JPS63300772A - バイオフィ−ドバック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、被験者の生体情報を検出し、これを何等か
の形態で表示して被験者に認知させるためのバイオフィ
ードバック装置に関する。

（従来の技術） 最近、被験者の生体情報を表示して当該被験者にフィー
ドバックして自己コントロール（訓練）するバイオフィ
ードバックが注目されている。このバイオフィードバッ
クコントロールは自分自身の生態情報を視覚、聴覚、触
覚として認知させ、その認知を自分で気づき、自ら念じ
たり、気を落つかせたりすることによって生体情報を自
己コントロールさせることである。生体情報としては例
えば脳波、血圧、皮膚温、心泊数、皮膚インピーダンス
、その他種々の情報がある。例えば、脳波であれば、第
３図（Ａ）に示すように、検出器ｌＯで検出した被験者
の脳波に対応する周波数帯域とその電位差（例えばα波
の電位差）等を表わす電気信号を表示制御回路１１で増
幅したりして表示制御信号に換え、この信号を表示器１
２に送りＬＥＤ（発光ダイオード）等で表示して被験者
にフィードバックし、被験者の自己訓練に供している。

また、心泊数であれば、これを検出し、その表示をバー
グラフで行ってフィードバックし、被験者の気を落つか
せるようための自己訓練に供することが出来る。

さらに、皮膚温であれば、第３図（Ｂ）に示すように、
検出器１０で検出した温度に対応する電気信号を表示制
御回路１１で増幅したりして前述と同様に表示制御信号
に換え、この信号によって例えばブザー装置１３を駆動
してスピーカ１４から対応するブザー音として発生させ
て表示する。例えば皮膚温が高ければブザー音の周波数
を少し低くし、逆に低ければ周波数を高くするようにし
てフィードバックする。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、バイオフィードバックは単なる自己コントロ
ールとして考えられてきたが、上述したような生体情報
は自律神経や大脳との関係によって、コントロールが左
右Ｓれていることがわかり始めている（例えば、文献■
［セルフコントロールの医学Ｊ　ＮＨＫブック、池見西
次部著。文献■「セルフコントロール医学への道」紀伊
国屋書店、石川中著）。

例えば、脳波を例にとって考えると、α波はリラックス
または集中時に発生する脳波であり、β波は目を開いて
見る時のように思考をしている時に発生する脳波である
。この脳波による自律訓練を行う場合、上述した従来の
バイオフィードバック装置では、生体情報の変化を単な
る色違いのＬＥＤの点灯や点滅速度の変化或いは単なる
ブザー音の強弱や周波数変化として表示するにすぎない
ため、α状態への訓練を行わせようとフィードバックし
ても、フィードバックされたランプ表示に対し思考が働
き学習してしまいα状態からβ状態へと変化してしまう
。

また、皮膚温を例にとると、例えば、神経症や心身症患
者は手指が冷たくなる血液循環不良となるために、これ
をバイオフィードパ・ンクによって手指の温度を高める
自律訓練を行わせる場合、通常は無音のレベルから開始
して手指温が上ると音量が比例的に」二るようになって
いるが、この場合にもブザー音に対し思考が働き学習し
てしまい、すぐに手指温が上らなくなってしまう。

このように、従来の装置では、単純な音や光でフィード
バックさせるにすぎないため、これら光の変化や音の変
化に依存性（頼る）が生れ、バイオフィードバックによ
る訓練が困難となり、治療効果が上らなくなるケースが
度々生じ、特に初心者の場合この装置を自己訓練に使用
するには満足出来るものではなかった。

脳には新皮質（抑制をコントロールする）と舌皮質（本
能をコントロールする）とがあり、従来のバイオフィー
ドバックでは生体情報そのものが脳の新皮質を抑制する
のではなく思考（刺激）するので初心者にとっては自律
訓練がむずかしいものである。一方、同じ音でも、好き
な音楽や音（例えば川の瀬せらぎ、鐘、鳥の声等）は脳
の新皮質を抑制側に働かせるため、従来の単純な音の代
わりに、このような意味のある音楽や音をバイオフィー
ドパ・ンクに用いれば有効であると考えられる。

そこで、この発明の目的は、被験者の好みの音楽や音の
音圧（出力）レベルの強弱、持続時間、間隔等を変化す
るように構成して−、初心者でも舌皮質へ向わせる自律
訓練を容易に行えるようにしたバイオフィードバック装
置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明のバイオフィード
バック装置によれば、生体情報検出器と、生体情報のレ
ベルを検出し該レベルに対応した又は外部コントロール
スイッチからの外部入力レベルに対応したレベル調節信
号を発生するレベル調節信号発生部と、音源装置と、該
音源装置からの音量レベルを前記レベル調節信号によっ
て調節する音量レベル調節器と、少なくても当該音量レ
ベルで音情報を表示する表示部とを含むことを特徴とす
る。

