JP2505077B2

JP2505077B2 - 生体リズム調整装置

Info

Publication number: JP2505077B2
Application number: JP3153449A
Authority: JP
Inventors: 恵美小山; 智咲子山本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JPH053920A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヒトの生体リズムを望
ましい状態に調整するための生体リズム調整装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】様々な生体現象を時系列的に表現する
と、周期性を示すことが多い。しかも、その多くは自励
的な振動であると考えられており、生体リズムと総称さ
れている。生体リズムはその周期によっていくつかの種
類に分けられ、１年という長いものから数秒という短い
ものまである。人間は明期に覚醒度が向上して活動的と
なり、暗期に覚醒度が低下して休息に入るが、これはサ
ーカディアンリズム（Ｃｉｒｃａｄｉａｎｒｈｙｔｈ
ｍ：約１日を周期とするリズム）と呼ばれる生物時計
（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｌｏｃｋ）によって刻まれ
る生体リズム（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｈｙｔｈｍ）
の１つである。

【０００３】生体リズムのうち、人間の生活に最も関わ
りの深いものは、約１日を周期とするサーカディアンリ
ズムである。人間の代表的なサーカディアンリズムとし
て、体温変動、睡眠覚醒サイクル、ホルモン分泌量変動
などを挙げることができる。その他、心身の活動度、作
業や運動能力、薬品に対する感受性、自律系の機能に至
るまで、人間の生活に付随する生理的現象はサーカディ
アン変動を示すと考えて良い。

【０００４】ヒトのサーカディアンリズムは、深部体温
リズムを中心とするグループと睡眠覚醒サイクルを中心
とするグループとの２系統の振動体群に分かれるのでは
ないかという説が現在のところ有力である。深部体温リ
ズムは明暗周期の影響を受けており、睡眠覚醒サイクル
は社会的同調因子の影響を受けていると言われている。

【０００５】従来、米国特許第４，８５８，６０９号公
報等において、高照度光を用いてサーカディアンリズム
の位相や振幅を変化させる技術が開示されている。例え
ば、外乱の無い条件下で計測した深部体温リズムが得ら
れたとして、その最低点直前の位相で高照度光を照射す
ると、生体リズムの位相が後退し、最低点直後の位相で
の照射ではリズムの位相が前進することが知られてい
る。また、光の照射の仕方によっては、リズムの振幅を
増大又は減衰させることも可能であることが知られてい
る。

【０００６】一方、例えば、特開昭６１−１６２７８６
号公報や特開平２−８８９９５号公報において、起床時
刻の少し前から枕元の照度を徐々に上げて覚醒しやすい
状態を作り出した後、音などの覚醒刺激を与えて、目覚
めを促す技術が開示されている。

【０００７】また、特開平２−１１５７２６号公報にお
いては、自分がどのくらいの光を生活の中で浴びている
かを計測する技術が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の米国特許第４，
８５８，６０９号は「高輝度光マスク」に関する技術で
あり、７，５００〜１２，０００ルクスで５〜６時間の
光照射が必要である。シフト勤務や時差ボケの解消、リ
ズム障害対策などで大幅なリズムのずれを修正するため
には確かに数時間もの光照射が必要かも知れないが、眼
鏡タイプのマスクにしてもスタンドタイプにしても、日
常的手段とは言い難い。実用的なリズム調整装置とする
には、通常の生活を営んでいる人にも利用できる構成
で、リズムにメリハリを付ける手段が必要であると考え
られる。また、シフト勤務の場合でも、ローテーション
が短い場合には急激なリズムシフトは不要であり、勤務
中には頭をすっきりさせる一方で、通常の２４時間周期
の昼間活動する社会生活へすぐに戻れるようにすること
を考えなければならない。また、光以外の刺激の利用も
検討する必要がある。特に、大幅な位相シフトを必要と
しないリズム調整においては、温度刺激や心身の活動度
を上げるような刺激なども有効であると考えられる。一
方、光目覚ましにおいては、睡眠から覚醒への移行はス
ムーズになると考えられるが、覚醒後にリズムを調整す
るという点では、光の照度が不足するという問題があっ
た。また、従来の技術では、生体リズムの情報を有効に
利用していないという問題があった。さらに、従来の技
術では、刺激となる物理量（周囲照度・外気温など）や
行動量（手首の活動度など）を日常生活の中で計測し、
その結果をフィードバックして刺激の量やタイミングを
調整する手段が存在せず、環境の情報が有効に利用され
ていないという問題もあった。

