夜間頻尿改善を目指す
就寝時刻設定アプリケーションの開発

福井大学 学術研究院医学系部門
泌尿器科学
医員 奥村 悦久
2023年 9月 7日1

夜間頻尿とは• 夜中に1回以上排尿のために目覚めることをいう。
• 下部尿路症状の中で最も生活に支障をきたす症状で、日本では約4500万人いると推定されている。 出典 Homma, Y., et al, Urology, 2006
• 夜間に何度もトイレで起きることで睡眠の質は低下しQ O Lを大きく損なう。
• 高齢者においては、転倒や死亡率の上昇と有意に相関する。

出典 Pesonen, J.S., et al, J Urol, 20202

夜間頻尿の原因

出典 夜間頻尿診療ガイドライン. 20203

夜間頻尿と睡眠障害• 夜間頻尿と睡眠障害は双方向性の関係

出典 夜間頻尿診療ガイドライン. 2020

出典 Araujo. J Urol. 20144

睡眠障害における夜間頻尿•••

米国一般成人8937人における睡眠習慣の電話調査。
あらゆる年代において夜間頻尿は最も多い原因であった。
睡眠障害の割合は年齢と共に上昇した。
年代別睡眠障害の原因

出典 Ancoli-Israel. Sleep Med Rev. 20115

夜間頻尿における睡眠障害••

対象：2015.4-2019.5に下部尿路症状を主訴に当科を受診された1018名
方法：国際前立腺症状スコア（IPSS）と当科で独自に作成した睡眠の質を５段階で評価するスコア（Quality of sleep score; QOSS）を用いて、高度夜間頻尿（3回以上）と下部尿路症状・QOSSとの関連を検討した。
IPSS
質問1

まだ尿が残っている感じがありまし たか

質問2

この1ヶ月の間に、尿をしてから2時間以内にもう一度しなくてはならないことがありましたか

質問3

この1ヶ月の間に、尿をしている間に尿が何度もとぎれることがありま したか

質問4

この1ヶ月の間に、尿を我慢するのが難しいことがありましたか

質問5

この1ヶ月の間に、尿の勢いが弱いことがありましたか

質問6

この1ヶ月の間に、尿をし始めるためにお腹に力を入れることがありましたか

質問7

この1ヵ月の間に夜寝てから朝起きるまでに、ふつう何回尿をするにために起きましたか
QOSS

12345

よく寝れているまあまあ寝れている

良くも悪くない

あまり寝れていない

とても寝れていない6夜間頻尿における睡眠障害• 尿意切迫感、睡眠の質の低下が夜間排尿回数の有意な関連因子であった。
• 特に睡眠の質が最もオッズ比が高かった。

睡眠の質は最も夜間頻尿に関与している可能性がある

0.01

0.1

110

Odds Ratio

Okumura. Y. EAU, 老年泌尿器科学会 20227高齢者の睡眠障害の特徴• 就寝時間が早すぎる、8時間は寝る必要がある、など不適切な睡眠習慣が蔓延している。

高齢者においては就寝時間を適正にすることが睡眠の質を改善するために有効である可能性がある

8光照射と睡眠障害• 睡眠の質にはメラトニンが関与している。
• 日中に十分な光暴露が得られているとメラトニン分泌量が
出典 Obayashi K. J Clin Endocrinol Metabo. 2012増える。
• 夜間頻尿は、メラトニン分泌の減少と関連する。
出典 Obayashi K. J Urol. 20149

排尿に関連する体内時計• 循環リズム時計のPer1は腎上皮ENaCの発現を直接調節し尿量が変化する。
出典 Michelle L Gumz. J Clin Invest. 2009• 膀胱ではCx43が概日リズムを制御し、睡眠中に腎臓で濾過される尿量
出典 Negoro H. Nat Comun. 2012
が減り、膀胱で貯めることのできる量が増える。
概日リズムの適正化が夜間尿量を低下させる↓
通常睡眠中に排尿することが少なくなる。

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改善を目的とした仮説
個人にあった適切な就寝時刻の設定
指定時間まで光照射（＝起きている）
規則正しい睡眠習慣

メラトニン生成↑⇨ 睡眠の質向上⇨尿意の閾値の改善
体内時計正常化 ⇨ 膀胱機能正常化⇨ 夜間尿量の減少

夜間頻尿が減少11改善に向けた課題
1. 就寝時刻設定方法の確立
2. 実臨床での検証– 可能な限り簡便に– 可能な限り質を担保できる方法で

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課題に対するアプローチ 1• Wearable device(Actiwatch®)を用いて、被験者から中途覚醒時間と就寝時刻の記録を収集した。
• 中途覚醒時間が最も短くなる就寝時間を適正就寝時刻として、さまざまな方法でシミュレーションした結果、実現可能性を考慮し、最急降下法を採用した。
�𝑋𝑋＝𝑋𝑋− 𝛼𝛼𝑑𝑑𝑑𝑑(𝑋𝑋)
𝑑𝑑 𝑋𝑋

