JP4179968B2

JP4179968B2 - リラックス感評価用瞳孔対光反応計測具

Info

Publication number: JP4179968B2
Application number: JP2003383325A
Authority: JP
Inventors: 義直永嶋; 秀敏左達; 幸博矢田
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2023-11-13
Also published as: JP2005143684A; WO2005046464A1

Description

本発明は、瞳孔対光反応を追跡してリラックス感を評価する際に用いるリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具に関する。

瞳孔は、網膜視神経にはじまる求心路をもち、自律神経を主たる遠心路とする虹彩筋によって囲まれる空間であり、中枢神経はもとより脳神経、自律神経に関する情報を提供することが可能である。瞳孔に関する研究にはめざましいものがあり、基礎研究の面では対光反応経路の見直しによる他の神経系との関連性や、大脳、小脳との関連性等に新たな知見を得ており、また臨床研究の面では、視覚入力の他覚的評価の手段や各種神経疾患の病態解明手段等として研究の範囲が拡げられている。

また、瞳孔検査の代表的な方法として、赤外線Pupillogramの原理に基づく瞳孔検査が知られている。赤外線Pupillogramの原理は、ヒト網膜は赤外線に対して感受性がないため、赤外線を照射することによって網膜に入射する赤外光が可視光の光量調節機構である対光反応に影響を与えることはないことから、可視光による瞳孔の大きさの変化は、目に赤外線を照射することによって虹彩より反射している反射光量の変化として光電素子によって検出するか、或いはテレビカメラによって瞳孔面積変化を記録し、その画面から瞳孔面積に比例したアナログ電気信号として連続的に記録することができるという原理である。

そして、赤外線Pupillogramの原理に基づいて対光反応による瞳孔運動を分析して、対象者の神経障害や意識障害を臨床的に判定できるようにした装置が開発されており（例えば、特許文献１、特許文献２参照）、これらの装置によれば、例えば対光反応潜時の延長、縮瞳量の低下、縮瞳率の低下等を介して入力系（主に視神経）障害が判定され、副交感神経系が縮瞳相に、交感神経系が散瞳相に各々反映されることを介して、出力系（交感・副交感）障害が判定されている。
特開平７−１６３５２２号公報特開平７−１７１１０４号公報

一方、現代社会におけるさまざまなストレス要因から、近年、健常者であっても、多くの人々がストレスによる悩みを抱えており、このようなストレスの程度を客観的に評価できるようにすることにより、例えば運動やアロマテラピー等によるストレス解消方法を日常生活に適宜取り入れ、リラックス感が得られるようにして、日々の健康の維持増進をさらに効果的に図るようにすることが望まれている。ここで、肉体的・精神的なストレスを受けた場合、副交感神経と交感神経の働きのバランスが崩れて自律神経系に失調が生じると、精神の亢進状態が引き起こされ、速やかな入眠や、十分な睡眠が妨げられることが一般的に知られている。また、これらのストレスを緩和させてリラックス感を得るには、副交感神経の働きを交感神経の働きよりも相対的に優位にすると効果的であることも知られている。

したがって、ストレスやリラックスの程度を客観的且つ適切に評価するには、副交感神経が優位な状態にあるか、交感神経が優位な状態にあるかを判定する方法を採用することが考えられ、このような副交感神経が優位な状態や交感神経が優位な状態を検査する方法として、上述の赤外線Pupillogramの原理に基づいて対光反応による瞳孔運動を分析する装置を用いることが可能である。

しかしながら、上述の赤外線Pupillogramの原理に基づく瞳孔対光反応検査装置によれば、当該検査装置は、対象者の神経障害や意識障害を臨床的に判定できるようにした装置であって、一般の健常者が、日々の健康管理を目的として、ストレスやリラックスの程度を知るために手軽に用いる検査器具としては不適当である。すなわち、従来の瞳孔対光反応検査装置は、神経障害や意識障害を調べるために臨床的に用いるものであったため、図７に示すように、例えば２００〜５００ｇ程度の相当の重量を有する大掛りな装置となり、これをリラックス感の評価用に用いる場合には、顔に装着した際に、例えばその重量によって前方に倒れるような荷重が負荷されて、これを支持するために首に余分な力を入れたり、前方から手で押さえ付けるような動作が必要となるため、このような動作が却ってストレスとして表れてリラックス感に影響を与えることになり、ストレスやリラックスの程度を客観的に精度良く評価することが困難になる場合がある。