【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、被験者の生体リズ
ム曲線を測定し、評価しながら、適切な刺激を与えるこ
とにより生体リズムを効果的に調整できるようにした生
体リズム調整装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る生体リズム
調整装置にあっては、上記の課題を解決するために、図
１に示すように、生体リズム曲線を測定するための生体
リズム曲線測定手段１と、測定された生体リズム曲線を
評価するための生体リズム曲線評価手段２と、生体リズ
ム曲線の評価結果に応じて生体に刺激を与えて生体リズ
ムを調整する生体リズム調整手段３とから構成されるこ
とを特徴とするものである。なお、生体に与える刺激は
少なくとも光刺激を含むことが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明においては、生体リズム曲線測定手段１
により生体リズム曲線を測定し、この測定された生体リ
ズム曲線を生体リズム曲線評価手段２により評価して、
その評価結果に応じて生体リズム調整手段３により生体
に刺激を与えて生体リズムを調整するようにしたから、
被験者の状態に適合した生体リズムの調整ができるもの
である。

【００１２】

【実施例】図２は本発明に用いる生体リズム曲線測定手
段１の構成を示している。この生体リズム曲線測定手段
１は、検出手段１１として、主センサー部１２と副セン
サー部１３を備えている。主センサー部１２は、深部体
温計測用であり、その主な計測項目は直腸温である。直
腸温の一般的な計測法は、先端にサーミスタを埋め込ん
だプローブを肛門から１０ｃｍ以上挿入し、それが抜け
ないようにテープで固定する方法である。サーミスタの
抵抗値から温度を算出してメモリに記憶する装置が携帯
用体温計として市販されている。ただし、直腸温が測定
困難な場合には、代替計測項目として、鼓膜温あるいは
体幹部中枢温を計測する。また、副センサー部１３は、
外乱計測用であり、その主な計測項目は外気温と照度、
及び身体の活動量である。この検出手段１１による深部
体温計測と外乱計測のタイミングはタイマー手段１４に
より決定される。タイマー手段１４のタイマー時間を任
意に設定可能とすることにより、可変サンプリングを行
うことができる。これにより、体温変動の大きい部分で
はサンプリング周期を短くし、体温変動の小さい部分で
はサンプリング周期を長くすることができ、効率的な計
測データの収集が可能となる。

【００１３】検出手段１１の主センサー部１２と副セン
サー部１３の計測データは、記憶手段１５に時系列的に
記憶される。上述のタイマー手段１４による計測間隔
は、１分〜５分の範囲とすることが好ましいが、計測間
隔は例えば１分程度に短く設定して、隣接する複数個
（例えば５個）の計測データの平均値を演算し、その平
均値を時系列的に記憶するようにしても良い。

【００１４】次に、補正手段１６では、記憶手段１５に
時系列的に記憶された計測データのうち、主センサー部
１２による深部体温の計測データの欠測値を補完し、副
センサー部１３による外乱計測データに基づいて外乱要
素の影響を補正し、さらに、低周波通過フィルタで高周
波ノイズを除去して体温リズム曲線を取り出すものであ
る。推定手段１７は、体温リズムを近似する周期関数曲
線によるカーブフィッティング手段と、前後の点列から
リズム曲線の谷間やピークを推定する手段等を有する。

【００１５】リズム曲線出力手段１８は、リズム曲線の
波形を表示する手段であり、例えば、グラフィック機能
付きのＬＣＤディスプレイにより構成されている。特徴
パラメータ出力手段１９は、体温のリズム曲線の周期・
位相・振幅などの周期関数のパラメータや、その他のリ
ズム曲線の特徴を算出して出力するものである。ここ
で、その他のリズム曲線の特徴としては、例えば、デュ
ーティ比やスペクトル、立ち上がりの傾き、立ち下がり
の傾き、極大値の数、極小値の数などが挙げられる。

