JP4897915B1 - Brain state support apparatus and program - Google Patents

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Abstract

【課題】脳状態がどのような状態にあるのかを客観的に知ることはでき、かつ、脳状態をそのままの状態に維持したり、他の状態に移行できるようにサポートすることができる脳状態サポート装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】脳状態サポート装置1は、刺激付与具2と、光検出具3と、光検出具3によって検出された光情報に基いて総ヘモグロビン変化量と酸素交換変化量とを算出する算出部13と、刺激付与具2によって人体のツボの部位に所定の周波数の電気信号で刺激を付与することにより、算出部13によって算出された総ヘモグロビン変化量及び酸素交換変化量に基いて人体の脳状態がリラックスモード、集中モード及び中間モードにあるか否かを判定する判定部14と、判定部14によって判定された脳状態のモードを維持し、又は他の脳状態のモードに移行するように、刺激付与具2によって人体のツボの部位に刺激する刺激量を調整する刺激調整部15とを有する。
【選択図】 図1
A brain state in which the brain state can be objectively known and can be supported so that the brain state can be maintained as it is or can be shifted to another state. Provide support devices and programs.
A brain state support device 1 calculates a total hemoglobin change amount and an oxygen exchange change amount based on a stimulus applying tool 2, a light detection tool 3, and light information detected by the light detection tool 3. By applying a stimulus with an electrical signal of a predetermined frequency to the acupuncture points of the human body by the unit 13 and the stimulating device 2, the human body based on the total hemoglobin change amount and the oxygen exchange change amount calculated by the calculation unit 13 The determination unit 14 that determines whether or not the brain state is in the relaxation mode, the concentration mode, and the intermediate mode, and the mode of the brain state determined by the determination unit 14 is maintained, or the mode is shifted to another brain state mode In addition, a stimulus adjusting unit 15 that adjusts the amount of stimulation that stimulates the acupuncture points of the human body with the stimulus applying tool 2 is provided.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は人体の脳状態をサポートするための脳状態サポート装置及びプログラムに関し、特に、近赤外分光法(NIRS, near-infrared spectroscopy)を利用して脳状態をリラックスモード、集中モードに維持したり、他の状態に移行できるようにサポートするための脳状態サポート装置及びプログラムに関する。   The present invention relates to a brain state support apparatus and program for supporting the brain state of a human body, and in particular, maintains the brain state in a relaxed mode and a concentrated mode using near-infrared spectroscopy (NIRS). The present invention relates to a brain state support device and a program for supporting the transition to other states.

従来、脳状態をリラックス状態にしたり、集中力をアップした状態にするために、例えばマッサージやハリを行ったり、睡眠をとること等が行われていた(以下、この技術を従来例1という)。   Conventionally, in order to change the brain state to a relaxed state or to improve the concentration, for example, massage, elasticity, sleeping, etc. have been performed (hereinafter, this technique is referred to as Conventional Example 1). .

また、特許文献1には、被験者に評価対象となる外的刺激を与える前から外的刺激を与えた後にわたり、近赤外分光法を用いて、酸化型ヘモグロビンと還元型ヘモグロビンの濃度変化等を測定し、その後、上記外的刺激が与えられている時の主観的な快適度を聴取し、測定値と主観的な快適度とから外的刺激の人体への適正を評価する方法が開示されている。ここで近赤外分光法とは、微弱な近赤外線(例えば680〜1300ナノメートル)を頭皮上から頭蓋骨を隔てて脳に照射し、頭蓋骨のすぐ内側の脳表(大脳皮質)における血液中の酸化型ヘモグロビン(Oxy-Hb;HbO2)の濃度変化量、還元型ヘモグロビン(Deoxy-Hb;Hb)の濃度変化量を計測する方法をいう(以下、この技術を従来例2という)。
特開2002−177282号公報
Patent Document 1 discloses, for example, a change in the concentration of oxidized hemoglobin and reduced hemoglobin using a near-infrared spectroscopic method from before the external stimulus to be evaluated is applied to the subject to after the external stimulus is applied. , And then listening to the subjective comfort level when the external stimulus is applied, and evaluating the appropriateness of the external stimulus to the human body from the measured value and the subjective comfort level is disclosed. Has been. Here, near-infrared spectroscopy means that a weak near-infrared ray (for example, 680 to 1300 nanometers) is irradiated from the top of the scalp across the skull to the brain, and blood in the brain surface (cerebral cortex) just inside the skull. This refers to a method of measuring the concentration variation of oxidized hemoglobin (Oxy-Hb; HbO 2 ) and the concentration variation of reduced hemoglobin (Deoxy-Hb; Hb) (hereinafter, this technique is referred to as Conventional Example 2).
JP 2002-177282 A

従来例1では、マッサージ、ハリ、睡眠によって、実際に脳状態がどのような状態にあるのかを客観的に知ることができないという課題があった。   In Conventional Example 1, there is a problem that it is impossible to objectively know what the brain state actually is due to massage, tension, and sleep.

また、マッサージやハリを受けた後、緊張したり、別なことをするとすぐその効果は消えてしまい持続させることができないという課題があった。   In addition, after receiving massage or elasticity, there is a problem that if the person becomes nervous or does something else, the effect disappears and cannot be sustained.

さらに、ハリでは、体に傷をつけて治療することになるため、初心者にとって抵抗がある場合があった。   In addition, in the case of healing, since the body is damaged and treated, there may be resistance for beginners.

従来例2では、実際に脳状態がどのような状態にあるのかを客観的に知ることはできるが、脳状態をそのままの状態に維持したり、他の状態に移行できるようにサポートすることはできないという課題があった。   In Conventional Example 2, it is possible to objectively know what the brain state actually is, but it is possible to maintain the brain state as it is or to support the transition to another state. There was a problem that it was not possible.

また、脳の酸素消費を判断するための酸素交換指標を用いていないので、脳状態を正確に判定することは困難である。   In addition, since the oxygen exchange index for determining the oxygen consumption of the brain is not used, it is difficult to accurately determine the brain state.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、脳状態がどのような状態にあるのかを客観的に知ることはでき、かつ、脳状態をそのままの状態に維持したり、他の状態に移行できるようにサポートすることができる脳状態サポート装置及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can objectively know what the brain state is, and can maintain the brain state as it is, It is an object of the present invention to provide a brain state support apparatus and program capable of supporting the transition to a state of the above.

