JPH08256995A - 生体評価装置 - Google Patents

生体評価装置

Info

Publication number
JPH08256995A
JPH08256995A JP7066107A JP6610795A JPH08256995A JP H08256995 A JPH08256995 A JP H08256995A JP 7066107 A JP7066107 A JP 7066107A JP 6610795 A JP6610795 A JP 6610795A JP H08256995 A JPH08256995 A JP H08256995A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sleep
biological
biological signal
detecting
detection means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7066107A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3351160B2 (ja
Inventor
Yasuhiro Umekage
康裕 梅景
Masayoshi Miki
正義 三木
Takuo Shimada
拓生 嶋田
Yoshiyuki Yamauchi
美幸 山内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP06610795A priority Critical patent/JP3351160B2/ja
Publication of JPH08256995A publication Critical patent/JPH08256995A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3351160B2 publication Critical patent/JP3351160B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生体信号の変動を比較して睡眠後の疲労回復
度を評価する。 【構成】 生体信号検出手段としての振動センサ2と、
変動分析装置3と、睡眠検出手段としての睡眠検出装置
4と、分析結果の評価装置5を備え、前記振動センサ2
の変動分析から睡眠による疲労回復度を評価する構成と
した。これによって、睡眠による疲労の回復度が評価で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、睡眠前後の生体信号を
分析することにより、生体の睡眠による回復度を検査す
る生体評価装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】生体信号は、武者利光著「ゆらぎの世
界」などに記載されているように、ゆらぎがあることが
知られている。一般的に、周波数fに逆比例する1/f
特性があるといわれている。
【0003】また、鳥居鎮夫著「睡眠の科学」などに記
載されているように、睡眠によって疲労回復があること
は周知である。
【0004】睡眠による生体の回復度を調べるために
は、脳波の測定や、ホルモンの分泌量の測定、あるいは
労働試験による作業量の比較などを行って評価されてい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、生体がどのような状態にあるときに、どの
ようなゆらぎになるかまでは、言及されていなかった。
そして、生体信号のゆらぎによる生体の回復度の評価の
具体的方法は明示されていなかった。
【0006】また、睡眠前後の生体信号の変動を測定す
るために、被験者に様々なセンサーを取り付けなければ
ならず、睡眠が妨害されてしまう問題や、被験者に測定
を意識させてしまうために、十分な精度で比較すること
が難しかった。
【0007】本発明は上記課題を解決するもので、睡眠
による生体の回復度を生体信号の周期のゆらぎの大きさ
から検出することを第1の目的としている。そして、睡
眠による生体の回復度を生体信号の周期のゆらぎのパワ
ースペクトルの勾配から検出することを第2の目的とし
ている。また、睡眠による生体の回復度を生体信号の変
動を健康時との比較により検出することを第3の目的と
している。さらに、睡眠段階を無拘束で測定して被験者
に意識させずに評価することを第4の目的としている。
そして、生体信号を寝具に内蔵した振動センサーで無拘
束に検出することで被験者の睡眠を妨げずに評価を行う
ことを第5の目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記第1の目的
を達成するための第1の手段は、心電、筋電、脈波、心
拍、呼吸などの生体信号を検出する生体信号検出手段
と、前記生体信号の周期のゆらぎの大きさを分析する変
動分析手段と、睡眠を検出する睡眠検出手段と、前記睡
