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SLEEP STAGE ESTIMATION DEVICE, SLEEP STAGE ESTIMATION METHOD AND SLEEP STAGE ESTIMATION PROGRAM

Patent code P190016451
File No. S2018-0493-N0
Posted date Oct 30, 2019
Application number P2018-057505
Publication number P2019-166195A
Date of filing Mar 26, 2018
Date of publication of application Oct 3, 2019
Inventor
  • (In Japanese)▲高▼玉 圭樹
  • (In Japanese)桃原 明里
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人電気通信大学
Title SLEEP STAGE ESTIMATION DEVICE, SLEEP STAGE ESTIMATION METHOD AND SLEEP STAGE ESTIMATION PROGRAM
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately estimate a sleep stage of a subject without imposing a burden on the subject.
SOLUTION: A sleep stage estimation device detects body motion or pressure change of a subject during sleeping as living body data. Then, the living body data detected is subjected to frequency analysis and an approximate heartbeat frequency component is detected, and an approximate heartbeat low frequency component lower than the approximate heartbeat frequency component is detected as the component corresponding to the circadian rhythm component. Further, a sleep stage is determined from a value obtained by correcting the detected approximate heartbeat frequency component based on the variation of the approximate heartbeat low frequency component.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、被験者の睡眠段階を推定する睡眠段階推定装置、睡眠段階推定方法および睡眠段階推定プログラムに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
被測定者の睡眠中の体動または圧力変化に基づいた生体データを得る生体データ取得部と、
前記生体データ取得部が取得した前記生体データを周波数解析して、近似心拍中周波成分を検出すると共に、前記生体データの前記近似心拍中周波成分よりも低い近似心拍低周波成分を検出するデータ処理部と、
前記データ処理部で検出した前記近似心拍中周波成分を、前記近似心拍低周波成分の変動に基づいて補正した値から、睡眠段階を判定する睡眠段階判定部と、を備える
睡眠段階推定装置。

【請求項2】
 
前記睡眠段階判定部は、前記近似心拍中周波成分と前記近似心拍低周波成分との差分の値に、補正係数を乗算することで、前記近似心拍中周波成分を補正した値を得るようにし、
得られた前記近似心拍中周波成分を補正した値と、判定用閾値との比較で、睡眠段階を判定する
請求項1に記載の睡眠段階推定装置。

【請求項3】
 
生体データ取得部は、睡眠中の前記被測定者の圧力変化を検出する圧力検出マットから、生体データを取得するようにした
請求項1~2のいずれか1項に記載の睡眠段階推定装置。

【請求項4】
 
被測定者の睡眠中の体動または圧力変化に基づいた生体データを生体データ取得部により得る取得処理と、
前記取得処理により取得した前記生体データを周波数解析して、近似心拍中周波成分を検出すると共に、前記生体データの前記近似心拍中周波成分よりも低い近似心拍低周波成分をデータ処理部により検出するデータ処理と、
前記データ処理で検出した前記近似心拍中周波成分を、前記近似心拍低周波成分の変動に基づいて補正した値から、睡眠段階判定部により睡眠段階を判定する睡眠段階判定処理と、を含む
睡眠段階推定方法。

【請求項5】
 
被測定者の睡眠中の体動または圧力変化に基づいた生体データを得る生体データ取得手順と、
前記生体データ取得手順により取得した前記生体データを周波数解析して、近似心拍中周波成分を検出すると共に、前記生体データの前記近似心拍中周波成分よりも低い近似心拍低周波成分を検出するデータ処理手順と、
前記データ処理手順で検出した前記近似心拍中周波成分を、前記近似心拍低周波成分の変動に基づいて補正した値から、睡眠段階を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睡眠段階推定プログラム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2018057505thum.jpg
State of application right Published


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