JP5109549B2 - 生体リズムの評価機能を有する携帯型電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、携帯型電子機器に関する。より詳しくは、生体リズムの評価機能を有する携帯型電子機器に関する。

生物個体の様々な生体現象（「生理状態」ということもできる）は、自立的に周期変動（振動）するリズムを示すことが知られている。このリズムは「生体リズム」と呼ばれている。特に、約一日を周期とする「概日リズム（サーカディアンリズム）」は、睡眠覚醒サイクルや、体温・血圧・ホルモン分泌量の日内変動などの生体現象を広く支配していると考えられている。また、薬剤感受性の日内変動や、心身の活動度や運動能力についても、概日リズムが関与することが明らかにされている。

生体リズムは、「時計遺伝子（クロックジーン）」と呼ばれる遺伝子群によって制御されている。時計遺伝子は、その発現や活性、局在等を自律的に周期変動（振動）させることにより「体内時計」として機能し、他の種々の遺伝子群を制御することで、上記のような様々な生体現象を支配している。

一方で、生体リズムは、体内時計による自律的な制御だけでなく、社会生活による制約をも受けている。例えば、睡眠覚醒サイクルは、日々の就寝時刻や起床時刻の変化によって、「実生活の就寝起床サイクル」と「体内時計による睡眠覚醒サイクル」との間にリズムのずれ（位相のずれ）が生じる場合がある。

このようなリズムのずれは、いわゆる「時差ぼけ」や睡眠障害、さらには双極性障害や鬱病のような精神疾患の原因ともなると考えられている。リズムのずれによって変調した体内時計を光照射によってリセットすることでこれらの疾患を治療する試みもなされてきている。

また、生体リズムを利用して、薬剤治療効果の最大化を図る試みも始まっている。薬剤の標的となる分子（薬剤標的分子）や薬剤を代謝する酵素（薬物代謝酵素）の概日リズムに起因して、薬剤による治療効果も日内変動することが考えられる。そこで、薬剤ごとに最適な投薬時刻を定めて、治療効果を最大化しようとする「時間医療」という考え方が提唱されてきている。

さらに、より身近には、心身の活動度や運動能力の概日リズムを利用して、学習やトレーニングにおいて自己の能力を最大限に引き出す活動時刻や、太りにくい（又は、太りやすい）摂食時刻が検討され始めている。

以上のことから、日常生活において生体リズムを安定して維持するように努めることは、種々の疾患の予防や、時差ぼけなどの体調不良の改善、時間医療の実現、自己能力の発揮、ダイエットなどに非常に有益と考えられる。

本発明に関連して、生体リズムを定性的に評価するための技術として、特許文献１には、生物個体から採取した標準検体の遺伝子発現産物量測定データに基づき体内時刻を推定する方法が開示されている。この体内時計推定方法では、遺伝子発現産物量（すなわち、ｍＲＮＡ）の発現量に基づいて、体内時計を推定するための分子時計表を作成するものである。

また、特許文献２には、ヒトの深部体温の計測値から生体リズム曲線を測定するための生体リズム曲線測定装置が記載されている。この生体リズム曲線測定装置では、外乱の影響（外部からの影響）を除去して真の生体リズム曲線を測定できるように工夫されている。

国際公開第２００４／０１２１２８号 特開平６−１８９９１４号公報

上述の通り、生体リズムを安定して維持するよう努めることは様々な側面から非常に有益であり、このためには日常生活において継続して生体リズムの評価を行い、生体リズムの状態を知ることが必要となる。

この点、特許文献１及び特許文献２に開示される技術によれば、生体リズムを定性的に評価することが可能である。しかしながら、これらの技術は、遺伝子発現産物量測定データや深部体温の計測値から体内時刻を推定するものであり、特別な装置や専門的な技術を要するものであるため、日常生活において生体リズムの評価を行うことを想定したものとはなっていない。