【００１６】図３は直腸温の長時間計測例を示してい
る。約３４時間にわたり、直腸温を１分毎にサンプリン
グしたものであり、就寝中は体温が低く、活動中は上昇
している。中途覚醒時には若干の体温上昇が見られる。
また、日常生活による影響で体温リズムのマスキングが
観測され、特に、外出やシャワー利用による体温上昇が
顕著である。この計測例では、１２時から１４時まで被
験者は外気温３０℃以上の町の中を歩いており、顕著な
体温上昇が見られる。１２時の外出時には、ノイズが観
測されている。また、就寝中の体温変動については単相
性になるとは限らず、２晩目の就寝時〜起床時において
は体温変動は極小値が２つ存在する２相性を示してい
る。

【００１７】次に、補正手段１６の詳細な構成を図４に
示し説明する。図３に示すように、直腸温の実測例を見
ると、行動及び外気温の影響があり、他に計測ノイズも
見られる。まず、ノイズ除去手段６１では、周囲の点列
と比較して０．１℃以上離れている孤立点列をノイズと
して除去する。これは、深部体温は急激には変化しない
という性質を利用している。次に、欠測値補完手段６２
では、ノイズとして除去したところ、計測不能だったと
ころを直線補完する。この補完方法としては、直線補完
の他に、スプライン補完を用いても良い。

【００１８】次に、外乱影響補正手段６３では、副セン
サー手段１３による外乱計測データに基づいて、外乱要
素による深部体温の計測データへの影響を除去する。例
えば、外気温が上昇した場合には、深部体温の計測デー
タを下方修正する。また、周囲照度が上昇した場合に
は、外出したと判断できるので、深部体温の計測データ
を下方修正する。さらに、活動度が上昇した場合には、
活動による深部体温の上昇が予想されるので、深部体温
の計測データを下方修正する。ただし、活動量による補
正は、活動量によって深部体温が影響を受けていると考
えられる区間、つまり、起きている時間帯について行
う。また、外気温（寝床内温度も含む）による補正は、
特に、外気温の急激な変化の影響を受けていると考えら
れる時間帯に行うものであり、通常は、覚醒期・睡眠期
を通じて行う。最後に、低域通過フィルタ６４では、外
乱の影響を補正した後の計測データから高周波ノイズを
除去して、図５に例示するような深部体温のリズム曲線
を出力するものである。このリズム曲線では、図３に示
す計測例における１２時から１４時の外出や２１時のシ
ャワーによる体温の一時的な上昇が除去され、約１日を
周期とする非常に滑らかなリズム曲線が得られている。
また、就寝中の体温変動については、１晩目の単相性の
体温変動と、２晩目の２相性の体温変動の特徴は忠実に
抽出されている。

【００１９】次に、推定手段１７では、補正手段１６で
得られた深部体温のリズム曲線から、真の深部体温のリ
ズム曲線を推定するものである。例えば、最小２乗近似
による基準曲線へのカーブフィッティングを行うことが
考えられる。基準曲線としては、三角関数を変形したも
のとして、次式のような関数を用いることができる。ｆ（ｘ）＝Ａ・｛１−（１−ｃｏｓ（２π（ｘ−ｃ）／Ｌ）／４）²｝ここで、Ａは振幅であり、Ｌは２４時間の周期である。
他の基準曲線として、図６に示すように、周期が２４時
間でデューティ比が１：２の矩形波あるいはその角を取
って丸みを付けた曲線を用いても良い。これは、就寝期
と覚醒期の比率が略１：２であることを利用している。
また、図７に示すように、周期が２４時間の三角波ある
いはその角を取って丸みを付けた曲線を用いても良い。
そのほか、個人の数周期分のデータの加算平均により作
成した基準データを用いることもできるが、これは被験
者により異なることは言うまでもない。

