JP5173251B2 - 拍動ゆらぎ測定装置およびその情報処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、心電波形や心拍等の生体信号に基づいて拍動のゆらぎを可視化する技術に関するものである。

従来より、交感神経と副交感神経の亢進状態の評価方法として、ローレンツプロットが知られている。一般に交感神経と副交感神経とはバランスがとれていることが重要であり、自律神経が緊張し、交感神経と副交感神経とのバランスが乱れると、拍動のゆらぎに影響を及ぼす。

ローレンツプロットとは、この拍動のゆらぎを、心電波形や心拍等の生体信号に基づいて可視化したものであり、広く知られている。

図１２、図１３は、心電波形に基づいてローレンツプロットを生成する方法を示した図である。図１２の１２０１に示すような心電波形が収集されると、まず、Ｒ波の位置が同定され、Ｒ−Ｒ間隔が算出される。Ｒ波とは心電波形のピーク部分をいい、Ｒ−Ｒ間隔とはＲ波のｎ拍目（ｎは任意の整数）とｎ＋１拍目の拍動間隔をいう。図１２の例では、Ｒ波の位置はそれぞれ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と同定され、Ｒ−Ｒ間隔はそれぞれＴ２１、Ｔ３２、Ｔ４３と算出される。

そして、当該算出されたＲ−Ｒ間隔に基づいて、図１３に示す２次元グラフ領域に、Ｔ２１を横軸に、Ｔ３２を縦軸にプロットする。次に、Ｔ３２を横軸に、Ｔ４３を縦軸にプロットする。このような処理を、連続するＲ−Ｒ間隔に対して順次行うことで、ローレンツプロットが生成される。図１４は、生成されたローレンツプロットの一例を示す図であり、（ａ）は一般にバランスがとれた良好な状態を示しており、（ｂ）、（ｃ）はバランスがとれていない状態を示している（（ｂ）はストレス・疾患パターンを、（ｃ）は不整脈パターンをそれぞれ示している）。

このような方法により生成されるローレンツプロットを応用した技術として、本願出願人は、これまでいくつかの提案を行っている。例えば、下記特許文献１、２では、当該ローレンツプロットを心電波形の測定と並行してリアルタイムに表示させることで、被測定者がその場で拍動のゆらぎを把握できるリアルタイム拍動モニタを提案している。
特開２００１−２１２０９５号公報 特開２００１−２１２０８９号公報

しかしながら、拍動のゆらぎを被測定者に表示することで、被測定者が拍動のゆらぎが良好でない（つまり、自律神経が緊張し、交感神経と副交感神経とのバランスが乱れている）と判断した場合であっても、被測定者にとっては、その状態をどのようにして改善したらよいのかわからない場合が多い。

更に、仮に、何らかの方法により拍動のゆらぎが良い状態に移行し、自律神経の緊張が緩和されたとしても、自律神経の緊張や緩和は、あくまで被測定者の体調に影響を与える因子にすぎず、実際に被測定者の体調がどのように改善されたのかまではわからない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、拍動（心拍）のゆらぎをリアルタイムに表示するとともに、自律神経の緊張を緩和させるように被測定者を導き、これにより、被測定者の体調が改善された場合に、その改善効果を被測定者に明示することが可能な拍動（心拍）ゆらぎ測定装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明に係る拍動（心拍）ゆらぎ測定装置は以下のような構成を備える。即ち、
被測定者に対して呼吸のリズムを表示する第１の表示手段と、
前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出する抽出手段と、
前記抽出されたｎ拍目の拍動間隔とｎ＋１拍目の拍動間隔とを、２次元グラフ領域の縦軸または横軸として順次プロットする場合の各座標データを算出する座標算出手段と、
前記座標算出手段により算出された前記座標データを前記２次元グラフ領域にプロットする第２の表示手段と、を備え、
前記第２の表示手段は、
前記第１の表示手段により前記呼吸のリズムが表示されるのと並行して前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出した場合に算出された前記座標データと、前記第１の表示手段により前記呼吸のリズムが表示されていない状態で前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出した場合に算出された前記座標データとを、前記２次元グラフ領域において、互いに区別しながら重ねてプロットすることを特徴とする。

拍動（心拍）のゆらぎをリアルタイムに表示するとともに、自律神経の緊張を緩和させるように被測定者を導き、これにより、被測定者の体調が改善された場合に、その改善効果を被測定者に明示することが可能となる。

以下、必要に応じて添付図面を参照しながら本発明の各実施形態を詳細に説明する。なお、以下の各実施形態における拍動（心拍）ゆらぎ測定装置は、被測定者の自律神経の緊張を緩和させ、被測定者を交感神経と副交感神経とのバランスがとれた状態に導くために、最適な呼吸法に基づく呼吸リズムを表示することを特徴とする。更に、最適な呼吸法により被測定者の自律神経の緊張が緩和されたことで、被測定者の体調が改善されたことを示すべく、血圧値の改善効果を示すことを特徴とする。

