KR102334613B1

KR102334613B1 - 우울 상태 판정 방법, 및 우울 상태 판정 장치

Info

Publication number: KR102334613B1
Application number: KR1020177003368A
Authority: KR
Inventors: 소노코 이시마루; 요코 고마츠; 료 시노자키
Original assignee: 도요보 가부시키가이샤; 유니온쓰루 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2021-12-06
Anticipated expiration: 2035-08-19
Also published as: KR20170045204A; EP3187116A1; JP6208372B2; EP3187116A4; EP3187116B1; WO2016031650A1; JPWO2016031650A1; US20170215782A1

Abstract

본 발명의 우울 상태 판정 방법은, 피검자의 박동 간격과, 피검자의 움직임에 수반하는 가속도 또는 각속도(이하, 「활동량」이라고 기재)를 계측하여, [A] 또는 [B]의 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 것을 특징으로 한다. [A] 피검자의 각성 시간대에 있어서, 박동 간격×활동량＜C1, HF×활동량＜C2, (LF/HF)/활동량＞C3 중 적어도 1개의 식이 계산되고, 또한 그 식이 만족될 것. [B] 피검자의 수면 시간대에 있어서, 박동 간격/활동량＜C4, HF/활동량＜C5, (LF/HF)×활동량＞C6 중 적어도 1개의 식이 계산되고, 또한 그 식이 만족될 것.

Description

우울 상태 판정 방법, 및 우울 상태 판정 장치{METHOD FOR ASSESSING DEPRESSIVE STATE AND DEVICE FOR ASSESSING DEPRESSIVE STATE}

본 발명은, 우울 상태 판정 방법 및 우울 상태 판정 장치, 특히 피검자의 박동 간격과, 피검자의 움직임에 수반하는 가속도 또는 각속도를 사용한 우울 상태 판정 방법 및 우울 상태 판정 장치에 관한 것이다.

일본 후생 노동성의 조사에 따르면, 정신 질환으로 인해 의료 기관에 진찰을 받고 있는 환자수는 근년 대폭적인 증가 경향에 있으며, 그 중에서도 2011년의 조사 결과에서 이환수가 가장 많은 정신 질환은 우울증이다. 우울증은 억울 상태(이하, 「우울 상태」라고 기재한다)가 어느 정도 이상 혹은 중증인 경우를 가리키며, 억울 상태라는 것은, 기분이 침울하다, 우울하다 등으로 불리는 억울 기분이 강한 상태이다(비특허문헌 1). 이러한 우울 상태가 장기간 계속되면, 정신적이나 신체적으로도 악영향을 준다. 이로 인해, 우울 상태인 것을 초기 단계에서 발견하여, 조기에 치료를 개시하는 것이 중요하다.

종래, 우울 상태의 진단은 정신과 의사가 문진을 행하고, 예를 들어 ICD-10, DSM-IV와 같은 진단 기준에 해당하는 항목이 소정수 있는 경우에 우울 상태라고 판정한다고 하는 방법이 취해져 왔다. 근년에는 보조적인 진단 방법으로서, 미약한 근적외선을 사용해서 대뇌피질 부분을 계측해서 영상화하는 광 토포그래피 장치를 사용하여, 문진에 답하고 있을 때의 피검자의 대뇌피질의 혈중 헤모글로빈 농도의 변화를 계측하는 방법이 실용화되어 있다(비특허문헌 2).

또한, 특허문헌 1에는, 피검자의 생체 정보로서, 심박을 심박 데이터 취득 장치로부터 취득하고, 가속도 데이터 취득 장치로부터 취득된 가속도에 기초하여 가속도를 취득하고 있는 생체 해석 장치가 기재되어 있다. 이 시계열로 취득된 각각의 생체 정보를, t 검정 등의 통계적 방법을 사용해서 시간마다 분할하고, 분할된 시간에 따라서 생체 정보의 시계열 데이터를 평가하고 있다.

일본특허공개 제2008-67892호 공보

http://www.mhlw.go.jp/kokoro/speciality/data.html http://www.hitachi-medical.co.jp/products/nirs/index.html http://www.terumo-taion.jp/health/depression/02.html

그러나 특허문헌 1에 기재되어 있는 발명은 통계적 방법을 사용해서 생체 정보를 정확하게 평가하는 방법으로, 우울 상태의 판정에 특화된 해석 방법이 아니었다. 또한, 비특허문헌 2에 기재된 광 토포그래피 장치를 사용한 검사 방법은, 검사가 가능한 의료 기관이 한정되어 있어 모든 사람이 용이하게 실시 가능한 검사 방법이 아니었다.

따라서 본 발명은, 용이하게 또한 높은 정밀도로 우울 상태를 판정할 수 있는 우울 상태 판정 방법 및 우울 상태 판정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 간단하게 측정 가능한 생체 정보를 사용해서 우울 상태를 판정할 수 있는 방법을 개발할 수 없을까 생각하여, 먼저 우울 상태 환자의 증상에 주목하였다. 우울 상태 환자는 정상인과 비교해서, 자극·흥분 상태를 나타내는 교감 신경계와 릴랙스 상태를 나타내는 부교감 신경계로 이루어지는 자율 신경 기능이 흐트러지는 것이 알려져 있는데, 이들 데이터는 심박이나 맥박의 간격을 측정함으로써 간단하게 얻을 수 있는 것이다. 다음에 본 발명자들은, 자율 신경 활동과, 피검자의 몸의 움직임을 나타내는 활동량(가속도나 각속도)의 관계에 주목하여, 각성 시간대에 있어서의 우울 상태 환자와 정상인의 심박 간격과 활동량을 관찰했다. 그 결과, 동일 정도의 활동량이라도, 우울 상태 환자는 정상인보다 심박 간격이 짧은 경향이 있는 것을 알 수 있었다. 이것은, 정상인은 활동량이 적은 경우, 릴랙스 상태에 있기 때문에 부교감 신경 활동이 우위가 되지만, 우울 상태 환자는 활동량이 적음에도 불구하고, 교감 신경 활동이 우위가 되는 것을 나타내고 있다. 이들 검토 결과로부터, 본 발명자들은 자율 신경의 활동 상태와 활동량이 밀접한 관계에 있는 것을 이용하면 우울 상태를 판정할 수 있지 않을까 생각하였다. 그리고, 후술하는 검증 1등의 검토를 행한 결과, 박동 간격 등의 자율 신경 활동의 상태를 나타내는 지표와 활동량을 승제한 인자가, 정상인과 우울 상태 환자에서 다른 값을 나타내는 경향이 있는 것을 발견하고, 이 인자를 우울 상태의 판정에 사용하는 것에 상도하였다.

즉, 본 발명의 우울 상태 판정 방법은, 피검자의 박동 간격과, 피검자의 움직임에 수반하는 가속도 또는 각속도(이하, 「활동량」이라고 기재한다)를 계측하여, 하기 [A] 또는 [B]의 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 것이다.

[A] 피검자의 각성 시간대에 있어서, 하기 (1)식 내지 (3)식 중 적어도 1개의 식이 계산되고, 또한 그 식이 만족될 것;

박동 간격×활동량＜C1 … (1)

HF×활동량＜C2 … (2)

(LF/HF)/활동량＞C3 … (3)

[B] 피검자의 수면 시간대에 있어서, 하기 (4)식 내지 (6)식 중 적어도 1개의 식이 계산되고, 또한 그 식이 만족될 것;

박동 간격/활동량＜C4 … (4)

HF/활동량＜C5 … (5)

(LF/HF)×활동량＞C6 … (6)

단, LF는 박동 간격을 주파수 스펙트럼 변환하는 스텝을 포함하여 얻은 파워 스펙트럼을 주파수 Lf1부터 Lf2까지 정적분한 값이고, HF는 상기 파워 스펙트럼을 주파수 Hf1부터 Hf2까지 정적분한 값이며, Hf1＞Lf1, Hf2＞Lf2이고, C1 내지 C6은 상수이다.

피검자의 박동 간격과 활동량을 계측하여, (1)식 내지 (6)식의 조건을 사용함으로써, 용이하게 또한 높은 정밀도로 우울 상태인지 여부를 판정할 수 있다. 이에 의해, 우울 상태의 조기 발견 및 조기 치료를 행할 수 있다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법에 있어서, 상기 LF는 박동 간격을 주파수 스펙트럼 변환하고 제곱하여 얻은 파워 스펙트럼을 주파수 Lf1부터 Lf2까지 정적분한 값이고, 상기 HF는 박동 간격을 주파수 스펙트럼 변환하고 제곱하여 얻은 파워 스펙트럼을 주파수 Hf1부터 Hf2까지 정적분한 값이여도 된다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법에 있어서, [A]의 조건 중 적어도 하나가 만족되고, [B]의 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 것이 바람직하다. 각성 시간대와 수면 시간대의 양쪽의 시간대에 있어서의 측정 데이터를 사용함으로써, 우울 상태의 판정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법에 있어서, [A]의 조건 중, (1)식 또는 (2)식 중 적어도 어느 한쪽과, (3)식이 만족되고, [B]의 조건 중, (4)식 또는 (5)식 중 적어도 어느 한쪽과, (6)식이 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 것이 바람직하다. 각성 시간대에 있어서의 교감 신경 활동을 인자에 사용한 (3)식과, 부교감 신경 활동을 인자에 사용한 (1)식 또는 (2)식, 더욱이 수면 시간대에 있어서의 교감 신경 활동을 인자에 사용한 (6)식과, 부교감 신경 활동을 인자에 사용한 (4)식 또는 (5)식을 조합해서 판정함으로써, 우울 상태의 판정 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법에 있어서, [B]의 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 것이 바람직하다. 각성 시간대에 있어서의 (1)식 내지 (3)식의 판정 방법과 비교하면, 수면 시간대에 있어서의 (4)식 내지 (6)식의 판정 방법은, 정상인과 우울 상태 환자의 차가 큰 경향이 있기 때문에, 우울 상태의 판정을 하기 쉽다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법의 박동 간격으로서, 심전 신호에 있어서의 R파와 R파의 간격인 RR 간격을 사용하는 것이 바람직하다. RR 간격은 신호의 피크가 분명하게 나타남으로써 박동 간격의 정밀도가 높아지기 때문에, 피크 위치의 오인식이 일어나기 어렵다.

