JP2008125801A - バイオフィードバック装置及びバイオフィードバック方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自律神経の状態をより正確に推定し、効果的なバイオフィードバックが可能なバイオフィードバック装置及びバイオフィードバック方法を提供する。
【解決手段】バイオフィードバック装置１は、誘導対象者の生理情報を取得する生理計測部３０と、生理計測部により取得された生理情報に基づいて交感神経活動量と副交感神経活動量とを含む自律神経活動量を取得する自律神経活動量取得部４０と、自律神経活動量取得部により取得された自律神経活動量に基づいて誘導対象者の自律神経の状態が、交感神経優位状態、副交感神経優位状態、交感神経及び副交感神経亢進状態、交感神経及び副交感神経低下状態のうちいずれに属するかを判定する自律神経状態判定部５０と、誘導対象者に刺激を提示する刺激提示部８０と、自律神経状態判定部からの判定結果に応じた刺激を刺激提示部に提示させる制御部６０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、生理情報によりユーザの自律神経の状態を推定し、適切な状態に誘導するバイオフィードバック装置及びバイオフィードバック方法に関する。

従来から、血圧や心拍数等の生理情報を測定する装置が広く普及している。このような測定装置は医療現場で多く用いられており、患者の血圧や心拍数をリアルタイムで数値表示したり、測定値の時間変化をグラフ表示することができる。特に近年では、測定した生理情報を用いて、各種機器を制御する技術が普及しつつある。

生理情報を用いて各種機器を制御する技術として、例えばドライバーの心拍数や心拍間隔の変動を検出し、ドライバーの状態を判定し表示する装置が提案されている（特許文献１）。特許文献１の生体情報表示装置は、連続的に取得した２種類の生理情報からなる検出データを二次元座標上の点に対応させて、二次元座標上の点とドライバーの状態との対応関係を示す領域表示及び履歴データとともに表示画面上に表示する。これにより、特許文献１は、生理情報の変化をリアルタイムで把握でき、その変化の持つ意味を直ちに且つ正しく判断できるとしている。

また、生理情報を応用した他の技術として、例えば心拍ＲＲ間隔等から快適度やストレス度等の人体情報を把握し、それに基づき空調機を制御する装置が提案されている（特許文献２）。特許文献２の空調制御装置は、ストレス度を正確に判断することができ、人体状態にあった最適な運転を行うことができるとしている。

一方、心拍数、血圧、呼吸数、体動等の生理情報に基づいて、管理対象となるユーザの体調をより正確に測定する体調管理装置が提案されている（特許文献３）。特許文献３の体調管理装置は、生理情報から疲労蓄積度や自律神経活動量（交感神経活動量、副交感神経活動量）を取得して、睡眠中の自律神経活動量とトレーニングの実施状況とを対応付けた体調管理用画面を表示できるとしている。
特開２００６−１１６０７５号公報 特開２００５−１１１１６０号公報 特開２００２−８９９２７号公報

ここで、自律神経系とは生体の内部環境を最適化する系であり、交感神経と副交感神経とからなる。交感神経と副交感神経が相互に作用することにより、生体の意思とは無関係に内蔵・血管・腺などの機能が自動的に調節される。一般に、交感神経と副交感神経は互いに拮抗的に作用しており、例えば、睡眠中には体を沈静化させて消費エネルギーを低減するために副交感神経活動量（ＨＦ）が亢進するが、交感神経活動量（ＬＦ／ＨＦ）は低減する。一方、緊張時や興奮時には副交感神経活動量（ＨＦ）が低下し、交感神経活動量が亢進する。

このように、交感神経と副交感神経は拮抗的に作用するが、眠気に打ち勝とうとする場合や疲労が蓄積された場合等、身体の状況によっては交感神経及び副交感神経の活動が同期する場合がある。すなわち、本来なら交感神経活動量が亢進し副交感神経活動量が低下すべき状況において、交感神経活動量及び副交感神経活動量がともに亢進あるいは低下する矛盾状態が生じる場合がある。