【００２０】次に、基準曲線へのカーブフィッティング
以外の方法で、真のリズム曲線を推定する方法を説明す
る。例えば、非線型振動を表現する微分方程式（ファン
デアポール型、ボルテラ型など）を利用して、計測デー
タにフィットするような方程式の係数を求める方法が考
えられる。あるいは、補正手段１６の出力曲線の立ち上
がり・立ち下がり部分のデータ時系列から最低点や最高
点付近の曲線を推定したり、前後の関係から間の曲線を
予測する方法があり、例えば、線形ＡＲ−モデルや線形
ＡＲＭＡ−モデルを利用すれば良い。さらに、補正手段
１６の低周波通過フィルタ６４の出力をそのまま推定曲
線として利用することもできる。この場合、特に睡眠中
の深部体温の最低点を決めるとき、谷間が１つとは限ら
ないが、極小値の中の最小値を取ることにすれば良い。

【００２１】なお、鼓膜温は直腸温と同じような変化を
するので、直腸温の測定が困難な場合には、図８に示す
ようなイヤホン型の鼓膜温センサーにより深部体温を測
定しても良い。イヤホン型の鼓膜温センサーは、赤外線
放射温度計あるいはサーミスタを用いて構成することが
できる。また、カプセル型の温度計が実用化されれば、
体幹部の深部体温を非侵襲的に測定することは容易とな
る。そのほか、対流熱交換方式で皮膚の表面から深部体
温を測定できる装置を使用しても良い。この装置では、
センサーの直径が大きくなるほど、より深部の体温が計
測でき、皮膚表面から約１０ｍｍ深さの体温計測まで可
能である。しかし、この方式ではセンサー部で皮膚を加
熱する必要があり、リズム計測のように長時間使用する
場合には低温やけどの危険性があり、取扱いに注意しな
ければならない。

【００２２】次に、本発明に用いる生体リズム曲線評価
手段２の構成を図９に示す。図中、２１はリズム曲線入
力手段であり、深部体温の計測データや心電計測データ
に基づいて測定された生体リズム曲線のデータを入力す
る。２２は特徴パラメータ入力手段であり、生体リズム
曲線の特徴パラメータを入力する。この特徴パラメータ
としては、例えば、生体リズム曲線の周期、振幅、位相
の３要素のほか、デューティ比、スペクトル、立ち上が
り・立ち下がりの傾き、極小値の数、極大値の数などが
挙げられる。２３は判断手段であり、各入力手段２１，
２２の入力結果に基づいて、生体リズム曲線を評価す
る。評価結果は、出力手段２４により後述の調整目標設
定手段３２に出力される。その評価法には、統計的波形
解析法とパターンマッチング法の２種類がある。

【００２３】まず、統計的波形解析法について説明す
る。生体リズム曲線を統計的に波形解析する方法として
は、（ａ）安定性の評価、（ｂ）滑らかさの評価、
（ｃ）立ち上がりの評価、（ｄ）リズムの３要素の評価
などが考えられる。以下、それぞれの内容について説明
する。

【００２４】（ａ）安定性の評価生体リズム曲線の安定性を評価するには、生体リズム曲
線を数周期分にわたって重ね合わせて、そのばらつきを
演算すれば良い。例えば、図１０は或る１週間の直腸温
の変化を重ね合わせたものであり、図１１は他の１週間
の直腸温の変化を重ね合わせたものである。図１０の例
では、数日分を重ね合わせても測定日による違いは少な
いが、図１１の例では、測定日による違いが大きい。し
たがって、図１０の生体リズム曲線は安定しており、図
１１の生体リズム曲線は不安定であるという評価が可能
となる。また、同時刻での測定日による分散を取れば、
安定性の定量評価が可能となる。本発明者らの実験によ
れば、測定日によるばらつきが各時刻で０．２℃程度ま
での場合には、深部体温（直腸温）による生体リズム曲
線は安定していると評価できることが分かっている。た
だし、これは例示であり、個人差に応じて評価基準は異
なることがある。