これは、最近の研究により、最適な呼吸が、自律神経の緊張緩和に効果があり、更に自律神経の緊張が緩和することで、高血圧症が緩和されることがわかってきたためである。

更に、以下の各実施形態における拍動（心拍）ゆらぎ測定装置は、最適な呼吸法に基づく呼吸リズムの表示に際して、呼吸中の被測定者の拍動のゆらぎの状態を並行して表示することを特徴とする。これにより、被測定者は、最適な呼吸法による自律神経の緊張緩和の効果をリアルタイムで確認することができる。

更に、以下の各実施形態における拍動（心拍）ゆらぎ測定装置は、表示された呼吸リズムに基づいて呼吸をした場合と、そうでない場合とで、血圧値を対比して表示することを特徴とする。これにより、被測定者は、表示された呼吸リズムに基づいて呼吸を行ったことにより、自律神経の緊張が緩和し、血圧値の改善効果があったことを確認することができる。

つまり、以下の各実施形態における拍動（心拍）ゆらぎ測定装置によれば、最適な呼吸法による自律神経の緊張緩和の効果ならびに血圧値の改善効果が可視化されるため、被測定者はこれを確認しながら呼吸を行うことが可能となる。

なお、以下の各実施形態で説明する拍動（心拍）ゆらぎ測定装置は、時間領域解析の幾何学的図形解析法の１つであるローレンツプロットを表示する装置として説明するが、本発明は以下に記載の実施形態に限定されるものではない。例えば、他の拍動変動指標として、時間領域解析の幾何学的図形解析法の１つであるトライアングルインデックスや、時間／領域解析であるＳＤＮＮ、ＳＤＡＮＮ、ｒ−ＭＳＳＤ、ＲＲ５０（ＮＮ５０）、ｐＮＮ５０（φ₀ＮＮ５０）、ＣＶＲＲ等を表示する装置であってもよい。

［第１の実施形態］
１．拍動（心拍）ゆらぎ測定装置の外観構成
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる拍動（心拍）ゆらぎ測定装置１００の外観構成を示す図である。同図において、１０１はハウジングであり、内部の電子機器を覆うとともに、装置の外形を形成する。ハウジング１０１の両側面には、被測定者の指（例えば、人指し指）を挿入するための開口部１０２が設けられている（図１では、一方の側面に設けられた開口部のみが図示され、他方の側面に設けられた開口部については省略されている）。

開口部１０２の内部には電極が埋め込まれており、被測定者が右手及び左手の指をそれぞれの開口部１０２に挿入することで、被測定者の心電波形を検出することができる構成となっている。

また、開口部１０２の内部には、指式血圧測定手段として血圧測定手段２０８が設けられており、被測定者の心電波形の検出と並行して、被測定者の血圧を検出することができる構成となっている。この血圧測定手段２０８は、カフ、カフ加圧部（加圧ポンプ）、脈波（圧脈波）検出部等を含む。なお、血圧測定は指式に限らず、手首式、上腕式、耳式としてもよい。

１０３は表示／操作部であり、検出された心電波形に基づいて時間領域解析法の幾何学的図形解析法の１つとして得られるローレンツプロットを表示すると共に、被測定者による各種操作を受け付ける。

２．装置の機能構成
図２は、本発明の第１の実施形態にかかる拍動（心拍）ゆらぎ測定装置の機能構成を示す図である。同図において、２０１はクロック部であり、クロック信号を発振し、ＣＰＵ２０２に供給する。２０２はＣＰＵであり、クロック部２０１より発振されたクロック信号に基づいて動作する。２０３はＲＡＭであり、ＣＰＵ２０２において処理されるプログラムのワークエリアとして機能するとともに、プログラム処理時にデータ等を一時的に記憶する記憶手段としても機能する。２０４はＲＯＭであり、ＣＰＵ２０２にて処理されるプログラムが格納されている。

２０５は表示／操作部であり、ＣＰＵ２０２において処理された処理結果を表示するとともに、被測定者からの指示入力を受け付ける。

２０６は電極であり、被測定者の心電波形を検出し、電気信号を出力する。２０７はアンプであり、電極２０６より出力された電気信号を増幅するとともに、デジタル信号（以下、拍動測定データ）に変換する。

２０８は血圧測定手段であり、被測定者の血圧を検出し、電気信号を出力する。２０９はアンプであり、血圧測定手段２０８より出力された電気信号を増幅するとともに、デジタル信号（以下、血圧測定データ）に変換する。この血圧測定手段２０８は、カフ、カフ加圧部（加圧ポンプ）、脈波（圧脈波）検出部等を含む。

２１０はデータ記録部であり、ＣＰＵ２０２において拍動測定データを処理することにより得られた算出データ等を記録する。

ＲＯＭ２０４に格納されたプログラムにより実現される機能を２２１から２２８に示す。２２１は拍動検出処理部であり、アンプ２０７より出力された拍動測定データを受信する。２２２は拍動間隔検出処理部であり、受信した拍動測定データに基づいて、心電波形のＲ波を同定したのち、各Ｒ−Ｒ間隔を算出する。

２２３はローレンツプロット算出部であり、ローレンツプロットデータ（２次元グラフ領域にローレンツプロットを表示するための座標データ）を生成する。また、所定時間、例えば１分間あたりの心拍数を算出する。更に、測定が完了した際には、ゆらぎ度を算出する。なお、ゆらぎ度とは、２次元グラフ領域の分布領域の大きさ（本実施形態にかかる拍動（心拍）ゆらぎ測定装置にあっては、ローレンツプロットデータのばらつき）のことをいうものとする。

