Investigation of the respiratory system for improvement of sleep-wake state classification

研究呼吸系统以改善睡眠-觉醒状态分类

• 批准号: 21K12811
• 负责人: 辛島 彰洋
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Tohoku Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12811/
• 关键词: 睡眠; 睡眠-覚醒ステージ判定; 簡易睡眠モニタリング; 呼吸; 二酸化炭素; 睡眠-覚醒ステージング; 寝室環境

睡眠の質が下がると認知機能や免疫機能などさまざまな身体機能が低下することから、日常的に睡眠ステージを把握することは重要と考えられている。睡眠ステージ判定で一般的に利用される脳波・筋電図と比較して、呼吸は簡便に測定できることから、呼吸信号を睡眠ステージ判定に利用する試みが過去に報告されている。しかしながら、睡眠時の呼吸ダイナミクスの個人差は大きく、睡眠ステージ判定の精度が高くないことから、呼吸情報を判定に利用した方法は普及していない。本研究では、呼吸ダイナミクスに個人差が生じる原因を特定し、個人差を低減する手法を確立することを目指す。2022年度には12人の被験者を対象にして夜間睡眠時の呼吸測定・ポリグラフ測定を実施した。呼吸測定には、我々のグループで開発した測定手法(地磁気センサと永久磁石を組み合わせた機器を腹部に装着して呼吸努力を測定)を利用し、ポリグラフ測定には市販の簡易脳波計を用いた。この実験は被験者の自宅で行った。寝室環境が睡眠に与える影響を調べるために、被験者の寝室環境(室温、湿度、二酸化炭素濃度)も測定した。国際10-20法のC3・C4の脳波測定や気流測定を行うために、本学内にある脳波測定室での睡眠実験も2022年度に実施した。この実験は11人の被験者を対象とし、日中昼寝時に脳波と呼吸を記録した。上記の2つの実験は個人差に注目したものであるが、個人内の日間変動にも我々は注目している。日間変動を調べるために、同一被験者(4名)から4日間の測定を行って、4日間のデータを比較した。上記の3つの実験で得られたデータの分析も行った。ポリグラフデータに関しては、視察判定によって覚醒、ノンレム睡眠stage1～3、レム睡眠の5状態に分類した。また、呼吸データに関しては、自己相関法により周期成分を抽出し呼吸周期のダイナミクスを求めた。

The quality of sleep is important for cognitive and immune function. Sleep signal determination is generally based on the comparison of the electrical and mechanical properties of the body and the breathing process. The method of determining respiration information during sleep is widely used. The accuracy of sleep time determination is high. This study aims to establish the specific reasons for individual differences and the methods for reducing individual differences. In 2022, 12 people were targeted for respiratory measurement during night sleep. Breathing measurement, self-determination, development, measurement method (geomagnetic field, permanent magnet, machine, abdominal installation, breathing effort measurement), utilization, classification, measurement, market analysis, simple wave meter This is the first time I have ever been in a house. Dormitory environment and sleep conditions, sleep conditions, sleep conditions (room temperature, humidity, diacid carbon concentration) were measured. International 10-20 method of C3·C4 wave measurement and current measurement, this study of wave measurement room sleep monitoring in 2022 implementation The 11-year-old man's breathing was recorded during the daytime. The above two points are true, but the difference between the individual and the individual is not obvious. The individual's daytime movement is not obvious. The same person (4 persons) who moved during the day, the same person The above note is for the third time. The classification of sleep stages 1 ~3 and sleep stages 5 is determined by inspection and determination. The respiratory cycle is determined by the periodic component of the respiratory cycle.

项目成果

加速度センサを用いた呼吸数モニタリングシステムの基礎的検討

基于加速度传感器的呼吸频率监测系统的基础研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 安倍凜生;大堀萌奈;辛島彰洋
• 通讯作者: 辛島彰洋

睡眠状態に依存した呼吸ダイナミクスの計測・解析

根据睡眠状态测量和分析呼吸动态

• 发表时间: 2022
• 作者: 辛島彰洋;安倍凜生;柳田琢杜
• 通讯作者: 柳田琢杜

ウェアラブルセンサを用いた睡眠時呼吸測定

使用可穿戴传感器测量睡眠呼吸

• 发表时间: 2021
• 期刊: Eos : 東北工業大学地域連携センター・研究支援センター紀要
• 作者: 辛島彰洋;柳田琢杜
• 通讯作者: 柳田琢杜

Contribution of default mode network to game and delayed-response task performance: power and connectivity analyses of theta oscillation in the monkey

默认模式网络对游戏和延迟响应任务性能的贡献：猴子θ振荡的功率和连接分析

• DOI: 10.1101/2023.03.19.533320
• 发表时间: 2023
• 期刊: bioRxiv
• 作者: Kodama Tohru;Kojima Takashi;Honda Yoshiko;Hosokawa Takayuki;Karashima Akihiro;Watanabe Masataka
• 通讯作者: Watanabe Masataka

ウェアラブル磁気センサによる睡眠時呼吸リズムの計測

使用可穿戴磁传感器测量睡眠呼吸节律

• 发表时间: 2021
• 作者: 辛島彰洋; 栁田琢杜
• 通讯作者: 栁田琢杜