JP2002112974A - 生体状況判定方法及び生体状況判定装置 - Google Patents
生体状況判定方法及び生体状況判定装置Info
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- JP2002112974A JP2002112974A JP2000305598A JP2000305598A JP2002112974A JP 2002112974 A JP2002112974 A JP 2002112974A JP 2000305598 A JP2000305598 A JP 2000305598A JP 2000305598 A JP2000305598 A JP 2000305598A JP 2002112974 A JP2002112974 A JP 2002112974A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 脳内血流情報から生体の状態を判定すること
のできる判定方法を提供する。 【解決手段】 生体の頭部に近赤外光を照射する照射手
段と、生体から出射される前記近赤外光を検出する検出
手段と、検出した光を電気信号に変換する変換手段とか
らなる脳内血流測定手段において、脳内血流測定手段か
らの心拍成分信号と脳内血流の揺らぎ成分信号にもとづ
く心拍数−血流空間における軌跡波形を作成し、前記軌
跡波形の形状より生体状況を判定する。
のできる判定方法を提供する。 【解決手段】 生体の頭部に近赤外光を照射する照射手
段と、生体から出射される前記近赤外光を検出する検出
手段と、検出した光を電気信号に変換する変換手段とか
らなる脳内血流測定手段において、脳内血流測定手段か
らの心拍成分信号と脳内血流の揺らぎ成分信号にもとづ
く心拍数−血流空間における軌跡波形を作成し、前記軌
跡波形の形状より生体状況を判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、近赤外光の生体内
透過特性を利用して脳内血流を測定し、健康状態などの
生体の状況を解析するための、生体状況判定方法及び生
体状況判定装置に関するものである。
透過特性を利用して脳内血流を測定し、健康状態などの
生体の状況を解析するための、生体状況判定方法及び生
体状況判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来では、個人の健康状態を日常的にモ
ニターするために、血圧、心拍数などが用いられてい
る。また、カイロプラクティスや指圧・鍼灸などにおい
ては末梢血流状態の把握も行われている。最近になっ
て、複数の生理指標を多元的に捉えることによって、自
律神経の活動バランスを評価し、健康評価の有効性を向
上させる試みが増えている。例えば、特開平１０−１６
５３８０号公報には、心拍あるいは血流脈波を検知し、
心室の緊張波であるＲ波の時間間隔ＲＲＩを求め、ＲＲ
Ｉからスペクトル解析などの演算処理を施し、心拍の揺
らぎとして低周波変動成分ＬＦ，高周波成分ＨＦの積分
値を算出し、時間の経過に伴う積分値の変化量などか
ら、疲労度を評価し、作業を適正化するシステムが開示
されている。
ニターするために、血圧、心拍数などが用いられてい
る。また、カイロプラクティスや指圧・鍼灸などにおい
ては末梢血流状態の把握も行われている。最近になっ
て、複数の生理指標を多元的に捉えることによって、自
律神経の活動バランスを評価し、健康評価の有効性を向
上させる試みが増えている。例えば、特開平１０−１６
５３８０号公報には、心拍あるいは血流脈波を検知し、
心室の緊張波であるＲ波の時間間隔ＲＲＩを求め、ＲＲ
Ｉからスペクトル解析などの演算処理を施し、心拍の揺
らぎとして低周波変動成分ＬＦ，高周波成分ＨＦの積分
値を算出し、時間の経過に伴う積分値の変化量などか
ら、疲労度を評価し、作業を適正化するシステムが開示
されている。
【０００３】心拍、血流あるいは血流脈波の測定法に関
しては、光電式容積脈波計、近赤外線分光法、レーザー
ドップラー血流計、ホルター心電計などの実用化されて
いる技術がある。
しては、光電式容積脈波計、近赤外線分光法、レーザー
ドップラー血流計、ホルター心電計などの実用化されて
いる技術がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記特開平１０−１６