また、上述の赤外線Pupillogramの原理に基づく瞳孔対光反応検査装置によれば、瞳孔に可視光を照射するための刺激光は、Open loop方式では、光源と眼球との間に凸レンズを置くことにより、凸レンズによって眼前で一度光を収束させて、縮瞳時の瞳孔径よりも小さく絞ってから眼球内に一定量の刺激として入射させるものであるが、被験者の顔面形状の相違によって、或いは光源と瞳孔間の相対的位置関係が測定時毎に異なってしまうことによって、光照射位置がずれる恐れがあり、したがって光源からの照射光量が一定であっても、各被験者毎に、或いは同一被験者であっても測定時毎に瞳孔への入射光量が変わってしまい、ストレスやリラックスの程度を客観的に精度良く評価することが困難になる場合がある。

本発明は、例えば一般の健常者が手軽に用いることができると共に、ストレスやリラックスの程度を客観的に精度良く容易に評価することのできるリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具を提供することを目的とする。

本発明は、瞳孔対光反応を追跡してリラックス感を評価する際に用いるリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具であって、目の部分を覆って顔に装着される立体マスク部と、少なくとも一方の目の眼球と対向するように前記立体マスク部に取り付けられる瞳孔撮像手段及び光刺激手段と、前記瞳孔撮像手段及び前記光刺激手段と接続してこれらを制御すると共に、前記瞳孔撮像手段から送られる撮像を記録し、該撮像に基づいて瞳孔の縮瞳及び散瞳に関する演算解析を行う制御解析手段とを備えており、且つ前記立体マスク部の前記瞳孔撮像手段及び前記光刺激手段を含んだ装着時の重量が、３０〜１２０ｇであるリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明において、立体マスク部は、内部が中空となった立体形状を有するマスクであって、目の部分を覆って顔に装着された際に、当該立体マスク部に取り付けられた瞳孔撮像手段及び光刺激手段を、目の眼球から所定の間隔を置いて離れた位置に保持できる程度の保形剛性を有するものであり、例えばゴーグルタイプのマスクを用いることができる。

本発明のリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具によれば、例えば一般の健常者が手軽に用いることができると共に、ストレスやリラックスの程度を客観的に精度良く容易に評価することができる。

本発明の好ましい一実施形態に係るリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具１０は、瞳孔対光反応を追跡してリラックス感を評価する際に用いる対光反応計測具であって、図１及び図２に示すように、目の部分を覆って顔に装着される立体マスク部１１と、少なくとも一方の目の眼球と対向するように立体マスク部１１に取り付けられる瞳孔撮像手段１２及び光刺激手段１３と、瞳孔撮像手段１２及び光刺激手段１３と接続してこれらを制御すると共に、瞳孔撮像手段１２から送られる撮像を記録し、該撮像に基づいて瞳孔の縮瞳及び散瞳に関する演算解析を行う制御解析手段１４（図３参照）とを備えており、且つ立体マスク部１１の瞳孔撮像手段１２及び光刺激手段１３を含んだ装着時の重量が、３０〜１２０ｇとなっている。

また、本実施形態によれば、瞳孔撮像手段１２は、赤外線ＣＣＤカメラ１５と赤外線照明用発光ダイオード１７とからなり、光刺激手段１３は、複数の可視光発光ダイオード１８を光散乱板１９で覆って構成されている。

さらに、本実施形態によれば、瞳孔撮像手段１２及び光刺激手段１３は一方の目の眼球と対向するように配置されており、立体マスク部１１の内側面には、他方の目の眼球と対向するように固視灯用発光ダイオード２０が設けられている。