２２４は呼吸リズム記憶部であり、被測定者に最適な呼吸法に基づく呼吸リズムのパターンが記憶されている。

２２５は血圧検出処理部であり、アンプ２０９より出力された血圧測定データを受信し、最高血圧値（収縮期血圧値）と最低血圧値（拡張期血圧値）を算出する。

２２６はデータ記録処理部であり、算出されたローレンツプロットデータ、ゆらぎ度、血圧値（最高血圧値、最低血圧値）等を、データ記録部２１０に記録する。

２２７は表示処理部であり、測定開始時においては、被測定者からの指示入力を受け付ける指示ボタンを表示／操作部２０５上に表示する。また、測定中は、ローレンツプロット算出部２２３において生成されたローレンツプロットデータに基づいて、表示／操作部２０５上にローレンツプロットを表示するとともに、心電波形のＲ波のタイミングに合わせて、文字、記号、シンボルマーク等で表示される心拍検出マーク（後述）を点滅させ、更に心拍数を表示する。また、測定完了時には、算出されたゆらぎ度及び最高血圧値、最低血圧値を表示する。また、過去の測定履歴を読み出し、表示／操作部２０５上に表示する。更に、被測定者が、最適な呼吸法に基づく呼吸を実行できるよう、呼吸リズムを表示する。

２２８はユーザ入力処理部であり、表示／操作部２０５を介して入力された指示入力を受けつける。なお、装置全体を指式血圧測定装置とし、心電波形を用いずに、脈波（圧脈波）により心拍間隔を演算して、時間領域解析法の幾何学的図形解析法の１つとして得られるローレンツプロットを表示すると共に、心拍ゆらぎ度を算出してもよい。

３．拍動（心拍）ゆらぎ測定装置における画面構成
図３は、表示／操作部２０５の画面例を示す図である（なお、画面は液晶画面のほか、視認性の高い有機ＥＬなどを用いても良い）。３０１はデータ表示部であり、表示処理部２２７が各種データを表示する。図３の例では、ローレンツプロットを表示するための画面が図示されており、横軸および縦軸の単位はｍｓｅｃである。３０８、３０９はそれぞれデータ表示部３０１をスクロールするためのスクロールバーである。３０７は、カーソル、スクロールバーを任意に移動させるための十字キーである。３１０は最適な呼吸法に基づく呼吸リズムを表示する呼吸リズム表示部である。

３０２は測定開始ボタンであり、被測定者が測定開始ボタン３０２を押下することにより、ゆらぎ度を算出するための処理（測定処理）を開始する。なお、以下では、測定開始ボタン３０２を押下することにより行われる測定処理を、「測定開始処理」と称することとする。

３０３は呼吸開始ボタンであり、被測定者が呼吸開始ボタン３０３を押下することにより、呼吸リズム表示部３１０に、最適な呼吸法に基づく呼吸リズムを表示するための呼吸リズム表示処理を開始するとともに、測定処理を開始する。なお、以下では、呼吸開始ボタン３０３を押下することにより行われる呼吸リズム表示処理と測定処理とをあわせて「呼吸開始処理」と称することとする。

３０４は履歴表示／終了ボタンである。履歴表示／終了ボタン３０４が１回押下されると、データ表示部３０１には、過去に測定されたゆらぎ度が、時刻情報等とともに表示される。また、履歴表示／終了ボタン３０４が再度押下されると、履歴表示が終了し、データ表示部３０１には、ローレンツプロットを表示するための画面が表示される。

３０５、３０６はそれぞれ縮小ボタンおよび拡大ボタンであり、データ表示部３０１上に表示されるローレンツプロットや履歴表示等を縮小または拡大する。

４．拍動（心拍）ゆらぎ測定装置における処理の流れ（全体）
図４は、本発明の第１の実施形態にかかる拍動（心拍）ゆらぎ測定装置における全体処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ４０１において装置の電源が投入されると、ステップＳ４０２では、表示／操作部２０５に初期画面（例えば、図３に示す画面）が表示される。

ステップＳ４０３では、被測定者によりどのような操作が行われたのかを判定する。被測定者により測定開始ボタン３０２が押下されたと判定された場合には、ステップＳ４０４に進み、測定開始処理を実行する（測定開始処理の詳細は、後述）。

また、被測定者により呼吸開始ボタン３０３が押下されたと判定された場合には、ステップＳ４０５に進む。

ステップＳ４０５では、呼吸開始処理を実行する（呼吸開始処理の詳細は後述する）。

また、被測定者により履歴表示／終了ボタン３０４が押下されたと判定された場合には、ステップＳ４０６に進み、履歴表示を行う（詳細は後述する）。

ステップＳ４０７では、履歴表示／終了ボタン３０４が再度押下されたか否かを判定する。ステップＳ４０７において履歴表示／終了ボタン３０４が再度押下されたと判定された場合には、ステップＳ４０８に進み、履歴表示を終了する。

ステップＳ４０９では、拍動（心拍）ゆらぎ測定装置の電源をＯＦＦする操作が行われたか否かを判定し、電源をＯＦＦする操作が行われていないと判定された場合には、ステップＳ４０３に戻る。一方、電源をＯＦＦする操作が行われたと判定された場合には、処理を終了する。