５３８０号公報で開示されている、心電図或いは血流脈
波から心拍数を時間の関数として抽出し、心拍数の低周
波変動成分ＬＦ，高周波成分ＨＦを疲労度の指標として
用いる手法は比較的簡便で作業中でも適用可能であるな
どの利点を有し、有効な場合も多いが、日常活動を行っ
ている生体は環境、気温、睡眠、飲食物など外的・内的
な多くの因子の影響を受け、その結果複雑な挙動を示す
ため、心拍の低周波変動成分ＬＦ，高周波成分ＨＦの比
較で生体の状態について評価を行った場合、例外も多数
現れることが知られている。したがって、血流情報から
生体の状態を診断するシステムの有効性を向上させるた
めには、心拍数の低周波変動成分ＬＦ，高周波成分ＨＦ
に注目した上で、さらに異なる指標も加味する、新しい
判断手法が必要とされていた。
５３８０号公報で開示されている、心電図或いは血流脈
波から心拍数を時間の関数として抽出し、心拍数の低周
波変動成分ＬＦ，高周波成分ＨＦを疲労度の指標として
用いる手法は比較的簡便で作業中でも適用可能であるな
どの利点を有し、有効な場合も多いが、日常活動を行っ
ている生体は環境、気温、睡眠、飲食物など外的・内的
な多くの因子の影響を受け、その結果複雑な挙動を示す
ため、心拍の低周波変動成分ＬＦ，高周波成分ＨＦの比
較で生体の状態について評価を行った場合、例外も多数
現れることが知られている。したがって、血流情報から
生体の状態を診断するシステムの有効性を向上させるた
めには、心拍数の低周波変動成分ＬＦ，高周波成分ＨＦ
に注目した上で、さらに異なる指標も加味する、新しい
判断手法が必要とされていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、以
下に示す構成を採用する。すなわち、本発明の生体状況
判定方法は、生体の頭部に近赤外光を照射する照射手段
と、生体から出射される前記近赤外光を検出する検出手
段と、検出した光を電気信号に変換する変換手段を有す
る脳内血流測定手段において、脳内血流測定手段からの
心拍成分信号と血流の揺らぎ成分信号にもとづく心拍数
−血流空間における軌跡波形を作成し、前記軌跡波形の
形状より生体状況を判定する。
下に示す構成を採用する。すなわち、本発明の生体状況
判定方法は、生体の頭部に近赤外光を照射する照射手段
と、生体から出射される前記近赤外光を検出する検出手
段と、検出した光を電気信号に変換する変換手段を有す
る脳内血流測定手段において、脳内血流測定手段からの
心拍成分信号と血流の揺らぎ成分信号にもとづく心拍数
−血流空間における軌跡波形を作成し、前記軌跡波形の
形状より生体状況を判定する。
【０００６】また好ましくは、本発明の生体状況判定方
法は、生体の頭部に近赤外光を照射する照射手段と、生
体から出射される前記近赤外光を検出する検出手段と、
検出した光を電気信号に変換する変換手段を有する脳内
血流測定方法において、６秒〜１０秒の統制呼吸を指示
する呼吸法指示手段を設け、呼吸法指示手段に従って脳
内血流を測定し、脳内血流測定手段からの心拍成分信号
と脳内血流の揺らぎ成分信号にもとづく心拍数−血流空
間における軌跡波形を作成する軌跡波形を作成し、前記
軌跡波形の形状より生体状況を判定する。
法は、生体の頭部に近赤外光を照射する照射手段と、生
体から出射される前記近赤外光を検出する検出手段と、
検出した光を電気信号に変換する変換手段を有する脳内
血流測定方法において、６秒〜１０秒の統制呼吸を指示
する呼吸法指示手段を設け、呼吸法指示手段に従って脳
内血流を測定し、脳内血流測定手段からの心拍成分信号
と脳内血流の揺らぎ成分信号にもとづく心拍数−血流空
間における軌跡波形を作成する軌跡波形を作成し、前記
軌跡波形の形状より生体状況を判定する。
【０００７】また、本発明の生体状況判定装置は、生体
の頭部に近赤外光を照射する照射手段と、生体から出射
される前記近赤外光を検出する検出手段と、検出した光
を電気信号に変換する変換手段を有する脳内血流測定手
段において、脳内血流測定手段からの心拍成分信号と血
流の揺らぎ成分信号にもとづく心拍数−血流空間におけ
る軌跡波形を作成する軌跡波形作成手段と前記軌跡波形
作成手段の軌跡波形の形状より生体状況信号を発生する
生体状況判定手段と該生体状況判定手段の生体状況信号
