(57)【要約】身体活動をモニタする方法であり、身体活動を検出するセンサから活動検出データを受信する工程、データを分析してアドバイス情報を提供する工程、及びアドバイス情報を表示する工程を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体活動をモニタする方法であって、
前記身体活動を測定するセンサから活動測定データを受信する工程、
前記活動測定データを分析してアドバイス情報を提供する工程、ここで、該分析工程には、前記活動測定データに基づいてパラメータを決定する工程が含まれる、
これらのパラメータを組み合わせ、以下の式に従った前記活動の質の測定値を含むアドバイス情報を作成する工程、
【数１】
2004503283.tif 000006
式中、ＡＱＩは「活動の質指数」、ｎは１以上の整数、Ｃｉは定数の集合、Ｐｉはパラメータの集合であり、該パラメータは、活動持続期間、活動効率、活動潜時、活動期間、活動が中断した回数、及び平均活動スコアの群から選択される少なくとも１つである、及び
前記アドバイス情報を出力する工程、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
モニタされる前記身体活動が睡眠であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法が、前記分析工程の前に、前記活動データ及び一時的な情報を保存する段階を更に含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記分析工程が活動情報及び一時的な情報の両方に基づくことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記アドバイス情報に、前記活動の持続期間が十分であるかどうか、長期に渡る前記活動の総量が許容可能かどうかの表示、又はその他の長期の身体活動に関連したデータのうちの少なくとも１つを含む前記活動の質についての表示が更に含まれることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記アドバイス情報が、前記活動の質または活動持続期間を改善するための、同輩集団データに対する比較データ、統計分析、過去のデータ、及び解決策／製品選択のうちの少なくとも１つを更に含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記活動測定データが、身体の脈拍数変動及び／又は血圧の少なくとも１つを測定する少なくとも１つの追加のセンサから得られたデータを更に含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
レム、遅く浅い睡眠、遅く深い睡眠、又は逆説睡眠の睡眠相をモニタすることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ヒトオペレータが前記分析工程に追加データを提供することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記受信工程でのデータが、追加のセンサによって検出される前記身体が置かれている環境に関するデータを更に含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記「活動の質指数」（ＡＱＩ）の前記成分がｎ＝１２で定義され、１２個のパラメータであるＰｉがそれぞれ、床についている時間、睡眠終了時間、実睡眠時間、実睡眠（％）、睡眠効率、入眠潜時、睡眠期間、覚醒期間、平均活動スコア、平均非活動スコア、覚醒期間の平均時間、及び覚醒運動ＲＭＳであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記定数Ｃが５２．４２であり、各パラメータＰｉに関連した定数Ｃｉが、それぞれ−１．８８７、０．５７２、２．８４、−０．３５３６、０．１４０８、−０．０１８、０．１８８、−０．２４６９、−１．２１２６、−０．２２６、−０．０１１２、及び０．００１２３８であることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載された方法の前記工程を実行するための命令を備えることを特徴とする、コンピュータが読取り可能な記憶媒体。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載された方法の前記工程を実行するように構成されていることを特徴とするコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は睡眠パターンなどの身体活動を測定し、これらの機能に関するデータを分析してユーザに提供することに関する。
