JP2020081314A - Respiratory synchronization induction apparatus and respiratory synchronization induction method using the same as well as method for improving quality of break-state and method for improving quality of sleeping state - Google Patents
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
本発明は、呼吸周期を同調させるように誘導する技術に関する。また、本発明は、呼吸周期を同調させることにより、使用者の心理状態を誘導する技術に関する。 The present invention relates to a technique for inducing a respiratory cycle to be synchronized. The present invention also relates to a technique for inducing a user's psychological state by synchronizing the respiratory cycle.
呼吸の方法、深さなどが心理に与える影響については昔からよく研究されており、例えば仏教、特に禅宗における数息観やヨーガの呼吸法、武道家が用いる丹田呼吸法などが挙げられる。それら呼吸法においては、テンポを一定に保ち呼吸を行うことで、精神状態を落ち着け、リラックス又は集中状態に導入させられることが知られている。 The influence of breathing method and depth on psychology has been well studied for a long time, and examples include Buddhism, especially the Buddhism, Zen breathing method of yoga, Tanda breathing method used by martial artists. In these breathing methods, it is known that by keeping the tempo constant and breathing, the mental state can be calmed down and introduced into a relaxed or focused state.
なお、呼吸と心理の相関には、交感神経・副交感神経のバランスが影響しており、腹式呼吸のテンポによって交感神経・副交感神経の活動バランスが変化すること(片岡 秋子と渋谷 菜穂子)や、数息観呼吸法の実践による副交感神経の優位及びストレスマーカーの変化などが報告されている(奥野元子,京都大学博士論文)。 The correlation between respiration and psychology is affected by the balance of sympathetic and parasympathetic nerves, and the activity balance of sympathetic and parasympathetic nerves changes depending on the tempo of abdominal breathing (Akiko Kataoka and Nahoko Shibuya), It has been reported that the parasympathetic nerve is dominant and stress markers are changed by practicing the sigh breathing method (Motoko Okuno, doctoral dissertation, Kyoto University).
また、交感神経系が優位である時には、呼吸は速く規則的に、副交感神経系が優位であるときには呼吸数が落ちゆっくり深い呼吸になるなど、呼吸の速度、深さや不安定性は,自律神経活動を反映していることが知られている(Milic−Emili J., Lung;梅沢章男)。 Moreover, when the sympathetic nervous system is dominant, respiration is fast and regular, and when the parasympathetic nervous system is dominant, the respiratory rate decreases and the breath becomes slow and deep. Is reflected (Milic-Emili J., Lung; Akio Umezawa).
また、通常状態よりもリラックス状態の方が呼吸周期が長く、ストレス条件下では呼吸周期は短くなることが知られている(Boiten,F.,et al.)。 It is known that the relaxed state has a longer respiratory cycle than the normal state, and the respiratory cycle becomes shorter under stress conditions (Boiten, F., et al.).
また、パニック症候群や深いストレスの負荷などで引き起こされる過換気症候群は、心理状態が呼吸テンポの乱れを引き起こし、血液のpH変化を誘発し手足のしびれ、けいれんなどにつながる。この過換気症候群の治療は主に呼吸を意識的に遅らせる、又は呼吸を止めることであり、この病態からも、心理状態と呼吸、また全身が深い相関を示すことが理解できる。 Further, in hyperventilation syndrome caused by panic syndrome or deep stress load, the psychological state causes disorder of respiratory tempo, induces pH change of blood, and leads to numbness of the limbs and convulsions. The treatment of this hyperventilation syndrome is mainly to intentionally delay or stop breathing, and it can be understood from this pathological condition that the psychological state and the breathing and the whole body show a deep correlation.
このような研究から、一定のゆっくりしたテンポに呼吸をあわせることにより、心理状態を安定化させられると考えられている。そのための技術としては種々の手段が報告されているが、その中の一つが、外部の機器等に使用者の呼吸周期を同調させるように誘導する技術である。 From such studies, it is considered that the psychological state can be stabilized by adjusting the breathing to a constant slow tempo. Various techniques have been reported as techniques for that purpose, and one of them is a technique for inducing an external device or the like to synchronize the respiratory cycle of the user.
呼吸周期を同調させるように誘導する技術については、例えば、睡眠誘導やストレスリリース等を目的として、種々の報告がなされている。 Various reports have been made on the technique for inducing the respiratory cycle to be synchronized, for the purpose of, for example, sleep induction and stress release.
例えば、特許文献1および2には、使用者の呼吸パタンをモニタし、そのモニタ結果が目的とする呼吸周期になるまで、波形等の提示や、光、音、風、振動などを用いて、使用者の呼吸周期を同調させるように誘導する技術が開示されている。
For example, in
また、例えば特許文献3および非特許文献6には、呼吸音や、呼吸を模した空気の吹出機構、腹部の膨張・収縮機構等が備わったぬいぐるみやクッションなどを用い、呼吸を模した動きにより、使用者の呼吸周期を同調させるように誘導する技術が開示されている。
In addition, for example, in
また、外部刺激による心理状態の誘導技術については、例えば特許文献4には、ステレオ音響信号により意識状態を誘導することで、睡眠誘発や学習・行動の反復に適用できる旨が記載されている。
また、例えば特許文献5には、使用者のリラックス状態における生理データをあらかじめ取得し、その生理データに基づいた光の点滅により、使用者をリラックス状態に誘導できる旨が記載されている。
また、例えば特許文献6には、音、映像、稼動模型の動きなどの刺激を使用者に提供し、使用者の心拍、脈拍、呼吸や瞳孔の開きなどをモニタしつつ、当該刺激を変更することで、目的とする心理状態に近づけられる旨が記載されている。
In addition, as for a technique of guiding a psychological state by an external stimulus, for example, Patent Document 4 describes that a state of consciousness is guided by a stereo acoustic signal, and thus the technique can be applied to sleep induction and repetition of learning and action.