に従って、生体状況を報知する生体状況報知手段を有す
る。
の頭部に近赤外光を照射する照射手段と、生体から出射
される前記近赤外光を検出する検出手段と、検出した光
を電気信号に変換する変換手段を有する脳内血流測定手
段において、脳内血流測定手段からの心拍成分信号と血
流の揺らぎ成分信号にもとづく心拍数−血流空間におけ
る軌跡波形を作成する軌跡波形作成手段と前記軌跡波形
作成手段の軌跡波形の形状より生体状況信号を発生する
生体状況判定手段と該生体状況判定手段の生体状況信号
に従って、生体状況を報知する生体状況報知手段を有す
る。
【０００８】また好ましくは、本発明の生体状況判定装
置は、体の頭部に近赤外光を照射する照射手段と、生体
から出射される前記近赤外光を検出する検出手段と、検
出した光を電気信号に変換する変換手段を有する脳内血
流測定手段において、呼吸法指示機能を設け、６秒〜１
０秒の統制呼吸を指示して、呼吸法指示手段に従って脳
内血流を測定し、脳内血流測定手段からの心拍成分信号
と血流の揺らぎ成分信号にもとづく心拍数−血流空間に
おける軌跡波形を作成する軌跡波形作成手段と前記軌跡
波形作成手段の軌跡波形の形状より生体状況信号を発生
する生体状況判定手段と該生体状況判定手段の生体状況
信号に従って、生体状況を報知する生体状況報知手段を
有する。
置は、体の頭部に近赤外光を照射する照射手段と、生体
から出射される前記近赤外光を検出する検出手段と、検
出した光を電気信号に変換する変換手段を有する脳内血
流測定手段において、呼吸法指示機能を設け、６秒〜１
０秒の統制呼吸を指示して、呼吸法指示手段に従って脳
内血流を測定し、脳内血流測定手段からの心拍成分信号
と血流の揺らぎ成分信号にもとづく心拍数−血流空間に
おける軌跡波形を作成する軌跡波形作成手段と前記軌跡
波形作成手段の軌跡波形の形状より生体状況信号を発生
する生体状況判定手段と該生体状況判定手段の生体状況
信号に従って、生体状況を報知する生体状況報知手段を
有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の例を図１を
用いて説明する。脳への血流は生体を流れる全血流の２
０％であり、脳内血流は生体の状態を示す有効な指標と
なる。また、近赤外光は生体透過性が良いことが知られ
ており、近赤外光の頭部透過特性を測定することにより
脳内血流を測定することとした。
用いて説明する。脳への血流は生体を流れる全血流の２
０％であり、脳内血流は生体の状態を示す有効な指標と
なる。また、近赤外光は生体透過性が良いことが知られ
ており、近赤外光の頭部透過特性を測定することにより
脳内血流を測定することとした。
【００１０】近赤外光としてオキシヘモグロビンの濃度
変化に対して感度特性の良い、中心波長８６０ｎｍのＬ
ＥＤ（赤外発光ダイオード）を光源とし、検出器として
シリコンＰＤ（フォトダイオード）を用い、脳の表面の
血管からの微弱散乱光を検出する。ＬＥＤとＰＤの間隔
は３ｃｍ〜５ｃｍが適切である。 ＰＤからの出力はオ
ペアンプで適切な電圧範囲に増幅し、ＡＤコンバータを
通してデジタル信号に変換し、測定データ記憶手段４に
記録される。得られる信号には図３に示されるように脳
内血流のゆっくりとした変動成分と心臓の拍動による高
周波成分が含まれる。高周波成分からは、心室の緊張波
であるＲ波の時間間隔ＲＲＩを種々の手法で抽出するこ
とができる。
変化に対して感度特性の良い、中心波長８６０ｎｍのＬ
ＥＤ（赤外発光ダイオード）を光源とし、検出器として
シリコンＰＤ（フォトダイオード）を用い、脳の表面の
血管からの微弱散乱光を検出する。ＬＥＤとＰＤの間隔
は３ｃｍ〜５ｃｍが適切である。 ＰＤからの出力はオ
ペアンプで適切な電圧範囲に増幅し、ＡＤコンバータを
通してデジタル信号に変換し、測定データ記憶手段４に
記録される。得られる信号には図３に示されるように脳
内血流のゆっくりとした変動成分と心臓の拍動による高
周波成分が含まれる。高周波成分からは、心室の緊張波
であるＲ波の時間間隔ＲＲＩを種々の手法で抽出するこ
とができる。
【００１１】ＲＲＩ値には０．０８〜０．１５ＨｚのＭ
ａｙｅｒ 波（ＭＷＳＡ)と呼ばれる約１０秒周期の低周
波変動成分（ＬＦ）と０．１５Ｈｚ以上の呼吸周期に一
致した呼吸性洞性不整脈ＲＳＡによる高周波成分ＨＦが
存在することが知られている。高周波成分ＨＦは副交感
