JP5390851B2 - 車両用自律神経機能診断装置、車両用自律神経機能診断方法 - Google Patents
車両用自律神経機能診断装置、車両用自律神経機能診断方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5390851B2 JP5390851B2 JP2008326215A JP2008326215A JP5390851B2 JP 5390851 B2 JP5390851 B2 JP 5390851B2 JP 2008326215 A JP2008326215 A JP 2008326215A JP 2008326215 A JP2008326215 A JP 2008326215A JP 5390851 B2 JP5390851 B2 JP 5390851B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blood pressure
- vasodynamics
- autonomic nerve
- series data
- pulse wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Percussion Or Vibration Massage (AREA)
- Massaging Devices (AREA)
Description
図1は、本実施形態の車両用自律神経機能診断装置100の概略を説明する図の一例である。車両用自律神経機能診断装置(以下、診断装置100という)は、例えば、血管動態の測定を介して心臓支配及び血管支配(循環系)の自律神経機能を定量的に診断する。
A)よく知られているように、自律神経の血圧反射機能により、血圧が上がると心拍がゆっくりとなり、血管がゆるみ、心臓の収縮(一回拍出量)を減少させて血圧を下げるように作用する。したがって、心拍、血管のゆるみ、心臓の収縮が計測できれば自律神経の機能を計測できることになる。そこで、血圧反射機能が適切に作用しているか否かを、血圧反射感受性を定量化することで評価する。
図2は、A)における診断装置100のブロック図の一例を示す。診断装置100は、制御部20により制御され、制御部20には指尖脈波計11、1対の電極12,13、香り提供部16、マッサージ部17及び表示装置18がCAN(Controller Area Network)やFlexRay等の車載LANを介して接続されている。制御部20は、例えばナビゲーション用の電子制御ユニット、ドアや室内照明を制御するボディ用電子制御ユニット、メータパネルの点灯や表示を制御するメータ用制御ユニットなどのコンピュータを実体とする。制御部20の各ブロックは、CPUがプログラムを実行するか又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア回路により実装される。
図3(a)は、診断装置100がA)の方法で血圧反射感受性を評価する手順を示すフローチャート図の一例である。以下、図3(a)に従い説明する。
指尖脈波計11は、例えば、ステアリングホイールの前方側のやや内側に、運転者の指先を監視できる位置、又は、アクセルペダルの指先側に配置されている。指尖脈波計11は、運転者の1以上の指先に所定の波長のLED光を照射し,その透過光(又は反射光)をフォトダイオードを用いて計測する。ヘモグロビンの流量は血流に比例すると考えられるので、ヘモグロビンに反射する波長のLED光を照射して得られる反射波から脈波が得られる。
遅れ時間算出部22は、血圧とPWTTの相互相関関数の値が最大となる遅れ時間を求める。図5は、血圧とPWTTの相互相関関数の一例を示す。相互相関関数の求め方はいくつかあるが例えば次式から算出される。
相互相関関数 =Σ{ a(t)×b(t+τ)/|a(t)||b(t+τ)|
a(t)は血圧、b(t)はPWTTであり、τは一拍分の周期を最大に所定の増大分を刻みながら変化する遅れ時間である。また、Σは測定点毎に加算する意味である。なお、ここでは相互相関関数を規格化した(規格化相互相関関数)。
具体的には、回帰直線算出部23は、血圧と、最大となる遅れ時間τmaxを足したPWTTを散布図にプロットしその回帰直線を算出する。図6は、散布図と回帰直線の一例を示す。図6では血圧値を正規化している(平均値を0に標準偏差で割った)。図6の回帰直線は、次式のようになっている。
回帰直線 = 0.47×x+0.01
0.47が傾きとなる。傾きの数値自体には個人差があるが、傾きが大きくなれば血圧反射感受性が増大したこと、小さくなれば減少したことになるので、傾きの変化を監視すればその運転者の血圧反射感受性の変化を検出できる。傾きは、次述するB)の方法のゲインに相当する。
以上のような考えから、感受性評価部24は回帰直線の傾き又は相関係数Rの少なくとも一方から運転者の感受性を評価する。例えば、同じ運転者の過去の回帰直線の傾き及び相関係数Rを記録しておき、過去の最大値と最小値を基準に、現在の運転者の血圧反射感受性を評価する。感受性評価部24は、例えば3〜5段階程度の段階のうちいずれかの段階に血圧反射感受性を対応づけ、対応づけられた段階を評価値として乗員支援部25に出力する。評価値が大きいほど血圧反射感受性がよく、小さいほど悪い。
乗員支援部25は、評価値に基づき予め定めた方法で乗員を支援する。例えば、適切な香りを提供する、乗員をマッサージする、表示装置18に血圧反射感受性の評価結果や血圧、心拍数等を表示して運転中の健康管理に注意するよう喚起する。支援の詳細と効果については後に詳述する。
