JPH03277346A - 入眠判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、安定した眠りの状態に達したかどうかを呼吸
に基づいて判定する入眠判定装置に関するものであり、
例えば、入眠促進装置の動作停止時期の判定に利用され
るものである。

［従来の技術］ 従来、入眠を促すために、音刺激や振動刺激等の刺激を
心地よい程度に使用者に与えたり、室内や寝床内の温度
や湿度を心地よい程度に調整する方法が効果的であるこ
とが知られている。このような音や振動を利用する入眠
促進装置、あるいは室内や寝床内の温度や湿度を制御す
る装置において、使用者が安定した睡眠状態に達したか
どうかを判定するための手段として、脳波や呼吸に基づ
いて入眠判定を行うことが提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、脳波を入眠判定の指標とする場合には、
脳波センサーを生体の一部に接触させなければ脳波信号
が採れず、使用者が違和感を感し、気になって寝付きが
悪くなることがあった。一方、呼吸を入眠判定の指標と
する場合には、呼吸センサーはベツドバット式のものや
パジャマのゴム部にクリップ式のセンサーを取り付ける
ものがあり生体が違和感を感じることはない。ところで
、呼吸に基づいて入眠を判定する場合には、呼吸数又は
呼吸周期の分散に基づいて判定を行うものであるが、閉
眼安静状態から睡眠へ移行する際に、呼吸数や呼吸周期
の分散の変化には２通りのパターンが存在することが本
発明者らの研究により明らかになった。すなわち、従来
、閉眼安静状態から睡眠へ移行する際には、呼吸数も呼
吸周期の分散も単調に減少するものと信じられていたも
のであるが、本発明者らの研究によれば、意識が無くな
る前後で呼吸数が一時的に急減し、呼吸周期の分散が一
時的に急増するという、第２の変化パターンが存在する
ことが判明した。したがって、従来の判定方法では誤判
定する恐れがあった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、使用者の個人差に拘わらず入眠
状態を正確に判定できる入眠判定装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 請求項１記載の入眠判定装置にあっては、上記の課題を
解決するために、呼吸を検出する呼吸センサーと、呼吸
センサーの出力に基づいて一定時間毎に呼吸数を計数す
る呼吸計数手段と、呼吸数が徐々に減少する第１のパタ
ーン又は呼吸数が一時的に急減した後に再び増加して安
定する第２のパターンのいずれかを検出したときに入眠
したと判定する判定手段とを備えることを特徴とするも
のである。

才な、請求項２記載の入眠判定装置にあっては、同し課
題を解決するために、呼吸を検出する呼吸センサーと、
呼吸センサーの出力に基づいて呼吸周期を検出する呼吸
周期検出手段と、呼吸周期の分散を計算する手段と、呼
吸周期の分散が徐々に減少する第１のパターン又は呼吸
周期の分散が一時的に急増した後に徐々に減少して安定
する第２のパターンのいずれかを検出したときに入眠し
たと判定する判定手段とを備えることを特徴とするもの
である。

［作用］ 本発明者らは、研究の結果、覚醒から睡眠へと移行する
に従い、呼吸数が徐々に減少し、また、呼吸周期の分散
も徐々に減少するタイプの被験者と、呼吸数は一時的に
極端に減少して、その後、意識が無くなると同時に呼吸
数が少し増加して安定になり、呼吸周期の分散は一時的
に極端に大きくなって、その後、徐々に減少して安定す
るタイプの被験者と、大きくは２通りのタイプが存在す
るという知見を得た。そこで、第１図に示すような構成
により、一定時間毎にサンプリングした呼吸数又は呼吸
周期の分散を求めて、入眠移行ａ′態の呼吸数又は呼吸
周期の分散の２通り存在する変化パターンから入眠判定
を行うようにすれば、個人差による誤判定が無くなり、
正確な入眠判定を行うことができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例の概略構成を示している。こ
の入眠判定装置は、生体の呼吸を検出するための呼吸セ
ンサー１と、この呼吸センサー】の出力信号から呼吸に
基づく変動成分グ】みを取り出すためのローパスフィル
タ２と、ローパスフィルタ２の出力から呼吸周期に応し
たパルス信号を作成する呼吸周期検出部３と、呼吸周期
検出部３の出力に基づいて呼吸数と呼吸周期の分散を演
算し、これらの変化パターンを判定する演算判定部４と
、演算判定部４の判定結果を出力する出力部５とから構
成されている。以下、各部の構成について説明する。

まず、呼吸センサー１は生体の呼吸を検出するものであ
り、例えば腹部に装着される形式のものであって、呼吸
に伴う腹部の膨らみの変化をストレンゲージなとで検出
するようにしたものである。

このような呼吸センサー１は、装着時に違和感がなく、
装着による拘束感がほとんど生じない。

呼吸センサー１の出力信号は、２Ｈｚ程度のカットオフ
周波数を有するローパスフィルタ２に通されて、雑音成
分が除去される。すなわち、呼吸センサー１の出力信号
から２Ｈｚ以上の周波数を有する雑音成分が除去されて
、呼吸に基づ（２Ｈｚ未満の穏やかな変動成分のみが、
ローパスフィルタ２の出力として取り出される。なお、
ローパスフィルタ２から出力される信号は呼吸センサー
１の出力信号に対して位相遅れを生じるが、呼吸周期の
検出に支障はない。

