睡眠状态测定装置以及方法、相位相干性计算装置、活体振动信号测定装置，压力状态测定装置以及睡眠状态测定装置以及心跳波形提取方法制造方法及图纸

提供能够测定、观察或是评价睡眠状态的手段。含有：相位相干性计算手段，其根据在动物睡眠时所测得的心跳间隔变动的瞬时相位和在前述心跳间隔变动的同一时间数列下的前述动物的呼吸模式的瞬时相位之间的瞬时相位差，来计算相位相干性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】睡眠状态测定装置以及方法、相位相干性计算装置、活体振动信号测定装置，压力状态测定装置以及睡眠状态测定装置以及心跳波形提取方法
本专利技术与根据从动物身上获取的活体信息来提取作为心理压力或睡眠状态指标的信息的装置、方法，还有是动物的睡眠状态测定装置或方法有关。此外，本专利技术与通过从动物身上获取的活体信息来提取心跳波形或呼吸波形的方法有关。加之，本专利技术与使用振动传感器，从人体获取包含关于心跳的信息以及关于呼吸的信息这两方面信息的活体振动信号的活体振动信号测定装置，通过所获取的活体振动信号计算相位相干性，根据所算得的相位相干性来测定压力状态或睡眠状态的装置有关。
技术介绍
随着社会的高级化而产生的压力，或是在少子高龄化逐步发展的过程中，呼吸器官·循环器官的病患逐渐增加，掌握呼吸循环机能以及做好该方面的疾病预防也变得越来越重要。以往对于心理压力的评断方法，通常以通过问诊进行主观评断，血压、心跳数、皮肤温度、出汗等生理指标，儿茶酚按或是皮质醇等的液体应激标志物的测量等，医疗机构的计测为主，并不是个人自己可以去测量的指标。出于家庭医疗和预防医疗，作为日常生活中也能够测量血氧饱和度或脉搏等活体信号的装置，特别是考虑到测定时的装带简便性，出现了可以带在手指上的戒指型活体信号测定装置。例如专利文献1中的带在手指上的戒指型活体信号测定装置，所带的戒指型活体信号测定装置能够通过对血管进行光学测定来得到脉搏或血氧饱和度。虽然在非专利文件1中也有提出，通过计测心电图并提取心跳节奏起伏，对该频率进行解析来间接推定自律神经的活动状态并作为压力指标这样的方法，但是，受到呼吸频率、每次换气量的影响，即使在没有压力负荷的状态下指标也会发生变化，所以该评价方法并未普及。另外，由于年龄依存性或是健身影响等，个体差异也很大，所以存在无法定量化评价的问题。非专利文献2中表明，心跳间隔变动和呼吸模式的瞬时相位差的相位相干性和心里压力有关，且存在将相位相干性作为心理压力的指标来进行评断的可能性。非专利文献2中也有写到，通过贴在胸部的电极来获取心电图，利用卷绕在胸部及服部的自主呼吸监测绑带来实测呼吸模式，通过心电图计算出心跳间隔的变动(呼吸性窦性心律不齐)，进而计算出心跳间隔变动的瞬时相位，此外，再算出呼吸模式的瞬时相位，并通过这些内容计算出时间t时的心跳和呼吸节奏的瞬时相位差Ψ(t)，利用所求得的瞬时相位差，根据公式(1)计算得到相位相干性。公式(1)中的N是采样到的数据，取N个的平均值来进行计算。【公式1】相位相干性，0～1之间的数值，心跳间隔的变动和呼吸模式的瞬时相位差越趋于固定就越接近1，瞬时相位差越是随机越接近于0。安静放松时的相位相干性接近于1，产生精神压力的话相位相干性就会变低，由此便可以用标准化的指标来推定心里压力。另外，人的睡眠大致分为非快眼动睡眠和快速眼动睡眠，被认为是以约90分钟为周期进行反复。为了能够客观的评价睡眠的质、量(睡眠周期或是睡眠深度)，就必须要用到睡眠记录器，虽然可以在医疗机构接受测定、或是可以从医疗机构借设备来测定，但是，需要脑电波、心电图、肌电图、眼电图等多个传感器，操作很复杂。而且需要将这些传感器固定在身体的各个部位，所以行动也会受到拘束和限制。睡眠中一些无意识的动作可能会导致传感器松脱，一旦松脱就无法检测到信号，从而无法掌握状况，也存在这方面的问题。除此之外，由于属于大型装置，所以并非个人自己就能够进行评价的指标，达不到个人就能把握情况的状态。因此，需要有一种个人自己就能够简便的把握压力状态或是睡眠质量的活体计测手段及相应的装置。另外，孤老死亡或是在疗养机构不幸去世时，很多时候都无法判断到底是死于事故还是死于疾病。为了防止类似事态的发生，人们翘首以盼能够有一种既不会约束限制日常的身体活动，也不会对身体产生危害，且计测简便的活体信息计测器的出现。在专利文献2中有提到，在床垫或垫被的上部或下部放置用于检测人体发出的振动的压电传感器，利用非约束型的压电传感器来检测活体振动信号。更进一步提到了，用差分放大器对压电传感器检测出的活体振动信号增幅后，使用分离滤波功能，将设为目标的由人体所引起的活体振动：心脏的跳动(心跳换算：30～240次/分钟、频率域换算：0.5～4Hz)引起的振动，肺呼吸活动(呼吸数换算：60次/分钟以下，频率域换算：1Hz以下)引起的振动，打鼾引起的鼾振动提取出来。专利文献2中，有起因于心脏跳动的跳动振动，起因于肺呼吸活动的肺呼吸振动，鼾振动的状态超过指定的持续存在时间的话，则判定此人在指定地点，没有跳动振动，肺呼吸振动，鼾振动的状态超过指定的持续不在时间的话，则判定此人不在指定地点。专利文献2中表明，检测人在不在的装置是使用1个压电传感器来获取活体振动信号，然后通过频率滤波分离活体振动信号，以此得到呼吸，心跳，打鼾，身体动作这4个信号。