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2015 年度 実績報告書

眠気の主観的評価と心拍・呼吸数変動による客観的評価との関連性の検討

研究課題

研究課題/領域番号 25330324
研究機関熊本大学

研究代表者

伊賀崎 伴彦  熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (70315282)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード眠気 / 呼気 / 吸気 / 振幅 / driving / timing / 日本語版カロリンスカ眠気尺度 / 多項ロジスティック回帰分析
研究実績の概要

本研究課題では、心理学的(主観的)評価である「眠気」を生体信号の定量的解析による生理学的(客観的)評価と結び付けることが可能であるかを検討する。平成27年度は、とくに呼吸の計測・解析を深化させた。
普通運転免許を所持する22~23歳の健常男性6名を新たに被験者とし、13~15時の間にドライビングシミュレータに搭乗してもらい、障害物のない全長2.4kmの楕円形のサーキットを100km/hで50分間継続運転するという実験を4回課した。このとき、被験者の腹腔呼吸を測定するとともに、顔表情を録画した。実験終了後、録画した顔表情を再生し、被験者にそれを見てもらいながら30秒ごとに9段階で評価する眠気アンケート(日本語版カロリンスカ眠気尺度=KSS-J)に回答してもらった。解析は、「呼気時間(ED)」「吸気時間(ID)」「振幅(PA)」「driving(PAをIDで除したもの)」「timing(IDをEDとIDの和で除したもの)」それぞれの平均・標準偏差(10パラメータ)と「異常呼吸(UR)」の発生回数と時間(2パラメータ)を抽出するように改めた。その結果、KSS-Jとの相関が高いパラメータは被験者ごとにも実験ごとにも異なっていたが、ある被験者ではEDの標準偏差(r=0.83)が、別のある被験者ではdrivingの平均(r=-0.79)がKSS-Jとの相関が高く、眠気と密接に関係していることが観察された。
そこで、多項ロジスティック回帰分析により前述の12個の解析パラメータから、「強い眠気あり(KSS-J=8~9)」、「弱い眠気あり(KSS-=6~7)」「眠気なし(KSS-J=1~5)」の3段階の眠気を推定することを試みた。その結果、平均62%、最高71%の推定精度が得られた。
以上のことから、呼吸は眠気の有無だけでなく眠気の程度にも関連性があることが確認されるとともに、平成26年度までの実績とあわせると、心拍・呼吸の計測・解析という客観的評価と「眠気」という主観的評価を結び付けられることが重ねて示唆された。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 圧電センサアレイを用いた心拍・呼吸情報の測定に関する研究―独立成分分析による心拍・呼吸成分の自動判定法の開発―2016

    • 著者名/発表者名
      島井祥伍, 伊賀崎伴彦, 村山伸樹, 小林牧子
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 115(413) ページ: 83-86

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Drowsiness estimation under driving environment by heart rate variability and/or breathing rate variability with logistic regression analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T, Nagasawa K, Murayama N, Hu Z
    • 雑誌名

      2015 8th International Conference on Biomedical Engineering and Informatics (BMEI)

      巻: (なし) ページ: 189-193

    • DOI

      10.1109/BMEI.2015.7401498

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 圧電センサアレイを用いた心拍・呼吸情報の測定に関する研究―独立成分分析における最適分離数および成分判定法の検討―2016

    • 著者名/発表者名
      島井祥伍, 伊賀崎伴彦, 村山伸樹, 小林牧子
    • 学会等名
      2016年日本生体医工学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀市)
    • 年月日
      2016-03-05 – 2016-03-05
  • [学会発表] ロジスティック回帰分析を用いた呼吸による運転中の眠気分類2015

    • 著者名/発表者名
      長澤一樹, 伊賀崎伴彦, 村山伸樹, 胡振程
    • 学会等名
      第68回電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      福岡市(福岡大学)
    • 年月日
      2015-09-26 – 2015-09-27
  • [学会発表] 複数の圧電センサと独立成分分析による心拍・呼吸間隔測定の検討2015

    • 著者名/発表者名
      島井祥伍, 伊賀崎伴彦, 村山伸樹, 小林牧子
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2015
    • 発表場所
      九州工業大学(飯塚市)
    • 年月日
      2015-09-02 – 2015-09-04
  • [学会発表] xamination of automatic eyeblink detection by horizontal-vertical electrooculograms under driving environment2015

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T, Nishiyama H, Murayama N, Hu Z
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2015
    • 発表場所
      九州工業大学(飯塚市)
    • 年月日
      2015-09-02 – 2015-09-04
  • [学会発表] Study on strong drowsiness classification by vertical electrooculogram using support vector machine2015

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T, Yae Y, Enmoto N, Murayama N, Hu Z
    • 学会等名
      2015 The International Conference on Complex Medical Engineering
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター(岡山市)
    • 年月日
      2015-06-18 – 2015-06-21
    • 国際学会
  • [図書] ドライバ状態の検出、推定技術と 自動運転、運転支援システムへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      林光緒, 伊賀崎伴彦, 他50名
    • 総ページ数
      485(219-233)
    • 出版者
      技術情報協会

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公開日: 2017-01-06  

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