眠検出手段により入眠が検知された時の生体信号の第1
の分析結果と前記睡眠検出手段により起床が検知された
時の生体信号の第2の分析結果から疲労回復度を評価す
る評価手段を備えた構成とした。そして、第2の目的を
達成するための第2の手段は、心電、筋電、脈波、心
拍、呼吸などの生体信号を検出する生体信号検出手段
と、前記生体信号の周期のゆらぎのパワースペクトルの
勾配を分析する変動分析手段と、睡眠を検出する睡眠検
出手段と、前記睡眠検出手段により入眠が検知された時
の生体信号の第1の分析結果と前記睡眠検出手段により
起床が検知された時の生体信号の第2の分析結果から疲
労回復度を評価する評価手段を備えた構成とした。ま
た、第3の目的を達成するための第3の手段は、所定の
生体信号の記憶装置と、睡眠時の心電、筋電、脈波、心
拍、呼吸などの生体信号を検出する生体信号検出手段
と、前記生体信号を分析する変動分析手段と、睡眠を検
出する睡眠検出手段と、前記記憶装置のデータと前記睡
眠検出手段により検知した睡眠後の分析結果から疲労回
復度を評価する評価手段を備えた構成とした。さらに、
第4の目的を達成するための第4の手段は、振動センサ
ーを内蔵した寝具と、前記振動センサーの信号で入眠と
起床を判定する睡眠検出手段と、前記入眠と起床それぞ
れの時刻における生体信号の変動から疲労回復度を評価
する評価手段を備えた構成とした。そして、第5の目的
を達成するための第5の手段は、振動センサーを内蔵し
た寝具と、前記振動センサーで心拍、呼吸の生体信号を
検出する生体信号検出手段を備えた構成とした。
【0009】
【作用】本発明は上記構成によって、第1の手段によれ
ば、睡眠の前後の生体信号の周期のゆらぎの大きさを評
価することにより、生体の回復度を検出することができ
るのである。そして、第2の手段によれば、睡眠の前後
の生体信号の周期のゆらぎのパワースペクトルの勾配を
評価することにより、生体の回復度を検出することがで
きるのである。また、第3の手段によれば、所定の生体
信号の変動と、睡眠の後の生体信号の変動を評価するこ
とにより、生体の回復度を検出することができるのであ
る。さらに、第4の手段によれば、寝具に内蔵した振動
センサーで睡眠段階を判定することにより無拘束で睡眠
段階を検出でき、被験者に意識させずに評価することが
できるのである。そして、第5の手段によれば、寝具に
内蔵した振動センサーで、心拍、呼吸測定することによ
り無拘束で生体信号を検出でき、被験者の睡眠を妨害せ
ずに評価することができるのである。
【0010】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例の生体評価装置
を、図1から図6を参照して説明する。
【0011】図1と図2に示すように、寝具としてのベ
ッドバッド1に内蔵した生体信号検出手段としての振動
センサー2と、前記生体信号の周期のゆらぎの大きさを
分析する変動分析装置3と、振動センサー2からの信号
によって睡眠状態を判定する睡眠検出手段としての睡眠
検出装置4と、前記睡眠検出装置4により入眠が検知さ
れた時の生体信号の第1の分析結果と前記睡眠検出装置
4により起床が検知された時の生体信号の第2の分析結
果を評価して生体回復度を評価する評価装置5とを備え
た構成とした。これらの装置は図2に示すように、ベッ
ド上に配置され、毎日の睡眠行動を自動的に分析して人
体の疲労回復度を評価するものである。ここで、6、7
はフィルター付増幅器、8は生体評価装置、9は評価結
果を表示する表示装置、10はベッド、11は枕であ
る。
【0012】上記構成によれば、図3に示すように、振
動センサー2から生体信号としての心拍信号が検出され
る。この信号の周期をそれぞれの時刻毎にTi、Ti+1
として測定し、図4に示すような特性図を描く。すなわ
ち、TiをX軸に、Ti+1をY軸に描き、つぎの周期の
時には、前のTi+1がTiとなり、新しい周期がTi
1となるように、順次XY座標軸上にプロットしてい
く。そして、その軌跡が描く軌道の最小面積S1を、X
軸の最小幅とYの最小幅を乗算することによって求め
る。このS1を睡眠前の評価値とする。そして、睡眠後
も同様に図5に示すような特性図を描き、その最小面積
S2を求める。このS1とS2から評価装置5によっ
て、S2/S1を求め、100倍したものを疲労回復度
として評価するものである。
【0013】生体信号のゆらぎの大きさは、ストレスな
どがたまってくると小さくなり、健康状態ほど大きなゆ
らぎとなると考えられているので、この評価値は、10
0%以上で疲労回復が行われ、100%以下では、疲労
回復が十分に行われなかったと判断することができるの
である。ここで、Tの変動分ΔTが非常に小さい時は、
ΔTの変動がわかりにくくなるので、Tの平均値Tave
を求め、T−TaveをT’として、T’iとT’i+1と
で分析する方法をとることする。
【0014】また、睡眠状態は、図6に示すような振動
センサーの信号から判定する。すなわち、ベッドに入床