しかしながら、特許文献１及び２に記載された装置は、計測した生理情報に基づいてユーザの状態を判定しているが、交感神経と副交感神経とが拮抗的に作用する場合のみを考慮しているので、ユーザの自律神経の状態を正確に把握することができないという問題があった。

また、特許文献３に記載された装置は、自律神経活動量が矛盾状態になった場合にトレーニングの実施状況がオーバートレーニングであると判断する。しかしながら、特許文献３は、オーバートレーニングの兆候や症状の有無、身体の回復状態を正確に把握する体調管理装置にすぎず、検出した自律神経の状態に応じて目的の生理状態に誘導することについては提案されていない。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解決するためになされたものであり、自律神経の状態をより正確に推定し、効果的なバイオフィードバックが可能なバイオフィードバック装置及びバイオフィードバック方法を提供することにある。

本発明の目的は、以下の構成を備えたバイオフィードバック装置によって達成される。
バイオフィードバック装置は、誘導対象者の生理情報を取得する生理計測部と、生理計測部により取得された生理情報に基づいて、交感神経活動量と副交感神経活動量とを含む自律神経活動量を取得する自律神経活動量取得部と、自律神経活動量取得部により取得された自律神経活動量に基づいて、誘導対象者の自律神経の状態が、交感神経優位状態、副交感神経優位状態、交感神経及び副交感神経亢進状態、交感神経及び副交感神経低下状態のうちいずれに属するかを判定する自律神経状態判定部と、誘導対象者に刺激を提示する刺激提示部と、自律神経状態判定部からの判定結果に応じた刺激を刺激提示部に提示させる制御部とを備える。

この構成により、自律神経状態判定部は、交感神経活動量及び副交感神経活動量がともに亢進する場合と、ともに低下する場合をも考慮して誘導対象者の自律神経の状態を判定する。したがって、より正確に自律神経の状態を把握できる。さらに判定結果に応じて誘導対象者の自律神経の状態を誘導するので、より最適な状態誘導が可能になる。

好ましくは、バイオフィードバック装置は、誘導対象者に自己の自律神経の状態を問い合わせる告知部をさらに備え、制御部は、自律神経状態判定部が誘導対象者の自律神経の状態を、交感神経活動量及び副交感神経亢進状態または交感神経及び副交感神経低下状態にあると判定したときに、誘導対象者の自律神経の状態を問い合わせるように告知部を制御する。

この構成により、交感神経及び副交感神経の活動が同期する場合に告知部が誘導対象者に自律神経の状態を問い合わせるので、誘導対象者の自律神経の状態推定の精度を高めることができる。また、誘導対象者は自己の自律神経が不安定な状態であることを容易に認識できる。

より好ましくは、制御部は、自律神経状態判定部が誘導対象者の自律神経の状態を交感神経及び副交感神経亢進状態にあると判定したときに、誘導対象者を高揚させる刺激を提示した後、誘導対象者に休息を取ることを促すように刺激提示部及び告知部を制御する。

この構成により、自律神経状態判定部は、交感神経活動量及び副交感神経活動量がともに亢進している場合には誘導対象者に強い眠気や疲労が生じている状態と判定する。さらに、誘導対象者に対して高揚刺激を提示した後に休息を促すことにより、誘導対象者に対
して意識を高めさせ、眠気が生じている状態から運転に最適な状態に誘導することができる。

好ましくは、制御部は、自律神経状態判定部が誘導対象者の自律神経の状態を交感神経及び副交感神経低下状態にあると判定したときに、誘導対象者を高揚させる刺激を提示した後、リラックスさせる刺激を提示するように刺激提示部を制御する。

この構成により、自律神経状態判定部は、交感神経活動量及び副交感神経活動量がともに低下している場合には誘導対象者が憂鬱状態にあると判定する。さらに、誘導対象者に対して高揚刺激を提示した後、続いてリラックス刺激を提示することにより、憂鬱状態から運転に適した状態に誘導することができる。

