JPH105184A - Mental stress judging device - Google Patents

Mental stress judging device

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JPH105184A
JPH105184A JP8320798A JP32079896A JPH105184A JP H105184 A JPH105184 A JP H105184A JP 8320798 A JP8320798 A JP 8320798A JP 32079896 A JP32079896 A JP 32079896A JP H105184 A JPH105184 A JP H105184A
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mental stress
heart rate
sympathetic
data
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Tatsumi Yanai
達美 柳井
Norimasa Kishi
則政 岸
Yasuhide Yamamoto
泰秀 山本
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To objectively judge a mental stress as a steady stress. SOLUTION: While alternately imparting a task and a rest as a temporary stress for a prescribed time to an examinee by a task/rest presenting unit 101, a beat signal as heartbeat corresponding data of the examinee is measured by a heartbeat corresponding data gathering unit 102, and is outputted to an RRI detecting circuit 103. The RRI detecting circuit 103 detects RRI data being its time interval from the heartbeat corresponding data, and outputs it to a sympathetic parasympathetic nerve activity calculating circuit 104, and a degree of dispersion of the RRI data is caculated by the sympathetic parasympathetic nerve activity calculating circuit 104, and data in a task condition and a rest condition is found as a distribution area on a two-dimensional plane. Therefore, a mental stress judging circuit 105 judges the existence of a mental stress from an overlapping condition of respective distribution areas of a task condition and a rest condition.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、人の定常的ストレ
スとしてのメンタルストレスを判定するメンタルストレ
ス判定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mental stress determination device for determining mental stress as a constant stress of a person.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、脈拍データの変動状況をマイクロ
コンピュータにより測定することにより、人のストレス
レベルを測定するストレスレベル測定装置がある。これ
は、図24に示すように、被験者の脈波を検出する脈波
検出器501が脈拍計数器502に接続され、その脈拍
計数器502がマイクロコンピュータ503に接続され
ているものである。そして、図25に示すように、脈波
検出器501で検出した脈波データを、脈拍計数器50
2により整形パルスに変換して脈拍データを計数し、そ
の脈拍データの上昇下降をマイクロコンピュータ503
で監視することにより、ストレスのレベルを測定するも
のである。同様のものが、特開平4ー180730号公
報に記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a stress level measuring apparatus for measuring a stress level of a person by measuring a fluctuation state of pulse data by a microcomputer. As shown in FIG. 24, a pulse wave detector 501 for detecting a subject's pulse wave is connected to a pulse counter 502, and the pulse counter 502 is connected to a microcomputer 503. Then, as shown in FIG. 25, the pulse wave data detected by the pulse wave
The pulse data is converted into a shaped pulse according to 2 and the pulse data is counted.
The level of the stress is measured by monitoring the data. A similar one is described in JP-A-4-180730.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、人
は、職場あるいは日常生活において、様々なストレスを
受けている。特に、急速なOA(オフィスオートメーシ
ョン)化、FA(ファクトリオートメーション)化によ
り、VDT(ビデオディスプレイ端末装置)作業や監視
作業が増え、これらの作業がもたらすメンタルストレス
は過労やヒューマンエラーの要因となっている。これを
防ぐため、メンタルストレス(テクノストレスとも言
う。)を評価、判定することが重要となっている。
In recent years, people have been subjected to various stresses at work or in daily life. In particular, due to rapid OA (office automation) and FA (factory automation), VDT (video display terminal) work and monitoring work are increasing, and mental stress caused by these work is a cause of overwork and human error. I have. In order to prevent this, it is important to evaluate and determine mental stress (also called techno stress).

【0004】しかしながら、従来のストレスレベル測定
装置は、心拍数の上昇下降のみの情報を利用する構成で
あるため、ストレスレベル測定の信頼性が低く、また、
測定時における一時的ストレスしか測定できないという
問題点があった。以上のように、現在のところ、メンタ
ルストレスという感覚量を客観的に計測したり、定量的
に評価する技術は確立されていない。
[0004] However, the conventional stress level measuring device is configured to use only information on the rise and fall of the heart rate, so that the reliability of the stress level measurement is low, and
There was a problem that only temporary stress at the time of measurement could be measured. As described above, at present, no technology has been established to objectively measure or quantitatively evaluate the amount of sensation of mental stress.

【0005】本発明は、上記の問題点を解決するために
提案されたもので、定常的ストレスとしてのメンタルス
トレスを客観的に判定するメンタルストレス判定装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been proposed to solve the above problems, and has as its object to provide a mental stress determination apparatus for objectively determining mental stress as stationary stress.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係るメンタルストレス判定装置は、被験
者に一時的ストレスを与えるタスク提示手段と、被験者
の心拍相当データを採取する心拍相当データ採取手段
と、心拍相当データ採取手段により採取した心拍相当デ
ータに基づいて、拍動間隔を検出する拍動間隔検出手段
と、拍動間隔検出手段により検出した拍動間隔データに
基づいて、交感副交感神経活動度を算出する交感副交感
神経活動度算出手段と、交感副交感神経活動度算出手段
により算出した交感副交感神経活動度に基づいて、メン
タルストレスを判定するメンタルストレス判定手段とを
具備するものとした。
In order to achieve the above object, a mental stress determining apparatus according to the present invention comprises a task presenting means for applying a temporary stress to a subject, and a heart rate equivalent for collecting heart rate equivalent data of the subject. A heartbeat interval detecting means for detecting a beat interval based on the heartbeat equivalent data collected by the heartbeat equivalent data collection means; and a sympathetic sense based on the beatinterval data detected by the beat interval detector. A device comprising a sympathetic parasympathetic activity calculating means for calculating parasympathetic activity, and a mental stress determining means for determining mental stress based on the sympathetic parasympathetic activity calculated by the sympathetic parasympathetic activity calculating device. did.

【0007】上記のメンタルストレス判定手段は、複数
の異なる時間で採取された心拍相当データによる同一被
験者の交感副交感神経活動度に基づいて、タスク遂行に
伴なう被験者の反応の変化により、メンタルストレスを
判定することが好ましい。また、上記のタスク提示手段
は、タイマを使用し、被験者に一定時間のタスクとレス
トとを交互に行なうように、時間の提示をすることが好
ましい。
[0007] The above-mentioned mental stress judging means is based on the sympathetic and parasympathetic nervous activity of the same subject based on heartbeat-equivalent data collected at a plurality of different times. Is preferably determined. Further, it is preferable that the task presenting means uses a timer and presents time to the subject so that the task and the rest for a certain time are alternately performed.

【0008】さらには、上記のタスク提示手段は、タス
クをコンピュータに対する入力作業とし、付加されるタ
スクの負担量が所定の範囲に収まるようにコンピュータ
により実行速度を制御しながら被験者に入力を行なわせ
るものとするのが好ましい。とくに、ディスプレイ上に
複数のターゲットを所定の提示速度で順次表示するとと
もにそれぞれ所定時間後に消去し、各ターゲットが表示
されている間に該ターゲットにカーソルを重ねてクリッ
クする操作を入力作業として、所定の設定時間ごとの操
作ミス量に応じてターゲットの上記提示速度を変化させ
るのが望ましい。
Further, the task presentation means makes the subject input while controlling the execution speed by the computer such that the task is an input operation to the computer and the load of the added task falls within a predetermined range. It is preferred that In particular, an operation of sequentially displaying a plurality of targets on a display at a predetermined presentation speed, erasing the targets after a predetermined period of time, and superimposing a cursor on each target while each target is displayed and clicking the target is an input operation. It is desirable to change the presentation speed of the target according to the operation error amount for each set time.

【0009】また、上記の交感副交感神経活動度算出手
段は、上記拍動間隔検出手段により検出された拍動間隔
データから正規化分散および平均心拍数を算出し、該正
規化分散および平均心拍数をそれぞれ2次元平面上にお
けるタスク状態の分布エリアおよびレスト状態の分布エ
リアとして求め、前記メンタルストレス判定手段は、前
記タスク状態の分布エリアとレスト状態の分布エリアと
の面積の重なり率に基づいて、メンタルストレスを判定
することができる。また、上記の交感副交感神経活動度
算出手段は、上記拍動間隔データから正規化分散および
平均心拍数を算出し、該正規化分散および平均心拍数を
それぞれ2次元平面上におけるタスク状態の分布エリア
およびレスト状態の分布エリアとして求め、メンタルス
トレス判定手段は、前回測定および今回測定におけるタ
スク状態およびレスト状態を表わす分布エリア面積の重
心間の距離の経時変化からメンタルストレスの変化を判
定することもできる。また、上記の交感副交感神経活動
度算出手段は、上記拍動間隔検出手段で検出された拍動
間隔データを周波数解析することにより、副交感神経活
動度を算出することもできる。
The above-described sympathetic / parasympathetic nerve activity calculating means calculates a normalized variance and an average heart rate from the beat interval data detected by the beat interval detecting means, and calculates the normalized variance and the average heart rate. Are obtained as a distribution area of the task state and a distribution area of the rest state on the two-dimensional plane, respectively, and the mental stress determination means is based on an overlapping ratio of the distribution area of the task state and the distribution area of the rest state, Mental stress can be determined. The sympathetic parasympathetic activity calculating means calculates a normalized variance and an average heart rate from the beat interval data, and calculates the normalized variance and the average heart rate respectively as a distribution area of the task state on a two-dimensional plane. And a determination area as a distribution area of the rest state, and the mental stress determination means can also determine a change in the mental stress from a temporal change in the distance between the centers of gravity of the distribution area areas representing the task state and the rest state in the previous measurement and the current measurement. . Further, the above-mentioned sympathetic / parasympathetic nerve activity calculating means can also calculate the parasympathetic nerve activity by performing frequency analysis on the beat interval data detected by the beat interval detecting means.