本実施形態の瞳孔対光反応計測具１０を構成する立体マスク部１１は、不投光性の材料によって形成されたゴーグルタイプの２パーツ型のマスクであって、各パーツによって目の部分を各々覆った状態で装着ベルト２１を介して顔に装着された際に、周縁部が顔の肌と密着して中空の内部に外部から光が侵入するのを遮断して暗視状態にすると共に、光刺激手段１３の発光に伴った瞳孔対光反応の追跡を効果的に行うことを可能にするものである。これにより、暗順応のための暗室を必要としない。

瞳孔撮像手段１２は、赤外線ＣＣＤカメラ１５と赤外線照明用発光ダイオード１７とからなるものであり、赤外線ＣＣＤカメラ１５は、その本体部分を立体マスク部１１の外側に突出配置すると共に、そのレンズ部１６を、立体マスク部１１の内側面に配設された円環帯板形状の光散乱板１９の中央の穴部分２２に臨ませた状態で、立体マスク部１１の一方のパーツに取り付けられている。また赤外線照明用発光ダイオード１７は、中央の穴部分２２を挟んだ直径方向の両側に位置して、円環帯板形状の光散乱板１８に一対取り付けられている。そして、赤外線ＣＣＤカメラ１５は、例えば３０〜６０Ｈｚ程度の周波数と、１フレーム当たり０．０１７〜０．０３３ｍｓ程度のサンプリング性能を備えており、制御解析手段１４により制御されて瞳孔を連続撮影すると共に、得られた撮像を制御解析手段１４に送信するようになっている。

光刺激手段１３は、例えば８個の可視光発光ダイオード１８と光散乱板１９とからなるものであり、８個の可視光発光ダイオード１８は、各々、例えば７〜１３μW程度の発光強度を有しており、円環帯板形状の光散乱板１９に、これの周方向に４５度の等角度間隔をおいて配設されると共に、光散乱板１９によって覆われるようにして当該光散乱板１９に埋設設置されている。また可視光発光ダイオード１８は、制御解析手段１４からの制御によって例えば０．１〜２秒程度の所定の点灯時間、及び例えば１０〜６０秒程度の所定の点灯間隔で、可視光を発光することができるようになっている。

可視光発光ダイオード１８を覆って配置される光散乱板１９は、例えばアクリル樹脂等からなり、内径３〜１４ｍｍ、外径２５〜４５ｍｍ、厚さ０．５〜５ｍｍ程度の大きさの円環帯板形状に加工形成されたものである。光散乱板１９は、可視光発光ダイオード１８と眼球との間に介在して立体マスク部１１の内側面に取り付けられることにより、可視光発光ダイオード１８から出力される光線の束を、光散乱板１９に対して反射、屈折を繰り返させた後に結像させて共心光線の束とすることを可能にし、これによって光刺激手段１３を、面発光型の素子として機能させるものである。

また、光散乱板１９によって光刺激手段１３による発光面積（輝点）を大きくして、瞳孔への照射光量を均一化することが可能になるため、例えば被験者の顔面形状の相違や、同一被験者による異なる測定機会によって、光刺激手段１３と瞳孔間の距離のバラツキによる身体的個人差や相対的位置ずれが生じても、大きな輝点によってこのようなバラツキや位置ずれを吸収することにより、照射光量の均一化による精度の良いリラックス感の評価が可能になる。

なお、可視光発光ダイオード１８と光散乱板１９とからなる光刺激手段１９は、目の眼球と１３〜３５ｍｍの間隔をおいて配置されるようにすることが好ましい。光刺激手段１９を目の眼球と１３〜３５ｍｍの間隔をおいて配置することにより、個人間に瞳孔の大きさの違いがある場合や、瞳孔が動いて安定しない場合でも、赤外線ＣＣＤカメラが捕らえる映像の範囲に瞳孔の画像が収まることになって、効果的な計測を行うことが可能になる。

