睡眠グラフを読む 〜脳波計測なら睡眠の質がここまで分かる! ~

S'UIMINが作成する睡眠グラフは、睡眠を「WK, REM, N1, N2, N3」の5段階で評価しています。睡眠グラフから得られる情報や、読み取り方、スマートウォッチと脳波計測の違い等について説明します。

睡眠計測の結果からは、どのようなことを読み取ることができるのでしょうか?

この記事では、

  • いろいろな睡眠段階

  • 睡眠グラフの注目ポイント

  • 睡眠グラフの読み方

等について、説明していきます。

S'UIMINの睡眠計測サービスで得られる睡眠グラフを取り上げ、スマートウォッチ等による計測との相違点にも触れていきます。

S'UIMINは、30秒ごとに睡眠を判定

睡眠グラフは、一晩の睡眠状態の変化を時間に沿って表したもので、「ヒプノグラム」「睡眠経過図」等とも呼ばれます。

S'UIMINの睡眠計測サービスでは、測定データを30秒ごとに分け(1エポック=30秒)て解析し、詳細な睡眠グラフを提供します。

また、リング型のデバイスで同時測定した血中酸素ウェルネスの状態も合わせて掲載します(一部プランを除く)。

S'UIMINのサービスで得られる睡眠グラフ(上段)と血中酸素ウェルネスの計測結果(下段)

睡眠段階は、「WK」(覚醒)、「REM」(レム睡眠)、「N1, N2, N3」(3段階のノンレム睡眠)の計5段階に分ける方法が、睡眠医療や睡眠科学における国際標準として広く利用されています。

これは、アメリカ睡眠医学会(AASM)が定めた基準であり、S'UIMINの睡眠グラフもこの基準に従った5段階(判定不能を意味する「NS」を除く)の睡眠グラフを作成しています。

睡眠グラフが示す睡眠段階

それぞれの睡眠段階は、次のような状態です。

WK(覚醒)

  • 脳波上で「目が覚めている」状態です。

  • 睡眠中には、本人の記憶に残らないような短い(1~2エポック程度の)「覚醒」が認められる場合があります。

REM(レム睡眠)

  • レム睡眠は、鮮明な夢を見る睡眠であり、全身の筋肉が弛緩します(レム睡眠中に金縛り状態になりやすいのはこのためです)。

  • レム睡眠中は、脳の血流量が増えることなどが近年の研究で分かってきており、重要な睡眠として見直されるようになってきました。ノンレム睡眠よりも脳は活動しているのは確かですが、「浅い睡眠」と軽視するべきではないでしょう。

N1(浅いノンレム睡眠)

  • 「うとうとしている」ような感覚に近い睡眠です。

  • N1と覚醒を繰り返す時間帯は、眠れている感覚がほとんどないかもしれません。

N2(中間の深さのノンレム睡眠)

  • N1よりも安定したノンレム睡眠です。

N3(最も深いノンレム睡眠)

  • 徐波睡眠(Slow Wave Sleep)と呼ばれる睡眠で、熟眠感と関連があるとされ、心身の健康のために重要と考えられています。

  • N3では成長ホルモンの分泌が盛んになります。成長ホルモンは、細胞や肌などの修復、ストレス解消、老化の抑制、子供の体の成長等に重要です。

NS(判定不能)

  • 電極が剥がれてしまったり、装着状態に問題がありノイズが多かったりして、睡眠段階の判定が困難な状態です。

睡眠グラフを読むポイント

実際に睡眠グラフを読む際には、次のような点に注目すると良いでしょう。

  1. 寝付き

  2. 中途覚醒

  3. ごく短時間の覚醒

  4. 深いノンレム睡眠(N3)とレム睡眠

  5. 睡眠時間

  6. 血中酸素ウェルネス

それぞれ、具体例を挙げながら説明します。

1, 寝付き

計測開始から眠るまでの時間等を見ることによって、スムーズに寝付くことができているかを評価することができます。

Aの睡眠は、スムーズに入眠することができています。

Bの睡眠は、計測開始から入眠するまでに60分以上の時間がかかっていて、いわゆる「入眠困難」が疑われます。

Cの睡眠も、あまりスムーズな入眠とは言えません。時間をかけずに一度は入眠できたものの、その後のしばらくの間に何度も細かい覚醒があるためです。スマホを操作しながら”寝落ち”をした場合や、入眠を妨げる睡眠障害(むずむず脚症候群など)がある場合は、計測の序盤がこのように記録されることがあります。