Further, for example, Patent Document 5 describes that physiological data in a relaxed state of the user can be acquired in advance and the user can be guided to a relaxed state by blinking light based on the physiological data.
Further, for example, in
しかし、上述した先行技術文献に開示される呼吸同調誘導技術は、使用者の呼吸周期をモニタする機器が必要となるため、モニタに要する装置の分だけ大掛かりな機器になる。そのため、安価な機器を構成する上では解決すべき課題がある。
また、生理データをあらかじめ取得する必要がある場合や、呼吸周期を装置と同調させるまでに学習や訓練を要する(例えば、光が照射しているときには吸気し、消光した時には吐くなどの機器に固有のシステムに対する学習)場合も多く、簡便に呼吸同調を誘導する上で解決すべき課題がある。
However, the breathing synchronization induction technology disclosed in the above-mentioned prior art documents requires a device for monitoring the breathing cycle of the user, and is therefore a large-scale device corresponding to the device required for monitoring. Therefore, there is a problem to be solved in constructing an inexpensive device.
In addition, if physiological data needs to be acquired in advance, or learning and training are required before the respiratory cycle is synchronized with the device (for example, inhalation when light is emitted and exhalation when extinguished is peculiar to equipment. In many cases, there is a problem to be solved in order to easily induce respiratory entrainment.
特に、リラックスや睡眠誘導を目的とした呼吸同調においては、使用者は、学習・訓練を意識して呼吸するがゆえに、逆にリラックスができず、想定された同調効果を得られないという問題がある。特に、使用者が子供の場合、うまく意識的に呼吸周期を同調することが難しい。 In particular, in breath entrainment for the purpose of relaxing or inducing sleep, the user cannot relax because he/she is conscious of learning/training, and thus cannot obtain the envisioned entrainment effect. is there. In particular, when the user is a child, it is difficult to consciously and properly synchronize the respiratory cycle.
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、事前の学習・訓練等の必要なしに、使用者の呼吸周期を無理なく誘導して同調させることができる、呼吸同調誘導装置およびこれを用いた呼吸同調誘導方法並びに休憩状態の質の改善方法および睡眠状態の質の改善方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made focusing on such a problem, and can reasonably guide and synchronize the respiratory cycle of the user without the need for prior learning and training, An object of the present invention is to provide a respiratory synchronism induction device, a respiratory synchronism induction method using the same, a method for improving the quality of a resting state, and a method for improving the quality of a sleep state.
本願発明者らは、膨張及び収縮の周期を調整可能な機器によって種々の実験を繰り返し行ったところ、膨張及び収縮の周期に加え、膨張及び収縮の深度を可変させた場合に、この機器の使用者は、自身の呼吸周期を機器の膨張及び収縮の周期により同調しやすくなり、呼吸同調までにかかる時間が短縮され、また、同調の程度が良好になることを見出した。 The inventors of the present application repeated various experiments using a device capable of adjusting the cycle of expansion and contraction, and when the depth of expansion and contraction was varied in addition to the cycle of expansion and contraction, the use of this device The inventor has found that his breathing cycle can be easily synchronized with the inflation and contraction cycles of the device, the time required for breathing synchronization can be shortened, and the degree of synchronization can be improved.
すなわち、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る呼吸同調誘導装置は、膨張及び収縮による触覚を使用者に付与可能に構成されるとともに膨張及び収縮の周期および深度が可変に構成されている膨縮部と、該膨縮部を膨張及び収縮させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記膨縮部の膨張及び収縮の周期を調整する膨縮周期調整部と、前記膨縮部の膨張及び収縮の深度を調整する膨縮深度調整部と、を有することを特徴とする。 That is, in order to solve the above-mentioned problems, the breathing synchronism induction device according to one aspect of the present invention is configured to be able to provide a user with a tactile sensation due to expansion and contraction, and to be configured such that the cycle and depth of expansion and contraction are variable. An expansion/contraction part and a control part for expanding and contracting the expansion/contraction part, wherein the control part is an expansion/contraction cycle adjusting part for adjusting a cycle of expansion and contraction of the expansion/contraction part; And an expansion/contraction depth adjusting unit for adjusting the expansion/contraction depth of the expansion/contraction unit.
ここで、本発明の一態様に係る呼吸同調誘導装置において、前記膨縮部は、枕、クッションまたはぬいぐるみ等のように人が持ち運び可能で抱きかかえられる大きさおよび重量を有するものであることが好ましい。 Here, in the respiratory synchronism induction device according to an aspect of the present invention, the inflating and deflating portion has a size and weight that can be carried and held by a person, such as a pillow, a cushion, or a stuffed animal. preferable.
また、前記制御部は、前記膨縮周期調整部での膨張及び収縮の周期及び前記膨縮深度調整部での膨張及び収縮の深度を個別に制御可能に構成されていることが好ましい。
また、前記該制御部は、前記膨縮部を備える呼吸同調誘導装置本体と一体の機器とすることができる。また、前記該制御部は、前記膨縮部を備える呼吸同調誘導装置本体とは別体の機器として設けられ、前記膨縮部を有線または無線によるリモートコントロールが可能に構成することができる。
In addition, it is preferable that the control unit is configured to be able to individually control the cycle of expansion and contraction in the expansion/contraction cycle adjusting unit and the depth of expansion and contraction in the expansion/contraction depth adjusting unit.
Further, the control unit may be a device integrated with a respiratory synchronism guidance device body including the expansion/contraction unit. Further, the control unit is provided as a device separate from the respiratory synchronism induction device main body including the expansion/contraction unit, and the expansion/contraction unit can be configured to be remotely controlled by wire or wireless.
