(57)【要約】【課題】被検体の動きを的確に把握して被検体の睡眠状態を正確に検出すること。【解決手段】睡眠状態検出システムは、被検体の動きに伴って生ずる加速度を検出するセンサユニット２と、センサユニット２により検出されたセンシング信号に基づいて被検体の睡眠状態を検出するセンタ装置１とから構成される。センタ装置１は、検出されたセンシング信号を受信する受信部１３と、受信したセンシング信号が所定の閾値を横切るか否かを判定する閾値判定部１１３と、センシング信号が当該所定の閾値を横切る回数に基づいて被検体の睡眠状態を判定する睡眠状態判定部１１４と、を具備する。【選択図】      図７
2006230791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の体表面の所定の箇所に装着されたセンサユニットと、このセンサユニットと通信可能に接続され、前記センサユニットからのセンシング信号に基づいて前記被検体の睡眠状態を検出するセンタ装置と、を具備し、
前記センサユニットは、
前記被検体の動きに伴って生ずる加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサにより取得された加速度データをセンシング信号として送信する送信部と、を具備し、
前記センタ装置は、
前記センサユニットから送信されたセンシング信号を受信する受信部と、
前記受信部を介して受信したセンシング信号が所定の閾値を横切るか否かを判定する閾値判定部と、
前記センシング信号が当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定する睡眠状態判定部と、
を具備することを特徴とする睡眠状態検出システム。
【請求項２】
前記所定の閾値は、加速度値０を中心にして＋及び−方向に所定の重力加速度値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の睡眠状態検出システム。
【請求項３】
前記睡眠状態判定部は、前記センシング信号が所定の閾値を横切るときの時間と、この直前に前記センシング信号が所定の閾値を横切ったときの時間との時間間隔を求め、この時間間隔が所定の時間間隔よりも短い場合には前記センシング信号が所定の閾値を横切る回数に含めないことを特徴とする請求項１または２に記載の睡眠状態検出システム。
【請求項４】
前記加速度センサは複数であり、前記閾値判定部は、複数の加速度センサにより検出された複数のセンシング信号のうちいずれかが所定の閾値を横切るか否かを判定し、前記睡眠状態判定部は、当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の睡眠状態検出システム。
【請求項５】
前記加速度センサは複数であり、前記閾値判定部は、複数の加速度センサにより検出された複数のセンシング信号の平均値を求め、当該平均値が所定の閾値を横切るか否かを判定し、前記睡眠状態判定部は、当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の睡眠状態検出システム。
【請求項６】
前記センサユニットは、前記センタ装置からの指令に基づいて制御されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の睡眠状態検出システム。
【請求項７】
被検体の体表面の所定の箇所に装着され、該被検体の動きに伴って生ずる加速度をセンシング信号として検出する加速度センサと、
前記加速度センサにより得られたセンシング信号が所定の閾値を横切るか否かを判定する閾値判定部と、
前記センシング信号が当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定する睡眠状態判定部と、
を具備することを特徴とする睡眠状態検出装置。
【請求項８】
前記所定の閾値は、加速度値０を中心にして＋及び−方向に所定の重力加速度値に設定されることを特徴とする請求項７に記載の睡眠状態検出装置。
【請求項９】
前記睡眠状態判定部は、前記センシング信号が所定の閾値を横切るときの時間と、この直前に前記センシング信号が所定の閾値を横切ったときの時間との時間間隔を求め、この時間間隔が所定の時間間隔よりも短い場合には前記センシング信号が所定の閾値を横切る回数に含めないことを特徴とする請求項７または８に記載の睡眠状態検出装置。
【請求項１０】
前記加速度センサは複数であり、前記閾値判定部は、複数の加速度センサにより検出された複数のセンシング信号のうちいずれかが所定の閾値を横切るか否かを判定し、前記睡眠状態判定部は、当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定することを特徴とする請求項７に記載の睡眠状態検出装置。
【請求項１１】
