JP2005013585A

JP2005013585A - マッサージ機

Info

Publication number: JP2005013585A
Application number: JP2003185141A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Shimura; 高広志村; Tomonori Ikumi; 智則伊久美; Mika Watanabe; 美香渡辺
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】マッサージ施療中において、正確に検出された心拍数などの生体情報に基づいてマッサージ施療子を駆動し、被施療者の心身の状態に応じた適切なマッサージを行う。
【解決手段】エアバックを膨張、収縮してマッサージ動作を行うものにおいて、被施療者の心拍数を検出する振動センサを設け、収縮の後エアバックの動作を一時的に静止させ、この静止期間において振動センサ出力によって得られる心拍数データを取り込み、この取り込んだ心拍数データに基づいてマッサージ動作を制御する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体情報を検出し、この検出した生体情報に基づいてマッサージ動作を行うマッサージ機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被施療者の心拍、呼吸といった生体情報を検出し、この検出した生体情報から被施療者の心身の状況やリラックスの度合いなどを推定し、推定した心身の状況やリラックスの度合いなどに応じてマッサージ動作を制御するマッサージ機において、人体と接触する施療子に、この施療子が人体を押圧することによって生じる負荷を検出するための力センサを設け、施療動作の初期及び所定時間毎に施療子を停止させて力センサからの押圧情報によって呼吸周期を計測し、この計測した呼吸周期に基づいて次の施療パターンを設定して再度施療を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１１７３００号公報（段落「００１８」〜「００２７」）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この公報のものは、所定時間毎に施療子を停止させて呼吸周期を計測するものであり、呼吸周期の計測毎に施療が中断されるため、被施療者に違和感を与えるという問題があった。また、施療子を動作させてマッサージを行っている最中における被施療者の呼吸周期の変化を捉えることができないため、被施療者の施療中における心身状態の変化に応じてリアルタイムにマッサージ機を制御することができない問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、マッサージ施療中において、正確に検出された心拍数などの生体情報に基づいてマッサージ施療子を駆動でき、被施療者の心身の状態に応じた適切なマッサージができるマッサージ機を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エアバックなどのマッサージ施療子を駆動してマッサージ動作を行うマッサージ動作機構と、心拍数などの生体情報を検出するセンサと、このセンサが検出した生体情報に基づいてマッサージ動作機構を制御する制御手段とからなり、制御手段は、マッサージ施療子が一時的に静止する期間を持ちながらマッサージ動作を行うようにマッサージ動作機構を制御し、その静止期間においてセンサが検出した生体情報を取り込むことにある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１はマッサージ機の全体の制御構成を示すブロック図で、マッサージ機本体１と、このマッサージ機本体１に各種の指令を送信するリモコン装置２と、被施療者の生体情報、例えば、心拍数を検出する生体情報検出部３とで構成されている。
【０００８】
前記マッサージ機本体１は、圧縮空気を供給するエアーコンプレッサ１１、このエアーコンプレッサ１１からの圧縮空気の脈動を吸収して平滑化するフィルタータンク１２、分配切替器１３、前記フィルタータンク１２からの圧縮空気を前記分配切替器１３に分岐して供給する分岐供給管１４を、前記エアーコンプレッサ１１や分配切替器１３を制御する制御装置１５を設けている。前記制御装置１５は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等備えたマイクロコンピュータによって構成されている。