本発明の一態様に係る呼吸同調誘導装置によれば、例えば膨縮周期を長くするときに膨縮深度をも深くすることで、従来の呼吸周期を同調させるように誘導する機器に比べて、より早く、よりゆったりとした呼吸に無理なく誘導することができ、リラックス状態に無理なく近づけることができる。また、逆に、膨縮周期を短くするとともに膨縮深度を浅くすることで、使用者の心理を簡便に無理なく緊張状態に誘導することができる。 According to the respiratory tuned guide apparatus according to an aspect of the present invention, for example, by deepening the depth of expansion and contraction when the expansion and contraction cycle is lengthened, compared to a conventional device that guides to synchronize the respiratory cycle, It can guide you to a quicker and more relaxed breath without difficulty, and you can easily approach a relaxed state. On the contrary, by shortening the expansion/contraction cycle and making the expansion/contraction depth shallow, it is possible to easily and comfortably guide the user's psychology to a tense state.
特に、本発明の一態様に係る呼吸同調誘導装置によれば、呼吸同調誘導装置との同調導入の際に、例えば、使用当初は膨縮深度を浅くし、時間が経過するにつれて、徐々に膨縮深度を深くするなど、使用者の状況に合わせて膨縮深度を段階的または無段階に変更することにより、使用者がより簡便に無理なく当該呼吸同調誘導装置に同調させることができる。 In particular, according to the respiratory tuned guidance apparatus according to one aspect of the present invention, when introducing tuning with the respiratory tuned guidance apparatus, for example, the depth of expansion and contraction is made shallow at the beginning of use and gradually expanded with time. By changing the expansion/contraction depth stepwise or steplessly according to the user's situation, such as increasing the contraction depth, the user can more easily and effortlessly tune to the respiratory tuning and guidance device.
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る呼吸同調誘導方法は、本発明のいずれか一の態様に係る呼吸同調誘導装置を用い、当該呼吸同調誘導装置の使用者の呼吸周期を、当該呼吸同調誘導装置の膨張及び収縮の周期と同調させることを特徴とする。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, a respiratory synchronism induction method according to an aspect of the present invention uses the respiratory synchronism induction apparatus according to any one of the aspects of the present invention, and a respiration of a user of the respiratory synchronism induction apparatus. It is characterized in that the cycle is synchronized with the cycle of expansion and contraction of the respiratory tuning and induction device.
ここで、本発明の一態様に係る呼吸同調誘導装置によれば、使用者の心理状況を無理なく変化させられる。つまり、呼吸と心理状態には相関があることが知られている。そのため、この呼吸同調誘導装置により、心理的、生理的な状態を誘導することができる。 Here, according to the breathing synchronism guidance device which concerns on 1 aspect of this invention, a user's psychological condition can be changed reasonably. In other words, it is known that there is a correlation between breathing and psychological state. Therefore, a psychological and physiological state can be guided by this respiratory synchronism guidance device.
また、本発明の一態様に係る呼吸同調誘導装置によれば、使用者の休憩時の精神的疲労の回復を促進したり、心地よい睡眠導入を促したりするための装置として利用できる。 Further, according to the breathing synchronism induction device according to the aspect of the present invention, it can be used as a device for promoting recovery of mental fatigue of the user at the time of resting, and promoting comfortable sleep introduction.
すなわち、本発明の一態様に係る休憩状態の質の改善方法は、本発明の一態様に係る呼吸同調誘導方法を用い、使用者の心理状態の変化を誘導することにより、使用者の休憩の質を改善することを特徴とする。 That is, the method for improving the quality of a rest state according to one aspect of the present invention uses the breathing entrainment induction method according to one aspect of the present invention to induce a change in the psychological state of the user, thereby reducing the rest period of the user. Characterized by improving quality.
ここで、休憩の質とは、例えば、ある一定の時間作業をせずに安静にする休憩時間において、より疲労、特に精神・心理的な疲労を回復できる程度を示す。
精神的な疲労の回復度合いについては、例えば、問診やアンケートによる主観的な評価であってもよく、休憩前後の内田クレペリン精神検査などの単純計算テスト、短期記憶検査などの結果比較から評価できる。また、例えば、脈拍、脳波などから交感神経及び副交感神経の状態を測定し、休憩前後の値を比較することによっても評価できる。
Here, the quality of the break indicates, for example, the degree to which fatigue, particularly mental/psychological fatigue can be recovered during a break time in which the user rests without working for a certain period of time.
The degree of recovery from mental fatigue may be, for example, a subjective evaluation by an interview or a questionnaire, and can be evaluated by a simple calculation test such as the Uchida-Kraepelin psychological test before and after a break, or a result comparison such as a short-term memory test. It can also be evaluated by measuring the states of the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve from the pulse, the electroencephalogram, etc., and comparing the values before and after the break.
また、本発明の一態様に係る睡眠状態の質の改善方法は、本発明の一態様に係る呼吸同調誘導方法を用い、使用者の心理状態の変化を誘導することにより、使用者の睡眠の質を改善することを特徴とする。 Further, a method of improving the quality of sleep according to one aspect of the present invention, using the respiratory synchronization induction method according to one aspect of the present invention, by inducing a change in the psychological state of the user, sleep of the user. Characterized by improving quality.
ここで、「睡眠改善」とは、寝つきが良くなる、不眠が改善される、睡眠状態が深くなる、覚醒後の気分が良くなる等の基準により評価され得る状態であり、自然の睡眠導入の促進(入眠促進)、熟眠感の向上など、睡眠全般の質が向上することをいう。 Here, "sleep improvement" is a state that can be evaluated by criteria such as better falling asleep, improved insomnia, deeper sleep state, better mood after awakening, etc. It refers to the improvement of overall quality of sleep, such as promotion (promotion of falling asleep) and improvement of a feeling of deep sleep.
より具体的には、睡眠薬や睡眠導入薬を服用するほどではないが、眠りが浅い、寝覚めがすっきりしない、寝つきがよくない等の睡眠に関する不満を有する人達の睡眠満足度を高めることを意味する。 More specifically, it is not as good as taking sleeping pills or sleep-inducing pills, but it means increasing sleep satisfaction for people who have sleep dissatisfactions, such as light sleep, poor wake, and poor sleep. ..
