(57)【要約】【課題】被験者の生体状態の移行傾向を判定する【解決手段】生態状態判定装置１は、搭乗者の脳波を計測する脳波計測装置２と、刺激を発生する刺激発生装置３と、脳波計測装置２及び刺激発生装置３を制御するＥＣＵ４とを備えている。そして、ＥＣＵ４は、刺激発生装置３から刺激を発生させるとともに、脳波計測装置２で計測した搭乗者の脳波を取得することで、覚醒時の搭乗者の生体状態の移行傾向として、搭乗者が覚醒維持状態と睡眠突入状態の何れであるかを判定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
覚醒状態が維持される覚醒維持状態のときに現れる刺激に対する脳波反応の第１指標と、睡眠状態に移行する睡眠突入状態のときに現れる刺激に対する脳波反応の第２指標とに基づいて、覚醒時における被験者の生体状態の移行傾向を判定することを特徴とする請求項１に記載の生体状態判定装置。
【請求項２】
前記第１指標は、刺激に注意を向けた場合に現れる脳波反応であり、
前記第２指標は、刺激に注意を向けない場合に現れる脳波反応であることを特徴とする請求項１に記載の生体状態判定装置。
【請求項３】
被験者に刺激を与える刺激発生部と、
前記被験者の脳波を計測する脳波計測部と、
前記刺激発生部から刺激を与えたときに前記脳波計測部が計測した脳波から、覚醒状態が維持される覚醒維持状態のときに現れる前記刺激に対する脳波反応の第１指標、又は、睡眠状態に移行する睡眠突入状態のときに現れる前記刺激に対する脳波反応の第２指標を検出する脳波反応検出部と、
前記脳波反応検出部で検出された脳波反応の指標に基づいて、前記被験者の生体状態の移行傾向を判定する移行傾向判定手段と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の生体状態判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の生体状態の移行傾向を判定する生体状態判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、運転者に、リファレンス用の第１刺激を与えた皮膚電位反応と状態推定用の第２刺激を与えた皮膚電位反応とを比較し、これらの皮膚電位反応の相対値の大きさに基づいて、運転者の覚醒度を判定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１７６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された技術は、第１刺激を与えた皮膚電位反応に対する第２刺激を与えた皮膚電位反応の相対値に応じて運転者の覚醒度を判定するものであるため、生体状態の移行傾向、すなわち、今後も覚醒状態が維持されるのか、睡眠状態に移行していくのか、までは判定することができなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、被験者の生体状態の移行傾向を判定することができる生体状態判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、覚醒している被験者に刺激を与えると、覚醒状態が維持される覚醒維持状態時には、この刺激に対する脳波反応から刺激に注意を向けた場合に現れる脳波反応の第１指標が観察され、睡眠状態に突入する睡眠突入状態時には、この刺激に対する脳波反応から刺激を聞き流して注意を向けなかった場合に現れる脳波反応の第２指標が観察されるとの知見に至った。
【０００７】
そこで、本発明に係る生体状態判定装置は、この知見に鑑み、覚醒状態が維持される覚醒維持状態のときに現れる刺激に対する脳波反応の第１指標と、睡眠状態に移行する睡眠突入状態のときに現れる刺激に対する脳波反応の第２指標とに基づいて、覚醒時における被験者の生体状態の移行傾向を判定することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る生体状態判定装置によれば、覚醒時の被験者に刺激を与えた場合に、脳波反応の第１指標と第２指標の何れが現れるかによって、被験者の覚醒状態が維持されるのか被験者が睡眠状態に移行するのかの、被験者の生体状態の移行傾向を判定することができる。
【０００９】
この場合、第１指標は、刺激に注意を向けた場合に現れる脳波反応であり、第２指標は、刺激に注意を向けない場合に現れる脳波反応であることが好ましい。このように、刺激に対して注意を向けた場合に現れる脳波反応の指標を、覚醒維持状態のときに現れる脳波反応の第１指標とし、刺激に注意を向けない場合に現れる脳波反応の指標を、睡眠突入状態のときに現れる脳波反応の第２指標とすることで、適切に生体状態の移行傾向を判定することができる。
【００１０】
