JP2001299766A - 健康状態診断方法およびその方法を用いた健康状態診断装置 - Google Patents
健康状態診断方法およびその方法を用いた健康状態診断装置Info
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- JP2001299766A JP2001299766A JP2000125807A JP2000125807A JP2001299766A JP 2001299766 A JP2001299766 A JP 2001299766A JP 2000125807 A JP2000125807 A JP 2000125807A JP 2000125807 A JP2000125807 A JP 2000125807A JP 2001299766 A JP2001299766 A JP 2001299766A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被験者の健康状態を診断するのに必要な生体
信号が迅速に収集できると同時に、精度のよい診断結果
が迅速に得られる診断方法を提供する。また、人の健康
の維持増進が図れ、さらに健康状態を診断できる健康状
態診断装置を提供する。 【解決手段】 運動を行っている被験者に対して外部刺
激を与えて、このときの被験者の生体信号変化から健康
状態を診断する。健康状態診断装置として、運動器具部
と、被験者に外部刺激を与える刺激手段と、外部刺激に
よる被験者の生体信号の変化を測定する測定手段と、生
体信号の変化から被験者の健康状態を診断する診断手段
とを備えた構成とする。
信号が迅速に収集できると同時に、精度のよい診断結果
が迅速に得られる診断方法を提供する。また、人の健康
の維持増進が図れ、さらに健康状態を診断できる健康状
態診断装置を提供する。 【解決手段】 運動を行っている被験者に対して外部刺
激を与えて、このときの被験者の生体信号変化から健康
状態を診断する。健康状態診断装置として、運動器具部
と、被験者に外部刺激を与える刺激手段と、外部刺激に
よる被験者の生体信号の変化を測定する測定手段と、生
体信号の変化から被験者の健康状態を診断する診断手段
とを備えた構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は被験者の健康状態を
診断する方法およびその方法を用いた診断装置に関し、
より詳細には短時間の運動から被験者の健康状態を診断
する方法およびその方法を用いた装置に関するものであ
る。
診断する方法およびその方法を用いた診断装置に関し、
より詳細には短時間の運動から被験者の健康状態を診断
する方法およびその方法を用いた装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】脈拍や血圧、体温、血糖値、呼吸、筋
電、心電、血流、脳波、発汗量、加速度、振動、傾斜度
といった生体信号を測定・分析して、人の健康状態を診
断することが従来から種々試みられている。例えば特開
平６−２１７９５１号公報では、測定した脈波からアト
ラクタを生成し、メモリに記憶されている複数のアトラ
クタパターンとこのアトラクタを比較して、アトラクタ
の形状や構造の類似度から人の健康状態を判断する発明
が提案されている。また特公平６−９５４６号公報で
は、脈波及び／又は心電波の時系列データからカオスア
トラクタを作成し、さらにカオスアトラクタを演算処理
してリアプノフ指数を求め、心身の異常などを診断する
発明が提案されている。
電、心電、血流、脳波、発汗量、加速度、振動、傾斜度
といった生体信号を測定・分析して、人の健康状態を診
断することが従来から種々試みられている。例えば特開
平６−２１７９５１号公報では、測定した脈波からアト
ラクタを生成し、メモリに記憶されている複数のアトラ
クタパターンとこのアトラクタを比較して、アトラクタ
の形状や構造の類似度から人の健康状態を判断する発明
が提案されている。また特公平６−９５４６号公報で
は、脈波及び／又は心電波の時系列データからカオスア
トラクタを作成し、さらにカオスアトラクタを演算処理
してリアプノフ指数を求め、心身の異常などを診断する
発明が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これら提案発明の診断
方法によれば、ある程度有効な診断結果が得られるであ
ろうとは推測されるが、診断に必要な生体信号を収集す
るのに長時間を要するため迅速な診断ができないという
問題があった。
方法によれば、ある程度有効な診断結果が得られるであ
ろうとは推測されるが、診断に必要な生体信号を収集す
るのに長時間を要するため迅速な診断ができないという
問題があった。
【０００４】また一般に広く使用されていた従来の運動
器具は、歩行運動や自転車運動などを行って人の運動不
足を解消して健康の維持増進を図るものであって、人の
健康状態を診断するようなものではなかった。
器具は、歩行運動や自転車運動などを行って人の運動不
足を解消して健康の維持増進を図るものであって、人の
健康状態を診断するようなものではなかった。
【０００５】本発明はこのような従来の問題に鑑みてな
されたものであり、被験者の健康状態を診断するのに必
要な生体信号が迅速に収集できると同時に、精度のよい
診断結果が迅速に得られる診断方法を提供することをそ
の目的とするものである。
されたものであり、被験者の健康状態を診断するのに必
要な生体信号が迅速に収集できると同時に、精度のよい
診断結果が迅速に得られる診断方法を提供することをそ
の目的とするものである。
