JP6164202B2 - 表示制御装置およびリラックス支援システム - Google Patents
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Description
ことを特徴とする表示制御装置である。
図1は、実施形態によるリラックス支援システム(1)の構成例を示している。この例では、リラックス支援システム(1)は、ソファ(椅子(80))に着座する利用者(P)をリラックス状態に誘導するように構成されている。
まず、利用者(P)のリラックス状態について説明する。利用者(P)のリラックス度(リラックス状態の程度)は、利用者(P)の呼吸リズムと心拍変動リズムとのコヒーレンス度(同期度)に依存している。呼吸リズムは、利用者(P)の呼吸の時間的変化に対応し、心拍変動リズムは、利用者(P)の心拍間隔(RRI:R-R interval)の時間的変化(心拍ゆらぎ)に対応している。コヒーレンス度は、呼吸リズムと心拍変動リズムとの同期の程度を示す指標値であり、利用者(P)の呼吸リズムと心拍変動リズムとが完全に同期している場合に「1」となり、呼吸リズムと心拍変動リズムとの同期の程度が低下するに連れて「1」から「0」へ向けて小さくなっていく。なお、利用者(P)の呼吸リズムと心拍変動リズムとのコヒーレンス度が高くなるに連れて、利用者(P)のリラックス度が高くなっていく。したがって、利用者(P)の呼吸リズムと利用者(P)の心拍変動リズムとが同期するように、利用者(P)に自身の呼吸リズムを調節させることにより、利用者(P)をリラックス状態に誘導することが可能となる。なお、利用者(P)のリラックス度が高くなるに連れて、利用者(P)の心拍ゆらぎの周期が大きくなるとともに心拍数が低下していく。
次に、図1,図2,図3を参照して、リラックス支援システム(1)について説明する。リラックス支援システム(1)は、情報処理端末(10)と表示制御装置(20)とを備えている。
情報処理端末(10)は、リラックス状態に誘導するための表示を利用者(P)に提供するものであり、表示部(11)と端末インターフェイス部(12)と端末制御部(13)とを備えている。この例では、情報処理端末(10)は、利用者(P)によって操作される。例えば、情報処理端末(10)は、各種機能を備えたタブレット端末(携帯情報端末)によって構成されている。
表示部(11)は、利用者(P)をリラックス状態に誘導するための表示を行うように表示制御装置(20)によって制御される。具体的には、表示部(11)は、表示制御装置(20)からの表示データ信号を処理して表示するように構成されている。例えば、表示部(11)は、液晶パネルや液晶パネルを駆動させる駆動回路などによって構成されている。
端末インターフェイス部(12)は、端末制御部(13)と表示制御装置(20)との間の通信(信号の送受)を中継するように構成されている。
端末制御部(13)は、情報処理端末(10)の各部の動作を制御するように構成されている。また、端末制御部(13)は、表示制御装置(20)と通信可能に構成されている。具体的には、端末制御部(13)は、表示制御装置(20)からの表示データ信号を端末インターフェイス部(12)を経由して受信し、その表示データ信号を表示部(11)へ供給する。例えば、端末制御部(13)は、CPUやメモリ(CPUを動作させるプログラムを格納するメモリ)などによって構成されている。
表示制御装置(20)は、利用者(P)をリラックス状態に誘導するための表示を行うように情報処理端末(10)の表示部(11)を制御するものであり、感知部(30)とセンサユニット(40)とを備えている。センサユニット(40)は、信号検知部(50)とセンサ制御部(60)とセンサインターフェイス部(70)とを備えている。
感知部(30)は、利用者(P)の生体活動(例えば、呼吸や心拍など)に伴う振動が作用するように構成されている。この例では、感知部(30)は、感圧チューブ(31)によって構成されている。感圧チューブ(31)は、チューブ状に形成され、利用者(P)の生体活動に伴う振動が作用して内圧が変化するように構成されている。具体的には、感圧チューブ(31)は、内径が約4mmの樹脂製(例えば、塩化ビニル製)のチューブによって構成され、その一端が封止部(図示を省略)によって閉塞され、その他端がセンサユニット(40)に接続されている。このように構成することにより、利用者の生体活動に伴う振動が感圧チューブ(31)に作用すると、感圧チューブ(31)の内圧が変化する。