本発明の脳状態サポート装置は、
人体のツボの部位を所定の周波数の電気信号で刺激する刺激付与手段と、
人体の所定部位に光を照射する発光部と、人体内から出射する光を受光し検出する受光部とを備えた光検出手段と、
前記刺激付与手段及び光検出手段を制御する装置本体とを有し、
前記装置本体は、前記光検出手段によって検出された光情報に基いて、酸化型ヘモグロビンの変化量と還元型ヘモグロビンの変化量との和である総ヘモグロビン変化量と、酸化型ヘモグロビンの変化量と還元型ヘモグロビンの変化量の差である酸素交換変化量とを算出する算出手段と、前記刺激付与手段によって人体のツボの部位に所定の周波数の電気信号で刺激を付与することにより、前記算出手段によって算出された総ヘモグロビン変化量及び酸素交換変化量に基いて前記人体の脳状態がリラックスモード、集中モード及び中間モードのうちの少なくとも1つのモードにあるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって判定された脳状態のモードを維持し、又は他の脳状態のモードに移行するように、前記刺激付与手段によって前記人体のツボの部位に所定の周波数の電気信号で刺激を付与する刺激量を調整する刺激調整手段とを有する、
ことを特徴とするものである。
The brain state support device of the present invention comprises:
Stimulation applying means for stimulating acupuncture points of the human body with electrical signals of a predetermined frequency;
A light detecting means comprising a light emitting unit for irradiating light on a predetermined part of the human body, and a light receiving unit for receiving and detecting light emitted from the human body;
An apparatus main body for controlling the stimulus applying means and the light detecting means,
The apparatus main body, based on the optical information detected by the light detection means, the total hemoglobin change amount that is the sum of the change amount of the oxidized hemoglobin and the change amount of the reduced hemoglobin, and the change amount of the oxidized hemoglobin, A calculating means for calculating an oxygen exchange change amount that is a difference in the amount of change in reduced hemoglobin; and the calculation means by applying a stimulus to the acupoint part of the human body with an electrical signal of a predetermined frequency by the stimulus applying means. Determining means for determining whether the brain state of the human body is in at least one of a relax mode, a concentration mode, and an intermediate mode based on the total hemoglobin change amount and the oxygen exchange change amount calculated by: The stimulus applying means maintains the brain state mode determined by the determining means, or shifts to another brain state mode. The site of serial human pot and a stimulus adjusting means for adjusting the amount of stimulation of imparting a stimulus electric signal of a predetermined frequency,
It is characterized by this.

前記刺激付与手段によって刺激される人体のツボの部位は、例えば左拇指対象部である。   The acupoint part of the human body stimulated by the stimulus applying means is, for example, a left thumb target part.

前記光検出手段によって検出される部位は、例えば脳の前頭葉である。   The part detected by the light detection means is, for example, the frontal lobe of the brain.

前記判定手段は、前記人体のツボの部位に第1の周波数の電気信号で刺激することによって、前記総ヘモグロビン変化量が増加し、かつ前記酸素交換変化量が増加する場合には、脳状態がリラックスモードであると判定し、前記人体のツボの部位に第2の周波数の電気信号で刺激することによって、前記総ヘモグロビン変化量が低下し、かつ前記酸素交換変化量が低下する場合には、脳状態が集中モードであると判定し、それ以外の場合には、中間モードであると判定してもよい。   When the total hemoglobin change amount is increased and the oxygen exchange change amount is increased by stimulating the acupuncture site of the human body with an electrical signal having a first frequency, When it is determined that the mode is the relax mode and the acupuncture points of the human body are stimulated with an electrical signal of the second frequency, the total hemoglobin change amount is reduced and the oxygen exchange change amount is reduced. It may be determined that the brain state is the concentrated mode, and otherwise, it may be determined that the brain state is the intermediate mode.

前記刺激調整手段は、脳状態をリラックスモードに維持し、又は移行する場合には、前記人体のツボの部位に第1の周波数の電気信号で所定間隔刺激し、脳状態を集中モードに維持し、又は移行する場合には、前記人体のツボの部位に第2の周波数の電気信号で所定間隔刺激するものでもよい。   The stimulus adjusting means maintains a brain state in a concentration mode by maintaining a brain state in a relaxation mode or stimulating at a predetermined interval with an electrical signal of a first frequency at a point of the human body when a transition is made. Alternatively, in the case of transition, the body may be stimulated at a predetermined interval by the electrical signal of the second frequency at the point of the acupuncture point.

前記第1の周波数は例えば3Hzであり、前記第2の周波数は例えば10Hzである。   The first frequency is 3 Hz, for example, and the second frequency is 10 Hz, for example.

前記刺激調整手段は、脳状態をそのままのモードに維持する場合よりも、他のモードに移行する場合の方が刺激量が多くなるように調整してもよい。   The stimulation adjustment means may adjust the stimulation amount so that the amount of stimulation increases when the mode is shifted to another mode, rather than when the brain state is maintained in the mode as it is.

本発明のプログラムは前記脳状態サポート装置の装置本体の処理を実行させることを特徴とするものである。   The program according to the present invention is characterized in that the processing of the main body of the brain state support apparatus is executed.

本発明によれば、次のような効果を奏する。
(1)マッサージ、ハリ、睡眠等を行うことなく、自分で望む脳の状態を簡単かつ短時間に作り出すことができる。
The present invention has the following effects.
(1) The desired brain state can be created easily and in a short time without massage, tension, sleep and the like.

(2)脳状態がどのような状態にあるのかを客観的に知ることはでき、かつ、脳状態をそのままの状態に維持したり、他の状態に移行できる。例えば、疲れていて、雑念が多いときとか、イライラして雑念が多いときとか、集中ができないときに、本発明を用いて脳状態を集中モードにすると、相対的に集中力が増す脳の状態が実現することができる。   (2) It is possible to objectively know what the brain state is, and it is possible to maintain the brain state as it is or to shift to another state. For example, when the brain state is set to the concentration mode using the present invention when the patient is tired and there are a lot of miscellaneous things, or when there is a lot of miscellaneous feelings or when he / she cannot concentrate, the brain state in which the concentration increases relatively Can be realized.

また、仕事を行わなければならない時に、本発明によりリラックスモードにあると判定された場合、集中モードに強制的に移行させることができ、逆に、集中モードからリラックスモードに移行させることもできる。   In addition, when it is determined that the user is in the relax mode according to the present invention when work must be performed, the mode can be forcibly shifted to the concentrated mode, and conversely, the mode can be shifted to the relaxed mode.

さらに、集中力がアップしている状態を引き延ばしたり、リラックス状態を長くしたりすることも可能である。   Furthermore, it is possible to extend the state where the concentration is increased or to lengthen the relaxed state.

