JP7018640B2 - Information processing equipment, information processing methods and information processing programs - Google Patents
Information processing equipment, information processing methods and information processing programs Download PDFInfo
- Publication number
- JP7018640B2 JP7018640B2 JP2017059626A JP2017059626A JP7018640B2 JP 7018640 B2 JP7018640 B2 JP 7018640B2 JP 2017059626 A JP2017059626 A JP 2017059626A JP 2017059626 A JP2017059626 A JP 2017059626A JP 7018640 B2 JP7018640 B2 JP 7018640B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- user
- depth
- head
- breathing
- cycle
- 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)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
本発明は、情報処理装置、情報処理方法および情報処理プログラムに関する。 The present invention relates to an information processing apparatus, an information processing method and an information processing program.
一般に、人間は、深呼吸において呼吸の周期や深さが安定すると、自律神経の交感神経の活動が抑えられ、一定のリラックス効果が得られると考えられている。深呼吸によって交感神経の活動を抑えることは、心的外傷後ストレス障害(Post Traumatic Stress Disorder:PTSD)の治療などにも利用されている。そこで、深呼吸のタイミングを誘導する技術も提案されている。 In general, it is considered that when the respiratory cycle and depth are stabilized in deep breathing, the activity of the sympathetic nerve of the autonomic nerve is suppressed and a certain relaxing effect is obtained. Suppressing sympathetic nerve activity by deep breathing is also used for the treatment of post-traumatic stress disorder (PTSD). Therefore, a technique for inducing the timing of deep breathing has also been proposed.
しかしながら、従来技術では、呼吸を交感神経の活動を抑えることができるように誘導することについての提案はなされてこなかった。このため、瞑想などのリラックスすることを目的とした深呼吸のトレーニングにおいて、呼吸を安定させることができるかは、指導者の経験や手腕などによるところが大きく、交感神経の活動を抑えることを目的として呼吸を安定させる方法を提供することは困難であった。 However, in the prior art, no proposal has been made to induce respiration so that the activity of the sympathetic nerve can be suppressed. For this reason, in deep breathing training aimed at relaxing such as meditation, whether breathing can be stabilized depends largely on the experience and skill of the instructor, and breathing is aimed at suppressing the activity of the sympathetic nerve. It has been difficult to provide a method of stabilizing.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、交感神経の活動を抑えることができる呼吸を行えるよう利用者を誘導することができる情報処理装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an information processing device capable of guiding a user to perform breathing capable of suppressing sympathetic nerve activity. Is.
本発明の一側面は、以下の情報処理装置によって例示される。本情報処理装置は、利用者の頭部に装着され、頭部の血流量を検出する頭部装着装置によって検出された検出値を受信する受信部と、検出値から、血流量の時間変化を示す成分を抽出する抽出部と、抽出した血流量の時間変化を示す成分に基づいて、頭部の血中の二酸化炭素濃度の時間変化と利用者の呼吸の周期および深さとを算出する算出部と、算出した頭部の血中の二酸化炭素濃度の時間変化と利用者の呼吸の周期および深さとに基づいて、頭部の血中の二酸化炭素濃度が略一定となる時間帯における利用者の呼吸の周期および深さを特定する特定部と、利用者の呼吸の周期および深さが特定した呼吸の周期および深さとなるように利用者の呼吸を誘導する情報を出力する出力部とを備える。 One aspect of the present invention is exemplified by the following information processing apparatus. This information processing device is attached to the user's head and receives the detection value detected by the head-mounted device that detects the blood flow in the head, and the time change of the blood flow from the detected value. A calculation unit that calculates the time change of the carbon dioxide concentration in the blood of the head and the cycle and depth of the user's breathing based on the extraction unit that extracts the indicated component and the component that indicates the time change of the extracted blood flow. Based on the calculated time change of the blood carbon dioxide concentration in the head and the breathing cycle and depth of the user, the user's blood carbon dioxide concentration in the head becomes substantially constant. It includes a specific unit that specifies the breathing cycle and depth, and an output unit that outputs information that guides the user's breathing so that the user's breathing cycle and depth are the specified breathing cycle and depth. ..
また、上記の情報処理装置において、抽出部は、検出値から、頭部の脈波の時間変化を示す成分を抽出し、算出部は、頭部の脈波の時間変化を示す成分に基づいて、利用者の心拍数の時間変化を算出し、特定部は、算出した利用者の心拍数の時間変化に基づいて、頭部の血中の二酸化炭素濃度が略一定となる時間帯のうち、利用者の心拍数が略一定となる時間帯を特定し、特定した時間帯における利用者の呼吸の周期および深さを特定してもよい。 Further, in the above information processing apparatus, the extraction unit extracts a component indicating the time change of the pulse wave of the head from the detected value, and the calculation unit is based on the component indicating the time change of the pulse wave of the head. , The time change of the user's heart rate is calculated, and the specific part is in the time zone when the carbon dioxide concentration in the blood of the head becomes substantially constant based on the calculated time change of the user's heart rate. A time zone in which the user's heart rate is substantially constant may be specified, and the cycle and depth of the user's breathing in the specified time zone may be specified.
また、本発明の別の側面による情報処理装置は、利用者の心拍数の時間変化が略一定となる時間帯における利用者の呼吸の周期および深さを特定する特定部と、利用者の呼吸の周期および深さが特定した呼吸の周期および深さとなるように利用者の呼吸を誘導する情
報を出力する出力部とを備えてもよい。
Further, the information processing apparatus according to another aspect of the present invention has a specific unit that specifies the cycle and depth of the user's respiration in a time zone in which the time change of the user's heart rate is substantially constant, and the user's respiration. It may be provided with an output unit that outputs information for inducing the user's breathing so that the cycle and depth of the breathing becomes the specified breathing cycle and depth.
本発明の第2の側面は、利用者の頭部に装着され、頭部の血流量を検出する頭部装着装置によって検出された検出値を受信し、検出値から、血流量の時間変化を示す成分を抽出し、抽出した血流量の時間変化を示す成分に基づいて、頭部の血中の二酸化炭素濃度の時間変化と利用者の呼吸の周期および深さとを算出し、算出した頭部の血中の二酸化炭素濃度の時間変化と利用者の呼吸の周期および深さとに基づいて、頭部の血中の二酸化炭素濃度が略一定となる時間帯における利用者の呼吸の周期および深さを特定し、利用者の呼吸の周期および深さが特定した呼吸の周期および深さとなるように利用者の呼吸を誘導する情報を出力することを実行する情報処理方法として例示できる。 The second aspect of the present invention is attached to the user's head, receives the detection value detected by the head-mounted device that detects the blood flow in the head, and obtains the time change of the blood flow from the detected value. The indicated components are extracted, and based on the extracted components indicating the time change of blood flow, the time change of the blood carbon dioxide concentration in the head and the cycle and depth of the user's breathing are calculated and calculated. The cycle and depth of the user's breathing during the time period when the blood carbon dioxide concentration in the head is substantially constant based on the time variation of the blood carbon dioxide concentration of the head and the cycle and depth of the user's breathing. Can be exemplified as an information processing method for specifying and outputting information for inducing the user's breathing so that the user's breathing cycle and depth become the specified breathing cycle and depth.
また、上記の情報処理方法において、さらに、検出値から、頭部の脈波の時間変化を示す成分を抽出し、頭部の脈波の時間変化を示す成分に基づいて、利用者の心拍数の時間変化を算出し、算出した利用者の心拍数の時間変化に基づいて、頭部の血中の二酸化炭素濃度が略一定となる時間帯のうち、利用者の心拍数が略一定となる時間帯を特定し、特定した時間帯における利用者の呼吸の周期および深さを特定してもよい。 Further, in the above information processing method, a component indicating the time change of the pulse wave of the head is further extracted from the detected value, and the heart rate of the user is based on the component showing the time change of the pulse wave of the head. The user's heart rate becomes substantially constant during the time period when the carbon dioxide concentration in the blood of the head becomes substantially constant based on the calculated time change of the user's heart rate. A time zone may be specified and the cycle and depth of the user's breathing in the specified time zone may be specified.