前記加速度センサは複数であり、前記閾値判定部は、複数の加速度センサにより検出された複数のセンシング信号の平均値を求め、当該平均値が所定の閾値を横切るか否かを判定し、前記睡眠状態判定部は、当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定することを特徴とする請求項７に記載の睡眠状態検出装置。
【請求項１２】
被検体の体表面の所定の箇所に装着され、該被検体の動きに伴って生ずる加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサにより検出されたセンシング信号を蓄積するセンシング信号蓄積部と、を備えたセンサユニットと、
前記センサユニットとは別個に設けられたセンタ装置であって、前記センシング信号蓄積部に蓄積されたセンシング信号を取り込んで、当該センシング信号が所定の閾値を横切るか否かを判定する閾値判定部と、前記センシング信号が当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定する睡眠状態判定部と、を備えたセンタ装置と、
を具備することを特徴とする睡眠状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサを用いて被検体の睡眠状態を検出する睡眠状態検出システム及び睡眠状態検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検体の睡眠状態を把握するために、被検体の体表面の所定の箇所にセンサを装着し、このセンサからの出力信号に所定の演算を行なって人体の睡眠状態を判定する装置が従来より知られている。例えば、特開平１０−２９５６４９号公報は、３軸の加速度センサにより検出された各加速度データを解析し、所定時間以上の転倒状態又は所定値以上の加速度を検知したときにこれを異常信号として無線により送信する携帯型事故監視装置を開示している。また、特開２００４−１８７９６１号公報は、被検体の額部に装着して眼球運動を計測する第１の計測手段と、該第１の計測手段と一体化されてなり、第１の計測手段への外乱の大きさの情報を計測する加速度センサ等の第２の計測手段とを備え、外乱の大きさの情報が所定の閾値を超えた場合に眼球電位の情報を修正する睡眠状態検出装置を開示している。
【特許文献１】特開平１０−２９５６４９号公報
【特許文献２】特開２００４−１８７９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した従来の技術は加速度センサを用いて人の転倒状態や睡眠状態を判定することを開示しているが、被検体の動きを的確に把握して睡眠状態を正確に検出することを目的としたものではなかった。
【０００４】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で被検体の睡眠状態を的確に把握することが可能な睡眠状態検出システム及び睡眠状態検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様は、睡眠状態検出システムであって、被検体の体表面の所定の箇所に装着されたセンサユニットと、このセンサユニットと通信可能に接続され、前記センサユニットからのセンシング信号に基づいて前記被検体の睡眠状態を検出するセンタ装置と、を具備し、前記センサユニットは、前記被検体の動きに伴って生ずる加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサにより取得された加速度データをセンシング信号として送信する送信部と、を具備し、前記センタ装置は、前記センサユニットから送信されたセンシング信号を受信する受信部と、前記受信部を介して受信したセンシング信号が所定の閾値を横切るか否かを判定する閾値判定部と、前記センシング信号が当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定する睡眠状態判定部と、を具備する。
【０００６】
また、本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記所定の閾値は、加速度値０を中心にして＋及び−方向に所定の重力加速度値に設定される。
【０００７】
また、本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記睡眠状態判定部は、前記センシング信号が所定の閾値を横切るときの時間と、この直前に前記センシング信号が所定の閾値を横切ったときの時間との時間間隔を求め、この時間間隔が所定の時間間隔よりも短い場合には前記センシング信号が所定の閾値を横切る回数に含めないこととする。
【０００８】
また、本発明の第４の態様は、第１の態様において、前記加速度センサは複数であり、前記閾値判定部は、複数の加速度センサにより検出された複数のセンシング信号のうちいずれかが所定の閾値を横切るか否かを判定し、前記睡眠状態判定部は、当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定する。