【００２５】（ｂ）滑らかさの評価生体リズム曲線の滑らかさを評価するには、生体リズム
曲線を周波数分析し、２４時間の成分に対して、高周波
成分がどの程度含まれているかを計算すれば良い。そし
て、高周波成分が少ないほど、生体リズム曲線は滑らか
であるという評価が可能となる。このような評価手段
は、特定周期（ここでは、約２４時間）の成分に対する
高周波成分の比率をＳ／Ｎ比として求めるものであるか
ら、周知のＳ／Ｎ比評価手段を用いて確実に実現するこ
とができる。

【００２６】（ｃ）立ち上がりの評価生体リズム曲線の立ち上がりを評価するには、生体リズ
ム曲線の立ち上がり部分の直線近似又は回帰直線の傾き
を求めて、その大小を定量的に評価すれば良い。特に、
起床後の生体リズム曲線の立ち上がりについて、その傾
きを定量的に評価することにより、睡眠相から覚醒相へ
の移行のスムーズさを定量的に評価することができる。
例えば、図１２は直腸温の変動を７２時間にわたって記
録したグラフであるが、図中、傾きＡの曲線では立ち上
がりが速く、寝覚めが良いと判断できる。また、傾きＢ
の曲線では立ち上がりが遅く、寝覚めが悪いと評価でき
る。同様に、睡眠前の生体リズム曲線の立ち下がりの傾
きによって、覚醒相から睡眠相への移行のスムーズさを
定量的に評価することができる。

【００２７】（ｄ）リズムの３要素の評価生体リズム曲線の３要素とは、周期・振幅・位相であ
る。これらを評価するには、被験者の生活形態に対する
評価が必要である。例えば、周期が社会生活上の周期に
適合しているかどうかを評価したり、振幅が小さ過ぎな
いかを評価したり、位相が生活パターンに適合している
かどうかを評価するものである。

【００２８】次に、パターンマッチング法について説明
する。生体リズム曲線をパターンマッチング法により評
価する方法としては、（ｉ）テンプレートとのずれを評
価する方法と、（ｉｉ）典型的なリズムパターンに分類
して評価する方法などが考えられる。以下、それぞれの
内容について説明する。

【００２９】（ｉ）テンプレートとのずれを評価する方
法この方法では、テンプレートとなる基準曲線を、被験者
の生活様式（仕事時間など）に合わせて予め登録してお
く必要がある。例えば、被験者が快適であると感じてい
る測定日の深部体温曲線を重ね合わせて得られた生体リ
ズム曲線を理想的な（本人にとって望ましい）リズム曲
線とし、このリズム曲線をテンプレートとして登録す
る。そして、入力された生体リズム曲線とその特徴パラ
メータをテンプレートと比較し、そのずれを最小自乗誤
差などで評価する。このずれが少ないほど、本人の生活
パターンに適合したリズムであるということになる。図
１３は深部体温のテンプレートの一例を示している。図
中、睡眠期間中には体温が最低となる点が含まれてお
り、仕事期間中には体温が高く活性度が高い時間帯が含
まれている。なお、基準曲線として、予め標準的な曲線
を用意しておいて、これを個人差に応じて変形すれば、
テンプレートの登録が容易に行える。

【００３０】（ｉｉ）典型的なリズムパターンに分類し
て評価する方法この方法は、特に睡眠中の生体リズムを評価する場合に
有効である。睡眠中は外界からの刺激が少なく、生体リ
ズム本来の働きを示しやすいのではないかと予想される
が、日常生活において直腸温を計測してみると、同一の
被験者でも生体リズム曲線の形が同じになるとは限らな
い。標準的には、図１４のパターンａのように、睡眠中
のリズム曲線の谷間は１つで、睡眠相の後半に出現する
と考えられている。しかしながら、実際には谷間は１つ
とは限らず、また、その位置も日々変化する。図１４の
パターンｂでは、睡眠相の前半から後半にわたり長い谷
間が出現しており、図１４のパターンｃでは、睡眠相の
前半と後半に計２つの谷間が出現している。さらに、図
１４のパターンｄでは、睡眠相の前半に谷間が出現して
いる。これらのパターンは、昼間の生活や活動量・スト
レスあるいは外気温などの環境変化によって決まるので
はないかと考えられ、谷間が１つのパターンに近いほ
ど、リズムのメリハリが強いという評価ができる。入力
されたリズム曲線が図１４のパターンａ，ｂ，ｃ，ｄの
どれに近いかの判別は、一般的なパターンマッチングの
判別分析手法を用いて確実に実施することができる。例
えば、リズム曲線の特徴パラメータ平面（多次元）上で
の距離を、各パターンの典型例と比較することによって
判別が可能となる。

