WO2020089975A1 - 健康促進装置 - Google Patents

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WO2020089975A1
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user
swing
rocking
health promotion
acceleration
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あおい 小西
雅弘 秋下
泰宏 澤田
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株式会社甦蓑家
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Definitions

  • the present invention relates to a health promotion device that promotes the health of the user based on moderate exercise.
  • An object of the present invention is to provide a health promotion device capable of relieving fatigue and fatigue.
  • the present invention is a health promotion device that promotes the health of a user based on a medical factor caused by moderate exercise, in which the user's head is vertically moved.
  • a rocking generator for rocking and rocking to move the interstitial fluid in the user's brain so as to promote the user's health and to apply the desired shear stress to the cells in the user's brain.
  • a swing control device configured to control the swing generated from the motion generating device; and a moving body configured to move the user, the swing generating device, and the swing control device together. The swing control device controls the swing generation device so as to swing the head of the user in the vertical direction when the user is moving by the moving body.
  • the user's head is swung in the vertical direction, so that the appropriate motion elucidated based on the experiment is performed. Can be appropriately given to the user. As a result, it becomes possible to improve the condition of various diseases and recover from fatigue.
  • the swing control device further includes an acceleration sensor for detecting an acceleration generated in the vertical direction of the moving body, and the swing control device includes the acceleration detected by the acceleration sensor and the swing generated by the swing generation device.
  • the rocking generator is controlled so that the acceleration, which is the sum of the acceleration of the motion and the acceleration of the user, can add a desired shear stress to the cells in the brain of the user.
  • the swing generation device can swing the desired acceleration regardless of the vertical acceleration (acceleration applied to the mobile body from the ground during movement) that occurs in the mobile body. Can be properly added to the head.
  • the moving body is configured to move a plurality of users together
  • the swing generation device is configured to swing the heads of the plurality of users together in the vertical direction.
  • the user further has a seat on which the user sits, the moving body is configured to move the user who is sitting on the seat, and the rocking generator is seated on the seat.
  • the head of the user in the state is rocked in the vertical direction.
  • the moving body is configured to move the user in a standing state, and the swing generation device swings the head of the user in the standing state in the vertical direction.
  • the swing generation device swings the head of the user in the standing state in the vertical direction.
  • the present invention thus configured, not only the head of the user, but also the thoracic and abdominal parts (including aorta, visceral fat, liver, kidneys) and spine (thoracic / lumbar vertebrae) as well as lower limbs (particularly lower limbs)
  • the bones of the femur, thighbone (tibia and fibula), and skeletal muscle tissue of the lower limbs, etc.) can be given appropriate exercise.
  • the swing control device swings such that the swing frequency is 1 to 3 Hz and the acceleration applied to the user's head by the swing is ⁇ 0.3 to 2 G. It is configured to control the generator. According to the present invention having such a configuration, it is possible to more effectively give the user a proper exercise elucidated based on an experiment.
  • the swing control device is configured to control the swing generation device such that the stroke in the vertical direction of swing is 8 cm or less. According to the present invention having such a configuration, it is possible to more effectively give the user a proper exercise elucidated based on an experiment.
  • the rocking control device is configured to control the rocking generator so that the rocking is continued until the user falls asleep or for 10 to 60 minutes. According to the present invention having such a configuration, it is possible to more effectively give the user a proper exercise elucidated based on an experiment.
  • the health promotion device of the present invention as a proper exercise elucidated on the basis of experiments, the user's head is oscillated in a vertical motion to improve the condition of various diseases and recover from fatigue. be able to.
  • the schematic diagram for demonstrating the principle of the health promotion apparatus by this invention The figure which shows the measurement result of the acceleration which arises in the head of a rat at the time of running on a treadmill. The figure which shows the measurement result of the acceleration which arises in a rat's head when a head moves up and down. The figure which shows the movement of the interstitial fluid in the cerebral cortex brought about by the vertical movement of the head of the rat in the contrast MRI experiment. The figure which shows the spreading
  • FIG. 3 is a diagram showing the spread of a contrast agent in the cerebral cortex in the y-axis direction due to the vertical movement of the head of a rat.
  • FIG. 3 is a diagram showing the spread of a contrast medium in the cerebral cortex in the z-axis direction due to the vertical movement of the head of a rat.
  • FIG. 5B is an enlarged view of a chain line portion in the drawing when there is no vertical head movement in FIG. 5A.
  • FIG. 5B is an enlarged view of a chain line portion in the figure in the case where there is vertical movement of the head in FIG. 5A.
  • FIG. 1 A chart showing the magnitude of shear stress applied to a blood vessel wall by blood flow.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the operation of the cam type rocking generator when the cam type is adopted as the rocking generator of the health promotion device shown in FIG. 13.
  • FIG. 16 is another explanatory diagram for explaining the operation of the cam type rocking generator shown in FIG. 15.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the operation of the solenoid type swing generator when the solenoid type is adopted as the swing generator of the health promotion device shown in FIG. 13.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the operation of the solenoid type swing generator when the solenoid type is adopted as the swing generator of the health promotion device shown in FIG. 13.
  • FIG. 18 is another explanatory diagram for explaining the operation of the solenoid type swing generator shown in FIG. 17. Explanatory drawing about the effect
  • 1 is a schematic configuration diagram showing a health promotion device according to a first embodiment of the present invention.
  • the schematic block diagram which shows the health promotion apparatus by the modification of 1st Example of this invention.
  • the schematic block diagram which shows the health promotion apparatus by 2nd Example of this invention.
  • the acceleration of the rat's head during running on the treadmill is also in a direction other than the vertical direction (that is, the z-axis direction) (that is, the x-axis direction and the y-axis direction). A significant amount of acceleration was measured for each.
  • the acceleration of the rat's head when the head is moved up and down is measured almost only in the vertical direction (that is, the z-axis direction), and the other direction (that is, the x-axis).
  • Direction and y-axis direction no significant magnitude of acceleration was measured. That is, in the animal experiment using rats, similar results were obtained with respect to "acceleration" only in "vertical direction” (that is, z-axis direction) in both treadmill running and head up / down movement. , which suggests that the direction of acceleration (that is, the direction of oscillation) is one of the important parameters in moderate motion.
  • FIG. 5A, FIG. 5B, and FIG. 5C are diagrams showing the results of measuring the intracerebral pressure in the rat in the experiment of rat head up-and-down movement.
  • the rat head up-and-down movement showed 1 mmHg in the cerebral cortex. It shows that a pressure change (1/100 of the average blood pressure) occurs.
  • FIG. 5A shows the timing at which the transition from the sucking period to the expiring period was detected by the respiratory monitor in the state where the rat was sleeping under anesthesia, that is, the state where the head did not move up and down
  • FIG. 5B is a diagram showing the timing at which the transition from the sucking phase to the expiratory phase was detected by the respiratory monitor in the state of vertical movement
  • FIG. 5B is shown by the chain line in FIG. 5A in the state without vertical movement of the rat head.
  • FIG. 5C is an enlarged view of a portion shown by a chain line in FIG. 5A in a state in which there is vertical movement of the head of a rat, and shows a portion of 1 mmHg (1/100 of the average blood pressure) in the cerebral cortex. The change in pressure is indicated, and the change in pressure indicates the movement of interstitial fluid.
  • FIG. 6 is a diagram showing (i) pressure change without head up / down movement (black bar graph) and (ii) pressure change with head up / down movement (red bar graph), respectively.
  • FIG. 7A shows that the serotonin receptor localized from the cell surface to the inside of the cell due to shear stress (shear stress) on the nerve cell caused by the movement of “interstitial fluid”. ing.
  • FIG. 7B shows that the serotonin receptor changed its localization from the cell surface to the inside of the cell by the shear stress (shear stress) to the nerve cell caused by the movement of “interstitial fluid”.
  • FIG. 7C shows quantitatively that the serotonin receptor was localized from the cell surface to the inside of the cell due to shear stress (shear stress) on the nerve cell caused by the movement of “interstitial fluid”. Shows.
  • the inventor improves the sleep onset disorder by applying acceleration (vertical movement) to the head, that is, by giving an appropriate exercise to the head, and in addition to promoting sleep onset (sleep induction), We have come to the view that an effect can be expected for diseases and disorders.
  • acceleration vertical movement
  • a Hypertension (effect on central control area of blood pressure existing in medulla oblongata)
  • Diabetes effects on the glucose metabolism control region present in the hypothalamus
  • Dementia effect on hippocampus
  • Depression / schizophrenia effects on the cerebral cortex
  • FIG. 9 shows a decrease in blood pressure due to vertical head movement in hypertensive rats
  • FIG. 10 shows cognitive impairment (learning impairment) that occurs in a physical inactivity model mouse (bilateral hindlimb immobilized mouse).
  • the relief by head up and down movement is shown by the results of the Morris water maze test
  • FIG. 11 shows the improvement in glucose tolerance by head up and down movement in aged (32-week-old) mice.
  • “moderate exercise” means "applying a vertical motion load to the head”, and “medical factors” caused by this appropriate exercise are: This is the movement (flow) of the "interstitial fluid”.
  • “shear stress” stimulus is applied to the cells facing the “interstitial fluid”, and the “shear stress” is locally applied to the body. Will occur.
  • the “acceleration” derived by the mechanism for deriving the “acceleration” may be an “acceleration” having a shape such as an impulse shape as shown in FIG. (Not shown), the condition required for the mechanism is to derive any waveform-shaped acceleration as long as it is efficient in deriving the movement of interstitial fluid in the brain or the change in brain pressure. It may be one that does.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a basic configuration of a health promotion device that promotes the health of the user based on the medical factors resulting from the appropriate exercise as described above. This health promotion device swings the head of a user in a sitting state up and down.
  • a health promotion device 100 shown in FIG. 13 is of a sitting up and down type, and has a seat portion 102 having a seat surface on which a user 101 sits, a push rod 103 connected to the seat portion 102, and a push rod 103 connected to the push rod 103. , A swing generation device 104 that causes the seat portion 102 to swing via the push rod 103, and a swing control device 105 that is connected to the swing generation device 104 and controls various operating characteristics of the swing generation device 104. And a storage box (housing) 106 that stores the push rod 103, the swing generation device 104, and the swing control device 105.
  • the seat portion 102 is formed of a material that can easily fit (fit) to the buttocks when the user 101 sits down, and the seat rod 102 generates rocking through the push rod 103. It is connected to the device 104.
  • fluctuation generator 104 is equipped with the mechanism for rocking
  • the seat portion 102 is provided as a portion used when the user 101 sits, but in another example, in addition to the seat portion 102, the back of the user 101 is provided.
  • the health promotion apparatus 100 may further be provided with a backrest for leaning against.
  • a headrest portion that holds the head of the user 101 may be further provided in the health promotion device 100.
  • FIG. 14 is a schematic configuration diagram of the swing control device 105 shown in FIG.
  • the rocking control device 105 is composed of respective parts 105-1 to 105-4 described in detail below, and the rocking generator 104 is constituted by these parts 105-1 to 105-4.
  • the operation of the swing generation device 104 is controlled so as to generate swings having the following specifications.
  • the frequency adjusting unit 105-1 is for adjusting the frequency of the oscillation output from the oscillation generating device 104, and the frequency is 1 to 3 Hz (1 to 3 times per second, that is, 60 to every minute). (180 times).
  • This numerical value corresponds to the normal heart rate (pulse) of a healthy adult and the average number of steps of a normal adult during normal walking. For example, when the number of steps was actually measured at a speed of 5 to 6 km / hour (normal running to a little fast walking), a result of about 2 steps per second was obtained.
  • the stroke adjusting unit 105-2 is for adjusting the stroke of the swing output from the swing generator 104, and is configured so that the stroke (width of vertical movement) can be set to 8 cm or less. Has been done. This value corresponds to that of a normal adult whose vertical head movement during normal walking is reported to be about 5 cm.
  • the mode setting unit 105-3 is for setting the vertical movement mode of the swing output from the swing generator 104, and the acceleration (impact) applied to the head is ⁇ 0.3 to It is configured to be 2 G (acceleration of about 0.3 to 2 times gravity). This numerical value corresponds to the value that the acceleration applied to the head during normal walking of a normal adult is reported to be about ⁇ 0.6 G. For example, when the vertical acceleration generated on the head is actually measured, a result of 0.5 G is obtained when walking at 4 km / h, a result of 0.6 G is obtained when walking at 5 km / h, and a result of 0.7 G when walking at 6 km / h.
  • the vertical movement mode may be impulse-type acceleration (impact) or sine-waveform acceleration, but is not limited to these shapes, and various factors and conditions during use. In consideration of the above, the vertical movement mode may be selected as a mode having a high efficiency of deriving “movement of interstitial fluid in the brain” or “change in brain pressure”.
  • the duration adjustment unit 105-4 is for adjusting the duration of the swing output from the swing generator 104, and is set for 10 to 60 minutes, or when falling asleep, before falling asleep. It is configured to be possible. This value is based on the time generally recommended for moderate exercise (up to about 60 minutes) and the duration of head up-down movement (30 minutes) used in animal experiments.
  • 15 and 16 are for explaining the operation of the cam type rocking
  • fluctuation generator 104a shown in FIG.15 and FIG.16 is equipped with the tappet 104a2, the cam 104a3, the cam side pulley 104a4, the belt 104a5, the motor 104a6, and the motor side pulley 104a7.
  • the cam type swing generator 104a rotates the cam 104a3 via the motor side pulley 104a7, the belt 104a5, and the cam side pulley 104a4 to move the tappet 104a2.
  • the push rod 103 is vertically moved to swing the seat portion 102 in the vertical direction (vertical direction; z-axis direction).
  • 17 and 18 are explanatory views for explaining the operation of the solenoid type swing generator 104b when a solenoid type is adopted as the mechanism of the swing generator 104 shown in FIG.
  • the solenoid type swing generator 104b shown in FIGS. 17 and 18 includes a plunger 104b2, an electromagnet 104b3, a magnet 104b4, and a spring 104b5.
  • the operation of the health promotion device 100 shown in FIGS. 13 to 18 will be described.
  • the posture of the user 101 when using the health promotion apparatus 100 is “sitting position” as shown in FIG. 13, and the seat portion 102 is moved in the vertical direction (vertical direction; z-axis direction) by the mechanism as described above. ),
  • the vertical “acceleration” is derived from the head 101-1 of the user 101.
  • one of the devices that can be considered as a device for deriving the vertical “acceleration” to the head 101-1 of the user 101 is the “seating up / down motion type” health promotion device 100.
  • the “sitting up and down type” health promotion device 100 not only the head 101-1 of the user 101, but also the thoracoabdomen (including aorta, visceral fat, liver, kidneys) and spine (thoracic / lumbar vertebrae) ),
  • the “acceleration” can be derived.
  • “moderate exercise” is also effective for metabolic syndrome, osteoporosis, etc.
  • the range of the target disease / disorder can be further expanded. Is possible.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram of actions and effects of the health promotion device 100 described above.
  • FIG. 19 shows the systolic blood pressure, the diastolic blood pressure, the average blood pressure of the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure, and the pulse rate (heart rate) of the subject (user) of the health promotion device 100 in order from the top.
  • the broken line indicates the experimental results of a plurality of subjects (5 persons), and the solid line indicates the average value of the experimental results of these plurality of subjects.
  • Subjects 5 adult men and women with systolic blood pressure of 135 mmHg or higher (relatively hypertensive)
  • Frequency of oscillation of health promotion device 100 2 Hz
  • Stroke of the health promotion device 100 3 cm -Acceleration given to the head of the subject by swinging the health promotion device 100: Subject 1, 2, 4, 5 is given 1.0 G acceleration, and subject 3 is given 0.6 G acceleration.
  • the results were obtained that the systolic blood pressure and the mean blood pressure decreased in all of the five subjects. Specifically, the systolic blood pressure falls by 10.4 mmHg on average, the diastolic blood pressure falls by 4.4 mmHg on average, and the average blood pressure of systolic blood pressure and diastolic blood pressure falls by 6.4 mmHg on average. Results were obtained. Therefore, it has been proved that the health promotion device 100 described above can obtain the effect of improving hypertension. Further, according to the health promotion device 100, the pulse rate also decreases in the four subjects (the subject 2 does not record the pulse rate at the start of the test), specifically, the pulse rate is 3.3 times on average.
  • the result obtained was a decrease of 1 / min.
  • the present inventor conducted various experiments in addition to the above-mentioned experiments. For example, the experiment was performed by setting the oscillation frequency to 0.9 Hz ( ⁇ 1 Hz) or setting the acceleration applied to the subject's head by the oscillation to 0.2 G ( ⁇ 0.3 G). It was Under these experimental conditions, the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure hardly changed, and the pulse rate hardly changed. In other words, the above-described improvement effect cannot be obtained with a low frequency or a small acceleration swing.
  • Example of health promotion device Next, various examples in which the health promotion device 100 (see FIGS. 13 to 18) according to the embodiment of the present invention described above is more concretely described. In addition, below, about the structure and control similar to the health promotion apparatus 100 mentioned above, those description is abbreviate
  • FIG. 20 is a schematic configuration diagram of a health promotion device according to the first embodiment of the present invention.
  • the health promotion apparatus 200 connects a seat (seat) 202 on which the user 101 sits, a push rod 203 connected to the lower portion of the seat 202, and a push rod 203.
  • a swing control device 205 that is connected to the swing generation device 204 and controls various operation characteristics of the swing generation device 204.
  • a storage box (housing) 206 for storing the push rod 203, the swing generation device 204, the swing control device 205, and the like, and at least the seat 202 and the storage box 206, which are movable together.
  • a body 207 and an acceleration sensor 208 for detecting an acceleration generated in the vertical direction of the moving body 207 are provided. .
  • the push rod 203, the swing generator 204, the swing control device 205, and the storage box 206 of the health promotion apparatus 200 according to the first embodiment are basically the same as the push rod 103 of the health promotion apparatus 100 described above. It is the same as the motion generator 104 (including the cam type swing generator 104a and the solenoid type swing generator 104b), the swing controller 105, and the storage box 106.
  • the health promotion apparatus 200 differs from the health promotion apparatus 100 in that it includes a moving body 207 and an acceleration sensor 208.
  • the moving body 207 is mainly mounted on the main body 207a having a seat 202, a storage box 206, an acceleration sensor 208 and the like provided on the upper portion, and a power source (not shown) such as an internal combustion engine or an electric motor. ) Wheel 207b rotated by the generated power.
  • a moving body 207 moves the seat 202 and the storage box 206 together, and particularly moves the user 101 who is sitting on the seat 202.
  • the moving body 207 is a vehicle such as a passenger car.
  • the health promotion apparatus 200 swings the head 101-1 of the sitting user 101 in the vertical direction when the user 101 is moved by the moving body 207. It will work. That is, the swing control device 205 of the health promotion apparatus 200 moves the head 101-1 of the user 101, who is sitting on the seat 202, in the vertical direction when the user 101 is moving by the moving body 207.
  • the swing generator 204 is controlled to swing. Thereby, while the user 101 is moving by the moving body 207, the user 101 is given appropriate exercise elucidated based on the experiment to improve the condition of various diseases and recover fatigue. be able to.
  • the user 101 in the sitting state is swung, not only the head 101-1 of the user 101 but also the thoracoabdominal part (aorta, visceral fat, liver, kidney) is included. ) And the spine (thoracic spine and lumbar spine) can be given appropriate exercise.
  • the content of control of the rocking generator 204 by the rocking controller 205 of the health promotion apparatus 200 in the first embodiment (specifically, rocking frequency, rocking stroke, rocking).
  • the acceleration applied to the head 101-1 and the duration of the rocking are the same as the control contents of the rocking generator 104 by the rocking controller 105 of the health promotion apparatus 100 described above.
  • the health promotion device 200 according to the first embodiment has been described above in that the swing control device 205 controls the acceleration of the swing by the swing generation device 204 based on the acceleration detected by the acceleration sensor 208. Different from the health promotion device 100.
  • the swing control device 205 controls the acceleration (vibration GX) of the moving body 207 detected by the acceleration sensor 208 and the swing acceleration (vibration GX) generated by the swing generation device 204 (
  • the acceleration (impact GS) which is the sum of the impact G0) and the desired shear stress, can be applied to the cells in the brain of the user 101 (impact G1), specifically, the acceleration in the range of ⁇ 0.3 to 2G.
  • fluctuation generator 204 is controlled so that it may become. That is, the swing control device 205 subtracts the acceleration (vibration GX) of the moving body 207 detected by the acceleration sensor 208 from the desired acceleration (impact G1) to be applied to the head 101-1 by the swing.
  • Control is performed so that (shock G0) is generated from the swing generation device 204.
  • the head 101-1 can swing the desired acceleration by the swing generation device 204 regardless of the vertical acceleration (acceleration applied to the moving body 207 from the ground during movement) that occurs in the moving body 207. Can be added appropriately.
  • FIG. 21 is a schematic configuration diagram of a health promotion device according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • the health promotion device 250 according to the modified example of the first embodiment has been described above in that when the user 101 is moving, the sitting user 101 is vertically swung. This is the same as the health promotion device 200 according to the first embodiment.
  • the health promotion device 250 according to the modified example moves the plurality of users 101a, 101b, 101c together by the moving body 257, and also moves the plurality of users 101a, 101b, 101c together. It is different from the health promotion apparatus 200 according to the first embodiment in that it is vertically swung.
  • the moving body 257 of the health promotion device 250 is a relatively large shared vehicle (for example, a bus or a railway vehicle). According to the health promotion device 250 according to such a modified example, while the plurality of users 101a, 101b, 101c are moving, appropriate exercise is performed together with the plurality of users 101a, 101b, 101c. Can be given.
  • FIG. 22 is a schematic configuration diagram of a health promotion device according to a second embodiment of the present invention.
  • the left view of FIG. 22 shows a front view of the health promotion apparatus, and the right view of FIG. 22 shows a side view of the health promotion apparatus. In this side view, some constituent elements (shown by broken lines) are shown as transparent to hide the constituent elements.
  • the health promotion apparatus 300 has a support plate 302 on which the user 101 in a standing state rests, a push rod 303 connected to a lower portion of the support plate 302, and a push rod 303. And a swing generator 304 that generates swing in the support plate 302 via a push rod 303, and a swing that is connected to the swing generator 304 and controls various operating characteristics of the swing generator 304.
  • the control device 305 a storage box (housing) 306 that stores the push rod 303, the swing generation device 304, the swing control device 305, and the like, and a movement that can move at least the support plate 302, the storage box 306, and the like.
  • a body 307 and an acceleration sensor 308 that detects acceleration generated in the vertical direction of the moving body 307.
  • Attached to the support plate 302 includes the user 101 and graspable handle 309 to support itself, the.
  • the configurations of the push rod 303, the swing generation device 304, the swing control device 305, and the storage box 306 of the health promotion device 300 according to the second embodiment are basically the push rod 103 of the health promotion device 100 and the swing motion. It is the same as the motion generator 104 (including the cam type swing generator 104a and the solenoid type swing generator 104b), the swing controller 105, and the storage box 106.
  • the health promotion apparatus 300 differs from the health promotion apparatus 100 mainly in that it includes a moving body 307 and an acceleration sensor 308.
  • the moving body 307 is attached to the main body portion 307a provided with the support plate 302, the storage box 306, the acceleration sensor 308, and the like, and a power source (typically an electric motor) not shown is generated. Wheels 307b rotated by power.
  • the moving body 307 moves the support plate 302 and the storage box 306 together, and particularly moves the user 101 who stands on the support plate 302.
  • the moving body 307 is an electric standing motorcycle such as Segway (registered trademark).
  • the health promotion apparatus 300 vertically swings the head 101-1 of the standing user 101 when the user 101 is being moved by the moving body 307. It will work. That is, the swing control device 305 of the health promotion device 300 moves the head 101-1 of the user 101 standing up and down on the support plate 302 up and down when the user 101 is moving by the moving body 307.
  • the swing generator 304 is controlled so as to swing in the direction. As a result, while the user 101 is moving by the moving body 307, the user 101 is given appropriate exercise that has been elucidated based on experiments to improve the condition of various diseases and recover from fatigue. be able to.
  • the thoracoabdominal part aorta, visceral fat, liver, kidney
  • the spine thoracic spine / lumbar spine
  • the lower limbs particularly the bones of the lower limbs, such as the thigh bone, the lower thigh bone (tibia / fibula) and the skeletal muscle tissue of the lower limb.
  • fluctuation control apparatus 305 of the health promotion apparatus 300 in 2nd Example (specifically, rocking
  • the acceleration applied to the head 101-1 and the duration of the rocking are the same as the control contents of the rocking generator 104 by the rocking controller 105 of the health promotion apparatus 100 described above.
  • the health promotion device 300 in the second embodiment has been described above in that the swing control device 305 controls the acceleration of the swing by the swing generation device 304 based on the acceleration detected by the acceleration sensor 308. Different from the health promotion device 100.
  • the content of this control is the same as that of the health promotion device 200 in the first embodiment.
  • the swing control device 305 has the acceleration (vibration GX) of the moving body 307 detected by the acceleration sensor 308 and the swing acceleration (impact G0) generated by the swing generation device 304.
  • the acceleration (impact GS) obtained by adding and is an acceleration (impact G1) capable of applying a desired shear stress to cells in the brain of the user 101, specifically, an acceleration in the range of ⁇ 0.3 to 2G.
  • the swing generator 304 is controlled. Also by this, the swing generation device 304 swings a desired acceleration to the head 101-, regardless of the vertical acceleration (acceleration applied to the mobile 307 from the ground during movement) generated in the mobile 307. 1 can be appropriately added.
  • the modification of the first embodiment may be applied to the second embodiment. That is, the plurality of users 101 in the standing state may be moved together, and the plurality of users 101 may be vertically swung together.

Abstract

適度な運動に起因する医学的な要因に基づいて、使用者１０１の健康を促進する健康促進装置２００であって、使用者１０１の頭部１０１－１を上下方向に揺動させる揺動発生装置２０４と、使用者１０１の健康を促進するように、使用者１０１の脳内における間質液を動かして、所望のせん断応力を使用者１０１の脳内の細胞に付加すべく、揺動発生装置２０４から発生される揺動を制御するように構成された揺動制御装置２０５と、使用者１０１、揺動発生装置２０４及び揺動制御装置２０５を共に移動させるように構成された移動体２０７と、を有し、移動体２０７によって使用者１０１を移動させているときに、この使用者１０１の頭部１０１－１を上下方向に揺動させるように揺動制御装置２０５が揺動発生装置２０４を制御する。

Description

健康促進装置
　本発明は、適度な運動に基づいて使用者の健康を促進する健康促進装置に関する。
　現代の日常生活環境では、ストレスが溜り易くなってきており、多くの人々は、ストレスを解消して、少しでもリラックスした状態で暮らせるような生活環境を望んでいる。そのような人々の要望に対して、適度な運動を行うことにより、ストレスを解消して、健康な状態を維持・促進することが推奨されている。
　しかしながら、適度な運動の定義付けは、医療的観点からは、必ずしも明確なものではなく、ときには、過度な運動を行うことによって、かえって健康を害する場合も起こり得る。
　そのような状況を踏まえて、昨今、身体全体或いはその一部位に運動をもたらすように構成された健康促進装置が多く開発されているが（例えば特許文献１参照）、これらの健康促進装置は、医学的な要因が解明されないままに、例えば、肩のコリをほぐす、ツボを刺激する等、単なる経験則に基づいて開発された装置がほとんどであった。
特開２００６－０２０６５１号公報
　従って、これまでに開発された装置では、適度な運動に起因する医学的な要因に基づいて、様々な疾患の病状の改善や疲労回復を図ることができないという問題点があった。
　本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、実験において解明された適度な運動に起因する医学的な要因に基づいて、使用者に対して様々な疾患の病状の改善や疲労回復を図ることができる健康促進装置を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明は、適度な運動に起因する医学的な要因に基づいて、使用者の健康を促進する健康促進装置であって、使用者の頭部を上下方向に揺動させる揺動発生装置と、使用者の健康を促進するように、使用者の脳内における間質液を動かして、所望のせん断応力を使用者の脳内の細胞に付加すべく、揺動発生装置から発生される揺動を制御するように構成された揺動制御装置と、使用者、揺動発生装置及び揺動制御装置を共に移動させるように構成された移動体と、を有し、移動体によって使用者を移動させているときに、この使用者の頭部を上下方向に揺動させるように揺動制御装置が揺動発生装置を制御する、ことを特徴とする。
　このように構成された本発明によれば、使用者が移動体により移動している最中において、使用者の頭部を上下方向に揺動させることで、実験に基づき解明された適度な運動を使用者に適切に付与することができる。その結果、様々な疾患の病状の改善や疲労回復を図ることが可能となる。
　本発明において、好ましくは、移動体の上下方向に発生する加速度を検出する加速度センサを更に有し、揺動制御装置は、加速度センサにより検出された加速度と、揺動発生装置から発生される揺動の加速度とを足し合わせた加速度が、所望のせん断応力を使用者の脳内の細胞に付加可能な加速度となるように、揺動発生装置を制御するように構成されている。
　このように構成された本発明によれば、移動体に生じる上下方向の加速度（移動中に地面から移動体に付加される加速度）によらずに、所望の加速度の揺動を揺動発生装置によって頭部に適切に付加することができる。
　本発明において、好ましくは、移動体は、複数の使用者を共に移動させるように構成され、揺動発生装置は、複数の使用者の頭部を共に上下方向に揺動させるように構成されている。
　このように構成された本発明によれば、複数の使用者が移動している最中に、これら複数の使用者に対して一緒に適度な運動を与えることができる。
　本発明において、好ましくは、使用者が座るためのシートを更に有し、移動体は、シートに座った状態にある使用者を移動させるように構成され、揺動発生装置は、シートに座った状態にある使用者の頭部を上下方向に揺動させるように構成されている。
　このように構成された本発明によれば、使用者の頭部のみならず、胸腹部（大動脈、内臓脂肪、肝臓、腎臓を含む）及び脊椎（胸椎・腰椎）にも適度な運動を与えることができる。
　本発明において、好ましくは、移動体は、立った状態にある使用者を移動させるように構成され、揺動発生装置は、立った状態にある使用者の頭部を上下方向に揺動させるように構成されている。
　このように構成された本発明によれば、使用者の頭部のみならず、胸腹部（大動脈、内臓脂肪、肝臓、腎臓を含む）及び脊椎（胸椎・腰椎）に加えて、下肢（特に下肢の骨。大腿骨、下腿骨（脛骨・腓骨）及び下肢の骨格筋組織など）にも適度な運動を与えることができる。
　本発明において、好ましくは、揺動制御装置は、揺動の周波数が１～３Hzとなり、且つ、揺動により使用者の頭部に加わる加速度が±０．３～２Ｇとなるように、揺動発生装置を制御するように構成されている。
　このように構成された本発明によれば、実験に基づき解明された適度な運動を、より効果的に使用者に付与することができる。
　本発明において、好ましくは、揺動制御装置は、揺動の上下方向におけるストロークが８ｃｍ以下なるように、揺動発生装置を制御するように構成されている。
　このように構成された本発明によれば、実験に基づき解明された適度な運動を、より効果的に使用者に付与することができる。
　本発明において、好ましくは、揺動制御装置は、使用者が入眠するまでの間又は１０～６０分間、揺動を持続させるように、揺動発生装置を制御するように構成されている。
　このように構成された本発明によれば、実験に基づき解明された適度な運動を、より効果的に使用者に付与することができる。
　本発明の健康促進装置によれば、実験に基づいて解明された適度な運動として、使用者の頭部に上下動の揺動を与えることにより、様々な疾患の病状の改善や疲労回復を図ることができる。