2, 中途覚醒

目が覚めて眠れなくなっている時間の長さ等も、睡眠グラフから読み取ることができます。

Aの睡眠は、目立った中途覚醒がありません。(ごく短時間の細かい覚醒が少しありますが、それについては、次の「ごく短時間の覚醒」で詳しく説明します)

Dの睡眠は、夜間に2時間ほど目が覚めて眠れなくなってしまっている時間があります。夜間であれば「中途覚醒」、早朝に目が覚めてそのまま眠れないまま起床すれば「早朝覚醒」となります。

Eの睡眠も、10分前後の覚醒が何度かあります。もちろん中途覚醒はないに越したことはありませんが、トイレ等で夜間に目が覚めるのは通常のことです。この程度の長さで再び眠れているようであれば、再入眠できていることをポジティブに評価すると良いでしょう。

3, ごく短時間の覚醒

1~2エポック程度のごく短時間の覚醒は、人の記憶に残らないことも多くありますが、眠れている間の睡眠の質を評価する重要な材料になります。

Aの睡眠は、ごく短時間の覚醒が一晩を通じて数えるほどしかありません。この覚醒は、物音に反応したり、寝返りをうったりするときにも記録されることがあるので、このくらいの頻度であれば正常であり、安定して眠れていると評価することができます。

Fの睡眠は、ごく短時間の覚醒を頻回に繰り返す時間帯があります(午前4時ごろなど)。このような場合は睡眠時無呼吸等の睡眠障害が関連していることがあり、そうでないこともありますが、いずれにせよ、睡眠が浅く不安定になっていると評価します。

このようなごく短時間の覚醒の繰り返しを、専門的には「睡眠分断」と言います。睡眠分断を検出し、睡眠の質を評価する材料とできることは、脳波計測ならではの特徴のひとつです。

4, 深いノンレム睡眠(N3)レム睡眠

深いノンレム睡眠(N3)とレム睡眠の量や持続時間も、睡眠の質を評価するうえで重要です。

Aの睡眠は、深いノンレム睡眠(N3)とレム睡眠が、一定時間持続して出現し、合計でも十分な量をとることができています。「深く眠れている」と言って良いでしょう。

Gの睡眠は、深いノンレム睡眠(N3)もレム睡眠も出現してはいるものの、持続時間が短く合計量も少なめです。眠れている間の睡眠の質は「良い」とは言い難いでしょう。

深いノンレム睡眠(N3)とレム睡眠を正確に評価できることも、脳波を測定するからこその特徴です。

5, 睡眠時間

睡眠時間も、睡眠を評価する重要な要素です。

Aの睡眠は、全体で7時間程度眠ることができています。適正な睡眠時間には個人差があるものの、概ね十分な睡眠時間が確保されていると言って良いでしょう。

Hの睡眠は、全体で4時間程度しか眠ることができていません。深いノンレム睡眠(N3)が安定しており「眠れている間の睡眠の質は良い」とも言えますが、絶対的な量が顕著に不足していると考えるべきでしょう。その影響で、本来は睡眠の後半に増えるはずのレム睡眠も、理想的な量よりかなり不足しています。

6, 血中酸素ウェルネス

指輪型のリングで「血中酸素ウェルネス」を同時に測定するプランでは、その結果も睡眠グラフとあわせて表示され、睡眠中の呼吸の状態等を推測する材料としたり、睡眠状態への影響を確認することができます。