【０００６】また本発明の他の目的は、人の健康の維持
増進を図りさらに健康状態までを診断できる健康状態診
断装置を提供することにある。
増進を図りさらに健康状態までを診断できる健康状態診
断装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、運動を
行っている被験者に対して外部刺激を与え、このときの
被験者の生体信号の変化から被験者の健康状態を診断す
ることを特徴とする健康状態診断方法が提供される。
行っている被験者に対して外部刺激を与え、このときの
被験者の生体信号の変化から被験者の健康状態を診断す
ることを特徴とする健康状態診断方法が提供される。
【０００８】このとき、場所などを考慮せずに簡便に行
える点で、運動器具を用いて運動を行っている被験者に
対して外部刺激を与えるのが望ましい。さらに診断の際
に被験者にかける運動負担を軽減する観点から、前記運
動器具は歩行運動器具であることが好ましい。この場
合、歩行速度や歩行面傾斜角度を変化させることにより
外部刺激を与えればよい。
える点で、運動器具を用いて運動を行っている被験者に
対して外部刺激を与えるのが望ましい。さらに診断の際
に被験者にかける運動負担を軽減する観点から、前記運
動器具は歩行運動器具であることが好ましい。この場
合、歩行速度や歩行面傾斜角度を変化させることにより
外部刺激を与えればよい。
【０００９】被験者に外部刺激を与える他の方法とし
て、運動器具に映像装置をさらに設け、この映像装置か
らの映像により外部刺激を与えるようにしてもよいし、
運動器具に音声出力装置をさらに設け、この音声出力装
置からの音声により外部刺激を与えるようにしてもよ
い。
て、運動器具に映像装置をさらに設け、この映像装置か
らの映像により外部刺激を与えるようにしてもよいし、
運動器具に音声出力装置をさらに設け、この音声出力装
置からの音声により外部刺激を与えるようにしてもよ
い。
【００１０】被験者が携帯する際の重量負担を軽減する
観点および利便性の観点から、被験者の生体信号は加速
度センサ及び振動センサの少なくとも一方により測定す
ることが推奨される。
観点および利便性の観点から、被験者の生体信号は加速
度センサ及び振動センサの少なくとも一方により測定す
ることが推奨される。
【００１１】診断の精度を上げる観点から、カオス解析
を用いて生体信号の変化を解析し健康状態を診断するこ
とが望ましい。
を用いて生体信号の変化を解析し健康状態を診断するこ
とが望ましい。
【００１２】また本発明によれば、運動器具部と、被験
者に外部刺激を与える刺激手段と、外部刺激による被験
者の生体信号の変化を測定する測定手段と、生体信号の
変化から被験者の健康状態を診断する診断手段とを備え
たことを特徴とする健康状態診断装置が提供される。
者に外部刺激を与える刺激手段と、外部刺激による被験
者の生体信号の変化を測定する測定手段と、生体信号の
変化から被験者の健康状態を診断する診断手段とを備え
たことを特徴とする健康状態診断装置が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明者等は、被験者の健康状態
を診断するのに必要な生体信号をいかにして迅速に収集
するか鋭意検討を重ねた結果、被験者が運動を行ってい
るときに外部刺激を与えると、被験者の健康状態に対応
して生体信号が変化することを見出し本発明を成すに至
った。
を診断するのに必要な生体信号をいかにして迅速に収集
するか鋭意検討を重ねた結果、被験者が運動を行ってい
るときに外部刺激を与えると、被験者の健康状態に対応
して生体信号が変化することを見出し本発明を成すに至
った。
【００１４】請求項１の健康状態診断方法では、被験者
に運動を行わせている間に予告なしに突然外部刺激を与
えて、被験者の生体信号がどのように変化するかを測定
して、その生体信号変化から健康状態を診断する。この
ような診断方法では、外部刺激を与えて変化を生体信号
を測定するだけなのでわずか数分程度の測定時間で診断
が完了する。生体信号の測定装置を被験者に長期間携帯
させて、得られた情報から健康状態を診断していた従来
の診断方法に比べれば本発明の診断方法の測定時間は格
段に短いものである。
に運動を行わせている間に予告なしに突然外部刺激を与
えて、被験者の生体信号がどのように変化するかを測定
して、その生体信号変化から健康状態を診断する。この
ような診断方法では、外部刺激を与えて変化を生体信号
を測定するだけなのでわずか数分程度の測定時間で診断
が完了する。生体信号の測定装置を被験者に長期間携帯
させて、得られた情報から健康状態を診断していた従来
の診断方法に比べれば本発明の診断方法の測定時間は格
段に短いものである。
【００１５】被験者が行う運動としては過激なものであ
る必要はなく、例えば散歩やジョギング、階段の昇降と
いった軽度の運動でよい。請求項１の健康状態診断方法
の具体的構成を図１に示す。運動している被験者の生体
信号を測定手段２により測定する。そして被験者に突然
外部刺激１１を与えて、刺激により被験者の生体信号が
どのように変化するかを測定し、その測定データをデー
タ処理・解析手段２へ送り、ここで被験者の健康状態を
判断する。このような方法の一実施形態を示せば、音声
出力端子付きの携帯型歩行データ計測器を被験者の腰ベ
ルトに取付て、被験者に通常通り歩かせる。そしてイヤ
ホンを介して被験者に大きな音を突然聞かせ、その時の
歩行リズムの乱れ及び歩行リズムが回復するまでの過程
を測定する。そしてこの測定データを解析することによ
り被験者の健康状態を判断するのである。