本発明の実施形態例に係る脳状態サポート装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the brain state support apparatus which concerns on the example of embodiment of this invention. (A)は刺激付与具を示す正面図、(B)は刺激付与具を拇指に取り付けた状態を示す説明図、(C)は刺激付与具の他の例を示す正面図、(D)は刺激付与具の他の例を拇指に取り付けた状態を示す説明図である。(A) is a front view showing a stimulus applying tool, (B) is an explanatory view showing a state where the stimulus applying tool is attached to the thumb, (C) is a front view showing another example of the stimulus applying tool, (D) is It is explanatory drawing which shows the state which attached the other example of the stimulus imparting tool to the thumb. 本発明の実施形態例に係る脳状態サポート装置の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the brain state support apparatus based on the embodiment of this invention. (A)−(C)は光検出具の設置を説明するための説明図である。(A)-(C) is explanatory drawing for demonstrating installation of a photon detection tool. 左拇指第一関節と第二関節の間の手掌側の中心部付近に3Hzの電気刺激を付与した場合における前頭葉での総ヘモグロビン変化量と酸素交換変化量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the total hemoglobin variation | change_quantity and oxygen exchange variation | change_quantity in a frontal lobe when the electrical stimulation of 3 Hz is given to the palm center side vicinity between the left thumb first joint and the second joint. (A)は左拇指第一関節と第二関節の間の手掌側の中心部付近に3Hzの電気刺激を付与する前の安静時と付与した後の電気刺激時での前頭葉での総ヘモグロビン変化量の変化を視覚的に表示した説明図、(B)は酸素交換変化量の変化を視覚的に表示した説明図である。(A) shows changes in total hemoglobin in the frontal lobe during rest and before electrical stimulation after applying 3 Hz electrical stimulation in the vicinity of the palm center between the first and second thumb joints. The explanatory view which displayed the change of the quantity visually, (B) is the explanatory view which displayed the change of the oxygen exchange change amount visually. 左拇指第一関節と第二関節の間の手掌側の中心部付近に10Hzの電気刺激を付与した場合における前頭葉での総ヘモグロビン変化量と酸素交換変化量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the total hemoglobin variation | change_quantity and oxygen exchange variation | change_quantity in a frontal lobe when 10-Hz electrical stimulation is provided to center vicinity vicinity of the palm side between the left thumb first joint and the second joint. (A)は左拇指第一関節と第二関節の間の手掌側の中心部付近に10Hzの電気刺激を付与する前の安静時と付与した後の電気刺激時での前頭葉での総ヘモグロビン変化量の変化を視覚的に表示した説明図、(B)は酸素交換変化量の変化を視覚的に表示した説明図である。(A) shows changes in total hemoglobin in the frontal lobe between resting before and after applying 10 Hz electrical stimulation in the vicinity of the center of the palm side between the first and second thumb joints. The explanatory view which displayed the change of the quantity visually, (B) is the explanatory view which displayed the change of the oxygen exchange change amount visually. 左拇指第一関節と第二関節の間の手掌側の中心部付近に鍼刺激を付与した場合における前頭葉での総ヘモグロビン変化量と酸素交換変化量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the total hemoglobin variation | change_quantity and oxygen exchange variation | change_quantity in a frontal lobe when an acupuncture stimulus is provided to the palm center side vicinity between the left thumb first joint and the second joint. (A)は左拇指第一関節と第二関節の間の手掌側の中心部付近に鍼刺激を付与する前の安静時、針灸気刺激時及び鍼抜去後での前頭葉での総ヘモグロビン変化量の変化を視覚的に表示した説明図、(B)は酸素交換変化量の変化を視覚的に表示した説明図である。(A) is the amount of change in total hemoglobin in the frontal lobe during rest, before needle aspiration, and after removal of wrinkles before applying acupuncture stimulation near the palm center between the first and second joints of the left thumb FIG. 4B is an explanatory diagram visually showing changes in the amount of oxygen, and FIG. 5B is an explanatory diagram visually showing changes in the amount of oxygen exchange change. 右第4指第一関節から先端外側付近に鍼刺激を付与した場合における前頭葉での総ヘモグロビン変化量と酸素交換変化量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the total hemoglobin variation | change_quantity and oxygen exchange variation | change_quantity in a frontal lobe when an acupuncture stimulus is provided to the outer periphery of the tip from the right fourth finger first joint. (A)は右第4指第一関節から先端外側付近に鍼刺激を付与する前の安静時、針灸気刺激時での前頭葉での総ヘモグロビン変化量の変化を視覚的に表示した説明図、(B)は酸素交換変化量の変化を視覚的に表示した説明図である。(A) is an explanatory diagram visually showing the change in the total hemoglobin change amount in the frontal lobe at the time of resting before applying acupuncture stimulation near the outer side of the tip from the right fourth finger first joint, (B) is explanatory drawing which displayed the change of oxygen exchange variation | change_quantity visually. 本発明の実施形態例に係るプログラムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the program which concerns on the example embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施形態例に係る脳状態サポート装置1の構成を示すブロック図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a brain state support apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、本発明の実施形態例に係る脳状態サポート装置1は、人体のツボの部位(例えば左拇指対象部)に設置され、その部位を所定の周波数の電気信号で刺激する刺激付与具2と、人体の所定部位(例えば脳の前頭葉)に設置され、その所定部位に光を照射する発光部3a(発光素子)と、人体内から出射する光を受光し検出する受光部3b(受光素子)とを備えた光検出具3と、装置本体4とを有する。   As shown in FIG. 1, a brain state support device 1 according to an embodiment of the present invention is installed in a point of a human body (for example, a left thumb target portion) and stimulates the portion with an electrical signal of a predetermined frequency. Stimulation device 2, a light emitting unit 3a (light emitting element) that is installed in a predetermined part of the human body (for example, the frontal lobe of the brain) and emits light to the predetermined part, and a light receiving unit that receives and detects light emitted from the human body The light detection tool 3 provided with 3b (light receiving element) and the apparatus main body 4 are included.

図2(A)は刺激付与具2を示す正面図、(B)は刺激付与具具2を拇指に取り付けた状態を示す説明図、(C)は刺激付与具2の他の例を示す正面図、(D)は刺激付与具2の他の例を拇指に取り付けた状態を示す説明図である。   2A is a front view showing the stimulus applying tool 2, FIG. 2B is an explanatory view showing a state in which the stimulus applying tool 2 is attached to the thumb, and FIG. 2C is a front view showing another example of the stimulus applying tool 2. FIG. 4D is an explanatory diagram showing a state in which another example of the stimulus applying tool 2 is attached to the thumb.

図2(A)及び(B)に示すように、刺激付与具2は、人体のツボの部位に当接され、その部位を所定の周波数の電気信号で刺激するための一対の刺激部2aと、刺激部2aを保持し、指等に着脱可能に取り付けられるバンド部2bとを有する。   As shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B), the stimulus applicator 2 is brought into contact with the acupuncture points of the human body, and a pair of stimulation units 2a for stimulating the portions with electrical signals of a predetermined frequency; And a band portion 2b that holds the stimulation portion 2a and is detachably attached to a finger or the like.

一対の刺激部2aは、例えば指の場合には3−10mm程度の間隔があり、図2(B)に示すように、刺激対象部位Sを挟むように設置される。刺激部2aの間隔は人体のツボの部位に応じて適宜設定される。
バンド部2bの両端部には例えば面ファスナー2c(マジックテープ(登録商標))が取り付けられており、バンド部2bを指等に巻きつけた後、面ファスナー2c同士を接着させることにより、刺激付与具2を指等に固定して設置することができる。
なお、図2(C)及び(D)に示すように、ハンド部2bの縦幅を広くして、一対の刺激部2aを斜め方向に間隔を隔てて配置してもよい。
For example, in the case of a finger, the pair of stimulation units 2a has an interval of about 3 to 10 mm, and is installed so as to sandwich the stimulation target site S as shown in FIG. The interval of the stimulation part 2a is appropriately set according to the point of the human body.
For example, a hook-and-loop fastener 2c (magic tape (registered trademark)) is attached to both ends of the band portion 2b. After the band portion 2b is wound around a finger or the like, the hook-and-loop fastener 2c is bonded to each other to give a stimulus. The tool 2 can be fixed and installed on a finger or the like.
As shown in FIGS. 2C and 2D, the vertical width of the hand portion 2b may be widened and the pair of stimulating portions 2a may be arranged at an interval in an oblique direction.

光検出具3は、例えば人体の所定部位に取り付けられる装着帯を備え、その装着帯に1又は2以上の発光部3a及び受光部3bが所定間隔を隔てて配置されている。   For example, the light detection tool 3 includes a mounting band attached to a predetermined part of the human body, and one or two or more light emitting units 3a and light receiving units 3b are arranged at predetermined intervals on the mounting band.