近年、睡眠活動などの身体機能に関する多くの研究が行われており、また、これに関して、身体機能と身体の健康や、適切な身体機能（睡眠パターンなど）を適切な期間で定期的に生じさせるために身体に必要な要素との関連性に関する分析が行われている。この研究の一環として、これらの測定や分析を補助するための装置が多数提供されている。
例えば、ＷＯ−Ａ−９７１４３５４号は、将来、睡眠異常を分析するためのデータを専門家が解析できるように、データを収集する装置とそれに伴う方法を開示している。
【０００２】
しかし、この種の装置は高い技術を持ったユーザによる操作が必要であり、その分析は専門家以外の人が解析することは難しく、また、装置は高価で信頼性に欠けることもある。更に、この種の装置は、個人個人に非常に長期に渡る過程の詳細を提供することはできない。
別のシステムでは、使い心地が悪かったり、長時間着用することができなかったり、身体の動きを制限しなくては着用できなかったりする。
本発明は、身体活動をモニタする方法を提供する。この方法は、
身体活動を測定するセンサから活動測定データを受信する工程、
活動測定データを分析してアドバイス情報を提供する工程を含む。この分析工程には、
活動測定データに基づいてパラメータを決定する工程、及び
これらのパラメータを統合し、以下の式に従って活動の質の測定値などのアドバイス情報を作成する工程が含まれる。
【０００３】
【数２】
2004503283.tif 000003
【０００４】
式中、ＡＱＩは「活動の質指数」、ｎは１より大きいの整数、Ｃｉは定数の集合、Ｐｉはパラメータの集合であり、これらのパラメータは、少なくとも１つが活動持続期間、活動効率、活動潜時、活動期間、活動が中断した回数、及び平均活動スコアの群から選択される。本方法には、アドバイス情報を出力する工程も含まれる。
モニタする身体活動は、睡眠でも、覚醒時の活動でも、その両方であってもよい。
データは、一時的な情報も含めて、分析工程の前に保存されることがある。分析工程では、活動測定情報及び一時的な情報の両方を使用することがある。
【０００５】
アドバイス情報は、活動の質についての表示を含むことがある。この表示には、例えば、活動の持続期間が十分であるかどうか、長期に渡る活動の総量が許容可能かどうかの表示、及びその他の長期の身体活動に関連したデータなどがある。本装置を一日に渡る活動を検出するように設計することがある。測定される身体活動は、実睡眠時間と同様に、覚醒回数、睡眠がどのように中断したかについての表示、眠りにつくまでにかかった時間、睡眠が中断した回数とその長さ、熟睡の度合、静止／運動の回数などがある。これらの情報の一部又はすべては、一日において最も活動性の低い時間及び最も活動性の高い時間を解明するために提供することができる。アドバイス情報には、同輩集団データに対するデータ比較、統計分析、活動の質や期間を改善するための過去のデータや解決策／製品選択が含まれることがある。
【０００６】
受信データは、身体の脈拍数変動、血圧変動、又はその他の身体活動（まぶたの運動、呼吸など）を検出する、１又はそれ以上の追加センサにより収集されることがある。この場合には、レム、遅く浅い睡眠、遅く深い睡眠、又は逆説睡眠などの睡眠相がモニタされることがある。
オペレータは分析工程に追加データを提供することができる。
本発明は睡眠パターンをモニタするための使用法について記載するが、別の身体活動のモニタに使用することもできる。例えば、毎日の活動レベルをモニタして、適性状態、食事療法時、回復期、又は安静が必要な場合に、ユーザが十分な活動を行っているかどうかを示すことにより、患者の活動レベルによって床擦れを防げるかを判断することができる。別の例では、注意欠陥症候群の子供の活動を観察するために使用することもできる。他にも多数の使用方法があり、ヒト（又はペット）の活動をモニタするために標準的な方法を使用することができる。
【０００７】
心拍数センサなどの追加センサを導入した場合、本方法は心拍数のモニタに使用することができ、邪魔な胸部のバンドを付けなくても、睡眠中に異なる睡眠相を検出するために、あるいは運動時に心拍数をモニタするために使用することができる。本方法は、ユーザがどの程度ストレスを受けているかを検出したり、切迫した心臓障害が起こる潜在的可能性を検出するために使用することもできる。　活動検出センサと組み合わせて汎地球測位システム（ＧＰＳ）を導入すれば、本方法は子供、高齢者（特にアルツハイマー病の患者）、又は場合によっては執行猶予中の犯罪者の所在及び活動を追跡するために使用することができる。活動検出センサを時計と組み合わせて使用する場合には、特定の時間差に対処する最適な睡眠習慣を提示することにより、本方法を時差ぼけを防ぐために使用することができる。