好ましくは、バイオフィードバック装置は、誘導対象者毎に、刺激提示部により提示された刺激に対する効果に関する情報を記憶する記憶部をさらに備え、制御部は、記憶部に記憶された刺激に対する効果に基づいて、提示すべき刺激を変化させるように刺激提示部を制御する。

この構成により、個人の反応の差を考慮するので、正確かつスムーズに目的とする自律神経の状態に誘導することができる。

好ましくは、バイオフィードバック装置は、誘導すべき交感神経活動量及び副交感神経活動量の目標値を設定する目標設定部をさらに備え、制御部は、取得した自律神経活動量と設定された目標値とに基づいて刺激部を制御する。

この構成により、刺激提示部は取得した自律神経活動量と設定された目標値との乖離度に応じた刺激を提示するので、より正確な状態誘導が可能である。

より好ましくは、目標設定部は、安静時における誘導対象者の交感神経活動量及び副交感神経活動量を目標値に設定する。

この構成により、目標値は安静時における誘導対象者の自律神経活動量に設定されるので、自律神経の状態を安定した状態に誘導できる。

より好ましくは、制御部は、取得された自律神経活動量と設定された目標値との差に応じて、提示すべき刺激の種類、強度、組合せのうち少なくとも１つを変化させるように刺激提示部を制御する。

この構成により、制御部は、取得した自律神経活動量と設定された目標値との乖離度に応じて提示すべき刺激を制御するので、より正確かつスムーズに、目的とする自律神経の状態に誘導可能である。

本発明の目的は以下の構成を備えたバイオフィードバック方法により達成される。
誘導対象者に刺激を提示する刺激提示部を備え、誘導対象者に刺激を与えて目的とする自律神経の状態に誘導するバイオフィードバック方法であって、誘導対象者の生理情報を取得する生理計測ステップと、生理計測ステップにより取得された生理情報に基づいて、交感神経活動量と副交感神経活動量とを含む自律神経活動量を取得する自律神経活動量取得ステップと、自律神経活動量取得ステップにより取得された自律神経活動量に基づいて、誘導対象者の自律神経の状態が、交感神経優位状態、副交感神経優位状態、交感神経及び副交感神経亢進状態、交感神経及び副交感神経低下状態のうちいずれに属するかを判定する自律神経状態判定ステップと、自律神経状態判定ステップからの判定結果に応じた刺
激を刺激提示部に提示させる制御ステップと、制御ステップによる制御に従って、誘導対象者に刺激を提示する刺激提示ステップとを備える。

以上のように、本発明により自律神経の状態をより正確に推定し、効果的な状態誘導が可能なバイオフィードバック装置及びバイオフィードバック方法を提供することができる。

（実施の形態１）
本実施の形態に係るバイオフィードバック装置について図面を用いて説明する。図１は、バイオフィードバック装置１の構成を示すブロック図である。本実施の形態のバイオフィードバック装置は、生理情報を計測してドライバーの自律神経の状態を判定し、ドライバーが最適に運転できるように自律神経の状態を目標値に誘導する機能を有する。本実施の形態に係るバイオフィードバック装置は、例えば自動車等に搭載される。以下、バイオフィードバック装置の各構成について詳細に説明する。

図１に示すように、バイオフィードバック装置１は、状態目標設定部１０と、外部環境測定部２０と、生理計測部３０と、状態推定部４０と、状態決定部５０と、制御決定部６０と、告知部７０と、刺激提示部８０と、操作部９０と、記憶部１００とを備える。

生理計測部３０は、ドライバーの心拍数、血圧、呼吸数、皮膚電気反射（ＧＳＲ）、顔色などの生理情報を計測する各種センサであり、例えば心電センサや脈波センサ等が用いられる。生理計測部３０は、例えばドライバーの両手が接するステアリングホイールに埋め込まれてもよい。生理計測部３０により計測された生理情報は状態推定部４０に出力される。

外部環境測定部２０は、バイオフィードバック装置が設置された自動車の外部の状況を測定する。外部環境測定部２０は、例えば天候、時間、道路種別（高速道路、一般道、山岳路）、渋滞状況等を測定する。測定結果は、状態推定部４０及び状態目標設定部１０に出力される。