【０００９】
また、本発明の第５の態様は、第１の態様において、前記加速度センサは複数であり、前記閾値判定部は、複数の加速度センサにより検出された複数のセンシング信号の平均値を求め、当該平均値が所定の閾値を横切るか否かを判定し、前記睡眠状態判定部は、当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定する。
【００１０】
また、本発明の第６の態様は、第１〜第５のいずれか１つの態様において、前記センサユニットは、前記センタ装置からの指令に基づいて制御されるものである。
【００１１】
また、本発明の第７の態様は、睡眠状態検出装置であって、被検体の体表面の所定の箇所に装着され、該被検体の動きに伴って生ずる加速度をセンシング信号として検出する加速度センサと、前記加速度センサにより得られたセンシング信号が所定の閾値を横切るか否かを判定する閾値判定部と、前記センシング信号が当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定する睡眠状態判定部と、を具備する。
【００１２】
また、本発明の第８の態様は、第７の態様において、前記所定の閾値は、加速度値０を中心にして＋及び−方向に所定の重力加速度値に設定される。
【００１３】
また、本発明の第９の態様は、第７または第８の態様において、前記睡眠状態判定部は、前記センシング信号が所定の閾値を横切るときの時間と、この直前に前記センシング信号が所定の閾値を横切ったときの時間との時間間隔を求め、この時間間隔が所定の時間間隔よりも短い場合には前記センシング信号が所定の閾値を横切る回数に含めないこととする。
【００１４】
また、本発明の第１０の態様は、第７の態様において、前記加速度センサは複数であり、前記閾値判定部は、複数の加速度センサにより検出された複数のセンシング信号のうちいずれかが所定の閾値を横切るか否かを判定し、前記睡眠状態判定部は、当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定する。
【００１５】
また、本発明の第１１の態様は、第７の態様において、前記加速度センサは複数であり、前記閾値判定部は、複数の加速度センサにより検出された複数のセンシング信号の平均値を求め、当該平均値が所定の閾値を横切るか否かを判定し、前記睡眠状態判定部は、当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定する。
【００１６】
また、本発明の第１２の態様は、睡眠状態検出装置であって、被検体の体表面の所定の箇所に装着され、該被検体の動きに伴って生ずる加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサにより検出されたセンシング信号を蓄積するセンシング信号蓄積部と、を備えたセンサユニットと、前記センサユニットとは別個に設けられたセンタ装置であって、前記センシング信号蓄積部に蓄積されたセンシング信号を取り込んで、当該センシング信号が所定の閾値を横切るか否かを判定する閾値判定部と、前記センシング信号が当該所定の閾値を横切る回数に基づいて前記被検体の睡眠状態を判定する睡眠状態判定部と、を備えたセンタ装置と、を具備する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、センシング信号をモニタすることにより被検体の動きを的確に把握できるので、簡単な構成で被検体の睡眠状態を正確に検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる睡眠状態検出システムの概略構成を示す図である。本実施形態において「睡眠状態」とは、被検体が睡眠をとる意思で横たわっている状態を意味し、実際に睡眠中にある場合のみならず、寝つかれなくて横たわっている場合も含むものとする。
【００２０】
センサユニット２はモジュール化されており、監視対象としての被検体４の体表面の所定の箇所（ここでは胸）に装着される。装着の一例としてここではアクリル系の両面接着テープ等により接着貼付される。アクリル系両面接着テープは、被検体４の皮膚にかぶれ等の炎症が起きにくい、センサユニット２を被検体４からはがした時にセンサユニット２や被検体４の表面に接着のりが付着しにくい、接着層を薄くできるなどの利点を有する。
【００２１】
センサユニット２は後述する加速度センサを備えており、この加速度センサにより睡眠状態にある被検体４の左右方向の動きに伴って生ずる加速度を検出する。なお、被検体４の左右方向についての具体的な定義については後述する。
【００２２】
加速度センサにより取得された加速度データはセンシング信号として無線ネットワーク３を介して、医療施設や介護施設などに設置されるセンタ装置１に送信される。