【０００９】
前記分配切替器１３は、エアーマッサージ機に用いられるモータ等によって駆動される周知のロータリーバルブであって、前記分岐供給管１４が個別に接続される複数の吸気ポートと給排気管１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅが個別に接続される複数の分配ポートと一つの排気ポートを有し、前記各給排気管１６ａ〜１６ｅを経由して、マッサージ施療子を構成する身体各部用のエアバック、すなわち、肩用エアバック１７ａ、背筋用エアバック１７ｂ、腰用エアバック１７ｃ、尻用エアバック１７ｄ、脚用エアバック１７ｅにそれぞれ接続している。
【００１０】
前記分配切替器１３は、流路切替用のロータの回転により、任意に選択された対となっている吸気ポートと分配ポートとを連通するとともに選択されなかった分配ポートを排気ポートに連通させて前記各エアバック１７ａ〜１７ｅに対して選択的供給と選択的排気ができるようになっている。
前記エアーコンプレッサ１１、フィルタータンク１２、分配切替器１３及び各エアバック１７ａ〜１７ｅはマッサージ動作機構を構成している。
【００１１】
前記各エアバック１７ａ〜１７ｅは、図２に示すように、リクライニング椅子４の背もたれ部４１、座面部４２、脚載せ台４３の内部にそれぞれ配置している。すなわち、背もたれ部４１には肩用エアバック１７ａ、背筋用エアバック１７ｂ、腰用エアバック１７ｃが配置され、座面部４２には尻用エアバック１７ｄが配置され、脚載せ台４３には脚用エアバック１７ｅが配置されている。
【００１２】
前記リモコン装置２は、前記各エアバック１７ａ〜１７ｅに対する動作のポイント選択スイッチ群及びくつろぎ、上半身、下半身の各自動コースを選択する自動コース選択スイッチ群、選択情報やエアバックの動作位置を表示するＬＥＤ等からなる表示部、各スイッチ群で選択された内容を前記マッサージ機本体１の制御装置１５に送信する制御や前記表示部を表示制御する、マイクロコンピュータからなる制御部によって構成されている。各自動コースは、マッサージ機本体１内の制御装置１５に予めプログラムされた内容に従って自動的に実行される。例えば、リモコン装置２により、自動コースの中のくつろぎコースを選択した場合、心拍数から被施療者の心身のリラックス状態を評価し、この評価結果に基づいてマッサージ動作における動作圧力、動作速度、動作位置を制御するプログラムが実行される。
【００１３】
前記生体情報検出部３は、被施療者の心拍数を検出する振動センサ３１と、この振動センサ３１からの検出信号を増幅する増幅回路３２と、この増幅回路３２で増幅された信号から心拍振動成分以外のノイズ成分を除去するフィルタ回路３３と、このフィルタ回路３３からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路３４と、このＡＤ変換回路３４からのデジタル信号に基づいて波形処理する波形処理回路３５と、この波形処理回路３５で波形処理されたデータに基づいてピーク間の間隔から心拍数を算出し、その算出した内容を生体情報として前記マッサージ機本体１内の制御装置１５に供給する心拍数算出回路３６によって構成されている。
【００１４】
前記振動センサ３１としては、心拍動に伴う振動を検出できる圧電素子センサや静電容量センサ等が使用可能である。配置する位置としては、図２に示すように、心拍動が伝わりやすいリクライニング椅子４の背もたれ部４１で、かつ、被施療者に対して近接した位置に配置している。なお、心拍動が伝わりやすい位置としては、その他座面部４２も有る。
【００１５】
図３は、腰用エアバック１７ｃを膨張、収縮させて腰位置のマッサージを行っているときの心拍数を検出する際の各部の動作タイミングと出力波形を示している。すなわち、前記オフコンプレッサ１１のオン、オフ動作、腰用エアバック１７ｃの給排気動作及び圧力変化、振動センサ３１の出力波形及び波形処理回路３５の出力波形を示している。
【００１６】
前記エアーコンプレッサ１１のオン期間Ｔ_１において、腰用エアバック１７ｃに連通する給排気管１６ｃは分配切替器１３により吸気ポートと連通され腰用エアバック１７ｃは膨張する。オン期間Ｔ_１が経過するとエアーコンプレッサ１１はオフされる。エアーコンプレッサ１１がオフすると、腰用エアバック１７ｃに連通する給排気管１６ｃは分配切替器１３により排気ポートと連通され腰用エアバック１７ｃは排気期間Ｔ_２で収縮する。そして、次にエアーコンプレッサ１１がオンされるまでの期間Ｔ_３では、マッサージ機本体１は静止状態となる。