状態推定部４０は、生理計測部３０及び外部環境測定部２０から出力された情報に基づいてドライバーの自律神経の状態を推定する。具体的には、状態推定部４０は生理計測部３０により計測された心拍数から、心拍のピークの間隔である心拍ＲＲ間隔の変動を解析し、交感神経活動量及び副交感神経活動量を算出する。すなわち、心拍ＲＲ間隔の変動をスペクトル変換すると、高周波成分ＨＦと低周波成分ＬＦにそれぞれピークを持つ二つの成分が現れる。状態推定部４０は、スペクトル解析の結果に基づいて、交感神経活動量（ＬＦ）と、副交感神経活動量（ＬＦ／ＨＦ）とを算出する。算出された推定値は状態決定部５０と記憶部１００に出力される。なお、自律神経活動量は、心拍ＲＲ間隔の変動を用いて算出するだけでなく、血圧、呼吸数、皮膚電気反射等から算出してもよい。

操作部９０は、ドライバーが自己の体重や自律神経の状態等、各種情報を入力するための部材である。ここで自己の自律神経の状態とは、例えば眠気の有無や緊張度の高低を示す情報である。なお、操作部９０はナビゲーション装置の入力パネルであってもよいし、キーボードやポインティングデバイスであってもよい。

記憶部１００は、状態推定部４０により算出された交感神経活動量及び副交感神経活動量の各推定値と、後述する告知部７０及び刺激提示部８０による状態誘導の制御効果を示す情報とを履歴情報として記憶する、例えば内部メモリあるいは着脱可能なリムーバブル
メモリである。また、記憶部１００にはドライバーの基本情報として、例えば平静時の自律神経活動量や体重等が記憶される。なお、上記の各種情報はドライバー毎に記憶されてもよい。これにより、同一の自動車において運転者が代わった場合であっても状態誘導が可能である。

状態決定部５０は、状態推定部４０により算出された交感神経活動量及び副交感神経活動量の推定値と記憶部１００に記憶されたドライバーの基本情報とに基づいて、ドライバーの自律神経の状態を決定する。

ここで、交感神経活動量及び副交感神経活動量とドライバーの自律神経の状態との関係を図２を用いて説明する。図２に示すように、ドライバーの自律神経の状態は、交感神経活動量と副交感神経活動量に応じて大きく４つの区分に分類される。状態決定部５０は、算出された自律神経活動量と、記憶部１００に記憶された平静時の自律神経活動量とを比較することにより、交感神経活動量及び副交感神経活動量が亢進または低下しているか否かを判断する。以下、本実施の形態において設定される４つの区分について説明する。

一般に、交感神経活動量が亢進し副交感神経活動量が低下している場合（すなわち交感神経優位状態では）、ドライバーはイライラ状態や興奮状態にあることが多い。そこで、算出された自律神経活動量が交感神経優位状態にある場合には、ドライバーの自律神経の状態を便宜的に「興奮」に分類する。

一方、交感神経活動量が低下し副交感神経活動量が亢進している場合（すなわち副交感神経優位状態では）、ドライバーは眠気の高い状態あるいは疲労が蓄積された状態にあることが多い。そこで、算出された自律神経活動量が副交感神経優位にある場合には、ドライバーの自律神経の状態を便宜的に「眠気」に分類する。

さらに本実施の形態では、交感神経系活動量及び副交感神経活動量が同期する場合についても考慮する。すなわち、交感神経活動量及び副交感神経活動量がともに亢進している場合、ドライバーは眠気に打ち勝とうとしている状態にあることが多い。そこで、算出された自律神経活動量がともに亢進状態にある場合には、ドライバーの自律神経の状態を便宜的に「眠気（矛盾）」に分類する。

また、交感神経活動量及び副交感神経活動量がともに低下する場合、ドライバーは憂鬱状態にあることが多い。そこで、算出された自律神経活動量がともに低下状態にある場合には、ドライバーの自律神経の状態を便宜的に「憂鬱（矛盾）」に分類する。