【００２３】
ここで、無線ネットワーク３としては、例えばＢＴ(BlueTooth)(登録商標)等の近距離データ通信システムや、無線ＬＡＮ(Local  Area  Network)、ＰＨＳ(Personal  Handyphone  System)(登録商標)、携帯電話システム等が使用される。
【００２４】
なお、センタ装置１とセンサユニット２との間は必ずしも直接接続する必要はなく、無線中継器を介して接続するようにしてもよい。この場合、センサユニット２と無線中継器との問の無線通信方式としてはＢＴや無線ＬＡＮ等の微弱又は小電力型の方式が、一方、無線中継器とセンタ装置１との問の無線通信方式として携帯電話システム等の長距離通信が可能な方式がそれぞれ使用される。
【００２５】
センタ装置１は、アンテナ部１１と、信号分配部１２と、受信部１３と、送信部１４と、センサデータ収集処理部１５と、センサ制御部１６とから構成される。アンテナ部１１は、センサ制御部１６からの制御信号を送信する送信アンテナ機能と、センサユニット２からのセンシング信号を受信する受信アンテナ機能とを有し、この機能の切替はアンテナ部１１に接続されたサーキュレータ等の信号分配部１２により行われる。
【００２６】
受信部１３は、センサユニット２から無線ネットワーク３、アンテナ部１１を介して送信された無線信号を受信したのち復調し、この復調により得られるセンシング信号をセンサデータ収集処理部１５へ出力する。送信部１４は、センサ制御部１６から出力された制御信号を変調したのち無線信号に変換し、この無線信号をアンテナ部１１からセンサユニット２に向けて送信する。
【００２７】
センサ制御部１６は、例えばＣＰＵ(Central  Processing  Unit)やＤＳＰ(Digital  Signal  Processor)を備えたもので、センサユニット２によるセンシング開始やセンシング周期に関する指令を含む制御信号を出力する。
【００２８】
センサデータ収集処理部１５は、受信したセンシング信号が所定の閾値を横切るときを寝返りを打ったものとみなして被検体４の睡眠状態を判定する部分であるが、詳細な機能については後述する。
【００２９】
図２は、ベッド５に横たわって睡眠状態にある被検体４を示しており、被検体４の右胸にはセンサユニット２が貼付されている。被検体４は睡眠中に寝返りを打つなど身体を動かすことが考えられるが、ここでのセンサユニット２は被検体４の左右方向の動きを検出する加速度センサを備える。ここで左右方向の動きとは、図２に示すように被検体４が横たわっている状態において身体の横幅方向（身体中心線に対して左右の方向）の動きを意味するものとする。
【００３０】
図３は、睡眠状態にある被検体４の左右方向の動きにおける各姿勢と、左右方向の動きを検出する加速度センサ２５１の向きと、センサ計測値との関係を示している。図３の（Ａ）〜（Ｄ）は被検体４を矢印Ｐ（図２）の方向すなわち頭上から見たときの姿勢を示している。また、図中の＊の記号は、加速度センサ２５１の＋方向を示している。
【００３１】
図３の（Ａ）は被検体４が仰向け状態から反時計方向に９０度回転して真横になるような寝返りを打った状態、（Ｂ）は被検体４が仰向けに寝ている状態、（Ｃ）は仰向け状態から時計方向に４５度回転する寝返りを打った状態、（Ｄ）は被検体４が仰向け状態から時計方向に９０度回転して真横になるような寝返りを打った状態、を示している。
【００３２】
被検体４が図３の（Ａ）に示す姿勢にあるとき、加速度センサ２５１は垂直方向を向くが（図３の（Ｅ））、この場合、重力がそのままかかるのでセンサ計測値はプラス（＋）方向に最大の値をとる（図３の（Ｉ））。また、被検体４が図３の（Ｂ）に示す姿勢にあるとき、加速度センサ２５１は水平方向を向くが（図３の（Ｆ））、この向きは重力と直交しているのでセンサ計測値は０となる（図３の（Ｊ））。また、被検体４が図３の（Ｃ）に示す姿勢にあるとき、加速度センサ２５１は４５度傾斜した方向を向くが（図３の（Ｇ））、この場合のセンサ計測値は、垂直方向の投影成分に対応するセンサ値が得られる（図３の（Ｋ））。また、被検体４が図３の（Ｄ）に示す姿勢にあるとき、加速度センサ２５１は垂直方向を向く（図３の（Ｈ））。但し、加速度センサ２５１の＋方向は下側になる。したがって、この場合は反対方向の重力がかかるのでセンサ計測値はマイナス（−）方向に最大の値をとる（図３の（Ｌ））。
【００３３】
図４はセンサユニット２の概略構成を示しており、アンテナ部２１と、センシング信号送信部２２と、センサ駆動信号受信部２３と、センサ駆動制御部２４と、センサ本体２５と、バッテリ２６とを備えている。図５は、図４に示すセンサユニット２のセンサ本体２５とセンサ駆動制御部２４の構成を示し、図６は、図４に示すセンサユニット２のセンシング信号送信部２２とセンサ駆動信号受信部２３の構成を示している。