また、本発明の別の側面による情報処理方法は、利用者の心拍数の時間変化が略一定となる時間帯における利用者の呼吸の周期および深さを特定し、利用者の呼吸の周期および深さが特定した呼吸の周期および深さとなるように利用者の呼吸を誘導する情報を出力してもよい。 Further, the information processing method according to another aspect of the present invention specifies the cycle and depth of the user's breathing in a time zone in which the time change of the user's heart rate is substantially constant, and the user's breathing cycle and the user's breathing cycle. Information that guides the user's breathing may be output so that the depth is the specified breathing cycle and depth.
また、本発明の第3の側面は、コンピュータに、利用者の頭部に装着され、頭部の血流量を検出する頭部装着装置によって検出された検出値を受信するステップと、検出値から、血流量の時間変化を示す成分を抽出するステップと、抽出した血流量の時間変化を示す成分に基づいて、頭部の血中の二酸化炭素濃度の時間変化と利用者の呼吸の周期および深さとを算出するステップと、算出した頭部の血中の二酸化炭素濃度の時間変化と利用者の呼吸の周期および深さとに基づいて、頭部の血中の二酸化炭素濃度が略一定となる時間帯における利用者の呼吸の周期および深さを特定するステップと、利用者の呼吸の周期および深さが特定した呼吸の周期および深さとなるように利用者の呼吸を誘導する情報を出力するステップとを実行させる情報処理プログラムとして例示できる。 Further, the third aspect of the present invention is a step of receiving a detection value detected by a head-mounted device mounted on the user's head and detecting blood flow in the head, and a detection value. Based on the step of extracting the component showing the time change of blood flow and the component showing the time change of the extracted blood flow, the time change of the carbon dioxide concentration in the blood of the head and the cycle and depth of the user's breathing. The time during which the blood carbon dioxide concentration in the head becomes substantially constant based on the step of calculating the speed, the time change of the calculated blood carbon dioxide concentration in the head, and the cycle and depth of the user's breathing. A step to specify the user's breathing cycle and depth in the band, and a step to output information to guide the user's breathing so that the user's breathing cycle and depth are the specified breathing cycle and depth. It can be exemplified as an information processing program that executes and.
また、上記の情報処理プログラムにおいて、コンピュータにさらに、検出値から、頭部の脈波の時間変化を示す成分を抽出するステップと、頭部の脈波の時間変化を示す成分に基づいて、利用者の心拍数の時間変化を算出するステップと、算出した利用者の心拍数の時間変化に基づいて、頭部の血中の二酸化炭素濃度が略一定となる時間帯のうち、利用者の心拍数が略一定となる時間帯を特定し、特定した時間帯における利用者の呼吸の周期および深さを特定するステップとを実行させてもよい。 Further, in the above information processing program, the computer further uses the step of extracting the component indicating the time change of the pulse wave of the head from the detected value and the component indicating the time change of the pulse wave of the head. The user's heart rate during the time period when the carbon dioxide concentration in the blood of the head becomes substantially constant based on the step of calculating the time change of the person's heart rate and the calculated time change of the user's heart rate. A time zone in which the number is substantially constant may be specified, and a step of specifying the cycle and depth of the user's breathing in the specified time zone may be executed.
また、本発明の別の側面による情報処理プログラムは、コンピュータに、利用者の心拍数の時間変化が略一定となる時間帯における利用者の呼吸の周期および深さを特定するステップと、利用者の呼吸の周期および深さが特定した呼吸の周期および深さとなるように利用者の呼吸を誘導する情報を出力するステップとを実行させてもよい。 Further, the information processing program according to another aspect of the present invention provides a computer with a step of specifying the cycle and depth of the user's breathing in a time zone in which the time change of the user's heart rate is substantially constant, and the user. A step of outputting information that induces the user's breathing may be performed so that the breathing cycle and depth of the user becomes the specified breathing cycle and depth.
本発明によれば、交感神経の活動を抑えることができる呼吸を行えるよう利用者を誘導することができる情報処理装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an information processing device capable of guiding a user to perform breathing that can suppress the activity of the sympathetic nerve.
以下、図面を参照して一実施形態に係る計測システムについて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る計測システムの概略構成を例示する図である。本計測システムは、利用者の頭部から血流量の変化を示す計測データ(検出値ともいう)を検出し、利用者の脳の活動状態を示す脳活動情報を取得する。図1に示すように、本計測システムは、頭部装着装置1と利用者端末2を有する。頭部装着装置1は、情報処理の側面としては、制御部11と、無線通信部13と、一対のセンサ115、125とを有する。制御部11は、頭部装着装置1の計測と通信を制御する。制御部11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、あるいはDSP(Digital Signal Processor)などのプロセッサとメモ
リとを有し、メモリ上に実行可能に展開されたコンピュータプログラム、ファームウェアなどにより処理を実行する。ただし、制御部11は、無線通信部13とセンサ115、125を起動し、各構成要素との連携処理を実行する専用のハードウェア回路、FPGA(Field Programmable Gate Array)などであってもよい。また、制御部11は、CPU、
DSP、専用のハードウェア回路などが混在したものであってもよい。
Hereinafter, the measurement system according to the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a measurement system according to an embodiment of the present invention. This measurement system detects measurement data (also referred to as a detected value) indicating a change in blood flow from the user's head, and acquires brain activity information indicating the activity state of the user's brain. As shown in FIG. 1, this measurement system has a head-mounted
A DSP, a dedicated hardware circuit, or the like may be mixed.
無線通信部13は、所定のインターフェースによって、制御部11およびセンサ115、125と接続される。ただし、無線通信部13は、制御部11を介して、センサ115、125からデータを取得する構成であってもよい。無線通信部13は、ネットワークN1を介して、利用者端末2と通信する。ネットワークN1は、例えば、Bluetooth(登録
商標)、無線LAN(Local Area Network)、ZigBee(登録商標)などの規格に従ったネットワークである。ただし、本計測システムにおいて、無線通信部13の無線インターフェースの規格に限定がある訳ではない。また、ネットワークN1は有線ネットワークでもよい。
The
また、本計測システムにおいて、無線通信部13に代えて、あるいは、無線通信部13とともに有線で通信を行う通信部を設けてもよい。すなわち、頭部装着装置1と利用者端末2とが有線通信のインターフェースで接続されてもよい。この場合の有線通信のインターフェースに限定がある訳ではなく、計測システムの用途に応じてUSB(Universal Serial Bus)、PCI Expressなどの各種インターフェースを使用することができる。
Further, in this measurement system, a communication unit that communicates by wire may be provided in place of the
センサ115、125は、いずれも近赤外光を頭部に照射し、大脳皮質付近で一部吸収されて散乱された近赤外光を受光し、電気信号に変換する。大脳皮質は、例えば、脳の活
動状態に応じて、血流量が変化し、その変化に起因して、大脳皮質付近での近赤外光の吸収特性、あるいは、散乱特性が変化する。センサ115、125は、このような大脳皮質付近の血流の状態に応じた近赤外光吸収率の変化あるいは透過率の変化により光量が変化する近赤外光を電気信号に変換して出力する。
Both the
本計測システムでは、センサ115、125は、0.1秒などの所定の時間間隔で近赤外光の照射および受光した近赤外光の電気信号への変換を行う。これにより、頭部装着装置1を装着した利用者の脳内の血流量の変化に関するデータが当該時間間隔で得られる。さらに、センサ115、125は、一方が右前額部の血流量の変化に関するデータを出力し、他方が左前額部の血流量の変化に関するデータを出力する。
In this measurement system, the
また、センサ115、125は、例えば、近赤外光を照射する近赤外光光源と、近赤外光を受光する受光部を含む。近赤外光光源は、例えば、LED(Light Emitting Diodes
)、赤外光ランプなどである。また、受光部は、フォトダイオード、フォトトランジスタなどの光電素子と、増幅器と、AD(Analog Digital)コンバータとを含む。なお、近赤外光光源と受光部とが対にして設けられなくてもよい。例えば、1つの近赤外光光源に対して、複数の受光部を設けてもよい。
Further, the
), Infrared light lamp, etc. Further, the light receiving unit includes a photoelectric element such as a photodiode and a phototransistor, an amplifier, and an AD (Analog Digital) converter. The near-infrared light source and the light receiving unit may not be provided as a pair. For example, a plurality of light receiving units may be provided for one near infrared light source.
