JP3054708B1

JP3054708B1 - ストレス計測装置

Info

Publication number: JP3054708B1
Application number: JP11086611A
Authority: JP
Inventors: 広和源野; 恵子石川; 修神原
Original assignee: 工業技術院長
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2000-06-19
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: JP2000237146A

Abstract

【要約】【課題】ストレス計測装置において、精度の高いスト
レス推定値を得る。【解決手段】ストレス計測装置は、ストレス負荷シス
テム１と、人体の複数の生理量を測定する測定器２〜４
と、ストレス計測回路５とを具え、ストレス計測回路５
は、複数の生理量から複数の指標値を導出する指標値導
出部７〜９と、指標値を説明変数、ストレスの主観申告
値を目的変数として、回帰分析を施す単回帰式算出部１
０と、複数の指標について求められた複数の相関係数に
基づいて複数の被験者を群分けした結果が格納されてい
るメモリ１３と、類別された群毎にストレス推定式が格
納されているメモリ１４と、前記単回帰式算出部１０に
よって求められた複数の指標についての複数の相関係数
に基づき、計測対象者が属すべき群を判定する属性群算
出部１２と、判定された群についてのストレス推定式に
当該計測対象者についての複数の指標値を代入するスト
レス算出部１５とを具えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、緊張感や単調感等
のストレスの度合いを定量的に計測するストレス計測装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、人の健康管理や労務管理など
に利用することを目的として、ストレス度を評価するこ
とが行なわれており、例えば、人体の指先等の末梢部の
皮膚温の低下量を測定して、該低下量をもってストレス
度の評価値とすることが知られている。しかし、ストレ
ス負荷による皮膚温の低下量には個人差があって、この
個人差が評価に加味されていないため、評価値の精度が
極めて低い問題があった。

【０００３】そこで、本発明者らは、鼻部皮膚温と額部
皮膚温の温度差がストレス度を正確に表わす指標となり
得ることを見出し、該指標に基づいてストレス度を推定
するストレス計測装置を開発した（例えば特開平９−２
８６７８号、特開平８−２５２２２６号等）。該装置に
よれば、ストレスに関する個人差が加味されて、従来よ
りも精度の高い定量的な評価値が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ス
トレス計測装置によっても、依然としてストレスに関す
る個人差がストレス推定の誤差要因になっており、スト
レス推定精度に改善の余地が残されている。例えば、ス
トレスを受けることによって、そのストレス度に応じて
末梢部の皮膚温と体幹部の皮膚温の差が変化し、ストレ
ス度と皮膚温の間に相関関係が見られるが、その相関の
高さは人によって異なり、相関が高い場合は精度の高い
ストレス度の推定値が得られるが、相関が低い場合は、
ストレス度の推定に誤差が生じる。又、ストレスを受け
たときの皮膚温の敏感性についても、個人差があり、皮
膚温の反応が鈍感な人体を対象として、皮膚温のみに基
づいてストレス度を推定したとしても、精度の高い推定
値は得られない。

【０００５】本発明の目的は、更に精度の高いストレス
推定値を得ることが出来るストレス計測装置を提供する
ことである。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】そこで本発明者らは、複数
の被験者を対象とする種々のストレス負荷実験を行なっ
て、ストレスを受けたときの人体の各種生理量とストレ
ス度の関係を調べた結果、ストレスを受けたときに敏感
に反応する生理量は人によってまちまちであり、１つの
生理量、例えば皮膚温の反応が鈍感な被験者であって
も、心拍数などの他の生理量には比較的敏感な反応が生
じること、並びに、ストレスに敏感な生理量を共通にす
る複数の被験者を１つの群として、被験者を複数の群に
類別することが可能であることを発見し、本発明の完成
に至った。

