IBUKIは、呼吸をモニターすることによって、乳幼児のうつぶせ寝を心配されるご家族や、いびき／無呼吸症候群で睡眠に不安を感じている方の睡眠を楽にすることを目指した製品です。

はじめまして
IBUKI開発プロジェクトの責任者 遠山直也です。

本プロジェクトは、初期開発から足かけ25年以上の歳月をかけて開発した技術をベースにしました。開発する製品版『睡眠センサーIBUKI』（いぶき）は、新生児のうつぶせ寝による呼吸数や、睡眠中の無呼吸症候群（SAS)に悩まされる本人もしくはご家族が安心して睡眠できるように、独自のVitalセンサーを使い、iPhoneで呼吸をモニターしながら見守ります。（注：医療機器ではありません）

《上図｜睡眠センサー本体完成予想図》
（製品デザインは開発中のため、予告なく変更する場合があります）

IBUKIは、携帯よりやや大きい程のセンサー本体〈上部写真右側（白/青）〉と長さ28cmX8cmの大きさのエアパット〈写真左（灰色）〉の組み合わせにより、呼吸数が異常に低いもしくは高い場合は、本体がアラート音を発します。 加えて5～６m以内であればBluetooth通信を使ってiPhoneを鳴らしたり振動させたりできます。

《上図｜睡眠センサー連動アプリ画面完成予想図》
（画面デザインは開発中のため、予告なく変更する場合があります）
 

《上図｜試作品のテスト様子》

IBUKI付属のエアパットを、布団・マットレス・枕の下に設置するだけで、体に接触することなく睡眠中の呼吸数をiPhoneのヘルスケアアプリに記録します。

《上図｜IBUKI専用ベビーマット》
（マットのデザインは開発中のため、予告なく変更する場合があります）

併せて、万が一、乳幼児がうつぶせ寝になってしまった場合でも呼吸がしやすいエアマット構造によるIBUKI専用ベビーマットをライフリング社と共同で開発しました。（カラー2色｜ピンク/パープル）

ライフリング社のブリーズマットに今治の制菌タオル地を使った、IBUKI専用のマットレスです。IBUKI睡眠センサーを組み込むと、睡眠中は呼吸数のモニターができるだけでなく、うつぶせ寝になっても、ブリーズマットの特徴である3次元スプリング構造体による優れた通気性のため、息がしやすく、夏は涼しく汗もが出来にくい快適性があります。

また、ブリーズマットはその弾力性から、長時間横になっても、身体圧力を均一に分散するため、ベッドの上に敷いて寝るだけで、床ずれや腰痛の方にも優しいマットです。なお、成人用のブリーズマットは下記で販売されております。

→ライフリング社製品はコチラ

マットカバーには愛媛県今治市のブランド「imabari towel 今治タオル」にも認証されている高級素材を使いました。繊維事態に埋め込まれた分子が体臭となる成分と科学的に結合して繰り返し分解消臭する仕組みによって消臭機能が保持されながら、永続的なご使用が可能な消臭機能を有しています。

睡眠センサーの使い方は以下の通りです。

IBUKI本体にはスイッチが3つあります。成人・乳幼児切替スイッチ、アラート切替スイッチ、本体電源スイッチです。まず、乳幼児用になっているか、成人用になっているか確認ください。なお、乳幼児の場合、アラートスイッチをOFFにしても、安全のため本体のアラート音は鳴ります。

1．付属のエアパットを布団もしくはベッドマットの下に設置します。その際、エアパットの位置は、布団の中央で腰のやや上辺り当たるように位置決めします。

《幼児｜お尻の上辺り》

《成人｜腰辺り》

２．睡眠センサー本体を、枕の上か布団の横などエアパットから離して置いてください。その際、エアチューブが折れたり凹んだりしていないか確認ください。

3.  スマートフォンで睡眠センサーアプリを開きます（公開は2017年7月頃です）。最初に開いた際に睡眠センサー本体とBluetooth接続します。

４．設置後は睡眠されている間、Appleのヘルスケアアプリに自動的に呼吸数が記録されていきます。もし睡眠中に呼吸数が異常に高いもしくは低い数字となった場合、本体のブザーが鳴ります。また、別の設定により、iPhoneでアラートを鳴らすこともできます。