피검자의 자세에 수반하는 가속도를 계측하여, 가속도와 소정값을 비교함으로써 각성 시간대와 수면 시간대를 분류하는 것이 바람직하다. 이 분류 방법에 의하면, 피검자의 자기 신고는 불필요하기 때문에, 피검자의 검사 부담이 경감된다. 또한, 피검자의 신고 누락이나 신고 오류에 의한 각성 시간대와 수면 시간대의 분류 미스의 발생도 억제된다.

각성 시간대와 수면 시간대의 분류에 사용하는 가속도는, 피검자의 자세에 수반하는 신장 방향의 가속도인 것이 바람직하다. 신장 방향의 가속도 값은 각성 시간대와 수면 시간대에 차가 있는 점에서, 각성 시간대와 수면 시간대의 분류에 적합하기 때문이다.

피검자의 입위 시에 계측된 신장 방향의 가속도가 양의 값인 경우에는, 상기 신장 방향의 가속도에 -1을 승산한 값을 음 가속도 T라 하고, 피검자의 입위 시에 계측된 신장 방향의 가속도가 음의 값인 경우에는, 상기 음의 값을 음 가속도 T라 하고, 하기 (9)식이 만족되는 시간대를 수면 시간대로 분류하고, 하기 (9)식이 만족되지 않는 시간대를 각성 시간대로 분류하는 것이 바람직하다.

T≥C7 … (9)

단, C7은 상수이다.

이와 같이 (9)식을 사용해서 음 가속도 T와 소정값 C7의 대소를 비교함으로써, 각성 시간대와 수면 시간대를 용이하게 분류할 수 있다.

피검자의 입위 시에 계측된 신장 방향의 가속도가 양의 값인 경우에는, 상기 신장 방향의 가속도에 -1을 승산한 값을 음 가속도 T라 하고, 피검자의 입위 시에 계측된 신장 방향의 가속도가 음의 값인 경우에는, 상기 음의 값을 음 가속도 T라 하고, 하기 (9)식이 만족되는 시간대 중 최장의 시간대를 수면 시간대로 분류하고, 해당 수면 시간대 이외를 각성 시간대로 분류할 수도 있다.

T≥C7 … (9)

단, C7은 상수이다.

이 분류 방법은, 수면 시에 어중간한 시간에 일어나지 않고 연속해서 잘 수 있는 피검자에 대하여 유효하다.

피검자의 입위 시에 계측된 신장 방향의 가속도가 양의 값인 경우에는, 상기 신장 방향의 가속도에 -1을 승산한 값을 음 가속도 T라 하고, 피검자의 입위 시에 계측된 신장 방향의 가속도가 음의 값인 경우에는, 상기 음의 값을 음 가속도 T라 하고, 소정 시간 이상 연속해서 하기 (9)식이 만족되는 시간대를 수면 시간대로 분류하고, 해당 수면 시간대 이외를 각성 시간대로 분류할 수도 있다.

T≥C7 … (9)

단, C7은 상수이다.

이 분류 방법은, 작게 구분하여 분류된 수면 시간대를 적산함으로써 실질적인 수면 시간대를 추정하기 때문에, 수면 시에 어중간한 시간에 일어나버리는 중도 각성의 불면증을 안고 있는 피검자에 대하여 유효하다.

각성 시간대와 수면 시간대의 분류에 사용하는 가속도는, 가속도-시간 파형에 대하여 모폴로지 연산을 행한 후의 값인 것이 바람직하다. 모폴로지 연산을 행함으로써, 가속도-시간 파형의 전체 윤곽이 추출되기 때문에, 각성 시간대와 수면 시간대를 분류하기 쉬워진다.

상기 모폴로지 연산이, 소정의 시간폭에서 행해지는 오프닝 처리와 클로징 처리 중 적어도 어느 한쪽인 것이 바람직하다. 이와 같이 팽창 연산과 수축 연산을 조합함으로써, 가속도-시간 파형의 전체 윤곽을 추출하기 쉬워지기 때문에, 각성 시간대와 수면 시간대를 한층 더 분류하기 쉬워진다.

또한, 본 발명의 우울 상태 판정 장치는, 피검자의 박동 간격과, 피검자의 움직임에 수반하는 가속도 또는 각속도(이하, 「활동량」이라고 기재한다)를 계측하는 계측부와, 박동 간격을 주파수 스펙트럼 변환하는 스텝을 포함하여 얻은 값(이하, 「파워 스펙트럼」이라고 기재한다)을 구하고, 파워 스펙트럼을 주파수 Lf1부터 Lf2까지 정적분한 값(이하, 「LF」라고 기재한다)과, 주파수 Hf1부터 Hf2까지 정적분한 값(이하, 「HF」라고 기재한다)을 산출하는 처리부와, 하기 [A] 또는 [B]의 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 판정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

박동 간격×활동량＜C1 … (1)

HF×활동량＜C2 … (2)

(LF/HF)/활동량＞C3 … (3)

박동 간격/활동량＜C4 … (4)

HF/활동량＜C5 … (5)

(LF/HF)×활동량＞C6 … (6)

단, Hf1＞Lf1, Hf2＞Lf2이고, C1 내지 C6은 상수이다.

본 발명의 우울 상태 판정 장치의 계측부에는, 각성 상태 또는 수면 상태를 입력하는 입력 수단이 설치되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 입력 수단으로부터 각성 정보 및 수면 정보를 입력할 수 있다.

본 발명의 우울 상태 판정 장치의 계측부에, 체온 계측 수단이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 우울 상태 환자는, 체온의 변화도 정상인과 다른 경향을 나타낸다. 이로 인해, 체온 계측 수단에 의해 체온 데이터를 취득하고, 이 체온 데이터와 상기 (1)식 내지 (6)식과의 양쪽을 우울 상태의 판정에 사용하면, 우울 상태 판정 장치의 판정 정밀도를 더욱 향상할 수 있다.

본 발명의 우울 상태 판정 장치는, 박동 간격으로서, 심전 신호에 있어서의 R파와 R파의 간격인 RR 간격을 사용하는 것이 바람직하다. RR 간격은 신호의 피크가 분명하게 나타남으로써 박동 간격의 정밀도가 높아지기 때문에, 피크 위치의 오인식이 일어나기 어렵다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법 및 우울 상태 판정 장치에 따르면, 용이하게 또한 높은 정밀도로 우울 상태인지 여부를 판정할 수 있다. 이로 인해, 우울 상태의 조기 발견 및 조기 치료에 기여하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 파워 스펙트럼 적분의 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 우울 상태 판정 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 우울 상태 판정 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 우울 상태 판정 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 4에 따른 우울 상태 판정 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 5에 따른 우울 상태 판정 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 6에 따른 우울 상태 판정 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 우울 상태 판정 방법의 (1)식을 피검자에게 적용한 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 우울 상태 판정 방법의 (2)식을 피검자에게 적용한 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 우울 상태 판정 방법의 (3)식을 피검자에게 적용한 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 우울 상태 판정 방법의 (4)식을 피검자에게 적용한 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 우울 상태 판정 방법의 (5)식을 피검자에게 적용한 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 우울 상태 판정 방법의 (6)식을 피검자에게 적용한 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 우울 상태 판정 방법에 의해 계측된 가속도를 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 우울 상태 판정 방법에 의해 계측된 가속도를 나타내는 다른 도면이다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법은, 피검자의 박동 간격과, 피검자의 움직임에 수반하는 활동량를 계측하여, 하기 [A] 또는 [B]의 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우에 해당 피검자가 우울 상태라고 판정하는 것이다.

박동 간격×활동량＜C1 … (1)

HF×활동량＜C2 … (2)

(LF/HF)/활동량＞C3 … (3)

박동 간격/활동량＜C4 … (4)

HF/활동량＜C5 … (5)

(LF/HF)×활동량＞C6 … (6)

또한, 본 발명의 우울 상태 판정 장치는, 피검자의 박동 간격과, 피검자의 움직임에 수반하는 활동량을 계측하는 계측부와, 박동 간격을 주파수 스펙트럼 변환하는 스텝을 포함하여 얻은 값(이하, 「파워 스펙트럼」이라고 기재한다)을 구하고, 파워 스펙트럼을 주파수 Lf1부터 Lf2까지 정적분한 값(이하, 「LF」라고 기재한다)과, 주파수 Hf1부터 Hf2까지 정적분한 값(이하, 「HF」라고 기재한다)을 산출하는 처리부와, 하기 [A] 또는 [B]의 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 판정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

박동 간격×활동량＜C1 … (1)

HF×활동량＜C2 … (2)

(LF/HF)/활동량＞C3 … (3)

박동 간격/활동량＜C4 … (4)

HF/활동량＜C5 … (5)

(LF/HF)×활동량＞C6 … (6)

단, Hf1＞Lf1, Hf2＞Lf2이고, C1 내지 C6은 상수이다.

1. 우울 상태 판정 방법

본 발명의 우울 상태 판정 방법은, 피검자의 박동 간격과, 피검자의 움직임에 수반하는 가속도 또는 각속도인 활동량을 계측한다.

박동 간격이란 심박 혹은 맥박의 간격을 가리킨다(단위: ㎳). 심박 간격은, 심전도로부터 R파와 R파의 간격을 판독하는 것, 혹은 인접하는 심박끼리의 간격을 계측함으로써 취득한다. 맥박 간격은, 인접하는 맥박끼리의 간격을 계측함으로써 취득한다. 박동 간격 또는 그의 요동은 자율 신경 활동을 나타내고 있는 것으로 알려져 있다.

박동 간격으로서, 심전 신호에 있어서의 R파와 R파의 간격인 RR 간격(이하, 「RRI」라고 기재한다)을 사용하는 것이 바람직하다. RRI는 신호의 피크가 분명하게 나타남으로써 박동 간격의 정밀도가 높아지기 때문에, 피크 위치의 오인식이 일어나기 어렵다.

활동량이란, 피검자의 움직임에 수반하는 가속도 또는 각속도이며, 중력 가속도 g에 대한 비로 표현된다(단위: 무차원량). 여기서 가속도란 X축, Y축, Z축 방향의 가속도 x, y, z의 제곱합의 제곱근으로부터 중력 가속도 g(=9.8m/s²)분을 뺀 값이다(여기에서 단위 g는 중력 가속도의 크기를 나타낸다). 따라서, 가속도 A는 이하의 (7)식으로 표시되고, 피검자의 움직임이 없을 때의 가속도는 제로이며, 피검자가 활동하고 있을 때의 가속도는 0보다 크다.