【０００７】本発明に係るストレス計測装置は、人体に
対してストレスを負荷することが可能なストレス負荷手
段と、ストレス負荷状態にて、人体の複数の生理量を測
定する生理量測定手段と、測定された複数の生理量に必
要な演算処理を施して、受けたストレスの度合いに応じ
て変化すべき複数の指標の値を導出する指標値導出手段
と、各指標毎に、その指標値を説明変数、受けたストレ
スの度合いの主観申告値を目的変数として、回帰分析を
施し、相関係数及び回帰式を求める回帰分析手段と、複
数の指標について求められた複数の相関係数に基づい
て、各指標とストレスの間の相関性が近似している複数
の被験者を１つの群として類別した結果が格納されてい
る群分け結果格納手段と、類別された群毎に、複数の指
標値からストレスを推定するためのストレス推定式が格
納されているストレス推定式格納手段と、ストレス計測
の対象とする人体について、前記回帰分析手段によって
求められた複数の指標についての複数の相関係数に基づ
き、当該人体が属すべき群を判定する群別判定手段と、
群別判定手段によって判定された群についてのストレス
推定式に当該人体についての複数の指標値を代入して、
ストレス度の推定値を算出するストレス推定手段とを具
えている。

【０００８】上記本発明のストレス計測装置を用いてス
トレス度を計測する場合、その準備として先ず、ストレ
ス計測の対象とする人体に対し、ストレス負荷手段を用
いてストレスを負荷する。そして、ストレス負荷状態
で、生理量測定手段によって複数の生理量を測定する。
例えば、生理量としては、人体の末梢部と体幹部の皮膚
温、単位時間当たりの心拍数、瞬目数等を採用すること
が出来る。又、被験者が各ストレス負荷状態で受けた主
観的なストレス度を、被験者に申告させて、主観申告値
を取得する。

【０００９】測定された生理量は、指標値導出手段に送
られて、必要な生理量に対しては必要な演算処理が施さ
れ、複数の指標値が導出される。指標値としては、例え
ば、前記末梢部と体幹部の皮膚温の差、単位時間当たり
の心拍数、単位時間当たりの瞬目数等を採用することが
出来る。

【００１０】又、導出された複数の指標値とストレス度
の主観申告値は、回帰分析手段へ供給されて、指標毎
に、回帰分析が施される。この結果、各指標について、
指標値と主観申告値の関係を表わす回帰式、並びに相関
係数が得られる。複数の指標について得られる複数の相
関係数は、群別判定手段へ送られて、その計測対象者が
属すべき群が判定される。例えば、皮膚温についての相
関係数が大きい計測対象者は、皮膚温についての相関係
数が高い被験者の群に類別すべきものと判定される。

【００１１】その後、その計測対象者が属すべき群につ
いてのストレス推定式に、その計測対象者についての複
数の指標値を代入して、ストレス度の推定値を算出す
る。ここで、その計測対象者が属すべき群についてのス
トレス推定式は、複数の指標値を変数として含んでお
り、その中で、その計測対象者がストレスを受けたとき
に敏感に反応する指標には、大きな係数がかかっている
ので、ストレス度の推定値は、その計測対象者のストレ
スに対する生理反応を反映した精度の高いものとなる。

【００１２】尚、被験者を複数の群に類別するための手
法としては、例えば、複数の被験者を対象として複数の
指標について求められた複数の相関係数にクラスター分
析を施す手法を採用することが出来る。これによって、
客観的な類別が可能となる。この場合、群別判定手段
は、各指標の相関係数を各軸とする複数次元の空間上
に、前記回帰分析手段により求められた複数の相関係数
によって決まる１点をプロットし、該１点と各群に属す
る最も遠い点との距離（ユークリッド距離）が最も短い
群を、当該人体が属すべき群として判定することが可能
である。この方法は、ある１点からの距離が最も短い群
を選ぶ方法として知られており、一般に最遠隣法と呼ば
れているが、その他に最近隣法、ウォード法などの種々
の方法を採用することが出来る。

【００１３】具体的には、ストレス推定式格納手段に格
納されているストレス推定式は、類別された群毎に、回
帰分析手段によって求められた各被験者の各指標につい
ての回帰式に指標値を代入して導出される複数の補正指
標値を説明変数、受けたストレスの度合いの主観申告値
を目的変数として、重回帰分析を施すことによって得ら
れたものであって、ストレス推定手段は、複数の指標値
をそれぞれ補正指標値に変換した上で、ストレス推定式
に代入する。