神経の活動を、低周波変動成分ＬＦは交換神経の活動を
示す指標であると考えられる。また、低周波変動成分Ｌ
Ｆは副交感神経の圧受容体反射感受性を反映する指標で
あるとも考えられている。心拍数は常に変動し、時間的
な心拍数変動と血流の変動には相関が知られている。ま
た、呼吸では一般に呼吸性変動により、心拍数が変動
し、同時に二酸化炭素分圧の変動により脳酸素濃度の恒
常性を保つため、血流が変化する。
ａｙｅｒ 波（ＭＷＳＡ)と呼ばれる約１０秒周期の低周
波変動成分（ＬＦ）と０．１５Ｈｚ以上の呼吸周期に一
致した呼吸性洞性不整脈ＲＳＡによる高周波成分ＨＦが
存在することが知られている。高周波成分ＨＦは副交感
神経の活動を、低周波変動成分ＬＦは交換神経の活動を
示す指標であると考えられる。また、低周波変動成分Ｌ
Ｆは副交感神経の圧受容体反射感受性を反映する指標で
あるとも考えられている。心拍数は常に変動し、時間的
な心拍数変動と血流の変動には相関が知られている。ま
た、呼吸では一般に呼吸性変動により、心拍数が変動
し、同時に二酸化炭素分圧の変動により脳酸素濃度の恒
常性を保つため、血流が変化する。
【００１２】本発明では、脳内血流の変動と心拍数の変
動に注目し、それぞれの量を複合的に評価し、心拍数−
血流空間での軌跡の幾何学的特徴を解析する手法が、生
体の状態を評価する手法として有効であることを見出し
た。測定及び解析は図２に示される手順に従って行われ
る。
動に注目し、それぞれの量を複合的に評価し、心拍数−
血流空間での軌跡の幾何学的特徴を解析する手法が、生
体の状態を評価する手法として有効であることを見出し
た。測定及び解析は図２に示される手順に従って行われ
る。
【００１３】ステップＳ２１：脳内血流は呼吸に大きく
左右されるため、統制呼吸を行う事が望ましい。図示し
ていないが、呼吸指示器に設けられた発光ダイオード等
の点滅による吸気動作・呼気動作の指示に従って、統制
呼吸を行い、信号処理手段３から出力される脳内血流デ
ータを測定データ記憶手段４に格納する。特にＭａｙｅ
ｒ周波数が０．１Ｈｚ付近にあるため、１０秒周期の呼
吸統制により、非線型現象における周波数引き込みのメ
カニズムにより脳内血流は呼吸周期に同調し、血流変動
信号が大きく増幅され、安定となる傾向がある。呼吸周
期は１０秒が望ましいが、人によっては、特に高齢者、
女性などでは１０秒の呼吸周期は困難な場合もあり、必
ずしも１０秒でなくても良いが、少なくとも、6秒以上
の呼吸周期は必須である。データサンプリング時間は2
分〜４分が望ましい。 ステップＳ２２：図４に示されるように測定データ記憶
手段４に記憶された血流の記録データを時間をずらしな
がら、Ｈａｎｎｉｎｇ ウィンドウをかけてＦＦＴ解析
することにより行う。この演算により、心拍数を時間の
関数として血流情報の高周波成分から得ることが可能で
ある。 このようにして求められる心拍数は心室の緊張
波であるＲ波の時間間隔ＲＲＩ値に等価なものである。 ステップＳ２３：データサンプリング時間２分〜４分の
間に行った複数回の呼吸について、全部の呼吸を平均
し、全測定区間を１回転の軌跡波形として算出し、表示
する。揺らぎが激しい場合には、全測定区間の軌跡波形
を多重軌跡として表示してもよい。図６、図７は多重軌
跡波形で表現した場合である。 ステップＳ２４：平均化された軌跡波形が閉曲線と見な
して解析をすることが可能かどうか判断する。判断の基
準としては、平均化された軌跡波形の始点と終点の距離
が軌跡波形を特徴付ける代表的長さ（通常は長円の長
径）の５％以内とする。 ステップＳ２５：軌跡波形が閉曲線と見なせれば、軌跡
の面積（偏平度）相関係数、偏差（安定度）を算出す
る。 ステップＳ２６：軌跡波形が閉曲線と見なされないとき
は、軌跡波形の始点と終点が一致するように、線形近似
を行う。 ステップＳ２７： 軌跡波形の幾何学的形状、特に曲率
の時間変化を算出する。 ステップＳ２８：曲率の時間変化から変曲点が存在する
かどうかを判断する。 ステップＳ２９：変曲点の数、位置を算出する。 ステップＳ３０： ステップＳ２５，Ｓ２７、Ｓ２９で
算出された軌跡の形状や軌跡を特徴付ける諸量を基準軌
跡波形情報記憶手段６に格納された基準軌跡情報と比較
する。 ステップＳ３１： 生体の状態の判断結果を報知する。
左右されるため、統制呼吸を行う事が望ましい。図示し