Aの血中酸素ウェルネスの計測結果は、95%以上で概ね安定しています。睡眠中の呼吸の状態に異常があるとは考えにくいでしょう。

Fの血中酸素ウェルネスの計測結果は、全体的に低下が目立ちます。また、上段の睡眠経過と照らし合わせると、血中酸素ウェルネスが顕著に低下しているタイミングで「ごく短時間の覚醒」を繰り返す傾向があり、睡眠中の呼吸状態が睡眠の質に影響している可能性に気付くことができます。

睡眠経過と血中酸素ウェルネスの計測結果の組み合わせは様々で、「血中酸素ウェルネスの低下は目立つが、安定して眠れている」、あるいは「血中酸素ウェルネスの低下はほとんど認められないが、ごく短時間の覚醒が目立つ」といったケースもあります。

まずは、睡眠状態と血中酸素ウェルネスのそれぞれを評価し、続いて両者が関連しているかを見ていくと良いでしょう。血中酸素ウェルネスの評価では、「血中酸素ウェルネス3%低下指数(1時間当たりの回数)」の値も重要な材料になります。

血中酸素ウェルネス3%低下指数

呼吸の異常の可能性(目安)

5未満

正常

5~15

軽度~中程度

15以上

中程度以上

睡眠グラフを読む(実践)

ここまでの注目ポイントを踏まえ、実践的に睡眠グラフを読み込んでみましょう。

まずは、注目ポイントの紹介で「Aの睡眠」として取り上げた計測結果を見てみると、理想的な睡眠状態であることが分かります。

理想的な睡眠グラフ

課題だけでなく、良い点も見つけよう

ただ、実際に睡眠を測ってみると、このような「理想の睡眠」は珍しく、何かしらの課題が見つかることがほとんどです。

それでは、次の計測結果からは、どのようなことが読み取れそうでしょうか。

まず気になるのは、寝付きのところ。一度は眠れたものの目が覚めてしまい、しっかりと眠りつくまでには計測開始から約60分ほど経過していました。この晩は「入眠困難」があったようです。

また2時半ごろから、ごく短時間の覚醒を繰り返す時間帯があり、血中酸素ウェルネスもこの時間に低下が認められます。この時間帯は呼吸に少し異常があり、その結果として睡眠が不安定になった可能性がありそうです。

一方で、好材料もいくつか認められました。

まず、0時過ぎに眠りついてからは、睡眠が不安定になる時間はあったものの、6時過ぎまで完全に目が覚めてしまうことはなく、眠り続けることができていました。

そして、深いノンレム睡眠(N3)とレム睡眠がいずれも、まずまずの量で、かつある程度の時間を持続して取れています。深いノンレム睡眠(N3)のタイミングでは血中酸素ウェルネスも安定し、深くぐっすりと眠れているようです。

つまり、眠れている間の睡眠の質は一部の時間を除けば理想に近く、寝付きと睡眠中の呼吸の問題を改善していけば、ほぼ完璧な睡眠となる可能性があるのです。

睡眠グラフからはこのように、ポイントごとに様々なことを読み取ることができます。睡眠が「良いか、悪いか」ではなく、「課題と良い点」の両方を見て、良い点に自信を持ちつつ、改善へのプロセスを明確にしていきましょう。

睡眠グラフからは、睡眠の課題だけでなく、良い点を読み取ることもできる

スマートウォッチとの違いは?

さて、睡眠グラフは、スマートウォッチやリング型のデバイス、あるいはスマホのアプリなどによる睡眠計測でも得ることができます。

では、頭部にわざわざ電極を貼って脳波を計測すると、どのようなメリットがあるのでしょうか?