而频率滤波是由，由电容器，电阻以及运算放大器所组成的低通滤波(LPF)或高通滤波(HPF)这样的模拟滤波器，或是在用A/D转换器将活体振动信号转换为数字信号并数值化后的数据的基础上，通过CPU(中央处理装置)运算来进行过滤的数字滤波器的，两种中的任意一种或是两种皆有所构成的。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006－325766号公报专利文献2：日本特开2013－210367号公报非专利文献非专利文献1：GaryGBerntson,J.ThomasBiggerJr.etal.,“Heartratevariability:Origin,methods,andinterpretivecaveats”.Psychophysiology(USA)34卷,p.623-648,1997年非特許文献2：NiizekiKandSaitohT.,“Incoherentoscillationsofrespiratorysinusarrhythmiaduringacutementalstressinhumans”.AmericanJournalofPhysiology,HeartandCirculatoryPhysiology(USA)302卷,p.359-367,2012年
技术实现思路
专利技术要解决的课题和压力评断也是相关的，近年来，睡眠障碍变得多发，作为自我管理的一个部分，人们期待能够有可以简单测定、观察和评价睡眠状态的方法。为了客观评价睡眠的质和量(睡眠周期、睡眠深度)，需要用到医疗机构中的大型专用设备，一般很难在日常生活中进行测定。另外，以往的设备必须要用到用以获取脑电波、心电图、肌电图、眼电图等的多个传感器，且需要将这些传感器固定在身体的各个部位。此外，由于受限于传感器，行动也会受到拘束，所以也有提出要求说希望尽量减少传感器的数量。睡眠过程中的无意识的动作也可能会导致传感器的松脱，因此也希望传感器的安装佩戴可以更简单容易。此外还要求降低将多个传感器固定与身体各部位这一操作的繁琐程度。所寻求的是这样一种，个人就能够简单的去测定压力状态或是睡眠状态的装置。用于获取作为心理压力指标的信息的装置，要求其是可穿戴式的，且结构尽量不会对身体活动产生妨碍。从这一点来看，专利文献1中所述的戒指型的活体信号测定装置，由于可以佩戴在手指上，就比较讨喜。然而另一方面，因为佩戴的戒指型的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种睡眠状态测定装置，其特征在于，包含：相位相干性计算手段，其根据在动物睡眠时所测得的心跳间隔变动的瞬时相位和在前述心跳间隔变动的同一时间数列下的前述动物的呼吸模式的瞬时相位之间的瞬时相位差，来计算相位相干性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.15 JP 2016-0260081.一种睡眠状态测定装置，其特征在于，包含：相位相干性计算手段，其根据在动物睡眠时所测得的心跳间隔变动的瞬时相位和在前述心跳间隔变动的同一时间数列下的前述动物的呼吸模式的瞬时相位之间的瞬时相位差，来计算相位相干性。2.根据权利要求1所述的睡眠状态测定装置，其特征在于，具有：计测心电图的传感器；以及呼吸波形提取手段，其从前述传感器所测得的动物心电图中提取与呼吸模式有关的信号。3.根据权利要求1所述的睡眠状态测定装置，其特征在于，包含：计测振动的传感器；心跳间隔计算手段，其根据前述传感器所测得的信号计算出心跳间隔变动；以及呼吸波形提取手段，其从前述传感器所测得的信号中提取与呼吸模式有关的信号。4.根据权利要求2或3所述的睡眠状态测定装置，其特征在于，前述传感器的采样频率为100Hz以上。5.根据权利要求2至4中任意一项所述的睡眠状态测定装置，其特征在于，前述传感器是能够装带在动物身体上的可穿戴式传感器。6.根据权利要求5所述的睡眠状态测定装置，其特征在于，前述可穿戴式传感器被安装在能够装带在人体的四肢或头部的佩戴部。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的睡眠状态测定装置，其特征在于，该睡眠状态测定装置具有如下功能：根据前述相位相干性计算手段计算出的相位相干性来判定睡眠状态等的判定功能。8.根据权利要求7所述的睡眠状态测定装置，其特征在于，前述判定功能还根据前述呼吸模式来判定睡眠中的呼吸状态。9.一种睡眠状态测定方法，其特征在于，根据在动物睡眠中所测得的同一时间数列下的心跳间隔变动和呼吸频率之间的瞬时相位差的相位相干性来测定睡眠状态。10.根据权利要求9所述的睡眠状态测定方法，其特征在于，计测前述动物的心电图，并从所测得的心电图中获取与呼吸模式有关的信号。11.根据权利要求9所述的睡眠状态测定方法，其特征在于，计测前述动物的心冲击图或活体振动信号，并从所测得的心冲击图或活体振动信号中获取心跳间隔变动和与呼吸模式有关的信号。12.根据权利要求11所述的睡眠状态测定方法，其特征在于，根据前述动物的心冲击图或活体振动信号来推定心脏冲击的传递特性，并将前述传递特性的逆向传递函数运用于前述动物的心冲击图或活体振动信号中，来获取心跳...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟个江正巳，藤田努，新关久一，
申请(专利权)人：健康管理株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP