得部が取得した前記圧力センサの出力データから得ると共に、前記第2のレム睡眠期間を判定する体動についても、前記生体データ取得部が取得した前記圧力センサの出力データから得るようにした
請求項1又は2に記載の睡眠段階判定装置。

【請求項4】
被測定者の第1の期間毎の心拍の中央値の増加率が、所定の閾値以上であるとき、第1のレム睡眠期間の開始と判定し、前記第1の期間毎の心拍の中央値の減少率が減少したとき、前記第1のレム睡眠期間の終了を判定する第1のレム睡眠期間判定処理と、
前記被測定者の体動を第2の期間毎に周波数解析したデータの分析で、レム睡眠の判定を得る決定木を機械学習により複数生成し、生成した複数の決定木で得られたレム睡眠か否かの判定の多数決から、前記第2の期間が第2のレム睡眠期間であると判定する第2のレム睡眠期間判定処理と、
前記第1のレム睡眠期間と判定した期間と前記第2のレム睡眠期間と判定した期間とが重なる期間を含み、かつ一定間隔以内に第2のレム睡眠期間と判定した期間が存在する場合に、その一定間隔以内に第2のレム睡眠期間と判定した期間を、レム睡眠期間と確定する睡眠段階判定処理と、を含む
睡眠段階判定方法。

【請求項5】
被測定者の第1の期間毎の心拍の中央値の増加率が、所定の閾値以上であるとき、第1のレム睡眠期間の開始と判定し、前記第1の期間毎の心拍の中央値の減少率が減少したとき、前記第1のレム睡眠期間の終了を判定する第1のレム睡眠期間判定手順と、
前記被測定者の体動を第2の期間毎に周波数解析し、その周波数解析したデータの分析で、レム睡眠の判定を得る決定木を機械学習により複数生成し、生成した複数の決定木で得られたレム睡眠か否かの判定の多数決から、前記第2の期間が第2のレム睡眠期間であると判定する第2のレム睡眠期間判定手順と、
前記第1のレム睡眠期間と判定した期間と前記第2のレム睡眠期間と判定した期間とが重なる期間を含み、かつ一定間隔以内に第2のレム睡眠期間と判定した期間が存在する場合に、その一定間隔以内に第2のレム睡眠期間と判定した期間を、真のレム睡眠期間と判定する睡眠段階判定手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017173563thum.jpg
出願権利状態 公開


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