【０００８】
「活動の質指数」（ＡＱＩ）の成分はｎ＝１２で定義することができ、１２個のパラメータであるＰｉは、それぞれ床についている時間、睡眠終了時間、実睡眠時間、実睡眠（％）、睡眠効率、入眠潜時、睡眠期間、覚醒期間、平均活動スコア、平均非活動スコア、覚醒期間の平均時間、及び覚醒運動ＲＭＳである。定数Ｃは５２．４２であり、各パラメータＰｉに関連した定数Ｃｉは、それぞれ−１．８８７、０．５７２、２．０８４、−０．３５３６、０．１４０８、−０．０１８、０．１８８、−０．２４６９、−１．２１２６、−０．２２６、−０．０１１２、及び０．００１２３８である。
本発明に従って、読取り可能なコンピュータ用記憶媒体に本方法の工程を実行する命令を備えさせることができる。
【０００９】
本発明に従って、本方法の工程を実行するようにコンピュータを構成することができる。
図１において、本発明の方法のデータ収集に使用可能なシステムは、この例では、腕時計型の装置として設計されたモニタリング装置１と、ストラップ２及び構成部品を収容するハウジング３を有する。ハウジング３の外側表面に任意のディスプレイ４がある。この例では、ディスプレイ４は液晶ディスプレイである。
本システムは更に受信装置５を含むことがある。この受信装置５は、多くの場合、連結ステーションと呼ばれ、使用時にモニタリング装置１を収容し、モニタリング装置１と接続してデータを取得することができる。同様に、受信装置５は分析装置６と接続することができる。この分析装置６は、この例では適切に構成されたパーソナルコンピュータであるが、専用の装置であることもできる。この例では、受信装置５及び分析装置６は個別の装置として示しているが、必ずしも個別の装置である必要はない。分析装置６は専用のディスプレイ７を有し、任意にインターネットリンクやその他のある種の通信装置の形態を介して遠隔端末（例示していない）に接続する機能を有することがある。
【００１０】
図７において、図１の装置１は多数の内部構成部品を有する。装置１は、装置１の別の構成部品に電力を供給するバッテリ１０（又は別の電力供給）から電力を得ている。活動検出センサ１１は装置１の動作、つまり使用時に装置１を取り付けた身体の動作を検出する。活動検出センサ１１のデータは、メモリ１２に送信される。時計１３も一時的なデータをメモリ１２に提供し、必要な場合には活動検出センサ１１にも、任意にディスプレイ４にもデータを提供する。活動検出センサ１１に加えて、装置１は、血圧、脈拍数変動などを検出することができる追加センサ１５、１６を含むことがある。これらの任意の追加センサ１５、１６のデータも、メモリ１２に送信することができる。
【００１１】
上述したように、モニタリング装置１は送信機２０を介して受信装置５にデータを送信する機能を有する。この例では、ユーザがモニタリング装置１を受信装置５に接続すると、両者の接続が固定され、この固定された接続を介して送信が行われる。別の例では、モニタリング装置４が、赤外線リンクなどの無線リンクを介して受信装置５からのデータを送信及び／又は受信することがある。後者の場合、分析装置６は、定期的、連続的、あるいはユーザが要請する時に、メモリ１２のデータを要求することができる。
分析装置６は、多種多様な異なる形態の分析を行うことができる。
実行可能な分析の種類の例について、図２〜６を参考に記述する。
【００１２】
活動検出センサ１１は、睡眠の期間と種類に関する情報を分析装置６に提供することができる。分析装置６はこの情報を分析し、合計睡眠時間として分かりやすく換算し、ディスプレイ４に提供することができる。ただし、睡眠の質や「貯蔵エネルギー」の点から見た睡眠の期待値に関する追加情報が提供されることもある。数日間、数週間、又は数ヶ月間に渡ってメモリ１２に保存されたデータ、又は基本単位として追加メモリ（例示していない）に保存されたデータを使用することにより、分析装置６は蓄積された睡眠不足又は睡眠過剰を示す情報を提供することもできる。上述したように、データはユーザが要請したときに提供することができ、分かりやすい形式で提供するようにアレンジされるため、複雑な解析を必要としない。
【００１３】
分析装置６はスタンフォード睡眠スケールなどの睡眠スケールを使用することがある。このスケールは、モニタした睡眠を採点し、関連情報をユーザに提供し、ユーザがこの情報を一部の入力されている対象者に提供するために使用される。スケールは、以下のように異なる眠気レベルを定義している。