なお、睡眠改善は、脳波、筋電図、心電図、体温、血圧、行動(locomotion)などを測定し、当該動物の睡眠量を調べることによって評価できる。睡眠の質の評価は、公知の方法をもって評価することができ、例えば標準判定方法(Rechtschaffen A. & Kales A., A Manual of StandardizedTerminology, Techniques and Scoring System for Sleep Stages of Human Subjects.,Public Health Service: Washington DC, 1968)に従って行うことができる。 In addition, sleep improvement can be evaluated by measuring an electroencephalogram, an electromyogram, an electrocardiogram, a body temperature, a blood pressure, a behavior (locommotion), etc., and examining the sleep amount of the animal. The quality of sleep can be evaluated by a publicly known method, for example, a standard determination method (Rechtschaffen A. & Kales A., A Manual of Standardized Terminology, Techniques, Systems, and Hedgehog. : Washington DC, 1968).
具体的には、動物からの脳波等の測定データに基づいて睡眠ポリグラフを作成し、睡眠ポリグラフのエポック(例えば4〜60秒間)毎に、行動(locomotion)の有無、脳波(δ波)の振幅、脳波のθ波成分比〔θ/(δ+θ)〕などに基づいて、動物の状態を覚醒、ノンレム睡眠、レム睡眠の各ステージとして判別すればよい。
睡眠ポリグラフに基づく覚醒又は睡眠の判別は、睡眠解析研究用プログラム:SleepSign(登録商標)(キッセイコムテック株式会社)等により自動で行うことができる。その判別の結果、睡眠ステージを増加させた物質は、睡眠の質の改善効果を有し、睡眠障害を改善し得る物質として評価できる。
Specifically, a sleep polygraph is created based on measurement data such as brain waves from animals, and for each epoch of the sleep polygraph (for example, 4 to 60 seconds), the presence or absence of a behavior (locommotion) and the amplitude of the brain wave (δ wave). , The state of the animal may be discriminated as each stage of awakening, non-REM sleep, and REM sleep based on the θ-wave component ratio of the electroencephalogram [θ/(δ+θ)] and the like.
Awakening or sleep discrimination based on the sleep polygraph can be automatically performed by a sleep analysis research program: SleepSign (registered trademark) (Kissei Comtech Co., Ltd.) or the like. As a result of the discrimination, a substance having an increased sleep stage can be evaluated as a substance having an effect of improving sleep quality and capable of improving sleep disorders.
本発明において「睡眠改善」とは、特に、入眠潜時を短期化させる作用及びノンレム睡眠時間を長期化する作用をさす。入眠潜時は、覚醒状態から眠りに入るまでの所要時間を意味し、寝付きの良さの指標となる。 In the present invention, “improving sleep” particularly refers to the effect of shortening the sleep onset latency and the effect of prolonging the non-REM sleep time. The sleep onset latency means the time required from awake state to falling asleep, and is an index of good sleepiness.
本発明に係る睡眠状態の質の改善は、不眠を主訴とする睡眠障害の治療に用いることができる。本発明に係る睡眠状態の質の改善方法は、例えば、不眠症、初期不眠症(就眠困難)、中途覚醒、早期覚醒、熟眠障害、睡眠周期の逆転等に適用可能であるが、これらに限らず、本発明に係る睡眠状態の質の改善方法は、不眠を主訴とする睡眠障害全般に適用可能である。 The improvement in the quality of sleep according to the present invention can be used for the treatment of sleep disorders whose main complaint is insomnia. The method for improving the quality of sleep according to the present invention is applicable to, for example, insomnia, early insomnia (difficulty in falling asleep), mid-wake awakening, early awakening, deep sleep disorder, sleep cycle reversal, etc., but is not limited thereto. In addition, the method for improving the quality of sleep according to the present invention can be applied to all sleep disorders whose chief complaint is insomnia.
上述のように、本発明によれば、使用者の呼吸周期を無理なく誘導して同調させることができる。 As described above, according to the present invention, the breathing cycle of the user can be reasonably guided and synchronized.
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationship between the thickness and the plane size, the ratio, and the like are different from the actual ones, and the drawings include portions in which the dimensional relationship and ratio are different from each other.
In addition, the embodiments described below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is that the material, shape, structure, and arrangement of components are Etc. are not specified in the following embodiments.