【００１４】該具体的構成によれば、ストレス推定式に
代入すべき複数の指標値としてそれぞれ、その計測対象
者固有の補正指標値が入力され、該補正指標値は、スト
レスと高い相関を示す指標値については該指標値に大き
な重み付けが施される一方、ストレスと低い相関を示す
指標値については該指標値に小さな重み付けが施されて
いるので、生理反応についての個人差が充分に加味され
た値となる。従って、該補正指標値に基づいて得られる
ストレス度の推定値は精度の高いものとなる。

【００１５】

【発明の効果】本発明に係るストレス計測装置によれ
ば、ストレス度の推定に生理反応の個人差が充分に加味
されて、精度の高いストレス度が得られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。図１は、本発明に
係るストレス計測装置の構成を表わしており、人体に一
過性のストレスを負荷するための一過性ストレス負荷シ
ステム（１）と、ストレス負荷状態での複数の生理量の
変化を測定する計測器である皮膚温計（２）、心電計
（３）及び瞬目計（４）と、これらの計測器によって測
定された生理量に基づいてストレス度を推定するストレ
ス計測回路（５）と、推定されたストレス度を出力する
ためのプリンタ（１６）及びディスプレイ（１７）とか
ら構成されている。

【００１７】一過性ストレス負荷システム（１）は、被
験者に皮膚温計（２）、心電計（３）及び瞬目計（４）
を装着した状態で、例えば画面上で動き回る１点をマウ
ス操作によって追跡するトラッキング作業を用いて、所
定のストレスを被験者に負荷するためのものである。皮
膚温計（２）は、被験者の末梢部の皮膚温（例えば鼻先
部の皮膚温）と体幹部の皮膚温（例えば額部の皮膚温）
を測定するものである。心電計（３）は、被験者の単位
時間当たりの心拍数を測定するものである。又、瞬目計
（４）は、被験者の単位時間当たりの瞬きの回数（瞬目
数）を測定するものである。ストレス計測回路（５）の
具体的構成については、その動作と共に後述する。

【００１８】本発明のストレス計測装置を用いたストレ
ス度の計測においては、前もって、ストレス推定式を導
出するための実験が行なわれる。この場合、複数人（例
えば２０〜４０名程度）の被験者を対象として実験が行
なわれるが、ここでは説明の便宜上、５名の被験者
（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）を対象とした実験について説明
する。

【００１９】各被験者に、一過性ストレス負荷システム
（１）を用いて、図４に示す３セッション〜からな
るトラッキング作業を負荷する。各セッションは、安静
状態（５分間）、ストレス度の主観申告（２分間）、ト
ラッキング作業（１０分間）、及び主観申告（２分間）
から構成されている。尚、第２セッションのトラッキ
ング作業に際しては、ミス１回につき９０秒の作業延長
が実施される旨を教示して、大きな緊張感を与える。但
し、実際には延長は実施しない。又、第３セッション
のトラッキング作業に際しては、トラッキング作業中に
なんらかの緊急事態が発生する可能性がある旨を教示し
て、中程度の緊張感を与える。但し、実際には緊急事態
の発生はない。そして、皮膚温計（２）、心電計（３）
及び瞬目計（４）によって、各状態における被験者の心
拍数、鼻先部と額部の皮膚温、及び瞬目数を測定する。
又、各状態にて、被験者から緊張感の主観申告値（０〜
１００）を取得する。

【００２０】皮膚温計（２）、心電計（３）及び瞬目計
（４）からの測定データはそれぞれ、図１に示すストレ
ス計測回路（５）の皮膚系指標算出部（７）、心臓系指
標算出部（８）、及び瞬目系指標算出部（９）へ供給さ
れる。皮膚系指標算出部（７）は、被験者の鼻先部と額
部の皮膚温の差（以下、単に皮膚温という）を指標値と
して算出する。心臓系指標算出部（８）は、被験者の心
拍数の時間平均値（以下、平均心拍という）を指標値と
して算出する。又、瞬目系指標算出部（９）は、単位時
間当たりの瞬目数（以下、瞬目率という）を指標値とし
て算出する。又、緊張感の主観申告値（以下、単に緊張
感という）は、ストレス計測回路（５）の主観申告値入
力部（６）へ入力される。