以上のフローチャートのもと、被測定者は、はじめに測定開始ボタン３０２を押下し、現状の拍動のゆらぎ度を把握した後、呼吸開始ボタン３０３を押下し、最適な呼吸法に基づく呼吸リズムのもとで呼吸を行いながら、拍動のゆらぎ度を確認する。これにより、被測定者は、最適な呼吸法に基づく呼吸リズムのもとで行う呼吸で、拍動のゆらぎが良好な状態に改善されたことを、確認することができる。

５．測定開始処理（ステップＳ４０４）の詳細
次に測定開始処理（ステップＳ４０４）の詳細について説明する。図５Ａは測定処理の詳細を示す図である。

ステップＳ５０１Ａでは、表示画面を初期化する。具体的には、表示画面上に前回の処理結果が残っていた場合には、それを消去し、初期画面（例えば、図３に示す表示画面）にする。

ステップＳ５０２Ａでは、所定時間を計測するためのタイマーをリセットした後、カウントを開始する。

ステップＳ５０３Ａでは、アンプ２０７より出力される拍動測定データの受信を開始する。また、アンプ２０９より出力される血圧測定データの受信を開始する。

ステップＳ５０４Ａでは、受信した拍動測定データのＲ波を検出し、データ表示部３０１上の心拍検出マーク（後述）を、当該Ｒ波の検出に同期して点滅させる。また、検出されたＲ波の拍動間隔に基づいて、単位時間あたり（例えば、１分間あたり）の心拍数をデータ表示部３０１上に表示する。

ステップＳ５０５Ａでは、検出されたＲ波の拍動間隔に基づいて、ローレンツプロットデータを算出し、データ表示部３０１上に、ローレンツプロットを行う。

図６Ａは、ステップＳ５０３Ａにおいて拍動測定データの受信が開始された後の表示／操作部２０５の表示画面を示す図である。

図６Ａに示すように、測定開始処理（ステップＳ４０４）では、被測定者は、最適な呼吸法に基づく呼吸を行わないため、呼吸リズム表示部３１０には、何も表示されない。

一方、データ表示部３０１には、ステップＳ５０３Ａ〜５０５Ａまでの処理結果が表示される。図６Ａにおいて、６０１は心拍検出マークであり、拍動検出処理部２２１において受信された拍動測定データのＲ波に合わせて点滅する。６０２は心拍数表示欄（１分間あたりの心拍数を表示する欄）である。６０３は、データ表示部３０１が現在拡大表示されているのか、標準の大きさで表示されているのか、縮小表示されているのかを表示する欄である。６０４は現在の日時を表示する欄である。６０５はプロットされたローレンツプロットデータである。６０６はローレンツプロットデータに基づいて算出されるゆらぎ度ならびに、血圧測定データに基づいて算出された最高血圧値／最低血圧値を表示する表示欄である。

ステップＳ５０６Ａでは、拍動測定データの受信が開始されてから所定時間経過したか否かを判定する。所定時間経過していなければ、ステップＳ５０２Ａに戻る。一方、所定時間が経過していれば、ステップＳ５０７Ａに進む。なお、所定時間経過するまでの経過状態を、データ表示部３０１の任意の位置に表示（セグメント表示などで、カウントダウン表示またはカウントアップ表示）したり、ペット、子供、風景、キャラクタなどを任意に選択して順次画像等を完成させるような画面表示を行うようにしてもよい。また、ここでは所定時間経過するまでローレンツプロットを順に表示していく構成としているが、所定時間経過後に、全てのローレンツプロットを同時に表示する構成としても良い。

ステップＳ５０７Ａでは、今回の測定開始処理において算出されたローレンツプロットデータに基づいて、ゆらぎ度を算出し、表示する。好ましくは、更にステップＳ５０７Ａでは、ローレンツプロットデータの分布領域を示す線を表示する。また、血圧測定データに基づいて、最高血圧値および最低血圧値を算出し、表示する。

図７Ａは、ローレンツプロットデータの分布領域を示す線７０１が表示され、表示欄６０６にゆらぎ度７０２と、最高血圧値７０３と、最低血圧値７０４とが表示された様子を示す図である。

ステップＳ５０８Ａでは、タイマーカウントを終了するとともに、拍動測定データ、血圧測定データの受信を終了する。

ステップＳ５０９Ａでは、ステップＳ５０７Ａで算出されたゆらぎ度、最高血圧値、最低血圧値をデータ記録部２１０に記録する。

６．呼吸開始処理（ステップＳ４０５）の詳細
次に呼吸開始処理（ステップＳ４０５）の詳細について説明する。図５Ｂは呼吸開始処理の詳細を示す図である。

ステップＳ５０１Ｂでは、表示画面を初期化する。具体的には、表示画面上に前回の処理結果が残っていた場合には、それを消去し、初期画面（例えば、図３に示す表示画面）にする。