한편, 각속도 Ω는 피검자의 X축, Y축, Z축 둘레의 각속도 ω_x, ω_y, ω_z의 제곱합의 제곱근이며, 단위는 rad/s 또는 1/s이다. 즉, 각속도 Ω는 이하의 (8)식으로 표시된다.

각속도는 회전을 검출하기 때문에, 예를 들어 수면 시간대에 있어서의 피검자의 뒤척임의 빈도 등을 검출하기에 적합하다.

본 발명의 우울 상태의 판정 방법은, 각성 시간대에 있어서의 판정 방법(조건 [A])과 수면 시간대에 있어서의 판정 방법(조건 [B])으로 크게 구별된다. 각성 시간대란 피검자가 잠에서 깬, 즉 일어나 있는 시간대를 가리킨다. 한편, 수면 시간대란 피검자가 자고 있는 시간대이며, 각성 시간대 이외의 시간대를 가리킨다. 각성 시간대와 수면 시간대는, 피검자의 생활 환경이나 정신 상태에 따라 여러 형태를 나타내는 것이며, 시간 길이나 시간대가 특별히 한정되는 것이 아니다.

본 발명에 있어서, 각성 시간대와 수면 시간대의 분류는, 피검자에 대한 앙케이트에 의해 수면 개시 시간과 각성 개시 시간을 자기 신고하게 함으로써 행해도 되고, 후술하는 우울 상태 판정 장치에 설치되는 입력 수단에 의해 행해도 된다. 그 밖에, 예를 들어 일본특허공개 제2010-179133호 공보나 일본특허공개 제2009-297474호 공보에 기재된 공지의 수면 상태 계측 방법 등을 적용할 수도 있다.

일반적으로, 수면 시간대의 신장 방향의 가속도가 입위 시에 음의 값이 되도록 가속도계가 조정되어 있는 경우, 수면 시간대의 신장 방향의 가속도는, 각성 시간대의 신장 방향의 가속도와 비교해서 큰 경향이 있다. 이로 인해, 각성 시간대와 수면 시간대의 분류에 사용하는 가속도로서는, 피검자의 움직임에 수반하는 신장 방향의 가속도인 것이 바람직하다. 이와 같이, 신장 방향의 가속도는, 각성 시간대와 수면 시간대에 차가 있는 점에서, 각성 시간대와 수면 시간대의 분류에 적합하다. 본 발명에 있어서 신장 방향이란, 피검자의 발부로부터 머리부를 향하는 방향이다.

신장 방향의 가속도를 사용한 각성 시간대와 수면 시간대의 분류는, 구체적으로는 다음과 같이 행할 수 있다. 제1 분류 방법은, (9)식이 만족되는 시간대를 수면 시간대로 분류하고, (9)식이 만족되지 않는 시간대를 각성 시간대로 분류하는 방법이다. 이후 설명하는 각성 시간대와 수면 시간대의 분류 방법에 있어서, 피검자의 입위 시에 계측된 신장 방향의 가속도가 양의 값인 경우에는, 신장 방향의 가속도에 -1을 승산한 값을 음 가속도 T(단위: 무차원량)로 하고, 피검자의 입위 시에 계측된 신장 방향의 가속도가 음의 값인 경우에는, 당해 음의 값을 음 가속도 T로 한다.

T≥C7 … (9)

단, C7은 상수이다(단위: 무차원량).

이와 같이 (9)식을 사용해서 음 가속도 T와 소정값 C7의 대소를 비교함으로써, 각성 시간대와 수면 시간대를 용이하게 분류할 수 있다. 이 방법은, 실시간으로 각성 시간대와 수면 시간대를 분류할 필요가 있는 경우에 적합하다.

음 가속도 T를 사용한 각성 시간대와 수면 시간대의 제2 분류 방법은, (9)식이 만족되는 시간대 중 최장의 시간대를 수면 시간대로 분류하고, 해당 수면 시간대 이외를 각성 시간대로 분류하는 방법이다. 구체적으로는, 계측 단위 시간 동안, (9)식이 만족되는 시간대 중 최장의 시간대를 수면 시간대로 분류하고, 당해 수면 시간대 이외를 각성 시간대로 분류한다. 계측 단위 시간은, 계측 개시로부터 계측 종료까지의 시간 길이이다. 본 방법에서는 (9)식이 만족되는 최장의 시간대를 수면 시간대로 분류하는 점에서, 이때, 하루에 적어도 1개의 수면 시간대가 얻어지도록, 계측 단위 시간은 24시간 이내의 시간 길이이다. 제2 분류 방법은, 수면 시에 어중간한 시간에 일어나지 않고 연속해서 잘 수 있는 피검자에 대하여 유효하다.

음 가속도 T를 사용한 각성 시간대와 수면 시간대의 제3 분류 방법은, 소정 시간 이상 연속해서 (9)식이 만족되는 시간대를 수면 시간대로 분류하고, 당해 수면 시간대 이외를 각성 시간대로 분류하는 방법이다. 소정 시간은 수면 시 이외의 상태에서 와위가 되었다고 추정되는 시간대를 각성 시간대로 간주하기 위해 설정되는 시간 길이이다. 소정 시간은 예를 들어 15분 이상, 바람직하게는 30분 이상, 보다 바람직하게는 1시간 이상으로 설정할 수 있다. 제3 분류 방법에서는 작게 구분하여 분류된 수면 시간대를 적산함으로써 실질적인 수면 시간대를 추정하기 때문에, 수면 시에 어중간한 시간에 일어나 버리는 중도 각성의 불면증을 안고 있는 피검자에 대하여 유효하다.

가속도를 사용해서 각성 시간대와 수면 시간대를 분류하는 경우, 당해 가속도는 가속도-시간 파형에 대하여 모폴로지 연산을 행한 후의 값인 것이 바람직하다. 모폴로지 연산은 화상 처리에서 노이즈 제거를 위해서 사용된다. 이로 인해, 가속도-시간 파형에 대하여 모폴로지 연산을 행한 후의 값을 (9)식에 적용하면, 얻어진 가속도 중, 총 계측 시간과 비교해서 단시간(예를 들어, 총 계측 시간 1/150시간 이내)에 변화되는 값은 제거된다. 이로 인해, 가속도-시간 파형의 전체 윤곽이 추출되어, 각성 시간대와 수면 시간대를 분류하기 쉬워진다. 그 결과, (1)식 내지 (6)식에 의한 판정 횟수를 감소할 수 있기 때문에, 우울 상태의 판정에 필요한 시간의 단축이 도모된다.

모폴로지 연산에 요하는 처리 시간을 단축하기 위해서, 소정값 C7을 역치로 해서 2치화 처리가 이루어진 가속도-시간 파형에 대하여 모폴로지 연산을 행하는 것도 바람직하다. 2치화 처리에서는, 예를 들어 가속도가 소정값(역치) C7 이상인 경우에 가속도를 0이라 간주하고, 가속도가 소정값 C7 미만인 경우에 가속도를 1이라 간주한다.

모폴로지 연산은, 예를 들어 선을 굵게 하는 처리를 행하는 팽창 연산, 선을 가늘게 하는 처리를 행하는 수축 연산, 수축 연산 후에 팽창 연산을 행하는 오프닝 처리, 팽창 연산 후에 수축 연산을 행하는 클로징 처리가 있다. 본 발명에 있어서, 모폴로지 연산 후의 가속도를 사용해서 각성 시간대와 수면 시간대를 분류하는 경우, 모폴로지 연산이, 소정의 시간폭으로 행해지는 오프닝 처리와 클로징 처리 중 적어도 어느 한쪽인 것이 바람직하다. 또한, 모폴로지 연산으로서, 오프닝 처리 및 클로징 처리의 양쪽을 행하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 팽창 연산과 수축 연산을 조합함으로써, 가속도-시간 파형의 전체 윤곽을 추출하기 쉬워지기 때문에, 각성 시간대와 수면 시간대를 한층 더 분류하기 쉬워진다.

오프닝 처리나 클로징 처리를 행하는 횟수는 특별히 한정되지 않지만, 오프닝 처리, 클로징 처리를 각각 1회 이상 실시하는 것이 바람직하고, 오프닝 처리, 클로징 처리를 각각 2회 이상 실시하는 것이 보다 바람직하다.

팽창 연산이나 수축 연산을 행할 때의 시간폭에 대해서도 적절히 설정하면 되지만, 예를 들어 1회째의 오프닝 처리 및 클로징 처리의 시간폭을 2분으로 하고, 2회째의 오프닝 처리 및 클로징 처리의 시간폭을 5분으로 할 수 있다. 이와 같이 처리 횟수를 거듭할 때마다, 처리 시의 시간폭을 크게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 오프닝 처리 및 클로징 처리의 시간폭을 단계적으로 크게 함으로써, 총 계측 시간과 비교해서 단시간에 변화된 가속도의 데이터가 제거되는 것을 억제한다.

LF는 시간 신호 f인 박동 간격을 주파수 스펙트럼 변환하는 스텝을 포함하여 얻은 파워 스펙트럼을 주파수 Lf1부터 Lf2까지 정적분한 값이고, HF는 상기 파워 스펙트럼을 주파수 Hf1부터 Hf2까지 정적분한 값이고, Hf1＞Lf1, Hf2＞Lf2이고, C1 내지 C6은 상수이다. 예를 들어, LF는 시간 신호 f인 박동 간격을 주파수 스펙트럼 변환한 것(주파수 스펙트럼 F)을 제곱함으로써 얻어지는 파워 스펙트럼 F²(제1 파워 스펙트럼)를 주파수 Lf1부터 Lf2까지 정적분한 값이고, HF는 상기 파워 스펙트럼 F²(제1 파워 스펙트럼)를 주파수 Hf1(＞Lf1)부터 Hf2(＞Lf2)까지 정적분한 값으로 할 수 있다. 제1 파워 스펙트럼 F²를 사용해서 계산되는 LF, HF의 단위는 ㎳²이다. 구체적인 C1 내지 C6의 값은 특별히 제한되는 것은 아니고, 파워 스펙트럼 적분의 적분 범위, 활동량의 종류(가속도 또는 각속도), 피검자의 연령, 성별 등의 조건에 따라서 적절히 설정할 수 있다. 주파수 스펙트럼 변환의 방법으로서는, 예를 들어 고속 푸리에 변환(FFT), 웨이브릿(wavelet) 해석, 최대 엔트로피법 등을 사용할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서는, FFT를 사용한 경우를 예로서 설명하지만, 물론 다른 방법을 사용하는 것도 가능하다.

