(57)【要約】身体活動をモニタし、使用時に単独で身体に取り付けられるように設計された装置。本装置は、身体活動を測定する活動測定センサ、活動測定センサからデータを受け取り保存する保存処理、保存データを分析し、アドバイス情報を提供する装置、及びアドバイス情報をユーザに表示するディスプレイから構成される。
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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装置であって、
前記身体活動を測定する活動測定センサ、
前記活動測定センサからデータを受け取り該データを保存する保存手段、
前記保存データを分析し、アドバイス情報を提供する手段、及び
前記アドバイス情報をユーザに表示する手段、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記活動測定センサが圧電性加速度計又はＭＥＭＳ加速度計などの加速度計であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記モニタされる身体活動が睡眠であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記保存手段が、前記活動測定センサから受け取ったデータと共に一時的な情報も保存することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記の保存データを分析するための手段が、身体活動の情報及び一時的な情報の両方に基づいて処理を行うことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項６】
前記ユーザに提供される前記アドバイス情報に、前記睡眠の質、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含まれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記装置が更に、身体の脈拍数変動及び／または血圧の少なくとも１つを測定する少なくとも１つの追加のセンサを少なくとも１つ含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【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に記載の装置。
【請求項９】
前記装置を腕時計型に構成することができることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置がアラームを備えていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記アドバイス情報を表示する手段が液晶ディスプレイであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記装置が更に、身体がおかれている環境に関連したデータを検出するためのセンサを含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記睡眠の質が以下の式によって表される「睡眠の質指数」（ＳＱＩ）パラメータにより定義され、
【数１】
2004503282.tif 000006
式中、ｎ＝１２であり、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であることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項１４】
前記定数Ｃが５２．４２であり、前記各パラメータＰｉに関連した前記定数Ｃｉがそれぞれ−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であることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記睡眠の質が、パラメータで偏りをもたせたユーザが提供する推定値によって表されることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項１６】
前記偏りをもたせる処理に使用される前記パラメータが、床についている時間、睡眠終了時間、平均活動スコア、平均非活動スコアであることを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記装置が使用時に単独で身体に取り付けられるように設計されていることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（産業上の利用分野）
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。
【０００２】
（発明の背景）
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。
【０００３】
しかしながら、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。
【０００４】
（発明の概要）
本発明は、身体活動をモニタする装置を提供する。この装置は、身体活動を測定する活動測定センサ、活動測定センサからデータを受け取り保存する保存手段、保存データを分析し、アドバイス情報を提供する処理、及びアドバイス情報をユーザに表示するための処理から構成される。
活動測定センサは、圧電性加速度計又はＭＥＭＳ加速度計などの加速度計であっても、単純な運動センサや傾斜スイッチのようなものであってもよい。
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。
【０００５】
保存処理は、活動測定センサから受け取ったデータと共に一時的な情報も保存することがある。この場合、保存データを分析する処理は、身体活動の情報と一時的な情報の両方に基づいて処理を行い、ユーザにアドバイス情報を提供する。
ユーザに提供されるアドバイス情報は、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、睡眠の質、活動の持続期間が十分であるかどうか、非常に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測定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、一日における最短及び最長の活動時間を明らかにするために提供することができる。
【０００６】
本装置には、ユーザからの入力データを受け取る入力装置（ボタンなど）が含まれることがある。この入力データには、例えば、就寝希望時間、特定の用事で早く起きるための必要性、可能であればユーザの年齢や性別に関する情報、及びユーザが自分のエネルギーレベルをどう感じているかなどの任意の追加情報がある。
本装置には、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）を測定する、１又はそれ以上の追加のセンサが含まれることがある。この場合には、レム、遅く浅睡眠、遅く深い睡眠、又は逆説睡眠の睡眠相がモニタされることがある。本装置は腕時計型に設計することがあり、また、ユーザに日時などの追加情報を提供するように設計することもある。本装置はアラームを備えていることがある。
【０００７】
アドバイス情報を表示する処理は、例えば、液晶ディスプレイ又はプラズマディスプレイにすることができる。
身体がおかれている環境に関連したデータを検出するために、追加のセンサが含まれることがある。
睡眠の質は「睡眠の質指数」（ＳＱＩ）パラメータにより定義することができ、次の式で表わすことができる。
【０００８】
【数２】
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【０００９】
この式ではｎ＝１２であり、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。
あるいは、ユーザが提供する推定値により偏りをもたせることが可能なパラメータによって睡眠の質を表わすことがある。偏りをもたせる処理に使用われるパラメータは、床についている時間、睡眠終了時間、平均活動スコア、及び／又は平均非活動スコアであることがある。
【００１０】
（詳細な説明）
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装置を使用することができる。