る必要はなく、例えば散歩やジョギング、階段の昇降と
いった軽度の運動でよい。請求項１の健康状態診断方法
の具体的構成を図１に示す。運動している被験者の生体
信号を測定手段２により測定する。そして被験者に突然
外部刺激１１を与えて、刺激により被験者の生体信号が
どのように変化するかを測定し、その測定データをデー
タ処理・解析手段２へ送り、ここで被験者の健康状態を
判断する。このような方法の一実施形態を示せば、音声
出力端子付きの携帯型歩行データ計測器を被験者の腰ベ
ルトに取付て、被験者に通常通り歩かせる。そしてイヤ
ホンを介して被験者に大きな音を突然聞かせ、その時の
歩行リズムの乱れ及び歩行リズムが回復するまでの過程
を測定する。そしてこの測定データを解析することによ
り被験者の健康状態を判断するのである。
【００１６】また運動器具を用いて被験者に運動を行わ
せれば、より簡便に生体信号を測定することができる。
このような運動器具としては特に限定はなく、従来公知
の運動器具を用いることができ、例えば歩行運動器具
（トレッドミル）、自転車運動器具（エアロバイク）、
階段登り運動器具（エアロクライム）などの運動器具が
挙げられる。この中でも被験者への運動負担や利便性な
どの観点から歩行運動器具を用いることが推奨される。
せれば、より簡便に生体信号を測定することができる。
このような運動器具としては特に限定はなく、従来公知
の運動器具を用いることができ、例えば歩行運動器具
（トレッドミル）、自転車運動器具（エアロバイク）、
階段登り運動器具（エアロクライム）などの運動器具が
挙げられる。この中でも被験者への運動負担や利便性な
どの観点から歩行運動器具を用いることが推奨される。
【００１７】被験者に与える外部刺激としては特に限定
はなく、例えば運動器具の条件変化による刺激や映像に
よる刺激、音声による刺激などが考えられる。前記運動
器具の条件変化による刺激としては、運動器具として歩
行運動器具を例にとれば、歩行速度を早くしたり、遅く
したりする刺激、あるいは歩行面傾斜角度を急にした
り、緩やかにしたりすることによる刺激が挙げられる。
はなく、例えば運動器具の条件変化による刺激や映像に
よる刺激、音声による刺激などが考えられる。前記運動
器具の条件変化による刺激としては、運動器具として歩
行運動器具を例にとれば、歩行速度を早くしたり、遅く
したりする刺激、あるいは歩行面傾斜角度を急にした
り、緩やかにしたりすることによる刺激が挙げられる。
【００１８】また映像による刺激は、運動器具の周囲に
映像装置を配設して被験者の視覚を通して与える刺激で
ある。例えば歩行運動器具上を歩いている被験者に対し
て、歩行運動器具の前側に設けたスクリーンあるいは頭
部に装着したディスプレイに歩道を歩いている映像を投
影して、被験者が歩道を歩いている状態を仮想的に創り
出し、そして突然横からクルマが飛び出してくる映像を
投影してこの時の被験者の生体信号の変化を測定するの
である。
映像装置を配設して被験者の視覚を通して与える刺激で
ある。例えば歩行運動器具上を歩いている被験者に対し
て、歩行運動器具の前側に設けたスクリーンあるいは頭
部に装着したディスプレイに歩道を歩いている映像を投
影して、被験者が歩道を歩いている状態を仮想的に創り
出し、そして突然横からクルマが飛び出してくる映像を
投影してこの時の被験者の生体信号の変化を測定するの
である。
【００１９】音声による刺激は、運動器具の周囲に音声
出力装置を配設して被験者の聴覚を通して与える刺激で
ある。例えばイヤホンにより一定のリズムが与えられて
歩行運動器具上を歩いている被験者に対して、イヤホン
から大きな音など不快な音を突然流して被験者の生体信
号の変化を測定するのである。
出力装置を配設して被験者の聴覚を通して与える刺激で
ある。例えばイヤホンにより一定のリズムが与えられて
歩行運動器具上を歩いている被験者に対して、イヤホン
から大きな音など不快な音を突然流して被験者の生体信
号の変化を測定するのである。
【００２０】本発明で測定する生体信号としては、被験
者の健康状態に関係するものであれば特に限定はなく、
例えば被験者の振動や加速度、心電、血圧、体温、脈
拍、筋電、発汗量、傾斜度などが挙げられ、これらの１
つ又は２つ以上を組み合わせて測定すればよい。これら
の生体信号の測定には、振動センサ、加速度センサ、心
電センサ、血圧センサ、体温センサ、脈拍センサ、筋電
センサ、発汗センサ、傾斜センサなどが使用でき、この
中でも被験者への装着負担が少なく、また小型であるこ
となどから振動センサや加速度センサの使用が望まし
い。なお、これら測定器の装着場所は、運動器具の種類
や生体信号の種類などから適宜決定すればよい。
者の健康状態に関係するものであれば特に限定はなく、
例えば被験者の振動や加速度、心電、血圧、体温、脈
拍、筋電、発汗量、傾斜度などが挙げられ、これらの１
つ又は２つ以上を組み合わせて測定すればよい。これら
の生体信号の測定には、振動センサ、加速度センサ、心
電センサ、血圧センサ、体温センサ、脈拍センサ、筋電
センサ、発汗センサ、傾斜センサなどが使用でき、この
中でも被験者への装着負担が少なく、また小型であるこ
となどから振動センサや加速度センサの使用が望まし
い。なお、これら測定器の装着場所は、運動器具の種類
や生体信号の種類などから適宜決定すればよい。
【００２１】本発明において、被験者の健康状態の診断
は、例えば外部刺激により乱れた生体信号が通常状態に
戻るまでの時間を測定し、その回復時間の長短により健
康状態を診断する。具体的には回復時間が短いほど健康
である一方、長いほど体調不良であると診断する。回復
時間は被験者によって個人差があるので、健康・体調不
