Stress Level Quantification via Lyapunov Exponents of Long-Term Heart Rate Variability from Smartwatches

• Project/Area Number: 25K13782
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 58050:Fundamental of nursing-related
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 浅野 美礼 信州大学, 学術研究院保健学系, 教授 (00273417)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡山 久代 筑波大学, 医学医療系, 教授 (90335050) ; 海野 多栄子 京都光華女子大学, 看護福祉リハビリテーション学部, 講師 (60712099) ; 寺澤 瑛利子 大阪大学, 大学院 医学系研究科, 助教 (41006134)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 心拍変動解析 / リアプノフ指数 / スマートウォッチ / ストレスレベル / 長期心拍数データ

Outline of Research at the Start

ウェアラブル端末の進化は、負担軽減と高精度な長時間生体データ記録を可能にし、在宅での健康モニタリングや自己管理研究を推進する。本研究では、健康な成人男女に7日間スマートウォッチを装着してもらい、数時間～数日にわたる心拍数変動とストレスレベルの関連性を調査する。時系列データから算出されるリアプノフ指数が健康指標となりうるかを検証する。超長期データ収集を通じ、リアプノフ指数が在宅・医療施設における患者の長期的なストレス変動や疾患兆候の客観的指標となる可能性を探求する。