【００２１】表１は、各被験者についての実験条件毎の
平均心拍、皮膚温、瞬目率、及び緊張感を表わしてい
る。尚、表中の条件の欄で、“安静：なし”は第１セッ
ションの安静状態、“安静：延長”は第２セッションの
安静状態、“安静：教示”は第３セッションの安静状
態、“作業：なし”は第１セッションの作業状態、“作
業：延長”は第２セッションの作業状態、“作業：教
示”は第３セッションの作業状態を表わしている。

【００２２】

【表１】

【００２３】主観申告値入力部（６）、皮膚系指標算出
部（７）、心臓系指標算出部（８）及び瞬目系指標算出
部（９）から得られる緊張感の主観申告値、皮膚温、平
均心拍、及び瞬目率は、指標毎単回帰式の算出部（１
０）へ供給されて、指標毎に単回帰分析が施される。こ
の結果、各被験者について、指標毎の相関係数ｒ、並び
に１次回帰式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）に含まれる傾きａ及び切
片ｂが求められる。

【００２４】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、被験者Ａの３
つの指標、即ち心拍、皮膚温、及び瞬目率についての単
回帰分析の結果を表わし、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、
被験者Ｂの３つの指標についての単回帰分析の結果を表
わし、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、被験者Ｃの３つの指
標についての単回帰分析の結果を表わし、図８（ａ）
（ｂ）（ｃ）は、被験者Ｄの３つの指標についての単回
帰分析の結果を表わし、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）は、被
験者Ｅの３つの指標についての単回帰分析の結果を表わ
している。各図中に記載した数式は、各被験者ｉ（ｉ＝
１〜５；ｉ＝１は被験者Ａ、ｉ＝２は被験者Ｂ、ｉ＝３
は被験者Ｃ、ｉ＝４は被験者Ｄ、ｉ＝５は被験者Ｅ）の
指標（ｊ＝１〜３；ｊ＝１は平均心拍、ｊ＝２は皮膚
温、ｊ＝３は瞬目率）毎の１次回帰式（ｙ＝ａ_ｉｊ・ｘ
＋ｂ_ｉｊ）を示し、Ｒ^２は、相関係数ｒの自乗値を示し
ている。これらの結果から明らかな様に、被験者によっ
て、ストレスに敏感な指標は異なっており、例えば被験
者Ａについては、ストレスの主観申告値と皮膚温の間の
相関性は低いが、ストレスの主観申告値と瞬目率の間に
は比較的高い相関性が見られ、反応も比較的敏感である
と言える。これに対し、被験者Ｅについては、ストレス
の主観申告値と瞬目率の間の相関性は、被験者Ａよりも
低いが、ストレスの主観申告値と心拍の間に非常に高い
相関性が見られ、反応も敏感である。

【００２５】表２は、各被験者の各指標についての相関
係数ｒ、傾きａ、及び切片ｂを一覧表にまとめたもので
ある。

【表２】

【００２６】上記相関係数ｒには、クラスター分析が施
される。但し、相関係数ｒは、その絶対値が１に近いほ
ど、分布が１に偏ったものとなるため、下記数１で表わ
されるＦｉｓｈｅｒのＺ変換を施す。これによって、相
関係数の分布が近似的に正規分布となる。Ｚ変換の結果
を表３に示す。

【００２７】

【数１】Ｚ＝（１／２）ｌｏｇ_ｅ（（１＋ｒ）／（１−
ｒ））

【００２８】

【表３】

【００２９】クラスター分析は、例えば図１１に示す如
く３つの指標についての相関係数Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を３
軸とする直交座標系の空間において、各被験者の３つの
相関係数で決まる点をプロットした場合に、点相互の距
離が短い被験者どうしを同じグループに取り込んで、被
験者のグループ分けを行なうことによって、全ての被験
者を複数の群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３に類別する処理である。
表３に示すＺ変換の施された相関係数ｒに対してクラス
ター分析を施した結果を図１０に示す。図示の如く、被
験者Ａ及びＢが群１に類別され、被験者Ｃ、Ｄ及びＥが
群２に類別されている。この様にして得られた群分け結
果は、図１に示す群分け結果格納メモリ（１３）に格納
される。尚、群分け結果には、群毎に、その群が上記直
交座標系で占める空間領域を特定するための座標情報が
含まれている。