良時の各個人の回復時間を予め測定してベースデータと
して記憶しておき、ベースデータとの比較において各被
験者の健康状態を診断するのが診断精度の上からも望ま
しい。
は、例えば外部刺激により乱れた生体信号が通常状態に
戻るまでの時間を測定し、その回復時間の長短により健
康状態を診断する。具体的には回復時間が短いほど健康
である一方、長いほど体調不良であると診断する。回復
時間は被験者によって個人差があるので、健康・体調不
良時の各個人の回復時間を予め測定してベースデータと
して記憶しておき、ベースデータとの比較において各被
験者の健康状態を診断するのが診断精度の上からも望ま
しい。
【００２２】さらに一歩進んだ診断方法としては、被験
者の病歴と関連づけられる生体信号の解析結果を、基準
データとしてベースデータ部に記憶しておき、解析結果
と基準データとの比較を行って、一致又は近似している
基準データから被験者の病気およびその程度をより詳細
に診断してもよい。この診断方法の概説図を図２に示
す。測定手段１からデータ処理・解析手段２へ送られて
きたデータはここで解析される。具体的解析手法につい
ては後述する。そして被験者の病歴と関連づけられる解
析結果は基準データとしてデータベース部３に記憶され
る。そして、順次送られてくる測定データの解析結果
は、健康状態診断手段４においてこの基準データと比較
され、一致又は近似している基準データから被験者の健
康状態が診断され、出力手段５により外部へ出力され
る。
者の病歴と関連づけられる生体信号の解析結果を、基準
データとしてベースデータ部に記憶しておき、解析結果
と基準データとの比較を行って、一致又は近似している
基準データから被験者の病気およびその程度をより詳細
に診断してもよい。この診断方法の概説図を図２に示
す。測定手段１からデータ処理・解析手段２へ送られて
きたデータはここで解析される。具体的解析手法につい
ては後述する。そして被験者の病歴と関連づけられる解
析結果は基準データとしてデータベース部３に記憶され
る。そして、順次送られてくる測定データの解析結果
は、健康状態診断手段４においてこの基準データと比較
され、一致又は近似している基準データから被験者の健
康状態が診断され、出力手段５により外部へ出力され
る。
【００２３】ここで行動など生体に関する信号は一般に
非線形データであるため、解析方法としては非線形解析
方法を用いるのがよく、中でも非線形データの解析手法
として広く用いられているカオス解析が最も好適に用い
ることができる。このカオス解析には、フラクタル次元
解析やリアプノフ指数解析、カオスアトラクタ解析など
種々の解析方法があるが、生体信号に関する解析手法と
してはカオスアトラクタ解析が適している。具体的には
得られた生体信号に基づき所望の数空間にカオスアトラ
クタを描き、描いたカオスアトラクタ形状からパターン
マッチングを行って被験者の健康状態を診断する。歩行
時の加速度データに基づき２次元数空間に描いたカオス
アトラクタの一例を図３に示す。このカオスアトラクタ
と同一あるいは近似するカオスアトラクタを、データベ
ース部に記憶されているカオスアトラクタの中から探し
だし、その記憶されているカオスアトラクタの示す健康
状態がすなわち被験者の健康状態と診断するのである。
非線形データであるため、解析方法としては非線形解析
方法を用いるのがよく、中でも非線形データの解析手法
として広く用いられているカオス解析が最も好適に用い
ることができる。このカオス解析には、フラクタル次元
解析やリアプノフ指数解析、カオスアトラクタ解析など
種々の解析方法があるが、生体信号に関する解析手法と
してはカオスアトラクタ解析が適している。具体的には
得られた生体信号に基づき所望の数空間にカオスアトラ
クタを描き、描いたカオスアトラクタ形状からパターン
マッチングを行って被験者の健康状態を診断する。歩行
時の加速度データに基づき２次元数空間に描いたカオス
アトラクタの一例を図３に示す。このカオスアトラクタ
と同一あるいは近似するカオスアトラクタを、データベ
ース部に記憶されているカオスアトラクタの中から探し
だし、その記憶されているカオスアトラクタの示す健康
状態がすなわち被験者の健康状態と診断するのである。
【００２４】一方、カオスアトラクタの形状だけからで
は違いが明確にわからない場合がある。このような場合
は、カオスアトラクタの軌道周期をさらに測定し、その
軌道周期の揺らぎから健康状態を解析すればよい。例え
ば、数空間上の特定点を原点として極座標変換を行って
角周期を求め、この角周期を軌道周期とする。そしてこ
の軌道周期の揺らぎの特徴から被験者の健康状態を診断
するのである。図３を用いて説明すると、カオスアトラ
クタの点Ｏから右方向に水平線Ｓを引き、この水平線Ｓ
を基準線としてアトラクタ軌道が反時計回りに３６０°
回転して基準線に戻ってくるまでの時間を測定し、この
時間を軌道周期とすればよい。もちろん、軌道周期はア
トラクタ軌道の一部分であってもよく、この場合は基準
となる回転角度を決めておき、アトラクタ軌道がこの角
度を移動する時間を測定すればよい。極座標変換の原点
としては、簡単に算出できることからカオスアトラクタ
構成要素の平均値座標点を用いるのが好ましい。なおア
トラクタ軌道の形状によっては、求めた平均値座標点が
アトラクタ軌道内になることもあるが、このような場合
には平均値座標点近傍のアトラクタ軌道外の点を極座標
変換の原点とすればよい。
は違いが明確にわからない場合がある。このような場合
は、カオスアトラクタの軌道周期をさらに測定し、その
軌道周期の揺らぎから健康状態を解析すればよい。例え
