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2022 年度 実績報告書

日中活動および居室環境とミリ波睡眠計測による睡眠の質向上

研究課題

研究課題/領域番号 21H01509
研究機関大阪公立大学

研究代表者

松下 大輔  大阪公立大学, 大学院生活科学研究科, 教授 (90372565)

研究分担者 瀧澤 重志  大阪公立大学, 大学院生活科学研究科, 教授 (40304133)
上田 哲也  大阪公立大学, 大学院リハビリテーション学研究科, 助教 (00844242)
加登 遼  大阪公立大学, 大学院生活科学研究科, 助教 (50849396)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード睡眠計測 / 生活行動 / マイクロ波レーダー / 脳波(EEG) / 眼電位(EOG) / 睡眠の質
研究実績の概要

目的:本研究は、ニューラルネットワークに基づく負担や拘束を抑制する計測手法を用いてマイクロ波レーダーによる睡眠・覚醒の非接触判定の有効性を検証した。
方法:日常的な寝室環境で15人に対して合計38夜に携帯型脳波眼電計、アクチグラフ、マイクロ波レーダーによる同時に記録した。携帯型脳波眼電計から脳波眼電データによって高周波で睡眠段階を推定する睡眠判定プログラムによる睡眠・覚醒の判定を教師値とした。stratified k fold cross-validation(k=5)のF1-score 、AUPRCなどによって多層パーセプトロンのモデルを選定した。訓練済みモデルによってマイクロ波レーダーの睡眠・覚醒の判定の一致率、感度、特異度、Cohen's kappa値を算出した。睡眠パラメータの入眠潜時、睡眠開始後覚醒、総睡眠時間、睡眠効率において各方法間の信頼性を評価した。
結果:マイクロ波レーダーの睡眠・覚醒の判定の全体一致率は95.38%、感度は76.70%、特異度は97.05%であり、被験者の平均のCohen's kappaは0.63であった。睡眠パラメータにおいて睡眠開始後覚醒は有意な偏り(p= 0.04)が認められたが、他方がなかった。
結論:ニューラルネットワークに基づく負担や拘束を抑制する計測手法によるマイクロ波レーダーの睡眠・覚醒の非接触判定の有効性が示された。この手法で得られた結果は、アクチグラフと同程度または上回っていた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

コロナ禍により当初予定していた医療福祉施設での実験が不可能となった。賃貸住宅に実験室を設け、睡眠計測実験を行うことで必要な睡眠計測データを得た。解析により当初の仮説を概ね支持する結果を得た。成果を論文にまとめて投稿したところ採用された。

今後の研究の推進方策

研究の最終年度にあたり、研究成果の総括を行うとともに、未達成の課題二取り組む。具体的には住宅環境において介入群と制御群に対する睡眠計測を行う。日中の生活行動や寝室環境と睡眠の質の関係を明らかにする。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Non-contact determination of sleep/wake state in residential environments by neural network learning of microwave radar and electroencephalogram?electrooculogram measurements2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Xiaorui、Matsushita Daisuke
    • 雑誌名

      Building and Environment

      巻: 233 ページ: 110095~110095

    • DOI

      10.1016/j.buildenv.2023.110095

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] マイクロ波レーダーと脳波眼電位計測による睡眠覚醒の非接触判定手法2022

    • 著者名/発表者名
      王暁鋭、松下大輔
    • 学会等名
      日本建築学会学術講演会研究発表梗概

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公開日: 2023-12-25  

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