본 명세서에 있어서는, 박동 간격을 스플라인 보간하여 샘플링 간격 Δt로 재샘플링한 박동 간격 RRI_k의 이산 푸리에 변환 G_k는 이하의 (10)식으로 표시되고, 파워 스펙트럼 F²(제1 파워 스펙트럼)(단위: ㎳²/Hz)는 이하의 (11)식으로 표시된다. 여기서, k는 시계열, N은 데이터수를 나타내고, S는 임의의 스케일이며, 일반적으로 파워 스펙트럼에서는 S=1이다.

한편, LF 및 HF의 값으로서, 박동 간격을 주파수 스펙트럼 변환한 값으로부터 얻은 파워 스펙트럼 F(제2 파워 스펙트럼)(단위: ㎳)를 소정의 구간에서 정적분 한 것도 본 발명의 우울 상태 판정 방법에 포함된다. 이와 같이, 파워 스펙트럼으로서 박동 간격을 주파수 스펙트럼 변환한 값을 사용하면, 보다 간편하게 LF 및 HF의 값을 산출할 수 있다. 제2 파워 스펙트럼 F를 사용해서 계산되는 LF, HF의 단위는 무차원량이다. 파워 스펙트럼 F(제2 파워 스펙트럼)는 이하의 (12)식으로 표시된다.

이하, LF, HF, C1 내지 C6의 상세에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 파워 스펙트럼 적분의 설명도이다. 도 1의 종축은 파워 스펙트럼(단위: ㎳²/Hz)이며, 횡축은 주파수(단위: Hz)이다. LF는 파워 스펙트럼 F²를 예를 들어 0.04Hz(Lf1)로부터 0.15Hz(Lf2)까지 정적분한 값이고, 도 1에 있어서 사선에 의해 해칭이 되어 있는 부분의 면적이다. 한편, HF는 파워 스펙트럼 F²를 예를 들어 0.15Hz(Hf1)로부터 0.4Hz(Hf2)까지 정적분한 값이고, 도 1에 있어서 세로선에 의해 해칭이 되어 있는 부분의 면적이다. 도 1에서는, Lf2와 Hf1이 모두 0.15Hz와 같아지도록 적분 범위를 설정했지만, Lf1＜Hf1 및 Lf2＜Hf2의 관계를 만족하고 있으면, Lf2와 Hf1은 다른 값이어도 된다. 여기에서는, 파워 스펙트럼 적분의 방법을, 제1 파워 스펙트럼 F²를 사용해서 설명했지만, 제2 파워 스펙트럼 F에 의한 정적분도 마찬가지로 행할 수 있다.

주파수 스펙트럼 변환에 의해 얻어지는 파워 스펙트럼은, 혈압의 변동에서 유래하는 성분이며 Mayer-Wave 관련 성분이라고도 하는 LF와, 호흡에서 유래하는 성분 HF로 나뉜다. 혈압 변동 성분 LF는 0.1Hz 주변의 파워 스펙트럼이며, 교감 신경 활동과 부교감 신경 활동의 양쪽에 관련되어 있다. 한편, 호흡 유래의 성분 HF는 0.3Hz 주변의 파워 스펙트럼이며, 부교감 신경 활동에 관련되어 있다고 생각된다.

이상의 점에서, 교감 신경 활동 및 부교감 신경 활동을 나타내는 LF의 적분 범위는, 적어도 0.1Hz를 포함하고, Lf1＜0.1＜Lf2인 것이 바람직하다. 또한, Lf1은 0.03Hz인 것이 보다 바람직하고, 0.04Hz인 것이 더욱 바람직하다. Lf2는 0.16Hz인 것이 보다 바람직하고, 0.15Hz인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 부교감 신경 활동을 나타내는 HF의 적분 범위는, 적어도 0.3Hz를 포함하고, Hf1＜0.3＜Hf2인 것이 바람직하다. Hf1은 0.14Hz인 것이 보다 바람직하고, 0.15Hz인 것이 더욱 바람직하다. Hf2는 0.41Hz인 것이 보다 바람직하고, 0.4Hz인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법에서는, 피검자의 각성 시간대에 있어서, 박동 간격×활동량＜C1을 만족하는 경우에 우울 상태라고 판정한다. 전술한 바와 같이, 박동 간격은 부교감 신경 활동을 나타내고 있고, 활동량은 피검자의 움직임을 나타내고 있다. 예를 들어 활동량이 가속도의 경우에는, C1은 150㎳인 것이 바람직하고, 160㎳인 것이 보다 바람직하고, 170㎳인 것이 더욱 바람직하다. 박동 간격×활동량은, C1이 150㎳ 이상인 경우에 정상인과 우울 상태 환자의 차가 가장 커지기 때문에, 우울 상태를 판정하기 위한 좋은 지표가 된다. 또한, 우울 상태의 판정을 하기 쉽게 하기 위해서, (1)식은 박동 간격×활동량/100＜C11로 해도 된다. 이때 C11은, C1을 100으로 제산한 값, 즉 C11=C1/100으로 표현된다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법에서는, 피검자의 각성 시간대에 있어서, HF×활동량＜C2를 만족하는 경우에 우울 상태라고 판정한다. 전술한 바와 같이, HF는 박동 간격과 마찬가지로 부교감 신경 활동을 나타내고 있다. 따라서, (2)식은 (1)식과 마찬가지로 부교감 신경 활동과, 활동량으로부터 우울 상태를 판정하는 것이다. 예를 들어 활동량으로서 가속도를 사용하여, 제1 파워 스펙트럼 F²로부터 얻어지는 HF의 적분 범위를 0.15Hz 내지 0.4Hz로 한 경우, C2는 0.08㎳²인 것이 바람직하고, 0.085㎳²인 것이 보다 바람직하고, 0.09㎳²인 것이 보다 바람직하다. 우울 상태의 판정을 하기 쉽게 하기 위해서, (2)식은 HF×활동량×100＜C21로 해도 된다. 이때 C21은, C2에 100을 곱한 값, 즉 C21=C2×100으로 표현된다.

한편, 활동량으로서 가속도를 사용하여, 제2 파워 스펙트럼 F로부터 얻어지는 HF의 적분 범위를 0.15Hz 내지 0.4Hz로 한 경우, C2는 80인 것이 바람직하고, 90인 것이 보다 바람직하고, 100인 것이 보다 바람직하다. 여기서 C2의 단위는 무차원량이다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법에서는, 피검자의 각성 시간대에 있어서, (LF/HF)/활동량＞C3을 만족하는 경우에 우울 상태라고 판정한다. 전술한 바와 같이, LF는 교감 신경 활동과 부교감 신경 활동의 양쪽을 나타내고 있기 때문에, LF/HF는 부교감 신경 활동에 대한 교감 신경 활동의 우위성을 나타내고 있다. 따라서, 본 발명에 있어서 LF/HF는 교감 신경 활동을 나타내는 지표로서 사용하고 있다. (3)식은 교감 신경 활동과 활동량으로부터 우울 상태를 판정하는 방법이다. 예를 들어 활동량으로서 가속도를 사용하여, 제1 파워 스펙트럼 F²로부터 얻어지는 LF의 적분 범위를 0.04 내지 0.15Hz, HF의 적분 범위를 0.15Hz 내지 0.4Hz로 한 경우, C3은 5인 것이 바람직하고, 4.5인 것이 보다 바람직하고, 4인 것이 더욱 바람직하다. 여기서 C3의 단위는 무차원량이다.

한편, 활동량으로서 가속도를 사용하여, 제2 파워 스펙트럼 F로부터 얻어지는 LF의 적분 범위를 0.04 내지 0.15Hz, HF의 적분 범위를 0.15Hz 내지 0.4Hz로 한 경우, C3은 27인 것이 바람직하고, 26인 것이 보다 바람직하고, 25인 것이 더욱 바람직하다. 여기서 C3의 단위는 무차원량이다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법에서는, 피검자의 수면 시간대에 있어서, 박동 간격/활동량＜C4를 만족하는 경우에 우울 상태라고 판정한다. (4)식은 부교감 신경 활동과 활동량으로부터 우울 상태를 판정하는 방법이다. 예를 들어 활동량이 가속도인 경우에는, C4는 1200㎳인 것이 바람직하고, 1500㎳인 것이 보다 바람직하고, 1900㎳인 것이 더욱 바람직하다. 우울 상태의 판정을 하기 쉽게 하기 위해서 (4)식은 (박동 간격/활동량)/100＜C41로 해도 된다. 이때 C41은, C4를 100으로 제산한 값, 즉 C41=C4/100으로 표현된다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법에서는, 피검자의 수면 시간대에 있어서, HF/활동량＜C5를 만족하는 경우에 우울 상태라고 판정한다. (5)식은 부교감 신경 활동과 활동량으로부터 우울 상태를 판정하는 방법이다. 예를 들어 활동량으로서 가속도를 사용하여, 제1 파워 스펙트럼 F²로부터 얻어지는 HF의 적분 범위를 0.15Hz 내지 0.4Hz로 한 경우, C5는 40㎳²인 것이 바람직하고, 50㎳²인 것이 보다 바람직하고, 60㎳²인 것이 더욱 바람직하고, 70㎳²인 것이 가장 바람직하다.

한편, 활동량으로서 가속도를 사용하여, 제2 파워 스펙트럼 F로부터 얻어지는 HF의 적분 범위를 0.15Hz 내지 0.4Hz로 한 경우, C5는 30000인 것이 바람직하고, 40000인 것이 보다 바람직하고, 50000인 것이 더욱 바람직하다. 여기서 C5의 단위는 무차원량이다. 이 경우, 우울 상태의 판정을 하기 쉽게 하기 위해서, (5)식은 (HF/활동량)/1000＜C51로 해도 된다. 이때 C51은, C5를 1000으로 제산한 값, 즉 C51=C5/1000으로 표현된다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법에서는, (LF/HF)×활동량＞C6을 만족하는 경우에 우울 상태라고 판정한다. (6)식은 교감 신경 활동과 활동량으로부터 우울 상태를 판정하는 방법이다. 예를 들어 활동량으로서 가속도를 사용하여, 제1 파워 스펙트럼 F²로부터 얻어지는 LF의 적분 범위를 0.04 내지 0.15Hz, HF의 적분 범위를 0.15Hz 내지 0.4Hz로 한 경우, C6은 0.015인 것이 바람직하고, 0.01인 것이 보다 바람직하고, 0.005인 것이 더욱 바람직하다. 여기서 C6의 단위는 무차원량이다. 우울 상태의 판정을 하기 쉽게 하기 위해서, (6)식은 (LF/HF)×활동량×100＞C61로 해도 된다. 이때 C61은, C6에 100을 곱한 값, 즉 C61=C6×100으로 표현된다.