【００３０】続いて、被験者の群毎に、３つの指標（平
均心拍ｕ、皮膚温ｖ、瞬目率ｗ）を説明変数、ストレス
の主観申告値ｚを目的変数として、重回帰分析を施し、
群毎に下記数２の重回帰式を求める。

【数２】群１：ｚ_１＝α_１ｕ＋β_１ｖ＋γ_１ｗ＋η_１群２：ｚ_２＝α_２ｕ＋β_２ｖ＋γ_２ｗ＋η_２

【００３１】ここで説明変数となる指標としては、数２
で表わされる様に、平均心拍ｕ、皮膚温ｖ及び瞬目率ｗ
をそのまま代入することも可能であるが、ストレス負荷
時の各指標の反応性についての個人差を加味するため
に、指標値に補正を加える。即ち、補正指標値として、
前記単回帰分析によって求められた各被験者ｉの各指標
ｊについての回帰式（ｙ＝ａ_ｉｊ・ｘ＋ｂ_ｉｊ）に指標
値ｕ、ｖ、ｗを代入して得られる下記数３の値を採用
し、該補正指標値ｕ′、ｖ′、ｗ′を説明変数、ストレ
スの主観申告値ｚを目的変数として、新たな重回帰式を
作成する。

【００３２】

【数３】平均心拍：ｕ′＝ａ_ｉｌ・ｕ＋ｂ_ｉｌ皮膚温：ｖ′＝ａ_ｉ２・ｖ＋ｂ_ｉ２瞬目率：ｗ′＝ａ_ｉ３・ｗ＋ｂ_ｉ３

【００３３】これによって、群毎の重回帰式は下記数４
で表わされることになる。

【数４】群１：ｚ_１′＝α_１′ｕ′＋β_１′ｖ′＋γ
_１′ｗ′＋η_１′ 群２：ｚ_２′＝α_２′ｕ′＋β_２′ｖ′＋γ_２′ｗ′
＋η_２′

【００３４】表４は、各群に属する各被験者についての
各指標値ｕ、ｖ、ｗと、各指標について求められた単回
帰式の傾きａ及び切片ｂと、上記数３を適用して求めた
補正指標値ｕ′、ｖ′、ｗ′を表わしている。

【表４】ここで、例えば群２に含まれる被験者Ｅの作業教示の場
合の平均心拍については、次のようにして補正平均心拍
ｕ′が算出される。ｕ′＝ａ_５１・^ｕ＋ｂ_５１＝２．９０１２×８４．８９１−２３７．９８＝８．３０６

【００３５】群１については被験者Ａ及びＢのデータに
基づいて、群２については被験者Ｃ、Ｄ及びＥのデータ
に基づいて、上記数４を用いた重回帰分析を行なった結
果、表５及び表６に示す結果が得られ、下記数５に示す
重回帰式が記述される。

【００３６】

【表５】

【表６】

【００３７】

【数５】群１：ｚ_１＝０．４８５ｕ′＋０．４８２ｖ′
＋０．７８７ｗ′−２６．８３１群２：ｚ_２＝０．８３２ｕ′−０．０４７ｖ′＋０．２
７７ｗ′−２．５７１これらの式から、群１については、補正瞬目率が緊張感
の説明に重要な変数であり、群２については、補正平均
心拍が緊張感の説明に重要な変数であることが分かる。

【００３８】従って、上記数５に示す重回帰式を用い
て、３つの補正指標値からストレス度を推定することが
出来る。これらの重回帰式は、図１に示す群別ストレス
推定式格納メモリ（１４）に格納される。ここで、３つ
の補正指標値、即ち補正平均心拍ｕ′、補正皮膚温ｖ′
及び補正瞬目率ｗ′は上記数３を用いて被験者毎に算出
されるものである。例えば、同じ群に属する複数の被験
者に同じ条件のストレスを負荷した場合において、ある
１つの指標値が同じであったとしても、その指標が敏感
に反応する被験者については、その指標が鈍感な被験者
よりも補正指標値が大きくなって、その指標に関する限
り、ストレス度の推定値は大きくなって、個人差が加味
されることになる。