【００３４】
図５に示すように、センサ本体２５は被検体４の左右方向の動きを検出する加速度センサ２５１から構成される。また、センサ駆動制御部２４は、中央処理装置（ＣＰＵ）２４３と、記憶部２４２と、クロック信号発生部２４５と、ＡＤ変換部２４１と、サーバ・プログラミング・インターフェース（ＳＰＩ）２４４とを備えている。
【００３５】
クロック信号発生部２４５は、ＣＰＵ２４３のクロック制御信号に基づいて所定周期のクロック信号を発生する。記憶部２４２は、ＣＰＵ２４３により実行されるプログラムを記憶している。ＣＰＵ２４３は、センサ本体２５の加速度センサ２５１を始めとして、図４のセンシング信号送信部２２、センサ駆動信号受信部２３を駆動制御するもので、上述したセンタ装置１から送られてくるセンシング開始やセンシング周期等の指令の内容を図示せぬメモリに記憶する。そして、以後この保存された指令と記憶部２４２に記憶された設定データに基づいてクロック制御信号を生成してクロック信号発生部２４５に出力する。クロック信号発生部２４５より発生されるクロック信号により、駆動信号として、センシング開始及びセンシング周期に関する信号を生成する。
【００３６】
ＡＤ変換部２４１は、ＣＰＵ２４３からの制御信号により駆動される加速度センサ２１１からの検出データをデジタル信号に変換するもので、ＣＰＵ２４３よりＳＰＩ２４４を介してセンシング信号として出力する。
【００３７】
なお、ＣＰＵ２４３から加速度センサ２５１に供給する駆動信号としてはスタンバイ信号が用いられる。加速度センサ２５１は、スタンバイ信号が“Ｈ”レベルになるとセンシングを行う動作状態となり、”Ｌ“レベルになると非動作状態、つまり電力消費量の少ないスタンバイ状態となる。
【００３８】
バッテリ２６は、例えばボタン型リチウム電池からなるもので、このバッテリ２６から発生するＤＣ電圧を、センサ本体２５、センサ駆動制御部２４、センシング信号送信部２２およびセンサ駆動信号受信部２３に駆動電源として供給するようになっている。
【００３９】
また、図６に示すように、センシング信号送信部２２は、ＳＰＩ２２１と、デジタル信号制御部２２２と、信号変調部２２３と、混合部２２４と、電力増幅部２２５と、送受信信号分配部２２６とを備えている。また、センサ駆動信号受信部２３は、水晶発振器２３２と、位相安定化回路２３４と、電圧制御形発振器２３６と、低雑音増幅部２３８と、混合部２３７と、信号復調部２３５と、デジタル信号制御部２３３と、ＳＰＩ２３１とを備えている。
【００４０】
センシング信号送信部２２は、センサ駆動制御部２４からのセンシング信号をＳＰＩ２２１を介してデジタル信号制御部２２２に取り込み、さらに信号変調部２２３でデジタル変調、例えばＱＰＳＫ（Quadrature  Phase  Shift  Keying）変調し、混合部２２４を介して所定のフォーマットに変換してセンシングデータを作成し、この作成されたセンシングデータを電力増幅部２２５で電力増幅し、送受信信号分配部２２６よりアンテナ部２１を介して、センタ装置１に向け送信させる。
【００４１】
一方、センサ駆動信号受信部２３は、センタ装置１から送られた無線信号をアンテナ部２１で受信すると、送受信信号分配部２２６、低雑音増幅部２３８を介して混合部２３７に取り込む。ここで無線信号を電圧制御形発振器２３６の出力と混合した所定周波数に変換した後、信号復調部２３５でデジタル復調し、このデジタル復調により得られた制御信号をデジタル信号制御部２３３よりＳＰＩ２３１を介してセンサ駆動制御部２４に供給する。
【００４２】
図７は、センタ装置１において、特にセンサデータ収集処理部１５の構成を示す図であり、加速度データ記憶部１１１と、データ平均化処理部１１２と、閾値判定部１１３と、睡眠状態判定部１１４とから構成される。
【００４３】
以下に、センサデータ収集処理部１５の動作を図８のフローチャートを参照して説明する。ここでは、被検体４の睡眠状態を検出することが目的なので、センタ装置１は、被検体４が睡眠状態に入ったときから覚醒に至るまでの間、センサユニット２からのセンシング信号を継続して受信するものとする。
【００４４】
まず、被検体４の寝返りの回数を表わす変数Ｎに０を代入する（ステップＳ１）。次に、受信部１３から加速度データとしてのセンシング信号を受信したならば（ステップＳ２）、この加速度データを加速度データ記憶部１１１にいったん記憶する（ステップＳ３）。
【００４５】
次に、記憶されている加速度データを適宜読み出し、データ平均化処理部１１２において移動平均などの手法によりデータの平均化を行う（ステップＳ４）。なお、ここでの平均化処理は不要な成分を除外するために行われるものであり、睡眠状態の検出に必須の処理ではない。
【００４６】