本発明による健康促進装置の原理を説明するための模式図。 トレッドミル走行時にラットの頭部に生じる加速度の測定結果を示す図。 頭部上下動時にラットの頭部に生じる加速度の測定結果を示す図。 造影ＭＲＩの実験において、ラットの頭部上下動によりもたらされた大脳皮質内の間質液の動きを示す図。 ラットの頭部上下動によるｘ軸方向に対する大脳皮質内の造影剤の広がりを示す図。 ラットの頭部上下動によるｙ軸方向に対する大脳皮質内の造影剤の広がりを示す図。 ラットの頭部上下動によるｚ軸方向に対する大脳皮質内の造影剤の広がりを示す図。 ラットの頭部上下動の有無における脳内圧計測の結果を示す図。 図５Ａにおいて頭部上下動が無い場合における、図中の鎖線部分の拡大図。 図５Ａにおいて頭部上下動が有る場合における、図中の鎖線部分の拡大図。 （i）頭部上下動なしの場合の圧変化（黒色の棒グラフ）及び（ii）頭部上下動ありの場合の圧変化(赤色の棒グラフ)をそれぞれ示す図。 「間質液」が動いたことで生じる、神経細胞へのせん断応力（シアストレス）により、セロトニン受容体が細胞表面から細胞の内部へと局在を変えたことを示す図。 「間質液」が動いたことで生じる、神経細胞へのせん断応力（シアストレス）により、セロトニン受容体が細胞表面から細胞の内部へと局在を変えたことを示す別の図。 「間質液」が動いたことで生じる、神経細胞へのせん断応力（シアストレス）により、セロトニン受容体が細胞表面から細胞の内部へと局在を変えたことを定量的に示す更に別の図。 血流により血管壁に加わるせん断応力の大きさを示す図表。 高血圧ラットの頭部上下動による血圧下降を示す図。 身体不活動モデルマウス（両側後肢不動化マウス）で生じる認知障害（学習障害）と頭部上下動によるその救済をモリス水迷路試験の結果で示した図。 高齢（３２週齢）マウスの頭部上下動による耐糖能改善を示す図。 本発明の実施形態による健康促進装置によって導出されるインパルス形の「加速度」の一例を示す図。 本発明の実施形態による健康促進装置の基本構成を示す概略図。 図１３に示した健康促進装置の揺動制御装置を示す概略構成図。 図１３に示した健康促進装置の揺動発生装置としてカム式を採用した場合のカム式揺動発生装置の動作を説明するための説明図。 図１５に示したカム式揺動発生装置の動作を説明するための別の説明図。 図１３に示した健康促進装置の揺動発生装置としてソレノイド式を採用した場合のソレノイド式揺動発生装置の動作を説明するための説明図。 図１７に示したソレノイド式揺動発生装置の動作を説明するための別の説明図。 本発明の実施形態による健康促進装置の作用及び効果についての説明図。 本発明の第１実施例による健康促進装置を示す概略構成図。 本発明の第１実施例の変形例による健康促進装置を示す概略構成図。 本発明の第２実施例による健康促進装置を示す概略構成図。
　以下、本発明の実施形態による健康促進装置を、図面を参照して説明する。
　［実験結果］
　まず、本発明の実施形態による健康促進装置の構成を説明する前に、本発明者によって実験で解明された「適度な運動」と、それに起因する「医学的な要因」について説明する。
　本発明者は、マウスやラット（以下、ラットと略称する）を用いた実験では、図１の模式図で示すように、ラットの「トレッドミル走行時」と「頭部上下動時」とにおけるラットの頭部に生じる「加速度」（以下、「揺動」と称する場合もある）を三次元座標軸の3つの方向、即ち、ｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向でそれぞれ計測したところ、トレッドミル走行時においては、図２Ａに示すような結果、そして頭部上下動時においては、図２Ｂに示すような結果をそれぞれ得た。
　即ち、トレッドミル走行をしている時のラットの頭部の加速度は、図２Ａに示すように、上下方向（即ち、ｚ軸方向）以外の方向（即ち、ｘ軸方向及びｙ軸方向）でもかなりの大きさの加速度がそれぞれ測定された。
　他方、頭部上下動を行った時のラットの頭部の加速度は、図２Ｂに示すように、ほぼ上下方向（即ち、ｚ軸方向）のみで測定され、それ以外の方向（即ち、ｘ軸方向及びｙ軸方向）では、顕著な大きさの加速度が測定されなかった。
　即ち、ラットを用いた動物実験では、「加速度」に関して、トレッドミル走行及び頭部上下動のいずれにおいても、「上下方向」（即ち、ｚ軸方向）でのみ同様な結果が得られたということを示しており、それは、適度な運動において加速度の方向（即ち、揺動の方向）が重要なパラメータの一つであるということを示唆している。
　更に、造影ＭＲＩの実験において、ラットの頭部上下動では、図３に示すように、大脳皮質内の間質液は、主に前後方向に動く（流れる）（3次元座標系では、前後方向としてｙ軸方向を想定：図３参照）。その結果、適度な運動において「頭部を振る方向」が重要なパラメータの別の一つであるということを示唆している。
　図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、大脳内における造影剤の広がりの大きさ（単位：ｍｍ）を縦軸に、そして造影剤注入後の経過時間（単位：分）を横軸にそれぞれ示して、頭部上下動なし（黒色）の場合と頭部上下動あり（赤色）の場合とをそれぞれ3次元座標系のｘ軸方向（左右方向）、y軸方向（前後方向）、及びｚ軸方向（上下方向）に関してグラフにして示したものである。これらのグラフからも、大脳皮質内の間質液は、主に前後方向（図４Ｂのy軸方向）に動くことが理解できる。
　図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、ラットの頭部上下動の実験における、（ラットの）脳内圧計測の結果を示す図であり、実験結果としてラット頭部上下動で、大脳皮質内に１ｍｍHｇ（平均血圧の100分の１）の圧変化が生じることを示している。
　図５Ａは、ラットが麻酔で寝ている状態、即ち、頭部上下動がない状態における、呼吸モニターにて、吸期から呼期への移行が検出されたタイミングを示すと共に、ラットの頭部上下動がある状態における、呼吸モニターにて、吸期から呼期への移行が検出されたタイミングを示す図、図５Ｂは、ラットの頭部上下動がない状態における図５Ａ中に鎖線で示した部分の拡大図、図５Ｃは、ラットの頭部上下動がある状態における図５Ａ中に鎖線で示した部分の拡大図であり、大脳皮質内に１ｍｍHｇ（平均血圧の100分の１）の圧変化が生じていることを示し、圧変化が生じていることは、間質液の動き示していることになる。
　更に、図６は、（i）頭部上下動なしの場合の圧変化（黒色の棒グラフ）及び（ii）頭部上下動ありの場合の圧変化(赤色の棒グラフ)をそれぞれ示す図である。
　上述したように、頭部の加速度（揺動）によって脳内間質液が動くことが確認された。
　「間質液」が動いたことで生じる、（１）細胞へのせん断応力（シアストレス）の大きさは、図３、図４、図５、図６に示した実験結果から０．６～３．６Paと試算され、（２）血管壁に加わるせん断応力の大きさは、図８の表８－１に示す通りである。
　なお、図７Ａは、「間質液」が動いたことで生じる、神経細胞へのせん断応力（シアストレス）により、セロトニン受容体が細胞表面から細胞の内部へと局在を変えたことを示している。図７Ｂは、「間質液」が動いたことで生じる、神経細胞へのせん断応力（シアストレス）により、セロトニン受容体が細胞表面から細胞の内部へと局在を変えたことを示している。図７Ｃは、「間質液」が動いたことで生じる、神経細胞へのせん断応力（シアストレス）により、セロトニン受容体が細胞表面から細胞の内部へと局在を変えたことを定量的に示している。
　そして、発明者は、頭部に加速度（上下動）を加えること、即ち頭部に適度な運動を付与することによって、入眠障害を改善し、入眠を促すこと（睡眠誘導）以外にも以下の疾患や障害に対しても効果が期待され得るという見解に至った。
　(a)高血圧（延髄に存在する血圧の中枢性調節領域などへの作用）
　(b)糖尿病（視床下部に存在する糖代謝調節領域などへの作用）
　(c)認知症（海馬への作用）
　(d)鬱・統合失調症（大脳皮質などへの作用）
　例えば、上記の見解の根拠は、(a)、(c)については、動物実験のデータ、(b)については、糖尿病に関するこれまでの知見に基づく推定、そして(d)については、セロトニンのデータからの推定、にそれぞれ基づくものである。より具体的には、図９は、高血圧ラットの頭部上下動による血圧下降を示しており、図１０は、身体不活動モデルマウス（両側後肢不動化マウス）で生じる認知障害（学習障害）と頭部上下動によるその救済を、モリス水迷路試験の結果で示しており、図１１は、高齢（３２週齢）マウスの頭部上下動による耐糖能改善を示している。
　本発明の実施形態による健康促進装置においては、「適度な運動」とは、「頭部に上下動負荷を加える」ことであり、この適度な運動に起因した「医学的な要因」とは、「間質液」の動き（流れ）であり、この間質液の動きの結果、「間質液」に面した細胞に「せん断応力」（シアストレス）刺激が加わって、身体局所に「シアストレス」が生じる。
　そこで、本発明の実施形態による健康促進装置を、より具体的な構成とするためには、使用者の頭部において、そのｚ軸方向（上下方向）に「加速度」（衝撃）を導出するメカニズム（機構）が必要である。
　なお、「加速度」を導出するメカニズムによって導出される「加速度」は、例えば図１２に示すようなインパルス形のような形状の「加速度」であってもよいし、或いは正弦波形のような形状（図示せず）であってもよく、メカニズムに必要とされる条件は、脳内間質液の動き或いは脳内圧の変化の導出効率がよいものであれば、どのような波形形状の加速度を導出するものであってもよい。
　［健康促進装置の基本構成］
　次に、本発明の実施形態による健康促進装置の基本構成について説明する。図１３は、上述したような適度な運動に起因した医学的な要因に基づいて使用者の健康を促進する健康促進装置の基本構成を示す概略図である。この健康促進装置は、座った状態にある使用者の頭部を上下方向に揺動させるものである。
　図１３に示す健康促進装置１００は、座位上下動方式のもので、使用者１０１が座る座面を有する座部１０２と、座部１０２に接続されたプッシュロッド１０３と、プッシュロッド１０３に接続され、プッシュロッド１０３を介して座部１０２に揺動を発生させる揺動発生装置１０４と、揺動発生装置１０４に接続され、揺動発生装置１０４の様々な動作特性を制御する揺動制御装置１０５と、プッシュロッド１０３、揺動発生装置１０４及び揺動制御装置１０５を収納する収納ボックス（ハウジング）１０６と、を備えている。
　座部１０２は、使用者１０１が座ったときに臀部（buttocks）に容易にフィット（適合）することができる素材で形成されており、プッシュロッド１０３を介して、揺動を発生する揺動発生装置１０４と接続されている。揺動発生装置１０４は、座部１０２を所定のスペックで揺動させるためのメカニズムを備えている。このメカニズムについては、後述する。
　なお、図１３に示す健康促進装置１００では、使用者１０１が座る際に用いられる部分として座部１０２しか設けられていないが、他の例では、座部１０２に加えて、使用者１０１の背中をもたせ掛ける背もたれ部を、健康促進装置１００に更に設けてもよい。また、この背もたれ部と共に、使用者１０１の頭部を保持するヘッドレスト部を、健康促進装置１００に更に設けてもよい。このようなヘッドレスト部を設けた場合、使用者１０１の頭部をヘッドレスト部に保持させた状態で揺動を発生させることで、この揺動により頭部に付与される加速度（衝撃）を安定させることが可能となる。
　図１４は、図１３に示す揺動制御装置１０５の概略構成図である。図１４に示すように、揺動制御装置１０５は、以下に詳述する各部１０５－１～１０５－４で構成されており、これら各部１０５－１～１０５－４により、揺動発生装置１０４が以下に示すスペックの揺動を発生するように、揺動発生装置１０４の動作を制御するように構成されている。
　（１）周波数調整部１０５－１は、揺動発生装置１０４から出力される揺動の周波数を調整するためのものであり、周波数を１～３Hz(毎秒１～３回、すなわち毎分６０～１８０回)に設定可能なように構成されている。この数値は、健常成人の正常心拍数（脈拍）及び健常成人の通常歩行時の平均的歩数に対応するものである。例えば、時速５～６km（通常走行～やや速歩き程度）で歩数を実測したところ、毎秒２歩程度という結果が得られた。
　（２）ストローク調整部１０５－２は、揺動発生装置１０４から出力される揺動のストロークを調整するためのものであり、ストローク（上下動の幅）を８cm以下に設定可能なように構成されている。この数値は、健常成人の通常歩行中の頭部上下動が約５cmと報告されているものに対応させたものである。
　（３）モード設定部１０５－３は、揺動発生装置１０４から出力される揺動の上下動のモードを設定するためのものであり、頭部に加わる加速度（衝撃）が±０．３～２Ｇ（重力の０．３～２倍程度の加速度)であるように構成されている。この数値は、健常成人通常歩行時に頭部に加わる加速度が±０．６Ｇ程度と報告されているものに対応させたものである。例えば、頭部に生じる上下方向の加速度を実測したところ、時速４km歩行では０．５Ｇという結果が得られ、時速５km歩行では０.６Ｇという結果が得られ、時速６km歩行では０.７Ｇという結果が得られ、時速７km歩行（速歩き）では１．０Ｇという結果が得られ、時速８km走行では１．５Ｇという結果が得られ、時速９km走行では１．８Ｇという結果が得られた。なお、ラットを用いた実験では、頭部の上下方向の加速度が１Ｇとなる上下動負荷が有効であった。
　上下動のモードについて、インパルス形の加速度（衝撃）であってもよいし、正弦波形の加速度であってもよいが、それらの形に限定されるものではなく、使用時の様々な要因、状況等を考慮した上で、「脳内間質液の動き」或いは「脳内圧の変化」の導出効率がよい形のもの上下動のモードとして選択すればよい。
　（４）持続時間調整部１０５－４は、揺動発生装置１０４から出力される揺動の持続時間を調整するためのものであり、１０～６０分間、あるいは入眠した場合には入眠までに設定可能なように構成されている。この数値は、適度な運動として一般的に推奨されている時間（６０分間程度まで）及び動物実験で用いた頭部上下動の持続時間（３０分間）に基づくものである。
　図１５及び図１６は、図１３に示した健康促進装置１００を構成する揺動発生装置１０４のメカニズムの一例としてカム式を採用した場合のカム式揺動発生装置１０４ａの動作を説明するための説明図である。
　図１５及び図１６に示したカム式揺動発生装置１０４ａは、タペット１０４ａ２と、カム１０４ａ３と、カム側プーリ１０４ａ４と、ベルト１０４ａ５と、モータ１０４ａ６と、モータ側プーリ１０４ａ７とを備えている。
　図１５及び図１６に示すように、カム式揺動発生装置１０４ａは、モータ１０４ａ６が回転するとモータ側プーリ１０４ａ７、ベルト１０４ａ５、及びカム側プーリ１０４ａ４を介して、カム１０４ａ３が回転してタペット１０４ａ２を上下運動させることにより、プッシュロッド１０３を上下動させて座部１０２を上下方向（鉛直方向；ｚ軸方向）に揺動させるように構成されている。
　図１７及び図１８は、図１３に示した揺動発生装置１０４のメカニズムとしてソレノイド式を採用した場合のソレノイド式揺動発生装置１０４ｂの動作を説明するための説明図である。
　図１７及び図１８に示したソレノイド式揺動発生装置１０４ｂは、プランジャー１０４ｂ２と、電磁石１０４ｂ３と、マグネット１０４ｂ４と、スプリング１０４ｂ５とを備えている。
　図１７及び図１８に示すように、ソレノイド式揺動発生装置１０４ｂは、電磁石１０４ｂ３に通電すると、マグネット１０４ｂ４が上方向に移動してプランジャー１０４ｂ２がプッシュロッド１０３を押し上げる。また、電磁石１０４ｂ３の通電を切ると、マグネット１０４ｂ４は、スプリング１０４ｂ５により下方向に押し下げられて、プッシュロッド１０３も下方向に戻る。このような動作を繰り返すことにより、プッシュロッド１０３を上下動させて座部１０２を上下方向（鉛直方向；ｚ軸方向）に揺動させるように構成されている。
　図１３乃至図１８に示した健康促進装置１００の動作を説明する。
　健康促進装置１００を使用する時の使用者１０１の姿勢は、図１３に示すように、「座位」であり、座部１０２を、上述したようなメカニズムにより、上下方向（鉛直方向；ｚ軸方向）に揺動させることにより、使用者１０１の頭部１０１－１に上下方向の「加速度」を導出する。
　また、健康促進装置１００を使用する時には、使用者１０１の胸腹部及び脊椎（胸椎・腰椎）にも上下方向の「加速度」が生じる。そして、走行・歩行時に胸腹部及び脊椎に生じる「加速度」も主に上下方向の「加速度」であると考えられるので、健康促進装置１００を使用することにより、「加速度」という視点からみれば、「走行・歩行時の状態」を使用者１０１に対して再現することになる。
　発明者が、本願発明を出願する時点で、動物実験等に基づいてその有効性を確認することができているものは、使用者１０１の頭部１０１－１の上下方向の「加速度」のみである。従って、使用者１０１の頭部１０１－１に上下方向の「加速度」を導出するための装置として考えられるものの一つが「座位上下動方式」の健康促進装置１００である。
　上述した「座位上下動方式」の健康促進装置１００であれば、使用者１０１の頭部１０１－１のみならず、胸腹部（大動脈、内臓脂肪、肝臓、腎臓を含む）や脊椎（胸椎・腰椎）にも「加速度」を導出することができる。そして、「適度な運動」がメタボリックシンドロームや骨粗鬆症等にも有効であるという点を考慮すると、このような健康促進装置１００を使用することにより、その対象となる疾患・障害の範囲をより広げることが可能である。
　次に、図１９は、上述した健康促進装置１００による作用及び効果についての説明図である。図１９は、上から順に、健康促進装置１００の被験者（使用者）の収縮期血圧、拡張期血圧、収縮期血圧と拡張期血圧との平均血圧、脈拍数（心拍数）を示している。また、図１９において、破線は、複数の被験者（５人）のそれぞれの実験結果を示し、実線は、これら複数の被験者の実験結果の平均値を示している。
　具体的には、図１９に示す結果は、以下のような実験条件により得られたものである。
・被験者（実験対象者）：収縮期血圧１３５mmHg以上の成人男女５名（比較的高血圧者）
・健康促進装置１００の揺動の周波数：２Hz
・健康促進装置１００の揺動のストローク：３cm
・健康促進装置１００の揺動により被験者の頭部に付与する加速度：被験者１、２、４、５には１．０Ｇの加速度を付与し、被験者３には０．６Ｇの加速度を付与。
・健康促進装置１００の使用頻度、時間及び期間：週３回、1日３０分間を４週間
・血圧測定：午前中（昼食前）の決まった時刻に、座位あるいは臥位にて５分間以上安静状態を保った後、被験者自身が、自動血圧計にて血圧・脈拍数を３回連続して測定し、その３回の平均値を記録した。
・初回の健康促進装置１００の使用前の直近の血圧・脈拍数を「試験開始時」の値として記録し、また、１２回目の健康促進装置１００の使用後の直近の血圧・脈拍数を「試験終了時」の値として記録した。
　上記のような条件のもとで実験を行ったところ、以下のような結果が得られた（図１９）。
被験者１
－試験開始時：収縮期血圧１４８mmHg、拡張期血圧８５mmHg、脈拍数６２回／分
－試験終了時：収縮期血圧１３８mmHg、拡張期血圧８０mmHg、脈拍数６１回／分
被験者２
－試験開始時：収縮期血圧１３７mmHg、拡張期血圧９１mmHg、脈拍数（記録なし）
－試験終了時：収縮期血圧１２５mmHg、拡張期血圧８０mmHg、脈拍数６９回／分
被験者３
－試験開始時：収縮期血圧１６８mmHg、拡張期血圧９５mmHg、脈拍数７０回／分
－試験終了時：収縮期血圧１５４mmHg、拡張期血圧９３mmHg、脈拍数６８回／分
被験者４
－試験開始時：収縮期血圧１４１mmHg、拡張期血圧９８mmHg、脈拍数７７回／分
－試験終了時：収縮期血圧１３７mmHg、拡張期血圧９９mmHg、脈拍数８１回／分
被験者５
－試験開始時：収縮期血圧１３５mmHg、拡張期血圧８５mmHg、脈拍数７２回／分
－試験終了時：収縮期血圧１２３mmHg、拡張期血圧８０mmHg、脈拍数５８回／分
　以上より、被験者５名の全員において収縮期血圧及び平均血圧が下降するという結果が得られた。具体的には、収縮期血圧が平均で１０．４mmHg下降し、拡張期血圧が平均で４．４mmHg下降し、収縮期血圧と拡張期血圧との平均血圧が平均で６．４mmHg下降する、という結果が得られた。したがって、上述した健康促進装置１００により高血圧の改善効果が得られることが実証された。更に、健康促進装置１００によれば、被験者４名（被験者２は試験開始時の脈拍数を記録せず）において脈拍数も低下するという結果、具体的には脈拍数が平均で３．３回／分低下するという結果が得られた。
　なお、本発明者は、上記した実験以外にも種々の実験を行った。例えば、揺動の周波数を０．９Hz（＜１Hz）に設定したり、揺動により被験者の頭部に付与する加速度を０．２Ｇ（＜０．３Ｇ）に設定したりして、実験を行った。この実験条件においては、収縮期血圧及び拡張期血圧はほとんど変化せず、また、脈拍数もほとんど変化しないという結果が得られた。つまり、低い周波数や小さい加速度の揺動では、上述したような改善効果が得られなかった。
　［健康促進装置の実施例］
　次に、上述した本発明の実施形態による健康促進装置１００（図１３～図１８参照）をより具体化した種々の実施例について説明する。なお、以下では、上述した健康促進装置１００と同様の構成及び制御については、それらの説明を適宜省略する。つまり、ここで特に説明しない構成及び制御は、健康促進装置１００と同様であるものとする。
　（第１実施例）
　図２０は、本発明の第１実施例による健康促進装置の概略構成図である。図２０に示すように、第１実施例による健康促進装置２００は、使用者１０１が座るためのシート（座席）２０２と、シート２０２の下部に接続されたプッシュロッド２０３と、プッシュロッド２０３に接続され、プッシュロッド２０３を介してシート２０２に揺動を発生させる揺動発生装置２０４と、揺動発生装置２０４に接続され、揺動発生装置２０４の様々な動作特性を制御する揺動制御装置２０５と、プッシュロッド２０３、揺動発生装置２０４及び揺動制御装置２０５などを収納する収納ボックス（ハウジング）２０６と、少なくともシート２０２及び収納ボックス２０６が搭載され、これらを共に移動させることが可能な移動体２０７と、移動体２０７の上下方向に発生する加速度を検出する加速度センサ２０８と、を備えている。
　第１実施例における健康促進装置２００のプッシュロッド２０３、揺動発生装置２０４、揺動制御装置２０５及び収納ボックス２０６の構成は、基本的には、上述した健康促進装置１００のプッシュロッド１０３、揺動発生装置１０４（カム式揺動発生装置１０４ａ及びソレノイド式揺動発生装置１０４ｂも含む）、揺動制御装置１０５及び収納ボックス１０６と同様である。
　第１実施例における健康促進装置２００は、移動体２０７及び加速度センサ２０８を具備する点で、健康促進装置１００と構成が異なる。この移動体２０７は、主に、シート２０２、収納ボックス２０６及び加速度センサ２０８などが上部に設けられた本体部２０７ａと、この本体部２０７ａに取り付けられ、図示しない動力源（内燃機関や電動モータなど）が発生した動力により回転される車輪２０７ｂと、を有する。このような移動体２０７は、シート２０２及び収納ボックス２０６などを一緒に移動させる、特にシート２０２に座った状態にある使用者１０１を移動させる。例えば、移動体２０７は、乗用自動車などの車両である。
　したがって、第１実施例における健康促進装置２００は、移動体２０７によって使用者１０１を移動させているときに、座った状態にある使用者１０１の頭部１０１－１を上下方向に揺動させるよう機能することとなる。すなわち、健康促進装置２００の揺動制御装置２０５は、使用者１０１が移動体２０７により移動しているときに、シート２０２に座った状態にある使用者１０１の頭部１０１－１を上下方向に揺動させるように揺動発生装置２０４を制御する。これにより、使用者１０１が移動体２０７により移動している最中において、実験に基づいて解明された適度な運動を使用者１０１に与えることにより、様々な疾患の病状の改善や疲労回復を図ることができる。特に、第１実施例によれば、座った状態にある使用者１０１を揺動させるので、使用者１０１の頭部１０１－１のみならず、胸腹部（大動脈、内臓脂肪、肝臓、腎臓を含む）及び脊椎（胸椎・腰椎）にも適度な運動を与えることができる。
　ここで、基本的には、第１実施例における健康促進装置２００の揺動制御装置２０５による揺動発生装置２０４に対する制御内容（具体的には、揺動の周波数、揺動のストローク、揺動により頭部１０１－１に付加する加速度、揺動の持続時間）は、上述した健康促進装置１００の揺動制御装置１０５による揺動発生装置１０４に対する制御内容と同様である。ただし、第１実施例における健康促進装置２００は、揺動制御装置２０５が、加速度センサ２０８によって検出された加速度に基づいて、揺動発生装置２０４による揺動の加速度を制御する点で、上述した健康促進装置１００と異なる。
　具体的には、第１実施例では、揺動制御装置２０５は、加速度センサ２０８によって検出された移動体２０７の加速度（振動ＧＸ）と、揺動発生装置２０４から発生される揺動の加速度（衝撃Ｇ０）とを足し合わせた加速度（衝撃ＧＳ）が、所望のせん断応力を使用者１０１の脳内の細胞に付加可能な加速度（衝撃Ｇ１）、詳しくは±０．３～２Ｇの範囲の加速度となるように、揺動発生装置２０４を制御する。つまり、揺動制御装置２０５は、揺動により頭部１０１－１に付加すべき所望の加速度（衝撃Ｇ１）から、加速度センサ２０８によって検出された移動体２０７の加速度（振動ＧＸ）を減算した加速度（衝撃Ｇ０）を、揺動発生装置２０４から発生させるように制御を行う。これにより、移動体２０７に生じる上下方向の加速度（移動中に地面から移動体２０７に付加される加速度）によらずに、揺動発生装置２０４により所望の加速度の揺動を頭部１０１－１に適切に付加することができる。
　次に、図２１は、本発明の第１実施例の変形例による健康促進装置の概略構成図である。基本的には、第１実施例の変形例による健康促進装置２５０は、使用者１０１が移動しているときに、座った状態にある使用者１０１を上下方向に揺動させる点で、上述した第１実施例による健康促進装置２００と同じである。しかしながら、図２１に示すように、変形例による健康促進装置２５０は、複数の使用者１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを移動体２５７により共に移動させ、且つ、これら複数の使用者１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを共に上下方向に揺動させる点で、第１実施例による健康促進装置２００と異なる。この健康促進装置２５０の移動体２５７は、比較的大型の乗り合い車両（例えばバスや鉄道車両など）である。このような変形例による健康促進装置２５０によれば、複数の使用者１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃが移動している最中に、これら複数の使用者１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃに対して一緒に適度な運動を与えることができる。
　（第２実施例）
　次に、図２２は、本発明の第２実施例による健康促進装置の概略構成図である。図２２の左の図は、健康促進装置の正面図を示し、図２２の右の図は、健康促進装置の側面図を示している。この側面図においては、一部の構成要素（破線で示す）を透して当該構成要素に隠れた構成要素を示している。
　図２２に示すように、第２実施例による健康促進装置３００は、立った状態にある使用者１０１が載る支持プレート３０２と、支持プレート３０２の下部に接続されたプッシュロッド３０３と、プッシュロッド３０３に接続され、プッシュロッド３０３を介して支持プレート３０２に揺動を発生させる揺動発生装置３０４と、揺動発生装置３０４に接続され、揺動発生装置３０４の様々な動作特性を制御する揺動制御装置３０５と、プッシュロッド３０３、揺動発生装置３０４及び揺動制御装置３０５などを収納する収納ボックス（ハウジング）３０６と、少なくとも支持プレート３０２及び収納ボックス３０６などを共に移動させることが可能な移動体３０７と、移動体３０７の上下方向に発生する加速度を検出する加速度センサ３０８と、支持プレート３０２に取り付けられ、使用者１０１が自身を支えるように把持可能なハンドル３０９と、を備えている。
　第２実施例における健康促進装置３００のプッシュロッド３０３、揺動発生装置３０４、揺動制御装置３０５及び収納ボックス３０６の構成も、基本的には、上述した健康促進装置１００のプッシュロッド１０３、揺動発生装置１０４（カム式揺動発生装置１０４ａ及びソレノイド式揺動発生装置１０４ｂも含む）、揺動制御装置１０５及び収納ボックス１０６と同様である。
　第２実施例における健康促進装置３００は、主に、移動体３０７及び加速度センサ３０８を具備する点で、健康促進装置１００と構成が異なる。この移動体３０７は、支持プレート３０２、収納ボックス３０６及び加速度センサ３０８などが設けられた本体部３０７ａと、この本体部３０７ａに取り付けられ、図示しない動力源（典型的には電動モータ）が発生した動力により回転される車輪３０７ｂと、を有する。このような移動体３０７は、支持プレート３０２及び収納ボックス３０６などを一緒に移動させる、特に支持プレート３０２に立った状態にある使用者１０１を移動させる。例えば、移動体３０７は、セグウェイ（登録商標）などの電動立ち乗り二輪車である。
　したがって、第２実施例における健康促進装置３００は、移動体３０７によって使用者１０１を移動させているときに、立った状態にある使用者１０１の頭部１０１－１を上下方向に揺動させるよう機能することとなる。すなわち、健康促進装置３００の揺動制御装置３０５は、使用者１０１が移動体３０７により移動しているときに、支持プレート３０２上に立った状態にある使用者１０１の頭部１０１－１を上下方向に揺動させるように揺動発生装置３０４を制御する。これにより、使用者１０１が移動体３０７により移動している最中において、実験に基づいて解明された適度な運動を使用者１０１に与えることにより、様々な疾患の病状の改善や疲労回復を図ることができる。特に、第２実施例によれば、立った状態にある使用者１０１を揺動させるので、使用者１０１の頭部１０１－１のみならず、胸腹部（大動脈、内臓脂肪、肝臓、腎臓を含む）及び脊椎（胸椎・腰椎）に加えて、下肢（特に下肢の骨。大腿骨、下腿骨（脛骨・腓骨）及び下肢の骨格筋組織など）にも適度な運動を与えることができる。
　ここで、基本的には、第２実施例における健康促進装置３００の揺動制御装置３０５による揺動発生装置３０４に対する制御内容（具体的には、揺動の周波数、揺動のストローク、揺動により頭部１０１－１に付加する加速度、揺動の持続時間）は、上述した健康促進装置１００の揺動制御装置１０５による揺動発生装置１０４に対する制御内容と同様である。ただし、第２実施例における健康促進装置３００は、揺動制御装置３０５が、加速度センサ３０８によって検出された加速度に基づいて、揺動発生装置３０４による揺動の加速度を制御する点で、上述した健康促進装置１００と異なる。この制御内容は、第１実施例における健康促進装置２００と同様である。
　すなわち、第２実施例でも、揺動制御装置３０５は、加速度センサ３０８によって検出された移動体３０７の加速度（振動ＧＸ）と、揺動発生装置３０４から発生される揺動の加速度（衝撃Ｇ０）とを足し合わせた加速度（衝撃ＧＳ）が、所望のせん断応力を使用者１０１の脳内の細胞に付加可能な加速度（衝撃Ｇ１）、詳しくは±０．３～２Ｇの範囲の加速度となるように、揺動発生装置３０４を制御する。これによっても、移動体３０７に生じる上下方向の加速度（移動中に地面から移動体３０７に付加される加速度）によらずに、揺動発生装置３０４により所望の加速度の揺動を頭部１０１－１に適切に付加することができる。
　なお、第２実施例に対しても、第１実施例の変形例を適用してもよい。すなわち、立った状態にある複数の使用者１０１を共に移動させ、これら複数の使用者１０１を共に上下方向に揺動させるようにしてもよい。
　１００、２００、２５０、３００　健康促進装置
　１０２　座部
　１０３、２０３、３０３　プッシュロッド
　１０４、２０４、３０４　揺動発生装置
　１０５、２０５、３０５　揺動制御装置
　２０２　シート
　２０７、２５７、３０７　移動体
　２０７ａ、３０７ａ　本体部
　２０７ｂ、３０７ｂ　車輪
　２０８、３０８　加速度センサ
　３０２　支持プレート
　３０９　ハンドル

Claims (8)

  1. 　適度な運動に起因する医学的な要因に基づいて、使用者の健康を促進する健康促進装置であって、
    　使用者の頭部を上下方向に揺動させる揺動発生装置と、
    　前記使用者の健康を促進するように、前記使用者の脳内における間質液を動かして、所望のせん断応力を前記使用者の脳内の細胞に付加すべく、前記揺動発生装置から発生される揺動を制御するように構成された揺動制御装置と、
    　前記使用者、前記揺動発生装置及び前記揺動制御装置を共に移動させるように構成された移動体と、
    　を有し、
    　前記移動体によって前記使用者を移動させているときに、この使用者の頭部を上下方向に揺動させるように前記揺動制御装置が前記揺動発生装置を制御する、ことを特徴とする健康促進装置。
  2. 　前記移動体の上下方向に発生する加速度を検出する加速度センサを更に有し、
    　前記揺動制御装置は、前記加速度センサにより検出された加速度と、前記揺動発生装置から発生される揺動の加速度とを足し合わせた加速度が、前記所望のせん断応力を前記使用者の脳内の細胞に付加可能な加速度となるように、前記揺動発生装置を制御するように構成されている、
    　請求項１に記載の健康促進装置。
  3. 　前記移動体は、複数の使用者を共に移動させるように構成され、
    　前記揺動発生装置は、前記複数の使用者の頭部を共に上下方向に揺動させるように構成されている、
    　請求項１又は２に記載の健康促進装置。
  4. 　前記使用者が座るためのシートを更に有し、
    　前記移動体は、前記シートに座った状態にある使用者を移動させるように構成され、
    　前記揺動発生装置は、前記シートに座った状態にある使用者の頭部を上下方向に揺動させるように構成されている、
    　請求項１乃至３のいずれか一項に記載の健康促進装置。
  5. 　前記移動体は、立った状態にある使用者を移動させるように構成され、
    　前記揺動発生装置は、前記立った状態にある使用者の頭部を上下方向に揺動させるように構成されている、
    　請求項１乃至３のいずれか一項に記載の健康促進装置。
  6. 　前記揺動制御装置は、前記揺動の周波数が１～３Hzとなり、且つ、前記揺動により前記使用者の頭部に加わる加速度が±０．３～２Ｇとなるように、前記揺動発生装置を制御するように構成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の健康促進装置。
  7. 　前記揺動制御装置は、前記揺動の上下方向におけるストロークが８ｃｍ以下なるように、前記揺動発生装置を制御するように構成されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の健康促進装置。
  8. 　前記揺動制御装置は、前記使用者が入眠するまでの間又は１０～６０分間、前記揺動を持続させるように、前記揺動発生装置を制御するように構成されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の健康促進装置。
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