ローパスフィルタ２から出力された信号は、呼吸周期検
出部３に入力される。呼吸周期検出部３は、増幅回路を
有する波形整形回路３１を備え、ローパスフィルタ２が
らの出力信号を矩形波状に波形整形する。波形整形され
た信号は微分回路３２により立ち上がりと立ち下がりと
が検出され、コンパレータ３３に入力される。コンパレ
ータ３３は、入力信号を基準値と比較し、入力信号のレ
ベルが基準値よりも高いときには出力が“Ｈｉｇｈ”レ
ベル、基準値未満であれば出力が“Ｌｏｗ”“レベルと
なる。このコンパレータ３３の出力が呼吸周期検出部３
の出力となるものであり、波形整形回路３１の出力の立
ち上がりに対応する幅の狭いパルスが得られることにな
る。呼吸センサー１の出力が複極の信号であれば、ロー
パスフィルタ２の出力のゼロクロス点を検出する回路で
呼吸周期検出部３を構成することも可能である。呼吸周
期検出部３の出力は、演算判定部４に入力される。

演算判定部４は、クロック信号を発生するクロック発生
回路４１を備え、クロック発生回路４１の出力をカウン
タ回路４２により計数する。呼吸周期検出部３から呼吸
周期に対応するパルスが演算判定部４に入力されると、
演算回路４３はカウンタ回路４２の計数値を読み込んで
、その後、カウンタ回路４２をリセットする。これによ
って、カウンタ回路４２の計数値はゼロに戻る。したが
って、呼吸周期検出部３から呼吸周期に対応するパルス
が入力される毎にカウンタ回路４２はクロック信号の計
数をゼロから開始し、次のパルスが入力された時点での
計数値が呼吸周期を示す数値として演算回！８４３で読
み取られるものである。演算回路４３では、一定期間毎
に、呼吸数と呼吸周期の分散を演算し、これらのデータ
に基づいて覚醒水準や睡眠深度、入眠時点などを判定す
るものである。

ところで、入眠しなかどうかは、呼吸数の変化又は呼吸
周期の分散と、睡眠深度との関係に基づいて判定する。

すなわち、第２図（ａ）の破線て示すように、呼吸数に
ついては、眠りがある程度深くなるまでは徐々に減少し
て行き、その後、はぼ一定の値を取る第１のパターンと
、同図（、）の実線で示すように、入眠直前に一時的に
極端に減少し、その後、再び増加して安定値を示す第２
のパターンがある。また、呼吸周期の分散については、
第２図（ｂ）の破線で示すように、眠りがある程度深く
なるまでは、徐々に小さな値を取るが、その後、はぼ一
定値を示す第１のパターンと、同図（ｂ）の実線で示す
ように、入眠直前に一時的に極端に分散値が高くなり、
その後、急速に減少してほぼ一定値を示すという第２の
パターンがある。いずれも、第１のパターンは従来から
知られていた変化パターンであり、第２のパターンは本
発明者らの研究の結果判明した変化パターンである。本
発明では、演算回路４３で呼吸数又は周期の分散を演算
し、これらのデータの変化を監視し、第１又は第２のパ
ターンが検出された場合には、入眠しなと判定する。こ
のように、第１のパターンのみならず、第２のパターン
も考慮されているため、入眠判定に際して個人による差
がなく、高い信頼性で入眠を判定することができるので
ある。

演算判定部４により入眠が判定されたときには、出力部
５が入眠判定に応答した動作を行う。この出力部５は例
えばリレー回路よりなり、上述したような音刺激や振動
刺激等の刺激を与える睡眠促進装置を停止させたり、室
内や寝床内の温度や湿度を制御する装置を停止させるた
めに使用されるものである。

［発明の効果］ 請求項１記載の入眠判定装置にあっては、呼吸数が徐々
に減少する第１のパターン又は呼吸数が一時的に急減し
た後に再び増加して安定する第２のパターンのいずれが
を検出したときに入眠したと判定するものであるから、
従来から知られていた第１のパターンで入眠した場合の
みならず、従来は知られていなかった第２のパターンで
入眠した場合にも入眠判定を行うことができ、個人差に
よる入眠判定の相違を無くし、入眠判定の信頼性を高め
ることができるという効果がある。

請求項２記載の入眠判定装置にあっては、呼吸周期の分
散が徐々に減少する第１のパターン又は呼吸周期の分散
が一時的に急増した後に徐々に減少して安定する第２の
パターンのいずれがを検出したときに入眠したと判定す
るものであるから、従来から知られていた第１のパター
ンで入眠した場合のみならず、従来は知られていなかっ
た第２のパターンで入眠した場合にも入眠判定を行うこ
とができ、個人差による入眠判定の相違を無くし、入眠
判定の信頼性を高めることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概Ｑ構成図、第２図（ａ）
は睡眠深度と呼吸数の関係を示す図、第２図（ｂ）は睡
眠深度と呼吸周期の分散との開襟を示す図である。 １は呼吸センサー、 ２はローパスフィルタ、 は呼吸周期検出部、 ４は演算判定部、 ５は出力部 である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）呼吸を検出する呼吸センサーと、呼吸センサーの
   出力に基づいて一定時間毎に呼吸数を計数する呼吸計数
   手段と、呼吸数が徐々に減少する第１のパターン又は呼
   吸数が一時的に急減した後に再び増加して安定する第２
   のパターンのいずれかを検出したときに入眠したと判定
   する判定手段とを備えることを特徴とする入眠判定装置
   。
2. （２）呼吸を検出する呼吸センサーと、呼吸センサーの
   出力に基づいて呼吸周期を検出する呼吸周期検出手段と
   、呼吸周期の分散を計算する手段と、呼吸周期の分散が
   徐々に減少する第１のパターン又は呼吸周期の分散が一
   時的に急増した後に徐々に減少して安定する第２のパタ
   ーンのいずれかを検出したときに入眠したと判定する判
   定手段とを備えることを特徴とする入眠判定装置。