※IBUKI専用ブリーズマットレスをお使いの場合
エアパットはブリーズマットレスのカバー内側に設置ポケットがありますので、そこに入れてください。また、IBUKI＋ブリーズマットレス（38,000円コース）の商品はあらかじめエアパットを組み込んでいるため、すぐに使える仕様となっております。また、ブリーズマットレスは、ベビーベッド内や、畳の上、通常ベッドの上などほとんどの居住環境内に設置してお使いいただけます。

アプリの機能（本機専用アプリ：7月公開予定）
注：iOS 10以上対応。Android未対応。

①　ブルートゥース設定画面
②　平均呼吸数の表示（安定時）
③　睡眠中の呼吸注意（低呼吸気味、高呼吸気味）
④　離床検知（布団、ベッドから離れた時）

IBUKI本体基本仕様（注：クラウド仕様は業務用となります）

IBUKIそのもののセンサー技術は2014年に完成しておりましたが、その後IoT化やセンサー精度の向上などに1年強費やし、さらに使い勝手を改良して、今回初の製品発売に至りました。

しかしながら、製品の実証実験はまだ始まったばかりで、これから使い勝手や精度の改良をさらに推し進めていきたいと考えています。そのため、今回の販売では個数を限定して、ご利用後のアンケートの協力をお願いいたします。

また、以下のような睡眠環境では、呼吸数をモニタリング出来ない場合がありますので、購入前にご確認ください。

● IBUKIが利用可能な布団やマットレス（エアパットを布団やマットの下に設置してください）
－綿、ウレタン、ポリエステルを素材とした低反発、高反発等の布団/マットレス

● IBUKIに適さない布団やマットレス
－空洞構造マット、スプリング、そば殻等中に空気層がある布団/マットレス

このような素材の場合はエアパットをマットレス上に設置することで動作しますが、エアパットが体の下にあるため、多少違和感があります。なお、当ブリーズエア（空洞構造）は上に設置することで、動作が確認できております。

－マット厚が２０cm以上あるマットレス。この場合は、シーツとマットパット下に設置することで呼吸モニターができることを確認しております。

睡眠中の環境音

IBUKIは、生活環境音としては、空調や扇風機のモーター音、TV音、オーディオ音の干渉は極力無いように設計されております。一方、強風時の風の音、トラックが近くを走行した場合の振動音により呼吸モニター精度の影響を受けることがあります。

電波環境

IBUKIとiPhone側は、Bluetooth Low Energy（BLE)で接続されます。一般に通信距離は5～６メートル程度とされ、同じ家の中でも部屋をまたがると、通信が切れることがあります。

そのため、IBUKIではiPhoneもしくはiPadで睡眠をモニターするだけでなく、呼吸数が低下または上昇した場合は、本体アラームでお知らせする仕組みになっています。また、屋内で複数のIoT機器を利用されている環境で、BLE接続機器が多数ある場合は、IBUKIとiPhone/iPad間の通信が途切れる場合もあります。

成人にとっても小児にとっても、人間にとって「呼吸」は大事な機能です。酸素は呼吸によって体内に取り入れられ、血液によって各器官に供給されます。供給された酸素により、頭脳は活動し、生命を維持しているのです。

意識的に呼吸を止めることができる時間は個人差がありますが、30秒から1分と言われています。それ以上呼吸を止めると、血中の二酸化酸素の濃度の上昇を呼吸中枢が感知し、息苦しさを感じ呼吸を再開します。