装置本体4は、刺激付与具2及び光検出具3の動作を制御するとともに、各種データの入出力、演算、記憶を行うものであり、入力部5と、出力部6と、通信部7と、記憶部8と、制御部9とを有する。   The apparatus body 4 controls the operations of the stimulus applying tool 2 and the light detecting tool 3 and inputs / outputs, calculates, and stores various data. The input unit 5, the output unit 6, the communication unit 7, and the like. , Storage unit 8 and control unit 9.

入力部5は、各種データを入力するものであり、例えばキーボード、テンキー、マウス、マークシート読取機、OCR(光学式文字読取機)等である。   The input unit 5 inputs various data, and is, for example, a keyboard, a numeric keypad, a mouse, a mark sheet reader, an OCR (optical character reader), or the like.

出力部6は、各種データを出力するものであり、各種データを表示するモニタ、ディスプレイ等の表示部10、音声データを出力するスピーカー11、各種データを印刷するプリンタ等の印刷部12を有する。   The output unit 6 outputs various data, and includes a display unit 10 for displaying various data, a display unit 10 such as a display, a speaker 11 for outputting audio data, and a printing unit 12 such as a printer for printing various data.

通信部7は、インターネット(TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)によるデータ転送網)やLAN(Local Area Network)等の通信ネットワークと接続するための各種データの送受信を行うものであり、例えば、モデム、ターミナルアダプタ、ルータ、DSU(Digital Service Unit)等である。   The communication unit 7 performs transmission / reception of various data for connecting to a communication network such as the Internet (a data transfer network based on TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)) and a LAN (Local Area Network). Modem, terminal adapter, router, DSU (Digital Service Unit), etc.

記憶部8は、各種データを記憶するものであり、データベースを備えている。   The storage unit 8 stores various data and includes a database.

制御部9は、光検出具3によって検出された光情報に基いて、酸化型ヘモグロビンの変化量と還元型ヘモグロビンの変化量との和である総ヘモグロビン変化量と、酸化型ヘモグロビンの変化量と還元型ヘモグロビンの変化量の差である酸素交換変化量とを算出する算出部13と、刺激付与具2によって人体のツボの部位に所定の周波数の電気信号で刺激を付与することにより、算出部13によって算出された総ヘモグロビン変化量及び酸素交換変化量に基いて人体の脳状態がリラックスモード、集中モード及び中間モードのうちの少なくとも1つのモードにあるか否かを判定する判定部14と、判定部14によって判定された脳状態のモードを維持し、又は他の脳状態のモードに移行するように、刺激付与具2によって人体のツボの部位に所定の周波数の電気信号で刺激を付与する刺激量を調整する刺激調整部15とを有する。   Based on the optical information detected by the light detector 3, the control unit 9 determines the total hemoglobin change amount, which is the sum of the change amount of the oxidized hemoglobin and the change amount of the reduced hemoglobin, and the change amount of the oxidized hemoglobin. A calculation unit 13 that calculates an oxygen exchange change amount that is a difference in the change amount of reduced hemoglobin, and a calculation unit that applies a stimulus to an acupuncture point of a human body with an electrical signal of a predetermined frequency by the stimulus applying tool 2. A determination unit that determines whether the brain state of the human body is in at least one of a relaxation mode, a concentration mode, and an intermediate mode based on the total hemoglobin variation and the oxygen exchange variation calculated by 13; In order to maintain the mode of the brain state determined by the determination unit 14 or to shift to another brain state mode, the stimulus applying tool 2 may be placed at the point of the acupuncture point of the human body. And a stimulation adjustment unit 15 for adjusting the amount of stimulation that of imparting a stimulus electric signal frequency.

判定部14は、人体のツボの部位に第1の周波数(例えば3Hz)の電気信号で刺激することによって、総ヘモグロビン変化量が増加し、かつ酸素交換変化量が増加する場合には、脳状態がリラックスモードであると判定し、人体のツボの部位に第2の周波数(例えば10Hz)の電気信号で刺激することによって、総ヘモグロビン変化量が低下し、かつ酸素交換変化量が低下する場合には、脳状態が集中モードであると判定し、それ以外の場合には、中間モードであると判定する。   The determination unit 14 stimulates the acupoint part of the human body with an electrical signal having a first frequency (for example, 3 Hz) to increase the total hemoglobin change amount and increase the oxygen exchange change amount. Is determined to be in the relax mode, and the total hemoglobin change amount decreases and the oxygen exchange change amount decreases by stimulating the acupoint part of the human body with an electric signal of the second frequency (for example, 10 Hz). Determines that the brain state is the concentrated mode, and otherwise determines that it is the intermediate mode.

刺激調整部15は、脳状態をリラックスモードに維持し、又は移行する場合には、人体のツボの部位に第1の周波数(例えば3Hz)の電気信号で所定間隔刺激し、脳状態を集中モードに維持し、又は移行する場合には、人体のツボの部位に第2の周波数(例えば10Hz)の電気信号で所定間隔刺激する。   When maintaining or shifting the brain state to the relax mode, the stimulus adjustment unit 15 stimulates the region of the acupuncture point of the human body with an electrical signal having a first frequency (for example, 3 Hz) at a predetermined interval to concentrate the brain state in the concentrated mode. In the case of maintaining or shifting to a point, stimulation is performed at a predetermined interval on an acupuncture point of a human body with an electric signal having a second frequency (for example, 10 Hz).

刺激調整部15は、脳状態をそのままのモードに維持する場合よりも、他のモードに移行する場合の方が刺激量が多くなるように調整する。   The stimulus adjustment unit 15 adjusts so that the amount of stimulation is greater when shifting to another mode than when maintaining the brain state in the mode as it is.

なお、刺激するための電気信号の周波数の数値は例示であり、これに限定されるものではない。   In addition, the numerical value of the frequency of the electrical signal for stimulating is an example, and is not limited to this.

図3は本発明の実施形態例に係る脳状態サポート装置1の動作を説明するためのフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the brain state support apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.

まず、人体のツボの部位(例えば左拇指対象部)に刺激付与具2を設置する(ステップS1)。   First, the stimulus imparting tool 2 is installed at a point of the human body (for example, the left thumb target portion) (step S1).

次いで、光検出具3を人体の所定部位(例えば脳の前頭葉)に設置する(ステップS2)。   Next, the light detector 3 is placed on a predetermined part of the human body (for example, the frontal lobe of the brain) (step S2).

次いで、脳状態を判定するための準備を行う(ステップS3)。   Next, preparation for determining the brain state is performed (step S3).