ていないが、呼吸指示器に設けられた発光ダイオード等
の点滅による吸気動作・呼気動作の指示に従って、統制
呼吸を行い、信号処理手段３から出力される脳内血流デ
ータを測定データ記憶手段４に格納する。特にＭａｙｅ
ｒ周波数が０．１Ｈｚ付近にあるため、１０秒周期の呼
吸統制により、非線型現象における周波数引き込みのメ
カニズムにより脳内血流は呼吸周期に同調し、血流変動
信号が大きく増幅され、安定となる傾向がある。呼吸周
期は１０秒が望ましいが、人によっては、特に高齢者、
女性などでは１０秒の呼吸周期は困難な場合もあり、必
ずしも１０秒でなくても良いが、少なくとも、6秒以上
の呼吸周期は必須である。データサンプリング時間は2
分〜４分が望ましい。 ステップＳ２２：図４に示されるように測定データ記憶
手段４に記憶された血流の記録データを時間をずらしな
がら、Ｈａｎｎｉｎｇ ウィンドウをかけてＦＦＴ解析
することにより行う。この演算により、心拍数を時間の
関数として血流情報の高周波成分から得ることが可能で
ある。 このようにして求められる心拍数は心室の緊張
波であるＲ波の時間間隔ＲＲＩ値に等価なものである。 ステップＳ２３：データサンプリング時間２分〜４分の
間に行った複数回の呼吸について、全部の呼吸を平均
し、全測定区間を１回転の軌跡波形として算出し、表示
する。揺らぎが激しい場合には、全測定区間の軌跡波形
を多重軌跡として表示してもよい。図６、図７は多重軌
跡波形で表現した場合である。 ステップＳ２４：平均化された軌跡波形が閉曲線と見な
して解析をすることが可能かどうか判断する。判断の基
準としては、平均化された軌跡波形の始点と終点の距離
が軌跡波形を特徴付ける代表的長さ（通常は長円の長
径）の５％以内とする。 ステップＳ２５：軌跡波形が閉曲線と見なせれば、軌跡
の面積（偏平度）相関係数、偏差（安定度）を算出す
る。 ステップＳ２６：軌跡波形が閉曲線と見なされないとき
は、軌跡波形の始点と終点が一致するように、線形近似
を行う。 ステップＳ２７： 軌跡波形の幾何学的形状、特に曲率
の時間変化を算出する。 ステップＳ２８：曲率の時間変化から変曲点が存在する
かどうかを判断する。 ステップＳ２９：変曲点の数、位置を算出する。 ステップＳ３０： ステップＳ２５，Ｓ２７、Ｓ２９で
算出された軌跡の形状や軌跡を特徴付ける諸量を基準軌
跡波形情報記憶手段６に格納された基準軌跡情報と比較
する。 ステップＳ３１： 生体の状態の判断結果を報知する。
【００１４】本発明を自律神経系の評価に用いた結果に
ついて説明する。１０秒周期の呼吸統制を行い、いくつ
かの外界刺激に対する脳内血流応答を測定し、データを
心拍数−血流空間の軌跡波形としてプロットした。通常
は、軌跡波形は時間の経過に従って左周りの円または長
円を描く。特にリラックスした状態では図５に示される
ように安定した左上がり長円となることが見出された。
また、逆に、精神的に極度に疲労した状態では図６に示
されるように、極めて不安定な軌跡波形となることが見
出された。
ついて説明する。１０秒周期の呼吸統制を行い、いくつ
かの外界刺激に対する脳内血流応答を測定し、データを
心拍数−血流空間の軌跡波形としてプロットした。通常
は、軌跡波形は時間の経過に従って左周りの円または長
円を描く。特にリラックスした状態では図５に示される
ように安定した左上がり長円となることが見出された。
また、逆に、精神的に極度に疲労した状態では図６に示
されるように、極めて不安定な軌跡波形となることが見
出された。
【００１５】リラックスした状態で、珈琲や煙草等を摂
取・喫煙した場合では軌跡波形は左上がりの状態から左
下に変化し、長円が変曲点を２つ有する三日月形に変形
することもあり、交感神経が亢進している状態と判断で
きる。
取・喫煙した場合では軌跡波形は左上がりの状態から左
下に変化し、長円が変曲点を２つ有する三日月形に変形
することもあり、交感神経が亢進している状態と判断で
きる。
【００１６】呼吸動作に対する脳内血流の応答が軌跡波
形として様々なパターンを示すことは自律神経系の応答
伝達速度が被検者の状態に依存していることを示してい
ると考えられる。 1日の日内変化を測定すると、統制呼
吸を行っても起床時は不安定である。これは、起床によ
る副交感神経から交感神経への支配の手渡しの過程で交
感神経と副交感神経のバランスが取れていないことに起