【００１７】
ここで振動センサ３１の出力に注目すると、Ｔ_１期間内においてはＳ_１０で示すように心拍動に伴う心拍振動成分の他に、腰用エアバック１７ｃの膨張に伴う身体の振動を起源とするノイズ成分が重畳しているため、フィルタ回路３３による心拍振動成分の抽出が極めて難しい。また、Ｔ_２期間内においてはＳ_２０で示すように心拍動に伴う心拍振動成分の他に、腰用エアバック１７ｃの収縮に伴う身体の振動を起源とするノイズ成分が重畳しているため、フィルタ回路３３による心拍振動成分の抽出が極めて難しい。
【００１８】
一方、Ｔ_３期間では、施療子であるエアバックの収縮が完了し、エアバックが静止しているので、Ｓ_３０で示すように心拍成分以外のノイズ成分が少なく、フィルタ回路３３による心拍振動成分の抽出が可能になる。そこで、腰用エアバック１７ｃの収縮が完了した後のＴ_３期間において振動センサ３１の出力を心拍数として心拍数算出回路３６で演算し、その結果を生体情報として制御装置１５に供給する。
【００１９】
以上は、腰用エアバック１７ｃを膨張、収縮する場合について述べたが、他のエアバック１７ａ，１７ｂ，１７ｄ，１７ｅについても同様である。すなわち、生体情報検出部３は、各エアバック１７ａ〜１７ｅの収縮が完了した後のＴ_３期間において振動センサ３１の出力を心拍数として心拍数算出回路３６で演算し、その結果を生体情報として制御装置１５に供給する。この場合のＴ_３期間の長さは、通常心拍間隔は１秒程度であるので数秒間に設定すれば十分である。すなわち、Ｔ_３期間を数秒間に設定すれば数拍の心拍が測定可能である。また、振動センサ３１の出力から心拍数を算出するには、フィルタ回路３３で心拍振動成分以外のノイズ成分を除去し、その結果得られた波形からピーク間の間隔を算出し、この間隔から心拍間隔を求め、心拍数を算出すればよい。
【００２０】
次に心拍数の測定について述べる。
図３における第ｎ区間の心拍数ＨＲ［ｎ］を得る場合、制御装置１５は、図４に示すように、先ず、ＳＴ１にて、エアーコンプレッサ１１がオフしているか否かを判断する。すなわち、制御装置１５はエアーコンプレッサ１１に制御信号を供給するので、エアーコンプレッサ１１がオフしているか否かを直接判断する。そして、エアーコンプレッサ１１のオフを判断すると、次に、ＳＴ２にて、排気時間Ｔ２の間待つ。
【００２１】
排気時間Ｔ２が経過すると、ＳＴ３にて、生体情報検出部３からの心拍数データを生体情報として取り込む。そして、この取り込みを、ＳＴ４にて、エアーコンプレッサ１１がオンとなるまで行い、エアーコンプレッサ１１がオンになると、第ｎ区間の心拍数ＨＲ［ｎ］の測定を終了する。
【００２２】
生体情報検出部３からの心拍数データを取り込むと、制御装置１５は、心拍数に基づいてエアーコンプレッサ１１、分配切替器１３の動作を制御してエアバック１７ａ〜１７ｅに対する選択的給排気を行う。例えば、生体情報検出部３から取り込んだ心拍数データＨＲ［ｎ］が、その前に取り込んでいる心拍数ＨＲ［ｎ−１］と比較して減少した場合、被施療者がリラックスしたと判断し、次のステップではマッサージを弱くするために、各エアバック１７ａ〜１７ｅへの給気時間を短縮し、動作圧力を減少させ、被施療者をよりリラックスした方向に導くように制御する。
【００２３】
このように、エアバック１７ａ〜１７ｅが膨張、収縮してマッサージ動作が行われている最中では生体情報検出部３からの心拍数データの取り込みを行わず、エアバック１７ａ〜１７ｅの収縮が終了して静止しているときに生体情報検出部３からの心拍数データの取り込みを行う。これにより、マッサージ動作に伴う身体の振動を起源とする外乱を除去することができるので、より正確な心拍数の測定が可能となり、被施療者の心身の状態に応じた適切なマッサージができる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
マッサージ機の全体の制御構成及び振動センサ３１の配置等については前述した第１の実施の形態と同様である。異なる点は、図５に示すようにエアーコンプレッサ１１の制御と図６に示すように制御装置１５の生体情報検出部３からの心拍数データの取り込みタイミングにある。
【００２５】
図５は、腰用エアバック１７ｃを膨張、収縮させて腰位置のマッサージを行っているときの心拍数を検出する際の各部の動作タイミングと出力波形を示している。すなわち、前記エアーコンプレッサ１１のオン、オフ動作、腰用エアバック１７ｃの給排気動作及び圧力変化、振動センサ３１の出力波形及び波形処理回路３５の出力波形を示している。