한편, 활동량으로서 가속도를 사용하여, 제2 파워 스펙트럼 F로부터 얻어지는 LF의 적분 범위를 0.04 내지 0.15Hz, HF의 적분 범위를 0.15Hz 내지 0.4Hz로 한 경우, C6은 0.045인 것이 바람직하고, 0.03인 것이 보다 바람직하고, 0.015인 것이 더욱 바람직하다. 여기서 C6의 단위는 무차원량이다. 우울 상태의 판정을 하기 쉽게 하기 위해서, (6)식은 (LF/HF)×활동량×100＞C61로 해도 된다. 이때 C61은, C6에 100을 곱한 값, 즉 C61=C6×100으로 표현된다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법에 있어서, [A]의 조건 중 적어도 하나가 만족되고, [B]의 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 것이 바람직하다. 즉, (1)식 내지 (3)식 중 적어도 1개가 만족되고, (4)식 내지 (6)식 중 적어도 1개가 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 것이 바람직하다. 각성 시간대와 수면 시간대의 양쪽 시간대에서의 측정 데이터를 사용함으로써, 우울 상태의 판정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법에 있어서, [A]의 조건 중, (1)식 또는 (2)식 중 적어도 어느 한쪽과, (3)식이 만족되고, [B]의 조건 중, (4)식 또는 (5)식 중 적어도 어느 한쪽과, (6)식이 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 것이 바람직하다. 각성 시간대에 있어서의 부교감 신경 활동을 나타내는 (1)식 또는 (2)식과, 교감 신경 활동을 나타내는 (3)식과, 수면 시간대에 있어서의 부교감 신경 활동을 나타내는 (4)식 또는 (5)식과, 교감 신경 활동을 나타내는 (6)식을 조합해서 판정함으로써, 우울 상태의 판정 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 우울 상태 판정 방법에 있어서, [B]의 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 것이 바람직하다. 각성 시간대에 있어서의 (1)식 내지 (3)식의 판정 방법과 비교하면, 수면 시간대에 있어서의 (4)식 내지 (6)식의 판정 방법은 정상인과 우울 상태 환자의 차가 큰 경향이 있기 때문에, 우울 상태의 판정을 하기 쉽다.

(1)식 내지 (6)식을 적절히 조합하면, 우울 상태의 판정을 행할 수 있다. 예를 들어, 박동 간격과 활동량만을 사용하는 (1)식 및 (4)식만을 우울 상태의 판정에 채용하면, 주파수 스펙트럼 변환이나 파워 스펙트럼 적분을 행하는 스텝을 생략할 수 있기 때문에, 보다 간편한 판정 방법으로 하고자 하는 경우에 유효하다. 한편, (1)식 내지 (6)식 모두를 사용해서 판정을 행하면, 판정 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

(1)식 내지 (6)식의 모든 평가를 행한 결과, 적어도 1개의 식을 만족하면 우울 상태라고 판정하는 것도 가능하며, 모든 식을 만족한 경우에 우울 상태라고 판정하는 것도 가능하여, 판정에 사용하는 식의 수는 특별히 한정되지 않는다. (1)식 내지 (6)식 중 적어도 1개의 식을 만족하면 우울 상태라 판정하는 방법이면, 더 넓은 범위에서 우울 상태로 의심되는 환자를 스크리닝하는 것이 가능하다. 또한, (1)식 내지 (6)식 모두를 만족하는 경우에 우울 상태라고 판정하는 방법이면, 높은 정밀도로 우울 상태의 판정을 행할 수 있다.

2. 우울 상태 판정 장치

본 발명의 우울 상태 판정 장치는 계측부와, 처리부와, 판정부를 구비한다. 계측부는, 피검자의 심박을 계측하는 심전계나 심박 센서, 또는 피검자의 맥박을 계측해서 맥박을 구하는 맥박 센서와, 피검자의 활동량을 계측하는 가속도 센서 또는 각속도 센서 등이다. 처리부는 계측부에 의해 계측된 박동 간격에 기초하여, 주파수 스펙트럼 변환을 행하여, 파워 스펙트럼 적분값을 산출하여, 우울 상태의 판정에 사용하는 LF 및 HF를 산출한다. 판정부는 계측부에서 계측된 박동 간격과 활동량 및 처리부에서 얻어진 LF 및 HF를 사용해서 판정 데이터를 작성하여, 소정값 C1 내지 C6과 판정 데이터를 비교함으로써 우울 상태의 판정을 행한다. 처리부 및 판정부는 우울 상태의 판정에 사용하는 판정 데이터의 작성이나 소정값과 판정용 데이터의 비교 등을 행하는 소프트웨어를 탑재하는 컴퓨터나 계측 기기 등이다.

(실시 형태 1)

도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 우울 상태 판정 장치(1)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2에 도시하는 우울 상태 판정 장치(1)는 계측부인 센서(10)와, 해석기(50)를 구비한다.

(1) 계측부

센서(10)는 박동 간격을 검출하는 박동 계측부(12)와, 활동량을 검출하는 활동량 계측부(13)로 구성되는 계측부(11)를 구비한다. 센서(10)는 소형 경량이며, 본체 이면의 전극(도시하지 않음)을 피검자의 흉부에 밀착시킨 상태에서, 피검자의 피부에 본체째 붙일 수 있으므로, 옷 속에 숨겨져서 눈에 뜨이지 않는다.

본 발명의 우울 상태 판정 장치는, 박동 간격으로서, 심전 신호에 있어서의 R파와 R파의 간격인 RR 간격(RRI)을 사용하는 것이 바람직하다. RRI는 신호의 피크가 분명하게 나타남으로써 박동 간격의 정밀도가 높아지기 때문에, 피크 위치의 오인식이 일어나기 어렵다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 박동 간격으로서 RRI를, 활동량으로서 가속도를 계측했다.

박동 계측부(12)는 전극을 피검자의 흉부에 밀착시킨 상태에서 심전 신호를 계측하고, 이 심전 신호에 기초하여 RRI를 산출해서 해석기(50)로 송신한다. 또한, 센서(10)의 박동 계측부(12)가 심전 신호에 기초하여 RRI를 산출했지만, RRI의 산출은 후술하는 처리부(51)에서 행해져도 된다.

박동 계측부(12)에서는, 심박을 측정하는 대신에 맥박을 측정해도 된다. 맥박은 사람의 손가락끝이나 귓불 등에 파장이 700㎚ 내지 1200㎚인 근적외선을 조사하여, 근적외선의 반사량을 접촉 혹은 비접촉으로 측정할 수 있다. 맥박을 측정하는 경우는, 비교적 측정기를 몸에 붙이기 쉽다고 하는 이점이 있고, 특히 비접촉으로 측정하는 타입을 사용한 경우에는, 측정기를 몸에 붙이는 번거로움이 없어지므로, 널리 보급될 가능성이 있다. 이와 같이 측정한 맥박의 인접하는 피크끼리의 간격으로부터 맥박 간격을 구할 수 있다.

계측부(11)의 활동량 계측부(13)에서는, 피검자의 X축, Y축, Z축 방향에 있어서의 가속도를 계측해서 해석기(50)로 송신한다. 가속도를 계측하는 센서의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 피에조 저항 체형 가속도 센서, 압전형 가속도 센서, 정전 용량형 가속도 센서 등을 사용할 수 있다. 피에조 저항 체형 가속도 센서는, 반도체를 사용하고 있기 때문에 소형이며 양산화하기 쉽다. 압전형 가속도 센서는, 비교적 높은 가속도의 검출을 하기 쉽다. 정전 용량형 가속도 센서는 피에조 저항 체형 가속도 센서에 비해 고감도이며, 검출 가능한 가속도의 범위가 넓고, 온도 의존성도 작다.

활동량으로서, 가속도 대신에 각속도를 검출해도 된다. 각속도를 계측하는 센서의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 회전형, 진동형, 가스형, 광섬유형, 링 레이저형의 각속도 센서를 사용할 수 있다.

계측부(11)에서 계측된 박동 간격 및 활동량의 데이터를 해석기(50)의 수신부(52)로 송신하는 방법으로서, 무선 통신을 사용해도 되고, 유선 통신을 사용해도 된다. 특히 무선 통신으로 데이터를 송수신하는 경우에는, 내장된 배터리의 지속성을 향상시키기 위해서, 예를 들어 3개분의 RRI를 통합해서 송신하는 등에 의해 송수신의 빈도를 낮추는 것이 바람직하다. 또한, 이때 활동량인 가속도는 RRI와 동일한 타이밍에 송수신하는 것이 바람직하다.

소비 전력을 억제하는 관점에서, 본 발명에 따른 센서는 전원을 ON 상태로 하고 나서 소정 시간 경과한 후, 자동으로 전원이 OFF 상태가 되는 것도 바람직하다. 소정 시간은 우울 상태의 판정에 필요한 데이터수를 고려해서 설정하면 되며, 예를 들어 24시간이나 48시간 등으로 설정할 수 있다.

(2) 처리부

해석기(50)는 처리부(51)와 판정부(81)를 구비하고, 처리부(51)는 수신부(52), 주파수 스펙트럼 변환부(55), 파워 스펙트럼 적분 산출부(56)를 구비한다. 수신부(52)에서는, 센서(10)로부터 송신되는 RRI와 활동량을 수신한다.

주파수 스펙트럼 변환부(55)에서는 FFT 등의 주파수 스펙트럼 변환 방법을 사용하여, 수신부(52)로부터 송신된 시간 신호인 RRI를 주파수 스펙트럼으로 변환한다. 다음에, 파워 스펙트럼 적분 산출부(56)에서는, 주파수 스펙트럼 변환부(55)에서 얻어진 스펙트럼으로부터 파워 스펙트럼을 산출하여, 소정의 주파수 범위에서 적분을 행함으로써, LF 및 HF를 구한다. 구체적으로는, 이하와 같은 처리가 행해진다. 먼저, 주파수 스펙트럼 변환부(55)에서 얻어진 주파수 스펙트럼으로부터 파워 스펙트럼을 산출하면, 종축이 파워 스펙트럼 밀도, 횡축이 주파수의 분포도가 얻어진다. 다음에, Lf1 내지 Lf2의 범위 및 Hf1 내지 Hf2의 범위에서 파워 스펙트럼을 적분함으로써, LF와 HF를 각각 구한다. 또한, Lf1＜Hf1, Lf2＜Hf2이다. 또한, 파워 스펙트럼의 구체적인 산출 방법은, 「1. 우울 상태 판정 방법」에서 설명한 바와 같으며, 파워 스펙트럼으로서, 예를 들어 제1 파워 스펙트럼 F²를 사용해도 되고, 제2 파워 스펙트럼 F를 사용해도 된다.