【００３９】上述の予備実験の後、ストレス計測装置を
用いて実際のストレス度の計測が行なわれる。先ずスト
レス計測の準備として、ストレス計測対象者に最適な群
別ストレス推定式を導出する。図２は、その具体的手続
きを表わしている。

【００４０】ストレス計測対象者に、一過性ストレス負
荷システム（１）を用いて、図４に示す一連のトラッキ
ング作業を負荷する。そして、皮膚温計（２）、心電計
（３）及び瞬目計（４）によって、各状態における被験
者の心拍数、鼻先部と額部の皮膚温、及び瞬目数を測定
する。又、各状態にて、計測対象者から緊張感の主観申
告値（０〜１００）を取得する。

【００４１】皮膚温計（２）、心電計（３）及び瞬目計
（４）からの測定データはそれぞれ、図１に示すストレ
ス計測回路（５）の皮膚系指標算出部（７）、心臓系指
標算出部（８）、及び瞬目系指標算出部（９）へ供給さ
れる。又、緊張感は、ストレス計測回路（５）の主観申
告値入力部（６）へ入力される。

【００４２】ストレス計測回路（５）の指標毎単回帰式
の算出部（１０）は、主観申告値入力部（６）、皮膚系
指標算出部（７）、心臓系指標算出部（８）及び瞬目系
指標算出部（９）から、各指標値、即ち、緊張感の主観
申告値、皮膚温、平均心拍、及び瞬目率を取り込み、安
静中及び作業中における各指標の代表値６点を算出する
（図２のステップＳ１、Ｓ２）。算出された各指標の代
表値は指標毎単回帰式の算出部（１０）へ供給されて、
指標毎に単回帰分析が施される（図２のステップＳ
３）。この結果、計測対象者について、指標毎の相関係
数ｒ、並びに１次回帰式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）に含まれる傾
きａ及び切片ｂが求められる。そして、傾きａ及び切片
ｂは指標毎のストレス推定値の算出部（１１）へ供給さ
れ、相関係数ｒは属性群の算出部（１２）へ供給され
る。

【００４３】属性群の算出部（１２）は、指標毎単回帰
式の算出部（１０）から得られる３つの指標についての
３つの相関係数ｒに基づいて、当該計測対象者を群１に
類別すべきか、群２に類別すべきかを判定する（図２の
ステップＳ４）。この場合、群分け結果格納メモリ（１
３）に格納されている群分け結果が参照され、前述の直
交座標系（図１１参照）に当該計測対象者の３つの相関
係数によって決まる点をプロットしたとき、該点から群
１の存在する空間領域までのユークリッド距離と、該点
から群２の存在する空間領域までのユークリッド距離の
何れが短いかを判断し、距離のより近い方の群を、当該
計測対象者を類別すべき群として判定する。尚、上記空
間領域の距離としては、該点と各群内の中で最大値をと
る点との距離、該点と各群内で最小値をとる点との距
離、該点と各群の重心点との距離などを採用することが
出来る。この判定結果は、群別ストレス推定式格納メモ
リ（１４）へ供給されて、群別ストレス推定式格納メモ
リ（１４）に格納されている２つのストレス推定式（数
４）から、上記判定された群についてのストレス推定式
が選択されて読み出され、群別ストレス算出部（１５）
へ供給される（図２のステップＳ５）。

【００４４】その後、当該ストレス計測対象者の任意時
点でのストレス度が計測される。図３は、その具体的手
続きを表わしている。

【００４５】皮膚温計（２）、心電計（３）及び瞬目計
（４）によって、ストレス計測対象者の心拍数、鼻先部
と額部の皮膚温、及び瞬目数が測定され、測定データは
それぞれ、皮膚系指標算出部（７）、心臓系指標算出部
（８）、及び瞬目系指標算出部（９）へ供給される。ス
トレス計測回路（５）の指標毎単回帰式の算出部（１
０）は、皮膚系指標算出部（７）、心臓系指標算出部
（８）及び瞬目系指標算出部（９）から、各指標値、即
ち、皮膚温、平均心拍、及び瞬目率を取り込む（図３の
ステップＳ１１）。これらの指標値は、指標毎単回帰式
の算出部（１０）を経て、指標毎のストレス推定値の算
出部（１１）へ供給されて、指標毎単回帰式の算出部
（１０）から得られる単回帰式の傾きａ及び切片ｂに基
づいて、上記数３を用いて指標毎のストレス推定値、即
ち補正指標値ｕ′、ｖ′、ｗ′が算出される（図３のス
テップＳ１２）。その結果は群別ストレス算出部（１
５）へ供給される。