ば、数空間上の特定点を原点として極座標変換を行って
角周期を求め、この角周期を軌道周期とする。そしてこ
の軌道周期の揺らぎの特徴から被験者の健康状態を診断
するのである。図３を用いて説明すると、カオスアトラ
クタの点Ｏから右方向に水平線Ｓを引き、この水平線Ｓ
を基準線としてアトラクタ軌道が反時計回りに３６０°
回転して基準線に戻ってくるまでの時間を測定し、この
時間を軌道周期とすればよい。もちろん、軌道周期はア
トラクタ軌道の一部分であってもよく、この場合は基準
となる回転角度を決めておき、アトラクタ軌道がこの角
度を移動する時間を測定すればよい。極座標変換の原点
としては、簡単に算出できることからカオスアトラクタ
構成要素の平均値座標点を用いるのが好ましい。なおア
トラクタ軌道の形状によっては、求めた平均値座標点が
アトラクタ軌道内になることもあるが、このような場合
には平均値座標点近傍のアトラクタ軌道外の点を極座標
変換の原点とすればよい。
【００２５】被験者による歩行の加速度データから２次
元数空間にカオスアトラクタを描いた後、極座標変換し
てカオスアトラクタの軌道周期を測定した結果の一例を
図４に示す。図４（ａ）は健康時のアトラクタ軌道周
期、同図（ｂ）は体調不良時のアトラクタ軌道周期であ
る。両図のアトラクタ軌道周期の揺らぎを比較してみれ
ば、体調の違いによる歩行データの違いが見いだせる。
したがって種々の健康状態時のアトラクタ軌道周期の揺
らぎをデータベースとして記憶させておけば、データベ
ースの揺らぎ特性と測定した揺らぎ特性を順次比較して
その一致性を検出することにより被験者のそのときの健
康状態を診断することができる。
元数空間にカオスアトラクタを描いた後、極座標変換し
てカオスアトラクタの軌道周期を測定した結果の一例を
図４に示す。図４（ａ）は健康時のアトラクタ軌道周
期、同図（ｂ）は体調不良時のアトラクタ軌道周期であ
る。両図のアトラクタ軌道周期の揺らぎを比較してみれ
ば、体調の違いによる歩行データの違いが見いだせる。
したがって種々の健康状態時のアトラクタ軌道周期の揺
らぎをデータベースとして記憶させておけば、データベ
ースの揺らぎ特性と測定した揺らぎ特性を順次比較して
その一致性を検出することにより被験者のそのときの健
康状態を診断することができる。
【００２６】アトラクタ軌道周期の揺らぎをさらに詳細
に解析する場合には、デトレンド変動解析（ＤＦＡ：De
trended Fluctuation Analysis）、フーリエ変換などの
周波数変換、ウェーブレット解析、マルチフラクタル解
析などの従来公知の解析方法を用いればよく、この中で
も大きな揺らぎに対しても客観的かつ正確に解析できる
点でＤＦＡが特に好適に用いることができる。
に解析する場合には、デトレンド変動解析（ＤＦＡ：De
trended Fluctuation Analysis）、フーリエ変換などの
周波数変換、ウェーブレット解析、マルチフラクタル解
析などの従来公知の解析方法を用いればよく、この中で
も大きな揺らぎに対しても客観的かつ正確に解析できる
点でＤＦＡが特に好適に用いることができる。
【００２７】次に請求項８の健康状態診断装置について
説明する。この診断装置は、運動器具部と、被験者に外
部刺激を与える刺激手段と、外部刺激による被験者の生
体信号の変化を測定する測定手段と、生体信号の変化か
ら被験者の健康状態を診断する診断手段とを備えた構成
を有する。
説明する。この診断装置は、運動器具部と、被験者に外
部刺激を与える刺激手段と、外部刺激による被験者の生
体信号の変化を測定する測定手段と、生体信号の変化か
ら被験者の健康状態を診断する診断手段とを備えた構成
を有する。
【００２８】運動器具としては前記例示した運動器具が
ここでも使用することができる。また刺激手段として
は、前記例示した運動器具の条件制御部、映像装置、音
声出力装置などが挙げられ、さらに測定手段としては、
前記例示した振動センサ、加速度センサ、心電センサ、
血圧センサ、体温センサ、脈拍センサ、筋電センサ、発
汗センサ、傾斜センサなど従来公知の測定器が挙げられ
る。そしてまた診断手段としては、図２に概説した構成
をここでも用いることができる。
ここでも使用することができる。また刺激手段として
は、前記例示した運動器具の条件制御部、映像装置、音
声出力装置などが挙げられ、さらに測定手段としては、
前記例示した振動センサ、加速度センサ、心電センサ、
血圧センサ、体温センサ、脈拍センサ、筋電センサ、発
汗センサ、傾斜センサなど従来公知の測定器が挙げられ
る。そしてまた診断手段としては、図２に概説した構成
をここでも用いることができる。
【００２９】この健康状態診断装置は、運動器具部によ
り通常の運動器具としての役割を果たすのみならず、前
記診断手段などにより被験者の健康状態を診断すること
もできるのである。したがってこの診断装置では、運動
開始時にの健康状態を診断し、その診断結果に基づきそ
の日の運動プログラムを決定するというような利用態様
も可能である。
り通常の運動器具としての役割を果たすのみならず、前
記診断手段などにより被験者の健康状態を診断すること
もできるのである。したがってこの診断装置では、運動
開始時にの健康状態を診断し、その診断結果に基づきそ
の日の運動プログラムを決定するというような利用態様
も可能である。
【００３０】請求項８の健康状態診断装置の一実施態様
を図５に示す。図５は当該診断装置の概説図である。こ
の健康状態診断装置は、歩行運動器具（運動器具部）６
と、歩行運動器具６の前側に配置されたスクリーン（刺
激手段）７と、被験者が携帯した加速度センサ（測定手