そこで、本発明は、日常生活において簡便かつ継続的に生体リズムの評価を行うための装置を提供することを主な目的とする。

上記課題解決のため、本発明は、画面と、画面に所定の情報を表示する表示制御手段と、現在時刻を計時する計時手段と、外部からの入力を受け付ける入力手段とを含み、さらに時刻情報を蓄積する記憶手段を備える携帯型電子機器を提供する。
この携帯型電子機器において、表示制御手段は、計時手段によって保持される現在時刻を参照し、所定の時間帯において、使用者に対し入力手段による入力を促すための情報を画面に表示する。そして、記憶手段は、入力手段からの出力を受けて、計時手段によって保持される現在時刻を時刻情報として取得し、保持、蓄積する。
この携帯型電子機器は、加速度を検知する加速度センサ又は／及び周囲の光環境を検知する光センサを備えていてもよい。
この場合において、記憶手段は、加速度センサ又は／及び光センサの検知結果の出力を受けて、計時手段によって保持される現在時刻を時刻情報として取得し、記憶する。
さらに携帯型電子機器は、記憶手段に保持、蓄積された時刻情報の出力を受け、時刻情報に基づいて時刻指数を得る算出手段を備えていてもよい。表示制御手段は、算出手段からの出力を受けて、画面に時刻指数を表示する。
本発明において、この時刻指数は、使用者の生体リズムの評価値となり得るものである。

本発明により、日常生活において簡便かつ継続的に生体リズムの評価を行うための装置が提供される。

生体リズムは、時計遺伝子からなる体内時計によって制御される一方、社会生活による様々な影響を受けている。例えば、睡眠覚醒サイクルでは、体内時計によって眠気や目覚めが誘引されるのと同時に、体内時計も実際の就寝時刻や起床時刻による影響を受けており、日々の睡眠覚醒サイクルは、体内時計による本来の生体リズムと生活リズムとが互いに影響を及ぼしあうことによって形成されている。

従って、生活リズムが不規則であると、生体リズムも変調した状態になると考えられ、生体リズムを安定して維持するためには、日常生活における就寝時刻や起床時刻、摂食時刻等の生活リズムを一定に保つことで、体内時計による本来の生体リズムの発現を促すことが有効と考えられる。

本発明に係る携帯型電子機器は、このような生活リズムが生体リズムに与える影響に基づいて、就寝時刻や起床時刻、摂食時刻等の生活リズムに係る時刻情報を蓄積し生活リズムを評価することで、生体リズムの評価を行うものである。

以下、本発明を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。

図１は、本発明に係る携帯型電子機器Aの構成を説明するためのブロック図である。

図１中、符号１は画面、符号２は画面１に所定の情報を表示する表示制御手段、符号３は現在時刻を計時する計時手段、符号４は外部からの入力を受け付ける入力手段、符号５は時刻情報を蓄積するための記憶手段を示す。また、符号６は携帯型電子機器Aの加速度を検知する加速度センサ、符号７は周囲の光環境を検知する光センサ、符号７は蓄積された時刻情報に基づいて時刻指数を得る算出手段を示す。

計時手段３によって保持される現在時刻は表示制御手段２に供され（図１中、矢印（a）参照）、表示制御手段２はこの現在時刻を参照して、所定の時間帯において、「使用者に対し入力手段４による入力を促すための情報」を画面１に表示する（矢印（b）参照）。以下、表示制御手段２により「使用者に対し入力手段４による入力を促すための情報が表示された」状態の画面１を、「入力支援画面１１」というものとする。

図２は、入力支援画面１１の一例を示す図である。

図２中、符号１１１が「使用者に対し入力手段４による入力を促すための情報」（以下、「入力支援情報１１１」という）であり、本図では「昼食時刻を入力して下さい」との情報が提示されている。

入力支援情報１１１としては、昼食時刻の他に、使用者の就寝時刻や起床時刻、朝食時刻や夕食時刻などの生活リズムに関わる時刻情報の入力を促す情報が考えられる。

入力支援画面１１は、表示制御手段２によって所定の時間帯に表示されるものである。表示制御手段２は、計時手段３に保持される現在時刻を参照（図１及び図２中、矢印（a）参照）し、例えば昼食の時間帯となった場合、入力支援画面１１を表示する。昼食の時間帯は、各使用者に応じて異なり得るが、例えば11時〜14時の間とできる。この間、表示制御手段２は、継続して入力支援画面１１を表示させる。

入力支援画面１１によって使用者の就寝時刻や起床時刻、朝食時刻や夕食時刻などの時刻情報の入力を促す場合には、表示手段２は、それぞれの時刻に適切な時間帯において入力支援画面１１の表示を行う。各時間帯は使用者に応じて異なり得るが、例えば、就寝の時間帯を23時〜2時、起床もしくは朝食の時間帯を6時〜9時、夕食の時間帯を18時〜21時とすることができる。

入力支援画面１１を視認した使用者は、例えば、昼食前又は昼食中、昼食後のいずれかの時点において、昼食時刻についての時刻情報の入力を行う。

時刻情報の入力方法としては、例えば、入力手段４を通常の電子機器に設けられるテンキーとして構成し、時刻（例えば、昼食時刻12：00）を直接数値入力する方法が考えられるが、より好適には以下のように構成される。

すなわち、入力支援画面１１を視認した使用者により入力手段４から何らかの入力がなされると、入力手段４からの信号出力（図１及び図２中、矢印（c）参照）を受けて、記憶手段５が、計時手段３によって保持される現在時刻（例えば、12：00）を昼食時刻の時刻情報として自動的に取得し（矢印（d）参照）、保持、蓄積するよう構成する。

入力手段４は、上述のテンキーや通常電子機器に汎用されるスイッチ類などであってよいが、時刻（例えば、昼食時刻12：00）を直接数値入力する必要はなく、例えば、テンキーのいずれかのキーを一回押す等の簡便な操作によって入力手段４としての入力とみなすことができ、これにより上記のように記憶手段５によって自動的に時刻情報が取得、蓄積される。

以上のように、携帯型電子機器Aでは、表示制御手段２が、所定の時間帯において入力支援画面１１を自動的、かつ継続して表示させることにより、使用者の注意を喚起して生活リズムに関する時刻情報の入力を促す。また、入力手段４による簡便な操作によって自動的に時刻情報が蓄積されるよう構成されている。従って、使用者が時刻情報の入力を失念することがなく、また面倒な操作が不要であるため、確実に生活リズムに関する時刻情報を蓄積することが可能とされている。

次に、図１に基づいて、携帯型電子機器Aが備える加速度センサ６及び光センサ７について説明する。

加速度センサ６は、自身に加わる加速度つまり携帯型電子機器Aの移動を検知し、検知結果を信号として出力するものである。また、光センサ７は、周囲の光環境つまり携帯型電子機器Aに照射される自然（太陽）光や照明光等の光を検知し、検知結果を信号として出力するものである。加速度センサ６及び光センサ７による検知結果は、記憶手段５に出力される（図１中、矢印（e）及び（f）参照）。

記憶手段５は、この加速度センサ６及び光センサ７の検知結果の出力を受けて、計時手段３によって保持される現在時刻を、時刻情報として自動的に取得し、保持、蓄積する（矢印（d）参照）。

加速度センサ６による携帯型電子機器Aの移動の検知によって取得される時刻情報のうち、例えば、一日の中で最初に取得される時刻情報は、使用者が起床後最初に機器を手にした時刻、とみなすことができる。また、一日の中で最後に取得される時刻情報は、使用者が就寝前に最後に機器を手にした時刻とみなすことができる。

光センサ７は、周囲の光環境の明暗変化を検知するものであり、これによって取得される時刻情報は、例えば、一日の中で最初に暗環境から明環境に変化した時刻は、使用者が起床後照明を点灯した時刻とみなすことができる。また、一日の中で最後に明環境から暗環境に変化した時刻は、使用者が就寝前に照明を消灯した時刻とみなすことができる。

このように、携帯型電子機器Aでは、加速度センサ６による加速度の検知及び光センサ７による光環境の検知によって、自動的に使用者の就寝時刻や起床時刻などの生活リズムを反映した時刻情報を取得することが可能とされている。従って、使用者が時刻情報の入力を失念することがなく、また面倒な操作が不要であるため、確実に生活リズムに関する時刻情報を蓄積することが可能である。

次に、図１に基づいて、携帯型電子機器Aが備える算出手段８について説明する。

算出手段８は、記憶手段５に蓄積された時刻情報の出力（図１中、矢印（g）参照）を受け、時刻情報に基づいて時刻指数を得る。

ここで、「時刻指数」とは、記憶手段５に蓄積された時刻情報を用いて算出される数値である。記憶手段５に蓄積された時刻情報は、使用者の就寝時刻や起床時刻、朝食時刻や夕食時刻などの生活リズムに関わる時刻情報であるので、これに基づいて算出される時刻指数は、使用者の生活リズムを反映した指数となる。そして、先に説明したように、生活リズムは本来の生体リズムに影響を与えるものであるため、この指数は使用者の生体リズムの状態を示す評価値となり得る。

