アクティグラフィー

アクティグラフィーは、人間の休息/活動サイクルをモニタリングする非侵襲的方法^[1]です。アクティメトリーセンサーとも呼ばれる小型のアクティグラフユニット^[2]を 1 週間以上装着して、粗大運動活動を測定します。このユニットは通常、手首に装着する腕時計のようなパッケージに入っています。アクティグラフユニットの動きは継続的に記録され、一部のユニットでは光への露出も測定されます。データは後でコンピューターに読み込んでオフラインで分析できます。一部のブランドのセンサーでは、データがリアルタイムで送信され、分析されます。

睡眠アクチグラフは一般に腕時計型で、成人の場合は利き腕でない方の手首に、子供の場合は足首に装着する。睡眠パターンや概日リズムの判定に役立ち、数週間にわたって装着することもある。医療現場では、従来の睡眠ポリグラフが長い間「睡眠評価の『ゴールドスタンダード』」と呼ばれてきた。^[3] しかし、1990年代以降、特に幼児の睡眠/覚醒行動の評価にアクチグラフがますます使用されるようになっている。^{[4] [5]} 研究では、アクチグラフは睡眠ポリグラフよりも安価で扱いにくい傾向があるため、睡眠研究に役立つことがわかっている。^{[3] [6] [7]}睡眠ポリグラフとは異なり、アクチグラフでは患者が移動したり通常の日常生活を続けたりしながら、自然な睡眠環境で必要なデータを記録できるため、測定データをより一般的に適用できる可能性がある。睡眠アクチグラフは睡眠ポリグラフよりも手頃な価格であるため、特に大規模なフィールド研究の場合、その使用には利点があります。^[8]

しかし、アクティグラフィーは睡眠ポリグラフの代替とはみなされません。睡眠障害によっては、睡眠ポリグラフで測定される一晩の睡眠が必要な場合があります。確かに、アクティグラフィーは睡眠パラメータと睡眠の質を測定するのに効率的かもしれませんが、脳活動（EEG）、眼球運動（EOG）、筋活動（EMG）、または心拍リズム（ECG）の測定は提供されていません。^[9]

アクティグラフィーは、実験室での睡眠潜時検査の代わりに、日中の眠気を評価するのに役立ちます。不眠症、概日リズム睡眠障害、過度の眠気を臨床的に評価するために使用されます。むずむず脚症候群の診断には推奨されません。また、そのような障害に対する薬物療法、行動療法、光線療法、時間療法の有効性を評価する際にも使用されます。時間の経過とともに記録されたデータは、特に概日リズムとその障害、および不眠症を評価する際に、睡眠ポリグラフ検査の結果よりも関連性が高い場合があります。^[10]

アクティグラフィーでは、被験者のクロノタイプ、入眠潜時、総睡眠時間、睡眠の定着（睡眠効率）、ベッド上で過ごした時間、動き、睡眠サイクルなど、被験者の睡眠と睡眠の質に関連する一般的な情報を決定することもできます。^[11]

研究によると、睡眠と覚醒はアクティグラフィー装置によって同じように評価されるわけではないことが示されています。比較すると、ポリソムノグラフとアクティグラフで収集されたデータは感度を定義します。感度とは、両方の方法で正しく検出された睡眠の割合です。アクティグラフィーは、覚醒段階よりも睡眠段階を検出する可能性が高いことが明らかになっています。^[12]

アクティグラフィーは、1990 年代初頭から睡眠関連の研究で積極的に使用されています。^[13]従来は睡眠障害の日常的な診断には使用されていませんでしたが、アクティグラフのハードウェアとソフトウェアの技術的進歩、およびデータの妥当性を検証する研究により、その使用がますます一般的になっています。^[3] この発展の主な理由は、アクティグラフィーが可動性を維持しながら、睡眠ポリグラフに近い精度で信頼性の高い結果を提供するという事実です (総睡眠時間の推定では 90% 以上ですが、4 方向の睡眠段階推定問題では 55% に低下します)。^[14]この技術は、睡眠の質が生活の質の良い指標と見なされている新薬の臨床試験でますます採用されています。 この技術は、健康^[15]とアルツハイマー病^[16]や線維筋痛症^[17]などの病気の両方の患者の研究でも使用されています。

アクティビティ アクティグラフは、歩数計と同じように、腰の周り、ヒップの近くに装着して使用します。これは、着用者の起床時の活動量を測定し、消費カロリーを推定するのに役立ちます。有効な分析に十分なデータを収集するために、数日間装着します。^{[引用が必要]}

運動アクチグラフは一般的に大きく、利き腕の肩に装着されます。1 次元ではなく 3D アクチグラフが含まれ、サンプル レートが高く、メモリ容量も大きいです。数時間だけ使用され、歩行やその他の身体障害の問題を判断するために使用できます。^{[引用が必要]}

ユニット自体は統合電子デバイスであり、一般的には以下が組み込まれています: ^{[引用が必要]}

• 加速度計、[ ^3]
• 特定の時間にアクチグラフの記録を開始/停止し、特定の時間枠の累積値を記録するためのリアルタイムクロックまたはタイマー。
• 結果の値を保存するための不揮発性メモリ、
• オプションのローパスフィルターは2～3Hz帯域以外のすべてをフィルタリングし、外部の振動を無視します。
• タイマーをプログラムし、メモリからデータをダウンロードするためのインターフェース（通常はUSB 、シリアル、または低電力ワイヤレス）。

アクティグラフィーに使用される装置は、動きによって生成されるデータを収集します。データを診療や睡眠医学に使用できるようにするために、動きはアクティグラフによってデジタルデータに変換されます。いくつかの装置とコンピュータソフトウェアが利用可能であり、評価は選択した装置、手順、ソフトウェアプログラムの組み合わせによって異なります。^[18]

アクティグラフには、加速度計からの値をメモリに蓄積するさまざまな方法があります。ZCM（ゼロ交差モード）は、各期間に加速度計の波形が0を横切る回数をカウントします。PIM（比例積分モード）は、曲線の下の面積を測定し、各期間にそのサイズを追加します。TAT（しきい値を超える時間）は、特定のしきい値を使用し、波形が特定のしきい値を超えている時間の長さを測定します。文献によると、PIMは睡眠と活動の両方で最も正確な測定値を提供しますが、ZCMとの差はわずかです。^[19]

アクチグラフユニットはサイズや機能が大きく異なり、拡張して追加の測定を加えることもできます。ただし、制限要因がいくつかあります。^{[引用が必要]}

• 最速のサンプル レート: 1 分間隔では睡眠を測定するのに十分な詳細が提供されますが、他のパラメーターを測定するには遅すぎる可能性があります。
• メモリの量: サンプル レートとともに、メモリの量によって測定を実行できる時間の長さが決まります。
• バッテリーの使用: 一部のアクチグラフではバッテリー寿命が短くなります。
• 重量: アクチグラフが重いほど、使用に支障をきたします。
• 耐水性: 適切な測定を行うには、シャワーや浴槽、さらには水泳やダイビングの際にもアクティグラフを装着することが望ましい場合が多くあります。

いくつかの用途では、次のような追加機能の例があります: ^{[引用が必要]}

• 時計機能: ユーザーにとってデバイスをより魅力的なものにします。
• ユーザー入力: ほとんどのアクティグラフには現在ボタンが付いており、ユーザーは就寝時の消灯など、発生した特定のイベントを示すことができます。
• 主観的なユーザー入力: たとえば、特定の時間に調査を許可するクエリ機能など。
• 監視するセンサー:
  • 温度
  • 周囲光
  • 音量レベル
  • パーキンソン病振戦
  • 皮膚抵抗
  • 完全なEEGデータストリーム

アクティグラフィー法がポリソムノグラフィー法よりも優れている点の 1 つは、持続時間です。記録は実験室の設定よりも長く、データ収集の持続時間は各患者に合わせて調整でき、睡眠習慣など、一晩の測定では見つけられない情報を強調できます。アクティグラフィーは、ポリソムノグラフィーでは捉えられない日中の活動も捉えます。アクティグラフィーは、小児および高齢患者に特に適していることが判明しています。^[9]

アクチグラフは自宅で記録されるため、高いコンプライアンスが求められる。^{[20]患者は}睡眠日誌を記入し、常に時計を身に着ける必要がある。^[20]アクチグラフが睡眠を適切に記録しないことがある。例えば、車に乗っている間の昼寝は必ずしも睡眠として記録されるわけではない。^[20]対照的に、睡眠時間に近いシャワーは誤って睡眠として記録される可能性がある。^[20]これらの偽陽性は比較的よくある。アクチグラフは睡眠パターンの検出には優れているが（感度：0.965）、覚醒時間の検出は難しい（特異度：0.329）。^[21]電子機器であるため、アクチグラフ測定に悪影響を及ぼす、目に見えない技術的な故障が発生する可能性がある。^[20]

Oura RingやHuawei Honor Bandなどの一部の消費者向け電子機器は、睡眠パターンを推定するためにアクティグラフィーを採用しています。^[22] Fitbit Alta HRなどの他のデバイスは、従来のアクティグラフユニットと比較して、すべての従来の睡眠パラメータにわたって同等の推定値を提供することがわかっています。^[23]

• アメリカ睡眠医学会 - 睡眠と睡眠障害の評価におけるアクティグラフィーの使用に関するパラメータ: 2007 年の更新
• アメリカ睡眠医学会 – 睡眠と概日リズムの研究におけるアクチグラフィーの役割に関する実践パラメータ: 2002 年の更新
• 加速度計ベースのアクティビティモニターの信頼性: 一般化可能性の研究。Gregory J. Welk、Jodee A. Schaben、James R. Morrow, Jr. Medicine & Science In Sports & Exercise、Vol. 36、No. 9、pp. 1637–1645、2004 年。– Medicine & Science in Sports & Medicine、アメリカスポーツ医学会の公式ジャーナル