このように、状態決定部５０は、交感神経活動量及び副交感神経活動量とドライバーの基本情報に基づいて、ドライバーの自律神経の状態を「興奮」、「眠気」、「眠気（矛盾）」、「憂鬱（矛盾）」のいずれの状態に属するかを判定する。判定結果は制御決定部６０に出力される。

再び図１のブロック図に戻って、バイオフィードバック装置の各構成要素について説明を続ける。状態目標設定部１０は、外部環境測定部２０により測定された測定値と、操作部９０に入力されたドライバー自身の自律神経の状態に関する情報と、記憶部１００に記憶されたドライバーの基本情報とに基づいて、交感神経活動量及び副交感神経活動量の目標値を設定する。設定された目標値は制御決定部６０に出力される。

制御決定部６０は、状態目標設定部１０により設定された目標値と、状態決定部５０により決定されたドライバーの自律神経の状態と、記憶部１００に記憶された状態誘導の制御効果に関する過去の履歴情報とに基づいて、ドライバーの自律神経系活動量が目標値に
近づくように、後述する告知部７０及び刺激提示部８０を制御して状態誘導を行う。なお、制御決定部６０による状態誘導処理の詳細については後述する。

告知部７０は、ドライバーに対して、現在の自律神経の状態の告知や問い掛けを行う。告知部７０は、例えばナビゲーション装置のディスプレイパネルやナビゲーション装置とは独立した表示装置あるいは音声出力装置であってもよい。

刺激提示部８０は、ドライバーの自律神経系活動量を目標値に誘導するために刺激を出力する。刺激としては、例えば香り、光、音等が用いられ、電球を点灯、点滅、消滅させたり、香りを噴霧したり、所定のテンポの音の鳴動させる。なお、刺激の種類は人間の五感を刺激するものであればこれに限られない。図３は状態誘導と各刺激との関係を示す図である。図３に示すように、例えば刺激提示部８０は、高揚香を噴霧してドライバーの嗅覚を刺激してドライバーの自律神経を高揚させる。反対にドライバーをリラックスさせる場合には鎮静香を噴霧する。なお、制御決定部６０は、刺激提示部８０が提示する香りの強度を、自律神経活動量と目標値の乖離度に応じて調整する。

また、光を刺激として提示する場合、刺激提示部８０は、波長の短い光を標準よりも長い間隔で点滅させてドライバーをリラックスさせる。例えば、刺激提示部８０は青色光を３０秒間隔で点滅させる。反対にドライバーを高揚させるためには波長の長い光を標準よりも短い間隔で点滅させればよく、例えば赤色光を１秒間隔で点滅させる。かかる場合、自動車のフロントパネルのバックライトと刺激提示部８０とを併用する構成としてもよい。

また、音を刺激として提示する場合、刺激提示部８０は、一分間あたりの拍数７２を標準としたとき、標準よりもスローテンポな曲をドライバーに聴かせてリラックスさせる。反対にドライバーを高揚させるためには、刺激提示部８０は標準よりもアップテンポな曲をドライバーに聴かせる。あるいは、高揚させるために警告音を鳴動させてもよい。

なお、上述した刺激の種類及び提示方法は一例であり、これらに限られるものではない。例えば、自動車のハンドルや座席を振動させて高揚あるいはリラックスさせてもよいし、香り、光、音等、複数の刺激を組み合わせて目的とする自律神経の状態に誘導してもよい。さらに、即効性、効果、持続性の観点から、自律神経活動量と目標値とが大きく乖離する場合には、刺激提示部８０は香り、光、音の順で刺激を提示し、乖離が小さい場合には光、音の順で刺激を提示してもよい。

次に、上記のように構成されたバイオフィードバック装置１における状態誘導処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。まずステップＳ１０１において、状態決定部５０は算出された交感神経活動量と記憶部１００に記憶された基本情報（平静時の交感神経活動量）とを比較する。状態決定部５０は、比較の結果、交感神経活動量が基準値よりも大きい場合には交感神経活性度を活性と判定して処理をステップＳ１０８へ移行させる。一方、状態決定部５０は交感神経活動量が基準値よりも小さい場合には交感神経活性度を不活性と判定し、処理をステップＳ１０２に移行させる。

次にステップＳ１０２において、状態決定部５０は算出された副交感神経活動量と基準値とを比較する。比較の結果、副交感神経活動量が基準値よりも大きい場合、副交感神経活性度は活性と判定され、小さい場合には不活性と判定される。副交感神経活性度が活性と判定された場合には副交感神経優位の状態にあるので、状態決定部５０はドライバーの自律神経の状態を「眠気」に決定し、処理をステップＳ１０６に移行させる。一方、副交感神経活性度が不活性と判定された場合には交感神経及び副交感神経ともに低下状態にあるので、状態決定部５０はドライバーの状態を「憂鬱（矛盾）」と判定し、処理をステッ
プＳ１０３に移行させる。

ドライバーの自律神経の状態が「憂鬱（矛盾）」である場合、ステップＳ１０３において制御決定部６０は告知部７０を制御し、ドライバーに自己の自律神経の状態を問い掛ける。すなわち告知部７０は、自律神経の状態を問い掛ける画面を表示して、操作部９０を介して自己の自律神経の状態の申告を受け付ける。なお、告知部７０は音声によりドライバーに問い掛けてもよい。このように、自律神経の状態が矛盾状態にある場合にはドライバーに自律神経の状態を確認するので、状態推定の精度を高めることができるとともに、ドライバーは自己の自律神経が不安定な状態であることを容易に認識できる。

次にステップＳ１０４において制御決定部６０は、刺激提示部８０を制御して高揚刺激を提示させた後、リラックス刺激を提示させる。このように、交感神経及び副交感神経がともに不活性な状態にある場合には意識を高揚させた後、リラックス状態へ誘導する。

続いてステップＳ１０５において、刺激提示後に測定及び算出された自律神経系活動量と目標値とが比較される。自律神経活動量が目標値となった場合には状態誘導処理を終了し、目標値でない場合には処理を再びステップＳ１０１に移行させ、状態誘導処理を続行する。なお、刺激提示後の自律神経系活動量が目標値と一致していなくても、例えば目標値の±２０％以内であれば状態誘導処理を終了してもよい。

一方、ステップＳ１０２において、副交感神経活性度が活性と判定された場合、副交感神経優位の状態にあるので、状態決定部５０はドライバーの自律神経の状態を「眠気」と判定する。続いてステップＳ１０６において刺激提示部８０は高揚刺激を提示して、ドライバーを高揚させる。続いて、上記と同様にステップＳ１０５において、刺激提示後の自律神経系活動量と目標値とが比較され、目標値となった場合には状態誘導処理を終了し、目標値でない場合には処理を再びステップＳ１０１に移行させ、状態誘導処理を続行する。

次にステップＳ１０１に戻って、交感神経活性度が活性と判定された場合について説明する。ステップＳ１０７の処理では、ステップＳ１０２と同様に副交感神経活性度が判定される。副交感神経活性度が不活性と判定された場合には交感神経優位の状態にあるので、状態決定部５０はドライバーの自律神経の状態を「興奮」と判定する。続いて、ステップＳ１０９において刺激提示部８０は、リラックス刺激を提示して、ドライバーの自律神経の状態をリラックス状態に誘導する。刺激提示後、自律神経活動量と目標値とが比較され（ステップＳ１０５）、比較結果に応じて状態誘導処理の終了あるいは再びステップＳ１０１の処理に移行する。

一方、ステップＳ１０７の処理において、副交感神経活性度が活性と判定された場合には、交感神経及び副交感神経がともに亢進状態にあるので、状態決定部５０はドライバーの自律神経の状態を「眠気（矛盾）」に決定する。次にステップＳ１１０では、告知部７０はドライバーに自己の自律神経の状態を問い掛け、操作部９０を介して自己の自律神経の状態の申告を受け付ける。続いて、ステップＳ１１１において刺激提示部８０は高揚刺激を提示して、ドライバーを高揚させる。さらに、かかる状態においてドライバーには強い眠気、疲労の蓄積が生じているものと予想されるため、告知部７０は画面表示あるいは音声によりドライバーに休息を勧める。

このように、状態誘導処理では計測された自律神経系の状態に応じた刺激を提示したり告知を行うことにより、ドライバーを最適な自律神経の状態に誘導する。かかる状態誘導処理は自律神経系活動量が目標値と一致、あるいは所定の範囲内になるまで繰り返し行われる。

なお、図４の状態誘導処理において、自律神経の状態が矛盾と判定した場合にはドライバーに問い掛けた後、ステップＳ１０４またはステップＳ１１１の処理を実施したが、これに限られない。ドライバーの申告内容に応じて実施する処理を変更してもよい。例えば、交感神経及び副交感神経がともに低下状態にある場合、ドライバーが興奮状態にあると申告した場合にはリラックスさせる刺激を提示してもよい。

以上のように、本実施の形態のバイオフィードバック装置は、交感神経及び副交感神経の活動が同期する場合を考慮するので、状態推定の精度を高めることができ、より正確な状態誘導が可能になる。

また、本実施の形態のバイオフィードバック装置は、交感神経及び副交感神経の活動が同期する場合には、ドライバーに対して自己の状態を問い掛ける。これにより、ドライバーに対して意識を高めさせるとともに、運転に最適な状態に誘導することができる。

また、本実施の形態のバイオフィードバック装置は、副交感神経優位の状態だけでなく、交感神経及び副交感神経が亢進状態にある状態も考慮するので、ドライバーに眠気が生じる場合を漏れなく検出することができ、適切な状態誘導が可能である。

また、本実施の形態のバイオフィードバック装置は、告知部及び刺激提示部による状態誘導の制御効果を履歴情報として記憶するので、個人差に応じた最適な状態誘導が可能である。特に、運転者が代わった場合であっても適切に状態誘導を行うことができる。

なお、本実施の形態において、ドライバーの自律神経の状態は自律神経活動量に応じて４つの区分に分類されたが、交感神経活動量及び副交感神経活動量が同期して亢進または低下する場合を考慮すればよく、区分の数はこれに限られない。

なお、本実施の形態において、記憶部に記憶される基本情報は、ドライバーの平静時の自律神経活動量を用いたが、これに限られない。例えば、乗車直後の自律神経活動量を基本情報としてもよいし、過去の自律神経活動量の平均値を基本情報としてもよい。

なお、本実施の形態では、ドライバーの脈拍数を測定して自律神経活動量を算出したが、これに限られない。ドライバーの血圧、呼吸数、皮膚電気反射、顔色、瞳孔を計測して自律神経活動量を算出してもよい。

なお、本実施の形態では、バイオフィードバック装置を自動車に適用する例を示したが、鉄道車両や船舶等、運転操作が必要な各種の交通輸送機器に適用しても同様の効果を得ることができる。さらに本実施のバイオフィードバック装置を医療用機器やトレーニング機器等に適用してもよい。

なお、本実施の形態におけるバイオフィードバック装置の各構成は一例であり、本発明の特徴的な機能の損なわない範囲であれば、上述した構成に限られない。

本発明は、より正確な生理状態の把握と状態誘導が可能な装置が要望される自動車や鉄道車両、船舶等に好適である。運転を支援する装置だけでなく、医療用機器や体調管理装置等にも適用可能である。

本実施の形態に係るバイオフィードバック装置の構成を示すブロック図 本実施の形態における交感神経活動量及び副交感神経活動量とドライバーの生理状態との関係を示す図 本実施の形態における生理状態と刺激との関係の一例を示す図 本実施の形態に係るバイオフィードバック装置における状態誘導処理を示すフローチャート

符号の説明

１ バイオフィードバック装置
１０ 状態目標設定部
２０ 外部環境測定部
３０ 生理計測部
４０ 状態推定部
５０ 状態決定部
６０ 制御決定部
７０ 告知部
８０ 刺激提示部
９０ 操作部
１００ 記憶部