次に、平均化された加速度データの値が所定の閾値を横切るか否かを閾値判定部１１３で判定する（ステップＳ５）。ここで、所定の閾値を横切る場合とは、当該閾値よりも小さい値の加速度データが閾値よりも大きくなって所定の閾値を横切るときと、当該閾値よりも大きい値の加速度データが閾値よりも小さくなって所定の閾値を横切るとき、の両方の場合を含むものとする。ステップＳ５の判断がＹＥＳの場合、睡眠状態判定部１１４は、当該加速度データの値が所定の閾値を横切るときの時間と、この直前に加速度データの値が閾値を横切ったときの時間との時間間隔を求め、この時間間隔が所定の時間間隔よりも短いか否かを判断する（ステップＳ６）。ここでの判断がＮＯの場合にはＮを１インクリメントして（ステップＳ７）、ステップＳ２に戻る。
【００４７】
また、ステップＳ５での判断結果がＮＯあるいはステップＳ６における判断結果がＹＥＳの場合には直ちにステップＳ２に戻る。以降、ステップＳ２からＳ７までの処理を加速度データの受信を終了するまで繰り返して行い、この間に加速データの値が閾値を横切る回数を睡眠状態判定部１１４でカウントする。そして、加速データの値が閾値を横切るときを被検体４が寝返りを打ったものとみなして、そのときのカウント値に基づいて被検体４の睡眠状態を判定する。睡眠状態判定部１１４では、例えば寝返りの回数が多い場合に被験者４の睡眠状態が良くないと判定することができる。
【００４８】
また、ステップＳ６において、加速度データの値が閾値を横切るときの時間間隔が短い場合には寝返りの回数に含めないようにしているが、これは、通常の睡眠状態ならば加速度データの値が短時間に頻繁に閾値を横切ることはほとんどなく、もしこのような事態が起こった場合には検出の正確さを維持するために寝返りとはみなさないようにするためである。なお、上記時間間隔は例えば１０秒程度とする。
【００４９】
図９は、被検体４が睡眠状態に入ったときから覚醒に至るまでの被検体４の左右方向の動きに伴う加速度データをグラフに表した図である。縦軸は右胸の加速度センサの加速度（ｃｍ／ｓ2）、横軸は時間（任意目盛）である。ここで、例えば重力加速度９８０ｃｍ／ｓ2×０．６＝５８８ｃｍ／ｓ2を＋方向及び−方向の閾値ｍ、−ｍとすると、加速度データの値は、点Ｅ，Ｆで＋方向の閾値ｍを横切っており、点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで−方向の閾値−ｍを横切っていることがわかる。睡眠状態判定部１１４は、上記の手順で加速度データが閾値ｍ、−ｍを横切る点Ａ〜Ｆをカウントすることにより被検体４が寝返りを打った回数を的確に把握することができ、ひいては被検体の睡眠状態を正確に検出することができる。
【００５０】
なお、５８８ｃｍ／ｓ2の値は一例であり、被検体により、また計測時間帯などにより変わることもある。
【００５１】
（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態に係るセンサデータ収集処理部１５の動作を説明するためのフローチャートである。第２実施形態では、被検体４の右胸と左胸にそれぞれ左右方向のセンサユニット２を取り付けて計測を行うこととする。ここでは各加速度センサ２５１から得られる加速データをそれぞれ加速度データＡ，Ｂとする。まず、寝返りの回数を示す変数Ｎに０を代入する（ステップＳ１０）。その後、図８のステップＳ２〜Ｓ４と同様の手順によって、平均化された加速度データＡを取得する（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。同様にして、平均化された加速度データＢを取得する（ステップＳ１４〜Ｓ１６）。
【００５２】
次に、閾値判定部１１３は、平均化された加速度データＡの値と平均化された加速度データＢの値のうち、大きい方の値を選択し（ステップＳ１７）、選択された加速度データの値が所定の閾値を横切るかどうかを判定する（ステップＳ１８）。ここでＹＥＳの場合には、睡眠状態判定部１１４は、選択された加速度データの値が所定の閾値を横切るときの時間と、この直前に選択された加速度データの値が所定の閾値を横切ったときの時間との時間間隔を求め、この時間間隔が所定の時間間隔よりも短いか否かを判断する（ステップＳ１９）。ここでの判断がＮＯの場合にはＮを１インクリメントして（ステップＳ２０）、ステップＳ１１、Ｓ１４に戻る。また、ステップＳ１８での判断結果がＮＯあるいはステップＳ１９における判断結果がＹＥＳの場合には直ちにステップＳ１１、Ｓ１４に戻る。以降、ステップＳ１１からＳ２０までの処理を加速度データの受信を終了するまで繰り返して行い、この間に加速度データの値が所定の閾値を横切る回数を睡眠状態判定部１１４でカウントする。
【００５３】