このステップS3では、3Hz刺激を5−10秒加えて、左拇指対象部の皮膚がかすかに感じる最低刺激強度を決め、3Hz刺激を5−10秒加えて、左拇指対象部の皮膚が痛みを感じる最高刺激強度を決め、3Hz刺激の中間50%刺激強度を次式で算出する。
3Hz刺激の中間50%刺激強度の算出=(最低刺激強度+最高刺激強度)/2
In this step S3, 3 Hz stimulation is applied for 5-10 seconds to determine the minimum stimulation intensity at which the skin of the left thumb target portion feels faint, and 3 Hz stimulation is applied for 5-10 seconds to cause the skin of the left thumb target portion to ache. The maximum stimulation intensity to be felt is determined, and an intermediate 50% stimulation intensity of 3 Hz stimulation is calculated by the following formula.
Calculation of intermediate 50% stimulation intensity of 3 Hz stimulation = (minimum stimulation intensity + maximum stimulation intensity) / 2

また、10Hz刺激を5−10秒加えて、左拇指対象部の皮膚がかすかに感じる最低刺激強度を決め、10Hz刺激を5−10秒加えて、左拇指対象部の皮膚が痛みを感じる最高刺激強度を決め、10Hz刺激の中間50%刺激強度を次式で算出する。
10Hz刺激の中間50%刺激強度の算出=(最低刺激強度+最高刺激強度)/2
Also, 10 Hz stimulation is applied for 5-10 seconds to determine the minimum stimulation intensity at which the skin of the left thumb object feels faint. 10 Hz stimulation is applied for 5-10 seconds, and the skin of the left thumb object part feels pain The intensity is determined, and an intermediate 50% stimulation intensity of 10 Hz stimulation is calculated by the following formula.
Calculation of intermediate 50% stimulation intensity of 10 Hz stimulation = (minimum stimulation intensity + maximum stimulation intensity) / 2

最大刺激強度は、電気刺激の電圧、電流の値を設定して行う。   The maximum stimulation intensity is set by setting the voltage and current values of electrical stimulation.

次いで、判定部14により脳状態を判定する(ステップS4)。ここで、左拇指対象部へ3Hzの刺激で得られる脳反応をリラックスモード(Rモード)と定義し、このモードの時には頭脳がリラックスして落ち着いている状態にある。また、10Hzの刺激で得られる脳反応を集中モード(Bモード)と定義し、このモードにある時には頭脳が働いて、集中力や理解力が増し、学習等に適する状態にある。   Next, the determination unit 14 determines the brain state (step S4). Here, a brain reaction obtained by stimulating the port finger with a 3 Hz stimulus is defined as a relax mode (R mode). In this mode, the brain is in a relaxed and calm state. In addition, a brain reaction obtained by stimulation at 10 Hz is defined as a concentration mode (B mode). When in this mode, the brain works to increase concentration and understanding and is suitable for learning and the like.

このステップS4では、左拇指対象部へ前述のステップS2で決定された中間刺激強度3Hzの刺激を30秒刺激―30秒休み―30秒刺激―30秒休みのパターンで刺激を付与する。   In this step S4, the stimulation with the intermediate stimulation intensity of 3 Hz determined in the above-described step S2 is applied to the left thumb target part in a pattern of 30 seconds stimulation—30 seconds rest—30 seconds stimulation—30 seconds rest.

30秒刺激後、反応がなければ、すでに強いRモードにあると判定する。   If there is no response after stimulation for 30 seconds, it is determined that the strong R mode has already been established.

Rモード反応なら、Rモードの低いレベルかBモード、中間モードと判定する。   In the case of R mode reaction, it is determined that the R mode has a low level, B mode, or intermediate mode.

また、左拇指対象部へ前述のステップS2で決定された中間刺激強度10Hzの刺激を30秒刺激―30秒休み―30秒刺激―30秒休みのパターンで刺激を付与する。   Further, the stimulation with the intermediate stimulation intensity of 10 Hz determined in the above-described step S2 is applied to the port finger target part in a pattern of 30 seconds stimulation—30 seconds rest—30 seconds stimulation—30 seconds rest.

30秒刺激後、反応がなければ、すでに強いBモードにあると判定する。   If there is no response after 30 seconds of stimulation, it is determined that the B mode is already strong.

Bモード反応なら、Bモードの低いレベルかRモード、中間モードと判定する。   If it is a B mode reaction, it is determined that the B mode is at a low level or the R mode or the intermediate mode.

判定結果は、モニタ、ディスプレイ等の表示部10に表示されたり、スピーカー11により音声出力される。また、判定結果を印刷部12により印刷したり、通信部7によってネットワークを介してデータ送信を行うこともできる。   The determination result is displayed on the display unit 10 such as a monitor or a display, or is output as sound by the speaker 11. In addition, the determination result can be printed by the printing unit 12 or data can be transmitted by the communication unit 7 via the network.

次いで、刺激調整部15におり刺激量の調整が行われる(ステップS5)。   Next, the stimulation adjustment unit 15 adjusts the stimulation amount (step S5).

このステップS5では、1)判定部14によりBモードと判定された場合に、Rモードに移行するように調整する場合、2)判定部14によりRモードと判定された場合に、Rモードに維持するように調整する場合、3)判定部14によりBモードと判定された場合に、Bモードに維持するように調整する場合、4)判定部14によりRモードと判定された場合に、Bモードに移行するように調整する場合がある。
上記の場合のいずれかの選択は入力部5を介して行うことができ、各場合の調整は例えば以下のように行われる。
In this step S5, 1) When adjusting to shift to the R mode when the determination unit 14 determines the B mode, 2) When the determination unit 14 determines the R mode, the R mode is maintained. 3) When the determination unit 14 determines the B mode when it is determined to be in the B mode, 4) When the determination unit 14 determines that the R mode is the B mode May be adjusted to shift to.
The selection in any of the above cases can be performed via the input unit 5, and the adjustment in each case is performed as follows, for example.

1)B→R(移行)の場合
ステップS3で決められた3Hz刺激の値の50%の刺激量を60秒加え、30秒休息し、さらに、75%の刺激量を60秒加え、30秒休息する。Rモードに移行しなければさらに、100%の刺激量を60秒加える。
このように刺激量をグレードアップしてRモードへの移行を推進させる。
1) In the case of B → R (transition), a stimulus amount of 50% of the value of the 3 Hz stimulus determined in step S3 is added for 60 seconds, rested for 30 seconds, and a stimulus amount of 75% is added for 60 seconds, followed by 30 seconds. Take a rest. If the mode does not shift to the R mode, a 100% stimulation amount is further applied for 60 seconds.
In this way, the stimulation amount is upgraded and the transition to the R mode is promoted.

2)R→R(維持)の場合
ステップS3で決められた3Hz刺激の値の25%の刺激量を30秒加え、30秒休息、さらに、25%の刺激量を30秒加え、30秒休息、25%の刺激量を30秒加える。
このように同じ刺激を断続的に加えてRモードを維持する。
2) In the case of R → R (maintenance), the stimulus amount of 25% of the value of the 3 Hz stimulus determined in step S3 is added for 30 seconds, rests for 30 seconds, and further, the stimulus amount of 25% is added for 30 seconds and rests for 30 seconds. Apply 25% stimulation for 30 seconds.
In this way, the same stimulus is intermittently applied to maintain the R mode.

3)B→B(維持)
ステップS3で決められた10Hz刺激の値の25%の刺激量を30秒加え、30秒休息、さらに、25%の刺激量を30秒加え、30秒休息、25%の刺激量を30秒加える。
このように同じ刺激を断続的に加えてBモードを維持する
3) B → B (Maintain)
Stimulation amount 25% of the value of 10 Hz stimulation determined in step S3 is added for 30 seconds, resting for 30 seconds, further, 25% stimulation amount is added for 30 seconds, resting for 30 seconds, and 25% stimulation amount is added for 30 seconds. .
In this way, the same stimulus is intermittently applied to maintain the B mode.

4)R→B(移行)
ステップS3で決められた10Hz刺激の値の50%の刺激量を60秒加え、30秒休息、さらに、75%の刺激量を60秒加え、30秒休息する。Bモードに移行しなければさらに、100%の刺激量を60秒加える。
4) R → B (Transition)
A stimulus amount of 50% of the value of the 10 Hz stimulus determined in step S3 is added for 60 seconds and rested for 30 seconds, and further, a stimulus amount of 75% is added for 60 seconds and rested for 30 seconds. If the mode does not shift to the B mode, a stimulus amount of 100% is further applied for 60 seconds.

このように刺激グレードアップしてBモードへの移行を推進させる。   In this way, the stimulus is upgraded to promote the transition to the B mode.

なお、上記の刺激量の調整は一例であり、これに限定されるものではない。   In addition, adjustment of said stimulation amount is an example, and is not limited to this.

次に、本発明に係る脳状態サポート装置1が有用であることを立証するために、本発明者らの行った実験について説明する。   Next, in order to prove that the brain state support apparatus 1 according to the present invention is useful, an experiment conducted by the present inventors will be described.

この実験において、大脳皮質のHb濃度の検出及び記録は、近赤外分光測定装置(島津製作所製:FOIRE 3000)を用いて行われた。   In this experiment, the detection and recording of Hb concentration in the cerebral cortex was performed using a near-infrared spectrometer (Shimadzu Corporation: FOIRE 3000).

ヘモグロビンのサンプリングは70msであった。   Hemoglobin sampling was 70 ms.

記録したヘモグロビンは、酸化型ヘモグロビン(oxy-Hb), 脱酸化(還元型)ヘモグロビン(deoxy-Hb)であった。   The recorded hemoglobins were oxidized hemoglobin (oxy-Hb) and deoxidized (reduced) hemoglobin (deoxy-Hb).

この値の変化量から、総ヘモグロビン濃度変化量(total-Hb:オキシとデオキシの総和)と酸素濃度変化量(ScO2)を以下の計算式で算出して、脳のCOE反応の指標とした。
総ヘモグロビン(濃度)変化量 [Total hemoglobin]
= [Oxyhemoglobin]+ [Deoxyhemoglobin]
酸素交換(濃度)変化量(本発明者の一人である加藤が発見した脳機能指標)[ScO2]
= [Oxyhemoglobin]- [Deoxyhemoglobin]
特に重要な機能指標は、ScO2の減少=酸素消費であり、低酸素化した部位が特に重要である。
From this amount of change, the total hemoglobin concentration change amount (total-Hb: total of oxy and deoxy) and oxygen concentration change amount (ScO 2 ) were calculated using the following formulas and used as an index of the brain COE reaction. .
Total hemoglobin (concentration) change [Total hemoglobin]
= [Oxyhemoglobin] + [Deoxyhemoglobin]
Change in oxygen exchange (concentration) (brain function index discovered by Kato, one of the inventors) [ScO 2 ]
= [Oxyhemoglobin]-[Deoxyhemoglobin]
A particularly important function index is ScO 2 reduction = oxygen consumption, and the hypoxic site is particularly important.

総ヘモグロビン変化量は、照射と検出プローブに挟まれた光計測領域のボクセルにおける赤血球の数の変動を表し、増加すれば、赤血球が増え、減少すれば赤血球が減ることを示す。   The amount of change in total hemoglobin represents the variation in the number of red blood cells in the voxel in the optical measurement region sandwiched between the irradiation and the detection probe, and indicates that if it increases, the number of red blood cells increases, and if it decreases, the number of red blood cells decreases.

酸素交換変化量は、毛細血管内の酸素濃度変化を示し、増加すれば、血管内に酸素が増え、減少すれば血管内の酸素が減ったことを意味する。血管内に酸素か増える意味は、動脈から酸素を含んだ赤血球が供給されたことを示す。血管内の低酸素の意味は、神経細胞が酸素を消費したために、毛細血管内の酸素が消費されたことを示す。   The oxygen exchange change amount indicates a change in oxygen concentration in the capillary blood vessel. If the oxygen exchange change amount is increased, oxygen is increased in the blood vessel, and if it is decreased, oxygen in the blood vessel is decreased. The meaning that oxygen increases in the blood vessel indicates that red blood cells containing oxygen are supplied from the artery. The meaning of hypoxia in blood vessels indicates that oxygen in the capillaries has been consumed because nerve cells have consumed oxygen.

実験結果は、波形表示とマッピング表示の2種類を用いている。波形表示は時系列変化を示し、マッピング表示は、課題時間の積分値プロットしたものである。   Two types of experimental results are used: waveform display and mapping display. The waveform display shows a time-series change, and the mapping display is a plot of integrated values of task times.

図4(A)−(C)は光検出具3の設置を説明するための説明図である。光検出具3は、高密度プローブ配列で配置され、図4(A)に示すブロードマンズエリア10番(前頭葉)をカバーするように配置される。   4A to 4C are explanatory diagrams for explaining the installation of the light detector 3. The light detectors 3 are arranged in a high-density probe array, and are arranged so as to cover the Broadmans area No. 10 (frontal lobe) shown in FIG.

光検出具3の発光部3a及び受光部3bは図4(B)に示すような間隔で配置され、図4(C)に示すように3つの発光部3aと3つの受光部3bを右脳から左脳に沿って配置し、24ch−28chの計5箇所の測定点における総ヘモグロビン変化量と酸素交換変化量の変化を計測した。   The light emitting unit 3a and the light receiving unit 3b of the light detector 3 are arranged at intervals as shown in FIG. 4B, and as shown in FIG. 4C, the three light emitting units 3a and the three light receiving units 3b are separated from the right brain. It arrange | positioned along the left brain and the change of the total hemoglobin variation | change_quantity and oxygen exchange variation | change_quantity in the measurement point of a total of five places of 24ch-28ch was measured.

図5は左拇指第一関節と第二関節の間の手掌側の中心部付近に3Hzの電気刺激を付与
した場合における前頭葉での総ヘモグロビン変化量と酸素交換変化量の変化を示すグラフである。ここで、横軸は時間(s)、縦軸は変化量(mol/l)であり、刺激時間は30秒である。
FIG. 5 is a graph showing changes in total hemoglobin variation and oxygen exchange variation in the frontal lobe when 3 Hz electrical stimulation is applied near the palm center between the first and second thumb joints. . Here, the horizontal axis represents time (s), the vertical axis represents the amount of change (mol / l), and the stimulation time is 30 seconds.

図6(A)は左拇指第一関節と第二関節の間の手掌側の中心部付近に3Hzの電気刺激 を付与する前の安静時と付与した後の電気刺激時での前頭葉での総ヘモグロビン変化量の変化を視覚的に表示した説明図、(B)は酸素交換変化量の変化を視覚的に表示した説明図である。   Fig. 6 (A) shows the total in the frontal lobe when resting before applying electrical stimulation of 3Hz near the center of the palm side between the first and second joints of the left thumb and when applying electrical stimulation after applying it. FIG. 5B is an explanatory diagram visually showing changes in the amount of change in hemoglobin, and FIG. 7B is an explanatory diagram visually showing changes in the amount of change in oxygen exchange.

図5及び図6からわかるように、3Hzの電気刺激では、広範囲で総ヘモグロビン変化量の増加及び酸素交換変化量の増加のダイナミックな変化が観察された。特に、前頭葉ではこの変化が顕著に認められた。   As can be seen from FIG. 5 and FIG. 6, in 3 Hz electrical stimulation, a dynamic change of an increase in the total hemoglobin change amount and an increase in the oxygen exchange change amount was observed in a wide range. This change was particularly noticeable in the frontal lobe.

図7は左拇指第一関節と第二関節の間の手掌側の中心部付近に10Hzの電気刺激を付与した場合における前頭葉での総ヘモグロビン変化量と酸素交換変化量の変化を示すグラフである。ここで、横軸は時間(s)、縦軸は変化量(mol/l)であり、刺激時間は30秒である。   FIG. 7 is a graph showing changes in total hemoglobin variation and oxygen exchange variation in the frontal lobe when electrical stimulation of 10 Hz is applied near the palm center between the first and second thumb joints. . Here, the horizontal axis represents time (s), the vertical axis represents the amount of change (mol / l), and the stimulation time is 30 seconds.

図8(A)は左拇指第一関節と第二関節の間の手掌側の中心部付近に10Hzの電気刺激を付与する前の安静時と付与した後の電気刺激時での前頭葉での総ヘモグロビン変化量の変化を視覚的に表示した説明図、(B)は酸素交換変化量の変化を視覚的に表示した説明図である。   FIG. 8 (A) shows the total in the frontal lobe when resting before applying electrical stimulation of 10 Hz near the center of the palm side between the first and second joints of the left thumb and after applying electrical stimulation. FIG. 5B is an explanatory diagram visually showing changes in the amount of change in hemoglobin, and FIG. 7B is an explanatory diagram visually showing changes in the amount of change in oxygen exchange.

図7及び図8からわかるように、10Hzの電気刺激では、広範囲で総ヘモグロビン変化量の減少及び酸素交換変化量の減少のダイナミックな変化が観察された。   As can be seen from FIGS. 7 and 8, with 10 Hz electrical stimulation, a dynamic change of a decrease in total hemoglobin change and a decrease in oxygen exchange change was observed over a wide range.

このように左拇指対象部に3Hzと10Hzの電気信号をそれぞれ付与した場合、前頭葉での酸素代謝が正反対の結果となり、10Hzでは低酸素化が起こり、3Hzでは血流増加と高酸素化が起こった。   Thus, when electrical signals of 3 Hz and 10 Hz are respectively applied to the left thumb target, oxygen metabolism in the frontal lobe is the opposite result, hypoxia occurs at 10 Hz, and blood flow increases and hyperoxygen occurs at 3 Hz. It was.

また、電気刺激の周波数に依存して前頭葉が敏感に変化し、認知機能に影響を与えることを示唆している。   In addition, the frontal lobe changes sensitively depending on the frequency of electrical stimulation, suggesting that it affects cognitive function.

次に、本発明と比較するための参考として鍼刺激を行った時の実験について説明する。
図9は左拇指第一関節と第二関節の間の手掌側の中心部付近に鍼刺激を付与した場合における前頭葉での総ヘモグロビン変化量と酸素交換変化量の変化を示すグラフである。
ここで、横軸は時間(s)、縦軸は変化量(mol/l)であり、刺激時間は180秒である。
Next, an experiment when acupuncture stimulation is performed will be described as a reference for comparison with the present invention.
FIG. 9 is a graph showing changes in the total hemoglobin change amount and oxygen exchange change amount in the frontal lobe when acupuncture stimulation is applied in the vicinity of the palm center between the first thumb first joint and the second joint.
Here, the horizontal axis represents time (s), the vertical axis represents the amount of change (mol / l), and the stimulation time is 180 seconds.

図10(A)は左拇指第一関節と第二関節の間の手掌側の中心部付近に鍼刺激を付与する前の安静時、針灸気刺激時及び鍼抜去後での前頭葉での総ヘモグロビン変化量の変化を視覚的に表示した説明図、(B)は酸素交換変化量の変化を視覚的に表示した説明図である。   FIG. 10 (A) shows total hemoglobin in the frontal lobe at rest before applying acupuncture stimulation to the vicinity of the center of the palm side between the first thumb joint and the second joint, at the time of needle aspiration stimulation, and after removal of the hemorrhoid The explanatory view which displayed the change of change amount visually, (B) is the explanatory view which displayed the change of oxygen exchange change amount visually.

図9及び図10からわかるように、鍼刺激では、回旋を始めてから30〜45秒は、総ヘモグロビン変化量及び酸素交換変化量がともに増加しているが、その後は持続的に減少しており、これが鍼の主効果だと考えられる。   As can be seen from FIG. 9 and FIG. 10, in the acupuncture stimulation, the total hemoglobin change amount and the oxygen exchange change amount both increased for 30 to 45 seconds after starting the rotation, but thereafter decreased continuously. This is considered to be the main effect of cocoon.

また、3Hzよりも10Hzのほうが鍼刺激に近い状態を生ずることについて再現性が認められた。   In addition, reproducibility was observed with respect to the fact that 10 Hz was closer to acupuncture than 3 Hz.

図11は右第4指第一関節から先端外側付近に鍼刺激を付与した場合における前頭葉での総ヘモグロビン変化量と酸素交換変化量の変化を示すグラフである。ここで、横軸は時間(s)、縦軸は変化量(mol/l)であり、刺激時間は180秒である。   FIG. 11 is a graph showing changes in the total hemoglobin change amount and the oxygen exchange change amount in the frontal lobe when acupuncture stimulation is applied from the right fourth finger first joint to the vicinity of the distal end. Here, the horizontal axis represents time (s), the vertical axis represents the amount of change (mol / l), and the stimulation time is 180 seconds.

図12(A)は右第4指第一関節から先端外側付近に鍼刺激を付与する前の安静時、針灸気刺激時での前頭葉での総ヘモグロビン変化量の変化を視覚的に表示した説明図、(B)は酸素交換変化量の変化を視覚的に表示した説明図である。   FIG. 12 (A) is a visual representation of changes in the total hemoglobin change amount in the frontal lobe during rest and before needle aspiration stimulation from the right fourth finger first joint to the vicinity of the outer tip. FIG. 4B is an explanatory diagram visually showing changes in the amount of change in oxygen exchange.

図11及び図12からわかるように、鍼の回旋刺激によって痛みが強くなると前頭葉の一部で、高酸素化、血流低下に転じたが、左拇指への刺激による脳反応とは明らかに違うものであった。   As can be seen from FIG. 11 and FIG. 12, when the pain became stronger due to the rotational stimulation of the heel, it turned to hyperoxygenation and decreased blood flow in a part of the frontal lobe, but it was clearly different from the brain reaction due to stimulation of the left thumb It was a thing.

図13は本発明の実施形態例に係るプログラムを示すブロック図である。   FIG. 13 is a block diagram showing a program according to the embodiment of the present invention.

図13に示すように、本発明の実施形態例に係るプログラム16は、本発明の実施形態例に係る脳状態サポート装置1の装置本体4を制御し、上記説明された装置本体4の行う処理をコンピュータに実行させるものである。   As shown in FIG. 13, the program 16 according to the embodiment of the present invention controls the device body 4 of the brain state support device 1 according to the embodiment of the present invention, and the processing performed by the device body 4 described above. Is executed by a computer.

このプログラム16は、磁気ディスク、CD−ROM、半導体メモリ等の記録媒体に記録されていてもよく、通信ネットワークを介してダウンロードされるものでもよい。   The program 16 may be recorded on a recording medium such as a magnetic disk, a CD-ROM, or a semiconductor memory, or may be downloaded via a communication network.

本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。例えば装置本体4として、専用の装置の代わりにパーソナルコンピュータや情報端末機器等を用いてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical matters described in the claims. For example, a personal computer or an information terminal device may be used as the device body 4 instead of a dedicated device.

本発明の脳状態サポート装置1及びプログラム16は、近赤外分光法(NIRS)を利用して脳状態をリラックスモード、集中モードに維持したり、他の状態に移行できるようにサポートするために用いられる。   The brain state support apparatus 1 and the program 16 of the present invention use near-infrared spectroscopy (NIRS) to support the brain state so that it can be maintained in a relaxed mode, a concentrated mode, or can be shifted to another state. Used.

1:脳状態サポート装置
2:刺激付与具
2a:刺激部
2b:バンド部
2c:面ファスナー
3:光検出具
3a:発光部
3b:受光部
4:装置本体
5:入力部
6:出力部
7:通信部
8:記憶部
9:制御部
10:表示部
11:スピーカー
12:印刷部
13:算出部
14:判定部
15:刺激調整部
16:プログラム
1: Brain state support device 2: Stimulation device 2a: Stimulation unit 2b: Band unit 2c: Surface fastener 3: Photodetector 3a: Light emitting unit 3b: Light receiving unit 4: Device main body 5: Input unit 6: Output unit 7: Communication unit 8: Storage unit 9: Control unit 10: Display unit 11: Speaker 12: Printing unit 13: Calculation unit 14: Determination unit 15: Stimulation adjustment unit 16: Program

Claims (8)

人体のツボの部位を所定の周波数の電気信号で刺激する刺激付与手段と、
人体の所定部位に光を照射する発光部と、人体内から出射する光を受光し検出する受光部とを備えた光検出手段と、
前記刺激付与手段及び光検出手段を制御する装置本体とを有し、
前記装置本体は、前記光検出手段によって検出された光情報に基いて、酸化型ヘモグロビンの変化量と還元型ヘモグロビンの変化量との和である総ヘモグロビン変化量と、酸化型ヘモグロビンの変化量と還元型ヘモグロビンの変化量の差である酸素交換変化量とを算出する算出手段と、前記刺激付与手段によって人体のツボの部位に所定の周波数の電気信号で刺激を付与することにより、前記算出手段によって算出された総ヘモグロビン変化量及び酸素交換変化量に基いて前記人体の脳状態がリラックスモード、集中モード及び中間モードのうちの少なくとも1つのモードにあるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって判定された脳状態のモードを維持し、又は他の脳状態のモードに移行するように、前記刺激付与手段によって前記人体のツボの部位に所定の周波数の電気信号で刺激を付与する刺激量を調整する刺激調整手段とを有する、
ことを特徴とする脳状態サポート装置。
Stimulation applying means for stimulating acupuncture points of the human body with electrical signals of a predetermined frequency;
A light detecting means comprising a light emitting unit for irradiating light on a predetermined part of the human body, and a light receiving unit for receiving and detecting light emitted from the human body;
An apparatus main body for controlling the stimulus applying means and the light detecting means,
The apparatus main body, based on the optical information detected by the light detection means, the total hemoglobin change amount that is the sum of the change amount of the oxidized hemoglobin and the change amount of the reduced hemoglobin, and the change amount of the oxidized hemoglobin, A calculating means for calculating an oxygen exchange change amount that is a difference in the amount of change in reduced hemoglobin; and the calculation means by applying a stimulus to the acupoint part of the human body with an electrical signal of a predetermined frequency by the stimulus applying means. Determining means for determining whether the brain state of the human body is in at least one of a relax mode, a concentration mode, and an intermediate mode based on the total hemoglobin change amount and the oxygen exchange change amount calculated by: The stimulus applying means maintains the brain state mode determined by the determining means, or shifts to another brain state mode. The site of serial human pot and a stimulus adjusting means for adjusting the amount of stimulation of imparting a stimulus electric signal of a predetermined frequency,
A brain state support device characterized by that.
前記刺激付与手段によって刺激される人体のツボの部位は、左拇指対象部であることを特徴とする請求項1に記載の脳状態サポート装置。   The brain state support device according to claim 1, wherein the acupoint part of the human body stimulated by the stimulus applying unit is a left thumb target part. 前記光検出手段によって検出される部位は、脳の前頭葉であることを特徴とする請求項1又は2に記載の脳状態サポート装置。   The brain state support device according to claim 1 or 2, wherein the part detected by the light detection means is a frontal lobe of the brain. 前記判定手段は、前記人体のツボの部位に第1の周波数の電気信号で刺激することによって、前記総ヘモグロビン変化量が増加し、かつ前記酸素交換変化量が増加する場合には、脳状態がリラックスモードであると判定し、前記人体のツボの部位に第2の周波数の電気信号で刺激することによって、前記総ヘモグロビン変化量が低下し、かつ前記酸素交換変化量が低下する場合には、脳状態が集中モードであると判定し、それ以外の場合には、中間モードであると判定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つの項に記載の脳状態サポート装置。   When the total hemoglobin change amount is increased and the oxygen exchange change amount is increased by stimulating the acupuncture site of the human body with an electrical signal having a first frequency, When it is determined that the mode is the relax mode and the acupuncture points of the human body are stimulated with an electrical signal of the second frequency, the total hemoglobin change amount is reduced and the oxygen exchange change amount is reduced. The brain state support apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the brain state is determined to be a concentrated mode, and otherwise, it is determined to be an intermediate mode. 前記刺激調整手段は、脳状態をリラックスモードに維持し、又は移行する場合には、前記人体のツボの部位に第1の周波数の電気信号で所定間隔刺激し、脳状態を集中モードに維持し、又は移行する場合には、前記人体のツボの部位に第2の周波数の電気信号で所定間隔刺激することを特長とする請求項1乃至4のいずれか1つの項に記載の脳状態サポート装置。   The stimulus adjusting means maintains a brain state in a concentration mode by maintaining a brain state in a relaxation mode or stimulating at a predetermined interval with an electrical signal of a first frequency at a point of the human body when a transition is made. The brain state support device according to any one of claims 1 to 4, wherein when the transition is made, stimulation is performed at a predetermined interval with an electrical signal having a second frequency on the acupuncture point of the human body. . 前記第1の周波数は3Hzであり、前記第2の周波数は10Hzであることを特徴とする請求項4又は5に記載の脳状態サポート装置。   The brain state support device according to claim 4 or 5, wherein the first frequency is 3 Hz, and the second frequency is 10 Hz. 前記刺激調整手段は、脳状態をそのままのモードに維持する場合よりも、他のモードに移行する場合の方が刺激量が多くなるように調整することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つの項に記載の脳状態サポート装置。   7. The adjustment according to claim 1, wherein the stimulation adjustment unit adjusts the amount of stimulation to be greater when shifting to another mode than when maintaining the brain state in the mode as it is. The brain state support apparatus according to any one of the items. 前記請求項1乃至7のいずれか1つの項に記載の脳状態サポート装置の装置本体の処理を実行させることを特徴とするプログラム。   A program for executing processing of the main body of the brain state support device according to any one of claims 1 to 7.
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