(呼吸同調誘導装置の構成)
図5に使用態様の一例を示すように、本実施形態の呼吸同調誘導装置10は、枕(抱き枕を含む)、クッションまたは生物の形を模したぬいぐるみ等のように使用者Pが抱擁可能な機器である。
(Structure of respiration synchronization induction device)
As shown in an example of a usage mode in FIG. 5, the breathing tuning and
呼吸同調誘導装置10は、小さすぎたり大きすぎたりすると、使用者Pが同調しづらくなる。そのため、使用者Pが抱持可能な大きさを有し、例えば膝に乗せられる程度の重さであり、また、外観の形態についても、抱き枕のような円筒形状を有するものも好ましい。
If the respiratory tuning and
呼吸同調誘導装置10は、図1に示すように、使用者Pに触覚を付与可能な筐体18と、筐体18を外側から覆うクッション部1とを有する。クッション部1は、布等の可撓性シートによって袋状に形成され、使用者Pが抱擁する態様に応じ、適当な箇所にクッション性をもたせるように中綿が装填されている。本実施形態では、筐体18は、クッション部1によって全体が覆われ、クッションや抱き枕のような形態を備えている。
As shown in FIG. 1, the respiratory
また、クッション部1を構成する素材についても、使用者Pが膨張及び収縮を触覚で感じられるように構成されていれば、特に限定されない。クッション部1は、使用者Pが膨張及び収縮を触覚で感じられるように、膨張及び収縮が使用者Pに伝わる適度な柔らかさを有する素材を用いることが好ましい。なお、図1に符号Mで示す矢印は、可動ベース3が固定ベース2との対向方向でスライド移動するイメージを示しており、同図上方への移動が膨張に対応し(符号E)、同図下方への移動が収縮に対応している(符号C)。
Further, the material forming the
図1および図2に示すように、筐体18は、矩形板状の固定ベース2と、固定ベース2に対向して配置される矩形板状の可動ベース3と、固定ベース2の適所に立設配置された支持ベース4と、を有する。支持ベース4は、基端側が固定ベース2の上面に固定されるとともに、適所に設けられた複数の支持梁11によって固定状態が確実に保持されている。固定ベース2、可動ベース3および支持ベース4は、例えば、軽量なアルミ合金鋼によって形成されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
そして、支持ベース4には、筐体18を膨張及び収縮させる膨縮動作可能に構成された膨縮機構30が設けられている。膨縮機構30は、図3に示すコントローラ20により、膨張及び収縮の周期と同時に膨張及び収縮の深度を調整可能に構成されている。
なお、膨縮機構30は、本実施形態では、筐体18の内部に、膨張・収縮を繰り返す膨縮機構30を内蔵している例を示したが、これに限定されず、例えば風船のように、筐体部18自体を膨張及び収縮する構成とすることができる。
Further, the support base 4 is provided with an expansion/
In the present embodiment, the expansion/
図1に示すように、本実施形態の膨縮機構30は、モータ5と、ロータリーエンコーダ6と、を有する。モータ5は、モータ支持台15を介して支持ベース4の内壁面に固定されている。また、ロータリーエンコーダ6は、エンコーダ支持台14を介して支持ベース4の内壁面に、モータ5と同軸上で対向する反対側の位置に固定されている。
モータ5と、ロータリーエンコーダ6との間には、ラックアンドピニオン機構7,8が設けられている。また、ラックアンドピニオン機構7,8のラック8と並行に、二組のスライドガイド9が適所に併設されている。
As shown in FIG. 1, the expansion/
Rack-and-
ラックアンドピニオン機構7,8は、ピニオン支持台16を有し、ピニオン支持台16の基端部が、支持ベース4の内壁面に固定されている。ピニオン支持台16の上端側には、ピニオン7が支軸によって回転自在にピニオン支持台16に支持されている。
ピニオン7を支持する支軸の一端は、カップリング13を介してモータ5の出力軸に同軸に連結されている。また、ピニオン7を支持する支軸の他端は、カップリング12を介してロータリーエンコーダ6の入力軸に同軸に連結されている。
The rack-and-
One end of a support shaft that supports the
図2に模式図を示すように、可動ベース3の下面には、ラック支柱17が、可動ベース3を往復移動させる方向に沿って垂下され、ピニオン7に歯合する位置に、ラック8が装着されている。なお、この例では、ラック支柱17の適所に、ラック支柱17と可動ベース3とを繋ぐようにラック支持梁19が斜めに張り渡されて補強されている。
As shown in the schematic view of FIG. 2, a
なお、本実施形態の膨縮機構30のように、可動ベース3を往復移動するような機構に限らず、筐体部分が実際に(風船のように)膨張、収縮する構造であってもよい。また、生き物の呼吸時の胸部・腹部のような動きが感じられるような上下運動であってもよい。すなわち、使用者Pが「呼吸を模した動き」を触覚で感じられるものであればよい。
Note that the expansion/
つまり、膨縮機構30としては、特に限定されるものではないが、本実施形態のような、例えば往復駆動する駆動モータやラックアンドピニオン構造を用いた直動駆動により、クッションの高さを操作するものでもよい。また、モータによる回転を用いてクランク機構によって往復運動に変換した運動機構であってもよく、また、エアバッグのように空気の流入量を変化させることによって膨張・収縮させるものでもよい。
That is, the expansion/
図3に示すように、上記コントローラ20は、当該呼吸同調誘導装置10と一体の機器として筐体内部に設けられ、コントローラ20による駆動制御が可能にモータ5に接続されている。また、ロータリーエンコーダ6もコントローラ20に接続されており、モータ5の随時の出力軸の位置情報をコントローラ20に出力可能になっている。また、コントローラ20は、電源40に接続され、必要な電力が供給される。
As shown in FIG. 3, the
コントローラ20は、マイクロコンピュータを含み、膨縮機構30の膨張及び収縮の周期を調整する膨縮周期調整部20aと、膨縮部の膨張及び収縮の深度を調整する膨縮深度調整部20bと、を有し、膨縮制御プログラムを実行して、膨縮機構30の膨張・収縮の周期および膨張幅を制御可能になっている。これにより、呼吸同調誘導装置10は、使用者Pの呼吸を効率よく同調させることができる。
The
なお、コントローラ20は、本実施形態のように、当該呼吸同調誘導装置10と一体の機器として設ける構成に限定されない。例えば、コードなどを介して接続されて、リモートコントロールできる構成とすることができる。リモートコントロールとしては、例えば、スマートフォンやPCなどの外部コントロール装置を用い、Bluetooth(登録商標)やインターネットを介したコントローラ20との接続によって呼吸同調誘導装置10を制御可能に構成してもよい。
Note that the
ここで、特に、本実施形態の呼吸同調誘導装置10では、コントローラ20が実行する膨縮制御プログラムは、図4に示すように、呼吸同調誘導装置との同調導入の際に、例えば、使用当初(T1)では、膨縮周期を比較的早くする(F1)とともに膨縮深度を浅く(A1)するようにプログラムが設定されている。
そして、膨縮制御プログラムは、時間がT2からT3へと経過するにつれて、徐々に膨縮周期を長くするA2からA3、但し、A1<A2<A3)とともに、膨縮深度を深くする(F2からF3、但し、F1<F2<F3)。
この例のように、この呼吸同調誘導装置10によれば、使用者Pの状況に合わせて膨縮周期および膨縮深度を、段階的または無段階に変更することにより、使用者がより簡便に無理なく当該呼吸同調誘導装置10に同調させることができる。
Here, in particular, in the breathing tuning
Then, the expansion/contraction control program gradually increases the expansion/contraction depth (from F2) as A2 to A3 gradually increase the expansion/contraction cycle as time elapses from T2 to T3, where A1<A2<A3. F3, where F1<F2<F3).