【００２６】
前記エアーコンプレッサ１１のオン期間Ｔ_４において、腰用エアバック１７ｃに連通する給排気管１６ｃは分配切替器１３により吸気ポートと連通され腰用エアバック１７ｃは膨張する。そして、オン期間Ｔ_４が経過するとエアーコンプレッサ１１はオフされる。この状態で腰用エアバック１７ｃは圧力一定のまま期間Ｔ_５だけホールドされる。すなわち、膨張状態で一定期間Ｔ_５だけホールドされる。
【００２７】
一定期間Ｔ_５が経過すると、腰用エアバック１７ｃに連通する給排気管１６ｃは分配切替器１３により排気ポートと連通され腰用エアバック１７ｃは排気期間Ｔ_６で収縮する。そして、次にエアーコンプレッサ１１がオンされるまでの期間Ｔ_７では、マッサージ機本体１は静止状態となる。
【００２８】
ここで振動センサ３１の出力に注目すると、Ｔ_４期間内においてはＳ_１１で示すように心拍動に伴う心拍振動成分の他に、腰用エアバック１７ｃの膨張に伴う身体の振動を起源とするノイズ成分が重畳しているため、フィルタ回路３３による心拍振動成分の抽出が極めて難しい。また、Ｔ_６期間内においてはＳ_３１で示すように心拍動に伴う心拍振動成分の他に、腰用エアバック１７ｃの収縮に伴う身体の振動を起源とするノイズ成分が重畳しているため、フィルタ回路３３による心拍振動成分の抽出が極めて難しい。
【００２９】
一方、エアバックがホールド状態にあるＴ_５期間とエアバックの収縮が完了した後のＴ_７期間ではエアバックの動作が静止しているので、Ｓ_２１及びＳ_４１で示すように心拍成分以外のノイズ成分が少なく、フィルタ回路３３による心拍振動成分の抽出が可能になる。そこで、腰用エアバック１７ｃが膨張してホールド状態にあるＴ_５期間と収縮が完了した後のＴ_７期間において振動センサ３１の出力を心拍数として心拍数算出回路３６で演算し、その結果を生体情報として制御装置１５に供給する。
【００３０】
以上は、腰用エアバック１７ｃを膨張、収縮する場合について述べたが、他のエアバック１７ａ，１７ｂ，１７ｄ，１７ｅについても同様である。すなわち、生体情報検出部３は、各エアバック１７ａ〜１７ｅが膨張してホールド状態にあるＴ_５期間と収縮が完了した後のＴ_７期間において振動センサ３１の出力を心拍数として心拍数算出回路３６で演算し、その結果を生体情報として制御装置１５に供給する。この場合のＴ_５及びＴ_７期間の長さは、通常心拍間隔は１秒程度であるので数秒間に設定すれば十分である。すなわち、Ｔ_５及びＴ_７期間を数秒間に設定すれば数拍の心拍が測定可能である。また、振動センサ３１の出力から心拍数を算出する方法は第１の実施の形態と同様である。
【００３１】
次に心拍数の測定について述べる。
図５における第ｎ区間の心拍数ＨＲ［ｎ］及び第ｎ＋１区間の心拍数ＨＲ［ｎ＋１］を得る場合、制御装置１５は、図６に示すように、先ず、ＳＴ１１にて、エアーコンプレッサ１１がオフしているか否かを判断する。すなわち、制御装置１５はエアーコンプレッサ１１に制御信号を供給するので、エアーコンプレッサ１１がオフしているか否かを直接判断する。そして、エアーコンプレッサ１１のオフを判断すると、次に、ＳＴ１２にて、分配切替器１３の吸気ポートが腰用エアバック１７ｃに連通しているか否かを判断する。
【００３２】
分配切替器１３の吸気ポートが腰用エアバック１７ｃに連通していることを判断すると、ＳＴ１３にて、生体情報検出部３からの心拍数データを生体情報として取り込む。そして、この取り込みを、ＳＴ１２にて、分配切替器１３の吸気ポートが腰用エアバック１７ｃに連通し無い状態になるまで、すなわち、分配切替器１３の排気ポートに腰用エアバック１７ｃが連通するまで繰り返す。
【００３３】
ＳＴ１２にて、分配切替器１３の排気ポートに腰用エアバック１７ｃが連通すると、第ｎ区間の心拍数ＨＲ［ｎ］の測定を終了する。そして、ＳＴ１４にて、排気時間Ｔ６の間待つ。排気時間Ｔ６が経過すると、ＳＴ１５にて、生体情報検出部３からの心拍数データを生体情報として取り込む。そして、この取り込みを、ＳＴ１６にて、エアーコンプレッサ１１がオンとなるまで行い、エアーコンプレッサ１１がオンになると、第ｎ＋１区間の心拍数ＨＲ［ｎ＋１］の測定を終了する。
【００３４】