段）８と、診断手段９とを備える。加速度センサ８を携
帯した被験者は、前面のスクリーン７に映し出される画
面を見ながら歩行運動器具６の歩行ベルト６１上を歩行
する。スクリーンには、散歩しているときの町や自然の
風景が当初は映し出される。そこに突然クルマや犬が横
から飛び出してくるといった映像を映す。このときの被
験者の加速度の乱れを加速度センサ８で測定し、測定デ
ータを診断手段９へ送信する。診断手段９は、データ処
理・解析手段９１と、データベース部９２と、健康状態
の診断手段９３と出力手段９４とを有し、送信されてき
た測定データに基づき被験者の健康状態を診断する。診
断方法は前記と同様であるのでここでは説明を略する。
を図５に示す。図５は当該診断装置の概説図である。こ
の健康状態診断装置は、歩行運動器具（運動器具部）６
と、歩行運動器具６の前側に配置されたスクリーン（刺
激手段）７と、被験者が携帯した加速度センサ（測定手
段）８と、診断手段９とを備える。加速度センサ８を携
帯した被験者は、前面のスクリーン７に映し出される画
面を見ながら歩行運動器具６の歩行ベルト６１上を歩行
する。スクリーンには、散歩しているときの町や自然の
風景が当初は映し出される。そこに突然クルマや犬が横
から飛び出してくるといった映像を映す。このときの被
験者の加速度の乱れを加速度センサ８で測定し、測定デ
ータを診断手段９へ送信する。診断手段９は、データ処
理・解析手段９１と、データベース部９２と、健康状態
の診断手段９３と出力手段９４とを有し、送信されてき
た測定データに基づき被験者の健康状態を診断する。診
断方法は前記と同様であるのでここでは説明を略する。
【００３１】図５では、スクリーン７に映し出された映
像により外部刺激を被験者に与えたが、歩行運動器具６
の歩行ベルト６１の歩行速度や傾斜角度を変化させて被
験者に外部刺激を与えてもよく、またこれらを組み合わ
せて外部刺激を与えてももちろん構わない。
像により外部刺激を被験者に与えたが、歩行運動器具６
の歩行ベルト６１の歩行速度や傾斜角度を変化させて被
験者に外部刺激を与えてもよく、またこれらを組み合わ
せて外部刺激を与えてももちろん構わない。
【００３２】
【実施例】実施例１ 加速度センサを携帯した被験者に歩行運動器具（トレッ
ドミル）の歩行ベルト上を時速３．０ｋｍで歩かせた。
そして、歩行ベルトを時速５．５ｋｍに突然上げて、そ
の時の加速度変化を測定した。健康時と体調不良時（自
己申告で体がだるいとき）の加速度データを図６に示
す。図６は、横軸を時間、縦軸を加速度として歩行によ
る加速度の経時変化を示した図であって、図６（ａ）が
健康時の加速度データ、同図（ｂ）が体調不良時の加速
度データである。しかし、これらの加速度データから歩
行が安定したかどうかを判定することは困難である。そ
こでこれらの加速度データから２次元数空間にカオスア
トラクタを描き、歩行状態の安定域と不安定域を判別し
た。描いたカオスアトラクタを図７に示す。図７（ａ）
が歩行が安定しているときのカオスアトラクタで、同図
（ｂ）が歩行が不安定なときのカオスアトラクタであ
る。このようなカオスアトラクタ解析から、歩行ベルト
の速度変化に対応して、被験者の歩行リズムが安定する
までの時間は、健康時では約１２秒であるのに対し、体
調不良時では１９秒であることがわかった。したがって
歩行ベルトの速度を突然変化させて、その変化に被験者
の歩行リズムが追従して安定するまでの時間を計測すれ
ば、直ちにその被験者の健康状態を診断できることがわ
かった。
ドミル）の歩行ベルト上を時速３．０ｋｍで歩かせた。
そして、歩行ベルトを時速５．５ｋｍに突然上げて、そ
の時の加速度変化を測定した。健康時と体調不良時（自
己申告で体がだるいとき）の加速度データを図６に示
す。図６は、横軸を時間、縦軸を加速度として歩行によ
る加速度の経時変化を示した図であって、図６（ａ）が
健康時の加速度データ、同図（ｂ）が体調不良時の加速
度データである。しかし、これらの加速度データから歩
行が安定したかどうかを判定することは困難である。そ
こでこれらの加速度データから２次元数空間にカオスア
トラクタを描き、歩行状態の安定域と不安定域を判別し
た。描いたカオスアトラクタを図７に示す。図７（ａ）
が歩行が安定しているときのカオスアトラクタで、同図
（ｂ）が歩行が不安定なときのカオスアトラクタであ
る。このようなカオスアトラクタ解析から、歩行ベルト
の速度変化に対応して、被験者の歩行リズムが安定する
までの時間は、健康時では約１２秒であるのに対し、体
調不良時では１９秒であることがわかった。したがって
歩行ベルトの速度を突然変化させて、その変化に被験者
の歩行リズムが追従して安定するまでの時間を計測すれ
ば、直ちにその被験者の健康状態を診断できることがわ
かった。
【００３３】実施例２ トレッドミルの前側にスクリーンを設け、そこに町を歩
いている風景を映し出し、加速度センサを携帯した被験
者にはこの映像を見ながらトレッドミルの歩行ベルト
（時速４．０ｋｍ）上をで歩かせた。そしてクルマが突
然横から飛び出してくる映像を映し、その時の加速度変
化を測定した。測定した加速度データを図８に示す。そ
してカオスアトラクタ解析により歩行状態の安定・不安
定域を判別したところ、映像による外部刺激を受けてか
ら約８秒で歩行リズムが元に戻っていた。
いている風景を映し出し、加速度センサを携帯した被験
者にはこの映像を見ながらトレッドミルの歩行ベルト
（時速４．０ｋｍ）上をで歩かせた。そしてクルマが突
然横から飛び出してくる映像を映し、その時の加速度変
化を測定した。測定した加速度データを図８に示す。そ
してカオスアトラクタ解析により歩行状態の安定・不安