すると大きな振動が発生し、振動センサーからは非常に
大きな信号が得られる。その後、信号が安定して所定時
間Tの間、一定の周期が繰り返されると睡眠している状
態であると判断する。この判断を睡眠検出装置が行うも
ので、大きな信号の検出と、その発生後の信号の自己相
関係数を演算しながら、相関係数が所定値以上になれば
安定状態であると判断することによって、睡眠状態であ
ると判定するものである。そして、起床時には、振動セ
ンサーからの大きな振動が信号が入った後、離床によっ
て所定時間Tの間、信号が発生しなかった場合を起床と
して判断する。
【0015】これらの判断と、生体評価の処理の流れを
図7に示す。起床が判定されたときには、生体信号は測
定できない状態になっているので、起床前のデータを逐
次測定し、記憶保持しながなら、起床の判定を行うこと
とした。これによって、離床しても睡眠後の生体信号の
評価は記憶したデータから分析可能となるのである。
【0016】以上のように、睡眠の前後の生体信号のゆ
らぎの大きさを評価することによって、疲労の回復度が
評価できる。しかも、寝具に内蔵した振動センサーで生
体信号や睡眠状態を検出するために、被験者の睡眠を妨
害することなく、また試験を意識させることなく評価で
きるので、精度の高い評価を行うことができる。また、
寝具に設置されているため、毎日の睡眠が自動的に定量
的に評価されるため、睡眠に不満を持っている人や、ス
トレスがたまっている人の判断基準とすることができ、
精神的に安心感を与えることができる。
【0017】次に、第2の実施例について図8と図9を
用いて説明する。上記第1の実施例と同一構造で、かつ
同一作用をする部分には同一符号を付して詳細な説明は
略し、異なる部分を中心に説明する。
【0018】この生体回復度の評価装置の評価方法は、
図8に示すように、生体信号としての心拍信号のゆらぎ
のパワースペクトルを求め、その勾配を指標として疲労
回復度を評価することとした。すなわち、図9に示すよ
うに、入眠検知後のゆらぎのパワースペクトルを求め、
その勾配aを回帰解析演算を用いて求める。そして、睡
眠後の勾配bを起床検知後に求め、|1−a|/|1−
b|*100を演算して、疲労回復度として表示装置に
表示する。
【0019】ここで、aは1/fa、bは1/fbとなる
式の係数である。aとbをこのように定義することで、
|1−a|/|1−b|*100は、1/f特性にどれ
だけ近いかが判定できることになる。
【0020】例えば、図8に示すような特性が得られた
とすると、睡眠後の生体信号の変動が1/fに近づいて
いると考えられるので、疲労回復が十分に行われたと判
定する。
【0021】評価値|1−a|/|1−b|*100
は、100%以上になり数字が大きくなれば回復度が大
きいと考えることができるので感覚的にも一致する。こ
のように、睡眠の前後の生体信号のゆらぎのパワースペ
クトルの勾配を評価することによって、疲労の回復度が
評価できるのである。
【0022】次に、第3の実施例について図2と図10
と図11を用いて説明する。上記第1の実施例と同一構
造で、かつ同一作用をする部分には同一符号を付して詳
細な説明は略し、異なる部分を中心に説明する。
【0023】図2と図10に示すように、寝具としての
ベッドバッド1に内蔵した生体信号検出手段としての振
動センサー2と、前記生体信号の周期のゆらぎの大きさ
を分析する変動分析手段3と、振動センサー2からの信
号によって睡眠状態を判定する睡眠検出手段としての睡
眠検出装置4と、所定の生体信号の分析結果S1を記憶
する記憶装置12と、前記記憶装置の生体信号の第1の
分析結果と前記睡眠検出装置4により起床が検知された
時の生体信号の第2の分析結果を評価して回復度を評価
する評価装置5とを備えた構成とした。
【0024】ここで生体の評価は、図4と図5に示すよ
うな生体信号としての心拍信号のゆらぎの大きさを比較
して疲労回復度を評価することとした。すなわち、所定
の心拍信号のゆらぎの大きさを図5として考え、睡眠後
の心拍信号のゆらぎの大きさを図4と考えると、第1の
実施例と同様にS1/S2*100が100%に近づけ
ば近づくほど、健康状態に近づいたと考えることができ
る。また、100%を越えた場合は、その状態を最高状
態として従来の健康データと入れ替えを行い、そのデー
タを記憶保持することとして更新していくことによっ
て、常に最高の健康状態と比較することができる。ま
た、記憶データを入れ替えするか、しないかは、使用者
が選択できるようにした。よって、所定の生体信号のデ
ータは、通常の状態の生体信号の情報を記憶させておく
ことで、この装置を使用するたびに自動的に新しく健康
的なデータに更新される。
【0025】このように、所定の生体信号のゆらぎの大
きさと、睡眠後の生体信号のゆらぎの大きさを比較評価
することによって、疲労の回復度を評価することができ
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明の第1の手段