【００４６】その後、群別ストレス算出部（１５）は、
群別ストレス推定式格納メモリ（１４）から読み出され
ている当該計測対象者についてのストレス推定式に、ス
トレス推定値算出部（１１）から得られる補正指標値
ｕ′、ｖ′、ｗ′を代入して、ストレス推定値を算出す
る（図３のステップＳ１３）。算出されたストレス推定
値はプリンタ（１６）及び／又はディスプレイ（１７）
へ供給されて、出力される（図３のステップＳ１４）。
最後に計測を終了するかどうかの判断（図３のステップ
Ｓ１５）を経て、計測手続きを終了する。

【００４７】尚、上記実施例では、ストレスの主観量と
して緊張感を採用しているが、緊張感に代えて単調感を
採用することも可能であり、この場合もストレス度の計
測手続きは全く同様である。又、上記実施例では、説明
の便宜上、被験者の人数を５名、指標の数を皮膚温、心
拍数及び瞬目率の３つとしているが、更に多数の被験者
と指標を用いることによって、更に精度の高いストレス
推定式を導出することが出来る。例えば指標としては、
血圧や単位時間当たりの呼吸数等、種々の生理量を追加
することが出来る。又、更に多数の被験者を採用した場
合は、これらの被験者を３以上の群に分別することが出
来、これによって更にストレス度推定の精度を上げるこ
とが可能である。

【００４８】図１２は、被験者数を３０名として、複数
のストレス負荷状態にて本発明のストレス計測装置によ
って算出した緊張ストレスの推定値（０乃至１００）
と、被験者の不安感若しくは緊張感の自己申告値との相
関を表わしたグラフである。ここで３０名の被験者は、
３つの群に類別された。図１３は、群１に含まれる被験
者１９名についての同様のグラフ、図１４は、群２に含
まれる被験者８名についての同様のグラフ、図１５は、
群３に含まれる被験者３名についての同様のグラフであ
る。これらのグラフからも明らかな様に、本発明のスト
レス計測装置によれば、緊張感や不安感に関して、精度
の高いストレス推定値を得ることが出来る。

【００４９】又、図１６は、複数のストレス負荷状態に
て本発明のストレス計測装置によって算出した単調スト
レスの推定値（０乃至１００）と、被験者の嫌悪感若し
くは倦怠感の自己申告値との相関を表わしたグラフであ
る。ここで被験者は、４つの群に類別された。図１７
は、群１に含まれる被験者についての同様のグラフ、図
１８は、群２に含まれる被験者についての同様のグラ
フ、図１９は、群３に含まれる被験者についての同様の
グラフ、図２０は、群４に含まれる被験者についての同
様のグラフである。これらのグラフから明らかな様に、
本発明のストレス計測装置によれば、嫌悪感や不安感に
関して、精度の高いストレス推定値を得ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るストレス計測装置の構成を表わす
ブロック図である。