ステップＳ５０２Ｂでは、予め定められた最適な呼吸法に基づく呼吸リズムを呼吸リズム記憶部２２４より読み出し、呼吸リズム表示部３１０に、バーグラフの表示を開始する。なお、呼吸リズム表示部３１０に表示されるバーグラフは、呼吸リズムのうち、空気を吸う時間の経過に伴って、バーグラフが紙面右方向に伸びていき、空気を吐く時間の経過に伴って、バーグラフが紙面左側に縮んでいくものとする。

ステップＳ５０３Ｂでは、所定時間を計測するためのタイマーをリセットした後、カウントを開始する。

ステップＳ５０４Ｂでは、アンプ２０７より出力される拍動測定データの受信を開始する。また、アンプ２０９より出力される血圧測定データの受信を開始する。

ステップＳ５０５Ｂでは、受信した拍動測定データのＲ波を検出し、データ表示部３０１上の心拍検出マーク（後述）を、当該Ｒ波の検出に同期して点滅させる。また、検出されたＲ波の拍動間隔に基づいて、単位時間あたり（例えば、１分間あたり）の心拍数をデータ表示部３０１上に表示する。

ステップＳ５０６Ｂでは、検出されたＲ波の拍動間隔に基づいて、ローレンツプロットデータを算出し、データ表示部３０１上に、ローレンツプロットを行う。

図６Ｂは、ステップＳ５０４Ｂにおいて拍動測定データの受信が開始された後の表示／操作部２０５の表示内容を示す図である。

図６Ｂに示すように、呼吸開始処理（ステップＳ４０５）では、呼吸リズムを調整・指示するための呼吸リズム表示部３１０では、バーグラフ６０７等で表示される。

また、データ表示部３０１には、ステップＳ５０４Ｂ〜５０６Ｂまでの処理結果が表示される。なお、図６Ｂのデータ表示部３０１に表示される表示内容は、図６Ａのデータ表示部３０１に表示される表示内容と同じであるため、ここでは説明は省略する。

ステップＳ５０７Ｂでは、拍動測定データの受信が開始されてから所定時間経過したか否かを判定する。所定時間経過していなければ、ステップＳ５０３Ｂに戻る。一方、所定時間が経過していれば、ステップＳ５０８Ｂに進む。なお、所定時間経過するまでの経過状態を、データ表示部３０１の任意の位置に表示（セグメント表示などで、カウントダウン表示またはカウントアップ表示）したり、ペット、子供、風景、キャラクタなどを任意に選択して順次画像等を完成させるような画面表示を行うようにしてもよい。また、ここでは所定時間経過するまでローレンツプロットを順に表示していく構成としているが、所定時間経過後に、全てのローレンツプロットを同時に表示する構成としても良い。

ステップＳ５０８Ｂでは、今回の呼吸開始処理において算出されたローレンツプロットデータに基づいて、ゆらぎ度を算出し、表示する。好ましくは、更にステップＳ５０８Ｂでは、ローレンツプロットデータの分布領域を示す線を表示する。また、血圧測定データに基づいて、最高血圧値および最低血圧値を算出し、表示する。

図７Ｂは、ローレンツプロットデータの分布領域を示す線７０１’が表示され、表示欄６０６にゆらぎ度７０２’、最高血圧値７０３’と、最低血圧値７０４’とが表示された様子を示す図である。

ステップＳ５０９Ｂでは、呼吸リズムに基づくバーグラフ６０７の表示を停止させるとともに、タイマーカウントを終了し、拍動測定データ、血圧測定データの受信を終了する。

ステップＳ５１０Ｂでは、ステップＳ５０８Ｂで算出されたゆらぎ度、最高血圧値、最低血圧値をデータ記録部２１０に記録する。

７．履歴表示処理（ステップＳ４０６）
図８は、履歴表示／終了ボタン３０４が押下され、データ表示部３０１に履歴表示画面が表示された様子を示す図である。

図８に示すように、履歴表示画面は、表示項目として、番号（８０１）、測定が行われた日時（８０２）と、算出されたゆらぎ度（８０３）と、最高血圧値・最低血圧値（８０４）、ローレンツプロットデータ（８０５）とを備える。これにより、被測定者は、過去の測定履歴を参照することができる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態にかかる拍動（心拍）ゆらぎ測定装置は、拍動のゆらぎを被測定者に表示するため、被測定者は自律神経が緊張状態にあるのかを把握することが可能となる。また、自律神経を緩和させる最適な呼吸法に基づく呼吸リズムを表示するため、被測定者は当該呼吸リズムに基づいて呼吸を行うことが可能となる。

更に、呼吸中の拍動のゆらぎをリアルタイムで被測定者に表示するため、被測定者は、呼吸により拍動のゆらぎが良好な状態に改善したことを確認することが可能となる。また、呼吸中の血圧を測定し、最高血圧値と最低血圧値とを表示するため、被測定者は、拍動のゆらぎが良好な状態に改善されることで、自身の体調として、血圧値が改善されたことを確認することが可能となる。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、呼吸開始ボタン３０３が押下された際に、予め設定された最適な呼吸法に基づく呼吸リズムが呼吸リズム記憶部２２４より読み込まれる構成としたが、本発明は特にこれに限られない。