利用者端末2は、例えば、スマートフォン、携帯電話、携帯情報端末、PHS(Personal Handyphone System)、可搬型パーソナルコンピュータなどである。ただし、アプリケーションの機能によっては、利用者端末2は、据え置き型のデスクトップパーソナルコンピュータ、テレビジョン受信機、ゲーム機、健康管理専用の端末、マッサージ器、車載器などであってもよい。
The
利用者端末2は、頭部装着装置1から、利用者の大脳皮質付近での近赤外光の吸収率または透過率の変化データを取得し、利用者の脳の活動状態に関連する様々な情報処理を含むサービスを提供する。
The
利用者端末2は、CPU21と、メモリ22と、無線通信部23と、表示部24と、操作部25と、音声出力部26とを有する。CPU21は、メモリ22に実行可能に展開されたコンピュータプログラムにより、利用者端末2としての処理を実行する。利用者端末2としての処理とは、例えば、上記利用者の脳の活動状態に関連する様々な情報処理を含むサービスである。
The
メモリ22は、CPU21で実行されるコンピュータプログラム、あるいは、CPU21が処理するデータを記憶する。メモリ22は、揮発性メモリと不揮発性メモリを含んでよい。無線通信部23は、頭部装着装置1の無線通信部13と同様である。また、利用者端末2は、無線通信部23に代えて、あるいは、無線通信部23とともに有線で通信を行う通信部を有してもよい。
The
表示部24は、例えば、液晶ディスプレイ、EL(Electro-Luminescence)パネルなどであり、CPU21からの出力情報を表示する。操作部25は、例えば、押しボタン、タッチパネルなどであり、利用者の操作を受け付ける。音声出力部26は、例えば、音響あるいは音声を出力するスピーカなどである。
The
図2は、頭部装着装置1を下後方から見た外観を例示する斜視図である。図3は、頭部装着装置1を上方から見た平面図である。また、図4は、頭部装着装置1を前方から見た正面図である。ただし、図3、図4では、図2に例示する固定用部材101が省略されている。ここで、下後方とは、利用者が頭部装着装置1を装着したときの利用者の背後かつ、利用者の頭部を下から見上げる位置をいう。また、前方とは、例えば、利用者が頭部装
着装置1を装着したときの利用者(装着者)の前方をいう。さらに、上方とは、例えば、利用者の上方をいう。なお、以下、頭部装着装置1を装着した利用者に向かって右側に位置する頭部装着装置1の部分を右側部分、あるいは右側という。また、頭部装着装置1を装着した利用者に向かって左側に位置する頭部装着装置1の部分を左側部分、あるいは左側という。また、利用者に接触する頭部装着装置1の面を裏面という。裏面の反対面を表面という。表面は、利用者が頭部装着装置1を装着したときに、利用者の周囲から見える面である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating the appearance of the head-mounted
図2に例示するように、頭部装着装置1は、鉢巻き状に利用者の頭部に巻き付けて装着し、固定用部材101を締めつけることで利用者の頭部に固定される構造を有する。そのため、頭部装着装置1は、人の頭部よりやや大きい空間で湾曲するベルト状の基材100と、基材100の両端に固定される固定用部材101を有する。固定部材101は、基材100の両端から延伸する線材110、120と、線材110、120を対にして引き込んで固定する留め具を有する。基材100は、利用者の頭部表面から離れた外側面を形成する。すなわち、頭部装着装置1は、頭部から離れた外側面に形状を保つ部材である基材100を配する構造となっている。基材100は例えば樹脂製である。ただし、基材100の材質に限定がある訳ではない。
As illustrated in FIG. 2, the
なお、本実施の形態において、固定用部材101の構造、形状、材質に限定がある訳ではない。例えば、図2では、固定部材101は、線材110、120を有するが、線材の代わりに帯状の部材を用いてもよい。また、留め具はどのような構造のものでもよい。
In this embodiment, the structure, shape, and material of the fixing
図2のように、頭部装着装置1の基材100の右側端部に電池ボックス102が設けられている。電池ボックス102は、扁平な略六面体であり、表面の面積と裏面の面積がいずれも4つの側面の面積よりも大きくなっている。電池ボックス102の裏面には、図示しない溝が設けられている。この溝には、基材100の右側端部から延伸する線材120の途中部分がはめ込まれている。したがって、電池ボックス102は、基材100の右側端部で固定されるとともに、線材120が溝にはめ込まれることで、頭部装着装置1に固定される。
As shown in FIG. 2, a
頭部装着装置1の基材100の表側両端近傍には、丸みを帯びた2つのハウジング111、121が設けられている。ハウジング111、121には、信号処理回路、および通信回路を有する制御基板などが収納される。図4のように、頭部装着装置1を正面から見ると、頭部装着装置1の両脇に2つのハウジング111、121が位置して見える。
Two
図4のように、基材100の表側正面付近には、3つのマーカ113、103、123が、マーカ103を中心にして左右対称に、基材100の下縁に沿った位置に直線上に設けられている。マーカ113、103、123は、利用者端末2によって撮影されたときに画像上で、マーカ113、103、123の位置が識別できる構造のものであればどのような構造でもよい。
As shown in FIG. 4, three
基材100の表側正面付近で、マーカ113、123の上部には、帯状の開口114、124が形成され、開口114、124にはそれぞれ、つまみ112、122が挿入されている。つまみ112、122は、基材100の裏面に沿って設けられる図示しない、左右のスライダとそれぞれ連結されている。一方、図2に例示するように、基材100の裏面では、センサ115、125がスライダに固定されている。したがって、基材100に対して、つまみ112、あるいは、つまみ122を帯状の開口114、あるいは、開口124に沿って相対移動することで、裏面側でセンサ115、あるいは125をそれぞれ移動することが可能である。さらに、つまみ112、122と同軸でねじが形成されており、センサの位置は、ねじ式にて固定することができる。
In the vicinity of the front surface of the
図4では、つまみは背の低い円筒形状であるが、つまみの形状はこれに限定されない。また、図4では、帯状の開口114、開口124の長手方向に沿って目盛りが刻まれている。目盛りは、中心位置が分かるように、中心位置の目盛りと中心位置以外の目盛りが異なる形状となっている。図4では、中心位置の目盛りは、開口114、124に頂点を向けた三角形の形状であり、一方、中心位置以外の目盛りは、円形状、あるいは点状で形成されている。目盛りの形成の仕方は、マーカ113、103、123の形成の仕方と同様であるが、特に限定がある訳ではない。
In FIG. 4, the knob has a short cylindrical shape, but the shape of the knob is not limited to this. Further, in FIG. 4, a scale is engraved along the longitudinal direction of the band-shaped
図2に例示するように、センサ115、125は、平板に、3つの窓部を設けた形状となっている。センサ115、125それぞれの1つの窓部には、近赤外光光源としてLEDが設けられている。また、センサ115、125それぞれの残り2つの窓部には、受光部として、フォトダイオードあるいはフォトトランジスタが設けられている。なお、センサ115、125の受光部の数がそれぞれ2個に限定される訳ではない。例えば、受光部はセンサ115、125にそれぞれ1個ずつ設けてもよいし、3個以上設けてもよい。
