心拍変動による居眠り検知

Drowsiness detection using heart rate variability
Jose Vicente, Pablo Laguna, Ariadna Bartra, Raquel Bailon
Medical and Biological Engineering and Computing, Volume 54, Issue 6, Pages 927-937, 16 January 2016

交通事故死者の10~30%が眠気運転に関連していると推定されている.生物学的および車両情報に基づく運転者の眠気検知は,予防的自動車安全という点において研究がなされている.表面心電図から得られる心拍変動(HRV)信号によって非侵襲的に測定可能な自律神経系活動は,ストレス,過労および眠気症状間の変化を示す.我々は,これらの変化がHRVに現れていることから,運転者の眠気検出に使用可能であると仮定した.我々は,ドライバーが示した異なる睡眠不足レベルと,眠気または覚醒として注釈を付けられた各運転時3つの運転データベースの分析を行った.我々は,HRVに基づいて2つの異なる眠気検知器を開発した.眠気エピソード検出器は,HRV由来の7つの特徴(運転の3475分で肯定的予測値0.96,感度0.59,特異性0.98)を用いて運転の毎分を「覚醒」または「眠気」と評価すると同時に,睡眠不足検出器はドライバの睡眠不足機能から運転の可否を見分けた.睡眠不足状態は,最初の3分間の運転における1つのHRV特徴(陽性適中率0.80,感度0.62,特異度0.88,30人のドライバに基づく)から推定された.HRV信号に基づく眠気評価を取り入れることは,既存の自動車安全システムに著しい改善を加える可能性がある.