Claims (9)

1. 誘導対象者の生理情報を取得する生理計測部と、
   前記生理計測部により取得された生理情報に基づいて、交感神経活動量と副交感神経活動量とを含む自律神経活動量を取得する自律神経活動量取得部と、
   前記自律神経活動量取得部により取得された自律神経活動量に基づいて、誘導対象者の自律神経の状態が、交感神経優位状態、副交感神経優位状態、交感神経及び副交感神経亢進状態、交感神経及び副交感神経低下状態のうち、いずれに属するかを判定する自律神経状態判定部と、
   誘導対象者に刺激を提示する刺激提示部と、
   前記自律神経状態判定部からの判定結果に応じた刺激を前記刺激提示部に提示させる制御部とを備える、バイオフィードバック装置。
2. 誘導対象者に自己の自律神経の状態を問い合わせる告知部をさらに備え、
   前記制御部は、前記自律神経状態判定部が誘導対象者の自律神経の状態を、交感神経活動量及び副交感神経亢進状態または交感神経及び副交感神経低下状態にあると判定したときに、誘導対象者の自律神経の状態を問い合わせるように前記告知部を制御する、請求項１に記載のバイオフィードバック装置。
3. 前記制御部は、前記自律神経状態判定部が誘導対象者の自律神経の状態を交感神経及び副交感神経亢進状態にあると判定したときに、誘導対象者を高揚させる刺激を提示した後、誘導対象者に休息を取ることを促すように前記刺激提示部及び前記告知部を制御する、請求項２に記載のバイオフィードバック装置。
4. 前記制御部は、前記自律神経状態判定部が誘導対象者の自律神経の状態を交感神経及び副交感神経低下状態にあると判定したときに、誘導対象者を高揚させる刺激を提示した後、リラックスさせる刺激を提示するように前記刺激提示部を制御する、請求項２に記載のバイオフィードバック装置。
5. 誘導対象者毎に、前記刺激提示部により提示された刺激に対する効果を示す情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された刺激に対する効果に基づいて、提示すべき刺激を変化させるように前記刺激提示部を制御する、請求項１に記載のバイオフィードバック装置。
6. 誘導すべき交感神経活動量及び副交感神経活動量の目標値を設定する目標設定部をさらに備え、
   前記制御部は、前記取得した自律神経活動量と前記設定された目標値とに基づいて前記刺激部を制御する、請求項１に記載のバイオフィードバック装置。
7. 前記目標設定部は、安静時における誘導対象者の交感神経活動量及び副交感神経活動量を目標値に設定する、請求項６に記載のバイオフィードバック装置。
8. 前記制御部は、前記取得された自律神経活動量と前記設定された目標値との差に応じて、提示すべき刺激の種類、強度、組合せのうち少なくとも１つを変化させるように前記刺激提示部を制御する、請求項６に記載のバイオフィードバック装置。
9. 誘導対象者に刺激を提示する刺激提示部を備え、誘導対象者に刺激を与えて目的とする自律神経の状態に誘導するバイオフィードバック方法であって、
   誘導対象者の生理情報を取得する生理計測ステップと、
   前記生理計測ステップにより取得された生理情報に基づいて、交感神経活動量と副交感神経活動量とを含む自律神経活動量を取得する自律神経活動量取得ステップと、
   前記自律神経活動量取得ステップにより取得された自律神経活動量に基づいて、誘導対象者の自律神経の状態が、交感神経優位状態、副交感神経優位状態、交感神経及び副交感神経亢進状態、交感神経及び副交感神経低下状態のうち、いずれに属するかを判定する自律神経状態判定ステップと、
   前記自律神経状態判定ステップからの判定結果に応じた刺激を前記刺激提示部に提示させる制御ステップと、
   前記制御ステップによる制御に従って、誘導対象者に刺激を提示する刺激提示ステップとを備える、バイオフィードバック方法。

Images