As in this example, according to the respiratory
(膨張及び収縮の深度)
ここで、本実施形態の膨縮機構30において、膨縮深さの「深度が深い」とは、膨張・収縮の振幅が、小さきときと比べて大きいことをいう。使用者Pがクッション様の呼吸同調誘導装置10を抱いたときに、使用者Pの体に感じるふくらみ・しぼみが、小さきときと比べて大きく感じられる状態を指す。膨縮の深さについては適宜設定できる。
(Depth of expansion and contraction)
Here, in the expansion/
(呼吸周期の同調)
呼吸には肺呼吸と組織呼吸があるが、本願発明では、肺呼吸(空気を肺に取り込む吸息活動と肺内部の気体を体外に排出する呼息運動)を指す。吸気と呼気の1セットを1呼吸とし、例えば1分間当たりの呼吸数で示すことができる。呼吸周期は人によって異なり、性別や年齢によっても差異があるが、安静時の健康な成人の平均的な呼吸周期は、12〜20回/分程度とされる。
(Synchronization of respiratory cycle)
Breathing includes pulmonary breathing and tissue breathing, but in the present invention, it refers to pulmonary breathing (inspiratory activity for taking air into the lungs and expiratory movement for expelling gas inside the lungs outside the body). One set of inspiration and expiration can be regarded as one breath, and can be indicated by the number of breaths per minute, for example. Although the respiratory cycle varies from person to person and varies depending on sex and age, the average respiratory cycle of a healthy adult at rest is about 12 to 20 times/minute.
呼吸周期の同調とは、呼吸周期が、呼吸同調誘導装置10の膨張及び収縮の周期(膨張と収縮の1セット(「膨縮周期」と呼ぶ)を1回とする)と同調することをいう。なお同調の状態は感覚的なものである。そのため、呼吸周期の同調には誤差を含む。使用者Pの呼吸周期と呼吸同調誘導装置10の膨縮周期が大幅にずれていなければ同調したものとする。なお、使用者Pの呼吸周期や深さをモニタする機構を有してもよく、当該モニタ機構により得られた使用者Pの呼吸状態を膨縮周期や深さに反映させてもよい。例えば、使用者Pの呼吸同調誘導装置10の使用開始時の呼吸周期及び深さをモニタし、呼吸同調誘導装置10の膨張周期及び深さを使用者Pの呼吸周期及び深さに合わせた上で、目的とする呼吸周期及び深さに徐々に移行させてもよい。
なお、使用者Pの呼吸周期や深さをモニタする機構については特に限定されないが、例えば、8軸加速度センサや導電ゴムを使用した機構、圧電フィルムを使用した機構であってもよい。
The term “breathing cycle tuning” means that the breathing cycle is synchronized with the inflation and deflation cycle of the breathing synchronism induction device 10 (one set of inflation and deflation (referred to as “expansion and contraction cycle”) is once). .. The state of tuning is sensuous. Therefore, the tuning of the respiratory cycle includes an error. If the breathing cycle of the user P and the inflation/deflation period of the breathing tuning inducing
The mechanism for monitoring the breathing cycle and depth of the user P is not particularly limited, but may be, for example, a mechanism using an 8-axis acceleration sensor or conductive rubber, or a mechanism using a piezoelectric film.
本実施形態では、使用者Pに対して、図5に示すように、膨張及び収縮の周期及び深度を適宜変更できる呼吸同調誘導装置10を抱いた状態で用いる。本実施形態によれば、例えば図4に示す膨縮制御プログラムの実行により、事前の学習なしに、使用者Pの呼吸周期を、呼吸同調誘導装置10による膨張及び収縮の周期と同調させることができ、使用者の心理状況を無理なく変化させられる。また、呼吸同調誘導装置10により、入眠潜時の使用者の呼吸を整え、睡眠に適した呼吸周期に誘導することで、休憩時の精神的疲労の回復促進や、睡眠内容を改善できる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the user P is used in a state of holding the respiratory
本実施形態の呼吸同調誘導装置10を用いることで、使用者Pの心理状態をリラックスした状態に誘導できる。これは、特に呼吸周期を長くとることで誘導される。また、使用者Pの心理状態が緊張状態にあるときは、通常状態に戻すように誘導できる。また、呼吸周期を短くすることにより、使用者Pの心理状態を軽い緊張状態に誘導させることもできる。
By using the breathing tuning
なお、呼吸周期は人によって異なる。そのため、リラックス状態に誘導できる「長い呼吸周期」や緊張状態に誘導できる「短い呼吸周期」についても使用者Pに応じて適宜設定できる。一般的には、上記成人の平均的な呼吸周期の12〜20回/分よりも長い/短いで決めることができる。 The breathing cycle varies from person to person. Therefore, the “long breathing cycle” that can induce the relaxed state and the “short breathing cycle” that can induce the tense state can be appropriately set according to the user P. Generally, it can be determined to be longer/shorter than 12 to 20 times/minute of the average adult respiratory cycle.
ただし、呼吸同調誘導装置10の膨張周期(誘導呼吸周期)が早すぎると使用者Pが同調しづらくなり、また、膨張周期が遅すぎると、使用者Pの呼吸が苦しくなるなど悪影響が考えられる。そのため、誘導する呼吸周期は、例えば長い呼吸周期の場合は4〜12回/分、好ましくは5〜10回/分、さらに好ましくは5〜8回/分の間で、また短い呼吸周期の場合は20〜30回/分、好ましくは21〜28回/分、さらに好ましくは22〜27回/分の間で、例えば使用者Pが適宜設定できる。 However, if the inflation cycle of the respiratory tuned induction device 10 (the induced breathing cycle) is too early, the user P will have difficulty in tuning, and if the inflation cycle is too slow, the breathing of the user P will be uncomfortable. .. Therefore, the respiratory cycle to be induced is, for example, 4 to 12 times/minute, preferably 5 to 10 times/minute, more preferably 5 to 8 times/minute in the case of a long respiratory cycle, and in the case of a short respiratory cycle. Is 20 to 30 times/minute, preferably 21 to 28 times/minute, and more preferably 22 to 27 times/minute, for example, the user P can appropriately set.