定域を判別したところ、映像による外部刺激を受けてか
ら約８秒で歩行リズムが元に戻っていた。
【００３４】実施例３ 加速度センサを携帯した被験者にトレッドミルの歩行ベ
ルト（時速４．０ｋｍ）上を歩かせ、さらに被験者には
イヤホンを付けさせた。そしてイヤホンから突然大きな
音を流し、この時の加速度変化を測定した。測定した加
速度データを図９に示す。そしてカオスアトラクタ解析
により歩行状態の安定・不安定域を判別したところ、音
声による外部刺激を受けてから約１６秒で歩行リズムは
元に戻っていた。このように、外部刺激による歩行リズ
ムの乱れが回復するまでの時間を計測すれば、直ちにそ
の被験者の健康状態を診断できることがわかった。
ルト（時速４．０ｋｍ）上を歩かせ、さらに被験者には
イヤホンを付けさせた。そしてイヤホンから突然大きな
音を流し、この時の加速度変化を測定した。測定した加
速度データを図９に示す。そしてカオスアトラクタ解析
により歩行状態の安定・不安定域を判別したところ、音
声による外部刺激を受けてから約１６秒で歩行リズムは
元に戻っていた。このように、外部刺激による歩行リズ
ムの乱れが回復するまでの時間を計測すれば、直ちにそ
の被験者の健康状態を診断できることがわかった。
【００３５】
【発明の効果】請求項１の健康状態診断方法では、運動
を行っている被験者に対して外部刺激を与えて、このと
きの被験者の生体信号変化から健康状態を診断するの
で、従来の診断方法に比べ格段に短い時間で診断するこ
とができる。
を行っている被験者に対して外部刺激を与えて、このと
きの被験者の生体信号変化から健康状態を診断するの
で、従来の診断方法に比べ格段に短い時間で診断するこ
とができる。
【００３６】請求項８の健康状態診断装置では、運動器
具部と共に、被験者の健康状態を診断する手段をも備え
ているので、運動器具により運動する同時に健康状態を
診断することができる。また本発明の診断装置によって
運動開始前に自己の健康状態を診断し、その診断結果に
基づきその日の運動プログラムを設定すれば、無理なく
効果的に健康の維持増進が図れる。
具部と共に、被験者の健康状態を診断する手段をも備え
ているので、運動器具により運動する同時に健康状態を
診断することができる。また本発明の診断装置によって
運動開始前に自己の健康状態を診断し、その診断結果に
基づきその日の運動プログラムを設定すれば、無理なく
効果的に健康の維持増進が図れる。
【図１】 請求項１の健康状態診断方法の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】 請求項１の健康状態診断方法の概説図であ
る。
る。
【図３】 カオスアトラクタを２次元数空間に描いた一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図４】 アトラクタ軌道周期の変化を示す図である。
【図５】 請求項４の健康状態診断装置の一例を示す概
説図である。
説図である。
【図６】 実施例１の加速度データを示す図である。
【図７】 実施例１の加速度データから２次元数空間に
描いたカオスアトラクタである。
描いたカオスアトラクタである。
【図８】 実施例２の加速度データを示す図である。
【図９】 実施例３の加速度データを示す図である。
１ 測定手段 ２，９１ データ処理・解析手段 ３，９２ データベース部 ４，９３ 健康状態の診断手段 ５，９４ 出力手段 ６ 歩行運動器具（運動器具部） ７ スクリーン（刺激手段） ８ 加速度センサ（測定手段） ９ 診断手段 １１ 外部刺激 ６１ 歩行ベルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 17/60 １２６ Ａ６１Ｂ 5/10 ３１０Ａ (72)発明者 小河 毅 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 4C038 VA05 VA12 VB01 VB31 VC20
Claims (9)
- 【請求項１】 運動を行っている被験者に対して外部刺
激を与え、このときの被験者の生体信号の変化から被験
者の健康状態を診断することを特徴とする健康状態診断
方法。 - 【請求項２】 運動器具を用いて運動を行っている被験
者に対して外部刺激を与える請求項１記載の健康状態診
断方法。 - 【請求項３】 前記運動器具が歩行運動器具である請求
項２記載の健康状態診断方法。 - 【請求項４】 前記外部刺激として歩行速度および歩行
面傾斜角度の少なくとも一方を変化させる請求項３記載
の健康状態診断方法。 - 【請求項５】 前記運動器具に映像装置をさらに設け、
該映像装置からの映像による外部刺激を与える請求項２
又は３記載の健康状態診断方法。 - 【請求項６】 前記運動器具に音声出力装置をさらに設
け、該音声出力装置からの音声による外部刺激を与える
請求項２又は３記載の健康状態診断方法。 - 【請求項７】 加速度センサ及び振動センサの少なくと
も一方により前記生体信号を測定する請求項１〜６のい
ずれかに記載の健康状態診断方法。 - 【請求項８】 前記生体信号の変化をカオス解析を用い
て解析し健康状態を診断する請求項１〜７のいずれかに
記載の健康状態診断方法。 - 【請求項９】 運動器具部と、被験者に外部刺激を与え
る刺激手段と、外部刺激による被験者の生体信号の変化
を測定する測定手段と、生体信号の変化から被験者の健
康状態を診断する診断手段とを備えたことを特徴とする