心拍数センサなどの追加センサを導入した場合、本装置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。本装置は、ユーザがどの程度ストレスを受けているかを測定したり、切迫した心臓障害が起こる潜在的可能性を測定するために使用することもできる。
【００１１】
活動測定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、本装置は子供、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。活動測定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、時差ぼけを防ぐために本装置を使用することができる。
図１において、本発明による装置１は、この例では腕時計型の装置として設計されており（異なる設計も可能である）、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。
【００１２】
図４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（又は別の電力供給形態）から電力を得ている。活動測定センサ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。活動測定センサ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測定センサ１１にも、任意選択的にディスプレイ４にもデータを提供する。活動測定センサ１１に加えて、装置１は、血圧、脈拍数の変動などを測定することができる追加センサ１５、１６を含む。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。分析処理１７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。
【００１３】
分析処理１７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。
活動測定センサ１１は、睡眠の期間と種類に関する情報を分析処理１７に提供することができる。この情報には、睡眠の種類によって、睡眠の期間、中断回数、睡眠中の運動などが含まれることがある。この情報を分析処理１７によって分析し、効果的な睡眠の合計時間として分かりやすく換算し、ディスプレイ形式で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。メモリ１２に保存された数日間、数週間、又は数ヶ月間に渡るデータを使用することにより、分析処理１７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。
【００１４】
分析処理１７はモニタした睡眠を採点し、ユーザから関連情報を受け取るために、スタンフォード睡眠比率などの睡眠比率を使用することがある。比率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、床につきたいと思う状態。
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。
【００１５】
この比率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処理１７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装置が決定するために使われる。例えば、装置を装着した最初の日に、装置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、装置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、装置はその後一定の期間睡眠をモニタし、装置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、装置が意見に基づいてユーザに提供する指示に適応し、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、装置を設定することができる。
【００１６】
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したり、あるいは睡眠不足にならない時間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）分析処理１７によりアラームを鳴らすことがある。
【００１７】
追加センサ１５、１６がある場合には、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測定する場合には、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測定し、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。その他の例では、血圧センサを使用すると、分析処理は、睡眠だけに限定されない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、睡眠の種類やその質の決定に役立つことがあり、例えば、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１日、１週間、又は１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。
【００１８】
装置１が一定期間に渡るある種の「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。
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（必要量は測定されるパラメータに応じて変わることがある。あるいは手動で設定することができる）。
装置１は携帯性に優れた装置であるため、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。装置内部にダウンロード機能又は転送機能が装備されており、解析処理のためにデータを抽出することができる。
【００１９】
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、睡眠の質の測定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。
【００２０】
【数３】
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【００２１】
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。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
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。
この算法から得られる結果は、必要量を処理するという観点で集約されている。処理能力が広範囲に及ばない場合には、装置１の分析処理１７で提供される式と同様の式が提供されることがある。この場合、睡眠の質の値はユーザによって見積もられ、この推定値は、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される。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１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】本発明による装置の概略透視図である。
【図２】図１の装置の一部の機能を示した概略図である。
【図３】図１の装置に使用可能な２つのディスプレイを示した図である。
【図４】図１の装置に使用可能な２つのディスプレイを示した図である。
【図５】図１の装置に使用可能な２つのディスプレイを示した図である。
【図６】図１の装置に使用可能な２つのディスプレイを示した図である。
【図７】図１の装置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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【国際調査報告】
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