このようにして生体情報検出部３からの心拍数データを取り込むと、制御装置１５は、心拍数に基づいてエアーコンプレッサ１１、分配切替器１３の動作を制御してエアバック１７ａ〜１７ｅに対する選択的給排気を行う。例えば、生体情報検出部３から取り込んだ心拍数データＨＲ［ｎ］が、その前に取り込んでいる心拍数ＨＲ［ｎ−１］と比較して減少した場合、被施療者がリラックスしたと判断し、次のステップではマッサージを弱くするために、各エアバック１７ａ〜１７ｅへの給気時間を短縮し、動作圧力を減少させ、被施療者をよりリラックスした方向に導くように制御する。
【００３５】
さらに、心拍数データＨＲ［ｎ＋１］が、その前に取り込んでいる心拍数ＨＲ［ｎ］と比較して減少した場合、被施療者がさらにリラックスしたと判断し、次のステップではマッサージをさらに弱くするために、各エアバック１７ａ〜１７ｅへの給気時間を短縮し、動作圧力を減少させ、被施療者をさらにリラックスした方向に導くように制御する。
【００３６】
このように、エアバック１７ａ〜１７ｅが膨張、収縮してマッサージ動作が行われている最中では生体情報検出部３からの心拍数データの取り込みを行わず、エアバック１７ａ〜１７ｅが膨張した状態でホールドしているときや収縮が終了して静止しているときに生体情報検出部３からの心拍数データの取り込みを行う。これにより、マッサージ動作に伴う身体の振動を起源とする外乱を除去することができるので、さらに正確な心拍数の測定が可能となり、被施療者の心身の状態に応じた適切なマッサージができる。また、単位時間当たりの心拍数データの取り込み回数が増加するので、測定精度を向上できる。
【００３７】
なお、この実施の形態ではエアバックが膨張した状態でホールドしているとき及び収縮が終了して静止しているときの両方で生体情報検出部３からの心拍数データの取り込みを行ったが、エアバックが膨張した状態でホールドしているときのみに生体情報検出部３からの心拍数データの取り込みを行うものであってもよい。
【００３８】
なお、前述した各実施の形態では、生体情報として心拍数を使用したが必ずしもこれに限定するものではなく、皮膚の電気抵抗を生体情報として使用するものであってもよい。
また、前述した各実施の形態では、マッサージ施療子としてエアバックを使用したものについて述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、たたき動作、もみ動作や押圧動作を行う球状のものをマッサージ施療子として使用したものであってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、マッサージ施療中において、正確に検出された心拍数などの生体情報に基づいてマッサージ施療子を駆動でき、被施療者の心身の状態に応じた適切なマッサージができるマッサージ機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、第１の実施の形態における全体の制御構成を示すブロック図
【図２】同実施の形態の外観構成を概略的に示す図。
【図３】同実施の形態における各部の動作タイミングと出力波形を示す図。
【図４】同実施の形態における心拍数測定時の制御装置の制御を示す流れ図。
【図５】本発明の、第２の実施の形態における各部の動作タイミングと出力波形を示す図。
【図６】同実施の形態における心拍数測定時の制御装置の制御を示す流れ図。
【符号の説明】
１…マッサージ機本体、３…生体情報検出部、１１…エアーコンプレッサ、１３…分配切替器、１５…制御装置、１７ａ〜１７ｅ…エアバック、３１…振動センサ、３６…心拍数算出回路。

Claims

マッサージ施療子を駆動してマッサージ動作を行うマッサージ動作機構と、生体情報を検出するセンサと、このセンサが検出した生体情報に基づいて前記マッサージ動作機構を制御する制御手段とからなり、
前記制御手段は、前記マッサージ施療子が一時的に静止する期間を持ちながらマッサージ動作を行うように前記マッサージ動作機構を制御し、その静止期間において前記センサが検出した生体情報を取り込むことを特徴とするマッサージ機。
制御手段は、マッサージ施療子が動作状態と静止状態を交互に繰り返すマッサージ動作を行うようにマッサージ動作機構を制御し、その静止状態期間においてセンサが検出した生体情報を取り込むことを特徴とする請求項１記載のマッサージ機。
マッサージ施療子は押圧動作と非押圧動作を交互に繰り返してマッサージ動作を行い、制御手段は、前記マッサージ施療子が押圧動作及び非押圧動作を完了して一時的に静止する期間の一方、または両方においてセンサが検出した生体情報を取り込むことを特徴とする請求項１記載のマッサージ機。