2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a diagnostic system for sleep apnea-hypopnea syndrome using microwave radars; and dynamic analysis of heart rate variability for sleep-disordered breathing
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26350507
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
香川 正幸 首都大学東京, システムデザイン学部, 客員准教授 (70646702)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 岳巳 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (50404934)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 睡眠時無呼吸 / マイクロ波レーダー / 非接触測定 / 心拍数変動指標 / バイタルサイン / 睡眠段階 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
睡眠時無呼吸症候群は交通事故、労働災害の要因となるだけでなく、高血圧や心不全の併発罹患率も高く、その早期発見は重要な課題となっている。本研究は睡眠時の呼吸障害発生状況を家庭で日常的に、かつ身体的負荷が少ない非接触方式で計測する方式の開発を目指す。これまでの成果は次のとおりである。ベッドのマットレスの下部に設置したマイクロ波レーダーのみを用いて呼吸停止、低呼吸を判定するアルゴリズムを開発した。さらに、胸部レーダーと腹部レーダーの呼吸波形位相差に着目し、３つの疾患パターン（中枢性、閉塞性、混合性無呼吸）を識別する方式を独自に開発した。この開発システムを都内病院の呼吸器外来患者31名と健康な大学生4名を対象にPSG検査と並行して臨床評価した。感度96%、特異度100%の結果となり、オキシメトリ単独よりも高い診断性能を得た。一方、呼吸障害発生時の心拍数変動指標HRVのダイナミクス研究については、上述臨床データから約700件の無呼吸イベントを抽出し、LF/HF比の動的変化を解明した。約400件について無呼吸イベント発生開始から14±10秒後にLF/HF比の上昇が始まり、イベント終了後から22±12秒経過した時点にLF/HF比のピークが観測された。ピークの上昇幅は約0.9であった。
この非接触バイタルサイン計測技術を踏まえ、今年度は睡眠段階推定に関する研究を進め、呼吸障害計測から睡眠の質の測定に領域を拡大した。マイクロ波レーダーを用いて、睡眠時の体動強度、呼吸間隔の揺らぎ指標、そして心拍数変動指標HRVの各指標の睡眠段階判定への寄与度を解明した。そして、20名の大学生を対象にPSG検査との比較測定を行い、睡眠4段階（覚醒、REM、浅い睡眠、深い睡眠）の判定精度70%を達成した。さらに、就寝前に自然音を効果音として聴くことにより入眠直後の深い睡眠が発生しやすくなることを検証した。
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| Remarks |
以下の研究発表につき、平成２８年度日本生体医工学会研究奨励賞・阿部賞を受賞した。1.発表者名：鈴村和季、香川正幸、松井岳巳、2.発表標題：非接触レーダーを用いた心拍数変動指標・体動・呼吸間隔ゆらぎ指標による睡眠段階推定、3.学会名：日本生体医工学会第55回大会、生体医工学 Vol. 54Annual (2016) No. 28PM-Abstract p. S354
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