健康状態診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125807A JP3696047B2 (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 健康状態診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125807A JP3696047B2 (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 健康状態診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001299766A true JP2001299766A (ja) | 2001-10-30 |
| JP3696047B2 JP3696047B2 (ja) | 2005-09-14 |
Family
ID=18635694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000125807A Expired - Fee Related JP3696047B2 (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 健康状態診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3696047B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003041589A1 (fr) * | 2001-11-13 | 2003-05-22 | Electronic Navigation Research Institute, An Independent Administrative Institution | Appareil de diagnostic d'une fonction chaologique du cerveau |
| WO2008035611A1 (fr) * | 2006-09-19 | 2008-03-27 | Mitsubishi Chemical Corporation | Dispositif de traitement de données, procédé de traitement de données et programme de traitement de données |
| JP2009532696A (ja) * | 2006-04-03 | 2009-09-10 | ハウ−アール−ユー テクノロジーズ リミテッド | 改良されたデジタル温度計 |
| JP2012157732A (ja) * | 2012-04-24 | 2012-08-23 | Yamamoto Katsumi | 疾患の診断方法 |
| JP2016202462A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | フクダ電子株式会社 | 生体信号処理装置およびその制御方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5059906B2 (ja) * | 2010-05-17 | 2012-10-31 | シャープ株式会社 | 体調判定方法 |
-
2000
- 2000-04-26 JP JP2000125807A patent/JP3696047B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003041589A1 (fr) * | 2001-11-13 | 2003-05-22 | Electronic Navigation Research Institute, An Independent Administrative Institution | Appareil de diagnostic d'une fonction chaologique du cerveau |
| US7678047B2 (en) | 2001-11-13 | 2010-03-16 | Electronic Navigation Research Institute | Chaologic brain function diagnosis apparatus |
| JP2009532696A (ja) * | 2006-04-03 | 2009-09-10 | ハウ−アール−ユー テクノロジーズ リミテッド | 改良されたデジタル温度計 |
| WO2008035611A1 (fr) * | 2006-09-19 | 2008-03-27 | Mitsubishi Chemical Corporation | Dispositif de traitement de données, procédé de traitement de données et programme de traitement de données |
| JP2012157732A (ja) * | 2012-04-24 | 2012-08-23 | Yamamoto Katsumi | 疾患の診断方法 |
| JP2016202462A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | フクダ電子株式会社 | 生体信号処理装置およびその制御方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3696047B2 (ja) | 2005-09-14 |
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