【図２】群別ストレス推定式の導出手続きを表わすフロ
ーチャートである。

【図３】ストレス推定値の算出手続きを表わすフローチ
ャートである。

【図４】トラッキング作業のタイムチャートである。

【図５】被験者Ａについての指標毎の単回帰分析の結果
を表わすグラフである。

【図６】被験者Ｂについての同様のグラフである。

【図７】被験者Ｃについての同様のグラフである。

【図８】被験者Ｄについての同様のグラフである。

【図９】被験者Ｅについての同様のグラフである。

【図１０】クラスター分析の結果を表わす図である。

【図１１】３つの指標についての相関係数を３軸とする
直交座標系において、複数の被験者を群分けした様子を
表わす図である。

【図１２】被験者全員についての緊張ストレス推定値と
その自己申告値の相関関係を表わすグラフである。

【図１３】群１に属する被験者についての同様のグラフ
である。

【図１４】群２に属する被験者についての同様のグラフ
である。

【図１５】群３に属する被験者についての同様のグラフ
である。

【図１６】被験者全員についての単調ストレス推定値と
その自己申告値の相関関係を表わすグラフである。

【図１７】群１に属する被験者についての同様のグラフ
である。

【図１８】群２に属する被験者についての同様のグラフ
である。

【図１９】群３に属する被験者についての同様のグラフ
である。

【図２０】群４に属する被験者についての同様のグラフ
である。

【符号の説明】

（１）一過性ストレス負荷システム（２）皮膚温計（３）心電計（４）瞬目計（５）ストレス計測回路（１０）指標毎単回帰式の算出部（１１）指標毎のストレス推定値の算出部（１２）属性群の算出部（１３）群分け結果格納メモリ（１４）群別ストレス推定式格納メモリ（１５）群別ストレス算出部（１６）プリンタ（１７）ディスプレイ

フロントページの続き (56)参考文献特開平９−28678（ＪＰ，Ａ) 特開平８−252226（ＪＰ，Ａ) 特開平９−28679（ＪＰ，Ａ) 特開平４−338460（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/00 A61B 10/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】人体が受けたストレスの度合いを計測す
るストレス計測装置において、人体に対してストレスを負荷するためのストレス負荷手
段と、ストレス負荷状態にて、人体の複数の生理量を測定する
生理量測定手段と、測定された複数の生理量に必要な演算処理を施して、受
けたストレスの度合いに応じて変化すべき複数の指標の
値を導出する指標値導出手段と、各指標毎に、その指標値を説明変数、受けたストレスの
度合いの主観申告値を目的変数として、回帰分析を施
し、相関係数及び回帰式を求める回帰分析手段と、複数の指標について求められた複数の相関係数に基づい
て、各指標とストレスの間の相関性が近似している複数
の被験者を１つの群として類別した結果が格納されてい
る群分け結果格納手段と、類別された群毎に、複数の指標値からストレスを推定す
るためのストレス推定式が格納されているストレス推定
式格納手段と、ストレス計測の対象とする人体について、前記回帰分析
手段によって求められた複数の指標についての複数の相
関係数に基づき、当該人体が属すべき群を判定する群別
判定手段と、群別判定手段によって判定された群についてのストレス
推定式に当該人体についての複数の指標値を代入して、
ストレス度の推定値を算出するストレス推定手段とを具
えたことを特徴とするストレス計測装置。
【請求項２】ストレス推定式格納手段に格納されてい
るストレス推定式は、類別された群毎に、回帰分析手段
によって求められた各被験者の各指標についての回帰式
に指標値を代入して導出される複数の補正指標値を説明
変数、受けたストレスの度合いの主観申告値を目的変数
として、重回帰分析を施すことによって得られたもので
あって、ストレス推定手段は、複数の指標値をそれぞれ
補正指標値に変換した上で、ストレス推定式に代入する
請求項１に記載のストレス計測装置。
【請求項３】群分け結果格納手段には、複数の被験者
を対象として複数の指標について求められた複数の相関
係数にクラスター分析を施して、被験者を複数の群に類
別した結果が格納されている請求項１又は請求項２に記
載のストレス計測装置。
【請求項４】群別判定手段は、各指標の相関係数を各
軸とする複数次元の空間上に、前記回帰分析手段により
求められた複数の相関係数によって決まる点をプロット
したとき、該点からの距離が最も短い群を、当該人体が
属すべき群として判定する請求項３に記載のストレス計
測装置。
【請求項５】生理量測定手段が測定すべき複数の生理
量は、人体の末梢部と体幹部の皮膚温、単位時間当たり
の心拍数及び瞬目数を含み、指標値導出手段は、前記末
梢部と体幹部の皮膚温の差、単位時間当たりの心拍数及
び瞬目数を指標値として出力する請求項１乃至請求項４
の何れかに記載のストレス計測装置。