時刻指数の算出方法は、特に限定されず、様々な方法が考えられる。一例として、使用者の就寝時刻、起床時刻、摂食時刻に関する時刻情報を用いて、時刻指数を算出する方法を示す。

就寝時刻、起床時刻及び摂食時刻は、図２で説明したように、入力支援画面１１を視認した使用者による自発操作によって蓄積された時刻情報とすることができる。また、就寝時刻及び起床時刻は、加速度センサ６及び光センサ７によって自動的に蓄積された時刻情報であって、就寝時刻や起床時刻を反映した時刻情報としてもよい。

「表１」〜「表３」は、３名の調査対象者（A、B、C）について、就寝時刻、起床時刻及び摂食時刻を10日間蓄積したデータを示している。表中、各時刻は、時間単位で表示している。例えば、「6：00」は「6」と、「7：30」は「7.5」と示される（表１中、第２日参照）。また、就寝時刻については、午前0：00後である場合、例えば「午前1：00」は「25：00」として示した。

始めに、各日について「時刻指数（１日）」を以下の式（１）により算出する。

ここで、朝食基準時、昼食基準時及び夕食基準時は、それぞれ７時、12時及び19時とする（表中、「基準時」参照）。

例えば、「表１」の調査対象者Aの第１日目の「時刻指数（１日）」は、「(25+7)/2+{(8-7)+(13-12)+(21-19)}/3=17.3」となる。

次に、各日について求めた「時刻指数（１日）」の平均値及び標準偏差である「時刻指数（平均）」及び「時刻指数（標準偏差）」を算出する。

例えば、「表１」の調査対象者Aでは、「時刻指数（平均）」は16.3、「時刻指数（標準偏差）」は0.96となる。

同様に、調査対象者Bの「時刻指数（平均）」は17.7、「時刻指数（標準偏差）」は0.90となり、調査対象者Cの「時刻指数（平均）」は15.0、「時刻指数（標準偏差）」は0.52となる。

「時刻指数（標準偏差）」は、調査対象者A、B、Cの順に低くなり、調査対象者Cの生活リズムが最も規則正しいと評価される。「表３」に示すように、調査対象者Cの「時刻指数（１日）」は、第１日〜第１０日の全てで14.0〜15.6の範囲であり、調査対象者Aの14.9〜17.7に比べて、ぶれが少なく安定していることが分かる。

以上のように、例えば、上記式（１）のような計算式に基づいて、「時刻指数（１日）」や「時刻指数（標準偏差）」を求めることにより、使用者の生活リズムの評価を行うことができ、これを使用者の生体リズムの評価値とすることができる。

携帯型電子機器Aにおいて、算出手段８によって得られた時刻指数は、表示制御手段２に出力され（図１中、矢印（h）参照）、表示制御手段２によって画面１に表示される（矢印（i）参照）。

図３は、時刻指数の表示画面の一例を示す図である。

図３（A）中、符号１２で示す時刻指数表示画面では、時刻指数情報１２１に、「時刻指数（１日）」を「本日のリズム」として、一週間の「時刻指数（標準偏差）」を「今週のリズム」として、数値表示した場合を示した。なお、時刻指数表示画面に常時される数値は、時刻指数の算出の方法に依存して様々であり、上記の式（１）により算出される数値に限定されない。

また、図３（B）には、それぞれを数値表示ではなく、数値に基づく評価を表すシンボルマークにより表示した場合を示した。図３（A）のような数値表示に比べ、（B）のシンボルマーク表示のほうがより使用者に直感的に生活リズムの評価結果を理解させることができる。「時刻指数（１日）」の評価は、例えば、過去１０日間の「時間指数（平均）」からの解離値に基づいて評価できる。また、「時刻指数（標準偏差）」の評価についても、一定の基準値を設け、例えば、0.5未満を「良」、0.5以上0.8未満を「可」、0.8以上を「要注意」といったように評価できる。評価結果は、シンボルマークの他、図形や絵柄等によって提示することができる。