信号検知部(50)は、感知部(30)に作用する振動に応じたセンサ信号を出力するように構成されている。この例では、信号検知部(50)は、感圧チューブ(31)の内圧変化に応じてセンサ信号を出力するように構成されている。例えば、信号検知部(50)は、感圧チューブ(31)の内圧変化を電気信号(センサ信号)に変化するマイクロフォンによって構成されている。利用者(P)の生体活動に伴う振動が感圧チューブ(31)に作用すると、その振動により感圧チューブ(31)の内圧が変化し、その結果、信号検知部(50)からのセンサ信号が変化する。これにより、利用者(P)の生体活動に由来する生体信号成分がセンサ信号に重畳される。
センサ制御部(60)は、センサユニット(40)の各部の動作を制御するように構成されている。また、センサ制御部(60)は、実呼吸リズム検出部(61)と実心拍変動リズム検出部(62)と目標呼吸リズム設定部(63)と表示制御部(64)とを有している。例えば、センサ制御部(60)は、CPUやメモリ(CPUを動作させるためのプログラムを格納するメモリ)などによって構成されている。
実呼吸リズム検出部(61)は、信号検知部(50)からのセンサ信号に含まれる呼吸信号成分(利用者(P)の呼吸に由来する信号成分)に基づいて、利用者(P)の実際の呼吸リズムに対応する実呼吸リズムを検出する。具体的には、実呼吸リズム検出部(61)は、センサ信号の中から呼吸信号成分(例えば、通常の呼吸の回数である12〜30回/分に相当する信号成分)を抽出し、呼吸信号成分の時間的変化を示した時系列データ値(時刻毎の振幅値)の集合を実呼吸リズムとして検出(取得)する。
実心拍変動リズム検出部(62)は、信号検知部(50)からのセンサ信号に含まれる心拍信号成分(利用者(P)の心拍に由来する信号成分)に基づいて、利用者(P)の実際の心拍変動リズムに対応する実心拍変動リズムを検出する。具体的には、実心拍変動リズム検出部(62)は、センサ信号から心拍信号成分(例えば、R波に相当する信号成分)を抽出し、その心拍信号成分のピーク間隔(すなわち、心拍間隔)の時間的変化を示した時系列データ値(時刻毎のピーク間隔値)の集合を実心拍変動リズムとして検出(取得)する。
目標呼吸リズム設定部(63)は、信号検知部(50)からのセンサ信号に含まれる心拍信号成分に基づいて、利用者(P)の理想的な呼吸リズム(利用者(P)をリラックス状態に誘導することが可能な呼吸リズム)に対応する目標呼吸リズムを設定する。具体的には、目標呼吸リズム設定部(63)は、理想的な呼吸の時間的変化を示した時系列データ値(時刻毎の目標振幅値)の集合を目標呼吸リズムとして設定する。なお、目標呼吸リズム設定部(63)による動作については、後で詳しく説明する。
表示制御部(64)は、実呼吸リズム検出部(61)によって検出された実呼吸リズムと、目標呼吸リズム設定部(63)によって設定された目標呼吸リズムと、実心拍変動リズム検出部(62)によって検出された実心拍変動リズムとを表示するように、表示部(11)を制御する。具体的には、表示制御部(64)は、実呼吸リズムと目標呼吸リズムと実心拍変動リズムとを表示させるための表示データ信号を生成して、その表示データ信号をセンサインターフェイス部(70)と端末インターフェイス部(12)と端末制御部(13)とを経由して表示部(11)に供給することにより、表示部(11)の表示を制御する。
センサインターフェイス部(70)は、センサ制御部(60)と情報処理端末(10)の端末インターフェイス部(12)との間の通信を中継するように構成されている。なお、端末インターフェイス部(12)とセンサインターフェイス部(70)との間の通信は、USBケーブルなどの通信ケーブルを利用した有線通信であってもよいし、WiFiなどの無線通信規格に準拠した無線通信であってもよい。
図4は、表示部(11)による表示の一例を示している。図4に示すように、表示部(11)には、目標呼吸波形(W0)と実呼吸波形(W1)と心拍数波形(W2)とを示した波形図(動画像)と、波形図の凡例が示された凡例図(静止画像)と、目標呼吸シンボル(S0)と実呼吸シンボル(S1)とを示したシンボル図(動画像)と、コヒーレント度の現在値と目標値とを示したコヒーレンス図(静止画像)とが表示される。
目標呼吸波形(W0)は、目標呼吸リズム設定部(63)によって設定された目標呼吸リズムを示している。図4に示すように、目標呼吸波形(W0)は、現在時刻に対応する基準時刻(T)よりも早い期間(すなわち、過去の期間)における波形だけでなく、基準時刻(T)よりも遅い期間(すなわち、未来の期間)における波形も表示されている。なお、目標呼吸波形(W0)は、目標呼吸リズムに基づいて生成されることが可能である。例えば、目標呼吸リズムの時間的変化を示した時系列データ値(時刻毎の振幅値)の集合から目標呼吸波形(W0)を再現することができる。
実呼吸波形(W1)は、実呼吸リズム検出部(61)によって検出された実呼吸リズムを示している。図4に示すように、実呼吸波形(W1)は、基準時刻(T)よりも早い期間における波形が表示されているが、基準時刻(T)よりも遅い期間における波形は表示されていない。なお、実呼吸波形(W1)は、実呼吸リズムに基づいて生成されることが可能である。例えば、実呼吸リズムの時間的変化を示した時系列データ値(時刻毎の振幅値)の集合から実呼吸波形(W1)を再現することができる。
心拍数波形(W2)は、実心拍変動リズム検出部(62)によって検出された実心拍変動リズムに対応する波形であり、利用者(P)の実際の心拍数の時間的変化を示している。図4に示すように、心拍数波形(W2)は、基準時刻(T)よりも早い期間における波形が表示されているが、基準時刻(T)よりも遅い期間における波形は表示されていない。なお、心拍数波形(W2)は、実心拍変動リズムに基づいて生成されることが可能である。例えば、実心拍変動リズムの時間的変化を示した時系列データ値(時刻毎のピーク間隔値)の逆数から心拍数の時間的変化を示した時系列データ値(時刻毎の心拍数)を算出し、その心拍数の時間的変化を示した時系列データ値の集合から心拍数波形を再現することができる。
目標呼吸シンボル(S0)は、その大きさが目標呼吸リズムの時間的変化に応じて変化するように構成されている。図5に示すように、理想的な呼吸の吸気期間(空気の吸い込みが行われる期間)では、目標呼吸リズムの振幅が大きくなるに連れて、目標呼吸シンボル(S0)が次第に大きくなる。一方、理想的な呼吸の呼気期間(空気の吐き出しが行われる期間)では、目標呼吸リズムの振幅が小さくなるに連れて、目標呼吸シンボル(S0)が次第に小さくなる。すなわち、目標呼吸シンボル(S0)の大きさは、目標呼吸リズムの振幅に対応している。なお、目標呼吸シンボル(S0)は、目標呼吸リズムに基づいて生成されることが可能である。例えば、目標呼吸リズムの時間的変化を示した時系列データ値(時刻毎の振幅値)の集合から目標呼吸シンボル(S0)の時刻毎の大きさを決定することができる。
実呼吸シンボル(S1)は、その大きさが実呼吸リズムの時間的変化に応じて変化するように構成されている。図5に示すように、実際の呼吸の吸気期間では、実呼吸リズムの振幅が大きくなるに連れて、実呼吸シンボル(S1)が次第に大きくなる。一方、実際の呼吸の呼気期間では、実呼吸リズムの振幅が小さくなるに連れて、実呼吸シンボル(S1)が次第に小さくなる。すなわち、実呼吸シンボル(S1)の大きさは、実呼吸リズムの振幅に対応している。なお、実呼吸シンボル(S1)は、実呼吸リズムに基づいて生成されることが可能である。例えば、実呼吸リズムの時間的変化を示した時系列データ値(時刻毎の振幅値)の集合から実呼吸シンボル(S1)の時刻毎の大きさを決定することができる。
コヒーレンス度の現在値は、実呼吸リズムと実心拍変動リズムとのコヒーレンス度(CL)の現在値を示し、コヒーレンス度の目標値は、予め設定された目標コヒーレンス度(CL0)を示している。
表示制御部(64)は、目標呼吸リズムと実呼吸リズムと実心拍変動リズムに基づいて、目標呼吸波形(W0)と実呼吸波形(W1)と心拍数波形(W2)とを示した波形図(動画像)を表示させるための波形図データ信号を生成する。また、表示制御部(64)は、目標呼吸リズムと実呼吸リズムとに基づいて、目標呼吸シンボル(S0)と実呼吸シンボル(S1)とを示したシンボル図(動画像)を表示させるためのシンボル図データ信号を生成する。さらに、表示制御部(64)は、凡例図を表示させるための凡例図データ信号と、コヒーレンス図を表示させるためのコヒーレンス図データ信号とを生成する。
次に、図6を参照して、目標呼吸リズム設定部(63)による動作について説明する。まず、目標呼吸リズム設定部(63)は、実心拍変動リズム検出部(62)によって検出された実心拍変動リズムに基づいて、目標呼吸リズムを設定する(ステップ(S11))。具体的には、目標呼吸リズム設定部(63)は、目標呼吸リズムを、実心拍変動リズムとのコヒーレンス度が高い呼吸リズム(例えば、実心拍変動リズムと同一の周期を有する呼吸リズム)に設定する。
次に、図7を参照して、利用者(P)の呼吸数と利用者(P)のリラックス度との関係について説明する。なお、利用者(P)の呼吸数は、利用者(P)の呼吸リズムの周期の逆数に対応している。上述のように、利用者(P)の呼吸リズムと心拍変動リズムとのコヒーレンス度が高くなると、利用者(P)のリラックス度が高くなり、その結果、利用者(P)の心拍ゆらぎの周期が大きくなるとともに心拍数が低下していく。そのため、利用者(P)の呼吸リズムと心拍変動リズムとのコヒーレンス度を高くするために、利用者(P)の呼吸リズムの周期を長くする(すなわち、呼吸数を少なくする)ことになる。すなわち、利用者(P)のリラックス度が高くなるに連れて、利用者(P)の呼吸数が少なくなっていく傾向にある。
次に、図8を参照して、目標呼吸リズム設定部(63)による目標呼吸リズム変更処理(ステップ(ST14))について説明する。
以上のように、実呼吸リズムと目標呼吸リズムとを表示部(11)に表示させることにより、実呼吸リズムと目標呼吸リズムとを利用者(P)に視認させることができる。これにより、利用者(P)は、実呼吸リズムが目標呼吸リズムと同期するように自身の呼吸リズムを容易に調節することができるので、利用者(P)をリラックス状態に容易に誘導することができる。
なお、以上の説明では、表示部(11)が情報処理端末(10)に設けられている場合を例に挙げたが、表示部(11)は、センサユニット(40)に設けられていてもよい。また、実呼吸リズム検出部(61)と実心拍変動リズム検出部(62)と目標呼吸リズム設定部(63)と表示制御部(64)とがセンサユニット(40)に設けられている場合を例に挙げたが、これらは、情報処理端末(10)に設けられていてもよい。例えば、これらは、情報処理端末(10)に設けられたCPUやメモリ(CPUを動作させるためのプログラムを格納するメモリ)などによって構成されていてもよい。すなわち、実呼吸リズム検出部(61)と実心拍変動リズム検出部(62)と目標呼吸リズム設定部(63)と表示制御部(64)は、センサユニット(40)の機能の一部であってもよいし、情報処理端末(10)の機能の一部であってもよいし、その他の情報処理装置の機能の一部であってもよい。
10 情報処理端末
11 表示部
12 端末インターフェイス部
13 端末制御部
20 表示制御装置
30 感知部
31 感圧チューブ
40 センサユニット
50 信号検知部
60 センサ制御部
61 実呼吸リズム検出部
62 実心拍変動リズム検出部
63 目標呼吸リズム設定部
64 表示制御部
70 センサインターフェイス部
80 椅子
P 利用者
W0 目標呼吸波形
W1 実呼吸波形
W2 心拍数波形
S0 目標呼吸シンボル
S1 実呼吸シンボル
CL コヒーレンス度
CL0 目標コヒーレンス度
RR 目標呼吸数
RRmin 下限呼吸数
ΔRR 目標呼吸数の変更量
ΔRRmax 上限変更量
Claims (8)
- 利用者(P)をリラックス状態に誘導するための表示を行うように表示部(11)を制御する装置であって、
上記利用者(P)の生体活動に伴う振動が作用する感知部(30)と、
上記感知部(30)に作用する振動に応じたセンサ信号を出力する信号検知部(50)と、
上記信号検知部(50)からのセンサ信号に含まれる上記利用者(P)の呼吸に由来する呼吸信号成分に基づいて、該利用者(P)の実際の呼吸リズムに対応する実呼吸リズムを検出する実呼吸リズム検出部(61)と、
上記信号検知部(50)からのセンサ信号に含まれる上記利用者(P)の心拍に由来する心拍信号成分に基づいて、該利用者(P)をリラックス状態に誘導することが可能な該利用者(P)の理想的な呼吸リズムに対応する目標呼吸リズムを設定する目標呼吸リズム設定部(63)と、
上記実呼吸リズム検出部(61)によって検出された実呼吸リズムと上記目標呼吸リズム設定部(63)によって設定された目標呼吸リズムとを表示するように上記表示部(11)を制御する表示制御部(64)と、
上記信号検知部(50)からのセンサ信号に含まれる上記心拍信号成分に基づいて、上記利用者(P)の実際の心拍変動リズムに対応する実心拍変動リズムを検出する実心拍変動リズム検出部(62)とを備え、
上記目標呼吸リズム設定部(63)は、上記実呼吸リズムと上記実心拍変動リズムとのコヒーレンス度(CL)が予め設定された目標コヒーレンス度(CL0)を下回る場合には、該心拍変動リズムに基づいて上記目標呼吸リズムを変更し、該実呼吸リズムと該実心拍変動リズムとのコヒーレンス度(CL)が該目標コヒーレンス度(CL0)を下回らない場合には、該目標呼吸リズムを変更しない
ことを特徴とする表示制御装置。 - 請求項1において、
上記目標呼吸リズム設定部(63)は、上記目標呼吸リズムの目標呼吸数(RR)が予め設定された下限呼吸数(RRmin)を下回らないように該目標呼吸リズムを設定する
ことを特徴とする表示制御装置。 - 請求項1または2において、
上記目標呼吸リズム設定部(63)は、上記目標呼吸リズムの変更前後における該目標呼吸リズムの目標呼吸数の変更量(ΔRR)が予め設定された上限変更量(ΔRRmax)を上回らないように該目標呼吸リズムを設定する
ことを特徴とする表示制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項において、
上記表示制御部(64)は、上記実呼吸リズムを示した実呼吸波形(W1)と上記目標呼吸リズムを示した目標呼吸波形(W0)とを表示するように上記表示部(11)を制御する
ことを特徴とする表示制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項において、
上記感知部(30)は、上記利用者(P)の生体活動に伴う振動が作用して内圧が変化する感圧チューブ(31)によって構成され、
上記信号検知部(50)は、上記感圧チューブ(31)の内圧変化に応じて上記センサ信号を出力するように構成されている
ことを特徴とする表示制御装置。 - 表示部(11)と、
利用者(P)をリラックス状態に誘導するための表示を行うように上記表示部(11)を制御する表示制御装置(20)とを備えたリラックス支援システムであって、
上記表示制御装置(20)は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の表示制御装置によって構成されている
ことを特徴とするリラックス支援システム。 - 利用者(P)をリラックス状態に誘導するための表示を行うように表示部(11)を制御する装置であって、
上記利用者(P)の生体活動に伴う振動が作用する感知部(30)と、
上記感知部(30)に作用する振動に応じたセンサ信号を出力する信号検知部(50)と、
上記信号検知部(50)からのセンサ信号に含まれる上記利用者(P)の呼吸に由来する呼吸信号成分に基づいて、該利用者(P)の実際の呼吸リズムに対応する実呼吸リズムを検出する実呼吸リズム検出部(61)と、
上記信号検知部(50)からのセンサ信号に含まれる上記利用者(P)の心拍に由来する心拍信号成分に基づいて、該利用者(P)をリラックス状態に誘導することが可能な該利用者(P)の理想的な呼吸リズムに対応する目標呼吸リズムを設定する目標呼吸リズム設定部(63)と、
上記実呼吸リズム検出部(61)によって検出された実呼吸リズムと上記目標呼吸リズム設定部(63)によって設定された目標呼吸リズムとを表示するように上記表示部(11)を制御する表示制御部(64)とを備え、
上記目標呼吸リズム設定部(63)は、上記目標呼吸リズムの目標呼吸数(RR)が予め設定された下限呼吸数(RRmin)を下回らないように該目標呼吸リズムを設定する
ことを特徴とする表示制御装置。 - 利用者(P)をリラックス状態に誘導するための表示を行うように表示部(11)を制御する装置であって、
上記利用者(P)の生体活動に伴う振動が作用する感知部(30)と、
上記感知部(30)に作用する振動に応じたセンサ信号を出力する信号検知部(50)と、
上記信号検知部(50)からのセンサ信号に含まれる上記利用者(P)の呼吸に由来する呼吸信号成分に基づいて、該利用者(P)の実際の呼吸リズムに対応する実呼吸リズムを検出する実呼吸リズム検出部(61)と、
上記信号検知部(50)からのセンサ信号に含まれる上記利用者(P)の心拍に由来する心拍信号成分に基づいて、該利用者(P)をリラックス状態に誘導することが可能な該利用者(P)の理想的な呼吸リズムに対応する目標呼吸リズムを設定する目標呼吸リズム設定部(63)と、
上記実呼吸リズム検出部(61)によって検出された実呼吸リズムと上記目標呼吸リズム設定部(63)によって設定された目標呼吸リズムとを表示するように上記表示部(11)を制御する表示制御部(64)とを備え、
上記目標呼吸リズム設定部(63)は、上記目標呼吸リズムの変更前後における該目標呼吸リズムの目標呼吸数の変更量(ΔRR)が予め設定された上限変更量(ΔRRmax)を上回らないように該目標呼吸リズムを設定する
ことを特徴とする表示制御装置。
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