【００３１】次に、本発明に用いる生体リズム調整手段
３の構成を図１５に示す。図中、３１はリズム曲線入力
手段であり、深部体温の計測データに基づいて測定され
た生体リズム曲線のデータを入力する。このリズム曲線
入力手段３１では、入力されたリズム曲線から周期や位
相、振幅等の特徴パラメータを抽出し、リズム曲線のデ
ータと共に後述の刺激条件決定手段３３に出力する。

【００３２】次に、３２は調整目標設定手段であり、現
在の生活パターンと体調（これは出力手段２４からの評
価結果を利用できる）、並びに希望する生活パターンを
入力し、これらを比較判断することにより、調整目標と
なる生体リズム曲線の特徴パラメータを設定し、後述の
刺激条件決定手段３３に出力する。この調整目標設定手
段２は（ｉ）入力部と、（ｉｉ）比較部と、（ｉｉｉ）
設定部とから構成されている。以下、各部の構成につい
て説明する。

【００３３】（ｉ）入力部について入力部では、現在の生活パターンと体調、並びに希望す
る生活パターンを入力する。現在の生活パターンは、起
床時刻、就寝時刻、入浴時刻等の個人で設定可能な時刻
情報と、勤務あるいは授業あるいは生活上のポイントも
しくはスポーツの時刻等の社会的に決められた時刻情報
で構成される。以下、調整目標の典型的な入力例を３つ
挙げて説明する。まず、１つの入力例として、図１６
のパターンａは、０時〜１時が入浴時間、１時〜７時が
睡眠時間、９時〜１９時が勤務時間とされている。この
現在の生活パターンａにおいて、現在の体調を主観的又
は客観的に入力する。例えば、朝に起きづらい、昼間に
眠いことが多い等の体調を入力する。これは出力手段２
４からの評価結果を用いても良い。次に、希望する生活
パターンとして、例えば、図１６のパターンｂを入力す
る。このパターンｂでは、２３時〜２４時が入浴時間、
０時〜６時が睡眠時間となっており、それぞれ１時間ず
つ前にシフトしている。９時〜１９時の勤務時間は社会
的要因で決められた時刻であるので、シフトされていな
い。この生活パターンｂでは、朝に１時間の余裕を持ち
たいという要求に応えることができる。

【００３４】また、他の入力例として、勤務時間は図
１６のパターンａと同じで、睡眠時間が現在では２２時
〜３時であるものを、希望の生活パターンでは、２３時
〜６時とする例が考えられる。この入力例では、目が
早く覚めてしまって困るという症状の改善に対処するこ
とができる。

【００３５】さらに、別の入力例として、現在の生活
パターンも希望の生活パターンも共に図１６のパターン
ｂと同じであるが、現在の体調が、朝起きづらい、午前
中調子が出ない、という場合も有り得る。この例で
は、朝の起床を楽にするように刺激の条件を決定する必
要がある。なお、上記各入力例，，について、現
在のリズム曲線が図１７に示す通りであったとする。こ
れらのリズム曲線は、リズム曲線入力手段３１から調整
目標設定手段３２に入力されている。