１−活動的で、元気がよく、機敏で、完全に目が覚めていると感じる状態。
２−ピークではないが高いレベルで活動できる状態。
３−リラックスしており、機敏さはやや劣るが、すぐに反応できる状態。
４−ピークではないが少しぼんやりして、気を緩めた状態。
５−疲れていて、興味を失い、元気がない状態。
６−眠気がして、床につきたい思う状態。
７−ほとんど夢を見ているような状態で、起きていることが難しい状態。
【００１４】
このスケールはユーザに示されているため、ユーザは自分がどの程度疲れを感じているかを入力することができる。例えば、ユーザは起床時にどのように感じたかをその理由と共に入力するように求められることがある。この理由は、収集データから分析装置６により提供される。
別の例では、装置を使用する最初の週にこのような入力を行うことがあり、ユーザが自分自身にとって適切な睡眠時間をとっているかどうかをシステムが決定するために使用される。例えば、装置を装着した最初の日に、システムはユーザにどの程度の睡眠を必要と考えるかを入力するように求めることがある。その後、システムはユーザの年齢及び性別の平均睡眠必要量に関する情報を提供することができる。ただし、ユーザごとに必要量が異なるため、システムはその後一定の期間睡眠をモニタし、システムのメモリに睡眠記録を作成するために、その時点だけでなく一日中に渡って、ユーザに意見を求めることがある。その後、システムが意見に基づいてユーザに提供する指示を作成し、適切な時間にユーザを起こすように、またユーザに特定の睡眠必要量を決定した場合には、睡眠バンクを使用するように、システムを構成することができる。
【００１５】
装置１はアラーム１８を備えることができる。アラームは普通の腕時計のアラームのように、単にユーザを起こすために使用することができる。ただし、適切な種類の睡眠が生じていることが検出され、ユーザを穏やかに起こすことができる場合には、（心拍数モニタと連結した）分析装置６がアラームを鳴らすことがある。
追加センサ１５、１６がある場合には、ユーザに追加情報又はより詳細で正確な情報を提供するために、センサの種類に応じて追加の分析が行われることがある。センサが、光、位置、音、気温、湿度、気圧などの身体外部のパラメータを検出する場合には、これらの情報を身体活動に関する情報と比較し、身体活動に関する情報を調整することがある。センサが別の身体活動を検出し、１又はそれ以上の筋緊張、皮膚温度、電気皮膚反応などを検出する場合には、睡眠の質についての追加の分析が提供されることがある。
【００１６】
その他の例では、血圧センサを使用すると、分析装置は、睡眠以外の一般的なレベルの健康や活動に関する追加の指示を提供することができる。脈拍数変動センサを使用すると、睡眠の種類の決定に役立つことがあり、一定期間内に許容レベルの有酸素運動が行われているかどうか、あるいは一日、一週間、又は一ヶ月単位でこれらの運動が行われているかどうかに関する追加情報を提供することができる。
システムが一定期間（一般的には７日間）に渡るある種の「睡眠バンク」の形式を提供する場合には、以下のような式を用いることにより、睡眠バンクはユーザに提供する情報を計算することができる。
【００１７】
睡眠バンク（ｉ）＝睡眠バンク（ｉ−１）＋（睡眠量（ｉ）−必要量）。式中、「睡眠バンク」は日ｉにおける余剰睡眠の累積量であり、「睡眠量」は日ｉの前夜に得られた睡眠量であり、「必要量」は必要な睡眠量である（必要量は、検出されるパラメータや保存データに応じて変わることがある。あるいは手動で構成することができる）。
分析装置６が遠隔ステーションと通信可能な場合には、より複雑な分析を行うことができる。分析装置６は専門家や広範囲なデータベースからデータを要求して入手することもでき、ユーザに追加情報を提供することができる。
本システムは更に、長期データを保存することもできる。この長期データを追跡して、治療のため、あるいは短期分析では分からない長期における傾向を解明するために、質の高い記録を提供することができる。
【００１８】
別の例では、追加の分析装置６が提供されないことがある。この場合には、受信装置（又は連結ステーション）５が分析方法を実行するように構成されることがある。受信装置５の分析レベルは、分析能力が小さいため、必然的に分析装置６より包括性に欠けると考えられるが、一方でこの装置はユーザに有用な機能を提供する。連結ステーション５は、図５に示すように、ディスプレイ３１と２つのコントロールつまみ３３、３４を有する。これにより、ユーザは装置５が実施した分析の情報を選択して表示することができる。凹部３２は、センサ装置１を相対的に正しい位置に設置し、センサに保存された情報のダウンロードを補助するために提供される。
【００１９】
センサ装置１は、使用前（就寝前）に連結ステーション５で初期化される。ユーザは、就寝時にセンサ装置１を連結ステーション５から外して腕にはめる。連結ステーション５は時計機構を内蔵するため、センサ装置１が連結ステーション５の凹部３２から外されると、自動的に「就寝時間」の情報を提供する。同様に、翌朝、センサ装置１が連結ステーション５の凹部３２に置かれると、自動的に「起床時間」が記録される。この機能により、ユーザが「睡眠記録」をつける必要性が減り、システムの使用が容易になる。
【００２０】
別の例では、モニタリング装置１は保存装置１２を含まないことがある。この場合、活動検出センサによって得られたデータは連結ステーション５に直接送信され、リアルタイムで保存される。
この例のように、より高性能な連結ステーション５を使用すると、ユーザは分析を行うためにコンピュータを持つ必要がなくなる。ただし、上述したように、実施される分析のレベルは包括性に欠けることがある。連結ステーション５は携帯性に優れた装置であるため、更なる解析やより詳細なアドバイスを得るために、定期的に（典型的には隔週で）睡眠分析の専門家のところに持って行く際に、容易に持ち運ぶことができる。連結ステーション５は、解析処理に役立つように、ダウンロード機能を内蔵している。
【００２１】
睡眠の専門家は、ユーザの睡眠パターンに関してより詳細な分析を提供すると考えられる。例えば、睡眠の質の検出値を提供するために、上述したような「睡眠の質指数」（ＳＱＩ）パラメータが提供されることがある。このＳＱＩパラメータの算法は、容易にモニタされるパラメータ、又は本発明に由来するパラメータなど、複数のパラメータに基づく。算法は以下のとおりである。
【００２２】
【数３】
2004503283.tif 000004
【００２３】
この算法は１２個のパラメータと、それらに関連する定数を使用する（つまり、ｎ＝１２である）。パラメータは以下のとおりである。
【００２４】
【表１】
2004503283.tif 000005
【００２５】
対応する定数は、５２．４２、−１．８８７、０．５７２、２．０８４、−０．３５３６、０．１４０８、−０．０１８、０．１８８、−０．２４６９、−１．２１２６、−０．２２６、−０．０１１２、及び０．００１２３８の値で定義することができる。あるいは、この算法は、個々のユーザに対応し、より正確な結果が得られるように、特別注文することができる。
【００２６】
この算法から得られる結果は、必要量を分析するという観点で集約されている。能力の分析が広範囲に及ばない場合には、分析装置６が連結ステーション５を補助しない例と同様に、簡単な式が得られる。この場合、ユーザが睡眠の質の値を見積もり、この推定値を、上記のパラメータのうち（＊を付けた）モニタされた４個のパラメータ又は由来するパラメータに基づいて修正する。この基本的な睡眠の質の解析は、予測の正確性としては劣っているが、ユーザに一日単位の有用な評価基準を提供する。
【図面の簡単な説明】
本発明の１つの例について、添付図面を参考に記述する。
【図１】本発明の方法に使用するデータを提供することができるシステムの構成部品の概略透視図である。
【図２】図１のシステムの一部の機能を示した概略図である。
【図３】図１のシステムに使用可能なディスプレイを示した図である。
【図４】図１のシステムに使用可能なディスプレイを示した図である。
【図５】図１のシステムに使用可能なディスプレイを示した図である。
【図６】図１のシステムに使用可能なディスプレイを示した図である。
【図７】図１のシステムの内部構成部品の概略図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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2004503283.tif 000015
2004503283.tif 000016
2004503283.tif 000017
2004503283.tif 000018
2004503283.tif 000019
2004503283.tif 000020
2004503283.tif 000021
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2004503283.tif 000035
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【国際調査報告】
2004503283.tif 000037
2004503283.tif 000038
2004503283.tif 000039