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公開番号2025112715
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024007124
出願日2024-01-22
発明の名称覚醒度レベル測定方法及び覚醒度レベル測定装置
出願人学校法人中部大学
代理人個人
主分類A61B 5/16 20060101AFI20250725BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】覚醒度の低下に伴い出現する特異的な眼球瞳孔運動の出現順序を特定し、覚醒度レベルを判断する覚醒度レベル測定方法及びを提供する。
【解決手段】
眼球瞳孔測定により、眼球運動及び瞳孔径の変化を測定し、覚醒度を評価するための眼球覚醒度指標(Ocular Alertness Index)として、サッカード間間隔の短縮(Frequent saccade)、サッカードのピーク速度の低下(Slow saccade)、緩徐な眼球位置のゆらぎ(Slow eye movement)及び近見反射に反する開散(Divergence)と縮瞳(Miosis)の共起(Div-Mio)を検出し、眼球覚醒度指標の出現順序に基づいて覚醒度の低下レベルを評価する。
【選択図】図14
特許請求の範囲【請求項１】
眼球瞳孔測定により、眼球運動及び瞳孔径の変化を測定し、
覚醒度を評価するための眼球覚醒度指標（Ocular Alertness Index）として、
眼球運動測定結果に基づき、サッカード間間隔の短縮（Frequent saccade）、サッカードのピーク速度の低下（Slow saccade）及び緩徐な眼球位置のゆらぎ（Slow eye movement）を検出し、
眼球運動及び瞳孔径の測定結果に基づき、近見反射に反する開散（Divergence）と縮瞳（Miosis）の共起（Div-Mio）を検出し、
眼球覚醒度指標の出現順序に基づいて覚醒度の低下レベルを評価する覚醒度レベル測定方法であって、
Frequent saccadeは、
覚醒度が高い状態では出現し得ないサッカード間間隔に基づいて設定されたサッカード間間隔閾値以下のものをFrequent saccadeとして検出し、
Slow saccade 及びSlow eye movementは、
眼球運動の振幅とピーク速度とからなるサッカードの主系列図において、覚醒度が高い状態では出現し得ない、振幅に対しピーク速度が低い領域を設定し、その領域に属するデータのうち、覚醒度が高い状態では出現し得ない振幅に基づいて設定された振幅閾値以下のものをSlow saccadeとして検出し、振幅閾値を超えたものをSlow eye movementとして検出し、
完全に覚醒した状態の間に出現した開散と縮瞳の最大速度を閾値として設定し、これらの閾値を同時に超える開散（Divergence）と縮瞳（Miosis）の共起をDiv-Mioとして分類することを特徴とする覚醒度レベル測定方法。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
眼球覚醒度指標は、Frequent saccade、Slow saccade、Div-Mio、Slow eye movementの順で出現し、この出現順序で覚醒度が低下すると評価することを特徴とする請求項１に記載の覚醒度レベル測定方法。
【請求項３】
眼球覚醒度指標として、更に眼瞼閉鎖持続時間の延長（Elongated eyelid closure duration）を採用し、これが出現したときの覚醒度は、Slow saccadeが出現したときの覚醒度と同等または低いと評価することを特徴とする請求項２に記載の覚醒度レベル測定方法。
【請求項４】
眼球運動及び瞳孔径の変化を測定する眼球瞳孔測定装置と、
覚醒度を評価するための眼球覚醒度指標（OAI）として、眼球瞳孔測定装置による眼球運動測定結果に基づき、Frequent saccade、Slow saccade及びSlow eye movement を検出し、眼球運動及び瞳孔径の測定結果に基づき、近見反射に反する開散（Divergence）と縮瞳（Miosis）の共起を検出する眼球覚醒度指標検出装置と、を備え、
請求項１または請求項２に記載の覚醒度レベル測定方法を実施し、覚醒度レベルを判断することを特徴とする覚醒度レベル測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼球瞳孔測定に基づいて覚醒度レベルを判断する覚醒度レベル測定方法及び覚醒度レベル測定装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、致命的な事故につながるヒューマンエラーの防止、また、迅速な睡眠と効果的な仕事/研究のパフォーマンスに適した環境の提供、などの目的のために、覚醒度を監視することの必要性が増大している。このため、覚醒度の各レベルで適切な介入を行うことができるように、覚醒度の低下のさまざまなレベルを検出するための覚醒度監視システムが求められている。
【０００３】
従来、覚醒度を示す生物学的指標として、脳波、心拍変動、瞳孔の拡縮や前庭動眼反射などの目の反応などが用いられている。
【０００４】
さまざまな脳の状態がさまざまな形で眼球瞳孔運動に反映されることが知られている。例えば、瞳孔収縮、開散（Divergence）及び前庭動眼反射（Vestibulo-ocular reflex：VOR）の低下が、私たち自身の眠気を認識する前に出現することが実証されている（特許文献１）。
【０００５】
また、自分の眠気を自覚した後、瞬きの数が増加し、サッカード間間隔（Inter-saccadic interval：ISI）が減少し、サッカード（Saccade：SC）のピーク速度が減少し、緩徐な眼球位置のゆらぎ（Slow eye movement：SEM）が出現し、視運動性眼球運動と滑動性眼球運動の利得が減少する。
【０００６】
このように、覚醒度が高い状態ではほとんど出現しない特異的な眼球瞳孔運動（眼球覚醒度指標（Ocular Alertness Index：OAI）が客観的な警戒監視の信頼できる指標になり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第５２５５０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従前の研究では、特定のOAIからのみ覚醒度の低下を検出し、他の潜在的なOAIを同時に評価していない。更に、各OAIと覚醒度のレベルの関係も明らかにされていない。
【０００９】
そこで、本発明では、覚醒度の低下に伴い出現する特異的な眼球瞳孔運動（OAI）の出現順序を特定し、覚醒度レベルを判断する覚醒度レベル測定方法及び覚醒度レベル測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、覚醒度レベル測定方法であって、
眼球瞳孔測定により、眼球運動及び瞳孔径の変化を測定し、
覚醒度を評価するための眼球覚醒度指標（Ocular Alertness Index）として、
眼球運動測定結果に基づき、サッカード間間隔の短縮（Frequent saccade）、サッカードのピーク速度の低下（Slow saccade）及び緩徐な眼球位置のゆらぎ（Slow eye movement）を検出し、
眼球運動及び瞳孔径の測定結果に基づき、近見反射に反する開散（Divergence）と縮瞳（Miosis）の共起（Div-Mio）を検出し、
眼球覚醒度指標の出現順序に基づいて覚醒度の低下レベルを評価する覚醒度レベル測定方法であって、
Frequent saccadeは、
覚醒度が高い状態では出現し得ないサッカード間間隔に基づいて設定されたサッカード間間隔閾値以下のものをFrequent saccadeとして検出し、
Slow saccade 及びSlow eye movementは、
眼球運動の振幅とピーク速度とからなるサッカードの主系列図において、覚醒度が高い状態では出現し得ない、振幅に対しピーク速度が低い領域を設定し、その領域に属するデータのうち、覚醒度が高い状態では出現し得ない振幅に基づいて設定された振幅閾値以下のものをSlow saccadeとして検出し、振幅閾値を超えたものをSlow eye movementとして検出し、
完全に覚醒した状態の間に出現した開散と縮瞳の最大速度を閾値として設定し、これらの閾値を同時に超える開散（Divergence）と縮瞳（Miosis）の共起をDiv-Mioとして分類する、
という技術的手段を用いる。
（【００１１】以降は省略されています）

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