【００３６】（ｉｉ）比較部について比較部では、入力された現在の生活パターン、現在の体
調、希望の生活パターン、並びに、現在のリズム曲線を
比較し、その比較結果に応じて場合分けを行う。例え
ば、図１８に示すように、睡眠時間帯について現在のパ
ターンと希望のパターンの差を計算する。また、現在の
リズム最低点と希望起床時刻との差を計算する。そし
て、各計算結果に応じて、次のような場合分けを行う。
例えば、希望の睡眠時間帯が現在の睡眠時間帯よりも早
く、且つリズム曲線の最低点が希望の起床時刻の１〜２
時間前よりも遅い場合には、上記入力例（生物時計後
退症）に相当すると判断する。また、希望の睡眠時間帯
が現在の睡眠時間帯よりも遅く、且つリズム曲線の最低
点が希望の起床時刻の１〜２時間前よりも早い場合に
は、上記入力例（生物時計前進症）に相当すると判断
する。上記２つ以外の場合には、リズムの振幅を判断
し、上記入力例（生物時計不活性症）に相当すると判
断する。

【００３７】（ｉｉｉ）設定部について設定部では、上記比較部の判断結果に基づいて、調整目
標を設定する。例えば、入力例に相当すると判断され
た場合には、リズムの位相を前進させるように調整目標
を設定する。この場合、リズム曲線の最小値の位相が７
時であり、希望起床時刻は６時であるから、２〜３時間
の位相前進を調整目標として設定する。また、入力例
に相当すると判断された場合には、リズムの位相を後退
させるように調整目標を設定する。この場合、リズム曲
線の最小値の位相が２時であり、希望起床時刻は６時で
あるから、２〜３時間の位相後退を調整目標として設定
する。さらに、入力例に相当すると判断された場合に
は、リズムの振幅を調整目標とする。この場合、リズム
曲線の最小値の位相が４時であり、希望起床時刻は６時
であるから、位相の変更は必要ない。しかし、体調が不
良であることから、リズムの振幅が小さいと判断される
ので、リズムの振幅を大きくすることを調整目標とす
る。

【００３８】次に、図１５の刺激条件決定手段３３につ
いて説明する。ここでは、従来、Ｃ．Ａ．Ｃｚｅｉｓｌ
ｅｒやＲ．Ｅ．ＫｒｏｎａｕｅｒあるいはＭ．Ｅ．Ｊｅ
ｗｅｔｔらの研究による光刺激に対する位相反応曲線を
有効に利用して、刺激のタイミングを決めている。同氏
らの研究によれば、生体リズム曲線の位相調整の場合、
リズム曲線の最小値の位相の±３時間の範囲で光刺激を
与えることが効果的であることが分かっている。また、
リズム曲線の振幅を大きくする場合には、リズム曲線の
最大値付近で光刺激を与えることが効果的であることが
分かっている。

【００３９】例えば、上記の入力例に相当すると判断
された場合、リズム曲線の最小値の位相から４時間後ま
でのタイミングで、強い光を被験者に当てる。そして、
徐々に光を浴びる時間帯を早くする。例えば、初めは９
〜１０時頃に光を当てて、最後には６〜８時頃に光を当
てる。これにより、睡眠相から覚醒相への移行をスムー
ズにするような刺激を与えることができる。

【００４０】また、上記の入力例に相当すると判断さ
れた場合には、リズム曲線の最小値の位相よりも４〜５
時間前までのタイミングで、就寝前に被験者に強い光を
当てる。例えば、２２時頃の光照射が有効である。その
後、朝の適当な時刻に目覚めるようになれば、その後の
刺激は必要ではない。

【００４１】また、上記の入力例に相当すると判断さ
れた場合には、昼過ぎ頃に被験者に強い光を当てる。あ
るいは、昼間に運動をするように被験者に対して指示を
与える。つまり、睡眠相から覚醒相への移行をスムーズ
にするような刺激を与えるものである。

【００４２】次に、図１５の環境情報入力手段３５につ
いて説明する。この環境情報入力手段３５では、刺激と
なる環境の情報として、受光量や気温、活動量などを入
力する。ここで、受光量の情報は人体前面の照度の積算
値として得られ、気温は１日の人体周囲の温度変化とし
て得られ、活動量は体を動かした量として得られる。環
境情報入力手段３５では、これらの情報を入力し、リズ
ムの同調因子として充分な刺激量であるかどうかを判断
する。そして、充分でなければ、刺激量を増やすように
刺激条件決定手段３３に指示を与える。