図１１は、右胸部の加速度センサの加速度データ（図１１（Ａ））と、左胸部の加速度センサの加速度データ（図１１（Ｂ））とを比較して示す図である。図１１（Ａ）では、点Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆにおいて加速度データの値が閾値ｍ、−ｍを横切っているが、図１１（Ｂ）では、点Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆのみにおいて加速度データの値が閾値ｍ、−ｍを横切っている。したがって、この場合、左胸部の加速度センサのみの加速度データを使用したとすると点Ａ，Ｂについては検出できないことになる。そこで本実施形態では左右の胸部の加速度センサの加速度データを使用することにより、検出のもれをなくして検出精度を高めている。
【００５４】
上記した第２実施形態によれば、右胸と左胸に関する２種類の加速度データに基づいて加速度データの値が所定の閾値を横切るかどうかを判定するので、仮にいずれか一方の加速データだけでは所定の閾値を横切ることが検出できない場合であっても残りの加速度データにより検出できることになり、被検体の睡眠状態をより的確に検出することが可能になる。
【００５５】
（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態に係るセンサデータ収集処理部１５の動作を説明するためのフローチャートである。第３実施形態では、第２実施形態と同様に、被検体４の右胸と左胸にそれぞれ左右方向のセンサユニット２を取り付けて計測を行うが、平均化された２種類の加速度データを取得した後の処理が異なっている。各加速度センサ２５１から得られる加速度データをそれぞれ加速度データＡ，Ｂとする。まず、寝返りの回数を示す変数Ｎに０を代入する（ステップＳ３０）。その後、図８のステップＳ２〜Ｓ４と同様の手順によって、平均化された加速度データＡを取得する（ステップＳ３１〜Ｓ３３）。同様にして、平均化された加速度データＢを取得する（ステップＳ３４〜Ｓ３６）。
【００５６】
次に、閾値判定部１１３は、平均化された加速度データＡの値と平均化された加速度データＢの値の平均値を算出し（ステップＳ３７）、算出された平均値が所定の閾値を横切るかどうかを判断する（ステップＳ３８）。ここでＹＥＳの場合、睡眠状態判定部１１４は、算出された平均値の値が所定の閾値を横切るときの時間と、この直前に算出された平均値の値が所定の閾値を横切ったときの時間との時間間隔を求め、この時間間隔が所定の時間間隔よりも短いか否かを判断する（ステップＳ３９）。ここでの判断がＮＯの場合にはＮを１インクリメントして（ステップＳ４０）、ステップＳ３１、Ｓ３４に戻る。また、ステップＳ３８での判断結果がＮＯあるいはステップＳ３９における判断結果がＹＥＳの場合には直ちにステップＳ３１、Ｓ３４に戻る。以降、ステップＳ３１からＳ４０までの処理を加速度データの受信を終了するまで繰り返して行い、この間に当該平均値の値が所定の閾値を横切る回数を睡眠状態判定部１１４でカウントする。
【００５７】
図１３は、左胸の加速度センサの加速度データの値（図１１（Ａ））と、右胸の加速度センサの加速度データの値（図１１（Ｂ））の平均値の変化をグラフに表わした図である。図１３からわかるように、平均値は点Ｅ、Ｆにおいて＋方向の閾値ｍを横切っており、点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて−方向の閾値−ｍを横切っている。したがって睡眠状態判定部１１４は、点Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆにおいて被検体４が寝返りを打ったものとみなして睡眠状態を判定することができる。
【００５８】
上記した第３実施形態によれば、右胸と左胸に関する２種類の加速度データの平均値をとり、この平均値が所定の閾値を横切るかどうかにより寝返りを判定している。したがって、仮にいずれか一方の加速度データの値が小さい場合であっても、残りの加速度データがある程度大きければそれらの平均値は閾値を横切ることになり、被検体４が寝返りを打つタイミングをより正確に検出することができ、ひいては、被検体の睡眠状態をより的確に検出することが可能になる。
【００５９】
なお、上記の第１〜第３実施形態では、被検体４の左右の動きを検出する１軸の加速度センサを１個あるいは２個に用いた実施形態を説明したが、これに限定されず、被検体４の左右及び前後方向の動きを検出する２軸の加速度センサや被検体４の上下、左右、前後方向の動きを検出する３軸の加速度センサを用いてもよい。
【００６０】
（第４実施形態）
第１〜第３実施形態では、センシング開始のタイミングやセンシング周期はセンタ装置１からの指令により与えられたが、このような方法に限定されることはない。図１４は、センシング開始のタイミングやセンシング周期に関する設定機能をセンサユニット２内のセンサ駆動制御部２４に設けた場合の実施形態を示している。この場合、センサ本体２５内の加速度センサは、センサ駆動制御部２４からの指令に従って、センシング動作を開始し、検出された加速度データはセンシング信号としてアンテナ部２１を介してセンタ装置１に送信される。このような構成によれば、センサユニット２内部のセンサ駆動信号受信部を省略することができる。さらに、センタ装置１内部の信号分配部１２、送信部１４、センサ制御部１６を省略することができる。