B)の方法による血圧反射感受性の定量化について説明する。図7は、B)における診断装置100のブロック図の一例を、図3(b)は血圧反射感受性を評価する手順を示すフローチャート図の一例である。なお、図7において図2と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。図7の診断装置100は、血圧、PWTTの低周波成分を抽出する低周波成分抽出部31、低周波成分同士の相互相関関数を算出する相互相関関数算出部32を有する。
ステップS10は図3(a)と同様なので省略する。S10により血圧と心拍数の時系列データが計測されたら、ステップS120で低周波成分抽出部31は両者の低周波数成分を取り出す。
具体的には、血圧の時系列データ、心拍数の時系列データの相互相関関数の最大値ρmaxを算出する。相互相関関数算出部32は、例えば次式から相互相関関数ρxy(τ)を算出する。なお、血圧の時系列データをx(t)、心拍数の時系列データをy(t)とした。そして、ある時刻の前後60秒(計120秒)に渡り相互相関関数ρxy(τ)を算出する。
そして感受性評価部24は、τが正の領域において相互相関関数ρmax(τ)の最大値(相互相関係数ρmax)を血圧反射感受性の指標とする。すなわち、相互相関係数ρmaxが高いほど血圧反射感受性が高いことになる。
ところで、脈波だけからRR間隔を算出し、血圧反射機能の線形性ρmaxを検出することもできる。これにより電極12,13や心電図測定部15を不要にすることができる。図9は、拍内積分値PWareaを用いたρmaxの検証例を示す図である。脈波の立ち上がり時点から心拍間隔を計算し、脈圧から血流量と血圧を推定する。また、心拍の時系列データと血圧の時系列データから、血圧反射機能の線形性を推定できる。
乗員支援について説明する。香り提供部16は、例えばエアコンのダクトに設置された香りのタンク、香りのタンクを備えた空気砲などである。タンクには、レモンやローズ等の香り成分が封入されており、血圧反射感受性の評価値が低いような場合、レモンやローズの香り成分を放出する。
香りと血行動態の関係についていくつかの実験結果を説明する。図10は、香りの放出による血行動態の変化の一例を示す。図10では上段から、心拍(HR)、一回拍出量(SV)、収縮期血圧(BP)、脈波伝播時間(PWTT)、総末梢血管抵抗(TPR)である。図示する矢印のタイミングで香り(例えば、覚醒作用のあるレモン)を提供すると、一回拍出量、収縮期血圧、PWTT、末梢血管抵抗に影響があることが認められる。したがって、運転中に香りを提供することで、血行動態とそれを支配する自律神経に治療効果があることになる。
12、13 電極
14 血圧測定部
15 心電図測定部
16 香り提供部
17 マッサージ部
18 表示装置
100 車両用自律神経機能診断装置(診断装置)
Claims (8)
- 車両の乗員の自律神経機能を診断し、診断結果に応じた刺激を提供する車両用自律神経機能診断装置であって、
脈波情報を取得するため、運転中の運転者の指先を監視できるステアリングホイールの部位に配置された脈波情報検出手段と、
運転中に運転者の心電信号を継続的に検出可能なステアリングホイールの把持部位に配置された心電信号取得手段と、
前記脈波情報検出手段が検出した脈波情報と前記心電信号取得手段が検出した心電信号を時間的に等間隔のデータに補完して血管動態を検出する血管動態検出手段と、
第1の血管動態の時系列データと第2の血管動態の時系列データの相互相関関数が最大となる遅れ時間を検出する遅れ時間検出手段と、
第1又は第2の血管動態の時系列データに前記遅れ時間を加えて、第1の血管動態の時系列データと第2の血管動態の時系列データの散布図から回帰直線を算出する回帰直線算出手段と、
回帰直線の傾きから血圧反射感受性を定量化する血管反射システム評価手段と、
定量化された血圧反射感受性に応じて、自律神経機能を調整する刺激を運転者に提供する刺激提供手段と、を有し、
前記刺激提供手段は、定量化された血圧反射感受性の評価値が、第1の基準値以上の場合はシート内臓のもみ玉によるマッサージ又はエアバックで体を加圧するマッサージにより運転者をマッサージする、
ことを特徴とする車両用自律神経機能診断装置。 - 第1の血管動態の時系列データと第2の血管動態の時系列データそれぞれから低周波成分を抽出する低周波成分抽出手段と、
第1の血管動態の低周波数成分と第2の血管動態の低周波数成分との相互相関関数の最大値を求める相互相関最大値算出手段と、を有し、
前記血管反射システム評価手段は、前記最大値から血圧反射感受性を定量化する、
ことを特徴とする請求項1記載の車両用自律神経機能診断装置。 - 第1の血管動態は血圧値、第2の血管動態は脈波伝播時間、心拍数又は一回拍出量のいずれかである、
ことを特徴とする請求項1記載の車両用自律神経機能診断装置。 - 第1の血管動態は血圧値、第2の血管動態は心拍数である、ことを特徴とする請求項2記載の車両用自律神経機能診断装置。
- 前記刺激提供手段は、定量化された血圧反射感受性に基づき、交感神経が優位な場合は鎮静作用のある香りを放出し、副交感神経が優位な場合は覚醒作用のある香りを放出する、
ことを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載の車両用自律神経機能診断装置。 - 前記刺激提供手段は、定量化された血圧反射感受性の評価値が、第2の基準値以上の場合はローズの香りを運転者に提供し、第3の基準値以下の場合はレモンの香りを提供する、ことを特徴とする請求項1記載の車両用自律神経機能診断装置。
- 前記刺激提供手段は、定量化された血圧反射感受性の評価値が、第4の基準値以下の場合はシート内臓のマッサージ手段により運転者をマッサージする、
ことを特徴とする請求項1記載の車両用自律神経機能診断装置。 - 車両の乗員の自律神経機能を診断して調整作用を提供する車両用自律神経機能診断方法であって、