また、本発明に係る生態状態判定装置は、被験者に刺激を与える刺激発生部と、被験者の脳波を計測する脳波計測部と、刺激発生部から刺激を与えたときに脳波計測部が計測した脳波から、覚醒状態が維持される覚醒維持状態のときに現れる刺激に対する脳波反応の第１指標、又は、睡眠状態に移行する睡眠突入状態のときに現れる刺激に対する脳波反応の第２指標を検出する脳波反応検出部と、脳波反応検出部で検出された脳波反応の指標に基づいて、被験者の生体状態の移行傾向を判定する移行傾向判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る生体状態判定装置では、刺激発生部が被験者に刺激を与え、脳波計測部がこの刺激に対する被験者の脳波を計測し、脳波反応検出部が脳波計測部により計測された脳波から第１指標と第２指標の何れかを検出する。このとき、被験者の覚醒状態が維持される場合は、刺激に対する脳波反応から第１指標が現れ、被験者が睡眠状態に移行する場合は、刺激に対する脳波反応から第２指標が現れる。このため、移行傾向判定手段は、脳波反応検出が第１指標と第２指標の何れを検出したかを判定することにより、被験者の生体状態の移行傾向を判定することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被験者の生体状態の移行傾向を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】睡眠深度と生体状態との関係を例示した図である。
【図２】覚醒維持状態での脳波を示している。
【図３】睡眠突入状態での脳波を示している。
【図４】本実施形態に係る生体状態判定装置の概略構成を示した図である。
【図５】ＥＣＵの処理動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る生体状態判定装置の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態は、本発明に係る生体状態判定装置を、覚醒している搭乗者の生体状態の移行傾向を判定する生体状態判定装置に適用したものである。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。
【００１５】
まず、本実施形態に係る生体状態判定装置を説明する前に、生体状態の移行傾向を判定する考え方について説明する。
【００１６】
図１は、睡眠深度と生体状態との関係を例示した図である。図１に示すように、搭乗者の生体状態は時間と共に変化し、破線Ａのように覚醒状態が維持する場合や、破線Ｂのように覚醒状態から睡眠状態に突入する場合がある。なお、破線Ａのように、今後も覚醒状態が維持する移行傾向を覚醒維持状態と称し、破線Ｂのように、覚醒状態から睡眠状態に突入する生態状態の移行傾向を睡眠突入状態と称する。
【００１７】
そこで、本発明者らは、覚醒時の搭乗者に刺激を与えたところ、搭乗者が覚醒状態を維持する睡眠維持状態の場合と、搭乗者が睡眠に突入する睡眠突入状態の場合とでは、その脳波反応に違いが生じることが分かった。
【００１８】
図２は、覚醒維持状態での脳波を示しており、図３は、睡眠突入状態での脳波を示している。図２及び図３では、音刺激を与えてから所定時間経過するまでの脳波を示しており、横軸に、刺激を発生（提示）してからの時間（ｓｅｃ）を示し、縦軸に、脳波計測装置が計測した脳波の出力（μＶ）を示す。なお、横軸の刺激を発生してからの時間は、通常、潜時と称される。図２及び図３に示すように、脳波は、脳波計測装置により、人の頭部に発生する僅かな電位差を計測したものであり、自発的に発生するものと、刺激に対して誘発されるものがある。そして、後者の刺激に対して誘発される脳波が、刺激効果を示す脳波指標となる。このため、脳波指標の潜時や振幅を計測することで、刺激効果を評価することができる。
【００１９】
脳波指標は、そのピーク（頂点）の極性と、刺激を与えてからピークが現れるまでの潜時との組合せで表される。例えば、Ｐ３００は、潜時３００ｍｓｅｃ付近で観測される陽性（Positive）方向の脳波指標を示し、N３５０は、潜時３５０ｍｓｅｃ付近で観測される陰性（Negative）方向の脳波指標を示す。なお、脳波をグラフで表す際は、一般的に、陽性（Positive）が下向き、陰性（Negative）が上向きとなっており、Ｐ成分は刺激に対する判断を示し、Ｎ成分は刺激に対する単純反応を示していると考えられている。
【００２０】
図２及び図３を比較すると分かるように、覚醒維持状態では、Ｐ３００の指標が現れ、睡眠突入状態では、Ｎ３５０の指標が現れる。
【００２１】
指標Ｐ３００は、音刺激に対して注意を向けた場合に現れる脳波反応である。すなわち、覚醒維持状態では、意識がハッキリしており、音刺激に対して意識的に注意が向けられるため、覚醒維持状態のときに音刺激が与えられると、脳波反応からＰ３００の指標が現れる。そこで、この脳波反応の指標Ｐ３００を、覚醒維持状態のときに現れる脳波反応の指標とする。
【００２２】
一方、指標Ｎ３５０は、音刺激に注意を向けない場合に現れる脳波反応である。すなわち睡眠突入状態では、意識レベルが下がり（意識が朦朧として）音刺激を明確に認識することができないため、音刺激を聞き流して注意を向けなくなる。しかしながら、睡眠突入状態であっても、音刺激に対して脳波が誘発されるため、睡眠突入状態のときに音刺激が与えられると、脳波反応からＮ３５０の指標が現れる。そこで、この脳波反応の指標Ｎ３５０を、睡眠突入状態のときに現れる脳波反応の指標とする。
【００２３】
そして、本実施形態では、以上のような考え方に基づき、刺激に対する脳波反応から指標Ｐ３００及び指標Ｎ３５０の何れが現れるのかを判定することで、覚醒している搭乗者の生体状態が覚醒維持状態と睡眠突入状態の何れであるのかを判定する。