【００６１】
図１５は、本発明の第４実施形態の変形例の構成である。ここでは、センサ駆動制御部２４からの指定に基づいて加速度センサにより検出された加速度データはセンシングデータとしてセンシング信号蓄積部２７にいったん蓄積される。その後、センシングデータは記録媒体等に格納されてセンタ装置１に届けられる。このような構成によれば、センサユニット２内部のセンシング信号送信部及びセンサ駆動信号受信部を省略することができる。さらに、センタ装置１内部のアンテナ部１１、信号分配部１２、受信部１３、送信部１４、センサ制御部１６を省略することができる。
【００６２】
なお、上記した第１〜第４実施形態では、加速度センサにより検出されたセンシング信号を通信回線を介してセンタ装置に送信し、該センタ装置において、当該センシング信号に基づいて被検体の睡眠状態を検出するようにしたが、必ずしも通信回線を介した構成に限定されることはない。すなわち、被検体４からセンシング信号を取得する機能と、当該センシング信号に基づいて被検体４の睡眠状態を判定する機能とが睡眠状態検出装置として１つの筐体に収納されていてもよいし、２つの筐体に別々に収納されていてもよいことは勿論である。
【００６３】
その他、センタ装置１及びセンサユニット２の構成、センシング対象物の種類等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。要するに本発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００６４】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる睡眠状態検出システムの概略構成を示す図である。
【図２】ベッド５に横たわって睡眠状態にある被検体４のようすを示している。
【図３】睡眠状態にある被検体４の左右方向の動きにおける各姿勢と、左右方向の動きを検出する加速度センサ２５１の向きと、センサ計測値との関係を示す図である。
【図４】センサユニット２の概略構成を示す図である。
【図５】図４に示すセンサユニット２におけるセンタ本体２５とセンサ駆動制御部２４の概略構成を示す図である。
【図６】図４に示すセンサユニット２におけるセンシング信号送信部２２とセンサ駆動信号受信部２３の概略構成を示す図である。
【図７】センタ装置１において、特にセンサデータ収集処理部１５の構成を示す図である。
【図８】センサデータ収集処理部１５の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】被検体４が睡眠状態に入ったときから覚醒に至るまでの被検体４の左右方向の動きに伴う加速度データをグラフに表した図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るセンサデータ収集処理部１５の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】右胸部の加速度センサの加速度データ（図１１（Ａ））と、左胸部の加速度センサの加速度データ（図１１（Ｂ））とを比較して示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るセンサデータ収集処理部１５の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】左胸の加速度センサの加速度データの値と、右胸の加速度センサの加速度データの値の平均値の変化をグラフに表わした図である。
【図１４】本発明の第４実施形態として、センシング開始のタイミングやセンシング周期に関する設定機能をセンサユニット２内のセンサ駆動制御部２４に設けた場合の実施形態を示す図である。
【図１５】本発明の第４実施形態の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  センタ装置
２  センサユニット
３  無線ネットワーク
４  被検体
５  ベッド
１１  アンテナ部
１２  信号分配器
１３  受信部
１４  送信部
１５  センサデータ収集処理部
１６  センサ制御部
２１  アンテナ部
２２  センシング信号送信部、
２３  センサ駆動信号受信部
２４  センサ駆動制御部
２５  センサ本体
２６  バッテリ
１１１  加速度データ記憶部
１１２  データ平均化処理部
１１３  閾値判定部
１１４  睡眠状態判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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