(3) 판정부

본 발명의 우울 상태 판정 장치의 판정부(81)는 판정 데이터 작성부(82)와, 소정값 저장부(83)와, 비교부(84)를 구비한다. 먼저, 판정 데이터 작성부(82)에서는, 우울 상태의 판정에 사용하는 (1)식 내지 (6)식에 필요한 판정 데이터를 작성한다. RRI 및 활동량은 처리부(51)의 수신부(52)로부터 송신되고, HF 및 LF는 처리부(51)의 파워 스펙트럼 적분 산출부(56)로부터 판정부(81)의 판정 데이터 작성부(82)로 송신된다. 이 데이터를 승제함으로써 (1)식 내지 (6)식의 좌변에 기재되는 판정 데이터를 작성한다.

소정값 저장부(83)에는 우울 상태의 판정에 사용하는 (1)식 내지 (6)식의 우변에 기재되는 소정값 C1 내지 C6이 저장되어 있다. 소정값 C1 내지 C6을 적절히 변경할 수 있도록, 소정값 저장부(83)에는 입력 수단이 설치되는 것이 바람직하다.

비교부(84)에서는, 판정 데이터 작성부(82)에서 작성된 판정용 데이터(즉, (1)식 내지 (6)식의 좌변 데이터)와, 소정값 저장부(83)에 저장되어 있는 소정값(즉, (1)식 내지 (6)식의 우변 데이터)을 (1)식 내지 (6)식에 대입하여, 좌변과 우변의 대소를 비교하여, (1)식 내지 (6)식을 만족하는지 판정한다. (1)식 내지 (6)식을 만족하는 경우는 우울 상태라고 판정하고, 만족하지 않는 경우에는 우울 상태가 아니라고 판정한다.

해석기(50)에는, 판정부(81)로부터 우울 상태의 판정 결과를 피검자 등에 통지하는 통지부(91)가 설치되는 것이 바람직하다. 통지 방법은 음성, 정지 화상, 동화상 등 특별히 한정되지 않는다. 의사나 카운셀러 등의 전문가, 피검자나 그의 가족 등, 통지 대상의 전문 지식수준에 따라서 통지 내용을 바꾸는 것도 가능하다. 여기에서는 우울 상태 판정 장치(1)에 통지부(91)가 설치되는 예를 나타냈지만, 우울 상태 판정 장치(1)와는 다른 통지용 기기에 판정 결과를 송신하고, 피검자 등에 결과를 통지해도 된다. 통지용 기기로서는, 예를 들어 외장형 모니터, 휴대 전화, 스마트폰, 태블릿 단말기, 스피커, 이어폰 등을 들 수 있다.

(실시 형태 2)

도 3은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 우울 상태 판정 장치(2)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 3에 도시하는 우울 상태 판정 장치(2)는 센서(10)와, 해석기(60)를 구비한다. 또한, 실시 형태 1의 우울 상태 판정 장치(1)와 마찬가지 구성 요소에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

해석기(60)는 처리부(61)와, 판정부(81)를 구비하고, 처리부(61)는 수신부(62), 이상값 검출부(63), 이상값 제거부(64), 주파수 스펙트럼 변환부(65), 파워 스펙트럼 적분 산출부(66)를 포함한다.

이상값 검출부(63)는 수신부(62)로부터 출력된 RRI 및 활동량을, 이상값이라 간주해야 할지 여부를 판단한다. RRI를 이상값이라 간주해야 할지 여부는 다음과 같이 판단한다. 실시 형태 2에서는, RRI(초 단위)의 역수를 60배해서 순간 심박수를 산출하고, 1박분 전의 순시 심박수와의 차의 절댓값이 제1 소정수(본 실시 형태에서는, 「18」이라 한다) 이하인 가장 가까운 복수점(본 실시 형태에서는, 「8점」이라 한다)에 있어서의 평균을 산출한다. 다음에 당해 평균과 평가 대상의 RRI에 대응하는 순시 심박수와의 차의 절댓값이 제2 소정수(본 실시 형태에서는 「35」라 한다) 이상인 경우에, 평가 대상의 RRI를 이상값이라 간주한다. 여기서, 제1 소정수는 30이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20, 더욱 바람직하게는 15이다. 또한, 제2 소정수는 50이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40, 더욱 바람직하게는 30이다.

또한, 제1 소정수, 제2 소정수, 가장 가까운 복수점의 수를, 개인차 등에 따라서 적절히 변경해도 된다. 예를 들어, 제1 소정수를 30 이하, 제2 소정수를 30 이상, 가장 가까운 복수점의 수를 4 내지 20의 범위 내에서 적절히 변경해도 된다.

활동량은 체동이 없는 경우에는 제로이기 때문에, 마이너스 값이 되는 경우는 없다. 따라서, 활동량이 마이너스 값이 되어 있을 때에는 이상값이라 간주하는 것이 바람직하다.

이상값 제거부(64)는 이상값 검출부(63)에 의해 이상값이라 간주된 RRI를 주파수 스펙트럼 변환부(65)에 있어서의 데이터 처리의 대상으로부터 제외한다. 또한, 이상값 제거부(64)는 이상값 검출부(63)에 의해 이상값이라 간주된 RRI 및 활동량을 판정 데이터 작성부(82)에 있어서의 데이터 처리의 대상으로부터 제외한다.

(실시 형태 3)

도 4는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 우울 상태 판정 장치(3)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 4에 도시하는 우울 상태 판정 장치(3)는 센서(20)와, 해석기(50)를 구비한다. 또한, 실시 형태 1의 우울 상태 판정 장치(1)와 마찬가지 구성 요소에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

센서(20)의 계측부(21)에는, 박동 계측부(22)와, 활동량 계측부(23)에 더하여, 각성 상태 또는 수면 상태를 입력하는 입력 수단(24)이 설치되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 각성 시간대의 개시 시와 수면 시간대의 개시 시에 피검자가 스스로 입력 수단(24)을 조작함으로써, 각성 정보 및 수면 정보를 얻을 수 있다. 입력 수단(24)이란, 예를 들어 센서의 표면에 설치된 스위치이며, 이 스위치는 버튼형이어도 되고, 레버형이어도 되며, 그 방식은 특별히 한정되지 않는다.

입력 수단(24)은 우울 상태 판정 장치(3)의 센서(20)가 아닌, 해석기(50)에 설치되는 것도 바람직하다. 이에 의해, 센서(20)에 입력 수단(24)이 설치되는 경우에 비해, 수면 시의 뒤척임 등에 수반하여 피검자가 무의식 중에 입력 수단(24)을 조작하는 것을 방지할 수 있다.

(실시 형태 4)

도 5는 본 발명의 실시 형태 4에 따른 우울 상태 판정 장치(4)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 5에 도시하는 우울 상태 판정 장치(4)는 센서(30)와, 해석기(50)를 구비한다. 또한, 실시 형태 1의 우울 상태 판정 장치(1)와 마찬가지 구성 요소에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

센서(30)의 계측부(31)에는, 박동 계측부(32)와, 활동량 계측부(33)에 더하여, 체온 계측부(34)가 되는 체온 계측 수단이 설치되는 것이 바람직하다. 우울 상태의 경우에는 저체온이 되기 쉬운 것이 알려져 있다. 우울 상태에서는 야간형 생활이 되기 쉬워, 햇볕을 쬘 기회가 감소하여, 체내 시계를 정상으로 맞추는 것이 곤란해지기 때문이다. 더욱이, 우울 상태의 환자는 야간에도 체온이 높기 때문에, 신체가 쉬지 못하는 상태가 된다(비특허문헌 3). 이로 인해, 체온 계측 수단(체온 계측부(34))에 의해 체온 데이터를 취득하여, 상기의 (1) 내지 (6)식에 의한 우울 상태의 판정과 조합함으로써, 우울 상태의 판정 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

일반적으로 체온은 구강, 겨드랑이, 고막 등 환경 온도에 의한 영향이 작은 신체의 심부에서 측정되지만, 본 발명의 우울 상태 판정 장치의 계측부는, 심박이나 맥박을 측정하기 위해 피검자의 피부에 붙이는 것이기 때문에, 심부 체온을 직접 계측하는 것은 곤란하다. 따라서, 여기서의 체온이란 심부 체온뿐만 아니라, 체표면 온도도 포함하는 것으로 한다. 또한, 체온을 직접 측정하지 않고 계측부를 구성하는 부재, 예를 들어 센서의 기판의 온도를 측정하는 것도 가능하다. 피검자의 체온이 상승하면 센서의 기판 온도도 상승하기 때문에, 센서의 기판 온도를 측정하면 상대적으로 체온의 변화를 계측할 수 있다. 체온 계측 수단은 온도 센서이면 그 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 백금, 니켈, 구리 등의 금속 측온 저항체, 열전대, 서미스터, IC화 온도 센서, 수정 온도계 등을 사용할 수 있다.

(실시 형태 5)

도 6은 본 발명의 실시 형태 5에 따른 우울 상태 판정 장치(5)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 6에 나타내는 우울 상태 판정 장치(5)는 센서(40)와, 해석기(70)를 구비한다. 또한, 실시 형태 1의 우울 상태 판정 장치(1)와 마찬가지 구성 요소에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

센서(40)에는, 박동 계측부(42)와 활동량 계측부(43)로 구성되는 계측부(41)에서 취득한 생체 정보를 일시적으로 보존하는 데이터 보존부(44)가 설치되는 것이 바람직하다. 센서(40)에서 취득한 데이터를 순차적으로 해석기(70)로 송신해서 데이터를 처리할 필요가 없기 때문에, 데이터 통신에 의해 소비하는 전력량을 억제할 수 있다. 예를 들어, 피검자가 자택에서 센서를 사용해서 계측을 행하고, 후일, 의료 기관에 있는 해석기를 사용해서 의사가 우울 상태인지 여부를 판정하는 경우 등에 적합하다.