しかし、睡眠中に呼吸が止まってしまう睡眠時無呼吸症候群（SAS）、乳幼児に起こる乳幼児突然死症候群（SIDS）等の呼吸に関連する重要な病気に警鐘が鳴らされています。

SASは、睡眠中に呼吸が止まったり、止まりかけたりする病気です。呼吸が止まると体内の酸素が不足してきますので、身体は呼吸を再開しますが、自動車に例えれば、エンストしかけた時に、アクセルをふかして持ち直すようなもので、心臓や血管に大きな負荷がかかります。こうした状態が連日続くため、動脈硬化や高血圧症、糖尿病など生活習慣病のリスクが高まると考えられています。うつ状態になりやすいとする報告もあるほか、逆流性食道炎や男性の勃起不全（ED）、不妊症の原因になる可能性も指摘されています。

また、“エンジンをふかす”時には、交感神経と呼ばれる自律神経が強く働くため、深い睡眠が少なくなり、睡眠の質が悪くなってしまいます。そうなると、日中に眠気が出てきたり、集中力が低下して作業ミスが増えたりします。実際、SASのドライバーでは、交通衝突事故の発生率が30％増から最大では13.3倍にもなるという研究報告もあります。

SIDSは、原因が全て解明されているわけではありませんが、睡眠中に高体温化が進み、体内で作られる熱の抑制を目的として、呼吸が抑制し筋緊張が低下することが関係するとも考えられています。乳児の死亡原因の第3位であり厚生労働省からも注意喚起がなされています。
 

本開発プロジェクトの歴史は長く、古くは1990年ごろまで遡ります。

元々、SONYで1989年に開設された脈診研究所（その後、生命情報研究所と改名）が、生体信号を電子技術で検出し、これに東洋医学の知見を加えた製品の研究開発から始まりました。

→ソニーの医療への取り組みの“源流”、井深大氏の遺志を継ぐ
《参考記事： 日経デジタルヘルス，2012年10月29日号》

2000年代に入り生命情報研究所は解散になってしまいましたが、ソニー創業者井深大の頭文字(MI)を冠してエム・アイ・ラボが設立され、高島が社長となり、電子技術による生体情報検知の研究を続けていきました。

2002年に本製品の基礎技術となった生体センサー技術を、エム・アイ・ラボと岩手大学の共著論文「空気動圧センサーによる臥床時の呼吸・心拍・体動情報の計測」を電気学会論文誌Ｂで発表しました。当初は、下記の睡眠時無呼吸症候群（SAS：Sleep Apnea Syndrome）に役立つ、体に非接触のVitalセンサー開発を目指していました。

参考資料【睡眠時無呼吸症候群（SAS)の重症度分類】出典：Nikkei Style

その後、縁あって当社が2013年に本研究を継続することになり、現在製品化を目指して鋭意開発中です。その第1弾が、2017年2月に発表したiPhone対応呼吸センサー「トロイメライ」（定価48万円）で、施設や研究機関向けに実験用として発売しました。

開発苦労談（株式会社エム・アイ・ラボ　高島社長）

当初、Vitalセンサーの開発では、正確な呼吸運動の検出に苦労しました。ヒトの呼吸には腹式、胸式の二種類がありエアパッドの設置位置で呼吸波形が異なります。

今回は、リキッド・デザイン社で呼吸検出に開発を絞り込み、エアパッドの位置を最適に選び、呼吸検出の精度を高めました。また、同様に乳幼児の検出も可能になりました。今回20数年越しに製品化となり、過去の苦労が報われて感慨深いです。

→トロイメライ動作動画はコチラ

現在、「トロイメライ」製品の量産版が専業メーカーにより介護施設向けに開発中であり、年内に業務用として発売される予定です。（参考：神奈川新聞）

今回のプロジェクトは、介護施設向けの「トロイメライ」の仕様を一部変更して、高齢者のみならず、乳幼児でも睡眠中の呼吸変化をモニターおよびiPhoneヘルスケアアプリに記録できるようにしました。