因していると考えられる。精神的動揺・刺激などの要因
により、心拍が増大すると血流が増加することもあり、
この場合に、軌跡波形が通常の揺らぎの範囲を越えて、
変動する現象が見られる。呼吸の仕方でも変化が生じる
ため、呼吸法指示機能を設けることが重要である。
形として様々なパターンを示すことは自律神経系の応答
伝達速度が被検者の状態に依存していることを示してい
ると考えられる。 1日の日内変化を測定すると、統制呼
吸を行っても起床時は不安定である。これは、起床によ
る副交感神経から交感神経への支配の手渡しの過程で交
感神経と副交感神経のバランスが取れていないことに起
因していると考えられる。精神的動揺・刺激などの要因
により、心拍が増大すると血流が増加することもあり、
この場合に、軌跡波形が通常の揺らぎの範囲を越えて、
変動する現象が見られる。呼吸の仕方でも変化が生じる
ため、呼吸法指示機能を設けることが重要である。
【００１７】生体の持つ必然的な揺らぎの範囲内で、軌
跡波形が規則的な状態を示す時は自律神経系は安定して
いると判断してよい。また刺激に対する制御・応答が速
い時は交感神経が亢進している状態と考えられる。刺激
に対する反応の振幅が小さい場合は逆に交感神経の活動
が低下している状態と考えられる。
跡波形が規則的な状態を示す時は自律神経系は安定して
いると判断してよい。また刺激に対する制御・応答が速
い時は交感神経が亢進している状態と考えられる。刺激
に対する反応の振幅が小さい場合は逆に交感神経の活動
が低下している状態と考えられる。
【００１８】軌跡波形は個人間で異なるが、一般に、刺
激に対する軌跡波形の心拍数−血流空間における変化の
方向は異なる健常な被検者間では同一方向である。
激に対する軌跡波形の心拍数−血流空間における変化の
方向は異なる健常な被検者間では同一方向である。
【００１９】本実施例では、測定データ記憶手段、軌跡
波形作成手段、基準軌跡波形記憶手段、生体状況判定手
段としてはパソコンによるソフト処理を用いた。測定デ
ータ記憶手段、軌跡波形作成手段、基準軌跡波形記憶手
段、生体状況判定手段として専用ＩＣチップを用いるこ
とで全体のシステム構成を携帯可能な小型機器にまとめ
ることは容易である。
波形作成手段、基準軌跡波形記憶手段、生体状況判定手
段としてはパソコンによるソフト処理を用いた。測定デ
ータ記憶手段、軌跡波形作成手段、基準軌跡波形記憶手
段、生体状況判定手段として専用ＩＣチップを用いるこ
とで全体のシステム構成を携帯可能な小型機器にまとめ
ることは容易である。
【００２０】このように、１０秒周期の統制呼吸を行っ
て脳内血流データを取得することによって、比較的軌跡
波形が安定し、軌跡波形の数学的手法による解析で生体
状態との関連付けを行うことが可能となった。心拍数−
血流空間での軌跡波形の傾きが自律神経のバランスに依
存していることが確認され、新しい自律神経のバランス
の指標として有効であることが示された。
て脳内血流データを取得することによって、比較的軌跡
波形が安定し、軌跡波形の数学的手法による解析で生体
状態との関連付けを行うことが可能となった。心拍数−
血流空間での軌跡波形の傾きが自律神経のバランスに依
存していることが確認され、新しい自律神経のバランス
の指標として有効であることが示された。
【００２１】本発明をアロマテラピーに応用した例につ
いて説明する。アロマテラピーは精油の香りに依って、
疲労回復・リラックス・リフレッシュなどを行うことを
目的とし、目的に応じて香りを使い分けている。したが
って、ユーザーが個人の状態に合わせて精油の選定・配
合・使用量を定量的に決めることが必要とされている。
本発明の手法により、精油による生体の応答を脳内血流
でモニターすることで、精油の選定・配合・使用量の定
量化が可能であることを見出した。図７に代表的な精油
としてラベンダーを用いた場合の血流−心拍数軌跡波形
の変化の様子を示した。リラックスに良いといわれるラ
ベンダーにより軌跡波形が安定化し、リラックスしたこ
とが分かる。
いて説明する。アロマテラピーは精油の香りに依って、
疲労回復・リラックス・リフレッシュなどを行うことを
目的とし、目的に応じて香りを使い分けている。したが
って、ユーザーが個人の状態に合わせて精油の選定・配
合・使用量を定量的に決めることが必要とされている。