As illustrated in FIG. 2, the
また、基材100の上下の縁には、遮光部104、105が設けられる。したがって、センサ115、125は、基材100の裏面で、上下の縁の遮光部104、105に挟まれた空間に設置されている。そして、遮光部104、105は、頭部装着装置1の裏面で額と触れる部分で緩衝材としても作用する。遮光部104、105の材質に限定がある訳ではないが、利用者の頭部に接触するために、軽く柔らかい部材が望ましい。遮光部104、105は、例えば、ウレタンなどの樹脂、ゴムなどである。
Further, light-shielding
さらに、基材100の裏面では、電池ボックス102、センサ115、125、ハウジング111、121内の基板を接続する配線が敷設されている。ただし、基材100の裏面のセンサ115、125が設けられた部分以外は、カバー106で被覆されている。カバー106は、頭部側に接触する頭部装着装置1の裏面側で、基板や配線などが直接利用者の皮膚に触れないようする遮蔽版として作用する。したがって、配線は、基材100とカバー106との間の空間に敷設されている。
Further, on the back surface of the
(第1の実施形態)
以下に、上記の計測システムを使用した第1の実施形態について説明する。図5、7、8に、第1の実施形態において、利用者端末2のCPU21が実行する処理のフローチャートの一例を示す。本実施形態において、利用者は、呼吸に伴う脳活動状態の測定を開始する前に、頭部装着装置1を頭部に装着し、センサ115、125と利用者の頭部との相対的な位置決めを完了しているものとする。
(First Embodiment)
The first embodiment using the above-mentioned measurement system will be described below. FIGS. 5, 7 and 8 show an example of a flowchart of the process executed by the
OP101において、利用者端末2のCPU21は、頭部装着装置1を装着した利用者の脳活動状態の測定を実行する指示を、無線通信部23を介してネットワークN1経由で頭部装着装置1に送信する。頭部装着装置1は、利用者端末2から当該指示を受信すると、利用者に呼吸の開始の合図を表示部24や音声出力部26を通じて通知すると共に、脳活動状態の測定を開始する。脳活動状態は、所定のサンプリング周波数で繰り返し測定される。頭部装着装置1は、センサ115および125により利用者の脳活動状態を測定し、無線通信部13を介して、当該脳活動状態を示す検出値を利用者端末2に上記のサンプリング周波数で繰り返し送信する。そして、CPU21は、受信部として、利用者の頭部に装着され、頭部の血流量を検出する頭部装着装置1によって検出された検出値を上記のサンプリング周波数で繰り返し受信する。
In OP101, the
また、CPU21は、無線通信部23を介して頭部装着装置1から脳活動状態を示す検出値(脳活動波形)を受信すると、メモリ22などの記憶手段に格納する。ここで、検出
値は、測定された値そのものでもよいし、測定された値を利用者端末2に送信しやすいように処理した情報でもよいし、あるいは一定期間に上記のサンプリング周波数で繰り返し測定された値をまとめた情報などでもよい。検出値は、頭部装着装置1が頭部の血流量変化を測定した値に基づいた値であればよい。利用者には、あらかじめ、固有の識別子が割り当てられている。脳活動状態を示す検出値は、時系列データとして、時刻情報、利用者の識別子と共に格納される。
Further, when the
OP101において、CPU21は、呼吸の開始の合図および終了の合図を、画像や音声により表示部24や音声出力部26を通じて出力する。利用者端末2は、呼吸の開始の合図および終了の合図の操作の入力を、操作部25を通じて、受け付けてもよい。さらに、CPU21は、脳活動状態を示す検出値(脳活動波形)を、利用者の識別子、時刻情報とともに、メモリ22に格納する。
In OP101, the
OP102では、CPU21は、頭部装着装置1から受信した検出値(脳活動波形)から、血流量変化成分の信号および脈波成分の信号を抽出する。図6は、脳活動波形、血流量変化成分の信号、脈波成分の信号の例を示す図である。図6において、横方向は、時間軸の方向である。図6(A)は、検出値である脳活動波形の例を示す図である。OP102において、CPU21は、抽出部として、検出値から血流量の時間変化を示す成分を抽出する処理と検出値から頭部の脈波の時間変化を示す成分を抽出する処理を実行する。CPU21は、受信した脳活動波形を、第1のバンドパスフィルタにかけることにより、脳活動波形から血流量変化成分の信号を抽出する。バンドパスフィルタは、所定の周波数帯の信号を抽出するフィルタである。第1のバンドパスフィルタを通過する信号の周波数帯は、例えば、0.05Hzから0.14Hzである。当該第1のバンドパスフィルタを通過する0.1Hz程度の波をMayer波という。血流量変化成分は、脳の血管を単位時間に流れる血液の量である。図6(B)は、脳活動波形から抽出された血流量変化成分の信号を示す図である。第1のバンドパスフィルタを通過する信号の周波数帯は、0.05Hz以上0.14Hz以下である。
In OP102, the
また、CPU21は、受信した脳活動波形を、第2のバンドパスフィルタにかけることにより、脈波成分の信号を抽出する。第2のバンドパスフィルタを通過する信号の周波数帯は、第1のバンドパスフィルタを通過する信号の周波数帯よりも高い周波数帯である。第2のバンドパスフィルタを通過する信号の周波数帯は、例えば、0.8Hzから2.0Hzである。脈波成分は、脈拍によって生じる波の成分である。図6(C)は、脳活動波形から抽出された脈波成分の信号を示す図である。第2のバンドパスフィルタを通過する信号の周波数帯は、0.8Hz以上2.0Hz以下である。利用者端末2は、抽出された血流量変化成分の信号および脈波成分の信号を、メモリ22に格納する。次いで、CPU21は、処理をOP103に進める。
Further, the
OP103では、CPU21は、メモリ22に格納される血流量変化成分の信号と脈波成分の信号を用いて、以下に説明するデータを解析する処理(解析処理)を行う。本実施形態では、CPU21は、OP103の解析処理を実行し、利用者の心拍数、深呼吸の周期、深呼吸の深さ、血中の二酸化炭素(CO2)の濃度変化を算出する。OP103において、CPU21は、算出部として、抽出した血流量の時間変化を示す成分に基づいて、頭部の血中の二酸化炭素濃度の時間変化と利用者の呼吸の周期および深さとを算出する。また、CPU21は、算出部として、頭部の脈波の時間変化を示す成分に基づいて、利用者の心拍数の時間変化を算出する。図7は、解析処理(図5のOP103)の詳細を示すフローチャートである。解析処理は、例えば、CPU21が実行するプログラムのサブルーチンである。図7を参照しながら、OP103のサブルーチンの処理について以下説明する。
In OP103, the
OP201において、CPU21は、メモリ22に格納された脈波成分の信号の周期に基づいて心拍数を算出する。例えば、CPU21は、脈波成分の極値間の時間幅と単位時間、例えば1秒との比に基づいて心拍数(Herat Rate(HR)やbeats per minute(bpm)などと称する)を算出する。CPU21は、算出した心拍数と心拍数の算出の対象となる時間帯とを示すデータを利用者の識別子に対応付けてメモリ22に格納する。次いで、CPU21は、処理をOP202に進める。
In OP201, the
OP202において、CPU21は、メモリ22に格納された血流量変化成分の信号の周期に基づいて呼吸の周期を算出する。例えば、CPU21は、血流量変化成分の信号の周期が示す時間を呼吸の周期とする。本実施形態において血流量変化成分の信号の周期に基づいて呼吸の周期を算出するのは、呼吸に伴って脳の血管が拡張と収縮を繰り返すため、呼吸が血流量の測定値に影響するためである。CPU21は、算出した呼吸の周期と呼吸の周期の算出の対象となる時間帯を示すデータをメモリ22に格納する。
In OP202, the
さらに、OP203において、CPU21は、メモリ22に格納された血流量変化成分の信号の振幅に基づいて呼吸の深さを算出する。ここで、呼吸の深さとは、1回の呼吸での酸素吸入量をいう。例えば、血流量変化成分の信号の振幅の単位はmM・mmであり、血流量変化成分の信号の振幅と呼吸の深さとは相関があることから、CPU21は、血流量変化成分の信号の振幅を呼吸の深さとみなす。なお、CPU21は、血流量変化成分の信号の振幅に所定の重み付けを行って得られる結果を呼吸の深さとしてもよい。CPU21は、算出した呼吸の深さと呼吸の深さの算出の対象となる時間帯を示すデータをメモリ22に格納する。
Further, in OP 203, the
次いで、OP204において、CPU21は、血流量変化成分の信号に基づいて、利用者の頭部の血中のCO2濃度変化の傾向を算出する。ここで、血中のCO2濃度変化の傾向とは、例えば、1分間などの周期(長周期)において血流量変化成分の信号の変化を1次関数でモデリングすることにより、1次関数の傾きから判定できる、血中のCO2濃度の増加傾向、減少傾向または略一定となる傾向である。OP204において、CPU21は、血流量変化成分の信号をローパスフィルタにかけて得られる血流量変化成分の信号の変化を1次関数でモデリングする。さらにCPU21は、モデリングにより得られる1次関数の傾きから血中のCO2濃度が増加傾向にあるか減少傾向にあるか略一定となる傾向にあるかを算出する。1次関数の傾きがそれぞれどの範囲にあるときにCO2濃度が増加傾向、減少傾向、略一定となる傾向にあるかについては、適宜決めることができる。そして、CPU21は、算出した利用者の血中のCO2濃度変化の傾向とCO2濃度変化の傾向の算出の対象となる時間帯を示すデータをメモリ22に格納する。次いで、CPU21は、処理をOP205に進める。
Next, in OP204, the
OP201~OP204において、血流量変化成分の信号と脈波成分の信号が測定された時間帯は同じである。したがって、OP201~OP204の処理によって、ある時間帯における、心拍数、呼吸の周期および深さ、CO2濃度変化の傾向を示すデータが得られる。一般に、人間は、交感神経の活動が抑えられている、すなわちリラックスしているとき、心拍数および血中のCO2濃度が略一定となっていると考えられる。そこで、OP205において、CPU21は、OP201~OP204でメモリ22に格納した、心拍数、呼吸の周期、呼吸の深さ、CO2濃度変化の傾向を示す各データに基づいて、交感神経の活動が抑えられているか否かの観点から、ユーザの呼吸が安定しているか否かを解析する。
In OP201 to OP204, the time zone in which the signal of the blood flow change component and the signal of the pulse wave component are measured is the same. Therefore, the processing of OP201 to OP204 provides data showing the tendency of heart rate, respiratory cycle and depth, and CO 2 concentration change in a certain time zone. In general, it is considered that humans have a substantially constant heart rate and blood CO 2 concentration when sympathetic nerve activity is suppressed, that is, when they are relaxed. Therefore, in OP205, the
図8に、OP205のサブルーチンの処理の一例を示す。OP205において、CPU21は、特定部として、算出した頭部の血中の二酸化炭素濃度の時間変化と利用者の呼吸の周期および深さとに基づいて、頭部の血中の二酸化炭素濃度が略一定となる時間帯にお
ける利用者の呼吸の周期および深さを特定する処理を実行する。また、CPU21は、特定部として、算出した利用者の心拍数の時間変化に基づいて、頭部の血中の二酸化炭素濃度が略一定となる時間帯のうち、利用者の心拍数が略一定となる時間帯を特定し、特定した時間帯における利用者の呼吸の周期および深さを特定する。
FIG. 8 shows an example of the processing of the subroutine of OP205. In OP205, as a specific part, the
OP301において、CPU21は、心拍数を示すデータから、所定の時間幅における心拍数の最大値および最小値から心拍数の変動幅を算出する。ここで、所定の時間幅とは、心拍数の最大値および最小値に基づいて心拍数の変動幅が算出できるだけの時間幅である。そして、CPU21は、心拍数の変動幅が所定幅以内である場合に心拍数が略一定となっていると判定する。そして、CPU21は、心拍数が略一定となっている時間帯をメモリ22に格納する。
In OP301, the
また、OP302において、CPU21は、算出したCO2濃度変化の傾向と算出の対象となる時間帯を示すデータから、CO2濃度が略一定となる時間帯を特定する。そして、CPU21は、特定した時間帯をメモリ22に格納する。
Further, in the OP 302, the
さらに、OP303において、CPU21は、メモリ22に格納した上記の時間帯に基づいて、心拍数が略一定でありかつCO2濃度が略一定となる時間帯を特定する。そして、CPU21は、特定した時間帯における呼吸の周期および深さを、メモリ22に格納されている呼吸の周期および深さを示すデータから特定する。なお、特定した時間帯に複数の周期または深さを示すデータがある場合は、いずれかの周期または深さを特定した時間帯における呼吸の周期および深さとして特定してもよいし、それらの平均の周期または深さを特定した時間帯における呼吸の周期および深さとしてもよい。CPU21は、特定した呼吸の周期および深さをメモリ22に格納する。そして、CPU21は、本サブルーチンを終了し、さらにOP205から図7に示すサブルーチンを終了して、処理を図5のOP104に進める。
Further, in the OP 303, the
本実施形態では、OP205の処理によって、心拍数が略一定でありかつCO2濃度が略一定となる時間帯、すなわち交感神経の活動が抑えられているとみなすことができる時間帯を特定することができる。そして、利用者の呼吸の周期および深さを、当該特定した時間帯における利用者の呼吸の周期および深さになるように誘導することで、交感神経の活動を抑えられる呼吸ができるように利用者を誘導することができる。 In the present embodiment, the processing of OP205 specifies a time zone in which the heart rate is substantially constant and the CO 2 concentration is substantially constant, that is, a time zone in which the activity of the sympathetic nerve can be considered to be suppressed. Can be done. Then, by inducing the user's breathing cycle and depth to be the user's breathing cycle and depth in the specified time zone, it is used so that the activity of the sympathetic nerve can be suppressed. Can guide people.
OP104において、CPU21は、頭部装着装置1を装着した利用者の呼吸に伴う脳活動状態の測定データを取得し、取得した測定データとOP303において特定した呼吸の周期および深さとに基づいて、利用者の呼吸を誘導する。具体的には、CPU21は、取得した測定データから算出される呼吸の周期がOP303において特定した呼吸の周期よりも長い場合は、呼吸の周期を短くするよう要求するメッセージを表示部24に表示する。また、取得した測定データから算出される呼吸の周期がOP303において特定した呼吸の周期よりも短い場合は、呼吸の周期を長くするよう要求するメッセージを表示部24に表示する。また、取得した測定データから算出される呼吸の周期とOP303において特定した呼吸の周期との差が所定の時間内である場合は、呼吸の周期は適正であるとみなし呼吸の周期を維持するよう要求するメッセージを表示部24に表示する。
In OP104, the
これにより、利用者は、表示部24に表示されるメッセージに従って呼吸の周期を調整することができる。なお、測定データから算出される呼吸の周期とOP303において特定した呼吸の周期との差がどの程度の場合に呼吸の周期が長い、短いまたは適正と判定するかについては、適宜決めることができる。
As a result, the user can adjust the breathing cycle according to the message displayed on the
また、OP104において、CPU21は、出力部として、利用者の呼吸の周期および
深さが特定した呼吸の周期および深さとなるように利用者の呼吸を誘導する情報を出力する。具体的には、CPU12は、取得した測定データから算出される呼吸の深さがOP303において特定した呼吸の深さよりも深い場合は、呼吸を浅くするよう要求するメッセージを表示部24に表示する。また、取得した測定データから算出される呼吸の深さがOP303において特定した呼吸の深さよりも浅い場合は、呼吸を深くするよう要求するメッセージを表示部24に表示する。また、取得した測定データから算出される呼吸の深さとOP303において特定した呼吸の深さとの差が所定量以内である場合は、呼吸の深さは適正であるとみなし呼吸の深さを維持するよう要求するメッセージを表示部24に表示する。
Further, in
これにより、利用者は、表示部24に表示されるメッセージにしたがって呼吸の深さを調整することができる。なお、測定データから算出される呼吸の深さとOP303において特定した呼吸の深さとの差がどの程度の場合に呼吸が深い、浅いまたは適正と判定するかについては、適宜決めることができる。また、表示部24に表示されるメッセージは文字に限らず、利用者の呼吸の調整を促す画像が表示されてもよい。どのように上記のメッセージを表示部24に表示するかについては、周知の技術を用いて種々の表示形態を適用できる。また、当該メッセージを音声メッセージとして音声出力部26から出力してもよい。上記の利用者に呼吸の周期の調整を要求するメッセージと呼吸の深さの調整を要求するメッセージは、同時に表示部24に表示されるようにしてもよいし、個別に表示部24に表示されるようにしてもよい。
As a result, the user can adjust the depth of breathing according to the message displayed on the
また、OP104において、CPU21は、測定データに基づく呼吸の周期および深さの判定とメッセージの表示を所定の時間間隔で繰り返し実行する。ここで所定の時間間隔の一例としては、1秒間から数秒間が挙げられるが適宜設定することができる。CPU21は、上記の呼吸の周期および深さの誘導を実行し、毎回の呼吸の周期および深さの判定結果をメモリ22に記憶して、処理をOP105に進める。本実施形態においては、呼吸のトレーニングなどにおいて、利用者の頭部の血流量の時間変化や脈波の時間変化から算出される血中のCO2濃度、呼吸の周期および深さを指標として用いて、利用者が交感神経の活動を抑えた呼吸ができるように利用者の呼吸の周期と深さを誘導することで、呼吸のトレーニングを担当する指導者の経験に左右されない、客観的な指標に基づく呼吸のトレーニングを行うことができる。
Further, in the
次いで、OP105において、CPU21は、メモリ22に記憶した呼吸の周期の深さの判定結果に基づく呼吸の評価を行う。図9に、CO2濃度と呼吸の深さとの関係を模式的に示す。図9に示すように、グラフの横軸を呼吸の深さ、縦軸をCO2濃度とする。このとき、呼吸が深くかつCO2濃度が低すぎることも高すぎることもない程度の呼吸を行うことが、交感神経の活動を抑えたよい深呼吸とみなすことができる。ただし、人間は、よい深呼吸をしているときでも、呼吸の周期および深さを安定させることができないと、図中の呼吸の軌跡T1が示すように、血中のCO2濃度が変化し、よい深呼吸を継続して行うことができず、リラックス効果を得にくい。また、図中の呼吸の軌跡T2が示すように、人間は、呼吸の深さを維持できていても、呼吸の呼気が少ないとCO2濃度が低下して、よい深呼吸を行うことができない。さらに、人間は、呼吸が浅くかつ呼気が少ない場合は、軌跡T3が示すように過呼吸になる可能性もある。
Next, in the
本実施形態では、CPU21は、メモリ22に記憶した呼吸の周期の深さの判定結果から、利用者がどの程度図9に示すよい深呼吸を行うことができたかの評価を行う。また、CPU21は、呼吸が過呼吸とみなすことができるか否かの判定を行う。なお、本実施形態では、OP303において呼吸の周期および深さを特定した際のCO2濃度を、よい深呼吸を行っているときのCO2濃度とみなす。また、当該CO2濃度およびOP303において特定した呼吸の深さと、測定データから算出されるCO2濃度および呼吸の深さと
の差がどの程度の範囲内にあるときによい深呼吸とみなすかは、適宜決定することができる。
In the present embodiment, the
CPU21は、メモリ22に記憶した測定データおよび呼吸の周期の深さの判定結果から、利用者の呼吸の「深さ」、「周期性」、「心拍数」についての3軸評価を行い、評価結果を表示部24に表示する。さらに、CPU21は、表示部24に表示した評価結果を履歴として利用者の識別子に対応付けてメモリ22に格納する。メモリ22に格納された評価結果の履歴は、利用者が利用者端末2を操作して過去の呼吸の評価結果として表示部24に再度表示することができる。
The
ここで、「深さ」の評価とは、呼吸の深さがよい深呼吸とみなす呼吸の深さにどの程度近いかを示す評価である。また、「周期性」の評価とは、呼吸をどの程度同じ周期で繰り返し行うことができたか、すなわち呼吸の周期に基づく呼吸の再現性を示す評価である。「周期性」の評価は、呼吸の周期について1周期前との相関性に基づいて行うことができる。また、「心拍数」の評価とは、どの程度心拍数の変動を抑えて呼吸を行うことができたかを示す評価である。 Here, the evaluation of "depth" is an evaluation indicating how close the depth of breathing is to the depth of breathing regarded as good deep breathing. Further, the evaluation of "periodicity" is an evaluation showing how much the respiration could be repeated in the same cycle, that is, the reproducibility of respiration based on the respiration cycle. The evaluation of "periodicity" can be performed based on the correlation between the respiratory cycle and one cycle before. Further, the evaluation of the "heart rate" is an evaluation indicating how much the fluctuation of the heart rate can be suppressed and the breathing can be performed.
図10に、OP105において利用者端末2の表示部24の一例としてのディスプレイ24aに表示される上記の評価結果の一例を示す。図10に示すように、ディスプレイ24aには、利用者の呼吸の「深さ」、「周期性」、「心拍数」についての3軸評価の結果が評価スコアとして、三角グラフ24bで表示される。また、ディスプレイ24aには、3軸評価の結果の「深さ」、「周期性」、「心拍数」をスコア換算した結果の点数24cが表示される。
FIG. 10 shows an example of the above evaluation result displayed on the
「深さ」、「周期性」、「心拍数」の評価は、OP105において測定した利用者の呼吸の測定データとOP303において特定した呼吸の周期および深さ、呼吸の周期および深さを特定した時間帯における心拍数のデータとの比較に基づいて行われる。そして、どのようにスコア換算するかは、周知の技術を用いて利用者にとって確認しやすい点数がディスプレイ24aに表示されるようにすればよい。また、「深さ」、「周期性」、「心拍数」の評価結果は、三角グラフに限らず、種々の表示形態を用いてディスプレイ24aに表示することができる。
The evaluation of "depth", "periodicity", and "heart rate" specified the measurement data of the user's breathing measured in OP105 and the breathing cycle and depth, the breathing cycle and depth specified in OP303. It is based on comparison with heart rate data in the time zone. Then, how to convert the score may be determined by using a well-known technique so that the score easily confirmed by the user is displayed on the
CPU21は、利用者の呼吸の評価結果の表示および保存を実行した後、本フローチャートの処理を終了する。
The
(第2の実施形態)
次に、上記の計測システムを使用した第2の実施形態について説明する。本実施形態では、血流量の変化から利用者の過呼吸を推定する処理が例示される。本実施形態の他の構成および作用は、上記の第1の実施形態と同様である。そこで、第2の実施形態の構成要素のうち、第1の実施形態と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図11に、本実施形態において利用者端末2のCPU21が実行する処理のフローチャートの一例を示す。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment using the above measurement system will be described. In this embodiment, a process of estimating a user's hyperventilation from a change in blood flow is exemplified. Other configurations and operations of this embodiment are the same as those of the first embodiment described above. Therefore, among the components of the second embodiment, the same components as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 11 shows an example of a flowchart of the process executed by the