特に睡眠中の低呼吸や無呼吸の不安、乳幼児のうつぶせ寝による事故の不安を軽減できるように本体にアラート機能を追加して、スマートフォンを使える方なら無理なく設定できるように簡易性も改善しました。
 

NHKでニュースやドキュメンタリーで幾度となく紹介された１人暮らし高齢者の「孤独死」や乳幼児突然死症候群（SIDS）の事故。

いずれも発見が早ければ助かる可能性があったと思います。
１人暮らし高齢者の見守りは、町会・自治会、民生委員など地域のボランティアの方々が尽力して行われていますし、保育園における乳幼児の見守りは「少なくとも０歳児は５分に１回、１歳児は10分に１回」という指針があります。

厚生労働省発表の「不慮の事故の種類別にみた年齢別死亡数」では、０歳児の実に84％は窒息による死亡事故という結果が出ています。

窒息は一旦起こると5～6分で死亡してしまうこともあり、重大な結果（重症化や死亡）を招く可能性のある非常に怖い事故です。

話しは変わりますが、睡眠センサーは、国の平成２５年度ものづくり補助金で採択され、クラウドを利用したIoT高齢者見守りシステムとして開発をスタートさせました。開発当初のコンセプトは、睡眠中の高齢者の見守り用で、介護士さんの夜間勤務の負担を減らし、事故を未然に防ぐことが目的でした。その後、この技術が新聞やネットに取り上げ始められてから、乳幼児、ペットなどへの利用の問い合わせが来始めました。

動物実験は１度行っており、子豚の睡眠中のVital信号（呼吸振動、心拍振動）を検知出来ていましたが、乳幼児は未確認でした。偶然、従業員の０歳時のお子さんで実証テストができる機会があったため、簡易的に行ったところ、予想に反して定量的に呼吸振動を検知できました。

当初、赤ちゃんはレム睡眠が多く、睡眠中もよく動いているため、呼吸数をモニターするのは困難であろうと考えていました。しかし、介護用の「トロイメライ」で実験したところ、数値の乱れはあるものの、平均呼吸数、体動検知、呼吸変化をある程度確認できれば、うつぶせ寝による呼吸低下をモニターすることは可能だろうという結論に達しました。その結果、成人の睡眠センサーとしてだけではなく、家庭や保育園における乳幼児の見守り用にも使える睡眠センサー開発としてIBUKIプロジェクトと名付けスタートさせました。
 

プロジェクト実行者

本製品の開発は、株式会社エム・アイ・ラボ（代表取締役社長　高島充）と株式会社リキッド・デザイン・システムズ（代表取締役　遠山直也）のコラボによって誕生しました。

エム・アイ・ラボは高島氏がソニー（株）から独立して起業したヘルスケアのセンサー技術を専門にしたベンチャーです。2003年にはVitalセンサーアルゴリズム開発し、2006年には無呼吸症候群検知の試作機を完成させました。2008年にスリープセンサーアルゴリズムを開発し、それらヘルスケア技術の開発と製造販売を2013年に半導体ベンチャーであったリキッド・デザインが引き継ぎます。2013年にものづくり補助金に採択され、試作機完成後、さらに3年間にわたりアルゴリズムの改良とIoT化を進め、製品化を目指してきました。

参考記事：「MONO HOJO KANAGAWA　20社の成果事例集2016」

資金の使い道

今回の資金はほぼすべてを量産試作（量産前の実証実験用）と販売用の量産向けに充てます。センサー技術の開発はすでに完了しておりますので、量産向けではケース本体、iPhoneアプリなど、操作性向上のためのインターフェイスを重点的に改良していきます。
また、新技術として「いびきセンサー」技術を開発中であり、次期製品では、睡眠中の呼吸数といびきの異なる２つの生体情報をiPhoneに記録できる技術の商品化を目指しています（平成28年度補正ものづくり補助金採択事業）。