脈波情報を取得するため、運転中の運転者の指先を監視できるステアリングホイールの部位に配置された脈波情報検出手段、及び、運転中に運転者の心電信号を継続的に検出可能なステアリングホイールの把持部位に配置された心電信号取得手段を用いて、前記脈波情報検出手段が検出した脈波情報と前記心電信号取得手段が検出した心電信号を時間的に等間隔のデータに補完して血管動態を検出する血管動態検出ステップと、
第1の血管動態の時系列データと第2の血管動態の時系列データの相互相関関数が最大となる遅れ時間を検出するステップと、
第1又は第2の血管動態の時系列データに前記遅れ時間を加えて、第1の血管動態の時系列データと第2の血管動態の時系列データの散布図から回帰直線を算出するステップと、
回帰直線の傾きから血圧反射感受性を定量化するステップと、
定量化された血圧反射感受性の評価値が、第1の基準値以上の場合はシート内臓のもみ玉によるマッサージ又はエアバックで脚部を加圧するマッサージにより運転者をマッサージするステップと、
を有することを特徴とする車両用自律神経機能診断方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008326215A JP5390851B2 (ja) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | 車両用自律神経機能診断装置、車両用自律神経機能診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008326215A JP5390851B2 (ja) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | 車両用自律神経機能診断装置、車両用自律神経機能診断方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010142593A JP2010142593A (ja) | 2010-07-01 |
JP5390851B2 true JP5390851B2 (ja) | 2014-01-15 |
Family
ID=42563619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008326215A Active JP5390851B2 (ja) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | 車両用自律神経機能診断装置、車両用自律神経機能診断方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5390851B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5584111B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2014-09-03 | 株式会社エー・アンド・デイ | 自動血圧測定装置 |
US9292471B2 (en) | 2011-02-18 | 2016-03-22 | Honda Motor Co., Ltd. | Coordinated vehicle response system and method for driver behavior |
US8698639B2 (en) | 2011-02-18 | 2014-04-15 | Honda Motor Co., Ltd. | System and method for responding to driver behavior |
US9751534B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-09-05 | Honda Motor Co., Ltd. | System and method for responding to driver state |
JP6252682B2 (ja) * | 2014-08-15 | 2017-12-27 | 株式会社村田製作所 | 生体情報センサ |
WO2016119657A1 (zh) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 周常安 | 用以调整血压的血压管理装置、系统及方法 |
JP6585951B2 (ja) * | 2015-07-27 | 2019-10-02 | 日本光電工業株式会社 | 生体情報測定装置および生体情報測定方法 |
JP6365621B2 (ja) | 2016-10-19 | 2018-08-01 | マツダ株式会社 | 運転支援装置 |
JP6350977B2 (ja) * | 2016-10-19 | 2018-07-04 | マツダ株式会社 | 運転支援装置 |
JP6809126B2 (ja) * | 2016-10-21 | 2021-01-06 | 富士通株式会社 | 眠気判定装置および眠気判定方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007105694A1 (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Pioneer Corporation | 覚醒維持装置及び覚醒維持方法並びに覚醒維持のためのコンピュータプログラム |
JP4789203B2 (ja) * | 2006-10-02 | 2011-10-12 | フクダ電子株式会社 | 血圧反射機能測定装置 |
JP4771084B2 (ja) * | 2006-11-21 | 2011-09-14 | トヨタ自動車株式会社 | バイオフィードバック装置 |
-
2008