OP401、OP402の処理は、OP101、OP102の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。次いで、OP403において、CPU21は、OP201と同様、メモリ22に格納された脈波成分の信号の周期に基づいて心拍数を算出する。さらに、CPU21は、心拍数の時間変化から心拍数が上昇傾向、下降傾向または略一定となる傾向のいずれにあるかを算出する。例えば、CPU21は、所定時間だけ過去に遡った時刻から現在時刻までの測定データに基づいて、心拍数の変動を1次関数でモデリングし、当該1次関数の傾きに応じて心拍数の傾向を算出することができる。なお、1次関数の傾き
がそれぞれどの範囲にあるときに心拍数が上昇傾向、下降傾向、略一定となる傾向にあるかについては、適宜決めることができる。CPU21は、心拍数変化の傾向を算出し、算出結果を示すデータをメモリ22に格納すると、処理をOP404に進める。
Since the processing of OP401 and OP402 is the same as the processing of OP101 and OP102, detailed description thereof will be omitted. Next, in OP403, the
OP404において、CPU21は、血流量変化成分の信号に基づいて、利用者の頭部の血流量変化の傾向を算出する。例えば、CPU21は、所定時間だけ過去に遡った時刻から現在時刻までの測定データに基づいて、血流量変化成分の信号の変化を1次関数でモデリングすることにより、1次関数の傾きから血流量変化の傾向を算出することができる。なお、1次関数の傾きがそれぞれどの範囲にあるときに血流量変化の傾向が増加傾向、減少傾向、略一定となる傾向にあるかについては、適宜決めることができる。そして、CPU21は、血流量変化の傾向を算出し、算出結果を示すデータをメモリ22に格納すると、処理をOP405に進める。
In OP404, the
OP405において、CPU21は、OP403において算出した心拍数変化の傾向およびOP404において算出した血流量変化の傾向に基づいて、心拍数が上昇しかつ血流量が減少しているか否かを判定する。CPU21は、心拍数が上昇しかつ血流量が減少していると判定すると(OP405:Yes)、処理をOP406に進める。一方、CPU21は、心拍数が上昇していないかあるいは血流量が減少していないと判定すると(OP405:No)、本フローチャートの処理を終了する。
In OP405, the
OP406において、CPU21は、利用者の呼吸が過呼吸であるとみなし、呼吸が過呼吸であることを利用者に報知する。例えば、CPU21は、呼吸が過呼吸であることを通知するメッセージを表示部24に表示する。表示部24によるメッセージの表示の代わりあるいは表示と共に、CPU21は、呼吸が過呼吸であることを通知する音声を音声出力部26によって出力してもよい。CPU21は、呼吸が過呼吸であることを利用者に報知する処理を実行すると、本フローチャートの処理を終了する。
In OP406, the
このように、本実施形態においては、利用者の頭部の血流量の時間変化や脈波の時間変化から算出される血流量変化の傾向および心拍数変化の傾向に基づいて、利用者の呼吸が過呼吸であるか否かを判定し、過呼吸を報知することができる。 As described above, in the present embodiment, the user's respiration is based on the tendency of the blood flow change and the heart rate change calculated from the time change of the blood flow of the user's head and the time change of the pulse wave. Can determine whether or not is hyperventilated and notify hyperventilation.
以上が本発明の実施形態に関する説明であるが、上記の計測システムの構成は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想と同一性を失わない範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上記の第1の実施形態において、CPU21は、頭部の血中の二酸化炭素濃度が略一定となり、かつ利用者の心拍数が略一定となる時間帯における呼吸の周期および深さを特定する。ただし、CPU21は、頭部の血中の二酸化炭素濃度が略一定となる時間帯における呼吸の周期および深さを特定し、特定した呼吸の周期および深さを用いて利用者の呼吸を誘導してもよい。あるいは、CPU21は、利用者の心拍数が略一定となる時間帯における呼吸の周期および深さを特定し、特定した呼吸の周期および深さを用いて利用者の呼吸を誘導してもよい。さらに、上記の実施形態において、血流量変化成分の信号の変化を1次関数でモデリングし、1次関数の傾きにから血流量の時間変化を算出しているが、血流量の時間変化の算出方法はこれに限られない。例えば、血流量の時間変化が所定の変化幅に収まっている場合に血流量が略一定であるとみなすなど、血流量の時間変化の変化幅に応じて血流量の時間変化の傾向を決定してもよい。
The above is the description of the embodiment of the present invention, but the configuration of the above measurement system is not limited to the above embodiment, and various within the range that does not lose the identity with the technical idea of the present invention. It can be changed. For example, in the first embodiment described above, the
また、上記の第1の実施形態において、利用者端末2において利用者の呼吸を誘導する際に、利用者に所定行動を行わせてもよい。所定行動とは、例えば、座禅、瞑想、ヨガ、睡眠、動画視聴、ゲームのプレイ、音楽鑑賞、運動、飲食、試験、アプリケーションのプレイなどである。所定行動は、特定のアプリケーションにおける特定の行動であってもよ
い。アプリケーションには、例えば、脳トレーニングアプリケーションが含まれる。例えば、利用者端末2は、動画視聴を行わせる際には、表示部24に動画を表示させ、音声出力部26に動画に伴う音声を出力させて、利用者に動画を視聴させる。また、利用者端末2は、ゲームのプレイを行わせる際には、表示部24および音声出力部26にゲーム用の画像や音声を出力させ、操作部25により利用者にゲームを操作させることにより、ゲームのプレイを行わせる。
Further, in the first embodiment described above, when the
また、上記の第1の実施形態において、利用者端末2の表示部24に血流量変化成分の時間変化や脈波成分の時間変化を示すグラフが表示されてもよい。これにより、利用者端末2の利用者は、血流量変化時の脈波振幅の変化(すなわち、交感神経の活性の様子)を認識することができる。そして、利用者端末2の利用者は、当該グラフと上記の表示部24に表示されるメッセージを確認しながら、瞑想などのトレーニングを行うことができる。
Further, in the first embodiment described above, a graph showing the time change of the blood flow rate change component and the time change of the pulse wave component may be displayed on the
1 頭部装着装置
2 利用者端末
21 CPU
22 メモリ
24 表示部
26 音声出力部
1 Head-mounted
22
Claims (3)
前記検出値から、前記血流量の時間変化を示す成分および前記頭部の脈波の時間変化を示す成分を抽出する抽出部と、
前記抽出した前記血流量の時間変化を示す成分に基づいて、前記利用者の呼吸の周期および深さを算出し、前記頭部の脈波の時間変化を示す成分に基づいて、前記利用者の心拍数の時間変化を算出する算出部と、
前記算出した前記利用者の心拍数の時間変化と前記利用者の呼吸の周期および深さとに基づいて、前記利用者の心拍数の変動幅が所定幅以内である時間帯における前記利用者の呼吸の周期および深さを特定する特定部と、
前記利用者の呼吸の周期および深さが前記特定した呼吸の周期および深さとなるように前記利用者の呼吸を誘導する情報を出力する出力部と
を備えることを特徴とする情報処理装置。 A receiver that is attached to the user's head and receives the detection value detected by the head-mounted device that detects the blood flow in the head.
An extraction unit that extracts a component indicating a time change of the blood flow rate and a component showing a time change of the pulse wave of the head from the detected value.
The respiratory cycle and depth of the user are calculated based on the extracted component indicating the time change of the blood flow, and the user's breathing cycle and the depth are calculated based on the component indicating the time change of the pulse wave of the head. A calculation unit that calculates the change in heart rate over time,
Based on the calculated time change of the user's heart rate and the cycle and depth of the user's respiration, the user's respiration in a time zone in which the fluctuation range of the user's heart rate is within a predetermined range. With a specific part that specifies the period and depth of
An information processing apparatus including an output unit that outputs information for inducing the user's breathing so that the user's breathing cycle and depth become the specified breathing cycle and depth.
利用者の頭部に装着され、前記頭部の血流量を検出する頭部装着装置によって検出された検出値を受信し、
前記検出値から、前記血流量の時間変化を示す成分および前記頭部の脈波の時間変化を示す成分を抽出し、
前記抽出した前記血流量の時間変化を示す成分に基づいて、前記利用者の呼吸の周期および深さを算出し、前記頭部の脈波の時間変化を示す成分に基づいて、前記利用者の心拍数の時間変化を算出し、
前記算出した前記利用者の心拍数の時間変化と前記利用者の呼吸の周期および深さとに基づいて、前記利用者の心拍数の変動幅が所定幅以内である時間帯における前記利用者の呼吸の周期および深さを特定し、
前記利用者の呼吸の周期および深さが前記特定した呼吸の周期および深さとなるように前記利用者の呼吸を誘導する情報を出力する
ことを実行することを特徴とする情報処理方法。 The computer
It is attached to the user's head and receives the detection value detected by the head-mounted device that detects the blood flow in the head.
From the detected value, a component showing a time change of the blood flow and a component showing a time change of the pulse wave of the head were extracted.
The respiratory cycle and depth of the user are calculated based on the extracted component indicating the time change of the blood flow, and the user's breathing cycle and the depth are calculated based on the component indicating the time change of the pulse wave of the head. Calculate the time change of heart rate,
Based on the calculated time change of the user's heart rate and the cycle and depth of the user's respiration, the user's respiration in a time zone in which the fluctuation range of the user's heart rate is within a predetermined range. Identify the period and depth of
An information processing method comprising outputting information for inducing the user's respiration so that the respiration cycle and depth of the user becomes the specified respiration cycle and depth.
利用者の頭部に装着され、前記頭部の血流量を検出する頭部装着装置によって検出された検出値を受信するステップと、
前記検出値から、前記血流量の時間変化を示す成分および前記頭部の脈波の時間変化を示す成分を抽出するステップと、
前記抽出した前記血流量の時間変化を示す成分に基づいて、前記利用者の呼吸の周期および深さを算出し、前記頭部の脈波の時間変化を示す成分に基づいて、前記利用者の心拍数の時間変化を算出するステップと、
前記算出した前記利用者の心拍数の時間変化と前記利用者の呼吸の周期および深さとに基づいて、前記利用者の心拍数の変動幅が所定幅以内である時間帯における前記利用者の呼吸の周期および深さを特定するステップと、
前記利用者の呼吸の周期および深さが前記特定した呼吸の周期および深さとなるように前記利用者の呼吸を誘導する情報を出力するステップと
を実行させるための情報処理プログラム。
On the computer
A step of being mounted on the user's head and receiving a detection value detected by a head-mounted device that detects blood flow in the head, and a step of receiving the detection value.
A step of extracting a component showing a time change of the blood flow and a component showing a time change of the pulse wave of the head from the detected value, and a step of extracting the component showing the time change of the pulse wave of the head.
The respiratory cycle and depth of the user are calculated based on the extracted component indicating the time change of the blood flow, and the user's breathing cycle and the depth are calculated based on the component indicating the time change of the pulse wave of the head. Steps to calculate the change in heart rate over time,
Based on the calculated time change of the user's heart rate and the cycle and depth of the user's respiration, the user's respiration in a time zone in which the fluctuation range of the user's heart rate is within a predetermined range. And the steps to identify the period and depth of
An information processing program for executing a step of outputting information for inducing the user's breathing so that the user's breathing cycle and depth become the specified breathing cycle and depth.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017059626A JP7018640B2 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Information processing equipment, information processing methods and information processing programs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017059626A JP7018640B2 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Information processing equipment, information processing methods and information processing programs |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018161245A JP2018161245A (en) | 2018-10-18 |
JP7018640B2 true JP7018640B2 (en) | 2022-02-14 |
Family
ID=63859370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017059626A Active JP7018640B2 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Information processing equipment, information processing methods and information processing programs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7018640B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW202223913A (en) * | 2020-09-03 | 2022-06-16 | 日商Ssst股份有限公司 | Biological information calculation system |
JP6845520B1 (en) * | 2020-09-25 | 2021-03-17 | 国立大学法人信州大学 | Biological information calculation system |
JP6899609B1 (en) * | 2021-03-02 | 2021-07-07 | Ssst株式会社 | Biometric information calculation system and server |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002112974A (en) | 2000-10-05 | 2002-04-16 | Citizen Watch Co Ltd | Method and device for discriminating state of organism |
JP2004237066A (en) | 2002-12-11 | 2004-08-26 | Masatoshi Shibuya | Ear hanging type pulsimeter |
WO2012066630A1 (en) | 2010-11-16 | 2012-05-24 | 三菱電機株式会社 | Respiration-induction device, respiration-induction program, and particle-beam therapy device |
WO2013038551A1 (en) | 2011-09-15 | 2013-03-21 | パイオニア株式会社 | Autonomic nervous function evaluation device and method, and computer program |
JP2014503240A (en) | 2010-11-23 | 2014-02-13 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | Respiratory pace adjustment system and method for adjusting a patient's respiratory activity |
JP2016059804A (en) | 2014-09-12 | 2016-04-25 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Biosignal determining device, method, and computer program |
WO2016119665A1 (en) | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 周常安 | Wearable physiological detection device |
-
2017
- 2017-03-24 JP JP2017059626A patent/JP7018640B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002112974A (en) | 2000-10-05 | 2002-04-16 | Citizen Watch Co Ltd | Method and device for discriminating state of organism |
JP2004237066A (en) | 2002-12-11 | 2004-08-26 | Masatoshi Shibuya | Ear hanging type pulsimeter |
WO2012066630A1 (en) | 2010-11-16 | 2012-05-24 | 三菱電機株式会社 | Respiration-induction device, respiration-induction program, and particle-beam therapy device |
JP2014503240A (en) | 2010-11-23 | 2014-02-13 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | Respiratory pace adjustment system and method for adjusting a patient's respiratory activity |
WO2013038551A1 (en) | 2011-09-15 | 2013-03-21 | パイオニア株式会社 | Autonomic nervous function evaluation device and method, and computer program |
JP2016059804A (en) | 2014-09-12 | 2016-04-25 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Biosignal determining device, method, and computer program |
WO2016119665A1 (en) | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 周常安 | Wearable physiological detection device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018161245A (en) | 2018-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3217017U (en) | Wearable physiological examination equipment | |
EP3102094B1 (en) | System and method for determining timing of sensory stimulation delivered to a subject during a sleep session | |
JP7322227B2 (en) | detector | |
CN104665785B (en) | Physiological feedback system | |
CN106999697B (en) | System and method for increasing restitution value for snooze | |
JP7018640B2 (en) | Information processing equipment, information processing methods and information processing programs | |
CN104665787B (en) | Physiological feedback system | |
AU2006217448A2 (en) | Methods and systems for physiological and psycho-physiological monitoring and uses thereof | |
WO2016119665A1 (en) | Wearable physiological detection device | |
US10398350B2 (en) | Methods and systems for providing a breathing rate calibrated to a resonance breathing frequency | |
WO2016119659A1 (en) | Ear-worn physiological detection device | |
US20170360361A1 (en) | System and method for determining spectral boundaries for sleep stage classification | |
Miri et al. | PIV: Placement, pattern, and personalization of an inconspicuous vibrotactile breathing pacer | |
CN109806552B (en) | Attention training method and system based on respiration and haptic cooperative control | |
CN104667487A (en) | Biofeedback system | |
CN104665789A (en) | Biofeedback system | |
CN104667486A (en) | Biofeedback system | |
JP2013128659A (en) | Portable respiration induction apparatus | |
CN204813837U (en) | Physiology feedback system | |
CN204839482U (en) | Illuminator and use this illuminator's physiology feedback system | |
WO2019240778A1 (en) | Methods and systems for providing a breathing rate calibrated to a resonance frequency | |
JP2005198828A (en) | Biological data analyzer, biological data analyzing method, control program and recording medium | |
CN204765587U (en) | Physiology feedback system | |
CN204839484U (en) | Physiology feedback system | |
KR101837835B1 (en) | Method for estimating and managing respiratory rate using photoplethysmography |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20190903 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200317 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210309 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210510 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211012 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211213 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220125 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7018640 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |