「心」「カラダ」を支えるけんこう総研ストレスマネジメント 株式会社けんこう総研 - 運動と栄養指導による健康セミナー・健康経営コンサルティング

サンプルサイズが1桁のパイロットスタディの研究論文。
寺澤瑛利子,浅野美礼，岡山久代.産後女性のストレス状態とスマートウォッチが測定する ストレス指標との関連：パイロットスタディ.看護理工学.2023;10(0):194-203

論文の要旨

約30～50％の女性が産後期にメンタルヘルスの変調を経験してます。
スマートウォッチは、ストレスを簡単にセルフモニタリングできるツールとして注目されています。

研究目的

産後女性の抑うつやストレス状態を評価する方法として、自覚的な抑うつやストレス状態、生理的データを明らかにし、産後女性の日常生活でストレス状態を簡易的に測定する方法を検討すること。

対象者は初産婦3名で、産後1ヶ月および2ヶ月の時点で自宅にて調査を実施。スマートウォッチを用いて心拍数とストレスレベルを測定し、唾液コルチゾールのサンプルを1日2回、計3日間収集しました。その結果、スマートウォッチで計測されたストレスレベルと唾液コルチゾールとの間に有意な相関は見られませんでした（r = -0.286, p = 0.266）。しかし、本研究は産後女性における長期間のRRI値（RR間隔）を用いたストレス指標の算出可能性を示しました。

背景のポイント

・産後の心理的変化を評価するために自己記入式の質問紙が利用されることがある。エジンバラ産後うつ病スケール（EPDS）は産後女性のメンタルヘルスを評価する一般的なツールとなっている。
・唾液コルチゾール濃度は、個人のストレス状態を客観的に評価する方法です。唾液コルチゾールは、長期的なストレスや強いストレッサーに反応します。しかし、唾液コルチゾールは冷凍保存管理が必要である。

ストレス状態のもう一つの客観的な評価方法は自律神経活動

自律神経活動は緊張や不安を含む身体的および心理的ストレスに反応し、ストレス状態の客観的指標として利用されてきた。自律神経活動は測定機器を必要とする。

したがって、産後期のストレス状態は、１。唾液コルチゾール濃度、２．自律神経活動、３．質問紙などの主観的評価を用いて評価することができます。
近年、スマートウォッチが広く使用されるようになった。

文献

Can YS,Chalabianloo N,Ekiz D,et al.Personal stress-level clustering and decision-level smoothing to enbance the performance of ambulatory stress detectionwith smartwotches.
IEEE Access 8:38146-38163,2020年

心拍数を測定するウェアラブルデバイスであるスマートウォッチを用いて、デスクワーカーの運動中のストレス状態をモニタリングできるのではないかと考えた。ただし、ストレス指数の精度が低いことがスマートウォッチの制約として指摘されていますが、心拍数を正確に測定することは確認されています【注】。Reeder B,David A.Health at hand:a systemtic review of smart watch uses for health and wellness.
Journal of Biomedical informatics 63:269-276,2016年
本研究では、スマートウォッチを使用してデスクワーカーの運動や顕在性ストレスとの関係を評価することを目的としました。

スマートウォッチで測定されたストレス指標の対応関係

本研究では、唾液コルチゾール値、質問票スコア、およびスマートウォッチが表示するストレスレベルとの間に相関は認められませんでした。以下は、200ページの該当部分の正確な和訳です：

本研究では、唾液コルチゾール濃度、質問票スコア、およびスマートウォッチが表示するストレスレベルとの間に相関は認められませんでした。
ストレス負荷テストを行った研究では、スマートウォッチが測定した主観的ストレス指標および生理的データを用いたストレスモデルの性能が検討されました。

その結果、スマートウォッチによるモデルは～～～～では示した。
日常生活では、社会的、認知的、身体的なさまざまな種類のストレスが存在し、ストレス状況は複雑です。デスクワーカーにおいては、運動の有無だけでなく、カフェイン摂取、体調不良、気温の変化など、ストレス以外の要因でも心拍数は変化する。また、心理的ストレスは個人差が大きく、セスクワーカーのストレス状態を評価する際に、スマートウォッチ用の適切なストレス指標を検討する必要があります。
本研究では、参加者のストレスレベルは、スマートウォッチで測定された心拍数を用いて計算した。

計算されたストレスレベルとスマートウォッチが表示したストレスレベルの間には強い相関が認められました。これらの結果に基づき、10分から約1時間の範囲でストレスレベルを推定できる可能性が示唆されます。なお、本研究で使用されたスマートウォッチ（Garmin製）のメーカーは、ストレスレベルの計算アルゴリズムを公開していませんが、心拍数の変化を使用していることを説明しています

文献

GARMIN. Garminの技術　ヘルスサイエンス(2022/7).2023/1/16

そのため、スマートウォッチは500Hz以上のサンプリングレートでボリューム脈波を測定し、ストレスレベルを推定する基礎としてRRI（RR間隔）の絶対値を使用していると推測されます。RRIの順次的な変化に基づいて推定された副交感神経活動がストレスレベルに反映されます。しかし、脈波から推定される心拍数は実際の心拍数と必ずしも一致しません。このため、スマートウォッチで測定されたRRIの誤差は無視できず、ストレスレベルにもRRIの誤差に対応する誤差が含まれることになります。

デバイスの精度
スマートウォッチの光学センサーで測定される心拍数には、動作時の誤差や信号ノイズが含まれることがあります。

アルゴリズムの非公開性
各メーカーは独自のアルゴリズムを用いており、その詳細は一般に公開されていないため、計算方法の科学的裏付けが完全には検証されていません。

今後の課題

個人の基準値を設定：ストレスレベルを個人の平常時のデータと比較する。