この発明の好適実施例においては、レベル調節信号によ
る音量レベルの調節を、生体情報のレベル変化よりも遅
延させて行うのが良い。

（作用） このように構成すれば、音源装置を例えばＣＤプレーヤ
とかＣＤカセットテープレコーダ等として被験者の好む
音楽又は音情報を予めセットしておき、自己訓練の開始
後、生体情報レベルの変動が無いか或いは変動が小さい
場合には一定の音量レベルで音楽又は音をきかせ、又、
生体情報レベルの変動が大きくなると、このレベル変動
に対応して一定時間経過後に追従して音量レベルを変え
て音楽又は音をきかせることが出来る。このように、あ
る被験者の好みに適った時間間隔で生体情報のレベル変
化を検…し、生体情報レベルに対応する音量レベルを一
定時間期間だけ持続させることによって脳が情報を追い
求めることが無いように、当該レベル変化検出後の所定
の時間内に新たな生体情報レベルに対応した別の音量レ
ベルとなうようにして全体の刺激量を滑らかにすること
が出来る。従って、この発明によれば、初心者でも学習
慣れはせず、自己のコントロールを容易に行うことが出
来る。

また、外部コントロールスイッチによって医師等により
強制的にレベル調節信号のコントロールを行うことが出
来るので、被験者の訓練の指導を一層効果的に行うこと
が出来る。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明のバイオフィードバック
装置の実施例につき説明する。

第１図はこの発明のバイオフィードバック装置の一実施
例を説明するためのブロック図及び第２図は生体情報レ
ベルと音楽音の音量レベルとの変化の状態を説明するた
めの説明図である。

この発明のバイオフィードバック装置によれば、生体情
報検出器２０と、生体情報のレベルを検出し該レベルに
対応した又は外部入力レベルに対応したレベル調節信号
を発生するレベル調節信号発生部３０と、音源装置４０
と、この音源装置４０からの音量レベルをレベル調節信
号によって調節する音量レベル調節器５０と、少なくて
も当該音量レベルで音情報を表示する表示部６０と、外
部入力レベルを与えるための有線又は無線型の外部コン
トロルスイッチ７０とを具えている。

生体情報検出器ｊ器２０は、被験者から生体情報をこの
バイオフィードバック装置へ取り込むためのセンサ２２
を具え、このセンサ２２からの微小の生体情報（電気的
信号）を所要に応じて設けられているフィルタ回路（図
示せず）を経て増幅器２４に送り増幅し、増幅された生
体情報をＡ／Ｄコンバータ２６でディジタル信号に変換
してレベル調節信号発生部３０へ供給する。このセンサ
２２で検出した生体情報レベルは縦軸に任意の単位で取
った相対レベル値でプロットしかつ横軸に時間を取って
プロ１．。

トした第２図に示すような時間的変化を示すものと仮定
する。また、後述する音楽又は音（以下、単に音楽とい
う。）音の音量レベルも縦軸に任意の単位で取った相対
レベル値でプロットしかつ横軸に時間を取ってプロット
した第２図に示すような時間的変化を示すものと仮定す
る。

このレベル調節信号発生部３０は例えば次のように構成
する。３１はＡ／Ｄコンバータ２Ｂからのディジタル信
号を例えば１〜１０秒のような被験者にとって好ましい
と思われる時間間隔５（Ｓ＝ｔ＋Ｔ）（但し、Ｔは音量
レベルを一定レベルに保持する時間及びｔは音量レベル
をあるレベルから生体情報のレベル変化に対応した新た
な音量レベルへのレベルシフト時間（タインムラグとも
いう））でサンプリングしてそのレベルを検出するレベ
ル検出器である。このサンプリング時刻を第２図にＳ＋
　　、Ｓ２　、Ｓ３　、Ｓ４　、ＳＳで示し、それぞれ
の場合のレベルを”　Ｉ　＊　Ｌ２　＋　Ｉ’３　＋Ｌ
　４　　＋　ＬＳで示しである。このサンプリングされ
た生体情報のレベルを、一方においては−サンプリング
時間遅延させる遅延回路３２を経てレベル比較器３３に
供給し、他方においては、直接このレベル比較器３３及
びレベル調節信号発生器３４に直接供給する。尚、この
場合、生体情報のレベル検出を前に行い、一方において
はそのレベルを直接レベル比較器３３及びレベル調節信
号発生器３４へ供給し、他方においては、検出されたレ
ベルのサンプリングを行った後、上述した遅延回路３２
へ送るように構成することも出来る。

いずれの場合であっても、このレベル比較器３３では、
−サンプル前の生体情報レベル例えば時刻Ｓ１でのレベ
ルＬ１と原時点Ｓ２でのレベルＬ２との比較を行い、ど
の程度のレベル変動があったかを表わすレベル変動信号
ΔＬをレベル調節信号発生器３４に供給する。

レベル調節信号発生器３４はＬ述したレベル変動信号Δ
Ｌと生体情報レベルとが供給される。この実施例では、
これを次のように構成することが出来る。この生体情報
レベルに対応して表示部６０のＬＥＤ８２の発光強度を
変えたり、点滅周波数を変えたり、或いは、多数の発光
色のＬ　Ｅ　Ｄ　８２を選択発光するようにして表示さ
せるためのＬＥＤ発光制御信号に変換して出力すること
が出来るようになしである。一方、音源装置４０から発
生した音楽音はＤ／Ａコンバータ型の音量レベル調節器
５０によってその音量レベルが調整された後スピーカ６
４で表示されるが、この音量レベルの調節を、この生体
情報レベルに対応したレベル調節信号によって行う。

従って、仮りにサンプリング時刻Ｓ１までの一サンプル
期間中に生体レベルが変動しなくてり。

であるときは、このレベル変動信号△Ｌが実質的に零で
あるので、信号発生装置３４においては、入力された生
体情報レベルに応じた例えば１２８段階のうちのある一
段階のレベル調整信号に変換して、これを音量レベル調
節器５０に供給し、これに供給された音楽の音量レベル
をＰ！に調節出来るようになしである。

しかしながら、例えば第２図に示すように、サンプリン
グ時刻Ｓ１とＳ２との間でＣＬ＋→Ｌ２）のようなレベ
ル変動があった時は、レベル変動信号△Ｌが変動に対応
した有限値となっている。この場合には、先ず、この時
刻Ｓ２までは前の生体情報レベルＬ１に対応した音量レ
ベルＰ。

を保持し続け、後者のサンプリング時刻Ｓ２となった時
にこの時刻Ｓ２から一定のレベルシフト期間ｔの経過後
に変動後の生体情報レベルＬ２に対応した新たな音量レ
ベルＰ２となるようなレベル調節信号を発生する構成と
なっている。そして、このレベル調整信号は、新たな音
量レベルＰ２どなった後は、少なくとも次のサンプリン
グ時刻Ｓ３まではこの新たな音量レベルに保持する。第
２図に示す実施例では、この時刻Ｓ３で生体情報レベル
が変動しているので、を時間経過後に新たな音量レベル
Ｐ３へとなるように前述と同様に音量レベルを変化させ
るが、次のサンプリング時刻Ｓ４では生体情報レベルＬ
４は前の時刻Ｓ３での生体情報レベルＬ３から変動して
いない同一レベルであるので、その場合には、依然とし
て音量レベルＰ３を保持するレベル調節信号を音数レベ
ル調節器５０に供給する。

尚、この発明では、好ましくは、上述した音量レベルの
調節量は、例えば、第２図のＬ３で示すような生体情報
の低レベル時には音楽を無音（Ｐ３）とし、Ｌｌのよう
なレベル時には音楽の音量レベルが最大レベルＰＩ　　
（心地良いレベル）となるように、この最低と最大レベ
ルを例えば１２８段階で等分割するように予め調整して
おくのが良い。

このように、このレベル調節信号発生器３４は、レベル
調節信号による音量レベルの調節を生体情報のレベル変
化よりも遅延させ、しかも、音楽や音の出力レベルを時
間をかけて滑らかに変化させている。そして、被験者は
この適切に設定された音量レベルで音楽を聞くこととな
り、頭の中では、音楽が聞えれば良いと暗示をかけられ
ることになり、この暗示がバイオフィードバックコント
ロールでの自律訓練に著しく効果的となる。

ところで、音楽や音の出力レベルを予め設定したインタ
ーバルタイムで増減させる際、初心者では音楽や音の出
力レベルが長時間に亙って低出力（無音や低レベル）に
なると、大脳では新皮質が働き、バイオフィードバック
を難しくする。これがため、好ましくは、レベル調節信
号発生回路３４には低出力が適当な時間例えば５秒間以
上継続することを検出する回路を設け、この検出信号に
よって音量レベルをその低レベルから数〜数拾ｄＢ高め
て被験者に音楽が聞えるようにするためのレベル調節信
号を発生させるように構成しておくのが良い。好ましく
は、この無音期間を０．５〜５秒とするのが好適である
。