【００２４】
図４は、本実施形態に係る生体状態判定装置の概略構成を示した図である。図４に示すように、本実施形態に係る生体状態判定装置１は、脳波計測装置２と、刺激発生装置３と、ＥＣＵ４と、により構成される。
【００２５】
脳波計測装置２は、搭乗者の頭部に発生する僅かな電位差（数１０μV程度）を計測して、搭乗者の脳波を計測する装置である。そして、脳波計測装置２は、脳波を計測すると、この脳波をＥＣＵ４に送信する。
【００２６】
刺激発生装置３は、ＥＣＵ４の制御に基づいて刺激を発生する装置である。なお、本実施形態では、刺激発生装置３は、音刺激を発生するものとして説明するが、電流、風、匂い、光など、搭乗者に刺激を与えることができれば、如何なる刺激を発生させてもよい。
【００２７】
ＥＣＵ４は、脳波計測装置２及び刺激発生装置３と電気的に接続されており、刺激発生装置３から刺激を発生させるとともに、脳波計測装置２で計測した搭乗者の脳波を取得することで、覚醒時の搭乗者の生体状態の移行傾向として、覚醒維持状態と睡眠突入状態の何れであるかを判定するものである。
【００２８】
次に、図５を参照して、本実施形態に係る生体状態判定装置１の処理動作について説明する。図５は、ＥＣＵの処理動作を示すフローチャートである。
【００２９】
図５に示すように、まず、ＥＣＵ４は、脳波計測装置２を制御して、搭乗者の脳波を計測する（ステップＳ１）。
【００３０】
次に、ＥＣＵ４は、刺激発生装置３を制御して、搭乗者が覚醒しているときに音刺激を発生させる（ステップＳ２）。なお、ステップＳ２において刺激発生装置３から音刺激を発生させているときも、脳波計測装置２は搭乗者の脳波を計測し続けている。
【００３１】
次に、ＥＣＵ４は、ステップＳ１において脳波計測装置が計測した脳波から、ステップＳ２において刺激発生装置３が発生した音刺激に対する脳波反応を検出する（ステップＳ３）。すなわち、ステップＳ３では、音刺激に対して現れる指標Ｐ３００又は指標Ｎ３５０の脳波反応を検出する。
【００３２】
次に、ＥＣＵ４は、ステップＳ３で検出した脳波反応が、指標Ｐ３００及び指標Ｎ３５０の何れであるかを判定する（ステップＳ４）。そして、ステップＳ３で検出した脳波反応が指標Ｐ３００であると判定すると、ＥＣＵ４は、搭乗者が覚醒維持状態である判定する（ステップＳ５）。一方、ステップＳ３で検出した脳波反応が指標Ｎ３５０であると判定すると、ＥＣＵ４は、搭乗者が睡眠突入状態である判定する（ステップＳ６）。
【００３３】
そして、ＥＣＵ４は、このようにして搭乗者の生体状態の移行傾向を判定すると、覚醒維持状態であるのか睡眠突入状態であるのかによって、様々な制御を行う。例えば、搭乗者である運転者が睡眠突入状態であると判定すると、アラーム音などを与えて運転者を覚醒させる覚醒制御を行い、助手席搭乗者や後席搭乗者が睡眠突入状態であると判定すると、温度調節や音楽のボリュームを下げるなど仮眠を促進させるための仮眠促進制御を行う。
【００３４】
このように、第１の実施形態に係る生体状態判定装置１によれば、覚醒時の被験者に刺激を与えた場合に、脳波反応の第１指標と第２指標の何れが現れるかを判定することで、被験者が覚醒維持状態と睡眠突入状態の何れの状態であるのかを判定することができる。
【００３５】
そして、音刺激に対して注意を向けた場合に現れる脳波反応の指標Ｐ３００を、覚醒維持状態のときに現れる脳波反応の指標とし、音刺激に注意を向けない場合に現れる脳波反応の指標Ｎ３５０を、睡眠突入状態のときに現れる脳波反応の指標とすることで、適切に生体状態の移行傾向を判定することができる。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、搭乗者の睡眠状態を制御するものとして説明したが、睡眠状態の制御対象者は、車両に搭乗する者であれば誰であってもよく、運転者、助手席搭乗者、後席搭乗者などであってもよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、車両に搭乗する搭乗者の生体状態の移行状態を判定するものとして説明したが、例えば、睡眠室における睡眠用や医療施設における医療用などの様々な分野において、被験者の生体状態の移行状態を判定するものとしてもよい。例えば、被験者が入眠しない場合に、生体状態判定装置１で被験者の生体状態の移行傾向を判定することで、被験者が眠たくないのか眠いのに寝られないのかを判定することができる。そして、睡眠突入状態であると判定すると、虫の羽音や照明の灯りなどが入眠を阻害していると考えられるため、睡眠環境の改善を行うことで被験者を快適に入眠させることができる。一方、覚醒維持状態であると判定すると、温熱刺激などを与えることで被験者を入眠させることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…生体状態判定装置、２…脳波計測装置、３…刺激発生装置、４…ＥＣＵ。
【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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