해석기(70)의 처리부(71)는, 주파수 스펙트럼 변환 및 파워 스펙트럼 적분을 행하기 위해서 데이터 보존부(44)에 보존된 RRI의 데이터를 판독한다. 판정부(81)에서는, 데이터 보존부(44)로부터 판독한 RRI 및 활동량의 데이터와, 주파수 스펙트럼 변환부(75) 및 파워 스펙트럼 적분 산출부(76)에서 산출된 LF 및 HF를 사용해서 우울 상태의 판정을 행한다. 또한, 소형 경량의 센서를 얻기 위해서, 데이터 보존부(44)에는 공지의 반도체 메모리를 사용하는 것이 바람직하다.

(실시 형태 6)

도 7은 본 발명의 실시 형태 5에 따른 우울 상태 판정 장치(6)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 7에 나타내는 우울 상태 판정 장치(6)는 센서(10)와, 해석기(100)를 구비한다. 또한, 실시 형태 1의 우울 상태 판정 장치(1)와 마찬가지 구성 요소에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

센서(10)의 계측부(11)의 활동량 계측부(13)에서는 X, Y, Z축 중 어느 한 축이 신장 방향의 가속도와 일치하고 있다. 이것은 신장 방향의 가속도 값을 사용해서 각성 시간대와 수면 시간대의 분류를 행하기 때문이다.

해석기(100)는 처리부(101)와, 판정부(81)를 구비하고, 처리부(101)는 수신부(102), 주파수 스펙트럼 변환부(105), 파워 스펙트럼 적분 산출부(106), 모폴로지 연산부(107)를 포함한다.

모폴로지 연산부(107)에서는, 수신부(102)로부터 출력된 음 가속도-시간 파형의 노이즈를 제거하기 위해서 음 가속도-시간 파형에 대하여 모폴로지 연산을 행한다. 여기서 모폴로지 연산으로서는 상술한 바와 같이, 예를 들어 팽창 연산, 수축 연산, 오프닝 처리, 클로징 처리, 이들의 조합을 적용할 수 있다. 또한, 도 7에는 도시되어 있지 않지만, 처리부(101)에는, 모폴로지 연산부(107)에서의 처리 전에, 소정값 C7을 역치로 하여 음 가속도의 값의 크기를 2치화하는 2치화 처리부를 설치할 수도 있다. 2치화 처리부에서는, 예를 들어 음 가속도 T가 C7 이상이면 음 가속도 T는 0으로 간주되고, 음 가속도 T가 C7 미만이면 1로 간주된다. 이와 같이, 모폴로지 연산에 앞서, 가속도에 대하여 2치화 처리를 행함으로써, 모폴로지 연산에 요하는 처리 시간을 단축할 수 있다. 소정값 C7의 값은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 -0.85g인 것이 바람직하고, -0.8g인 것이 보다 바람직하고, -0.75g인 것이 더욱 바람직하다(여기에서 단위 g는 중력 가속도의 크기를 나타낸다).

판정부(81)에서는, 처리부(101)의 모폴로지 연산부(107)에서 처리된 음 가속도 T의 값을 소정값 C7과 비교하여, (9)식이 만족되는 시간대를 수면 시간대로 분류하고, (9)식이 만족되지 않는 시간대를 각성 시간대로 분류한다.

T≥C7 … (9)

단, C7은 상수이다.

여기에서는 간단히 (9)식을 사용해서 각성 시간대와 수면 시간대를 분류하는 제1 분류 방법을 사용해서 설명했지만, 상술한 바와 같이, (9)식이 만족되는 시간대 중 최장의 시간대를 수면 시간대로 분류하고, 해당 수면 시간대 이외를 각성 시간대로 분류하는 방법(제2 분류 방법)이나, 소정 시간 이상 연속해서 (9)식이 만족되는 시간대를 수면 시간대로 분류하고, 당해 수면 시간대 이외를 각성 시간대로 분류하는 방법(제3 분류 방법)을 사용하는 것이 가능하다.

본원은, 2014년 8월 26일에 출원된 일본특허 출원 제2014-172075호에 기초하는 우선권의 이익을 주장하는 것이다. 2014년 8월 26일에 출원된 일본특허출원 제2014-172075호의 명세서의 전체 내용이, 본원에 참고를 위해 원용된다.

(검증 1)

실시 형태 1의 우울 상태 판정 장치(1)를 사용하여, 본 발명의 우울 상태 판정 장치의 유용성에 관한 검증을 행하였다. 우울 상태라고 의사에게 진단받아, 의료 기관에 통원하고 있는 8명의 피검자 A 내지 H에 소형의 심전계를 2일간 장착하게 하고, 각성 시간대 및 수면 시간대에 있어서의 RRI(단위: ㎳)와 활동량(가속도)(단위: 무차원량)을 측정했다. 또한, RRI와 활동량의 측정과 병행하여, 우울 상태의 증상의 경과 연수, 정신 질환 등의 현재의 투약 상황, 우울 상태 레벨, 증상, 수면 상태에 대해서 문진을 행하였다. 우울 상태 레벨에 대해서는, 우울 상태의 중증도에 따라서 10단계로 분류하는 평가 기준(가부시키가이샤 피로 과학 연구소에서 작성)을 사용했다. 심전계로 측정한 RRI를 주파수 스펙트럼 변환하고, 얻어진 제1 파워 스펙트럼 F²(단위: ㎳²/Hz)에 대해서 파워 스펙트럼 적분을 행함으로써 LF 및 HF(단위: ㎳²)을 산출했다. 그리고 얻어진 RRI, 활동량, LF 및 HF/LF의 값을, 본 발명의 우울 상태 판정 방법 (1)식 내지 (6)식에 적용하고, 각 식을 만족하는지 검증했다. 또한, 본 검증에 있어서 (1)식 내지 (6)식의 소정값은 C1=170㎳, C2=0.09㎳², C3=4, C4=1900㎳, C5=70㎳², C6=0.005, LF 및 HF의 적분 범위는 Lf1=0.04Hz, Lf2=0.15Hz, Hf1=0.15Hz, Hf2=0.4Hz로 했다. 또한, 각성 시간대 및 수면 시간대의 분류는, 피검자의 자기 신고의 결과에 기초하여 행하였다.

도 8 내지 도 13은 본 발명의 우울 상태 판정 방법의 (1)식 내지 (6)식을 각각 피검자에게 적용한 예를 나타내는 도면이다. 도 8의 종축은 각성 시간대의 (RRI×활동량)/100, 도 9의 종축은 각성 시간대의 HF×활동량×100, 도 10의 종축은 각성 시간대의 (LF/HF)/활동량이다. 도 11의 종축은 수면 시간대의 (RRI/활동량)/100, 도 12의 종축은 수면 시간대의 HF/활동량, 도 13의 종축은 수면 시간대의 (LF/HF)×활동량×100이다. 도 8 내지 도 13의 횡축은 피검자이다. 참고로서, 도 8 내지 도 13에 정상인 8명의 산술 평균값의 결과를 각각 나타냈다. 자율 신경 활동을 나타내는 RRI 등과 활동량을 승제한 값, 즉 (1)식 내지 (6)식의 좌변의 값은 정상인과 우울 상태 환자에서 차가 있는 것이 도 8 내지 도 13에서 파악된다. 특히 수면 시간대의 측정 데이터를 사용한 결과를 나타내고 있는 도 11 내지 도 13에 있어서, 정상인과 우울 상태 환자의 차는 현저하다.

또한, 피검자 A 내지 H의 (1)식 내지 (6)식의 판정 결과, 우울 상태의 증상의 경과 연수, 정신 질환 등의 현재의 투약 상황, 우울 상태 레벨, 증상 및 수면 상태의 문진 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 피검자 D에 대해서 (1)식 및 (3)식을 사용해서 계산한 바, (1)식 및 (3)식을 만족하지 않아, 우울 상태가 아니라는 판정 결과가 나왔다. 이것은 피검자 D의 우울 상태 레벨은 2(통상의 사회 생활을 할 수 있고, 노동도 가능하지만, 전신 권태 때문에, 종종 휴식이 필요하다)로 비교적 경도하며, 또한 투약도 없는 것이 영향을 미치고 있다고 생각된다.

한편, 상기 이외의 모든 사례에 있어서, 우울 상태라 판정할 수 있었다. 따라서, 피검자 8명에 대해서, 본 발명의 우울 상태 판정 방법의 (1)식 내지 (6)식을 계산한 결과, 48사례(=8명×6가지) 중 46사례에서 우울 상태라고 판정할 수 있었다(약 95%).

이상과 같이, 본 발명에 따른 우울 상태 판정 장치를 사용하여, 약 95%로 높은 확률로 우울 상태인 것을 판정할 수 있었다. 따라서, 본 발명에 따른 우울 상태 판정 방법 및 우울 상태 판정 장치는 용이하게 또한 높은 정밀도로 우울 상태의 판정이 가능하다.

(검증 2)

또한, 본 발명에 따른 우울 상태 판정 장치에 의해 계측한 피검자의 가속도를 사용해서 각성 시간대와 수면 시간대를 분류하는 방법의 적용 가능성에 대해서 검증했다. 상기 검증 1과는 다른 7명의 피검자에게 소형의 심전계를 약 15시간 장착하게 하고, 신장 방향의 가속도를 측정하여, 음 가속도 T를 산출했다. 음 가속도 T≥C7인 경우에는 수면 시간대로 분류하고, T＜C7인 경우에 각성 시간대로 분류했다. 이때의 역치 C7은 -0.75g으로 설정했다. 일례로서, 도 14 내지 도 15에 2명의 피검자(피검자 I, J)의 음 가속도-시간 파형을 나타낸다. 도 14 내지 도 15에는, 피검자의 자기 신고에 기초하는 각성 시간대와 수면 시간대의 분류의 결과도 나타냈다.

피검자 I에게서, 22시 46분경 내지 1시 18분경, 2시 00분경 내지 8시 15분경이 수면 시간대였다고 신고되었다. 이에 더해, 18시 20분 내지 18시 30분경, 20시 15분 내지 20시 20분경은 수면 상태는 아니지만 와위였던 것과, 0시 20분경 내지 1시 00분경은 목욕 중으로 심전계는 미장착이었던 것, 이들 시간대 이외가 각성 시간대였던 것이 신고되었다.