(膨縮周期の調整)
膨縮周期の調整については、公知のどのような方法を用いてもよい。例えば本実施形態のように、ラックアンドピニオン構造を用いた往復直動駆動により膨縮機構30を膨縮させる場合は、一呼吸分の膨縮量に応じて、モータ5の回転数や回転速度をコントローラ20で制御すればよい。また、風船のようにして空気を流入・流出させる膨縮機構の場合は、コンプレッサをコントローラ20で制御できるように構成してもよい。
誘導する呼吸周期の設定方法は、スマートフォンやPCなどの外部コントロール装置を用い、コントローラ20に対して膨縮制御プログラムの実行のための各設定値(例えば、図4のA1〜A3,F1〜F3、およびT1〜T3等の値)を入力する。
(Adjustment of expansion/contraction cycle)
Any known method may be used to adjust the expansion/contraction period. For example, when the expansion and
An external control device such as a smartphone or a PC is used as a method of setting the respiratory cycle to be induced, and each set value for executing the inflation/deflation control program to the controller 20 (for example, A1 to A3, F1 to F3 in FIG. 4). , And values such as T1 to T3).
以下、上記呼吸同調誘導装置10を用いて、使用者Pの呼吸周期を呼吸同調誘導装置10の膨縮周期に同調させ、使用者Pの心理状態の変化を誘導する方法について実施例に基づき説明する。
Hereinafter, a method for inducing a change in the psychological state of the user P by synchronizing the breathing cycle of the user P with the expansion and contraction cycle of the breathing
[実施例1]
実施例1は、上述した呼吸同調誘導装置10を用い、使用者Pの呼吸周期を、当該呼吸同調誘導装置の膨張及び収縮の周期と同調させる呼吸同調誘導方法の例である。
健常な大学生を被験者(n=7)として、上記実施形態の呼吸同調誘導装置10を用いたときの、呼吸同調誘導装置10に対する使用者Pの呼吸について評価を行った。実験は外部音が聞こえないように、個別空間でホワイトノイズを流すノイズキャンセリングヘッドホンを装着した状態で行った。
[Example 1]
The first embodiment is an example of a respiratory tuning guide method in which the respiratory
Using healthy university students as subjects (n=7), the respiration of the user P with respect to the respiratory
使用者Pの胸部にバンド型呼吸センサ(Biosignal Plux:クレアクト株式会社製)を装着し、被験者(使用者)Pに呼吸同調誘導装置10を与え、図5に示すように、椅子Cに着席した状態で呼吸同調誘導装置10を抱えるような形で保持するよう指示した。呼吸同調誘導装置10による呼吸の変化を計測している旨を被験者には伝えず、呼吸同調誘導装置10の動きに呼吸を合わせる等の指示も行わなかった。
A band-type respiration sensor (Biosignal Plux: manufactured by Creact Co., Ltd.) was attached to the chest of the user P, and the subject (user) P was provided with the breathing
その後、呼吸同調誘導装置10の膨縮周期および伸縮量を変化させ、5分間それぞれのパラメータで呼吸運動を提示した。提示条件としては、膨縮周期が8、15、24回/分の三種類、伸縮量は腹部からの法線方向に14mm、32mmの二種類を用意し、それらの組み合わせで計六種類の条件を用意した。
After that, the expansion/contraction cycle and expansion/contraction amount of the respiratory
比較のために、各被験者への呼吸運動を提示せず、呼吸同調誘導装置10をただ抱えさせるだけの条件でも実験を行なった。実験結果として、運動提示した5分間のうち、最後の1分間の被験者の呼吸ペース・深さを以下の表1に示す。呼吸の深さについては、各被験者の呼吸運動提示無しの条件での結果で正規化したものを表1に示す。
For comparison, the experiment was also performed under the condition that the respiratory
表1に示す結果より、呼吸同調誘導装置10を用いることで、事前に指示を与えずとも、自然に呼吸が同調され、呼吸の深さにも影響を与えることが示された。また、周期の大きな呼吸(ゆっくりした呼吸;長い呼吸周期)については深度が深い方が、また、周期の小さな呼吸(早い呼吸;短い呼吸周期)については深度が浅い方が、同調の度合いが高いことが示された。
From the results shown in Table 1, it was shown that the use of the respiratory
[実施例2]
実施例2は、呼吸同調誘導装置10を用いることで、使用者の心理状態の変化を誘導することにより、使用者の休憩の質を改善する例である。この例では、上述した呼吸同調誘導装置10をタスク間の休憩に用いることによる、使用者Pの生理状態・タスクパフォーマンスの変化について実験を行った。
[Example 2]
The second embodiment is an example of improving the quality of rest of the user by inducing a change in the psychological state of the user by using the breathing tuning inducing
実施例2では、タスク間の休憩に、呼吸同調誘導装置10を用いた場合の、使用者Pの生理状態・タスクパフォーマンスの変化を計測する。これにより、呼吸同調誘導装置10が休憩に及ぼす影響を検証した。本実施例では、健常な大学生を被験者(n=7)として、以下の検証を行った。
In the second embodiment, changes in the physiological state and task performance of the user P are measured when the breathing
まず、1分間の安静後、認知課題の一種である3−back課題を被験者に5分間実施させた。その後、5分間、呼吸同調誘導装置10を被験者に与えて休憩を取らせた。その後に、再度、5分間3−back課題を課し、休憩前後の課題のパフォーマンスの比較を行うとともに、休憩中の生理状態(RR間隔)の比較を行なった。
First, after resting for 1 minute, the subject was made to perform a 3-back task, which is a type of cognitive task, for 5 minutes. After that, the subject was given the breathing
実験は、26℃に調整した個別空間において,外部音が聞こえないようホワイトノイズを流すノイズキャンセリングヘッドホンを装着した状態で行った。被験者には、心電を計測するための電極を装着し、休憩中のR−R間隔(RRI)を計測した。 The experiment was carried out in a separate space adjusted to 26° C. with noise canceling headphones that flow white noise so that external sounds cannot be heard. The subject was equipped with electrodes for measuring electrocardiography, and the RR interval (RRI) during the break was measured.
タスク間の休憩時において、試験対象者には、呼吸同調誘導装置10を着席した状態で呼吸同調誘導装置10を抱きしめるようにして休憩を取るように指示した。休憩中に被験者に提示する呼吸同調誘導装置10の動きの条件としては、実施例1に示した7パタンを実施した(運動周期3パタンx伸縮量2パタン,運動提示なし1パタン)。
During the break between the tasks, the test subject was instructed to take a break by hugging the breathing
結果を以下の表2に記す。RRI各被験者の呼吸運動提示無し条件での結果で正規化した。なお、RRIが大きいほど、呼吸運動の激しさが抑制されてリラックスしている状態になっていることが先行研究により確かめられている。 The results are shown in Table 2 below. The results of the RRI subjects without the presentation of respiratory movements were normalized. It has been confirmed by previous studies that the greater the RRI, the more severe the respiratory movements are and the more relaxed the state becomes.
表2に示す結果から、呼吸同調誘導装置10を用いることで、被験者のストレスにまつわる生理状態を変化させることが確認できた。特に膨縮周期が長く且つ伸縮量が大きい場合、すなわち、ゆったりとした深い呼吸に誘導された場合において、RRI値が良くなったことから、呼吸同調誘導装置10は、休憩の質を高めることができると示された。逆に、短い膨縮周期を提示し、早い吸吸に誘導された場合は、意図的に焦った状況を作り出すことができることも示唆された。
From the results shown in Table 2, it was confirmed that the use of the breathing
加えて図6に、休憩前後の3−back課題の正答率の差(%)を示す。
同図に示す結果から、呼吸同調誘導装置10を休憩時に用いることで、タスクパフォーマンスに影響を与えることが確かめられた。特に、休憩中ゆったりとした呼吸に誘導された場合は、休憩後のタスクパフォーマンスが向上し、早い呼吸に誘導された場合は、休憩後のタスクパフォーマンスが低下することが確かめられた。
In addition, FIG. 6 shows the difference (%) in the correct answer rate of the 3-back task before and after the break.
From the results shown in the figure, it was confirmed that the task performance is affected by using the respiratory
以上の結果より、休憩の質を向上させたい場合は、ゆったりとした深い呼吸に誘導し、訓練等で負荷をかけた身体、生理状態を創出したい場合は、早い呼吸に誘導することが効果的であることが示唆された。 From the above results, it is effective to induce a slow deep breath when you want to improve the quality of the break, and to induce a fast breath when you want to create a body or physiological condition that has been stressed by training etc. It was suggested that.
本発明では、上述した実施形態および実施例に基づき説明したように、クッション様の呼吸同調誘導装置10を用い、膨縮周期と同時に膨縮深度を変化させる。これにより、本発明によれば、上記先行技術文献に開示される呼吸同調誘導技術よりも、簡便に、より深く、また、より早く、使用者の心理状態を無理なく変化させることができる。その結果、短時間の休憩でも、リラックス状態により良く無理なく誘導することができ、使用者は効率的に休憩を取得できる。また、睡眠状態の質を改善できるのである。
In the present invention, as described based on the above-described embodiments and examples, the cushion-like breathing tuning and
また、本発明に係る呼吸同調誘導装置10においては、事前の呼吸同調のための学習が全く無い状況であっても、また、使用者Pの呼吸周期などの生体データをインプット・反映させなくても、ただ単に、使用者Pは、呼吸同調誘導装置10を抱いて安静にしているだけで、自然に呼吸を呼吸同調誘導装置10と同調できることが理解されよう。
Further, in the respiratory
なお、本発明に係る呼吸同調技術は、上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。 It should be noted that the breathing tuning technique according to the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 クッション部
2 固定ベース
3 可動ベース
4 支持ベース
5 モータ
6 ロータリーエンコーダ
7 ピニオン
8 ラック
9 リニアガイド
10 呼吸同調誘導装置
11 支持梁
12、13 カップリング
14 エンコーダ支持台
15 モータ支持台
16 ピニオン支持台
17 ラック支柱
18 筐体(膨縮部)
19 ラック支持梁
20 コントローラ(制御部)
30 膨縮機構(膨縮部)
40 電源
1
19
30 Expansion/contraction mechanism (expansion/contraction part)
40 power
Claims (8)
前記制御部は、前記膨縮部の膨張及び収縮の周期を調整する膨縮周期調整部と、前記膨縮部の膨張及び収縮の深度を調整する膨縮深度調整部と、を有することを特徴とする呼吸同調誘導装置。 An expansion/contraction unit configured to be able to give a tactile sensation due to expansion and contraction to a user and having a variable expansion/contraction cycle and depth, and a control unit for expanding/contracting the expansion/contraction unit. ,
The control unit includes an expansion/contraction cycle adjusting unit that adjusts expansion and contraction cycles of the expansion/contraction unit, and an expansion/contraction depth adjusting unit that adjusts expansion and contraction depths of the expansion/contraction unit. Respiratory tuning guidance device.
当該呼吸同調誘導装置の使用者の呼吸周期を、当該呼吸同調誘導装置の膨張及び収縮の周期と同調させることを特徴とする呼吸同調誘導方法。 Using the respiratory tuning and induction device according to any one of claims 1 to 5,
A respiratory tuning guidance method, characterized in that a respiratory cycle of a user of the respiratory tuning guide apparatus is synchronized with a cycle of expansion and contraction of the respiratory tuning guide apparatus.
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---|---|---|---|
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