以上のように、携帯型電子機器Aによれば、蓄積した時刻情報に基づいて、生体リズムの評価結果を提示することで、使用者が日常生活において継続して生体リズムの評価を行い、その状態を知ることを可能となる。これにより、例えば、悪い評価結果を得た使用者が規則正しい生活を意識して心がけるといったように、使用者が生体リズムの安定維持を図ることが可能となる。

最後に、図４には、携帯型電子機器Aにおける、時刻情報の取得から時刻指数の表示までの手順を示した。ここまでは、入力支援画面、加速度センサ及び光センサによる時刻情報の取得、蓄積のためのステップ（図４中、符号S1及びS２参照）から、時刻指数の算出ステップ（符号S３参照）及び表示ステップ（符号S４参照）までの全てのステップを携帯型電子機器Aによって行う場合を説明した。

このうち、S３及びS4のステップについては、携帯型電子機器Aの外部に設けた外部機器によって行うこともできる。例えば、携帯型電子機器Aに、記憶手段５に蓄積された時刻情報を外部機器に送信するための送信手段を設け、通常使用されるパーソナルコンピューター等の外部機器によってこれを受信し、上記で説明した方法によって時刻指数の算出（S３）及び表示（S4）を行うことも可能である。これにより、携帯型電子機器Aを用いて蓄積した時刻情報を、パーソナルコンピューターを用いて様々な処理をしたり、長期に保存したりすることができる。

本発明に係る携帯型電子機器は、例えば、携帯電話や携帯情報端末（コンピュータ）、携帯型音楽プレーヤー、携帯型ビデオプレーヤー、携帯型ゲーム機、携帯型健康器具（歩数計など）などとすることができる。

また、本発明に係る携帯型電子機器を使用することで、日常生活において簡便かつ継続的に生活リズムの評価を行い、生体リズムの安定維持を図ることができるので、例えば、時間医療の実現のため寄与し得る。

本発明に係る携帯型電子機器Aの構成を説明するためのブロック図である。 入力支援画面１１の一例を示す図である。 時刻指数の表示画面の一例を示す図である。 携帯型電子機器Aにおける、時刻情報の取得から時刻指数の表示までの手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画面
２ 表示制御手段
３ 計時手段
４ 入力手段
５ 記憶手段
６ 加速度センサ
７ 光センサ
８ 算出手段
１１ 入力支援画面
１２ 時刻指数表示画面
１１１ 入力支援情報
１２１ 時刻指数情報

Claims (5)

1. 画面と、該画面に所定の情報を表示する表示制御手段と、現在時刻を計時する計時手段と、外部からの入力を受け付ける入力手段と、を含む携帯型電子機器において、
   就寝時刻、起床時刻及び摂食時刻からなる群より選択される二以上の生活リズムに関わる時刻情報を蓄積する記憶手段と、
   使用者の生体リズムの評価値として時刻指数を得る算出手段と、を備え、
   前記表示制御手段は、前記計時手段によって保持される現在時刻を参照し、所定の時間帯において、使用者に対して、前記入力手段による前記時刻情報の入力を促すための入力支援情報を前記画面に表示し、
   前記記憶手段は、前記入力を受けて、前記計時手段によって保持される現在時刻を前記時刻情報として取得、保持、蓄積し、
   前記算出手段は、前記記憶手段に蓄積された前記時刻情報に基づいて、前記時刻指数を算出する携帯型電子機器。
2. 前記時刻情報が、就寝時刻、起床時刻、朝食時刻、昼食時刻及び夕食時刻に関わる時刻情報である請求項１記載の携帯型電子機器。
3. 加速度を検知する加速度センサを備え、
   前記記憶手段は、該加速度センサの検知結果の出力を受けて、前記計時手段によって保持される現在時刻を前記時刻情報として取得する請求項２記載の携帯型電子機器。
4. 周囲の光環境を検知する光センサを備え、
   前記記憶手段は、該光センサの検知結果の出力を受けて、前記計時手段によって保持される現在時刻を前記時刻情報として取得する請求項３記載の携帯型電子機器。
5. 前記表示制御手段は、前記算出手段からの出力を受けて、前記画面に前記時刻指数を表示する請求項４記載の携帯型電子機器。