한편, 도 14에 도시한 바와 같이, 가속도에 의한 분류에서는 18시 18분 내지 18시 31분, 20시 16분 내지 20시 19분, 21시 51분 내지 1시 18분, 1시 45분 내지 8시 14분에 가속도가 -0.75g 이상을 나타낸 점에서, 이들 시간대를 수면 시간대로서 분류하고, 수면 시간대 이외를 각성 시간대로 분류했다. 또한, 도 14에 도시한 바와 같이, 0시 18분 내지 0시 59분은 가속도의 데이터가 누락되어 있지만, 이것은 피검자의 자기 신고와 같이 심전계가 미장착이었던 것에 기인하고 있기 때문에, 이 시간대는 수면 시간대로도 각성 시간대로도 분류하지 않았다.

피검자 J에게서는, 0시 03분경 내지 6시 10경이 수면 시간대였다고 신고되었다. 이에 더해, 20시 47분경 내지 21시 47분경은 목욕 중으로 심전계는 미장착이었던 것, 이들 시간대 이외가 각성 시간대였던 것이 신고되었다.

한편, 도 15에 도시한 바와 같이, 가속도에 의한 분류에서는, 23시 10분 내지 6시 33분의 시간대에서 가속도가 대략 -0.75g 이상을 나타낸 점에서, 수면 시간대로 분류하고, 수면 시간대 이외를 각성 시간대로 분류했다. 또한, 도 15에 도시한 바와 같이, 20시 47분 내지 21시 47분은 가속도의 데이터가 누락되어 있지만, 이것은 피검자의 자기 신고와 같이 심전계가 미장착이었던 것에 기인하고 있기 때문에, 이 시간대는 수면 시간대로도 각성 시간대로도 분류하지 않았다.

신장 방향의 가속도에 기초하는 각성 시간대와 수면 시간대의 분류 결과와, 피검자의 자기 신고에 기초하는 각성 시간대와 수면 시간대의 분류 결과는, 약간의 차이는 있기는 하지만 대략 일치했다. 여기에서 보여진 차이는, 가속도에 의한 분류의 경우, 와위의 자세를 취하고 있지만 실제로는 각성하고 있는 시간대가 수면 시간대로서 분류된 것에 의한 것이라 생각된다. 도면에는 도시되어 있지 않지만, 피검자 I, J 이외의 5명의 피검자에게서도 마찬가지 결과를 얻었다. 이상의 점에서, 각성 시간대와 수면 시간대를 분류할 때에 자기 신고에 의한 방법 대신에, 혹은 자기 신고에 의한 방법과 조합해서 가속도에 의한 방법을 적용할 수 있다.

1 내지 6 : 우울 상태 판정 장치
10, 20, 30, 40 : 센서
11, 21, 31, 41 : 계측부
12, 22, 32, 42 : 박동 계측부
13, 23, 33, 43 : 활동량 계측부
24 : 입력 수단
34 : 체온 계측부
44 : 데이터 보존부
50, 60, 70, 100 : 해석기
51, 61, 71, 101 : 처리부
52, 62, 102 : 수신부
55, 65, 75, 105 : 주파수 스펙트럼 변환부
56, 66, 76, 106 : 파워 스펙트럼 적분 산출부
63 : 이상값 검출부
64 : 이상값 제거부
81 : 판정부
82 : 판정 데이터 작성부
83 : 소정값 저장부
84 : 비교부
91 : 통지부
107 : 모폴로지 연산부

Claims

우울 상태 판정 장치에 의해, 피검자의 박동 간격과, 피검자의 움직임에 수반하는 가속도 또는 각속도(이하, 「활동량」이라고 기재한다)를 계측하여, 하기 [A] 또는 [B]의 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우에 해당 피검자가 우울 상태라고 판정하는 데 필요한 정보를 제공하는 방법.
[A] 피검자의 각성 시간대에 있어서, 하기 (1)식 내지 (3)식 중 적어도 1개의 식이 계산되고, 또한 그 식이 만족될 것;
박동 간격×활동량＜C1 … (1)
HF×활동량＜C2 … (2)
(LF/HF)/활동량＞C3 … (3)
[B] 피검자의 수면 시간대에 있어서, 하기 (4)식 내지 (6)식 중 적어도 1개의 식이 계산되고, 또한 그 식이 만족될 것;
박동 간격/활동량＜C4 … (4)
HF/활동량＜C5 … (5)
(LF/HF)×활동량＞C6 … (6)
단, LF는 박동 간격을 주파수 스펙트럼 변환하는 스텝을 포함하여 얻은 파워 스펙트럼을 주파수 Lf1부터 Lf2까지 정적분한 값이고, HF는 상기 파워 스펙트럼을 주파수 Hf1부터 Hf2까지 정적분한 값이며, Hf1＞Lf1, Hf2＞Lf2이고, C1 내지 C6은 상수이다.
제1항에 있어서, 상기 LF는 박동 간격을 주파수 스펙트럼 변환하고 제곱하여 얻은 파워 스펙트럼을 주파수 Lf1부터 Lf2까지 정적분한 값이고, 상기 HF는 박동 간격을 주파수 스펙트럼 변환하고 제곱하여 얻은 파워 스펙트럼을 주파수 Hf1부터 Hf2까지 정적분한 값인, 피검자가 우울 상태라고 판정하는 데 필요한 정보를 제공하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 [A]의 조건 중 적어도 하나가 만족되고,
상기 [B]의 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 데 필요한 정보를 제공하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 [A]의 조건 중, 상기 (1)식 또는 상기 (2)식 중 적어도 어느 한쪽과, 상기 (3)식이 만족되고,
상기 [B]의 조건 중, 상기 (4)식 또는 상기 (5)식 중 적어도 어느 한쪽과, 상기 (6)식이 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 데 필요한 정보를 제공하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 [B]의 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우에 피검자가 우울 상태라고 판정하는 데 필요한 정보를 제공하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 박동 간격으로서, 심전 신호에 있어서의 R파와 R파의 간격인 RR 간격을 사용하는, 피검자가 우울 상태라고 판정하는 데 필요한 정보를 제공하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 피검자의 자세에 수반하는 가속도를 계측하여, 가속도와 소정값을 비교함으로써 각성 시간대와 수면 시간대를 분류하는, 피검자가 우울 상태라고 판정하는 데 필요한 정보를 제공하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 가속도는 피검자의 자세에 수반하는 신장 방향의 가속도인, 피검자가 우울 상태라고 판정하는 데 필요한 정보를 제공하는 방법.
제8항에 있어서, 피검자의 입위 시에 계측된 상기 신장 방향의 가속도가 양의 값인 경우에는, 상기 신장 방향의 가속도에 -1을 승산한 값을 음 가속도 T라 하고,
피검자의 입위 시에 계측된 상기 신장 방향의 가속도가 음의 값인 경우에는, 상기 음의 값을 음 가속도 T라 하고,
하기 (9)식이 만족되는 시간대를 수면 시간대로 분류하고, 하기 (9)식이 만족되지 않는 시간대를 각성 시간대로 분류하는, 피검자가 우울 상태라고 판정하는 데 필요한 정보를 제공하는 방법.
음 가속도 T≥C7 … (9)
단, C7은 상수이다.
제8항에 있어서, 피검자의 입위 시에 계측된 상기 신장 방향의 가속도가 양의 값인 경우에는, 상기 신장 방향의 가속도에 -1을 승산한 값을 음 가속도 T라 하고,
피검자의 입위 시에 계측된 상기 신장 방향의 가속도가 음의 값인 경우에는, 상기 음의 값을 음 가속도 T라 하고,
하기 (9)식이 만족되는 시간대 중 최장의 시간대를 수면 시간대로 분류하고, 해당 수면 시간대 이외를 각성 시간대로 분류하는, 피검자가 우울 상태라고 판정하는 데 필요한 정보를 제공하는 방법.
음 가속도 T≥C7 … (9)
단, C7은 상수이다.
제8항에 있어서, 피검자의 입위 시에 계측된 상기 신장 방향의 가속도가 양의 값인 경우에는, 상기 신장 방향의 가속도에 -1을 승산한 값을 음 가속도 T라 하고,
피검자의 입위 시에 계측된 상기 신장 방향의 가속도가 음의 값인 경우에는, 상기 음의 값을 음 가속도 T라 하고,
소정 시간 이상 연속해서 하기 (9)식이 만족되는 시간대를 수면 시간대로 분류하고, 해당 수면 시간대 이외를 각성 시간대로 분류하는, 피검자가 우울 상태라고 판정하는 데 필요한 정보를 제공하는 방법.
음 가속도 T≥C7 … (9)
단, C7은 상수이다.
제9항에 있어서, 상기 가속도는, 가속도-시간 파형에 대하여 모폴로지 연산을 행한 후의 값인, 피검자가 우울 상태라고 판정하는 데 필요한 정보를 제공하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 모폴로지 연산이, 소정의 시간폭에서 행해지는 오프닝 처리와 클로징 처리 중 적어도 어느 한쪽인, 피검자가 우울 상태라고 판정하는 데 필요한 정보를 제공하는 방법.
피검자의 박동 간격과, 피검자의 움직임에 수반하는 가속도 또는 각속도(이하, 「활동량」이라고 기재한다)를 계측하는 계측부와,
상기 박동 간격을 주파수 스펙트럼 변환하는 스텝을 포함하여 얻은 값(이하, 「파워 스펙트럼」이라고 기재한다)을 구하고, 해당 파워 스펙트럼을 주파수 Lf1부터 Lf2까지 정적분한 값(이하, 「LF」라고 기재한다)과, 주파수 Hf1부터 Hf2까지 정적분한 값(이하, 「HF」라고 기재한다)을 산출하는 처리부와,
하기 [A] 또는 [B]의 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우에 해당 피검자가 우울 상태라고 판정하는 판정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 우울 상태 판정 장치.
[A] 피검자의 각성 시간대에 있어서, 하기 (1)식 내지 (3)식 중 적어도 1개의 식이 계산되고, 또한 그 식이 만족될 것;
박동 간격×활동량＜C1 … (1)
HF×활동량＜C2 … (2)
(LF/HF)/활동량＞C3 … (3)
[B] 피검자의 수면 시간대에 있어서, 하기 (4)식 내지 (6)식 중 적어도 1개의 식이 계산되고, 또한 그 식이 만족될 것;
박동 간격/활동량＜C4 … (4)
HF/활동량＜C5 … (5)
(LF/HF)×활동량＞C6 … (6)
단, Hf1＞Lf1, Hf2＞Lf2이고, C1 내지 C6은 상수이다.
제14항에 있어서, 상기 박동 간격으로서, 심전 신호에 있어서의 R파와 R파의 간격인 RR 간격을 사용하는 우울 상태 판정 장치.