によれば、睡眠の前後の生体信号のゆらぎの大きさを評
価することによって、疲労の回復度が評価できる。そし
て、第2の手段によれば、睡眠前後の生体信号のゆらぎ
のパワースペクトルの勾配を評価することによって、疲
労の回復度が評価できる。また、第3の手段によれば、
所定の生体信号のゆらぎと睡眠後の生体信号のゆらぎを
比較評価することで疲労回復度が評価できる。さらに、
第4の手段によれば、寝具に内蔵した振動センサーで睡
眠状態を検出することによって、試験を意識させること
なく評価できるので、精度の高い評価を行うことができ
る。そして、第5の手段によれば、寝具に内蔵した振動
センサーで生体信号を検出することによって、被験者の
睡眠を妨害することなく評価することができる。また、
寝具に設置されているため、毎日の睡眠が自動的に定量
的に評価できることと、定量的な判断基準を得ることが
でき、精神的に安心感を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す生体評価装置のブロッ
ク図
【図2】同装置の構成を示す斜視図
【図3】同装置の生体信号を示す特性図
【図4】同装置の睡眠前の生体信号の変動を示す特性図
【図5】同装置の睡眠後の生体信号の変動を示す特性図
【図6】同装置の睡眠検出方法を示す生体信号の特性図
【図7】同装置の評価処理を示すフローチャート
【図8】他の実施例の評価を示す生体信号のパワースペ
クトル図
【図9】同装置のフローチャート
【図10】他の実施例を示す生体評価装置のブロック図
【図11】同装置の評価処理を示すフローチャート
【符号の説明】
1 寝具としてのベッドパッド 2 生体信号検出手段としての振動センサー 3 変動分析装置 4 睡眠検出手段としての睡眠検出装置 5 評価装置 12 記憶装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 美幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】心電、筋電、脈波、心拍、呼吸などの生体
    信号を検出する生体信号検出手段と、前記生体信号の周
    期のゆらぎの大きさを分析する変動分析手段と、睡眠を
    検出する睡眠検出手段と、前記睡眠検出手段により入眠
    が検知された時の生体信号の第1の分析結果と前記睡眠
    検出手段により起床が検知された時の生体信号の第2の
    分析結果から疲労回復度を評価する評価手段を備えた生
    体評価装置。
  2. 【請求項2】心電、筋電、脈波、心拍、呼吸などの生体
    信号を検出する生体信号検出手段と、前記生体信号の周
    期のゆらぎのパワースペクトルの勾配を分析する変動分
    析手段と、睡眠を検出する睡眠検出手段と、前記睡眠検
    出手段により入眠が検知された時の生体信号の第1の分
    析結果と前記睡眠検出手段により起床が検知された時の
    生体信号の第2の分析結果から疲労回復度を評価する評
    価手段を備えた生体評価装置。
  3. 【請求項3】所定の生体信号の記憶装置と、睡眠時の心
    電、筋電、脈波、心拍、呼吸などの生体信号を検出する
    生体信号検出手段と、前記生体信号を分析する変動分析
    手段と、睡眠を検出する睡眠検出手段と、前記記憶装置
    のデータと前記睡眠検出手段により検知した睡眠時の分
    析結果から疲労回復度を評価する評価手段を備えた生体
    評価装置。
  4. 【請求項4】振動センサーを内蔵した寝具と、前記振動
    センサーの信号で入眠と起床を判定する睡眠検出手段
    と、前記入眠と起床それぞれの時刻における生体信号の
    変動から疲労回復度を評価する評価手段を備えた請求項
    1又は2又は3記載の生体評価装置。
  5. 【請求項5】振動センサーを内蔵した寝具と、前記振動
    センサーで心拍、呼吸の生体信号を検出する生体信号検
    出手段を備えた請求項1又は2又は3記載の生体評価装
    置。
JP06610795A 1995-03-24 1995-03-24 生体評価装置 Expired - Fee Related JP3351160B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06610795A JP3351160B2 (ja) 1995-03-24 1995-03-24 生体評価装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06610795A JP3351160B2 (ja) 1995-03-24 1995-03-24 生体評価装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08256995A true JPH08256995A (ja) 1996-10-08
JP3351160B2 JP3351160B2 (ja) 2002-11-25