音量レベルを変化させる際、音量が大きくなる場合はレ
ベル調節信号を即発化させ、音量が小さくなる場合はサ
ンプリング時間Ｓに対してレベル調節信号ディレィタイ
ムを設け、出来るだけ長い時間被験者へ音楽が聞こえる
ようにするのが好適である。

さらに、このような音量レベルの調節は、上述したよう
な生体情報に合せた調節方法ではなく、外部コントロー
ルスイッチ７０を用いて、例えば医師のコントロールに
よって強制的にレベル調整するように構成しておくこと
も出来る。この場合には、このコントロールスイッチ７
０の調整手段によって調節すべきレベルに適したレベル
調節信号を選定して、これを音量レベル調節器５０に供
給することによって適切に行うことが出来る。その場合
には、被験者は医師の指示による擬似レベルの音量で音
楽等を聞くこととなるので、あたかも自己コントロール
が上手に行われているかのような錯覚に落人り、バイオ
フィードバックコントロールが出来たと思わせて、自己
訓練の向上を図ることが出来る。

ここでは、このバイオフィードバックに光や単純な音の
他に音楽を使っている。この音楽としては、好ましくは
、いわゆる１／ｆのやすらぎ音楽を使うのが効果的であ
る。このように、特に音楽を使うのは、音や光は脳が思
考状態となるので、バイオフィードバックには向いてい
ないが、１／ｆのやすらぎ音楽は脳を意識しない無意識
の世界に自ら引き込ませるように作用するからである。

従って、このような音楽を使用すると、誰でも簡単に、
自己コントロールすることが可能となる。その場合、さ
らに引き込ませるためには、例え自己コントロールの出
来ない人に対しても、出来たようにして自信を付けさせ
ることが必要である。そこで、この発明では、−瞬の間
、音楽の出力レベルを心地良いレベルに調節して聞きと
れるようにすることによって、バイオフィードバックコ
ントロールが出来たと認知させ、継続的にコントロール
ｙせている。

この発明は上述した実施例にのみ限定されるものではな
く、多く変形又は変更をなし得ること明らかである。例
えば、レベル調節信号発生部はこれと同等の動作を行う
ようにマイコン或いはＣＰＵを用いて構成しても良い。

特にＣＰＵで構成すると、小型でコンパクトとなるため
、好適である。また、その内部構成も、上述した構成に
限定されるものではなく、これと同等の動作を行うよう
な機能を有する構成であれば、設計に応じて任意適切に
変更することが出来る。

（発明の効果） 」二連した説明からも明らかなように、この発明のバイ
オフィードバック装置によれば、被験者の好みの音楽や
音の音圧（出力）レベルの強弱、持続時間、間隔等を変
化するように構成しであるので、初心者でも古皮質へ向
わせる自律訓練を容易に行えるという利点がある。さら
に、外部コントロールスイッチによって医師等により強
制的に出力レベル等を変えることが出来るように構成し
であるので、自己訓練の向上を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のバイオフィードバック装置の一実施
例を説明するためのブロック図、第２図はこの発明の説
明に供する図、 第３図（Ａ）及び（Ｂ）は従来のバイオフィードバック
装置の説明図である。 ２０・・・生体情報検出器、　２２・・・センサ２４・
・・増幅器、　　　　　２６・・・Ａ／Ｄコンバータ３
０・・・レベル調節信号発生部 ３１・・・レベル検出器、　　３２・・・遅延回路３３
・・・レベル比較器 ３４・・・レベル調節信号発生器 ４０・・・音源装置、　　　　５０・・・音量レベル調
節器ＢＯ・・・表示部、　　　　　６２・・・ＬＥＤ６
４・・・スピーカ ７０・・・外部コントロールスイッチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）生体情報検出器と、生体情報のレベルを検出し該
   レベルに対応した又は外部コントロールスイッチからの
   外部入力レベルに対応したレベル調節信号を発生するレ
   ベル調節信号発生部と、音源装置と、該音源装置からの
   音量レベルを前記レベル調節信号によって調節する音量
   レベル調節器と、少なくても当該音量レベルで音情報を
   表示する表示部とを含むことを特徴とするバイオフィー
   ドバック装置。
2. （２）前記レベル調節信号による音量レベルの調節を、
   前記生体情報のレベル変化よりも遅延させて行うことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のバイオフィー
   ドバック装置。