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就寝中の体動から睡眠を計測する非接触センシング技術について

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家庭における非接触睡眠計測技術とその応用について

今年1月15日というかなり昔のセミナーだったのですが、興味深い内容だったのでいつかまとめておきたいと思っていた件です。

立命館大学で「睡眠時の体動のセンシングから、睡眠深度や健康状態を推定する技術について 紹介するプレスセミナー」が開催されました。 スピーカーは生体工学を専門とする理工学部・准教授の岡田志麻氏。

睡眠状態のセンシングというと、医学的には脳波、おとがい筋の筋電図、眼球運動、心電図、血中酸素飽和度の測定などが必要になります(睡眠ポリグラフ検査)。とてもストレスフルな状態に。個人で手軽に測定できませんし、安眠せよと言われても難しいわけです。

立命館大学 理工学部・准教授の岡田志麻氏
岡田志麻氏

個人向けでは、活動量計やスマートウォッチ、寝具の下に敷いて測定するデバイスなどがあります。寝具の下に敷いて使う製品は、体に何かつけたくない人でも測定できる非接触センシング技術の1つといえます。

1月に聞いたセミナーは、もう1つ非接触センシング技術。なんと寝ている様子を動画で撮影するだけで、睡眠深度や健康状態を推定しようというもの。

赤外線機能を備えたWebカメラで、就寝時の体の動きを撮影
カメラによる測定

最大のポイントは、無拘束・非接触であるということ。赤外線機能を備えたWebカメラで、就寝時の体の動きを撮影した動画像を自動処理し、動きの差分から睡眠深度を推定できるアルゴリズムを構築したのだそうです。家庭では3000円くらいのWebカメラで使えるようになるといいます。

実際の睡眠深度の測定と体動を比べたところ、推定精度が6割から8割に達したそうです。子供の睡眠に関しては睡眠が固定されていないので難しいものの、大人は7〜8割の推定率でREM睡眠まで推定できるようになっているといいます。

この技術は、健康な成人がより健康を目指すためのものではなく、ズバリ子どもや赤ちゃんの「見守り」が目的。

ADHD(注意欠陥・多動性障がい)の子どもが睡眠障害や睡眠時無呼吸症候群を併発しやすいということは前から知られていたといいます。ADHDの場合、本来体の動きがないはずの睡眠深度 3,4でも 体の動きが多い。そのため、この方法でモニタリングすることで、ADHDかどうかが分かるかも知れないといいます。現在試作機もできており、有意性を確認しているとします。

「睡眠のデータから脳の過活動がわかる。発達障害は定量的な診断が難しい。やんちゃなだけなのか発達障害か、夜間の体の動きから診断の補助ができるんじゃないか」(岡田氏)

このほかに、新生児用の集中治療室にいる早期出産児の睡眠と発育具合を、ベテランの看護師の目に変わって見守れる仕組みも開発中。人工呼吸器による睡眠への影響を調べることで、眠れずに成長に悪影響を及ぼしていないかどうか見守れるようになるとしました。

今後はiPhoneのカメラからできるようになど研究を進めているそうです。



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