KR100244996B1

KR100244996B1 - 릴랙스 유도장치

Info

Publication number: KR100244996B1
Application number: KR1019970705877A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 인베; 아키히로 미치모리; 구스오 이와나가; 가즈미 오오카와; 사토루 마키타
Original assignee: 이마이 기요스케; 마츠시다 덴코 가부시키가이샤
Priority date: 1995-12-25
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 2000-02-15
Also published as: TW313518B; KR19980702477A; US5993401A; DE19681246B4; WO1997023254A1; DE19681246T1

Abstract

피험자의 생물학적 파라미터를 검출하는 생물학적 파라미터검출부, 피험자에게 자극들 부여하기 위한 자극부여부, 생물학적 파라미터 검출수단으로부터 제공되는 생물학적 파라미터를 미리 결정된 하나이상의 릴랙스판정기준치와 비교하여 릴랙스레벨을 결정하는 릴랙스레벨결정부, 및 결정된 릴랙스레벨에 따라 피험자를 릴랙스한 상태로 유도시키도록 자극부여부에 의해 피험자에게 부여되는 자극량을 제어하는 자극제어부를 포함하는 릴랙스유도장치이다. 이와 같은 구성을 가지는 릴랙스유도장치는, 피험자의 생물학적 파라미터에 기초하여 최적의 자극량을 실시간으로 피험자에게 부여하므로, 피험자를 확실하게 그리고 스무스하게 릴랙스상태로 유도하는 것이 가능하다.

Description

릴랙스유도장치

종래부터 피험자의 릴랙스도를 뇌파나 심박 등의 생물학적 신호를 이용하여 판정하는 것이 제안되어 있다. 예를 들면, 일본 특허출원 공개 1-131648호에는 심 장의 심전파형의 기본주기로서 정의되는 심박R-R간격의 측정치를 고속 푸리에변환 으로 처리하여 어느 특정의 주파수대역의 파워치와 전체의 파워치로부터 릴랙스도 의 판정지표를 얻는 것이 개시되어 있다. 또, 일본 특허출원 공개 3-272745호에 있 어서는 심박 R-R간격의 분산을 산출하여 지표로하는 것이 제안되어 있다. 더욱이, 일본 특허출윈 공개 5-42129호에는 심박신호외에 호흡신호를 검출하고, 이들 양쪽 또는 어느 한쪽의 신호의 분산을 산출하여 릴랙스도의 판정지표로 하는 것이 개시 되어 있다. 그러나. 분산치를 릴랙스도의 판정지표로하는 경우, 피험자의 개인차에 의한 오차가 크고, 릴랙스도의 판정정도가 나빠진다는 결점이 있다.

또한, 피험자를 릴랙스한 상태로 유도하기 위해 피험자에게 자극을 부여하는 마사지기 등의 릴랙스 유도장치에 있어서는, 이들까지 피험자가 수동으로 마사지동 작을 조정하는 것이나, 또는 미리 프로그램된 내용에 기초하여 피험자에게 마사지 동작이 부여되는 것이 보고되어 있다. 그러나, 전자의 릴랙스 유도장치에서는 마사 지동작을 수동으로 조절해야만 하였으므로, 마사지동작의 조절조작이 번거로운 문 제가 있다. 한편, 후자의 릴랙스유도장치에 있어서는, 마사지를 받을 때의 피험자의 생물학적 파라미터가 반영되는 것이 아니므로, 때로는 프로그램된 마사지동작이 불쾌하게 느껴질 가능성이 있었다.

이와 같이, 릴랙스도를 결정하는 방법 및 릴랙스 유도 장치에 있어서는 또한 개선의 여지가 남아있다.

본 발면은, 피험자를 릴랙스한 상태로 이끌기 위한 릴랙스유도장치에 관한 것이며, 특히 피험자의 심박수나 호흡수 등의 생물학적 신호를 검출하고, 이것에 기초하여 피험자에 부여하는 자극량을 제어하는 것에 특징이 있는 릴랙스유도장치 에 관한 것이다.

제1도는 본 발명의 릴랙스유도장치의 일예로서의 마사지 체어의 사시도.

제2도는 제1도의 마사지 체어의 제어개념도.

제3도는 본 발명의 자동 마사지 모드에 있어서의 마사지기의 동작속도의 제어를 이해하기 위한 그라프.

제4도는 마사지 체어의 자동 마사지 모드의 플로차트.

제5a도 및 제5b도는 각각 제4도의 제 1 및 제 2 감속부의 상세 플로차트.

제6도는 6단계제어에 있어서의 심박수와 마사지기의 동작속도의 관계를 나타낸 그라프.

제7도는 무단계제어에 있어서의 심박수와 마사지기의 동작속도의 관계를 나타낸 그라프.

제8도는 릴랙스 레벨판정유니트의 개념도.

제9도는 뇌파측정에 의해 조절된 피험자의 릴랙스 레벨의 시간변화를 나타낸 그라프.

제10도는 소정심박수를 20박으로 했을 때의 소정 심박수도달시간의 변화율의 시간변화를 나타낸 그라프.

제11도는 릴랙스 레벨판정기준치로서의 소정 심박수도달시간의 변화율을 채용 할 때, 그 변화율이 3% 내지 7%일 때의 지연시간(분)을 나타낸 그라프.

제12도는 릴랙스 레벨 판정기준치로서의 소정 심박수 도달시간의 변화율을 채용할 때, 그 변화율이 8% 내지 11%일 때의 지연시간(분)을 나타낸 그라프.

제13도는 기준치 도출부에 있어서의 데이터처리의 플로차트.

제14a도 내지 제14c도에 있어서 , 제14a도는 정상인 심박신호의 리딩에지를 나타낸 도면이고, 제14b도는 노이즈 신호(오보)를 가진 심박신호를 나타낸 도면이고, 제14c도는 2개의 신박신호의 상실이 있는 심박신호(실보)를 나타낸 도면.

제15도는 제 1 심박신호보정부에 있어서의 데이터 처리의 플로차트.

제16도는 제 2 심박신호보정부에 있어서의 데이터처리의 플로차트.

제17도는 심박신호의 보완수순의 플로차트.

제18도는 심박신호의 오보에 관한 보정을 행한 후에 실보에 관한 보정을 행하는 경우의 플로차트.

본 발명은, 상기 문제점을 개선하는 것을 목적으로 하고, 시시각각 변화하는 피험자의 심박수나 호흡수 등의 생물학적 파라미터에 따라 피험자에게 부여되는 자극량들 제어하고, 피험자를 릴랙스한 상태로 확실하게 유도하는 것을 가능하게 하는 릴랙스 유도장치에 관한 것이다. 즉, 본 발명의 릴랙스유도장치는 피험자의 심 박수, 호흡수 및 뇌파중에서 선택된 생물학적 파라미터를 검출하는 생물학적 파라 미터 검출수단, 피험자에게 자극을 부여하는 자극부여수단, 및 피험자를 릴랙스한 상태로 가도록 검출된 생물학적 파라미터에 따라 자극부여수단에 의해 피험자에게 부여하는 자극량을 제어하는 자극량제어수단을 포함하는 것이다. 본 발명의 릴랙스 유도장치에 있어서는, 피험자가 릴랙스유도장치를 사용할 때의 생물학적 파라미터가 생물학적 파라미터검지수단에 의해 검출되고, 그 생물학적 파라미터를 반영한 자극량이 자극제어수단에 의해 결정되어 실시간으로 피험자에게 제공되므로, 확실 하게 그리고 스무스하게 피험자를 릴랙스한 상태로 유도할 수 있는 점에 특징이 있 다.

본 발명의 릴랙스유도장치는, 또한 릴랙스레벨판정수단을 포함하는 것이 바 람직하다. 즉, 릴랙스레벨 결정수단은 생물학적 파라미터 검출수단으로부터 제공되 는 생물학적 파라미터를 미리 결정된 적어도 하나의 릴랙스 판정기준치와 비교하여 릴랙스레벨을 결정한다. 자극제어수단은 그 릴랙스레벨에 따라 피험자에 부여하는 자극량을 제어하는 것이다.

또한, 자극부여수단에 의해 피험자에게 부여하는 자극량은, 생물학적 파라미 터의 감소에 따라 감소하도록 자극제어수단에 의해 제어되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징 및 이것이 가져오는 효과는 첨부된 도면을 참조하면서 이하에 기술하는 실시예에서 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.

이하에 본 발명를 도시의 실시예에 기초하여 상세히 설명한다.

제1도에 본 발명의 릴랙스유도장치이 일례로서의 마사지체어(1)를 나타낸다. 이 마사지 체어(1)는 제2도에 나타낸 바와 같이 피험자의 심박수를 검출하는 심박수 검출유니트(10), 마사지자극을 피험자에 부여하기 위한 마사지기(23)와 검출유니트(10)로부터 제공되는 심박수에 관한 정보에 기초하여 마사지기의 마사지동작을 제어하는 마이크로컴퓨터로 이루어진 제어회로(21)를 포함하는 마사지제어유니트 (20), 피험자에 의해 조작되는 마사지조작부(30)로 구성되어 있다.

심박수 검출유니트(10)는 심박센서(11) 및 마이크로컴퓨터로 이루어진 심박 측정회로(12)를 포함한다. 심박센서(11)로서는, 사용자의 신체에 장착하는 것으로 심박을 검출하는 피험자 구속형 센서를 사용해도 관계없으나, 압박감이 없이 스무스하게 피험자를 릴랙스상태로 이끈다는 관점에서 피험자의 신체에 직접장착하지 않으므로, 심박을 검출하는 것이 가능한 비구속형 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 비구속형 센서로서는, 마사지체어의 피험자의 하중을 받는 면에 배치된 압전소자나 정전용량형 센서, 발광소자와 수광소자의 양단이 접속된 광파이버를 사용하는 것이 가능하다. 제1도의 마사지체어(1)에 있어서는, 심박수 검출유니트(10)가 시트 쿠션(3)내부에 세트되어 있고, 피험자가 마사지체어(1)에 앉음으로서 만으로 심박센서(11)에 의한 심박수 측정이 가능한 구성으로 되어 있다. 마사지 조작부(30)는 마이크로컴퓨터로 되는 조작기측 제어회로(31)와 피험자에 의해 조작되는 조작패널(32)들 포함한다.

마사지제어유니트(20)는, 마사지체어(1)의 등받침(2)내에 수납되어 있다. 마사지기(23)은 모터(22)에 의해 구동된다. 마사지기의 마사지동작에 관계하는 여러 가지의 팩터가 조작패널(32)을 통해 선택가능하다. 본 실시예의 마사지체어(1)에 있어서는, 조작패널(32)에 의해 "푸시 업 마사지"모드와 "푸시 다운 마사지"모드, "태핑 마사지" 모드, " 등의 피로를 풀기 위한 러빙 마사지" 모드와 "부분적으로 등의 피로를 풀기 위한 러빙 마사지" 모드, 또한 "태핑하면서 등의 피로를 풀기 위 한 복합 마사지" 모드와, "태핑하면서 부분적으로 등의 피로를 풀기 위한 복합 마사지" 모드의 여러 가지 마사지 모드중에서 하나의 마사지모드를 선택할 수 있다.이들 기구의 삶세에 대해서는 기지의 기술로서 알려진 것을 이용하는 것이 가능하다.

본 마사지 체어(1)의 마사지 제어유니트(20)에 포함되는 마이크로컴퓨터인 제어회로(21)는, 조작패널(32)의 자동코스선택 스위치에 의해 "릴랙스"코스가 선택 된 때, 심박수 검출 유니트(10)로부터의 피험자의 심박수에 관한 출력에 기초하여 마사지기의 동작이 제어되는 자동마사지모드로 들어간다. 이하에 제3도 내지 제6도를 참조하면서 상제하게 본 발명의 안마동작속도의 제어 패턴의 일예를 설명한다. "릴랙스"코스선택의 지시를 조작패널(32)로부터 받은 제어회로(21)는, 우선 마사지기를 "등의 피로를 풀기 위한"모드 그리고 태핑하면서 등의 피로를 풀기 위한"모드 로 일정시간 작동시킨 후, 마사지기동작의 일시 정지를 거쳐 "초기 마사지"모드로 이행된다. "초기 안마"모드는 심박수의 초기치HR(0)를 검출하는 것을 목적으로 하여 행하고, 본 설명에서는 안마동작속도14회/분으로 20초간 행하고 있다. 결정된 심박수의 초기치HR(0)는, 피험자의 릴랙스 레벨을 결정하기 위한 기준치로서 사용 되고, 이 후에 심박수 검출유니트(10)에 의해 검출되는 심박수HR(n)와 비교된다. 본 발명에 있어서는 릴랙스레벨에 기초하여 마사지기동작속도의 제어를 6단계로 행하고 있다. 즉, 다음 식에 의해 표현되는 ΔHR이,

ΔHR= {(HR(0)-HR(n)} /HR(0)} x 100

0 내지 2%미만일 때 (제 1 스테이지), 마사지기를 제 1 동작속도S1(마사지기의 분당 동작회수), 예를 들면, 24회/분으로 구동시키고, ΔHR이 2 내지 4%미만(제 2 스테이지)으로 되면, 제 1 동작속도보다 더욱 느린 제 2 동작속도 S2, 예를 들면, 22회/분으로 이행시키고, ΔHR이 4 내지 8%미만(제 3 스테이지)으로 되면, 제 2 동작속도보다 더욱 느린 제 3 동작속도 S3, 예를 들면, 20회/분으로 이행시키고, ΔHR이 8 내지 11%ㅣ만(제 4 스테이지)으로 되면 제 3 동작속도보다 더욱 느린 제 4 동작속도 S4, 예를 들면, 18/분으로 이행시키고, ΔHR이 11 내지 13%미만(제 5 스테이지)으로 되면 제 4 동작속도보다 더욱 느린 제 5 동작속도 S5, 예를 들면, 16회/분으로 이행시키고, ΔHR이 13% 또는 그 이상으로 된 시점(제 6 스테이지)에서 안마동작을 정지하는 것이다.

또, 각 스테이지에 있어서는, 피험자에게 적어도 최단 안마시간 동안은 그 스테이지의 동작속도에서 마사지가 부여된다. 본 설명에서는 최단 안마시간을 각 스테이지에 공통으로 30초간으로 설정하고 있다. 또한, 각 스테이지에 있어서 피험자에게 마사지가 부여되는 최단 안마시간도 설정되어 있다. 본 설명에서는 최장 안마시간을 각 스테이지에 공통으로 55초간으로 설정하고 있다. 따라서, 제 1 스테이지를 예로 들면, 피험자가 제 1 동작속도의 마사지를 30초 내지 55초간 받는 동안에 ΔHR이 2 내지 4%미만에 도달하면, 마사지기의 동작속도가 제 1 동작속도로부터 제2 동작속도로 이행되는 것이다. 또한, 일정기간(일정동작회수)마사지를 부여해도 심박수에 변화가 없는 경우는, 동작속도를 현재의 동작속도보다 일단계 느린 동작속도로 이행하도록 제어되는 것이 바람직하다. 본 설명에 있어서는, 최장 안마시간인 55초되어도 ΔHR에 변화가 없는 경우, 자동적으로 현재의 동작속도로부터 일단계 느린 동작속도로 이행하도록 설정되어 있다. 또, 이 설정에 의하면, 제 5 동작속도 S5에서도 마사지를 개시하여 55초되어도 ΔHR이 13% 또는 그 이상으로 되지않는 경우에 자동적으로 마사지의 부여는 중지되므로, 피험자가 졸고 있는 것과 같은 릴랙스상태를 방해하는 일이 없이 피험자를 릴랙스상태로 확실하게 이행시킬 수 있다. 본 설명의 제어패턴에 있어서는 피험자를 릴랙스상태로 유도하기 위한 최단 시간은 제3도중 P_S로 표시되는 초기치 측정시간을 포함하여 2분50초이고, 피험자를 릴랙스상태로 유도하기 위한 최장시간은 제3도중 P_L로 표시되도록 초기치 측정시간을 포함하여 4분 55초로 된다. 결과적으로 제3도에 나타낸 제어패턴 P_S와 제어 패턴 P_L로 둘러싸인 범위내에서 6단계의 안마동작속도의 제어가 가능하다. 피험자를 릴랙스상태로 유도하는 데 요하는 시간은, 피험자의 건강상태. 정신상태에 따라 변화하지만, 평균적으로는 대략 3분 30초정도이다.

예를 들면, 피험자A는 상기 제어방법을 채용하고 있는 마사지 체어를 사용하여 제3도중 P_A로 표시된 동작속도제어 패턴에 따라 릴랙스 상태에 도달하였다. 즉, 피험자A는, 우선 초기치측정을 위해 14회/분의 초기 마사지를 20초간 받고, 그 결과 초기 심박수치HR(0)를 얻었다. 이어서 피험자 A에게는 제 1 동작속도의 24회/분에서 마사지가 부여되고, 제 1 동작속도에 의한 마사지부여개시후 약 45초 후에 ΔHR이 2 내지 4%미만의 범위에 들어왔으므로, 제 1 동작속도에 의한 마사지로부터 제 2 동작속도에 의한 마사지로 이행되었다. 제 2 동작속도에 의한 마사지 개시후 약 35초후에 ΔHR이 4 내지 8%, 미만의 범위에 들어왔으므로, 제 2 동작속도에 의한 마사지에서 제 3 동작속도에 의한 마사지로 이행되었다. 제 3 동작속도에 의한 마사지개시후 약 50초 후에 ΔHR이 8 내지 11% 미만의 범위에 들어왔으므로, 제 3 동작속도에 의한 마사지로부터 제 4 동작속도에 의한 마사지로 이행되었다. 제 4 동작속도에 의한 마사지 개시후 약 35초 후에 ΔHR이 11 내지 13%미만의 범위에 들어 왔으므로, 제 4 동작속도에 의한 마사지에서 제 5 동작에 의한 마사지로 이행된다. 그리고 제 5 동작속도에 의한 마사지개시후 약 35초후에 ΔHR이 13%이상 되었으므로, 제 5 동작속도에 의한 마사지가 정지되고, 피험자는 이 때 릴랙스상태의 하나인 수면상태에 도달하였다. 결국, 피험자 A가 릴랙스상태에 도달하는 데 든 시간은 초기치 측정시간들 포함하여 약 3분 40초 이었다.

이와 같이, 본 실시예의 마사지체어의 마사지기의 동작속도를 6단계제어하는 경우는, 0, 2, 4, 8, 11, 13%의 릴랙스레벨 임계치를 채용하는 것이 바람직하지만, 이들 수치에 한정되는 것은 아니다. 또, 피험자의 심박수가 마사지단계중 증가한 경우에 있어서도, 현재의 동작속도를 변화시키지 않고 일정하게 유지하는 것이 릴랙스상태의 조기달성의 관점에서 바람직하다. 또, ΔHR이 13% 또는 그 이상으로 되었을 때, 제 6 동작속도(S6≠0)에 의한 마사지동작을 행하도록 해도 되고, 그 경우는 소정시간, 제 6 동작속도에 의한 마사지를 행한 후 정지하도록 제어하면 된다. 제4도에는 본 발명의 마사지체어의 자동마사지 모드의 플로차트가 도시되었다. 또, 제5a도 및 제5b도에는, 제4도의 플로차트내의 동작속도의 제 1 감속부 및 제 2 감속부의 플로차트가 각각 도시되어 있다.

본 실시예의 마사지체어(1)는 제6도에 도시된 것과 같이 6단계에 의한 동작속도의 제어를 채용하고 있으나, 제7도에 도시된 것과 같은 무단계로 동작속도의 변경을 행하는 것을 채용하는 것도 가능하다. 동작속도의 제어단계수는 한정되는 것은 아니지만, 적어도 3단계로 제어되는 것이 바람직하고, 예를 들면, 3단계로 마사지기의 동작속도를 제어하는 경우, 2가지의 릴랙스레벨 임계치의 선택은 0 내지 8%미만의 범위 및 8 내지 16%의 범위로부터 각각 행해지는 것이 바람직하다.

본 실시예의 마사지체어(1)에 있어서는 심박수검출유니트(10)가 사용되었으나, 그 대신에 호흡수검출유니트가 사용될 경우는, 검출된 호흡주기보다 약간 긴 동작주기로 마사지동작을 행하면 호흡주기를 동작주기로 유도할 수 있기 때문에 호흡주기가 적당하게 길어져서 릴랙스상태로 조기에 유도하는 것이 가능하다.

또, 본 실시예의 마사지체어에 있어서는 심박수검출유니트(10)가 사용되었으나, 심박수검출유니트와 호흡수검출유니트를 병용해도 상관없다. 더욱이, 피험자의 생물학적 파라미터의 검출유니트로서 뇌파를 검출하는 것을 사용해도 된다. 뇌파를 이용할 경우는, 예를 들면, α파점유율 등을 마사지기의 동작속도의 제어인자로서 채용할 수 있다. 뇌파정보와 심박정보를 병용, 또는 뇌파정보와 호흡정보를 병용하여 동작속도를 제어해도 되는 것은 물론이다.

상기 마사지체어(1)의 심박수검출유니트(10)와 제어회로(21)대신에 이하에 나타내는 릴랙스레벨판정유니트(40)를 사용하여 마사지기의 동작속도를 제어해도 된다. 즉, 제8도에 나타낸 바와 같이, 이 릴랙스레벨판정유니트(40)는, 피험자의 심박을 검출하는 심박수센서(41), 소정심박수에 도달하는 데에 필요한 소정심박수도달시간들 그 소정심박수마다에 연속하는 사이클에서 측정하는 소정심박수도달시간 계측부(42), 초기 사이클에 있어서 심박수계측부(42)에 의해 측정된 초기심박수도달 시간과 그 후의 각 사이클에서 측정되는 심박수도달시간을 사용하여 소정 심박수 도달시간에 관한 변화율을 산출하는 변화율산출부(43), 및 그 변화율을 미리 설정된 적어도 하나의 릴랙스레벨 임계치와 비교하여 릴랙스레벨을 결정하는 릴랙스레벨 판정부(45)를 포함한다.

