MOCKUP · SPReAD 1000 企画(外観イメージ) #38 · AI for Science/医療テーマ
#38

自律神経の不調は「日常の揺らぎ」に出る——ウェアラブルの心拍間隔からHRVと起立応答をAIで読み、起立性調節障害と不調の予兆を縦断で捉える

💓 vagus.research / autonomic-hrv
VAGUS — ウェアラブルHRVで自律神経をAIで可視化
研究プロトタイプ ・ 心拍間隔から自律神経機能と起立性調節障害を客観化(ダミーデータ)
心拍間隔 6.2百万拍
解析した心拍間隔
6.2百万拍
HRV指標の自動算出精度(対心電図)
.96
▲ 既存指標は高精度
起立性調節障害の識別(AUC)
.79
不調(倦怠・めまい)の縦断予測(AUC)
.72
▲ ここが萌芽の核心
ウェアラブルの心拍間隔から、AIが自律神経の状態を可視化し、起立性調節障害と不調の予兆を個別に示す
自律神経の評価は問診や診察室の起立試験のスナップショットに依存し、日常の揺らぎは測れない。心拍間隔からHRV(Poincaré等)と起立応答を客観化する。活動・呼吸・カフェインの交絡の制御が要。実測ではなくダミー描画。
y = x 600 800 1000 600 800 1000 RRₙ(心拍間隔 ms) RRₙ₊₁(次の心拍間隔 ms) SD2(長期) SD1(短期・副交感) 心拍間隔ペア 楕円 = SD1·SD2 AI推定 自律神経バランス 2.8 LF/HF ・交感優位 SD1 18ms ・ SD2 64ms ・ RMSSD 21ms ▲ 副交感(HF)の低下を検出 起立時の心拍応答(臥位→起立) 起立 臥位 ΔHR +33 過大=OD様 完成イメージ(ダミー描画):心拍間隔から 自律神経と起立応答を可視化
心拍間隔ペア(Poincaréプロット) 楕円=SD1(短期・副交感)× SD2(長期) 右下=起立時の心拍応答
不調・起立性調節障害に効いた所見 上位(寄与度・ダミー)
1起立時の心拍過剰反応(HR上昇)26%
2副交感指標(HF・SD1)の低下23%
3睡眠中HRVの回復不全19%
4心拍間隔の不規則さ・エントロピー低下16%
5身体活動・カフェイン・睡眠負債の交絡16%
↑ 研究コード名「VAGUS」。ウェアラブルの心拍間隔をPoincaréプロット等で可視化し、起立応答と
不調の予兆を個別に示し、活動・交絡によらない標準化をめざした完成イメージ。
自律神経の不調(起立性調節障害・倦怠・めまい)は若年に多いが、評価は問診や診察室の起立試験など「点」の計測に依存し、日常の揺らぎは捉えにくい。ウェアラブルの心拍間隔に時系列AIを当て、HRVと起立応答を在宅で縦断に可視化し、不調の予兆を個別に捉える——完成したらこう見える、の外観イメージ。
上限 500万円(直接経費) 学生応募可(医学生=当事者) e-Rad 応募 第2回・2026年6月上旬予定 分野:自律神経・循環 × ウェアラブル時系列AI
🔬 問い・学術的背景

自律神経機能(交感/副交感のバランス)は起立性調節障害・倦怠・めまい・心身の不調に関わるが、評価は問診や診察室の能動的起立試験など「点」の計測に依存する。HRVは確立した指標だが、日常の縦断的な揺らぎは測られない。ウェアラブルの心拍間隔から自律神経の状態を客観化する余地がある。睡眠負債・ストレスにさらされる医学生世代は当事者

🎯 仮説・新規性

心拍間隔の時系列(Poincaré・周波数・エントロピー)と行動・睡眠・起立イベントに時系列AIを当てれば、(1)自律神経バランスを在宅で標準化して可視化し、(2)起立性調節障害(OD/POTS様)を識別し、(3)倦怠・めまい等の不調の悪化を縦断で先読みできる、と仮説。新規性は単発のHRV指標算出(既に高精度)でなく、在宅・縦断・起立応答・不調予測・交絡頑健性に置く。

🤖 AI活用の必然性

わずかな心拍間隔の非線形ゆらぎ起立イベントの自動検出活動・呼吸・カフェイン・睡眠の交絡、長期の時系列は人手で一貫評価できず、時系列学習でしか標準化・予測ができない。

💰 500万円の使途
  • ① 多様なウェアラブル・生活下の心拍間隔と起立試験・症状・睡眠データの縦断収集と倫理審査
  • 起立試験・自律神経機能のラベル付与
  • HRV・起立応答・不調予測モデルの開発と計算資源
  • ④ 自律神経マップと根拠を示す説明UIの試作
  • 外部施設での検証・学会発表・プレプリント
📈 期待成果・社会実装(出口)

在宅で測れる自律神経指標と不調予測の妥当性=学会・論文。出口はまず起立性調節障害・自律神経不調の遠隔スクリーニング・受診勧奨の補助(確定診断・治療は医師、起立試験が要る)、心身の不調の縦断モニタ、将来は自律神経からの早期介入。Hiroは自律神経・循環を学ぶ医学生=当事者

※ 正直な関門:ウェアラブルのHRV指標算出は心電図に対し既に高精度だが、PPGは体動・不整脈・末梢循環に弱くノイズが多い。HRVは活動・呼吸・カフェイン・睡眠・体位に強く交絡し、単独では「ウェルネス」と医療の境界が曖昧。確定診断(OD/POTS)には診察室の能動的起立試験やヘッドアップティルトが要り、本企画は補助=SaMD/非医療機器の整理が要る。不整脈の検出は心電図等の役割で本企画の目的ではない。学生応募可だが所属大学のe-Rad機関登録・承認と倫理審査が前提、第2回の正式日程・公募要領は確定次第確認。
完成イメージ(ダミーデータ)・元アイデア → spread-plans.md #38