瞳孔撮像手段１２や光刺激手段１３を制御すると共に、瞳孔撮像手段１２による撮像に基づいて瞳孔の縮瞳及び散瞳に関する演算解析を行う制御解析手段１４は、図３に示すように、例えば、コンピュータの制御装置と演算装置とを合わせた中央処理装置（ＣＰＵ）、光の点灯時間や光強度の制御を行う光刺激コントロール回路、赤外線ＣＣＤカメラからのビデオ信号を取り込む画像ボード、瞳孔画像、瞳孔の２値化画像、及び解析パラメータのチャートを表示する表示装置（ＣＲＴ）、瞳孔の動画像、瞳孔直径（Ｚ値）、及びトリガー信号を記録するデータ記録装置等を備えている。制御解析手段１４は、各種の配線２３（図１，図２参照）を介して、瞳孔撮像手段１２を構成する赤外線ＣＣＤカメラ１５や赤外線照明用発光ダイオード１７、光刺激手段１３を構成する可視光発光ダイオード１８、或いは後述する固視灯用発光ダイオード２０等と接続しており、これらを制御すると共に、瞳孔撮像手段１２から送られる撮像を記録し、この撮像に基づいて、公知の各種の演算解析方法に従って瞳孔の縮瞳及び散瞳に関する演算解析を行うようになっている。また必要に応じて撮像や解析結果を表示装置に表示するようになっている。

なお、本実施形態によれば、図４を参照して、解析パラメータとして例えば初期状態の瞳孔直径値（Ｄ1：mm）、光刺激後の変化瞳孔直径値（Ｄ2：mm）、縮瞳率（ＣＲ：Ｄ2／Ｄ1）、瞳孔が最小になるまでに要した時間（Ｔ1：msec）、瞳孔が最小から散瞳して、最小値の６３％まで回復するのに要した時間（Ｔ2：msec）、縮瞳速度（ＶＣ：mm/sec）、縮瞳加速度（ＡＣ：mm/sec²）、散瞳速度（ＶＤ：mm/sec）等が、制御解析手段１４によって演算解析されることになる。
瞳孔対光反応のパラメータは、ピクセル単位とすると絶対値化ができないため、縮瞳率は求められるが他のパラメータには応用できず、よって、計測結果が個人内のデータ比較の利用のみに限定されてしまう。一方、絶対値較正器により瞳孔径をmm単位で表すことにより、他の有用なパラメータ（VC、VD等）を利用できることになる。また、瞳孔径の簡易絶対値較正には、個体差の少ない虹彩径を定数と見なし、その値を11 mmとして比例計算により求めることもできる。
縮瞳率CRは、呈示する刺激の種類によっては、同じ自律神経活動に作用するものであっても、D1とD2のバランスにより一定の傾向を示さないことがあるため、刺激の種類によって解釈の異なる場合が考えられる。よって、D1、D2及びCRに加えて、VC、VD等のパラメータを用いることが有用性の点から好ましい。
また、瞳孔を直径ではなく面積で求める場合もある。これは、面積のほうが、瞳孔の大きさを精度よく捉えることができるとの点からである。しかし、瞳孔が睫毛で遮られたり、瞼が完全に開いていない等の場合には誤差の原因となるため、直径を用いることが好ましい。

そして、本実施形態のリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具１０によれば、瞳孔撮像手段１２、光刺激手段１３、固視灯用発光ダイオード２０、配線２３等を含んだ装着時の立体マスク部１１の重量が、３０〜１２０ｇ、好ましくは３０〜８０ｇとなっている。当該範囲とすることにより、例えばベルトを介して顔面にゴーグルを容易に固定することが可能になり、手でゴーグルを支えながら計測したり、首に余分な荷重がかかることによる測定結果への影響を効果的に回避できるという利点が得られることになる。

また、本実施形態によれば、他方の目の眼球（非測定眼）と対向するように立体マスク部１１の他方のパーツの内側面に取り付けられる固視灯用発光ダイオード２０は、可視光を点灯して他方の目により注視させることによって、例えば計測対象となる一方の目の眼球（測定眼）の縮瞳による影響を除去し、測定眼を安定させるために設けられるもので、例えば４９０〜７７０ｎｍ程度の波長を有している。