심박수센서(41)는 제1도의 마사지체어(1)에 있어서 사용되고 있는 것과 동일 한 것들 사용할 수 있다. 소정 심박수도달시간 계측부(42)는 예를 들면, 소정 심박수가 20박이면, 심박이 20박이 될 때마다 그 사이에 소요된 시간을 계측한다. 환언 하면, 초기 20박에 소요된 시간, 다음의 20박에 소요된 시간 또한 다음의 20박에 소요된 시간을 연속적으로 계측하여 출력하는 것이다. 변화율 산출부(43)에서는 상기 예에 따라 설명하면, 초기치로서의 최초의 20박에 소요된 시간과, 그 후 심박이 20박에 도달할 때마다 소정 심박수도달시간 계측부(42)에 의해 계측되는 시간과의 비, 즉 소정 심박수 도달시간에 관한 변화율을 산출한다. 릴랙스레벨 판정부(45)에서는 변화율산출부에서 출력되는 변화율을 릴랙스레벨 임계치와 비교하여 릴랙스레벨을 결정하는 것이나, 여기에서는 릴랙스상태가 효과적으로 얻어지는 점에서 3단계로 마사지기동작속도의 제어를 실시하는 경우에 대해 설명한다. 즉, 그 변화율이 0 내지 4%미만이면, 마사지기의 동작속도(마사지기의 일분당 동작회수)를 제 1 동작속도로 하고, 변화율이 4 내지 11%미만으로 되면 제 1 동작속도보다 더욱 늦은 제 2 동작속도로 이행시키고, 변화율이 11% 또는 그 이상으로 되면 제 2 동작 속도보다 더욱 늦은 제 3 동작속도로 이행시키는 것이다. 이 릴랙스레벨판정유니트(40)에 의하면, 푸리에변환 등의 고도의 연산처리를 필요로 하지 않고, 높은 정밀도로 피험자의 릴랙스레벨을 판정할 수 있다.

상기 릴랙스레벨 임계치(4% 및 11%)를 선택하는 것이 특히 바람직한 이유를 이하에 설명한다. 피험자의 릴랙스레벨을 뇌파측정에 기초하여 판정하는 동시에, 심박수의 계측 및 소정심박수도달시간에 관한 변화율의 산출을 동시에 행하여 그 상관관계를 조사하였다. 제9도는 뇌파측정에 의해 밝혀진 릴랙스레벨의 시간변화를 도시한 것이다. 한편, 제10도는 소정심박수를 20박으로 하였을 때의 소정 심박수도달시간에 관한 변화율의 시간변화를 나타낸 것이다. 변화율(%)이 시간경과에 따라 전체로서 증가하여 가는 것은, 소정 심박수에 도달하는 데에 소요되는 시간이 서서히 길어지는 것을 의미하고 있고, 이것은 피험자가 릴랙스상태로 가고 있는 것을 나타내고 있다. 제9도의 릴랙스레벨 판정에 있어서는, 뇌파의 50%이상이 α파이고 나머지가 θ파, 또는 전부가 α파일 때 릴랙스레벨 소(L)로 하고, 뇌파의 50%이상 이 θ파이고 나머지가 α파, 또는 전부가 θ파일 때 릴랙스레벨 중(M)으로 하고, 함프(hump))라고 불리우는 릴랙스시에 관찰되는 파형이 측정 중 나타나면, 릴랙스레벨 대(H)로 하고 있다. 제9도에 있어서는 계측개시로부터 4분정도에서 릴랙스레벨 소(L)에서 릴랙스 레벨 중(M)으로 이행하고, 대략 8분에서 릴랙스레벨 중(M)으로부터 릴랙스레벨 대(H)로 이행하고 있다.

이 뇌파측정에 기초하여 릴랙스레벨의 판정결과에 대응하도록 소정 심박수도달시간에 관한 변화율로부터 릴랙스레벨을 3단계로 판정할 때, 변화율이 3, 4, 5, 6, 7%인 각각의 값을 릴랙스레벨 소(L)와 릴랙스레벨 중(M)과의 경계치로 하고, 릴랙스레벨 소(L)로부터 릴랙스레벨 중(M)으로의 이행시점을 각각 해석한 경우, 제9도의 뇌파측정에서 판정되는 릴랙스레벨 소(L)에서 릴랙스레벨 중(M)으로의 이행시점의 시간지연(절대치)은, 제11도에 나타낸 바와 같이, 변화율 4%을 릴랙스레벨 판정 기준치로 하였을 때 가장 작게 되었다. 이것은, 릴랙스레벨 소(L)와 릴랙스레벨 중(M)과의 경계치로서 변화율 4%을 설정하는 것이 가장 바람직한 것을 나타내고 있다. 마찬가지로 변화율이 8, 9, 11, 12, 13%인 각각의 값을 릴랙스레벨 중(M)과 릴랙스레벨 대(H)와의 경계치로 하고, 릴랙스레벨 중(M)에서 릴랙스레벨 대(H)로의 이행시점을 각각 해석한 경우, 제9도의 뇌파측정에서 판정되는 릴랙스레벨중(M)에서 릴랙스레벨 대(H)로의 이행시점과 심박측정으로부터 판정되는 릴랙스레벨 소(M)로부터 릴랙스레벨 중(M)으로의 이행시점의 시간지연(절대치)은 제12도에 나타낸 것과 같이, 변화율 11%을 릴랙스레벨판정기준치로 하였을 때 가장 작게 되었다. 이것은, 릴랙스레벨 중(M)과 릴랙스레벨 대(H)와의 경계치로서 변화율 11%을 설정하는 것이 가장 바람직한 것을 나타내고 있다.

그러나, 최초의 소정심박수(20박)에 도달하는 데에 소요된 시간에 대한 그 후의 소정 심박수, 예를 들면 20박에 도달하는 데에 소요된 시간의 변화율로부터 릴랙스레벨을 3단계로 판정하는 경우는 4% 및 11%을 릴랙스레벨 임계치로서 채용하는 것이 정밀도의 점에서 가장 바람직한 것을 알았다. 또, 상기 릴랙스레벨 임계치(4% 및 11%)는, 소정심박수가 20박이고, 변화율을 최초의 20박에 도달하는 데에 소요된 시간(초기치)을 기준으로하여 구할 경우에 있어서 가장 바람직한 값이라고 이해되어야 할 것이다. 따라서 상기 릴랙스레벨 임계치에 한정되는 것은 아니다. 또, 상기 변화율 대신에, 최초의 소정 심박수에 도달하는 데에 소요된 시간과 그 다음의 소정 심박수에 도달하는 데에 소요된 시간과의 평균치를 기준으로하여 소정 심박수 도달시간에 관한 변화율을 산출해도 된다.

3단계로 릴랙스레벨을 판정하는 상기 릴랙스레벨판정 유니트를 사용한 마사지체어에 의해 피험자에게 마사지 자극을 부여할 경우는, 예를 들면, 릴랙스레벨 소라고 판정되었을 때(변화율이 0 내지 4%미만), 매분당 20회의 마사지자극을 피험자에게 부여하고, 릴랙스레벨 중이라고 판정된 때(변화율이 4 내지 11%미만), 매분당 20회의 마사지 자극을 피험자에게 부여하고, 더욱이 릴랙스레벨 대라고 판정되었을 때(변화율이 11%, 또는 그 이상), 매분당 16회의 마사지자극을 피험자에게 부여하는 것이, 피험자를 확일하게 릴랙스상태로 유도하는 관점에서 바람직하다. 또, 자극부여회수에 관해서는 매분당 26회이상의 마사지자극을 부여한 경우는 효율좋게 릴랙스상태로 유도할 수 없다는 결과가 얻어지고 있으므로, 현실적으로는 매분당 26이하의 범위내에서 자극부여회수를 결정하는 것이 바람직하다. 또, 자극부여회수를 일정하게 하여 자극의 강도를 릴랙스레벨에 따라 변화시켜도 된다. 이 경우, 릴랙스레벨이 상승할 때마다 자극 강도를 감소시키는 것이다. 또다른 변경예로서, 릴랙스레벨에 응답하여 자극부여회수와 자극강도의 양쪽을 동시에 변화시켜도 된다. 피험자에의 자극부여개소는 한정되는 것은 아니나, 피험자의 어깨나 목 등의 신체부위인 것이 릴랙스상태로의 조기유도의 관점에서 바람직하다.

상기한 마사지체어(1)에 있어서는 피험자의 심박신호에 기초하여 마사지기마사지동작을 실시간으로 제어하는 것에 특징을 가지고 있으므로, 심박신호를 정확하게 검출할 때마다 보다 피험자의 신체상태에 따른 적절한 마사지동작을 제공할 수 있는 물론이다. 따라서, 이하에 기술하는 바와 같은 심박신호에 노이즈가 포함되어 있지 않은가 검사, 보정하는 유니트가 본 발명의 릴랙스유도장치에 있어서 사용되는 것이 바람직하다.

이 심박신호보정유니트는, 큰 만큼 피험자의 각 심박의 간격의 불균일이 소정%이내인 심박신호가 소정 회수이상연속할 때의 심박신호간격의 평균치를 심박신호기준치로서 제공하는 기준치도출부, 검출된 심박신호가 심박신호기준치의 소정% 이하일 때, 그 심박신호를 캔슬하는 제 1 심박신호보정부, 및 검출된 심박신호가 상기 심박신호기준치의 소정%이상일 때, 그 심박신호의 사이에 보완심박신호를 삽입하는 제 2 심박신호보정부을 포함하는 것이다. 실제로는, 심박센서 등에 의해 검출된 피험자의 심박변화는 검출회로에 의해 전기신호로 변환되어 2치화회로에 의해 디지털신호로 변환된 후 마이크로콤퓨터(CPU)에 입력된다. 심박수신호보정유니트에서 실시되는 심박신호의 검사, 보정작업은 이 CPU내에서 행해진다. 또, 이하의 설명에서는 심박신호의 리딩에지를 심박으로서 인식하는 것으로 한다.

기준치도출부에 있어서의 데이터처리의 플로차트가 제13도에 도시되어 있다. 스텝 201에서 우선 심박데이터를 검출한다. 스텝 203에 있어서는, 제14a도에 나타낸 바와 같이, 어느 심박신호의 리딩에지부(En)와 그 직전의 심박신호의 리딩에지(En-1)와의 간격을 간격데이터로 한다. 다음에 스텝 204에 있어서 간격 데이터가 인간의 심박간격으로서 정상인가의 여부의 타당성에 대해 검사한다. 즉, 인간의 심박간격의 상한치(H-limit msec)봐 하한치(L-limit msec)와의 사이에 들어 있는지의 여부를 체킹하는 것이다. 상한치 하한치의 각각은 임의로 설정가능하다. 스텝 204에 있어서 간격 데이터가 이상, 즉 상한치와 하한치의 사이에 없다고 판정되면 검출의 누적수를 제로로하여 다음의 간격데이터를 기다린다. 간격 데이터가 정상, 즉 상한치와 하한치 사이에 있으면 스텝 206으로 나아가고, 검사되어야 할 간격데이터의 불균일이 전회의 간격데이터의 ±R%이내인가의 여부를 판정한다. 불균일판정의 인계치 R는 피험자나 개개의 릴랙스유도장치의 구성에 의존하기 때문에 일률적으로 결정할 수 없으나, 20 내지 30%의 값을 선택하는 것이 바람직하다. 스텝 206에서 간격데이터가 이상이라고 판정된 경우는, 검출의 누적수를 제로로하여 다음의 간격 데이터를 기다린다. 스텝 206에서 데이터검출수에 1이 더해져서 정상인 데이터중 하나로서 누적되게 된다. 스텝 202 내지 207의 조작을 반복함으로써 연속하는 소정개수(n개)의 정상인 간격 데이터가 축적되면(스텝 208), 이들 평균치를 구하여 심박신호기준치로 한다. 스텝 209에서, 간격데이터의 수 (n)에 대해서는 한정되는 것은 아니나, 간격데이터의 수(n)는 신뢰성과 조작효율에서 보아 3 내지 10개인 것이 바람직하고, 보다 바람직하기로는 4 내지 6개정도이다. 이와 같이하여 기준치도출부는 심박신호기준치를 결정하여, 제 1 및 제 2 심박신호보정부에 있어서 그 심박기준치가 사용되게 된다. 이 기준치도출부에 의하면 단시간으로 보다 정확한 심박 신호기준치를 구할 수 있다.

제14b도에 나타낸 바와 같은 측정된 심박신호에 노이즈(ER1)가 혼합된 경우의 오보(誤報)에 대해서는, 제15도에 나타낸 바와 같이, 제 1 심박신호보정부가 이하의 방법에 의해 심박신호를 보정한다. 즉, 스텝 302에서 심박신호의 리딩에지를 검출한다. 스텝 303에 있어서는, 그 심박신호의 리딩에지와 그 직전의 심박신호의 리딩에지와의 간격을 간격데이터로 한다. 스텝 304에서 있어서 이 간격데이터가 심박신호기준치의 A%보다 작은 경우에는 이상이라고 판단하고, 그 심박신호(ER1) 및 그 직전의 심박신호에 있어서 검출된 리딩에지(En-1)를 캔슬한다. 그리고 바로 전회의 심박신호의 리딩에치(En-2)를 다음회 간격데이터작성시에 있어서 직전의 심박신호의 리딩에지로서 사용한다(스텝305). 여기서, 심박신호(ER1)에 더하여 그 직전의 심박신호에 있어서 검출된 리딩에지(En-1)를 캔슬하는 것은, 이상이라고 판단된 심박신호(ER1)의 직전에 있어서 심박신호(En-1)는 이상이라고 판단되었던 것의 미소한 심박간격의 시프트가 이미 나타나기 시작할 가능성이 있기 때문에 신뢰성향상의 관점에서 스텝 305에서 캔슬하도록 설정한 것이다. 스텝304에서 이상이라고 판단된 심박신호는 마사지동작을 제어하기 위해 사용된다.

제14c도에 나타낸 바와 같은 측정되어야 할 위치(En-1과 En의 사이)에 심박신호가 결손되어 있는 경우의 정보상실에 대해서는, 제16도에 나타낸 바와 같이, 제 2 심박신호보정부가 이하의 방법으로 심박신호를 보정한다. 특히, 스텝402에서 심박신호의 리딩에지를 검출한다. 스텝403에 있어서는, 그 심박신호의 리딩에지와 그 직전의 심박신호의 리딩에지와의 간격을 간격데이터로 한다. 스텝 404에 있어서 그 간격데이터가 심박신호기준치의 B%보다 큰 경우에는 이상이라고 판단하고, 금회(En)와 전회(En-1)의 심박신호의 리딩에지 사이에서 본래 검출되어야 할 신호가 검출된 것이라고 판단하여 심박신호의 보완이 다음의 수순에 기초하여 실행된다. 즉, 제17도에 나타낸 바와 같이, 스텝502에 있어서 금회(En)와 전회(En-1)의 심박신호의 리딩에지 사이에 본래 복수의 검출되고 있지 않은 심박수신호(제14c도중 ER2)가 포함되지 않았다고 가정하고 이상 간격데이터를 심박신호기준치로 제산한다(스텝 502). 다음에 스텝 503에 있어서, 제산치는 반올림의 적절한 처리에 의해 정수화되고, 스텝 504에서 정수화된 값에서 1을 감산한 값을 구한다. 이와 같이하여 얻어진 감산치는 금회(En)와 전회(En-1)의 심박신호의 리딩에지 사이에 본래 검출되어야 할 신호의 수를 나타낸다(제14도 중에서는 2). 이 감산치의 수의 보완심박신호가 이상이라고 판단된 간격데이터내에 등간격으로 되도록 배치된다(스텝 505). 또, 스텝 404에서 이상이 아니라고 판단된 심박신호는 마사지동작을 제어하기위해 사용된다.

제 1 및 제 2 심박신호보정부에 있어서 사용되고 있는 임계치 A 및 B는 특히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 A 및 B는 각각 80 내지 60%, 및 125 내지 150%이다. 서서히 심박수간격이 넓어지는 것이 예상되는 마사지시스템의 경우(수면상태와 같은 릴랙스를 유도하는 경우)에 있어서는 B의 값을 크게 설정하고, A의 값을 작게 설정하는 것이 바람직하고, 목적에 따른 정밀도가 높은 심박신호의 보정을 실시할 수 있다.

또, 제18도에는 심박신호의 오보에 관한 보정을 행한 후에 실보(失報)에 관한 보정을 행할 수 있도록 한 시스템의 플로차트가 도시되어 있다. 이와 같은 구성에 있어서는 알고리즘의 단순화 및 고속화할 수 있는 점에서 바람직하다.

상기 보정유니트는 실시간으로 보정동작을 행하지만, 필요에 따라서는 배치(batch)로 보정동작을 행해도 된다.

Claims

피험자가 소정 심박수에 도달하는 데 필요한 소정 심박수도달시간을 상기 소정 심박수마다 연속하는 사이클로 측정하는 심박정보검출수단; 측정개시로부터 소정 심박수에 도달할 때까지의 기간으로서 정의되는 초기 사이클에 있어서 심박정보검출수단에 의해 측정된 초기 심박수 도달 시간, 및 그 후의 사이클에서 측정되는 심박수 도달시간으로부터 소정 심박수 도달시간의 변화율을 산출하는 변화율 산출수단; 피험자에게 자극을 부여하는 자극부여수단; 상기 변화율 산출수단으로부터 제공되는 변화율을 미리 결정된 하나 이상의 릴랙스 레벨 판정기준치와 비교하고, 피험자의 릴랙스 레벨을 결정하는 릴랙스 레벨 판정수단 및 상기 릴랙스 레벨에 기초하여 상기 자극부여수단에 의해 피험자에게 부여하는 자극량을 제어하는 자극량 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 하나이상의 릴랙스레벨판정기준치는 릴랙스레벨의 다단계 평가를 위한 복수의 릴랙스레벨 임계치인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 2 항에 있어서, 릴랙스레벨 임계치는 4% 및 11%이고, 상기 릴랙스레벨판정수단은 4%미만에서 이루어지는 제 1 릴랙스레벨, 4% 내지 11%미만 사이의 제 2 릴랙스레벨, 11% 또는 그 이상의 제 3 릴랙스레벨로 이루어지는 3단계로 상기 릴랙스레벨을 판정하는 것들 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 3 항에 있어서, 자극제어수단은 상기 릴랙스레벨이 제 1 내지 제 3 릴랙스레벨로 이행함에 따라 상기 자극량이 감소하도록 상기 자극량을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 2 항에 있어서, 릴랙스레벨 임계치는 0%, 2%, 4%, 8%, 11% 및 13%이고, 상기 릴랙스레벨판정수단은 0 내지 2%미만에서 이루어지는 제 1 릴랙스레벨, 2 내지 4%미만에서 이루어지는 제 2 릴랙스레벨, 4% 내지 8%미만에서 이루어지는 제 3 릴랙스레벨, 8 내지 11%미만에서 이루어지는 제 4 릴랙스레벨, 11% 내지 13%미만에서 이루어지는 제 5 릴랙스레벨, 및 13% 또는 그 이상의 제 6 릴랙스레벨로 이루어지는 6단계로 상기 릴랙스레벨을 판정하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 5 항에 있어서, 자극제어수단은 상기 릴랙스레벨이 제 1 내지 제 6 릴랙스레벨로 이행함에 따라 자극량이 감소하도록 상기 자극량을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 1 항에 있어서, 자극부여수단은 주무르는 마사지(Kneading massage)를 부여하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 2 항에 있어서, 자극제어수단은 피험자의 상기 릴랙스레벨에 따라 매분당 다른 회수로 자극이 부여되도록 자극량을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 2 항에 있어서, 자극제어수단은 피험자의 상기 릴랙스레벨에 따라 다른 자극 강도로 자극이 부여되도록 자극량을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 2 항에 있어서, 자극제어수단은 피험자의 상기 릴랙스레벨에 따라 매분당 다른 회수와 다른 자극 강도로 자극이 부여되도록 자극량을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 1 항에 있어서, 자극제어수단은 생물학적 파라미터 검출수단으로부터 제공되는 생물학적 파라미터가 일정 기간 동일할 때, 매분당 자극부여회수가 감소하도록 자극량을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 7 항에 있어서, 자극부여수단은 초기 마사지동작을 피험자에게 일정 시간 부여하고, 상기 생물학적 파라미터 검출수단은 초기 마사지동작시에 있어서의 피험자의 초기생물학적 파라미터를 결정하고, 상기 릴랙스레벨판정수단은 초기생물학적 파라미터와 소정 기간의 후속 마사지 사이클에서 검출된 생물학적 파라미터의 비로서 정의된 변화율을 산출하고, 그 변화율을 상기 릴랙스레벨임계치와 비교하여 피험자의 릴랙스레벨을 결정하고, 자극제어수단은 그 결정된 릴랙스레벨에 따라 자극량을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
피험자의 호흡수를 검출하는 생체정보 검출수단; 피험자에게 자극을 부여하는 자극부여수단; 검출된 피험자의 호흡수에 기초하여 피험자를 릴랙스한 상태로 가도록 자극 부여수단에 비해 피험자에게 부여하는 자극량을 제어하는 자극제어수단을 포함하고, 상기 자극제어수단은 생체정보 검출수단에 의해 검출된 호흡수의 주기보다 약간 긴 주기로 자극부여수단이 피험자에게 자극을 부여하도록 자극량을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 1 항에 있어서, 자극제어수단은 생물학적 파라미터가 감소됨에 따라 자극량이 감소하도록 자극량을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
피험자의 소정 시간내의 심박수를 상기 소정 시간마다 연속하는 사이클로 측정하는 심박정보검출수단; 측정개시로부터 소정 시간에 도달할 때까지의 주기로서 정의되는 초기 사이클에 있어서 심박정보검출수단에 의해 측정된 초기 심박수와 그 후의 사이클에서 측정되는 심박수의 비로서 정의되는 변화율을 산출하는 변화율 산출수단; 피험자에게 자극을 부여하는 자극부여수단; 상기 변화율 산출수단으로부터 제공되는 변화율을 미리 결정된 적어도 하나의 릴랙스레벨판정기준치와 비교하고, 피험자의 릴랙스레벨을 결정하는 릴랙스레벨결정수단; 및 상기 릴랙스레벨에 기초하여 상기 자극부여수단에 의해 피험자에게 부여하는 자극량을 제어하는 자극제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 15 항에 있어서, 심박신호 간격의 불균일이 소정%이내인 심박신호가 소정 회수이상 연속할 때의 심박신호간격의 평균치로서 정의되는 심박신호기준치를 제공하는 기준치도출수단, 및 검출된 심박신호가 상기 심박신호기준치의 소정%이상의 제 2 간격일 때, 상기 제 2 간격에 보완신호를 삽입하는 심박신호보정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 16 항에 있어서, 심박신호보정수단은 상기 심박신호기준치와 실질적으로 동등한 간격으로 소요 수의 보완심박신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.
제 15 항에 있어서, 심박신호 간격의 불균일이 소정%이내인 심박신호가 소정 회수이상 연속할 때의 심박신호간격의 평균치로서 정의되는 심박신호기준치를 제공하는 기준치도출수단, 검출된 심박신호가 상기 심박신호기준치의 소정%이하의 제 1 간격내일 때, 검출된 심박신호를 캔슬하는 제 1 심박신호보정수단, 및 검출된 심박신호가 상기 심박신호기준치의 소정%이상의 제 2 간격일 때, 상기 제 2 간격에 보완심박신호를 삽입하는 제 2 심박신호보정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 릴랙스유도장치.