結論から言えば、

  • 睡眠状態を直接判定するため、詳細で正確な結果が得られる

  • 睡眠医科学における標準的な判定を再現することができる

もっと端的に言えば、

  • 睡眠の質が何よりも詳しく正確に分かる

ということになります。

睡眠グラフができるまで

S'UIMINの脳波計測では頭部の3か所に電極を貼り、脳波(正確には脳波、眼電、オトガイ筋電)を取得します。

計測結果は30秒を1区間として、その波形から睡眠段階(WK, REM, N1, N2, N3)を判定します。

脳波データを30秒ごとの区間に区切り、その波形等から睡眠状態を判定します

ここで重要なのは、睡眠医科学において「睡眠状態は脳波によって定義される」という決まりがあることです。

つまり脳波を計測するというのは、直接的な判定材料を得ること。これによって、アメリカ睡眠医学会が定めた国際標準の判定方法を再現することができるのです。

睡眠検査のゴールドスタンダードであるPSG検査(下段)と、S'UIMINのデバイス(上段)の同時計測結果

脳波を計測しないスマートウォッチは…

これに対し、スマートウォッチやリング型デバイス、スマホアプリ等の睡眠計測は、加速度センサーで検知した身体の動きや、心拍数、マイクで取得した呼吸の音などの情報を組み合わせ、睡眠を評価しています。

これらは睡眠状態を間接的に判断する材料であり、”推定”というニュアンスに近いものと考えることもできます。

脳波測定とスマートウォッチの睡眠計測の違い

また、睡眠医科学の判定をそのまま再現することも難しく、デバイスによってN1とN2に相当する睡眠を「Light Sleep」などとまとめたり、ノンレム睡眠とレム睡眠を明確に区別せずに睡眠の「深さ」を何らかの基準に沿って評価していたりと、そもそもの睡眠段階の評価方法にもバリエーションがあります。

もちろん、スマートウォッチ等の計測にも、長期的に低コストでより気楽に睡眠を測定できるというメリットはあります。毎日の生活習慣や睡眠時間をモニタリングしたい場合など、脳波測定よりもスマートウォッチの方が適しているケースもあるでしょう。

しかし、詳細な睡眠の質を正確に評価したければ、脳波測定を第一の選択肢として考えたいところです。

ここまで分かるのは、脳波だからこそ

睡眠計測のゴールドスタンダードであるポリソムグラフ検査(PSG)との同時計測で、S'UIMINの脳波測定は86.9%の平均一致率を確認しています(2021年日本睡眠学会、2022年日本総合健診医学会にて発表)。

この数値は、「睡眠・覚醒」の判定の一致率ではなく、「睡眠段階」での一致率であり、S'UIMINが睡眠の質を高い精度で把握できることを意味しています。

だからこそ、ごく短時間の覚醒を検出したり、深いノンレム睡眠(N3)やレム睡眠の量と持続時間を正確に把握したりすることができ、睡眠の質のより本質的な評価と、正しい改善策につなげていくことができるのです。

ここまで分かるのは、脳波測定ならではのメリット

脳波検査で詳細な睡眠グラフを

S'UIMINの睡眠計測サービスでは、ご自身の睡眠を自宅での脳波測定によって、気軽に睡眠グラフにすることができます。「脳波で睡眠計測 ~Web限定 体験プラン(2晩)」では2晩の計測をWebから直接申し込むことができ、医療機関を通じて申し込む「睡眠検査」ではより詳細なレポートが得られます。血中酸素ウェルネスの同時測定は一部のプランに限られますので、事前によく確認してお申し込みください。

「どう改善すればよいか分からない」「一人での対処に限界を感じている」といった方には、睡眠の専門家が脳波測定をもとに1ヶ月伴走サポートする【睡眠改善プログラム SOMNO+】のご利用もおすすめです。
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なお、「脳波で睡眠計測」は、診断をはじめとする医療行為を意図したものではありません。計測結果はご自身の責任において確認し、睡眠障害の不安や心配があれば早めに医療機関への相談を検討してください。

文責:谷 明洋 (S'UIMIN 睡眠ウェルネスアドバイザー / 元日本科学未来館 科学コミュニケーター)
監修:柳沢 正史(S'UIMIN 取締役会長 / 筑波大学 国際統合睡眠医科学研究機構 機構長)

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