本発明の手法により、精油による生体の応答を脳内血流
でモニターすることで、精油の選定・配合・使用量の定
量化が可能であることを見出した。図７に代表的な精油
としてラベンダーを用いた場合の血流−心拍数軌跡波形
の変化の様子を示した。リラックスに良いといわれるラ
ベンダーにより軌跡波形が安定化し、リラックスしたこ
とが分かる。
【００２２】
【発明の効果】本発明により、心拍数−血流空間での軌
跡に注目することにより、自律神経の状態を有効に評価
することができた。 また、アロマテラピーなどへの応
用が可能であることが示された。近赤外光の照射手段、
検出手段、信号処理手段はヘアバンドや、眼鏡フレーム
に組み込んで測定を意識させない形態を実現することが
出来、非常に小型であり、日常生活空間で容易に脳内血
流データを取得できる特徴を有している。
跡に注目することにより、自律神経の状態を有効に評価
することができた。 また、アロマテラピーなどへの応
用が可能であることが示された。近赤外光の照射手段、
検出手段、信号処理手段はヘアバンドや、眼鏡フレーム
に組み込んで測定を意識させない形態を実現することが
出来、非常に小型であり、日常生活空間で容易に脳内血
流データを取得できる特徴を有している。
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】本発明の解析アルゴリズムを示す図である。
【図３】本発明を用いて得た統制呼吸時の脳内血流の測
定結果である。
定結果である。
【図４】本発明の実施例で用いられる心拍数を抽出する
方法を説明する図である。
方法を説明する図である。
【図５】本発明を用いて得た精神安定状態時の脳内血流
の解析結果である。
の解析結果である。
【図６】本発明を用いて得た精神不安定状態時の脳内血
流の解析結果である。
流の解析結果である。
【図７】本発明の第２の実施例で得た脳内血流の解析結
果である。
果である。
１ ＬＥＤ ２ ＰＤ ３ 信号処理手段 ４ 測定データ記憶手段 ５ 軌跡波形作成手段 ６ 基準軌跡波形記憶手段 ７ 生体状況判定手段 ８ 生体状況報知手段
Claims (4)
- 【請求項１】 生体の頭部に近赤外光を照射し、生体か
ら出射される近赤外光を検出し、検出した光を電気信号
に変換して脳内血流を測定し、脳内血流測定手段からの
心拍成分信号と脳内血流の揺らぎ成分信号にもとづく心
拍数−血流空間における軌跡波形を作成し、軌跡波形の
形状より生体状況を判定する生体状況判定方法。 - 【請求項２】 生体の頭部に近赤外光を照射し、生体か
ら出射される近赤外光を検出し、検出した光を電気信号
に変換して６秒〜１０秒の統制呼吸を指示する呼吸法指
示手段により脳内血流を測定し、脳内血流測定手段から
の心拍成分信号と脳内血流の揺らぎ成分信号にもとづく
心拍数−血流空間における軌跡波形を作成し、軌跡波形
の形状より生体状況を判定する生体状況判定方法。 - 【請求項３】 生体の頭部に近赤外光を照射する照射手
段と、生体から出射される近赤外光を検出する検出手段
と、検出した光を電気信号に変換する変換手段とを有す
る脳内血流測定手段であって、脳内血流測定手段からの
心拍成分信号と脳内血流の揺らぎ成分信号にもとづく心
拍数−血流空間における軌跡波形を作成する軌跡波形作
成手段と、軌跡波形作成手段の軌跡波形の形状より生体
状況信号を発生する生体状況判定手段と、生体状況判定
手段の生体状況信号にしたがって、生体状況を報知する
生体状況報知手段とを有する生体状況判定装置。 - 【請求項４】 生体の頭部に近赤外光を照射する照射手
段と、生体から出射される近赤外光を検出する検出手段
と、検出した光を電気信号に変換する変換手段とを有す
る脳内血流測定手段であって、６秒〜１０秒の統制呼吸
を指示する呼吸法指示手段と、脳内血流測定手段からの
心拍成分信号と脳内血流の揺らぎ成分信号にもとづく心
拍数−血流空間における軌跡波形を作成する軌跡波形作
成手段と、軌跡波形作成手段の軌跡波形の形状より生体
状況信号を発生する生体状況判定手段と、生体状況判定
手段の生体状況信号にしたがって、生体状況を報知する