【0010】[0010]

【作用】本発明に係るメンタルストレス判定装置は、タ
スク提示手段により被験者に一時的ストレスを与えつ
つ、心拍相当データ採取手段により被験者の心拍相当デ
ータを採取して拍動間隔検出手段に入力し、拍動間隔検
出手段が拍動間隔を検出してその拍動間隔データを交感
副交感神経活動度算出手段に入力し、交感副交感神経活
動度算出手段により算出した交感副交感神経活動度に基
づいて、メンタルストレス判定手段でメンタルストレス
の有無が判定される。これにより、感覚的なメンタルス
トレスが客観的に判定される。
According to the mental stress determination device of the present invention, while applying a temporary stress to the subject by the task presenting means, the subject's heart rate equivalent data is collected by the heart rate equivalent data collecting means and input to the pulsation interval detecting means. The pulsation interval detection means detects the pulsation interval, inputs the pulsation interval data to the sympathetic parasympathetic activity calculating means, and based on the sympathetic parasympathetic activity calculated by the sympathetic parasympathetic activity calculating means, The presence or absence of mental stress is determined by the stress determination means. Thereby, the sensory mental stress is objectively determined.

【0011】上記のメンタルストレス判定手段が、複数
の異なる時間で測定された同一被験者の交感副交感神経
活動度に基づいて、タスク遂行に伴なう被験者の反応の
変化により判定すると、タスク時とレスト時のストレス
の変化状況が容易に分かる。また、上記のタスク提示手
段が、タイマにより、被験者に一定時間のタスクとレス
トとを交互に行なうように、時間の提示を行なうと、被
験者に対して簡易なタスクが与えられ、心拍相当データ
が容易に採取される。
When the mental stress determining means determines the change in the subject's response accompanying the task based on the sympathetic and parasympathetic nervous activity of the same subject measured at a plurality of different times, The status of changes in stress at the time can be easily understood. Further, when the task presenting means presents a time by the timer so that the task and the rest for a fixed time are alternately performed to the subject, a simple task is given to the subject, and the heartbeat-equivalent data is provided. Easily collected.

【0012】また、タスクをコンピュータに対する入力
作業とし、付加されるタスクの負担量が所定の範囲に収
まるようにコンピュータにより実行速度を制御しながら
被験者に入力を行なわせると、被験者の体動が少ないた
め、心拍相当データが簡易な方法で容易に採取されると
ともに、個人差による影響を受けることなくメンタルス
トレス状態を精度よく識別できる。とくに、ディスプレ
イ上に複数のターゲットを所定の提示速度で順次表示、
消去し、ターゲットをクリックする操作のエラー量に応
じてターゲットの提示速度を変化させることにより、被
験者に付加されるタスクの負担量を容易に制御すること
ができる。
Further, when the task is set as an input operation to the computer, and the subject performs the input while controlling the execution speed by the computer so that the burden amount of the added task falls within a predetermined range, the body movement of the subject is small. Therefore, the heart rate equivalent data can be easily collected by a simple method, and the mental stress state can be accurately identified without being affected by individual differences. In particular, multiple targets are sequentially displayed on the display at a predetermined presentation speed,
By changing the presentation speed of the target according to the error amount of the operation of deleting and clicking the target, it is possible to easily control the burden of the task added to the subject.

【0013】また、上記の交感副交感神経活動度算出手
段が、正規化分散および平均心拍数の分布エリアを求め
ることにより、メンタルストレス判定手段は、重なりが
ないときは健常で、分布エリアの重なりがあるときはメ
ンタルストレスのあることが判定できる。また、前回測
定と今回測定におけるタスク状態およびレスト状態を表
わす分布エリア面積の重心間の距離の経時変化を求める
ことにより、メンタルストレスの変化状況を知ることが
できる。また、上記の交感副交感神経活動度算出手段
が、上記拍動間隔検出手段で検出された拍動間隔データ
を周波数解析して副交感神経活動度を算出することによ
り、メンタルストレスが客観的に判定される。
Further, the above-mentioned sympathetic / parasympathetic activity calculating means obtains the distribution area of the normalized variance and the average heart rate, so that the mental stress judging means is healthy when there is no overlap and the distribution area overlaps. At some point, it can be determined that there is mental stress. In addition, by determining the temporal change of the distance between the centers of gravity of the distribution area areas representing the task state and the rest state in the previous measurement and the current measurement, it is possible to know the state of change in mental stress. Further, the above-mentioned sympathetic / parasympathetic nerve activity calculating means calculates the parasympathetic nerve activity by frequency-analyzing the pulsation interval data detected by the pulsation interval detecting means, whereby mental stress is objectively determined. You.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るメンタルスト
レス判定装置の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。図1は第1の実施例の構成を示すブロック
図、図2はその使用状態を示す図、図3はタスクを与え
るタイミングを示す図、図4は測定の原理を説明する
図、図5はメンタルストレスの判定要領を説明する図で
ある。メンタルストレス判定装置100は、被験者に一
時的ストレスを与えるタスク提示手段としてのタスク/
レスト提示器101と、被験者から心拍相当データを採
取する心拍相当データ採取手段としての心拍相当データ
採取器102とを備え、心拍相当データ採取器102
が、拍動の時間間隔であるRRI(R−R inter
val)データを検出するRRI検出回路103に有線
または無線で接続されている。そのRRI検出回路10
3が交感副交感神経の活動度を算出する交感副交感神経
活動度算出回路104に接続され、交感副交感神経活動
度算出回路104がメンタルストレスを判定するメンタ
ルストレス判定回路105に接続されている。ここで、
RRI検出回路103、交感副交感神経活動度算出回路
104およびメンタルストレス判定回路105は、コン
ピュータで構成されている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a mental stress judging apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment, FIG. 2 is a diagram showing its use state, FIG. 3 is a diagram showing the timing at which tasks are given, FIG. 4 is a diagram explaining the principle of measurement, and FIG. It is a figure explaining the judgment point of mental stress. The mental stress determination apparatus 100 includes a task / task as a task presenting means for temporarily applying stress to a subject.
A rest presenter 101; and a heart beat equivalent data collector 102 as heart beat equivalent data collecting means for collecting heart beat equivalent data from the subject.
Is the RRI (R-R inter
val) Wired or wirelessly connected to the RRI detection circuit 103 for detecting data. The RRI detection circuit 10
Numeral 3 is connected to a sympathetic parasympathetic activity calculating circuit 104 for calculating the sympathetic parasympathetic activity, and the sympathetic parasympathetic activity calculating circuit 104 is connected to a mental stress determining circuit 105 for determining mental stress. here,
The RRI detection circuit 103, the sympathetic parasympathetic activity calculation circuit 104, and the mental stress determination circuit 105 are configured by a computer.

【0015】そして、タスク/レスト提示器101によ
り被験者に一時的ストレスを与えつつ、心拍相当データ
採取器102により図4の(a)に示すように被験者の
拍動信号を測定してRRI検出回路103に入力する。
その拍動信号が入力されたRRI検出回路103はバン
ドパスフィルタを備え、図4の(b)に示すように、心
拍相当データからRRIのデータを検出して交感副交感
神経活動度算出回路104に出力する。そのRRIデー
タが入力された交感副交感神経活動度算出回路104
は、RRIデータのばらつきの程度を算出し、図5に示
すように、2次元平面上におけるタスク状態およびレス
ト状態でのデータを求める。メンタルストレス判定回路
105は、2次元平面上のタスク状態またはレスト状態
の各分布エリアの位置から、定常的ストレスであるメン
タルストレスの有無を判定するようになっている。
Then, while applying a temporary stress to the subject by the task / rest presenter 101, the pulse signal of the subject is measured by the heartbeat-equivalent data collector 102 as shown in FIG. Input to 103.
The RRI detection circuit 103 to which the pulsation signal has been input is provided with a band-pass filter. As shown in FIG. Output. Sympathetic parasympathetic activity calculating circuit 104 to which the RRI data is input
Calculates the degree of variation in RRI data, and obtains data in a task state and a rest state on a two-dimensional plane as shown in FIG. The mental stress determination circuit 105 determines the presence or absence of mental stress, which is a steady stress, from the position of each distribution area in the task state or the rest state on the two-dimensional plane.

【0016】次に、メンタルストレス判定装置100の
動作を、図6、図7に示すフローチャートにより説明す
る。まず、ステップ110において、タスク/レスト提
示器101に内蔵されたタイマにより、一定時間のタス
ク(課題)とレスト(休息)とを繰り返すタイミングが
被験者に提示される。具体的には、図3に示すように、
タスクが約1分程度、レストが約2分程度に設定され、
タスクとレストとが交互に複数回繰り返して提示され
る。タスクは、図8に示すように、罫線107Aで記入
位置107Bを特定した所定の用紙106に、上記の所
定の時間内に、できるだけ多くの丸印108を書き込む
作業が採用されている。
Next, the operation of the mental stress determination device 100 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. First, in step 110, a timer incorporated in the task / rest presenter 101 presents the subject with the timing of repeating the task (task) and the rest (rest) for a certain period of time. Specifically, as shown in FIG.
The task is set for about 1 minute, the rest is set for about 2 minutes,
The task and the rest are alternately and repeatedly presented multiple times. As shown in FIG. 8, the task employs an operation of writing as many circles 108 as possible within the above-mentioned predetermined time on the predetermined paper 106 whose entry position 107B is specified by the ruled line 107A.

【0017】図6に戻って、ステップ111で、心拍相
当データ採取器102により、被験者の心拍が測定さ
れ、拍動信号が心拍相当データとして採取される。この
拍動信号はRRI検出回路103に100Hz以上でサ
ンプリングして逐次取り込まれる。心電図信号の場合
は、身体に電極の装着を必要とするが、ここでは、被験
者に体動の少ないタスクを想定しているため、心拍の測
定で問題は生じない。また、医療用としての正確な波形
診断が目的ではないため、電極の装着も簡単なもの、例
えば、図2に示すようにハチマキ状のものが適用可能で
ある。さらに、簡易測定が可能な光学測定脈波信号や圧
力測定による脈波信号でも、適切な信号処理により拍動
のタイミングが検出されるものであれば、同様の効果を
得ることができる。
Returning to FIG. 6, in step 111, the heartbeat of the subject is measured by the heartbeat-equivalent data collector 102, and a pulsation signal is collected as heartbeat-equivalent data. This beat signal is sampled at 100 Hz or more by the RRI detection circuit 103 and sequentially taken in. In the case of an electrocardiogram signal, an electrode needs to be attached to the body. However, in this case, since a task in which the subject does not move much is assumed, no problem occurs in measuring the heart rate. In addition, since accurate waveform diagnosis for medical use is not the purpose, it is possible to apply an electrode that is easily mounted, for example, a bee-shaped one as shown in FIG. Furthermore, the same effect can be obtained with an optically measured pulse wave signal and a pulse wave signal obtained by pressure measurement, which can be easily measured, as long as the pulse timing can be detected by appropriate signal processing.

【0018】次いで、ステップ112で、RRI検出回
路103においてバンドパスフィルタにより目的外信号
が除去され、心拍相当信号がファイリング処理される。
ステップ113で、心拍相当信号をしきい値処理などを
施し、ステップ114で、拍動の時間間隔であるRRI
データを検出する。ただし元来、RRIには変動が伴な
うため、このRRIデータは時系列的には不規則なサン
プリングにならざるを得ないが、必要に応じて、補間処
理により時系列的に規則的なサンプリングにすることも
可能である。
Next, in step 112, the undesired signal is removed by the band pass filter in the RRI detection circuit 103, and the heartbeat equivalent signal is subjected to filing processing.
At step 113, the heartbeat-equivalent signal is subjected to threshold processing or the like, and at step 114, the RRI,
Find the data. However, originally, since the RRI is accompanied by fluctuations, the RRI data must be irregularly sampled in time series. Sampling is also possible.

【0019】次いで、交感副交感神経活動度算出回路1
04において、ステップ115〜ステップ121の処理
を実行する。交感副交感神経活動度算出回路104は、
拍動の時間間隔としてのRRIデータのばらつきの程度
を算出する回路であり、まず、ステップ115で、逐次
入力されてくるRRIデータより15秒程度(本実施例
では、16サンプル)のデータを解析区間として切り出
す。次いで、ステップ116で、正規化分散RRVと平
均心拍数BEATを算出し、これらを解析区間の中央値
の時刻データとして格納する。ここで、RRIデータの
ばらつきの程度が交感副交感神経活動度と密接な相関を
持つことは、実験的に確認されている。本実施例では、
RRIデータのばらつきを表わす指標として分散を使用
している。
Next, a sympathetic / parasympathetic nerve activity calculating circuit 1
In step 04, the processing of steps 115 to 121 is executed. The sympathetic parasympathetic activity calculating circuit 104
This is a circuit for calculating the degree of variation in RRI data as a time interval between beats. First, in step 115, data of about 15 seconds (16 samples in this embodiment) is analyzed from sequentially input RRI data. Cut out as a section. Next, at step 116, a normalized variance RRV and an average heart rate BEAT are calculated, and these are stored as time data of the median of the analysis section. Here, it has been experimentally confirmed that the degree of variation in the RRI data has a close correlation with the sympathetic parasympathetic nervous activity. In this embodiment,
The variance is used as an index representing the variation of the RRI data.

【0020】次に、ステップ117で、解析区間の中央
値の時刻データがタスク状態のデータかレスト状態のデ
ータかを判別する。そして、タスク状態の場合、ステッ
プ118で、タスク状態のデータとして蓄積し、そのタ
スク状態に応じた正規化分散RRVと平均心拍数BEA
Tとの関係を2次元平面上のエリアとして求めるととも
に、重心および標準偏差を算出する。次に、ステップ1
20に進み、タスクおよびレストの提示が完了したか否
かがチェックされる。そして、タスクおよびレストの提
示が完了していない場合、ステップ121に進み、解析
区間を1点幅でシフトした後、ステップ115〜ステッ
プ117の処理を繰り返す。ここで、解析区間を1点幅
でシフトするのは、RRIデータを時系列的に解析する
上で、入力される度に解析することが最も詳細に解析で
きるからである。
Next, in step 117, it is determined whether the time data of the median of the analysis section is data in the task state or data in the rest state. In the case of the task state, in step 118, the data is accumulated as task state data, and the normalized variance RRV and the average heart rate BEA according to the task state are stored.
The relationship with T is obtained as an area on a two-dimensional plane, and the center of gravity and the standard deviation are calculated. Next, step 1
Proceeding to 20, it is checked whether the presentation of the task and the rest has been completed. If the presentation of the task and the rest has not been completed, the process proceeds to step 121, and the processing of steps 115 to 117 is repeated after shifting the analysis section by one point width. Here, the reason why the analysis section is shifted by one point width is that, when analyzing the RRI data in a time-series manner, it is possible to analyze the RRI data each time it is input in the most detailed manner.

【0021】一方、ステップ117で、レスト状態の場
合、ステップ119に進み、レスト状態のデータとして
蓄積し、レスト状態に応じた正規化分散RRVと平均心
拍数BEATとの関係を2次元平面上のエリアとして求
めるとともに、重心および標準偏差を算出する。次い
で、ステップ120に進み、タスクおよびレストの提示
が完了したか否かがチェックされる。そしてタスクおよ
びレストの提示が完了していない場合、再度、ステップ
121に進み、解析区間を1点幅でシフトした後、ステ
ップ115〜ステップ117の処理を繰り返す。上記の
ステップ115〜121の処理は、被験者に対するタス
クおよびレストの提示が行なわれている間、繰り返され
ている。次いで、ステップ120で、タスクおよびレス
トの提示完了がチェックされたとき、ステップ122に
進み、メンタルストレス判定回路105により、正規化
分散RRVー平均心拍数BEAT2次元平面上にて分布
エリアを比較してメンタルストレスを判定する。
On the other hand, in the case of the rest state in step 117, the process proceeds to step 119, where the data is accumulated as the rest state data, and the relationship between the normalized variance RRV according to the rest state and the average heart rate BEAT is represented on a two-dimensional plane. In addition to calculating the area, the center of gravity and the standard deviation are calculated. Next, the process proceeds to step 120, where it is checked whether the presentation of the task and the rest is completed. If the presentation of the task and the rest has not been completed, the process proceeds to step 121 again, shifts the analysis section by one point, and repeats the processing of steps 115 to 117. The processing of steps 115 to 121 is repeated while the task and the rest are presented to the subject. Next, when the completion of the presentation of the task and the rest is checked in step 120, the process proceeds to step 122, where the mental stress determination circuit 105 compares the distribution areas on the normalized variance RRV-average heart rate BEAT two-dimensional plane. Determine mental stress.

【0022】図9は正規化分散RRVと平均心拍数BE
ATとの関係を表示した図であり、横軸に正規化分散R
RVが、縦軸に平均心拍数BEATが表示されている。
そして、正規化分散RRVは左方に向かうに従って、平
均心拍数BEATは上方に向かうに従って負担が大きく
なっていることを示している。基本的に、健常者は一時
的ストレスを与えたときと与えないときでは、反応に明
確な差異が生じるものである。すなわち、非メンタルス
トレス下では、タスク状態とレスト状態の分布エリアは
お互い離れた位置に分布する。そして、タスクを正確に
実行していれば、タスク状態の分布エリアはレスト状態
の分布エリアに対して負担の高い左上方に位置する結果
となる。これは、交感副交感神経の活動から考えて正常
な反応である。一方、背景ストレスであるメンタルスト
レス下の状態では、タスク状態での非集中、レスト状態
での非リラックスの現象が生じ、相互の分布エリアは接
近することになる。
FIG. 9 shows the normalized variance RRV and the average heart rate BE.
FIG. 11 is a diagram showing a relationship with AT, where the horizontal axis represents a normalized variance R;
RV and the average heart rate BEAT are displayed on the vertical axis.
Then, the normalized variance RRV indicates that the burden increases as the average heart rate BEAT increases as going to the left. Basically, a healthy person has a clear difference in response between when stress is applied and when it is not. That is, under non-mental stress, the distribution areas of the task state and the rest state are distributed at positions separated from each other. If the task is executed accurately, the distribution area of the task state is located at the upper left where the burden is higher than the distribution area of the rest state. This is a normal response given the sympathetic parasympathetic activity. On the other hand, in a state under mental stress, which is a background stress, a phenomenon of non-concentration in the task state and non-relaxation in the rest state occurs, and the mutual distribution areas approach each other.

【0023】図10、図11はそれぞれ被験者A、被験
者Bの測定結果を表示したものであり、図10の
(a)、図11の(a)は非メンタルストレス状態の
下、図10の(b)、図11の(b)はメンタルストレ
ス状態の下で測定した結果である。いずれの図において
も、非メンタルストレス状態の下では、タスク状態とレ
スト状態の分布エリアは離れた位置にあり、メンタルス
トレス状態の下では、その各分布エリアは重なった状態
になっている。
FIGS. 10 and 11 show the measurement results of subjects A and B, respectively. FIGS. 10 (a) and 11 (a) show the results of FIG. b) and (b) of FIG. 11 show the results measured under a mental stress condition. In each of the figures, under the non-mental stress state, the distribution areas of the task state and the rest state are located at separate positions, and under the mental stress state, the respective distribution areas are in an overlapping state.

【0024】図12は図7のステップ122における判
定アルゴリズムの詳細を示すフローチャート、図13は
判定例を説明する図である。ここでは、タスク状態の分
布エリアの面積を基準にして、その重なり率により上記
現象を捉らえることとしている。上記のステップ11
8、ステップ119で求められた重心および標準偏差を
それぞれGt(Rt、Bt)およびSt(Rt、Bt)
とする。
FIG. 12 is a flowchart showing details of the determination algorithm in step 122 of FIG. 7, and FIG. 13 is a diagram for explaining a determination example. Here, based on the area of the distribution area of the task state, the above-mentioned phenomenon is grasped by the overlapping ratio. Step 11 above
8. Gt (Rt, Bt) and St (Rt, Bt) are calculated using the center of gravity and the standard deviation obtained in step 119, respectively.
And

【0025】まず、ステップ130で、2次元平面上に
おけるタスク状態およびレスト状態の分布エリアの重心
の相対的位置を判定する。すなわち、RRV軸方向で
は、タスク状態における重心位置Rtがレスト状態にお
ける重心位置Rrより図中で左方にあるか否か、および
BEAT軸方向では、タスク状態における重心位置Bt
がレスト状態における重心位置Brより図中で上方にあ
るか否かがチェックされて、重心位置関係が判定され
る。そして、重心位置Rtが重心位置Rrより左方(R
t<Rr)、かつ、重心位置Btが重心位置Brより上
方(Bt>Br)にある場合、ステップ131に進む。
一方、上記のタスク状態およびレスト状態の重心位置の
関係が、Rt<Rr、かつ、Bt>Brを満足しない場
合、ステップ132に進む。この場合、タスク不履行の
可能性が大きいため、再度、測定することが必要とな
る。
First, at step 130, the relative position of the center of gravity of the distribution area of the task state and the rest state on the two-dimensional plane is determined. That is, in the RRV axis direction, whether the center of gravity position Rt in the task state is on the left side of the center of gravity position Rr in the rest state in the figure, and in the BEAT axis direction, the center of gravity position Bt in the task state
Is checked in the drawing above the center of gravity position Br in the rest state, and the center of gravity positional relationship is determined. Then, the center of gravity position Rt is located to the left of the center of gravity position Rr (R
If t <Rr) and the center of gravity position Bt is above the center of gravity position Br (Bt> Br), the routine proceeds to step 131.
On the other hand, when the relationship between the center of gravity positions of the task state and the rest state does not satisfy Rt <Rr and Bt> Br, the process proceeds to step 132. In this case, it is necessary to measure again because the possibility of task default is high.

【0026】ステップ131では、タスク状態およびレ
スト状態の分布エリアの面積At、Arをそれぞれ算出
する。その後、ステップ133で、タスク状態における
分布エリア面積Atに対する、タスク状態の分布エリア
面積Atがレスト状態の分布エリア面積Arに重なるエ
リア面積(At&Ar)の重なり率により、メンタルス
トレスの有無が判定される。
In step 131, the areas At and Ar of the distribution areas of the task state and the rest state are calculated, respectively. Thereafter, in step 133, the presence / absence of mental stress is determined based on the overlap ratio of the area area (At & Ar) where the distribution area At of the task state overlaps the distribution area area Ar of the rest state with respect to the distribution area area At in the task state. .

【0027】そして、図13の(a)に示すように、タ
スク状態の分布エリアとレスト状態の分布エリアが重な
らない場合((At&Ar)=0)、ステップ134
で、「メンタルストレスなし」の判定がなされる。ま
た、図13の(b)に示すように、タスク状態の分布エ
リアに対するレスト状態の分布エリアの重なり率が1/
2以下の場合((At&Ar)≦At/2)、ステップ
135で、「メンタルストレスの可能性あり」の判定が
なされる。さらに、図13の(c)に示すように、上記
の重なり率が1/2以上の場合((At&Ar)>At
/2)、ステップ136で、「メンタルストレスあり」
の判定がなされる。上記のステップ111〜114が発
明の拍動間隔検出手段を、ステップ115〜121が交
感副交感神経活動度算出手段を、ステップ130〜13
6がメンタルストレス判定手段を構成している。
If the distribution area of the task state and the distribution area of the rest state do not overlap ((At & Ar) = 0) as shown in FIG.
Thus, the judgment of "no mental stress" is made. Further, as shown in FIG. 13B, the overlapping ratio of the distribution area of the rest state to the distribution area of the task state is 1 /.
If it is less than or equal to 2 ((At & Ar) ≦ At / 2), a determination is made in step 135 as “possible mental stress”. Further, as shown in FIG. 13C, when the above-mentioned overlapping ratio is 以上 or more ((At &Ar)> At)
/ 2), Step 136, "There is mental stress"
Is determined. The above steps 111 to 114 correspond to the beat interval detecting means of the present invention, steps 115 to 121 correspond to the sympathetic / parasympathetic activity calculating means, and steps 130 to 13 correspond to the present invention.
6 constitutes a mental stress determination means.

【0028】以上説明したように、第1の実施例によれ
ば、タスク状態における分布エリア面積Atに対する、
タスク状態の分布エリア面積Atがレスト状態の分布エ
リア面積Arに重なるエリア面積(At&Ar)の重な
り率を判定することにより、主観的なメンタルストレス
の有無を客観的に判定することができる。なお、第1の
実施例では、メンタルストレスを判定するにあたり、よ
り精度の高い結果を得るために、平均心拍数であるBE
AT情報を使用し、正規化分散RRVとの2次元平面上
での分布エリアの差異に着目してきたが、拍動の時間間
隔であるRRIデータの分散のみの算出でも、多少精度
は落ちるものの簡易的に同様の効果を得ることができ
る。また、分布エリアをさらにディスプレイ上に表示す
るようにすれば、エリアの重なり状態が視認でき、感覚
的にも判定が分かりやすい。
As described above, according to the first embodiment, the distribution area area At in the task state is
By determining the overlap ratio of the area area (At & Ar) where the distribution area At of the task state overlaps the distribution area Ar of the rest state, it is possible to objectively determine the presence or absence of subjective mental stress. In the first embodiment, in order to obtain a more accurate result in determining mental stress, the average heart rate BE
Although the AT information has been used to focus on the difference in the distribution area on the two-dimensional plane from the normalized variance RRV, the calculation of only the variance of the RRI data, which is the time interval of the pulsation, is slightly less accurate but simple. The same effect can be obtained. Further, if the distribution area is further displayed on the display, the overlapping state of the areas can be visually recognized, and the judgment can be easily understood intuitively.

【0029】次に、第2の実施例について図14により
説明する。第2の実施例は前回測定データと比較してメ
ンタルストレスの変化状況を判定するようにしたもので
ある。まず、図6、図7で示されたステップ110〜1
21により、RRV−BEAT2次元エリアが求めら
れ、その重心が算出される。これが、図14のステップ
138で前回データとして記憶される。前回のタスク重
心をGt1(Rt1、Bt1)、レスト重心をGr1
(Rr1、Br1)とする。次に、同様にしてステップ
139において、今回の2次元分布エリアのデータとし
て、タスク重心Gt2(Rt2、Bt2)およびレスト
重心Gr2(Rr2、Br2)が求められる。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the state of change in mental stress is determined by comparing with the previous measurement data. First, steps 110 to 1 shown in FIGS.
According to 21, the RRV-BEAT two-dimensional area is obtained, and the center of gravity is calculated. This is stored as the previous data in step 138 of FIG. The previous task center of gravity is Gt1 (Rt1, Bt1), and the rest center of gravity is Gr1.
(Rr1, Br1). Next, in the same manner, in step 139, the task center of gravity Gt2 (Rt2, Bt2) and the rest center of gravity Gr2 (Rr2, Br2) are obtained as the data of the current two-dimensional distribution area.

【0030】ステップ140で、2次元平面上における
タスク状態およびレスト状態の分布エリアの重心の相対
的位置を判定する。すなわち、RRV軸方向では、タス
ク状態における重心位置Rt2がレスト状態における重
心位置Rr2より左方にあるか否か、およびBEAT軸
方向では、タスク状態における重心位置Bt2がレスト
状態における重心位置Br2より上方にあるか否かがチ
ェックされて重心位置関係が判定される。そして、重心
位置Rt2が重心位置Rr2より左方(Rt2<Rr
2)、かつ、重心位置Bt2が重心位置Br2より上方
(Bt2>Br2)にある場合、ステップ141に進
む。一方、上記のタスク状態およびレスト状態の重心位
置の関係が、Rt2<Rr2、かつ、Bt2>Br2を
満足しない場合、ステップ142に進む。この場合、タ
スク不履行の可能性が大きいため、再度、測定される。
At step 140, the relative position of the center of gravity of the distribution area of the task state and the rest state on the two-dimensional plane is determined. That is, in the RRV axis direction, whether or not the center of gravity Rt2 in the task state is to the left of the center of gravity Rr2 in the rest state, and in the BEAT axis direction, the center of gravity Bt2 in the task state is higher than the center of gravity Br2 in the rest state. Is checked to determine the center-of-gravity positional relationship. Then, the center of gravity position Rt2 is to the left of the center of gravity position Rr2 (Rt2 <Rr
2) If the center of gravity Bt2 is above the center of gravity Br2 (Bt2> Br2), the process proceeds to step 141. On the other hand, if the relationship between the center of gravity positions of the task state and the rest state does not satisfy Rt2 <Rr2 and Bt2> Br2, the process proceeds to step 142. In this case, measurement is performed again because the possibility of task default is high.

【0031】次いで、ステップ141で、前回測定した
タスク状態およびレスト状態の分布エリアにおける重心
間距離(Gt1ーGr1)、および今回測定したタスク
状態およびレスト状態の分布エリアにおける重心間距離
(Gt2ーGr2)を算出する。次に、ステップ143
で、前回の重心間距離(Gt1ーGr1)と今回の重心
間距離(Gt2ーGr2)との比較を行なうことによ
り、メンタルストレスの変化の判定が行なわれる。
Next, in step 141, the distance between the centers of gravity (Gt1-Gr1) in the distribution area of the task state and the rest state measured last time, and the distance between the centers of gravity (Gt2-Gr2) in the distribution area of the task state and the rest state measured this time are calculated. ) Is calculated. Next, step 143
Then, by comparing the previous distance between the centers of gravity (Gt1−Gr1) with the current distance between the centers of gravity (Gt2−Gr2), a change in mental stress is determined.

【0032】そして、今回測定した重心間距離(Gt2
ーGr2)が前回測定した重心間距離(Gt1ーGr
1)と変わらない場合((Gt1ーGr1)=(Gt2
ーGr2))、ステップ144で、「メンタルストレ
ス、前回と変化なし」の判定がなされる。また、今回測
定した重心間距離(Gt2ーGr2)が前回測定した重
心間距離(Gt1ーGr1)より大きくなっている場合
((Gt1ーGr1)<(Gt2ーGr2))、ステッ
プ145で、「メンタルストレス、前回より減少傾向」
の判定がなされる。さらに、今回測定した重心間距離
(Gt2ーGr2)が前回測定した重心間距離(Gt1
ーGr1)より小さくなっている場合((Gt1ーGr
1)>(Gt2ーGr2))、ステップ146で、「メ
ンタルストレス、前回より増加傾向」の判定がなされ
る。上記のステップ140〜146がメンタルストレス
判定手段を構成している。他は第1の実施例と同じであ
る。
Then, the distance between the centers of gravity (Gt2
-Gr2) is the distance between the centers of gravity (Gt1-Gr) measured last time.
(Gt1−Gr1) = (Gt2)
-Gr2)), at step 144, a determination is made of "mental stress, no change from previous time". When the distance between the centers of gravity (Gt2−Gr2) measured this time is larger than the distance between the centers of gravity (Gt1−Gr1) measured last time ((Gt1−Gr1) <(Gt2−Gr2)), in step 145, “ Mental stress is on a downtrend from the previous survey "
Is determined. Further, the distance between the centers of gravity (Gt2−Gr2) measured this time is the distance between the centers of gravity (Gt1
-Gr1) ((Gt1-Gr1)
1)> (Gt2−Gr2)), at step 146, a determination is made as to “mental stress, increasing tendency from the previous time”. Steps 140 to 146 described above constitute a mental stress determination unit. Others are the same as the first embodiment.

【0033】第2の実施例によれば、メンタルストレス
を判定するにあたり、前回の判定データがあってタスク
状態およびレスト状態の各分布エリアの重心間距離の経
時変化を尺度にして判定しているため、第1の実施例の
効果に加え、さらにメンタルストレスの変化状況を知る
ことができる。なお、ここでは第1、第2の実施例を別
個に説明したが、判定を複数回繰り返す場合には、初回
については第1の実施例の判定アルゴリズムを用い、第
2回目以降は上記第2の実施例のアルゴリズムに従うよ
うに、判定動作の処理フローを組むのが望ましい。
According to the second embodiment, when the mental stress is determined, the determination is made based on the temporal change of the distance between the centers of gravity of the respective distribution areas of the task state and the rest state with the previous determination data. Therefore, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to further know the state of change in mental stress. Although the first and second embodiments are described separately here, when the determination is repeated a plurality of times, the determination algorithm of the first embodiment is used for the first time, and the second algorithm is used for the second and subsequent times. It is desirable to form a processing flow of the determination operation so as to follow the algorithm of the embodiment.

【0034】次に、第3の実施例について図15、図1
6により説明する。第3の実施例は交感副交感神経活動
度算出回路におけるRRIデータのばらつきの程度を算
出する手法に周波数解析を用いた例であり、他の構成は
第1の実施例と同じである。図15の(a)はRRIに
対して規則サンプリングした状態を示し、(b)は周波
数解析を説明する図である。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
6 will be described. The third embodiment is an example in which frequency analysis is used as a method of calculating the degree of variation in RRI data in the sympathetic / parasympathetic nerve activity calculation circuit, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. FIG. 15A shows a state in which RRI is regularly sampled, and FIG. 15B is a diagram for explaining frequency analysis.

【0035】まず、図4に示す拍動の時間間隔としての
RRIを補間して規則サンプリングして、図15の
(a)に示すように、心拍相当データを採取する。サン
プリングされた各データのパワー曲線が(b)に例示さ
れる。そして、所定の周波数F0、本実施例においては
0.15Hzを境界として高周波成分と低周波成分にパ
ワーの分離を行なう。すなわち、パワー曲線をFFT処
理したパワースペクトルの密度関数をS(f)とし、低
周波成分はS(f)を0からF0まで、高周波成分はF
0から無限大まで積分することによって得ることがで
き、その高周波成分が副交感神経の活動度を反映してい
る。そして、高周波成分におけるパワーの上昇が副交感
神経のリラックス状態、下降が副交感神経の緊張状態を
表わされる。なお、低周波成分におけるパワーの上昇は
副交感神経の変化過程を、下降は副交感神経の定常過程
を表わしている。
First, the RRI as the time interval of the pulsation shown in FIG. 4 is interpolated and regularly sampled, and as shown in FIG. A power curve of each sampled data is illustrated in FIG. Then, the power is separated into a high frequency component and a low frequency component at a predetermined frequency F0, which is 0.15 Hz in this embodiment. That is, the density function of the power spectrum obtained by performing the FFT processing on the power curve is S (f), the low frequency component is S (f) from 0 to F0, and the high frequency component is F (F).
It can be obtained by integrating from 0 to infinity, and its high frequency component reflects the activity of the parasympathetic nerve. An increase in power in a high frequency component indicates a relaxed state of the parasympathetic nerve, and a decrease in the power indicates a tension state of the parasympathetic nerve. The rise of the power in the low frequency component indicates the process of changing the parasympathetic nerve, and the fall indicates the steady process of the parasympathetic nerve.

【0036】図16は周波数解析の結果を表示した図で
あり、実験遂行時間(SEC)に対する周波数成分のパ
ワーを表示したものである。同図に示すように、タスク
遂行部分201すなわち集中状態を示す部分に対し、健
常者の高周波成分202は変化量が大きく表われ、メン
タルストレス状態の被験者の高周波成分203は変化量
が小さく表われる。したがって、この高周波成分の変化
量の差により、メンタルストレスの判定を行なうことが
できる。
FIG. 16 is a diagram showing the result of the frequency analysis, and shows the power of the frequency component with respect to the experiment execution time (SEC). As shown in the figure, the change amount of the high-frequency component 202 of the healthy subject is large and the change amount of the high-frequency component 203 of the subject in the mental stress state is small compared to the task execution portion 201, that is, the portion indicating the concentration state. . Therefore, it is possible to determine the mental stress based on the difference in the change amount of the high frequency component.

【0037】以上説明したように、第3の実施例によれ
ば、被験者の拍動の時間間隔としてのRRIを補間して
規則サンプリングし、所定の周波数を境にして低周波成
分と高周波成分に分離して周波数解析を行なう。その高
周波成分が副交感神経の活動度を反映しているため、メ
ンタルストレスの状態を客観的に判定することができ
る。
As described above, according to the third embodiment, regular sampling is performed by interpolating the RRI as the time interval of the subject's pulsation, and the low frequency component and the high frequency component are separated at a predetermined frequency. Separate and perform frequency analysis. Since the high frequency component reflects the activity of the parasympathetic nerve, the state of mental stress can be objectively determined.

【0038】本発明は以上のように一時的にタスクを付
加することによって定常的なストレスを判定するが、先
の図9に示したように、メンタルストレス下の状態で
は、タスク状態での非集中、あるいはレスト状態での非
リラックスの現象が生じ、相互の分布エリアは接近する
ことになる。このような「タスク時にタスクに集中でき
ないケース」と「レスト時にリラックスできないケー
ス」はともに要注意となるが、これは被験者がタスクを
所定の負担量で遂行していることを前提としている。し
かし、同一タスクに対する一時的なタスク負担量には個
人差があり、被験者がタスクをのんびりと遂行した場合
には「タスクに集中していないケース」として分布エリ
アに現われる。この「集中していないケース」と上記の
「集中できないケース」とは、基本的に自律神経系への
影響が同じであるため、RRV−BEATの2次元平面
上では同様の分布となり、区別が付けにくいおそれがあ
る。
According to the present invention, steady stress is determined by temporarily adding a task as described above. However, as shown in FIG. The phenomenon of non-relaxation in a concentrated or rest state occurs, and the mutual distribution areas come closer. Such "cases where the user cannot concentrate on the task at the time of the task" and "cases at which the user cannot relax at the time of the rest" need to be careful, assuming that the subject is performing the task with a predetermined burden. However, there is an individual difference in the temporary task load for the same task, and when the subject performs the task leisurely, the subject appears in the distribution area as a “case not concentrated on the task”. The “case not concentrated” and the “case not concentrated” have basically the same influence on the autonomic nervous system, and therefore have the same distribution on the two-dimensional plane of the RRV-BEAT. It may be difficult to attach.

【0039】そこで、上記の各実施例では、タスクとし
て所定の用紙に丸印を書き込む作業を例示したが、図1
7に示すように、第1の実施例と同様の記入欄302に
丸印303を記入するにあたり、コンピュータ300に
対してペン入力可能なボード301、ペン304を使用
し、コンピュータ300で実行速度とエラー率を制御し
ながらタスクを実行することもできる。この場合、タス
クおよびレストの時間、達成度管理が容易になって、タ
スクをより効果的に与えることができる。タスクおよび
レストの時間も、それぞれ約1分および2分としたが、
被験者の年齢等に応じて可変設定できるようにするとよ
い。また、コンピュータで実行速度とエラー率とを制御
しながら、被験者に暗算などの作業を強制的に行なわせ
る方法でも可能である。タスクは、被験者に精神的なス
トレスを与えられる内容であれば適用可能である。この
際、被験者に諦めの生じない範囲で強制的に行なわせ
る。
Therefore, in each of the above-described embodiments, the task of writing a circle on a predetermined sheet has been exemplified as a task.
As shown in FIG. 7, when a circle 303 is entered in the same entry column 302 as in the first embodiment, a pen 301 which can be input to the computer 300 using a pen 301 and a pen 304 is used. Tasks can be executed while controlling the error rate. In this case, task and rest time and achievement level management become easy, and the task can be given more effectively. The task and rest times were about 1 minute and 2 minutes, respectively.
It is preferable that the setting can be variably set according to the age of the subject. A method is also possible in which a computer forcibly performs work such as mental arithmetic while controlling the execution speed and the error rate with a computer. The task is applicable as long as the content can give a subject mental stress. At this time, the subject is forcibly performed within a range that does not give up.

【0040】つぎに、一時的なタスク負担量を個人差に
合わせて適応的に制御し、付加されるタスクの負担量が
所定の範囲に収まるようにしたさらに他の例を第4の実
施例として説明する。図18は第4の実施例の構成を示
す図である。このメンタルストレス判定装置では、タス
ク提示制御装置401により被験者にタスクを与えつ
つ、心拍相当データ採取器102により得られたデータ
に基づいてRRI検出回路103が拍動の時間間隔を検
出するようになっている。また、上記RRI検出回路1
03と交感副交感神経活動度算出回路104の間には、
欠陥データ除去回路404が設けられている。そして第
1の実施例と同様に、交感副交感神経活動度算出回路1
04がメンタルストレス判定回路105に接続されてい
る。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to a fourth embodiment in which the temporary task load is adaptively controlled in accordance with the individual difference so that the load of the added task falls within a predetermined range. It will be described as. FIG. 18 is a diagram showing the configuration of the fourth embodiment. In this mental stress determination device, the RRI detection circuit 103 detects the time interval of the beat based on the data obtained by the heartbeat-equivalent data collection device 102 while giving the task to the subject by the task presentation control device 401. ing. Further, the RRI detection circuit 1
03 and the sympathetic parasympathetic activity calculating circuit 104,
A defect data removal circuit 404 is provided. Then, similarly to the first embodiment, the sympathetic parasympathetic nerve activity calculating circuit 1
04 is connected to the mental stress determination circuit 105.

【0041】タスク提示制御装置401は、提示速度制
御回路402とターゲット提示装置403とからなる。
ターゲット提示装置403は、図19に示すように、被
験者の面前に置かれたデスクトップコンピュータのディ
スプレイ410を含み、このディスプレイ410上に丸
印412をターゲットとして表示する。提示速度制御回
路402は内蔵されたタイマにより、一定時間のタスク
とレストとを繰り返すタイミングを設定するとともに、
上記の丸印412を次々に表示させる一方、所定時間後
には消去させるようターゲット提示装置403を制御す
る。被験者には、その表示された丸印412をそれが消
去されていく前にマウス操作でクリックする作業がタス
クとして課されることになる。
The task presentation control device 401 comprises a presentation speed control circuit 402 and a target presentation device 403.
As shown in FIG. 19, the target presentation device 403 includes a desktop computer display 410 placed in front of the subject, and displays a circle 412 as a target on the display 410. The presentation speed control circuit 402 uses a built-in timer to set the timing for repeating the task and rest for a certain period of time,
The target presentation device 403 is controlled so that the circles 412 are displayed one after another, while being erased after a predetermined time. The task of clicking on the displayed circle 412 by mouse operation before the displayed circle 412 is deleted is imposed on the subject as a task.

【0042】提示速度制御回路402は上記丸印412
の出現から消去までの時間間隔を複数種メモリに記憶し
ているとともに、心拍相当データ採取器102と接続さ
れ、現在の心拍数を参照しながら丸印412の提示(表
示)時間を選択する。具体的には、図20に示すよう
に、被験者の平常時の心拍数の数%増しを目標心拍数と
し、タスク中の被験者の推移していく現在心拍数と比較
しながら、ターゲット丸印の出現消去の提示速度を選択
していく。原則的には、現在心拍数が目標心拍数より低
ければ提示速度を上げてタスク難易度を増大させ、現在
心拍数が目標心拍数より高ければ提示速度を下げてタス
ク難易度を減少させる。
The presentation speed control circuit 402 uses the circle 412
Are stored in a plurality of types of memories, and connected to the heartbeat-equivalent data collector 102, and the presentation (display) time of the circle 412 is selected while referring to the current heart rate. Specifically, as shown in FIG. 20, the target heart rate is defined as a target heart rate that is a few percent increase in the subject's normal heart rate, and is compared with the changing current heart rate of the subject during the task. The presentation speed of appearance elimination is selected. In principle, if the current heart rate is lower than the target heart rate, the presentation speed is increased to increase the task difficulty, and if the current heart rate is higher than the target heart rate, the presentation speed is reduced to decrease the task difficulty.

【0043】一方、RRI検出回路103は心拍相当デ
ータからRRIのデータを検出して交感副交感神経活動
度算出回路104に出力するが、その間、心拍相当デー
タに不整脈などによる欠陥データがある場合には、それ
に基づくRRIのデータは欠陥データ除去回路404に
よりスキップされる。
On the other hand, the RRI detection circuit 103 detects the RRI data from the heartbeat-equivalent data and outputs it to the sympathetic / parasympathetic nervous activity calculation circuit 104. During that time, if the heartbeat-equivalent data contains defect data due to arrhythmia or the like, , And the RRI data based thereon are skipped by the defect data removal circuit 404.

【0044】図21、図22はタスク提示制御装置40
1におけるタスク提示の処理の流れを示すフローチャー
トである。まずステップ601において、タスク、レス
トの繰り返しが開始される前に基準計測が行なわれる。
ここでは、被験者が椅子に座った安静状態を確保したあ
と2分間測定することにより平常時の心拍数を計測し
て、その平均値を基準心拍数Nk(回/分)とする。
そしてステップ602で、目標心拍数を基準心拍数の5
%増し、すなわちNt=1.05*Nkとして設定す
る。
FIGS. 21 and 22 show the task presentation control device 40.
3 is a flowchart showing a flow of a task presentation process in FIG. First, in step 601, reference measurement is performed before the start of the repetition of the task and the rest.
Here, the heart rate is measured at normal times by measuring for 2 minutes after the subject is kept in a sitting state on a chair, and the average value is set as a reference heart rate Nk (times / minute).
Then, in step 602, the target heart rate is set at 5 of the reference heart rate.
%, That is, set as Nt = 1.05 * Nk.

【0045】次いでステップ603において、内部タイ
マのカウントに基づいてタスク開始のタイミングがチェ
ックされ、ディスプレイ上の文字表示やコンピュータの
ビープ音とともに、タスクの開始が表示されるととも
に、ステップ604で、まず提示速度の初期値が選択さ
れる。提示速度は1個のターゲットが提示されてから次
のターゲットが提示されるまでの時間間隔で表わされ
る。ここでは、1ターゲット(丸印)当たり450、5
00、625、750、875、1000msecの6
種の提示速度がメモリに準備されており、初期値はタス
ク遂行に無理のない750msecとしてある。
Next, in step 603, the task start timing is checked based on the count of the internal timer, and the start of the task is displayed together with the character display on the display and the beep sound of the computer. An initial value for speed is selected. The presentation speed is represented by a time interval from the presentation of one target to the presentation of the next target. Here, 450, 5 per target (circle)
00, 625, 750, 875, 1000 msec 6
The kind of presentation speed is prepared in the memory, and the initial value is set to 750 msec, which is reasonable for performing the task.

【0046】ステップ605では、ディスプレイ上にこ
の時間間隔で丸印(ターゲット)が1個ずつ順次に提示
されるとともに、提示速度に同期して順次消去されてゆ
き、ディスプレイ上には常時一定数(例えば5個程度)
のターゲットが表示されるように制御される。 このタ
スクが10secの間継続される。マウスでクリックで
きずに消去したターゲットはエラーとしてその個数Pe
が逐次記憶される。またこの間、現在心拍数も継続的に
計測される。
In step 605, circles (targets) are sequentially presented one by one at this time interval on the display, and are sequentially erased in synchronization with the presentation speed. For example, about 5)
Is controlled to be displayed. This task is continued for 10 seconds. Targets that cannot be clicked with the mouse and have been deleted are counted as errors Pe.
Are sequentially stored. During this time, the current heart rate is also continuously measured.

【0047】このあと、ステップ606で、タスク、レ
ストの繰り返しタイミングとして設定されたタスク時間
(例えば1分)が終了しているかどうかがチェックされ
る。終了していなければ、次のステップ607におい
て、上記10secの経過後エラー個数Peがチェック
される。ここでエラー個数が3個以上の場合には、被験
者に諦めが生じている可能性が高いため、ステップ60
8に進んで、現在心拍数にかかわらず、提示速度を1段
下げ、例えば875msecに変更してステップ605
に戻る。
Thereafter, in step 606, it is checked whether or not the task time (for example, one minute) set as the repetition timing of the task and the rest has ended. If not completed, in the next step 607, the number Pe of errors after 10 seconds has elapsed is checked. If the number of errors is three or more, it is highly likely that the subject has given up.
In step 605, the presentation speed is reduced by one step, for example, to 875 msec, regardless of the current heart rate.
Return to

【0048】ステップ607のチェックでエラー個数が
3未満のときには、ステップ609に進み、10sec
間の平均の現在心拍数Np(回/分)が求められる。次
のステップ610では、現在心拍数Npが目標心拍数N
tを含む所定幅と比較される。現在心拍数Npが(Nt
−1)より低い場合には、ステップ611で提示速度を
1段上げてタスク難易度を増大させ、現在心拍数Npが
(Nt+1)より高い場合には、ステップ612で提示
速度を1段下げてタスク難易度を減少させる。そして、
現在心拍数Npが(Nt−1)と(Nt+1)の間にあ
るときは、同じ提示速度を維持する。このあと、ステッ
プ605に戻る。こうして、タスク遂行の間10sec
ごとにエラーチェックおよび所定の提示速度更新が行な
われる。
If the number of errors is less than 3 in the check in step 607, the flow advances to step 609 for 10 seconds.
The average current heart rate Np (times / minute) during this is determined. In the next step 610, the current heart rate Np is changed to the target heart rate N
It is compared with a predetermined width including t. The current heart rate Np is (Nt
If it is lower than -1), the presentation speed is increased by one step in step 611 to increase the task difficulty, and if the current heart rate Np is higher than (Nt + 1), the presentation speed is decreased by one step in step 612. Reduce task difficulty. And
When the current heart rate Np is between (Nt-1) and (Nt + 1), the same presentation speed is maintained. Thereafter, the process returns to step 605. Thus, 10 seconds during task execution
Each time, an error check and a predetermined presentation speed update are performed.

【0049】ステップ606のチェックで、タスク時間
が終了していると判断されたときには、ステップ613
に進み、あらかじめ設定された一連のタスク、レストの
繰り返し提示が終了したかどうかがチェックされる。終
了していなければ、ステップ603に戻り、所定のレス
トのあと次回のタスクが開始され、上述のフローが繰り
返される。 また、一連のタスク、レストの繰り返し提
示が終了していれば、処理終了となる。
If it is determined in step 606 that the task time has ended, step 613 is executed.
Then, it is checked whether or not a series of preset tasks and the repetitive presentation of the rest are completed. If it has not ended, the process returns to step 603, the next task is started after the predetermined rest, and the above flow is repeated. If the repetitive presentation of a series of tasks and rests has been completed, the process ends.

【0050】次に、図23は心拍相当データ採取から交
感副交感神経活動度算出にわたる動作の流れを示す。こ
こでは、図6、図7の第1の実施例におけるフローのス
テップ114と115の間にステップ701とステップ
702が追加されている。ステップ114で、RRIデ
ータが検出されたあと、ステップ701では、欠陥デー
タ除去回路404において、拍動の時間間隔が所定の範
囲内にあるかどうかがチェックされる。ここでは、新規
のデータRRI(1)検出に際してその直前のデータR
RI(0)を参照し、(1/2)RRI(0)から(3
/2)RRI(0)の範囲を検出範囲として設定する。
不整脈で拍動が欠けるとRRIは通常の約2倍になるか
らこのチェックで検出できる。すなわち、RRI(1)
が上記範囲内にあるときはそのまま交感副交感神経活動
度算出回路104に送られて次のステップ115に進む
が、上記範囲にないときは誤差を含んだ値として、交感
副交感神経活動度算出回路104には送られず、ステッ
プ702で時間情報のみが更新されたあと、ステップ1
15に進む。
Next, FIG. 23 shows a flow of operation from the acquisition of data corresponding to the heartbeat to the calculation of the sympathetic and parasympathetic nervous activity. Here, steps 701 and 702 are added between steps 114 and 115 of the flow in the first embodiment of FIGS. After the RRI data is detected in step 114, in step 701, the defect data removal circuit 404 checks whether or not the time interval between beats is within a predetermined range. Here, when the new data RRI (1) is detected, the data R
Referring to RI (0), (1/2) RRI (0) to (3)
/ 2) Set the range of RRI (0) as the detection range.
If the pulsation is lacking due to arrhythmia, the RRI will be about twice as large as usual, and can be detected by this check. That is, RRI (1)
Is within the above range, it is sent to the sympathetic / parasympathetic activity calculating circuit 104 as it is, and proceeds to the next step 115. After the time information is updated in step 702,
Proceed to 15.

【0051】なお(1/2)から(3/2)の設定は、
精神的タスクでは50%以上の瞬時変化はないことによ
っている。通常の生活を営んでいる被験者における不整
脈はその現象が生じてもその後はまた通常の拍動に戻る
ため、その後の拍動は再び判定に利用できる。
The settings from (1/2) to (3/2)
Mental tasks rely on no more than 50% instantaneous change. The arrhythmia in a subject living a normal life returns to the normal pulsation even if the phenomenon occurs, and the subsequent pulsation can be used again for determination.

【0052】ステップ115では、交感副交感神経活動
度算出回路104において、RRIデータのばらつきの
程度を算出する。その他は図6、図7のフローと同じで
ある。
In step 115, the sympathetic parasympathetic activity calculating circuit 104 calculates the degree of variation in the RRI data. Others are the same as the flow of FIG. 6 and FIG.

【0053】これによれば、RRI検出回路103と交
感副交感神経活動度算出回路104の間に欠陥データ除
去回路404が設けられ、拍動の時間間隔が直前のデー
タに対して所定の範囲内にあるのみをデータとして用い
るようにしているので、不整脈で拍動が欠けたような場
合にも、精度の高い判定が行われる。ここでは、タスク
提示制御装置401が被験者に一時的ストレスを与える
タスク提示手段を構成している。
According to this, the defect data removing circuit 404 is provided between the RRI detecting circuit 103 and the sympathetic / parasympathetic nervous activity calculating circuit 104 so that the time interval of the pulsation is within a predetermined range with respect to the immediately preceding data. Since only data that is present is used as data, highly accurate determination is performed even when pulsation is lacking due to arrhythmia. Here, the task presentation control device 401 constitutes a task presentation unit that applies a temporary stress to the subject.

【0054】本実施例は以上のように構成され、提示速
度制御回路を有するタスク提示制御装置を備え、ターゲ
ットの提示速度によりタスク難易度を変化させて、被験
者に常に一定の負担量のタスクを付加するようにしたの
で、タスク時に「集中していないケース」と「集中でき
ないケース」とが区別困難となることが防止され、判定
の精度が一層向上する。また、欠陥データ除去回路によ
り拍動の時間間隔が直前のデータに対して所定の範囲内
にあるものだけをデータとして用いるようにしているの
で、不整脈で拍動が欠けることがある場合にも、高精度
の判定が維持される。
The present embodiment is configured as described above, and is provided with a task presentation control device having a presentation speed control circuit. The task difficulty is changed according to the target presentation speed, so that a task with a constant amount of burden is always given to the subject. Since the addition is performed, it is prevented that it is difficult to distinguish between the “unconcentrated case” and the “unconcentrated case” during the task, and the determination accuracy is further improved. In addition, since the defect data removal circuit uses only data whose pulsation time interval is within a predetermined range with respect to the immediately preceding data as data, even if pulsation may be missing due to arrhythmia, High accuracy judgment is maintained.

【0055】なお、実施例ではデスクトップのディスプ
レイ410にターゲットを提示する例を示したが、タス
ク提示制御装置を携帯端末に組み込み、また心拍相当デ
ータとして指先などから検出可能の脈波を用いることに
より、全体装置が小型軽量に構成されるので、心拍相当
データを簡単かつ頻繁に採取でき、詳細な判定、解析が
容易となるメリットがある。
In the embodiment, an example in which the target is presented on the display 410 of the desktop is shown. However, the task presentation control device is incorporated in the portable terminal, and the pulse wave detectable from the fingertip or the like is used as the heartbeat equivalent data. In addition, since the entire apparatus is configured to be small and lightweight, there is an advantage that heartbeat-equivalent data can be collected easily and frequently, and detailed determination and analysis can be easily performed.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るメン
タルストレス判定装置によれば、被験者に一時的ストレ
スを与えつつ、被験者の心拍相当データを採取して拍動
間隔を検出し、拍動間隔データに基づいて交感副交感神
経の活動度を算出するにあたり、交感副交感神経活動度
を一時的ストレスを加えた状態で算出し、その変化に着
目することによってメンタルストレスを判定するものと
したから、従来主観評価でのみしか評価し得なかった定
常的なメンタルストレスに対し、生理学的な背景に基づ
いた精度の高い客観的判定ができる。
As described above, according to the mental stress judging device according to the present invention, while applying a temporary stress to the subject, the heartbeat equivalent data of the subject is collected to detect the pulsation interval, and the pulsation is detected. When calculating the activity of the sympathetic parasympathetic nerve based on the interval data, the sympathetic parasympathetic nerve activity was calculated in a state where temporary stress was applied, and the mental stress was determined by focusing on the change, It is possible to perform highly accurate objective judgment based on a physiological background with respect to stationary mental stress that can be evaluated only by conventional subjective evaluation.

【0057】そして、上記のメンタルストレスを、複数
の異なる時間で測定された同一被験者の交感副交感神経
活動度に基づいて、タスク遂行に伴なう被験者の反応の
変化により判定すると、メンタルストレスの変化状況を
容易に知ることができ、判定精度の向上を図ることがで
きる。また、被験者にタスクを与えるにあたり、タイマ
により、被験者に一定時間のタスクとレストとを交互に
行なうように、時間の提示を行なうことにより、被験者
に対して簡易なタスクを与えることができ、心拍相当デ
ータが簡単に採取できる。
When the above mental stress is determined based on the change in the subject's response accompanying the task execution based on the sympathetic and parasympathetic nervous activity of the same subject measured at a plurality of different times, the change in the mental stress is determined. The situation can be easily known, and the determination accuracy can be improved. In addition, when giving a task to a subject, a timer can provide a simple task to the subject by presenting the time so that the task and the rest for a fixed time are alternately performed. Equivalent data can be easily collected.

【0058】また、タスクをコンピュータに対する入力
作業とし、付加されるタスクの負担量が所定の範囲に収
まるようにコンピュータにより実行速度を制御しながら
被験者に入力を行なわせることにより、心拍相当データ
が簡易な方法で容易に採取されるとともに、個人差によ
る影響を受けることなくメンタルストレス状態を精度よ
く識別できる。この際、ディスプレイ上に複数のターゲ
ットを所定の提示速度で順次表示、消去し、ターゲット
をクリックする操作のエラー量に応じてターゲットの提
示速度を変化させることにより、被験者に付加されるタ
スクの負担量を容易に制御することができる。
Also, the task is an input operation to the computer, and the subject is made to input while controlling the execution speed by the computer so that the burden of the added task falls within a predetermined range. It can be easily collected by a simple method and can accurately identify the mental stress state without being affected by individual differences. At this time, a plurality of targets are sequentially displayed and erased on the display at a predetermined presentation speed, and the target presentation speed is changed according to the error amount of the operation of clicking the target, thereby burdening the subject with the task. The quantity can be easily controlled.

【0059】また、拍動間隔データから正規化分散およ
び平均心拍数を算出し、該正規化分散および平均心拍数
の2次元分布エリアを求め、その各分布エリアの重なり
があるときはメンタルストレスがあり、面積の重なりが
ないときはメンタルストレスがないことが判定できるた
め、客観的な判定ができる。また、前回測定と今回測定
におけるタスク状態およびレスト状態の分布エリアの各
面積の重心間距離の経時変化を求めることにより、メン
タルストレスの変化状況を知ることができ、判定精度の
向上を図ることができる。また、メンタルストレスの判
定は、拍動間隔データを周波数解析して副交感神経活動
度を算出することによっても、客観的に判定することが
できる。
Further, a normalized variance and an average heart rate are calculated from the beat interval data, and a two-dimensional distribution area of the normalized variance and the average heart rate is obtained. When the distribution areas overlap, mental stress is reduced. Yes, when there is no overlap of the areas, it can be determined that there is no mental stress, so that an objective determination can be made. In addition, by determining the temporal change of the distance between the centers of gravity of the distribution areas of the task state and the rest state in the previous measurement and the current measurement, it is possible to know the state of change in mental stress, and to improve determination accuracy. it can. The mental stress can also be objectively determined by calculating the parasympathetic nervous activity by frequency analysis of the beat interval data.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例の使用状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a use state of the first embodiment.

【図3】第1の実施例におけるタスクの提示タイミング
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a task presentation timing in the first embodiment.

【図4】第1の実施例における心拍の測定原理を説明す
る図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a principle of measuring a heartbeat in the first embodiment.

【図5】第1の実施例におけるメンタルストレスの判定
要領を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a procedure for determining mental stress in the first embodiment.

【図6】第1の実施例におけるメンタルストレス判定の
動作の流れを示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a flow of an operation of mental stress determination in the first embodiment.

【図7】第1の実施例におけるメンタルストレス判定の
動作の流れを示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of an operation of mental stress determination in the first embodiment.

【図8】第1の実施例におけるタスクを説明する図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating tasks in the first embodiment.

【図9】第1の実施例におけるメンタルストレスの判定
原理を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of determining mental stress in the first embodiment.

【図10】第1の実施例における判定例を説明する図で
ある。
FIG. 10 is a diagram illustrating a determination example in the first embodiment.

【図11】第1の実施例における判定例を説明する図で
ある。
FIG. 11 is a diagram illustrating a determination example according to the first embodiment.

【図12】第1の実施例におけるメンタルストレス判定
回路の動作を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the mental stress determination circuit in the first embodiment.

【図13】第1の実施例におけるメンタルストレス判定
回路の判定例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a determination example of a mental stress determination circuit in the first embodiment.

【図14】第2の実施例におけるメンタルストレス判定
回路の動作を説明する図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating the operation of the mental stress determination circuit according to the second embodiment.

【図15】第3の実施例におけるメンタルストレスの判
定原理を説明する図である。
FIG. 15 is a diagram for explaining the principle of determining mental stress in the third embodiment.

【図16】第3の実施例におけるメンタルストレスの判
定要領を説明する図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a procedure for determining mental stress in the third embodiment.

【図17】他のタスク例を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating another example of a task.

【図18】第4の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment.

【図19】第4の実施例におけるタスク提示例を示す図
である。
FIG. 19 is a diagram illustrating a task presentation example in the fourth embodiment.

【図20】タスク提示速度の制御要領を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a control procedure of a task presentation speed.

【図21】タスク提示の処理の流れを示すフローチャー
トである。
FIG. 21 is a flowchart showing the flow of a task presentation process.

【図22】タスク提示の処理の流れを示すフローチャー
トである。
FIG. 22 is a flowchart illustrating a flow of a task presentation process.

【図23】第4の実施例におけるメンタルストレス判定
の動作の流れを示すフローチャートである。
FIG. 23 is a flowchart showing a flow of an operation for determining mental stress in the fourth embodiment.

【図24】従来のストレスレベル測定装置の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of a conventional stress level measuring device.

【図25】従来のストレスレベル測定装置の測定原理を
説明する図である。
FIG. 25 is a diagram illustrating a measurement principle of a conventional stress level measurement device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 メンタルストレス判定装置 101 タスク/レスト提示器 102 心拍相当データ採取器 103 RRI検出回路 104 交感副交感神経活動度算出回路 105 メンタルストレス判定回路 300 コンピュータ 301 ボード 302 記入欄 303 丸印 304 ペン 401 タスク提示制御装置 402 提示速度制御回路 403 ターゲット提示装置 404 欠陥データ除去回路 410 ディスプレイ 412 丸印 REFERENCE SIGNS LIST 100 Mental stress determination device 101 Task / rest presenter 102 Heart rate equivalent data collector 103 RRI detection circuit 104 Sympathetic parasympathetic activity calculation circuit 105 Mental stress determination circuit 300 Computer 301 Board 302 Entry column 303 Circle 304 Pen 401 Task presentation control Device 402 Presentation speed control circuit 403 Target presentation device 404 Defect data removal circuit 410 Display 412 Circle

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被験者に一時的ストレスを与えるタスク
提示手段と、 被験者の心拍相当データを採取する心拍相当データ採取
手段と、 該心拍相当データ採取手段により採取した心拍相当デー
タに基づいて、拍動間隔を検出する拍動間隔検出手段
と、 該拍動間隔検出手段により検出した拍動間隔データに基
づいて、交感副交感神経活動度を算出する交感副交感神
経活動度算出手段と、 該交感副交感神経活動度算出手段により算出した交感副
交感神経活動度に基づいて、メンタルストレスを判定す
るメンタルストレス判定手段とを具備したことを特徴と
するメンタルストレス判定装置。
1. A task presenting means for temporarily applying stress to a subject, a heart rate equivalent data collecting means for collecting heart rate equivalent data of the subject, and a pulsation based on the heart rate equivalent data collected by the heart rate equivalent data collecting means. Pulsating interval detecting means for detecting an interval; sympathetic / parasympathetic nervous activity calculating means for calculating a sympathetic / parasympathetic nervous activity based on pulsating interval data detected by the pulsating interval detecting means; A mental stress determination device comprising: a mental stress determination unit that determines mental stress based on the sympathetic parasympathetic nerve activity calculated by the degree calculation unit.
【請求項2】 前記メンタルストレス判定手段は、複数
の異なる時間で採取された心拍相当データによる同一被
験者の交感副交感神経活動度に基づいて、前記タスク遂
行に伴なう被験者の反応の変化を観測することにより、
メンタルストレスを判定することを特徴とする請求項1
記載のメンタルストレス判定装置。
2. The mental stress judging means observes a change in a subject's response accompanying the task based on the sympathetic and parasympathetic nervous activity of the same subject based on heartbeat-equivalent data collected at a plurality of different times. By doing
The mental stress is determined.
The mental stress determination device described in the above.
【請求項3】 前記タスク提示手段は、タイマを備え、
被験者に一定時間のタスクとレストとを交互に行なうよ
うに、タイマにより時間を提示することを特徴とする請
求項1または2記載のメンタルストレス判定装置。
3. The task presenting means includes a timer,
The mental stress determination device according to claim 1 or 2, wherein a time is presented by a timer so that the subject alternately performs a task and a rest for a predetermined time.
【請求項4】 前記タスク提示手段は、コンピュータを
備え、タスクは該コンピュータに対する入力作業とし、
付加されるタスクの負担量が所定の範囲に収まるように
前記コンピュータにより実行速度を制御しながら被験者
に入力を行なわせるものであることを特徴とする請求項
1、2または3記載のメンタルストレス判定装置。
4. The task presenting means includes a computer, and the task is an input operation to the computer.
4. The mental stress determination according to claim 1, wherein the subject is made to perform an input while controlling an execution speed by the computer so that a burden amount of the added task falls within a predetermined range. apparatus.
【請求項5】 前記タスク提示手段は、ディスプレイ上
に複数のターゲットを所定の提示速度で順次表示すると
ともにそれぞれ所定時間後に消去し、 前記入力作業は、各ターゲットが表示されている間に該
ターゲットにカーソルを重ねてクリックする操作であ
り、 タスク提示手段は所定の設定時間ごとの操作ミス量に応
じてターゲットの前記提示速度を変化させるものである
ことを特徴とする請求項4記載のメンタルストレス判定
装置。
5. The task presenting means sequentially displays a plurality of targets on a display at a predetermined presentation speed and erases each of them after a predetermined time, and the input operation is performed while the targets are being displayed. 5. The mental stress according to claim 4, wherein the cursor is clicked by superimposing the cursor on the target, and the task presentation means changes the presentation speed of the target in accordance with an operation error amount at a predetermined set time. Judgment device.
【請求項6】 前記交感副交感神経活動度算出手段は、
前記拍動間隔検出手段により検出された拍動間隔データ
から正規化分散および平均心拍数を算出し、該正規化分
散および平均心拍数をそれぞれ2次元平面上におけるタ
スク状態の分布エリアおよびレスト状態の分布エリアと
して求め、前記メンタルストレス判定手段は、前記タス
ク状態の分布エリアとレスト状態の分布エリアとの面積
の重なり率に基づいて、メンタルストレスを判定するこ
とを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載のメ
ンタルストレス判定装置。
6. The sympathetic / parasympathetic nervous activity calculating means,
A normalized variance and an average heart rate are calculated from the beat interval data detected by the beat interval detecting means, and the normalized variance and the average heart rate are respectively calculated on the two-dimensional plane. The method according to claim 1, wherein the mental stress is determined as a distribution area, and the mental stress determination unit determines a mental stress based on an overlapping rate of areas of the distribution area of the task state and the distribution area of the rest state. The mental stress determination device according to 3, 4, or 5.
【請求項7】 前記交感副交感神経活動度算出手段は、
前記拍動間隔検出手段により検出された拍動間隔データ
から正規化分散および平均心拍数を算出し、該正規化分
散および平均心拍数をそれぞれ2次元平面上におけるタ
スク状態の分布エリアおよびレスト状態の分布エリアと
して求め、前記メンタルストレス判定手段は、前回測定
および今回測定における前記タスク状態を表わす分布エ
リア面積の重心とレスト状態を表わす分布エリア面積の
重心との間の距離の経時変化からメンタルストレスの変
化を判定することを特徴とする請求項1、2、3、4ま
たは5記載のメンタルストレス判定装置。
7. The sympathetic / parasympathetic nerve activity calculating means,
A normalized variance and an average heart rate are calculated from the beat interval data detected by the beat interval detecting means, and the normalized variance and the average heart rate are respectively calculated on the two-dimensional plane. Determined as a distribution area, the mental stress determination means, from the temporal change of the distance between the centroid of the distribution area area representing the task state and the centroid of the distribution area area representing the rest state in the previous measurement and the current measurement, the mental stress of the mental stress The mental stress determination device according to claim 1, wherein the change is determined.
【請求項8】 前記交感副交感神経活動度算出手段は、
前記拍動間隔検出手段により検出された拍動間隔データ
を周波数解析することにより、副交感神経活動度を算出
することを特徴とする請求項1、2、3、4または5記
載のメンタルストレス判定装置。
8. The sympathetic parasympathetic nerve activity calculating means,
6. The mental stress determination device according to claim 1, wherein the parasympathetic nervous activity is calculated by frequency-analyzing the beat interval data detected by the beat interval detecting means. .
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