例えば、予め複数の呼吸リズムを格納しておき、呼吸開始ボタン３０３が押下された際に、被測定者が選択できるように構成してもよい。

図９は、呼吸開始ボタン３０３が押下された際に、データ表示部３０１に呼吸リズム選択画面が表示された様子を示す図である。図９に示すように、呼吸リズム選択画面は、表示項目として、１分間あたりの呼吸数（回数）とそのリズムとを備える。なお、ここでいうリズムとは、１分間あたりの呼吸数を実現するにあたり、空気を吸う時間（吸気時間）と吐く時間（呼気時間）の割合をいう。図９の例では、例えば、１分間あたりの呼吸数が６回の場合でも、吸う時間と吐く時間の割合によって、３種類のリズムが用意されている。具体的には、１分間あたりの呼吸数が６回の場合、１呼吸あたり１０秒要することとなるが、吸う時間と吐く時間とを均等に配分した場合には、吸う時間＝５ｓｅｃ、吐く時間＝５ｓｅｃとなる（呼吸リズム選択画面の番号＝１０参照）。一方、吐く時間を吸う時間の３倍とすると、吸う時間＝２．５ｓｅｃ、吐く時間＝７．５ｓｅｃとなる（呼吸リズム選択画面の番号＝１１参照）。また、吸う時間を吐く時間の３倍とすると、吸う時間＝７．５ｓｅｃ、吐く時間＝２．５ｓｅｃとなる（呼吸リズム選択画面の番号＝１２参照）。

なお、図９に示す呼吸リズムはあくまで一例であり、これ以外の呼吸リズムが含まれていても良いし、図９に示す呼吸リズムが含まれていなくてもよい。

被測定者は、十字キー３０７を用いてカーソルを移動させ、所望の番号を指定し決定することで呼吸リズムを選択することができる。これにより、呼吸リズム表示部３１０は、当該選択された呼吸リズムが表示されることとなる。

なお、上記第１の実施形態では、測定履歴として、測定が行われた日時と、算出されたゆらぎ度と、ローレンツプロットデータとを記録することとしたが、本実施形態のように呼吸リズムを選択できるように構成した場合、選択された呼吸リズムを示す番号をあわせて記録するようにしても良い。

［第３の実施形態］
上記第１の実施形態では、測定履歴を表示するにあたり、過去の測定により得られたゆらぎ度等を、時系列でテキスト表示する構成としたが、本発明はこれに限られない。例えば、過去の測定により得られたゆらぎ度等を、棒グラフにより表示するようにしてもよい。

図１０の（ａ）は、データ記録部２１０に記録されているゆらぎ度等を、時系列に棒グラフで表示した様子を示す図である。図１０の（ａ）に示すように、棒グラフで表示することにより、被測定者は過去のゆらぎ度を一目で認識することができるようになる。また、各ゆらぎ度の棒グラフに、選択された呼吸リズムもあわせて表示するようにしてもよい。

また、過去の測定により得られたゆらぎ度等の中から、特定の呼吸リズムを選択した際のゆらぎ度等を抽出して表示するようにしてもよい。

図１０の（ｂ）は、データ記録部２１０に記録されているゆらぎ度等の中から、特定の呼吸リズムが選択された際の測定により得られたゆらぎ度のみを抽出し、時系列に棒グラフで表示した様子を示す図である。図１０の（ｂ）に示すように、特定のゆらぎ度のみを表示することで、被測定者は、呼吸リズムごとにわけて、ゆらぎ度の改善効果を認識することが可能となる。

また、過去の測定により得られたゆらぎ度等を、呼吸リズムごとに分類した後、それぞれの呼吸リズムに属するゆらぎ度の平均値を算出したうえで、表示するようにしても良い。

図１０の（ｃ）は、データ記録部２１０に記録されているゆらぎ度等を、呼吸リズムごとに分類した後、それぞれの呼吸リズムに属するゆらぎ度の平均値を算出し、呼吸リズムごとに、該算出されたゆらぎ度の平均値を棒グラフで表示した様子を示す図である。図１０の（ｃ）に示すように、呼吸リズムごとにわけて表示することで、被測定者は、呼吸リズムごとのゆらぎ度の改善効果の違いを一目で認識することが可能となる。

また、図１０の（ｃ）の表示に基づいて、最適な呼吸リズムを選択する構成としてもよい。

［第４の実施形態］
上記第１の実施形態では、測定開始処理により表示されたローレンツプロットをリセットしてから、呼吸開始処理によるローレンツプロットを表示する構成としたが、本発明はこれに限られない。

例えば、測定開始処理により算出されたローレンツプロットと、呼吸開始処理により算出されたローレンツプロットとを、重ねて表示するようにしても良い。

図１１は、測定開始処理により算出されたローレンツプロットと、呼吸開始処理により算出されたローレンツプロットとを重ねて表示した様子を示す図である。

また、測定開始処理において測定された拍動測定データ及び血圧測定データによりそれぞれ算出されたゆらぎ度、最高血圧値、最低血圧値と、呼吸開始処理において測定された拍動測定データ及び血圧測定データによりそれぞれ算出されたゆらぎ度、最高血圧値、最低血圧値とを、対比して表示するようにしてもよい。

図１１の１１０１は、測定開始処理において算出されたゆらぎ度、最高血圧値、最低血圧値と、呼吸開始処理において算出されたゆらぎ度、最高血圧値、最低血圧値とを対比して表示した様子を示す図である。

これにより、最適な呼吸法による呼吸開始前と呼吸中の拍動のゆらぎ度の差異ならびに、血圧値の差異が明確となり、最適な呼吸法による拍動のゆらぎの改善効果ならびに血圧の改善効果を被測定者がより認識しやすくなる。

なお、データ表示部３０１に表示されるローレンツプロットは、最適な呼吸法による呼吸開始前と呼吸中とで、記号をわけて表示するようにしてもよいし、色をわけて表示するようにしてもよい。また、記号および色の両方を変えて表示するようにしても良い。

［第５の実施形態］
上記第１の実施形態では、測定開始処理において算出されたゆらぎ度、最高血圧値、最低血圧値と、呼吸開始処理において算出されたゆらぎ度、最高血圧値、最低血圧値とを、それぞれ独立してすべて記録する構成としたが、本発明はこれに限られない。

例えば、呼吸開始処理において算出されたゆらぎ度、最高血圧値、最低血圧値のみを記録し、その直前の測定開始処理において算出されたゆらぎ度、最高血圧値、最低血圧値については、呼吸開始処理において算出されたゆらぎ度、最高血圧値、最低血圧値との差異を算出し、これを測定開始処理において算出されたゆらぎ度等に対応付けて記録するようにしてもよい。

本発明の第１の実施形態にかかる拍動（心拍）ゆらぎ測定装置１００の外観構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態にかかる拍動（心拍）ゆらぎ測定装置の機能構成を示す図である。 表示／操作部２０５の画面例を示す図である。 本発明の第１の実施形態にかかる拍動（心拍）ゆらぎ測定装置における全体処理の流れを示すフローチャートである。 測定開始処理（ステップＳ４０４）の詳細を示す図である。 呼吸開始処理（ステップＳ４０５）の詳細を示す図である。 拍動測定データの受信が開始された後の表示／操作部２０５の表示画面を示す図である。 拍動測定データの受信が開始された後の表示／操作部２０５の表示画面を示す図である。 ローレンツプロットデータの分布領域を示す線７０１が表示され、表示欄６０６にゆらぎ度７０２と、最高血圧値７０３と、最低血圧値７０４とが表示された様子を示す図である。 ローレンツプロットデータの分布領域を示す線７０１’が表示され、表示欄６０６にゆらぎ度７０２’、最高血圧値７０３’と、最低血圧値７０４’とが表示された様子を示す図である。 履歴表示／終了ボタン３０４が押下され、データ表示部３０１に履歴表示画面が表示された様子を示す図である。 呼吸開始ボタン３０３が押下された際に、データ表示部３０１に呼吸リズム選択画面が表示された様子を示す図である。 データ記録部２１０に記録されている測定履歴を、棒グラフで表示した様子を示す図である。 測定開始処理において算出されたローレンツプロットと、呼吸開始処理において算出されたローレンツプロットとを重ねて表示した様子を示す図である。 心電波形に基づくローレンツプロット方法を説明するための図である。 心電波形に基づくローレンツプロット方法を説明するための図である。 ローレンツプロットの一例を示す図である。

Claims (12)

1. 被測定者に対して呼吸のリズムを表示する第１の表示手段と、
   前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出する抽出手段と、
   前記抽出されたｎ拍目の拍動間隔とｎ＋１拍目の拍動間隔とを、２次元グラフ領域の縦軸または横軸として順次プロットする場合の各座標データを算出する座標算出手段と、
   前記座標算出手段により算出された前記座標データを前記２次元グラフ領域にプロットする第２の表示手段と、を備え、
   前記第２の表示手段は、
   前記第１の表示手段により前記呼吸のリズムが表示されるのと並行して前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出した場合に算出された前記座標データと、前記第１の表示手段により前記呼吸のリズムが表示されていない状態で前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出した場合に算出された前記座標データとを、前記２次元グラフ領域において、互いに区別しながら重ねてプロットすることを特徴とする拍動ゆらぎ測定装置。
2. 被測定者に対して呼吸のリズムを表示する第１の表示手段と、
   前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出する抽出手段と、
   前記抽出されたｎ拍目の拍動間隔とｎ＋１拍目の拍動間隔とを、２次元グラフ領域の縦軸または横軸として順次プロットする場合の各座標データを算出する座標算出手段と、
   前記座標算出手段により算出された前記座標データのばらつきを算出するばらつき算出手段と、
   前記座標算出手段により算出された前記座標データを前記２次元グラフ領域にプロットするとともに、前記ばらつき算出手段により算出された前記座標データのばらつきを表示する第２の表示手段と、
   前記第１の表示手段により前記呼吸のリズムが表示されるのと並行して前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出した場合に算出された前記座標データのばらつきと、前記第１の表示手段により前記呼吸のリズムが表示されていない状態で前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出した場合に算出された前記座標データのばらつきとの差異を算出する差異算出手段と
   を備えることを特徴とする拍動ゆらぎ測定装置。
3. 前記第２の表示手段は、
   前記第１の表示手段により前記呼吸のリズムが表示されるのと並行して前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出した場合に算出された前記座標データのばらつきと、前記第１の表示手段により前記呼吸のリズムが表示されていない状態で前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出した場合に算出された前記座標データのばらつきとを、対比して表示することを特徴とする請求項２に記載の拍動ゆらぎ測定装置。
4. 被測定者に対して呼吸のリズムを表示する第１の表示手段と、
   前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出する抽出手段と、
   前記抽出されたｎ拍目の拍動間隔とｎ＋１拍目の拍動間隔とを、２次元グラフ領域の縦軸または横軸として順次プロットする場合の各座標データを算出する座標算出手段と、
   前記被測定者の血圧を検出し、血圧値を算出する血圧値算出手段と、
   前記座標算出手段により算出された前記座標データを前記２次元グラフ領域にプロットするとともに、前記血圧値算出手段により算出された前記血圧値を表示する第２の表示手段と、
   前記第１の表示手段により前記呼吸のリズムが表示されるのと並行して前記被測定者の血圧を検出することで算出された血圧値と、前記第１の表示手段により前記呼吸のリズムが表示されていない状態で前記被測定者の血圧を検出することで算出された血圧値との差異を算出する差異算出手段と
   を備えることを特徴とする拍動ゆらぎ測定装置。
5. 前記第２の表示手段は、
   前記第１の表示手段により前記呼吸のリズムが表示されるのと並行して前記被測定者の血圧を検出することで算出された血圧値と、前記第１の表示手段により前記呼吸のリズムが表示されていない場合に前記被測定者の血圧を検出することで算出された血圧値とを、対比して表示することを特徴とする請求項４に記載の拍動ゆらぎ測定装置。
6. 複数の呼吸のリズムの中から、１の呼吸のリズムを選択する選択手段を更に備え、
   前記第１の表示手段は、前記選択手段により選択された呼吸のリズムを、前記被測定者に対して表示することを特徴とする請求項２または３に記載の拍動ゆらぎ測定装置。
7. 前記選択手段により選択された呼吸のリズムを示す情報を、前記ばらつき算出手段により算出されたばらつきと対応付けて記録する記録手段を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の拍動ゆらぎ測定装置。
8. 前記記録手段に記録されたばらつきを、前記呼吸のリズムを示す情報ごとに分類した場合の、各分類に属するばらつきの平均値を表示する第３の表示手段を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の拍動ゆらぎ測定装置。
9. 被測定者に対して呼吸のリズムを表示する第１の表示工程と、
   前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出する抽出工程と、
   前記抽出されたｎ拍目の拍動間隔とｎ＋１拍目の拍動間隔とを、２次元グラフ領域の縦軸または横軸として順次プロットする場合の各座標データを算出する座標算出工程と、
   前記座標算出工程において算出された前記座標データを前記２次元グラフ領域にプロットする第２の表示工程と、を備え、
   前記第２の表示工程は、
   前記第１の表示工程において前記呼吸のリズムが表示されるのと並行して前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出した場合に算出された前記座標データと、前記第１の表示工程において前記呼吸のリズムが表示されていない状態で前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出した場合に算出された前記座標データとを、前記２次元グラフ領域において、互いに区別しながら重ねてプロットすることを特徴とする拍動ゆらぎ測定装置における情報処理方法。
10. 被測定者に対して呼吸のリズムを表示する第１の表示工程と、
    前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出する抽出工程と、
    前記抽出されたｎ拍目の拍動間隔とｎ＋１拍目の拍動間隔とを、２次元グラフ領域の縦軸または横軸として順次プロットする場合の各座標データを算出する座標算出工程と、
    前記座標算出工程において算出された前記座標データのばらつきを算出するばらつき算出工程と、
    前記座標算出工程において算出された前記座標データを前記２次元グラフ領域にプロットするとともに、前記ばらつき算出工程において算出された前記座標データのばらつきを表示する第２の表示工程と、
    前記第１の表示工程において前記呼吸のリズムが表示されるのと並行して前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出した場合に算出された前記座標データのばらつきと、前記第１の表示工程において前記呼吸のリズムが表示されていない状態で前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出した場合に算出された前記座標データのばらつきとの差異を算出する差異算出工程と
    を備えることを特徴とする拍動ゆらぎ測定装置における情報処理方法。
11. 被測定者に対して呼吸のリズムを表示する第１の表示工程と、
    前記被測定者の生体信号を検出し、拍動間隔を抽出する抽出工程と、
    前記抽出されたｎ拍目の拍動間隔とｎ＋１拍目の拍動間隔とを、２次元グラフ領域の縦軸または横軸として順次プロットする場合の各座標データを算出する座標算出工程と、
    前記被測定者の血圧を検出し、血圧値を算出する血圧値算出工程と、
    前記座標算出工程において算出された前記座標データを前記２次元グラフ領域にプロットするとともに、前記血圧値算出工程において算出された前記血圧値を表示する第２の表示工程と、
    前記第１の表示工程において前記呼吸のリズムが表示されるのと並行して前記被測定者の血圧を検出することで算出された血圧値と、前記第１の表示工程において前記呼吸のリズムが表示されていない状態で前記被測定者の血圧を検出することで算出された血圧値との差異を算出する差異算出工程と
    を備えることを特徴とする拍動ゆらぎ測定装置における情報処理方法。
12. 請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の情報処理方法をコンピュータによって実現させるための制御プログラム。

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