本実施形態のリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具１０を用いてリラックス感を評価するには、各パーツによって両目を覆うようにして立体マスク部１１を顔に装着し、例えば９０秒間待って暗順応させた後に、基準時間を２０秒間とり、制御解析手段１４の制御によって、例えば点灯時間を０．２５秒、点灯間隔を２０秒間とした光刺激を、光刺激手段１３を介して５回行う。この間、瞳孔撮像手段１２による瞳孔の撮像を例えば０．０１７ｍｓの間隔で連続して行うと共に、５回目の点灯後、１０秒間で撮像を終了する。また撮影された撮像を逐次制御解析手段１４に送って演算解析を行い、各種の解析パラメータを算出して、ストレスやリラックスの程度を評価する。

すなわち、リラックスを感じている状態では、副交感神経の働きが交感神経の働きよりも相対的に優位になることが知られており、このような副交感神経優位の状態では、縮瞳が観察されると共に速度因子が抑制され、縮瞳時間（Ｔ1）の増加、縮瞳速度（ＶＣ）の低下、縮瞳加速度（ＡＣ）の低下等の解析パラメータの変化が表れ、一方、交感神経抑制の状態では、散瞳相の抑制と縮瞳相の賦活化を認めることから、これらの解析パラメータの変化を追跡することにより、リラックスの程度を客観的且つ適切に評価することが可能になる。

また、ストレスを感じている状態では、交感神経の働きが副交感神経の働きよりも相対的に優位になることが知られており、このような交感神経優位の状態では、散瞳相が亢進し、散瞳時間（Ｔ2）の短縮、散瞳速度（ＶＤ）の増大等の解析パラメータの変化が表れ、一方、副交感神経抑制の状態では、散瞳し、縮瞳相の抑制と散瞳相の著しい賦活化を認めることから、これらの解析パラメータの変化を追跡することにより、ストレスの程度を客観的且つ適切に評価することが可能になる。

そして、本実施形態のリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具１０によれば、例えば一般の健常者が手軽に用いてストレスやリラックスの程度を容易に知ることができると共に、ストレスやリラックスの程度を客観的に精度良く容易に評価することができる。すなわち、本実施形態によれば、目の部分を覆って顔に装着されるゴーグルタイプの立体マスク部１１と、立体マスク部に取り付けられる瞳孔撮像手段１２及び光刺激手段１３と、これらを制御すると共に、得られた撮像に基づいて瞳孔の縮瞳及び散瞳に関する演算解析を行う制御解析手段とからなり、立体マスク部は、装着時の重量が３０〜１２０ｇ程度の軽量且つコンパクトな構造となっていることから、取り扱いが容易であり、当該立体マスク部１１を簡易な動作でスムーズに着脱しつつ、例えば立ったまま、或いは座ったままの状態で手軽にリラックス感を評価することが可能になる。

また、本実施形態によれば、立体マスク部は、装着時の重量が３０〜１２０ｇ程度の軽量となっていることから、これを顔に装着した状態においても、被験者は装着による余分なストレスを感じることがなく、したがってストレスやリラックスの程度を客観的に精度良く容易に評価することが可能になる。

さらに、本実施形態によれば、光刺激手段１３は、可視光発光ダイオード１８を光散乱板１９で覆って構成されており、発光面積（輝点）を大きくして、瞳孔への照射光量を均一化することができるので、被験者の顔面形状の相違や同一被験者による異なる測定機会に伴って、光刺激手段１３と瞳孔間の距離のバラツキによる身体的個人差や相対的位置ずれが生じても、大きな輝点によってこのようなバラツキや位置ずれを効果的に吸収することにより、ストレスやリラックスの程度をさらに客観的に精度良く評価することが可能になる。

さらにまた、本実施形態によれば、暗順応させるための時間を９０秒程度の短い時間としても、その後の瞳孔対光反応の追跡を適切に行うことが可能であり、暗順応させるための時間として例えば１５分程度の相当の時間を要していた従来の瞳孔対光反応検査装置と比較して、暗視状態の中で被験者に眠気を生じさせる恐れがなく、このような眠気による瞳孔対光反応への影響を効果的に回避することが可能になる。また、計測時間を、例えば点灯時間を０．２５秒、点灯間隔を２０秒間として大幅に短縮することにより、計測時間が長時間になることによるストレスの発生を効果的に回避することが可能になる。したがって、これらによってさらに客観的に精度良くストレスやリラックスの程度を評価することが可能になる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、瞳孔撮像手段は、赤外線ＣＣＤカメラと赤外線照明用発光ダイオードとからなるものである必要は必ずしもなく、光刺激手段は、複数の可視光発光ダイオードを光散乱板で覆って構成されるものである必要は必ずしもない。また瞳孔撮像手段及び光刺激手段や固視灯用発光ダイオードは、両方の目の眼球と対向するように立体マスク部に各一対設けて、例えば両方の目を同時に計測できるようにすることもできる。さらに、例えば１〜５ｌｕｘ程度の暗室又は準暗室内で計測を行うことができる場合には、瞳孔撮像手段及び光刺激手段を対向させない非測定眼の部分の立体マスク部をオープンにし、例えば５ｍ程度の距離に設けた固視点を遠見固視させて、測定眼を安定させながら計測を行うようにすることもできる。

さらにまた、光刺激手段を構成する可視光発光ダイオードの数は８個に限定されることなく任意であり、光散乱板は円環帯板形状のものである必要は必ずしもない。

本発明のリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具を用いることにより、心電図（胸部V5誘導）R-R間隔変動スペクトル解析によるリラックス感の評価に対応する精度の良いリラックス感の評価結果が得られることを裏付ける実証試験を、実施例として説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

〔実施例１〕
３０代の健常女性２０名を２群に分け、A群１０名は、始めに白色雑音を聞かせ、次に小川のせせらぎの音を聞かせた。一方B群１０名は、始めに小川のせせらぎの音を聞かせ、次に白色雑音を聞かせた。音を聞く順番を変えることにより、群間でカウンターバランスをとった。その時の生理状態について、上記実施形態と同様の構成を有するリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具を用いた瞳孔対光反応試験、及び心電図（胸部V5誘導）R-R間隔変動スペクトル解析を行った。
まず、温度２３℃、相対湿度５０％の一定環境下で、心電図の電極を装着し、連続モニタリングを開始した。電極装着後１５分間環境馴化させた後、本発明品であるゴーグルタイプのリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具（重量８０ｇ）を顔面に装着し、１分３０秒間の暗順応後、２０秒間のインターバルで０．２５秒間の光刺激を５回行った。瞳孔対光反応後ゴーグルを外し、１５分間、A群は白色雑音を聞かせ、B群は小川のせせらぎの音を聞かせた。次いで、再びゴーグルを顔面に装着し、１分３０秒間の暗順応後に、前記と同様の瞳孔対光反応試験を行った。ここで、各音による影響をWash Outする目的で、１５分間、安静状態を保った後、更に、１５分間、A群は小川のせせらぎの音を聞かせ、B群は白色雑音を聞かせた。最後に、再びゴーグルを顔面に装着し、１分３０秒間の暗順応後に、前記と同様の瞳孔対光反応試験を行った。結果を図８（ａ）に示す。また心電図R-R間隔変動スペクトル解析による解析結果を図８（ｂ），（ｃ）に示す。

図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す結果によれば、瞳孔対光反応試験から得られた縮瞳速度（VC）および心電図R-R間隔変動スペクトル解析から得られたHF、LF/HFをそれぞれ変動要因とする一元配置分散分析法（One factor ANOVA）を行った結果、有意な差が認められ（HF：p<0.05、その他：p<0.0001）たので、更に多重比較検定（Post-hoc test）として、Tukey-Kramer法による解析を行った。A群およびB群では、環境順化後と比較し、白色雑音を聞いた後では縮瞳速度（VC）に有意な差は認められなかった。また、心電図R-R間隔および変動スペクトル解析によるHF及びLF/HFも有意な差は認められなかった。一方、小川のせせらぎの音を聞かせた後では、環境順化後と比較し、縮瞳速度（VC）に有意な増加（p<0.01）が認められた。更に、心電図R-R間隔変動スペクトル解析によるHFが増加傾向を示し、LF/HFに有意な減少（p<0.01）が認められた。また、白色雑音を聞いた後と比較しても、小川のせせらぎの音を聞かせた後では、縮瞳速度（VC）に有意な増加（p<0.01）が認められた。更に、心電図R-R間隔変動スペクトル解析によるHFが増加傾向を示し、LF/HFに有意な減少（p<0.01）が認められた。なお、ここでLFとは、心電図の高速フーリエ変換により、０．０３〜０．１２Hzの振幅を積分した低周波数成分をいい、HFとは、０．１２〜０．５Hzの振幅を積分した高周波数成分をいう。

〔比較例１〕
実施例１と同じ被験者に対し、本発明品であるゴーグルタイプのリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具に替えて、市販の瞳孔対光反応計測具（浜松ホトニクス株式会社製、イリスコーダ C7364）（重量５００ｇ）を用いたこと以外は、実施例１と同様の条件及び方法にて試験を行った。結果を図９（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。

図９（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す結果によれば、実施例１と同様に一元配置分散分析法（One factor ANOVA）を行った結果、有意な差が認められ（LF/HF：p<0.0001）たので、更に多重比較検定（Post-hoc test）として、Tukey-Kramer法による解析を行った。A群およびB群では、環境順化後と比較し、白色雑音を聞いた後では縮瞳速度（VC）に有意な差は認められなかった。また、心電図R-R間隔変動スペクトル解析によるHF及びLF/HFも有意な差は認められなかった。一方、小川のせせらぎの音を聞かせた後では、環境順化後と比較し、縮瞳速度（VC）に増加傾向が認められたが、個人間のバラツキが大きく有意な差は認められなかった。更に、心電図R-R間隔変動スペクトル解析によるHFは、増加傾向を示し、LF/HFに有意な減少（p<0.01）が認められた。また、白色雑音を聞いた後と比較しても、小川のせせらぎの音を聞かせた後では、縮瞳速度（VC）に増加傾向が認められたが、個人間のバラツキが大きく有意な差は認められなかった。更に、心電図R-R間隔変動スペクトル解析によるHFは、増加傾向を示し、LF/HFに有意な減少（p<0.01）が認められた。
更に、実施例１と比較例１の縮瞳速度（VC）の結果を基に瞳孔対光反応計測具の種類を個体間の要因（between-subject）、音の種類を個体内要因（within-subject）とする反復測定分散分析法（repeated measure ANOVA）を行った結果、瞳孔対光反応計測具（上記実施形態と同様の構成を有する計測具と市販計測具）の間では、有意な差（p<0.0001）が認められた。また、音の種類（環境順化時、白色雑音、および小川のせせらぎ）の間でも有意な差（p<0.0001）が認められた。

以上の結果より、環境順化後と比較し、白色雑音を聞いた後では、心電図R-R間隔変動スペクトル解析法、及びいずれの瞳孔対光反応計測具でもリラックス度に変化が認められなかった。一方、小川のせせらぎの音を聞かせた状態では、心電図R-R間隔変動スペクトル解析法、及び本発明品であるゴーグルタイプのリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具ではリラックス度の有意な増加が認められたが、市販の瞳孔対光反応計測具では、個人間のバラツキが大きく、リラックス度に有意な差が認められなかった。

以下、複数の可視光発光ダイオードを光散乱板で覆ってなる光刺激手段が、一定以上の光強度を広範囲に分布させて、瞳孔への照射光量を容易に均一化できることを裏付ける実証試験を、参考例として説明する。
〔参考例１〕
実施例１のリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具の光刺激装置の光源は、図５（ａ）に示すものを用いた。光刺激装置の光源として、６６０ｎｍの発光ダイオードを半径１５ｍｍの円周上に４５度の等角度間隔で８個配置し、その上にアクリル樹脂からなる厚さ２mｍの光散乱板を外形２０ｍｍ、内径１０ｍｍの形状に加工してのせる。光散乱板の中心と垂直に交わる、被験者の瞳孔部に対応させた、受光面の位置（垂直距離２０ｍｍの位置）を原点とする２次元の直交座標を定め、光刺激装置の発光面の位置における光強度を１として、受光面における光強度を基準化した。基準化した受光面の相対発光強度分布図を図５（ｂ）に示す。

〔参考例２〕
光刺激装置の光源として、一般的に用いられるClosed loop方式を、図６に示した。６６０ｎｍの発光ダイオードを１個用い、これの光軸と垂直に交わる、被験者の瞳孔部に対応させた、受光面の位置（垂直距離２０mｍの位置）を原点とする２次元の直交座標を定め、光刺激装置の発光面の位置における光強度を１として，受光面における光強度を基準化した。基準化した受光面の相対発光強度分布図を図６（ｂ）に示す。

図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示す試験結果によれば、１個の発光ダイオードからなる光刺激装置よりも光散乱板の下に８個の発光ダイオードを均等に配置した光刺激装置のほうが、被験者の瞳孔部に対応する受光面に対して、一定量以上の光強度を広範囲の分布させることが可能となり、これによって、光散乱板の下に８個の発光ダイオードを均等に配置した光刺激装置を用いることにより、瞳孔への照射光量を容易に均一化できることが判明した。

本発明の一実施形態に係るリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具の立体マスク部を被試者の顔に装着した状態を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具の立体マスク部の構成を説明する斜視図である。本発明の一実施形態に係るリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具における制御解析機構の説明図である。制御解析手段によって演算解析される解析パラメータを説明するチャートである。（ａ）は参考例１における本発明品の光刺激装置の説明図、（ｂ）は参考例１により得られた受光面の相対発光強度分布図である。（ａ）は参考例２における光刺激装置の説明図、（ｂ）は参考例２により得られた受光面の相対発光強度分布図である。従来の瞳孔対光反応検査装置のマスク部を被試者の顔に装着した状態を示す斜視図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明のリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具、及び心電図を用いて行ったリラックス度計測結果である。（ａ）〜（ｃ）は、市販の瞳孔対光反応計測具、及び心電図を用いて行ったリラックス度計測結果である。

符号の説明

１０リラックス感評価用瞳孔対光反応計測具
１１立体マスク部
１２瞳孔撮像手段
１３光刺激手段
１４制御解析手段
１５赤外線ＣＣＤカメラ
１６赤外線ＣＣＤカメラのレンズ部
１７赤外線照明用発光ダイオード
１８可視光発光ダイオード
１９光散乱板
２０固視灯用発光ダイオード
２１装着ベルト
２２光散乱板の中央の穴部分
２３配線

Claims

瞳孔対光反応を追跡してリラックス感を評価する際に用いるリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具であって、
目の部分を覆って顔に装着される立体マスク部と、少なくとも一方の目の眼球と対向するように前記立体マスク部に取り付けられる瞳孔撮像手段及び光刺激手段と、
前記瞳孔撮像手段及び前記光刺激手段と接続してこれらを制御すると共に、前記瞳孔撮像手段から送られる撮像を記録し、該撮像に基づいて瞳孔の縮瞳及び散瞳に関する演算解析を行う制御解析手段とを備えており、
且つ前記立体マスク部の前記瞳孔撮像手段及び前記光刺激手段を含んだ装着時の重量が、３０〜１２０ｇであるリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具。
前記瞳孔撮像手段は、赤外線ＣＣＤカメラと赤外線照明用発光ダイオードとからなり、前記光刺激手段は、複数の可視光発光ダイオードを光散乱板で覆って構成されている請求項１記載のリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具。
前記光散乱板は、内径３〜１４ｍｍ、外径２５〜４５ｍｍの円環帯板形状を有しており、前記赤外線ＣＣＤカメラのレンズ部は、前記光散乱板の中央の穴部分に配置される請求項２記載のリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具。
前記光刺激手段は、目の眼球と１３〜３５ｍｍの間隔をおいて配置される請求項１〜３のいずれかに記載のリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具。
前記瞳孔撮像手段及び前記光刺激手段は一方の目の眼球と対向するように取り付けられており、前記立体マスク部には、他方の目の眼球と対向するように固視灯用発光ダイオードが設けられている請求項１〜４のいずれかに記載のリラックス感評価用瞳孔対光反応計測具。