JP2017064338A - 睡眠状態測定装置及び方法、位相コヒーレンス算出装置並びに心拍波形抽出方法 - Google Patents
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- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
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Abstract
Description
睡眠の状態は、脳波と眼球運動のパターンによって分類されている。脳波は脳の神経活動に伴う電位差によって発生する電流の時間的変化を記録した脳電図(Electroencephalogram、「EEG」)で計測される。覚醒状態において、安静時にはα波(周波数:8〜13Hz、振幅:約50μV)が主成分であるが、精神活動中はα波が抑制され、振幅の小さいβ波(周波数:14〜Hz、振幅:多くは約30μV以下)が現れる。浅い睡眠の段階ではα波が徐々に減少し、θ波(周波数:4〜8Hz)が現れ、深い睡眠中はδ波(周波数:1〜4Hz)が現れる。α波よりも周波数の速いβ波を速波と呼ぶこともある。また、α波よりも周波数の遅い脳波を徐波と呼ぶこともあり、θ波やδ波は徐波の一種である。
Ψ(t)=ψh(t)−ψr(t)+2nπ (4)
ここで、nは−π≦Ψ≦πとなる適当な整数である。
[位相コヒーレンス算出装置及び方法]
位相コヒーレンスは、睡眠状態だけではなく、心理ストレスの評価にも利用することができる。特に、本実施形態で説明する位相コヒーレンス算出装置は、少なくとも動物の心拍に関する情報及び呼吸に関する情報の両方を含む生体情報から、心拍間隔の変動と呼吸パターンを取得して、位相コヒーレンスを算出する。
2 情報取得部
3 情報処理部
4 操作部
5 出力部
6 記憶部
Claims (20)
- 動物の睡眠中に取得した心拍間隔の変動の瞬時位相と、前記心拍間隔の変動と同一時系列における前記動物の呼吸パターンの瞬時位相との間の瞬時位相差に基づいて位相コヒーレンスを算出する位相コヒーレンス算出手段を含む睡眠状態測定装置。
- 心電図を計測するセンサと、前記センサで計測した動物の心電図から呼吸パターンに関する信号を抽出する呼吸波形抽出手段とを有することを特徴とする請求項1に記載の睡眠状態測定装置。
- 振動を計測するセンサと、前記センサで計測した信号から心拍間隔の変動を算出する心拍間隔算出手段と、前記センサで計測した信号から呼吸パターンに関する信号を抽出する呼吸波形抽出手段とを含むことを特徴とする請求項1に記載の睡眠状態測定装置。
- 前記センサのサンプリング周波数が100Hz以上であることを特徴とする請求項2又は3に記載の睡眠状態測定装置。
- 前記位相コヒーレンス算出手段で算出した位相コヒーレンスに基づいて、睡眠状態等を判定する判定機能を有することを特徴とする請求項1ないし4の何れか1項に記載の睡眠状態測定装置。
- 前記判定機能は、さらに前記呼吸パターンから睡眠中の呼吸状態を判定することを特徴とする請求項5に記載の睡眠状態測定装置。
- 動物の睡眠中に取得した同一時系列における心拍間隔の変動と呼吸周波数との間の瞬時位相差の位相コヒーレンスに基づいて睡眠状態を測定する方法。
- 前記動物の心電図を計測し、計測した心電図から呼吸パターンに関する信号を取得することを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記動物の心弾動図又は生体振動信号を計測し、計測した心弾動図又は生体振動信号から心拍間隔の変動と呼吸パターンに関する信号を取得することを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記動物の心弾動図又は生体振動信号から心弾動の伝達特性を推定し、前記伝達特性の逆伝達関数を前記動物の心弾動図又は生体振動信号に用いて心拍波形を取得することを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 少なくとも動物の心拍に関する情報及び呼吸に関する情報の両方を含む生体情報を取得する生体情報取得手段と、
前記生体情報から呼吸パターンを抽出する呼吸波形抽出手段と、
前記生体情報から心拍間隔の変動を算出する心拍間隔算出手段と、
前記呼吸パターンと前記心拍間隔の変動との間の瞬時位相差の位相コヒーレンスを算出する位相コヒーレンス算出手段とを含むことを特徴とする位相コヒーレンス算出装置。 - 前記生体情報は心電図であることを特徴とする請求項11に記載の位相コヒーレンス算出装置。
- 前記生体情報は心弾動図又は生体振動信号であることを特徴とする請求項11に記載の位相コヒーレンス算出装置。
- 前記生体情報は100Hz以上のサンプリング周波数で取得されることを特徴とする請求項11乃至13の何れか1項に記載の位相コヒーレンス算出装置。
- 請求項11ないし14の何れか1項に記載の位相コヒーレンス算出装置を備えたストレス測定装置。
- 請求項11ないし14の何れか1項に記載の位相コヒーレンス算出装置を備えた睡眠状態測定装置。
- 動物の心弾動図又は生体振動信号から心拍波形を抽出する方法であって、
前記心弾動図又は生体振動信号から心弾動の伝達特性を推定し、前記伝達特性の逆伝達関数を前記心弾動図又は生体振動信号に用いて心拍波形を取得することを特徴とする心拍波形抽出方法。 - 前記心弾動図又は生体振動信号を一回の心拍が含まれるように波形断片を切り出し、
複数の前記波形断片を重ね合わせて平均化して心弾動の伝達特性を推定することを特徴とする請求項17に記載の心拍波形抽出方法。 - 動物の心弾動図波形又は生体振動信号から心拍間隔を算出する方法であって、
前記心弾動図波形又は生体振動信号に由来する信号に対し、心拍の周波数よりも高い周波数を下限周波数とするハイパスフィルタを通過させ、前記ハイパスフィルタを通過させた後の信号について絶対値をとる処理を行うことを特徴とする心拍間隔算出方法。 - 動物の心拍に関する情報を含んだ生体情報又は呼吸に関する情報を含んだ生体情報の信号処理方法であって、前記生体情報に由来する信号のパワースペクトルから上限周波数又は下限周波数を求め、前記上限周波数又は下限周波数を遮断周波数とするフィルタを通過させる処理を含むことを特徴とする生体情報の信号処理方法。
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