生体状況報知手段とを有する生体状況判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000305598A JP2002112974A (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | 生体状況判定方法及び生体状況判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000305598A JP2002112974A (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | 生体状況判定方法及び生体状況判定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002112974A true JP2002112974A (ja) | 2002-04-16 |
Family
ID=18786424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000305598A Pending JP2002112974A (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | 生体状況判定方法及び生体状況判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002112974A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007289224A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Hitachi Ltd | 生体計測装置および生体計測方法 |
| JP2008067860A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Terumo Corp | 心拍ゆらぎ検出装置およびその情報処理方法 |
| JP2009095511A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-07 | Hitachi Ltd | 生体計測装置 |
| JP2015506186A (ja) * | 2011-12-20 | 2015-03-02 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | ユーザの圧受容器反射をモニタリングする方法及び装置 |
| JP2018161245A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 情報処理装置、情報処理方法および情報処理プログラム |
-
2000
- 2000-10-05 JP JP2000305598A patent/JP2002112974A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007289224A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Hitachi Ltd | 生体計測装置および生体計測方法 |
| JP2008067860A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Terumo Corp | 心拍ゆらぎ検出装置およびその情報処理方法 |
| JP2009095511A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-07 | Hitachi Ltd | 生体計測装置 |
| JP2015506186A (ja) * | 2011-12-20 | 2015-03-02 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | ユーザの圧受容器反射をモニタリングする方法及び装置 |
| JP2018161245A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 情報処理装置、情報処理方法および情報処理プログラム |
| JP7018640B2 (ja) | 2017-03-24 | 2022-02-14 | 株式会社NeU | 情報処理装置、情報処理方法および情報処理プログラム |
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