【００４３】次に、図１５の刺激手段３４について説明
する。この刺激手段３４は、被験者が日常生活を営みな
がら適正な刺激を受けるように構成する。例えば、上記
の入力例に相当すると判断された場合には、光目覚ま
しと高照度光を併用する。光目覚ましは、起床時刻の約
３０分前から枕下の照度や寝室の照度を徐々に上げる。
これにより、朝のリズム曲線の立ち上げを助ける。ま
た、高照度光は起床直後に光目覚ましの照度を数千ルク
スに上げるか、あるいは、洗面台や食堂、朝のオフィ
ス、学校などの照明を非常に明るく設定することにより
実施できる。そのほか、朝に熱めのシャワーを浴びるよ
うに指示を与えることも有効である。このような温熱刺
激もまた、朝のリズム曲線の立ち上げを助ける作用があ
る。

【００４４】また、上記の入力例に相当すると判断さ
れた場合には、就寝前に寝室や読書スタンドの照度を上
げるように照明制御を行う。これにより、生体は夜が遅
く来たと感じることになり、リズム曲線の最小値の位相
が遅れることになる。

【００４５】また、上記の入力例に相当すると判断さ
れた場合には、光目覚ましや朝の熱めのシャワーにより
朝のリズムの立ち上げを助ける。また、調光や空調を生
活パターンと連動させて、朝の光、昼の光、夕方以降の
光、空調等を自然の１日に近い条件で制御する。その
他、地下街の人工太陽や交替勤務の夜勤明けの強い光な
ども刺激手段３４の刺激として利用できる。

【００４６】

【発明の効果】本発明の生体リズム調整装置では、被験
者の生体リズム曲線を測定し、この測定された生体リズ
ム曲線を評価して、その評価結果に応じて生体に刺激を
与えて生体リズムを調整するようにしたから、被験者の
状態に適合した生体リズムの調整が可能になるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に用いる測定手段の詳細な構成を示すブ
ロック図である。

【図３】本発明による直腸温の長時間計測例を示す図で
ある。

【図４】本発明の一実施例に用いる補正手段の詳細な構
成を示すブロック図である。

【図５】本発明による補正手段の出力波形を示す波形図
である。

【図６】本発明に用いる第１の基準曲線の波形図であ
る。

【図７】本発明に用いる第２の基準曲線の波形図であ
る。

【図８】本発明の他の実施例に用いる鼓膜温センサーの
外観を示す斜視図である。

【図９】本発明に用いる評価手段の構成を示すブロック
図である。

【図１０】１週間の直腸温の変化を示す図である。

【図１１】他の１週間の直腸温の変化を示す図である。

【図１２】直腸温の立ち上がりを説明するための図であ
る。

【図１３】本発明に用いる基準曲線を示す波形図であ
る。

【図１４】睡眠中の体温変動曲線の複数のパターンを示
す図である。

【図１５】本発明に用いる調整手段の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１６】本発明に用いる調整目標設定手段の入力例を
示す図である。

【図１７】本発明に用いるリズム曲線入力手段の入力例
を示す波形図である。

【図１８】本発明に用いる調整目標設定手段の比較部の
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１生体リズム曲線測定手段２生体リズム曲線評価手段３生体リズム調整手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｃ 3/00 ３２１ 7368−5ＥＧ０６Ｃ 3/00 ３２１Ｆ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】生体リズム曲線を測定するための生体
リズム曲線測定手段と、測定された生体リズム曲線を評
価するための生体リズム曲線評価手段と、生体リズム曲
線の評価結果に応じて生体に刺激を与えて生体リズムを
調整する生体リズム調整手段とから構成されることを特
徴とする生体リズム調整装置。
【請求項２】生体に与える刺激は少なくとも光刺激
を含むことを特徴とする請求項１記載の生体リズム調整
装置。