Family

ID=13306343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06610795A Expired - Fee Related JP3351160B2 (ja) 1995-03-24 1995-03-24 生体評価装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3351160B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002523163A (ja) * 1998-08-18 2002-07-30 アスペクト メディカル システムズ,インク. 臨床判断を助けるシステム及び方法
JP2006149470A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Delta Tooling Co Ltd 快適感評価方法及び快適感評価装置
JP2006280686A (ja) * 2005-04-01 2006-10-19 Tanita Corp 睡眠段階判定装置
CN107582064A (zh) * 2017-09-30 2018-01-16 蒋关海 一种监测用户床上活动的装置
JP2018126422A (ja) * 2017-02-10 2018-08-16 株式会社東芝 電子機器、方法及びプログラム
US11197633B2 (en) 2013-10-09 2021-12-14 Resmed Sensor Technologies Limited Fatigue monitoring and management system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002523163A (ja) * 1998-08-18 2002-07-30 アスペクト メディカル システムズ,インク. 臨床判断を助けるシステム及び方法
JP2006149470A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Delta Tooling Co Ltd 快適感評価方法及び快適感評価装置
JP4636861B2 (ja) * 2004-11-25 2011-02-23 株式会社デルタツーリング 快適感評価装置
JP2006280686A (ja) * 2005-04-01 2006-10-19 Tanita Corp 睡眠段階判定装置
US11197633B2 (en) 2013-10-09 2021-12-14 Resmed Sensor Technologies Limited Fatigue monitoring and management system
JP2018126422A (ja) * 2017-02-10 2018-08-16 株式会社東芝 電子機器、方法及びプログラム
CN107582064A (zh) * 2017-09-30 2018-01-16 蒋关海 一种监测用户床上活动的装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3351160B2 (ja) 2002-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7150718B2 (en) Sleep state estimation device and program product for providing a computer with a sleep state estimation function
US5349962A (en) Method and apparatus for detecting epileptic seizures
JP5383200B2 (ja) 覚醒度判定方法および覚醒度判定プログラム
CN107106085B (zh) 用于睡眠监测的设备和方法
JP4243605B2 (ja) 自律神経検査装置
US7429247B2 (en) Sleep state estimating device and program product
EP2055235B1 (en) Fetal movement information processing device and fetal movement information processing method
JP2002523163A (ja) 臨床判断を助けるシステム及び方法
JP3295662B2 (ja) 脳波活動定量化計測装置
US20040230398A1 (en) Sleep analyzer and program product for giving sleep analysis function to computer
US7991462B2 (en) Method and apparatus for monitoring a sedated patient
JP3351160B2 (ja) 生体評価装置
JP3223851B2 (ja) メンタルストレス判定装置
CN101147674B (zh) 睡眠时消耗卡路里测量装置
US8463372B2 (en) Method and apparatus for monitoring a sedated patient
JP4882052B2 (ja) 自己組織化マップを用いた脈波診断システム並びに自己組織化マップの生成プログラム及び生成方法
CN104305958B (zh) 一种极短时自主神经状态的光电容积波多参量分析方法
KR101034886B1 (ko) 짧은 심장박동 주기의 변화를 이용한 졸음상태 판정 시스템 및 방법
Hwa et al. Stroke detection based on the scaling properties of human EEG
JP4986826B2 (ja) 精神状態測定方法および装置並びにプログラム
Lundstrom et al. Effects of marathon training on heart rate variability during submaximal running: a comparison of analysis techniques
KR20190115252A (ko) 생체 및 운동 신호 기반의 스트레스 분석 방법
JP7343055B2 (ja) 心拍数検知方法、装置およびプログラム
WO2022224890A1 (ja) ストレス評価システム、及び、ストレス評価方法
McCloskey et al. PennZzz-an algorithm for estimating behavioral states from wrist-worn accelerometery

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080920

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080920

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090920

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090920

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100920

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees