JP6887589B2 - 睡眠段階判定装置及び睡眠段階判定方法 - Google Patents
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Description
HIn=HI*100/HIの平均値
を算出する。この処理を第1の正規化処理というものとする。具体的には、正規化部6は、図3に示すように、心拍強度HIをその全体の平均値(ここでは、56.17)によって除し、その100倍の値を求め、図4に示すような第1の正規化心拍強度HInを得る。このとき、正規化部6は、離床時や体動等による異常値は除去した上で全体の平均値を求める。第1の正規化心拍強度HInは、分散値算出部7に供給され、図5に示すような60秒の分散値が求められる。このような処理を1秒ずつずらして行うことにより、信号強度のばらつき(分散値HInD)についての1秒間隔の全区間の時系列データが得られる。
HInr=HIn+MAVL HIn−MAVS HIn
を求める。そして、分散値算出部7は、図8に示すように、この正規化補正心拍強度HInrの60秒の分散値HInrDを求めることにより、信号の大きさの段差の影響を取り除いた分散値を求め、睡眠段階判定部8に供給する。
1a 圧力検出チューブ
1b,30c 微差圧センサ
2 信号増幅部
3 フィルタ部
4 自動利得制御部
5 信号強度算出部
6 正規化部
7 分散値算出部
8 睡眠段階判定部
21 寝台
22 硬質シート
23 クッションシート
30a エアマット
30b エアチューブ
Claims (3)
- 睡眠時に無侵襲且つ無拘束で検出した心拍信号に基づいて利用者の睡眠段階を判定する睡眠段階判定装置において、
前記利用者の心拍信号を無侵襲且つ無拘束で検出する心拍信号検出手段と、
前記心拍信号検出手段によって検出された心拍信号に対して利得制御を行うことによってピーク値を一定に制御し、そのときの利得の値を用いて算出した心拍信号の強度に対して正規化処理を施す正規化手段と、
前記正規化手段によって得られた正規化心拍強度のデータについての所定時間のデータのばらつきを示す分散値を算出する分散値算出手段と、
前記正規化手段によって得られた前記正規化心拍強度と、前記分散値算出手段によって算出された前記正規化心拍強度の分散値とに基づいて前記利用者の睡眠段階を判定する睡眠段階判定手段とを備え、
前記正規化手段は、前記心拍信号の強度の平均値によって前記心拍信号の強度を除し、それを100倍して第1の正規化心拍強度を求める第1の正規化処理と、前記第1の正規化処理によって得られた前記第1の正規化心拍強度の全区間のデータについて所定時間のデータの移動平均値を求める第2の正規化処理とを行い、
前記睡眠段階判定手段は、
前記第1の正規化心拍強度の長期移動平均値と短期移動平均値との差分である第1の正規化補正心拍強度を求め、前記正規化補正心拍強度の分散値の平均値に所定値を加算した値を閾値とし、この閾値に基づいて覚醒段階の候補区間を求め、前記第1の正規化心拍強度の長期移動平均値に基づいて、候補区間の中から覚醒段階を判定し、
前記第1の正規化心拍強度の分散値の極大値の所定近傍区間、又は、前記第2の正規化処理によって求められた第2の正規化心拍強度が時間的に台形状に変化する区間をレム睡眠段階として判定し、
前記第1の正規化心拍強度の分散値とその平均値とに基づいて深いノンレム睡眠段階の候補区間を求め、求めた候補区間について、前記第1の正規化心拍強度の分散値が所定値以下となる区間を求め、この区間において、前記第2の正規化処理によって得られた移動平均値の波形の勾配が負であり且つ前記分散値が前記平均値よりも小さい区間を深いノンレム睡眠段階として判定し、
覚醒段階であると判定した区間のデータと、レム睡眠段階であると判定した区間のデータと、深いノンレム睡眠段階であると判定した区間のデータとを全睡眠時間のデータから差し引いた残りの区間を浅いノンレム睡眠段階の区間であると判定すること
を特徴とする睡眠段階判定装置。 - 前記睡眠段階判定手段は、前記第2の正規化心拍強度が時間的に台形状に変化する区間を前記レム睡眠段階として判定する場合には、前記台形状に変化する区間の前記第2の正規化心拍強度の波形について最小自乗法を用いて台形上辺の勾配を検出し、前記勾配が正であり且つ所定時間以上継続する区間を前記レム睡眠段階として判定すること
を特徴とする請求項1記載の睡眠段階判定装置。 - 睡眠時に無侵襲且つ無拘束で検出した心拍信号に基づいて利用者の睡眠段階を判定する睡眠段階判定方法において、
所定の心拍信号検出手段によって前記利用者の心拍信号を無侵襲且つ無拘束で検出する心拍信号検出工程と、
信号処理を行うプロセッサが、前記心拍信号検出工程にて検出された心拍信号に対して利得制御を行うことによってピーク値を一定に制御し、そのときの利得の値を用いて算出した心拍信号の強度に対して正規化処理を施す正規化工程と、
前記プロセッサが、前記正規化工程にて得られた正規化心拍強度のデータについての所定時間のデータのばらつきを示す分散値を算出する分散値算出工程と、
前記プロセッサが、前記正規化工程にて得られた前記正規化心拍強度と、前記分散値算出工程にて算出された前記正規化心拍強度の分散値とに基づいて前記利用者の睡眠段階を判定する睡眠段階判定工程とを備え、
前記プロセッサが、前記正規化工程において、前記心拍信号の強度の平均値によって前記心拍信号の強度を除し、それを100倍して第1の正規化心拍強度を求める第1の正規化処理と、前記第1の正規化処理によって得られた前記第1の正規化心拍強度の全区間のデータについて所定時間のデータの移動平均値を求める第2の正規化処理とを行い、
前記プロセッサが、前記睡眠段階判定工程において、
前記第1の正規化心拍強度の長期移動平均値と短期移動平均値との差分である第1の正規化補正心拍強度を求め、前記正規化補正心拍強度の分散値の平均値に所定値を加算した値を閾値とし、この閾値に基づいて覚醒段階の候補区間を求め、前記第1の正規化心拍強度の長期移動平均値に基づいて、候補区間の中から覚醒段階を判定し、
前記第1の正規化心拍強度の分散値の極大値の所定近傍区間、又は、前記第2の正規化処理によって求められた第2の正規化心拍強度が時間的に台形状に変化する区間をレム睡眠段階として判定し、
前記第1の正規化心拍強度の分散値とその平均値とに基づいて深いノンレム睡眠段階の候補区間を求め、求めた候補区間について、前記第1の正規化心拍強度の分散値が所定値以下となる区間を求め、この区間において、前記第2の正規化処理によって得られた移動平均値の波形の勾配が負であり且つ前記分散値が前記平均値よりも小さい区間を深いノンレム睡眠段階として判定し、
覚醒段階であると判定した区間のデータと、レム睡眠段階であると判定した区間のデータと、深いノンレム睡眠段階であると判定した区間のデータとを全睡眠時間のデータから差し引いた残りの区間を浅いノンレム睡眠段階の区間であると判定すること
を特徴とする睡眠段階判定方法。
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JP2016163982A JP6887589B2 (ja) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | 睡眠段階判定装置及び睡眠段階判定方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016163982A JP6887589B2 (ja) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | 睡眠段階判定装置及び睡眠段階判定方法 |
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JP2018029772A JP2018029772A (ja) | 2018-03-01 |
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CN114145717A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-08 | 四川北易信息技术有限公司 | 基于ppg心率特征参数和运动量的睡眠状态分析方法 |
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- 2016-08-24 JP JP2016163982A patent/JP6887589B2/ja active Active
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JP2018029772A (ja) | 2018-03-01 |
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