𝑋𝑋：１週間の就寝時刻平均：就寝時間と中途覚醒時間の傾き

𝑑𝑑𝑑𝑑(𝑋𝑋)
𝑑𝑑 𝑋𝑋• 係数αは、被験者の調整時間が睡眠の１サイクルである90分を超えないように検証した結果、150が妥当であると考えた。

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Actiwatch spectrum®
• 腕時計型のwearable端末。
• 体動を加速度センサで捉えサンプリングレート32Hzで連続的に測定記録する。
• 周囲の環境を光における広帯域白色光の光強度および可視光帯域の青・緑・赤色光 の放射照度をフォトダイオード内蔵の光センサにより連続的に測定記録する。
Philips HPより出典

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課題に対するアプローチ 2• 夜間頻尿患者を対象に、先述の方法を用いて、適切な就寝時刻によって、夜間頻尿が改善するかを検討するための前向き臨床研究を行った。
Period I; 4 weeks
Sequence A(n=17)*Non-intervention
periodParticipants(n=33)**Intervention
periodSequence B(n=16)

Period Ⅱ; 4 weeks
Washout
Period2 weeks*Non-intervention period
1st week

2nd week

3rd week

Go to bed as usual**Intervention period

Subjects(n=12)*Non-intervention
periodSubjects(n=12)**Intervention period
4th week

1st week
Go to bedas usual

2nd week3rd week

4th week

Go to bed at a personalized time

• 介入期間、非介入期間ともに４週間で、その間に２週間のwash out期間を設定• いずれの期間も1週目と4週目にActiwatch測定、排尿日誌による排尿回数、尿量の記録、および睡眠スコア、排尿状態スコアをアンケートによって記録した。
• 介入期間においては、1週目のデータから最適な就寝時刻を設定し、以後の３週間をその時間に就寝してもらった。

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Mid-awaking time (min)Mid-awaking time (min)

結果１ 中途覚醒時間と就寝時刻の関係

Time to go to bed

ある典型的な夜間頻尿患者における、就寝時刻と中途覚醒時間の関係を示す。
就寝時間が遅い程、中途覚醒時間が短くなる、負の関係を認めた。

Time to go to bed

全参加者の参加の就寝時刻と中途覚醒時間の関係を示す。24人中22人において、就寝時間が遅い程、中途覚醒時間が短くなるという、負の関係を認めた。

高齢の夜間頻尿患者においては、睡眠相が前進する睡眠相障害がやはり極めて多い可能性が示唆された。
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結果２

NUF(夜間排尿回数)の変化を比較
A,B群共に、介入期間前後のNUFの差が、非介入期間と比較して有意な減少を認めた。
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結果３
ピッツバーグ睡眠質問票1
過活動膀胱症状スコア2
国際前立腺症状スコア3
国際前立腺症状QOLスコア4

1：睡眠の質を18項目で評価するスコア。21点満点。高いほど質が悪い。
カットオフ値は5.5点 で，6点以上は「睡眠に障害がある群」とされる。
2：過活動膀胱症状を評価するスコア。15点満点。高いほど重症。
3：前立腺肥大症症状を評価するスコア。35点満点。高いほど重症。
4：その時点の下部尿路症状におけるQOLを評価するスコア。5点満点。高いほど重症。

適切な時刻に就寝することで、夜間頻尿だけでなく、睡眠の質もまた有意に改善した。
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従来技術とその問題点• 既に実用化されているアプリケーションは測定するのみ、あるいは傾向から一般的なアドバイスをするのみ。
• Actiwatchと同様に加速度センサーを用いているものもあるが、精度は不明。
• 具体的な就寝時間を提唱するものは存在しない。

Apple App Storeより出典

Apple App Storeより出典

Toppan life sensing HPより出典

Emoor HPより出典

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新技術の特徴・従来技術との比較
特徴• 先述のアルゴリズムを用いて、具体的な就寝時刻を提唱することが可能。
• 本アルゴリズム自体はそれほど複雑でなく技術転用は難しくない（と思っています）。
従来技術との比較• 従来技術の中で、具体的な就寝時刻を提唱できるものはな
い。
• 加速度センサーを用いているものもあるが、精度は不明。

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想定される用途• 本技術の特徴を生かすためには、スマートフォンやスマートウォッチのアプリケーション、あるいはベッドや枕にシステムを内臓することで普及を図る。

夜間頻尿が減少睡眠の質向上とQ O Lの改善を望む患者へのサービス提供
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実用化に向けた課題• アルゴリズムの技術転用• 体動を感知する技術はActiwatchと同等（あるいはそれ以上）の精度• （場合によっては脳波測定ができたら）22

企業への期待
本技術の特徴を生かすため以下の開発が可能な企業①スマートフォンやスマートウォッチのアプリケーション開発②システムを内臓した寝具や枕の開発◎市場への提供窓口 できれば医療機器の製販登録済みの企業＊得られたデータを用いて、共同研究者らが特許を取得している「カオス制御法」を用いるな
ど、市販後の製品の検証、および必要に応じバージョンアップにも協力を期待します。
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本技術に関する知的財産権• 発明の名称：
就寝時刻推定プログラム、情報処理装置、寝具、ウェアラブルデバイス及び睡眠環境制御装置• 出願番号 ：特願2023-056856• 出願人：福井大学・千葉工業大学• 発明者：奥村 悦久、石橋 知明、
髙橋 哲也、信川 創（千葉工業大学）

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お問い合わせ先
福井大学 産学官連携本部
コーディネータ 奥野 信男
ＴＥＬ ０７７６－２７ －８９５６
ＦＡＸ ０７７６－２７ －８９５５
e-mail office@hisac.u-fukui.ac.jp25