- 2008-12-22 JP JP2008326215A patent/JP5390851B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010142593A (ja) | 2010-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5390851B2 (ja) | 車両用自律神経機能診断装置、車両用自律神経機能診断方法 | |
JP4697185B2 (ja) | 覚醒度判定装置及び覚醒度判定方法 | |
JP5704612B2 (ja) | 眠気判定装置 | |
US7470231B2 (en) | Fatigue degree measurement device, fatigue detection device and computer program to be used therein | |
US7250029B2 (en) | Human condition evaluation system, computer program, and computer-readable record medium | |
JP5209545B2 (ja) | 生体検査装置、プログラム、及び記録媒体 | |
Antony et al. | Accuracy of heartbeat perception in panic disorder, social phobia, and nonanxious subjects | |
WO2014010568A1 (ja) | 覚醒維持装置 | |
JP5482644B2 (ja) | 車両用制御装置 | |
WO2007053576A2 (en) | Heart rate based bioassessment method and apparatus | |
JP2008125801A (ja) | バイオフィードバック装置及びバイオフィードバック方法 | |
JP2014223271A (ja) | 運転支援装置及びコンピュータプログラム | |
JP6602248B2 (ja) | 電子血圧計 | |
KR20060037235A (ko) | 전기생리학적 직관 지시계 | |
JP2002000577A (ja) | 脳波解析方法 | |
KR20130050817A (ko) | 뉴로-퍼지 네트워크 기반 심박 변이도를 이용한 우울증 진단 방법 | |
CN107205664A (zh) | 用于使用脑电图、体积描记的心动阻抗描记图、心率变异性以及镇痛药的浓度或生物相评估全身麻醉期间的疼痛和伤害性感受水平的设备 | |
JP4636861B2 (ja) | 快適感評価装置 | |
JP2009022370A (ja) | 人の状態推定装置 | |
Takahashi et al. | Development of a feedback stimulation for drowsy driver using heartbeat rhythms | |
WO2019189678A1 (ja) | 疲労判定装置、疲労判定方法及びプログラム | |
JP2017064364A (ja) | 生体状態推定装置、生体状態推定方法及びコンピュータプログラム | |
WO2017057022A1 (ja) | 生体状態推定装置、生体状態推定方法及びコンピュータプログラム | |
Geiss et al. | Cardiovascular autonomic modulation during metronomic breathing and stress exposure in patients with borderline personality disorder | |
Lee et al. | Development of a Real-Time Driver Health Detection System Using a Smart Steering Wheel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110704 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121002 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121127 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121225 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130325 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20130405 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20130621 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131011 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5390851 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R154 | Certificate of patent or utility model (reissue) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R154 |
|
R154 | Certificate of patent or utility model (reissue) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R154 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |