JP2000254239A

JP2000254239A - 磁気治療器

Info

Publication number: JP2000254239A
Application number: JP11059600A
Authority: JP
Inventors: Shoichiro Yoshioka; 昭一郎吉岡; Yukinami Yo; 征南楊
Original assignee: APOLLO MEC KK
Current assignee: APOLLO MEC KK
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 2000-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】生体信号を分析し、生体刺激信号をバイオフ
ィ−ドバックすると共に、電磁コイルの磁界の強さや周
波数を最適にフィ−ドバック制御すること。【解決手段】右脳と左脳の生体信号を検出するセンサ
６、音声信号をバイオフ−ドバックするレシ−バ７、電
磁コイル８を被験者（生体）に装着するヘッド１３に設
ける。センサ６で検出した生体信号（脳波）を制御装置
５に入力し、Ａ／Ｄ変換器５ｅを通して高速フ−リエ変
換器（ＦＦＴ）５ｆに入力する。ＦＦＴで分析処理され
た脳波のα波等の成分波形を表示器２で表示する。ま
た、音声信号等の生体刺激信号をレシ−バからバイオフ
ィ−ドバックすると共に、電磁コイル８のフィ−ドバッ
ク制御信号を形成して、電磁コイル８で出力される磁界
の強さ、周波数、動作時間を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気発生器の磁界
の強さを生体の治療や健康増進に必要な最小限度の大き
さに抑制し、磁界の強さや周波数を最適にフィ−ドバッ
ク制御すると共に、電源として電池を使用して携帯形と
して構成することができるバイオフィ−ドバック式の磁
気治療器に関する。

【０００２】

【従来の技術】人の肉体的、精神的な健康状態と、脳波
（生体信号）には強い相関関係があるといわれている。
特に、脳部に疾患等の異常がある場合には、正常な場合
と比較して脳波の特性が変化するので、脳波を測定する
ことにより脳部の異常を検出することができる。

【０００３】脳波は、周知のように成分の周波数に応じ
て主としてβ波、α波、θ波、δ波の４種類に分類され
る。β波は１３〜２５Ｈｚの周波数で、緊張していると
きや不安のあるときに現れる脳波である。α波は７〜１
３Ｈｚの周波数で、精神を集中して物事に没頭している
ときや精神状態が安定しているときに現れる脳波であ
る。θ波は３〜７Ｈｚの周波数で、睡眠を始めて間もな
い浅い眠りの状態のときに現れる脳波である。δ波は
０．５〜３Ｈｚの周波数で、熟睡時の深い眠りの状態の
ときに現れる脳波である。

【０００４】このように、成分の周波数に応じて４種類
の異なる脳波が現れるが、脳部に刺激を与えることによ
り、前記のように精神状態の安定に関連性の大きなα波
の割合が大きくなることが知られている。脳部に与える
刺激としては、音や光、電磁波などが用いられている。
脳部の疾患を治療するためには、電磁波を脳部に照射す
ることが有効であることが解明されているので、電磁コ
イルを設けたヘッドを頭部に装着する磁気治療器が開発
されている。この磁気治療器は、精神状態を安定させる
ことにより、健康管理や健康増進にも有用である。

【０００５】磁気治療器は、前記電磁コイルに恒定磁
場、回転磁場、電磁場等の磁場を発生させているが、磁
場の大きさは固定されており、生体信号（脳波）を検出
して解析し、解析の結果に基づくフィ−ドバック制御は
行われていない。このように、磁気治療器は電源や磁場
制御部等を内臓しているので装置全体の重量が重く、サ
イズも大きいので治療所等に固定されて使用されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の磁気治療器は、
電磁コイルで発生する磁界の強さや周波数は固定されて
いるので、治療効果や健康増進が十分には図れないとい
う問題があった。また、磁場の強さが数千ガウスにもな
るために装置が大型になり、電源も商用電源を用いてい
るので設置個所が制限されている。このため、個人が自
宅や屋外等で手軽に磁気治療器を使用することができな
いという問題があった。更に、磁場の強さが大きいので
安全性の面でも問題があった。

【０００７】本発明はこのような問題に鑑み、磁気発生
器の磁界の強さを生体の治療や健康増進に必要な最小限
度の大きさに抑制し、磁界の強さや周波数を最適にフィ
−ドバック制御すると共に、電源として電池を使用して
携帯形として構成することができる磁気治療器の提供を
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１に
係る発明において、磁気治療器を、右脳と左脳の生体信
号を検出するセンサと、生体刺激信号がバイオフィ−ド
バックされるレシ−バと、電磁コイルとを設けたヘッ
ド、および前記センサとレシ−バと電磁コイルに接続さ
れる制御装置を備え、前記制御装置は、センサで検出さ
れた生体信号を分析する演算部と、当該分析した結果に
基づいて電磁コイルにフィ−ドバックする制御信号を形
成する第１の制御部と、前記分析された右脳と左脳の生
体信号を同時に表示する表示部と、生体刺激信号を制御
する第２の制御部と設ける構成とすることによって達成
される。

【０００９】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
記載の磁気治療器において、前記演算部は、センサで検
出されてデジタル信号に変換された生体信号を高速フ−
リエ変換して分析することを特徴としている。

【００１０】また、請求項３に係る発明は、請求項１ま
たは請求項２に記載の磁気治療器において、前記センサ
と生体との接触不良を判定してその旨を報知することを
特徴とする。

【００１１】また、請求項４に係る発明は、請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の磁気治療器において、
前記生体刺激信号として音声信号を用いることを特徴と
している。

【００１２】また、請求項５に係る発明は、請求項１な
いし請求項４のいずれかに記載の磁気治療器において、
前記音声信号にリズム変調した外部音声出力装置の音声
出力を混合して生体にバイオフィ−ドバックすることを
特徴としている。

【００１３】また、請求項６に係る発明は、請求項１な
いし請求項５のいずれかに記載の磁気治療器において、
全体の大きさを葉書サイズないしＢ６判サイズの大きさ
に選定し、携帯型として構成したことを特徴としてい
る。

【００１４】また、請求項７に係る発明は、請求項１ま
たは請求項２に記載の磁気治療器において、前記演算部
は、右脳と左脳の生体信号を分析して異なる特性の複数
の波形成分を形成し、前記表示部は当該異なる特性の複
数の波形成分をそれぞれマルチウインドで同時に表示す
ることを特徴としている。

【００１５】また、請求項８に係る発明は、前記表示部
を動画表示画面で構成したことを特徴としている。

【００１６】このような請求項１に記載の構成とするこ
とにより、センサにより検出された生体信号を分析し、
その結果に基づいて生体刺激信号のバイオフィ−ドバッ
クと電磁コイルのフイ−ドバック制御とを併用してい
る。このため、健康増進が図れると共に、特に脳部疾患
の治療に効果がある。しかも、副作用がなく、安全に操
作できる。

【００１７】請求項２に記載の構成とすることにより、
生体信号をＦＦＴ変換して分析しているので、生体信号
の周波数特性を精度良く分析することができる。

【００１８】請求項３に記載の構成とすることにより、
センサで検出される生体信号の検出不良を確認でき、適
切な対応を取ることができる。このため、測定された生
体信号の信頼性を高めることができる。

【００１９】請求項４に記載の構成とすることにより、
レシ−バにより音声信号をバイオフ−ドバックしている
ので、被験者は違和感なく磁気治療器を利用することが
できる。

【００２０】請求項５に記載の構成とすることにより、
被験者はリラックスした状態で生体刺激信号のバイオフ
−ドバックを実施することができる。

【００２１】請求項６に記載の構成とすることにより、
個人が自宅や屋外等で手軽に、しかも安全に磁気治療器
を使用することができる。

【００２２】請求項７に記載の構成とすることにより、
生体信号の分析結果を異なる複数の波形成分としてマル
チウインドで同時に表示しているので、生体の現状を多
角的に視認することができる。

【００２３】請求項８に記載の構成とすることにより、
対象者が親近感をもって磁気治療器を使用することがで
きる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁気治療器の
実施の形態について図により説明する。図１は磁気治療
器の概略のブロック図である。図１において、１は携帯
形に構成される磁気治療器の本体ケ−スで、例えばＢ６
判サイズ程度の大きさに構成される。２は液晶（Ｌｉｑ
ｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌｙ、ＬＣＤ）を用
いた表示器、３は入力部、４は電源コ−ド、４ａは充電
器である。

【００２５】電源コ−ド４は、商用電源の交流１００Ｖ
のプラグに差し込まれて充電器４ａに装着されている二
次電池を充電する。充電された二次電池を携帯形健康器
具の電源とする。また、一次電池を携帯形健康器具の電
源とすることも可能である。さらに、本体ケ−ス１内に
アダプタを設けておき、給電された交流を直流に変換し
て磁気治療器の電源とすることもできる。

【００２６】上記のような携帯形健康器具の電源となる
二次電池または一次電池を収納するために、本体ケ−ス
１の表示部２とは反対側の裏面に携帯ラジオ等と同様の
電池収納部を設け、蓋を開閉して電池の収納、交換を行
なう。電源装置には電源スイッチが設けられている。９
はテ−プレコ−ダ等の外部音声出力装置、１０は外部コ
ンピュ−タ、１１はハ−ドデスク等の外部記憶装置、１
２は対象となる生体である。本体ケ−ス１の内部には制
御装置が設けられている。

【００２７】生体１２に装着するヘッド１３には、右脳
と左脳の生体信号を検出するセンサ６、音声信号をバイ
オフ−ドバックするレシ−バ７、電磁コイル８が設けら
れている。また、ヘッド１３には、これらのセンサ６、
レシ−バ７、電磁コイル８と、後述する制御装置からの
配線が接続される接続部１３ａが設けられている。

【００２８】図２は磁気治療器の概略のブロック図であ
る。制御装置５には、前記のようにセンサ６、レシ−バ
７、電磁コイル８が接続される。次に制御装置５の構成
について説明する。５ａは、後述するような各種の演算
を行い、信号を形成する中央処理装置（以下ＣＰＵと略
記する）、５ｂは管理プログラム等が格納されているＲ
ＯＭ、５ｃはセンサ６で検出された生体信号のデ−タや
音声信号を格納するＲＡＭである。

【００２９】５ｄはセンサ６で検出された右脳と左脳の
生体信号を増幅する増幅器、５ｅは増幅器５ｄのアナロ
グの出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、
５ｆはＡ／Ｄ変換器５ｅの出力信号をフ−リエ変換する
高速フ−リエ変換器（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒ
ａｎｓｆｏｒｍ、ＦＦＴ）、５ｇは音声信号を形成する
信号処理部、５ｈはタイマ、５ｉは音声信号制御回路、
５ｊは電磁コイル８に印加する制御信号を形成する信号
処理部、５ｋはセンサの接触不良を検出する接触検出部
である。

【００３０】次に、制御装置５の動作について説明す
る。センサ６は、一定時間間隔で生体１０の右脳と左脳
のアナログの生体信号をサンプリングする。センサ６に
より検出されたアナログの生体信号は、増幅器５ｄに入
力される。増幅器５ｄは、入力されたアナログ信号の中
の雑音成分をフィルタにより除去してから増幅してＡ／
Ｄ変換器５ｅに入力する。Ａ／Ｄ変換器５ｅは、アナロ
グ信号の生体信号をデジタル信号に変換し、信号線Ｓ１
からＣＰＵ５ａに出力する。また、信号線Ｓ２からＦＦ
Ｔ５ｆに出力する。

【００３１】接触検出部５ｋよりＣＰＵ５ａに入力され
た検出信号の大きさが所定のレベル以下であれば、セン
サ６と生体１０との接触状態が不良であるものと判定し
て、その旨を表示器２に表示、またはレシ−バ７から音
声を出力することにより被験者に報知して、センサ６の
再装着を促す。センサ６が生体１２に正常に装着されて
いて、入力された検出信号のレベルが所定の大きさ以上
であれば、ＣＰＵ５ａは生体信号の周波数分析を行いβ
波、α波、θ波、δ波の４種類に分割処理し、アドレス
を指定してＲＡＭ５ｃに格納する。

【００３２】生体１０とセンサ６との接触不良の検出に
ついて説明する。生体４とセンサ６との間に、定期的に
標準電圧を印加して、この際に流れる接触電流値を接触
検出部５ｋを通して検出する。印加電圧と接触電流から
接触抵抗を演算し、この接触抵抗値が一定値以上であれ
ば生体４とセンサ６とは接触不良であるものと判定す
る。

【００３３】信号線Ｓ２よりＦＦＴ５ｆに入力された生
体信号は、所定のＦＦＴ処理を行い、周波数帯域のスペ
クトル成分が求められ、ＣＰＵ５ａに入力される。ＦＦ
Ｔ５ｆによる生体信号の分解能は、例えば０．１Ｈｚと
する。ＣＰＵ５ａは、ＦＦＴ５ｆから入力された生体信
号に対しても周波数分析を行いβ波、α波、θ波、δ波
の４種類に分割処理し、アドレスを指定してＲＡＭ５ｃ
に格納する。このように、センサ６で検出された生体信
号をＦＦＴで処理しているので、生体信号の周波数特性
を精度良く分析することができる。

【００３４】また、ＣＰＵ５ａはＲＡＭ５ｃに格納され
ている音声信号を読み出し、上記生体信号の分析結果に
基づいて信号処理部５ｇにより最適のバイオフィ−ドバ
ック信号を形成して、レシ−バ７に出力する。信号処理
部５ｇの処理は、ＲＡＭ５ｃから読み出された音声信号
に対する変調制御を行なうものである。

【００３５】この音声信号を変調制御して、レシ−バか
ら音声信号を聞き取ることは、音楽テ−プを聞く場合の
ように一般的に行われているので、対象者は違和感なく
生体刺激信号としての音声信号を聞くことができる。

【００３６】制御装置５からは、信号処理部５ｇで形成
された音声をバイオフィ−ドバックすると共に、信号処
理部５ｊで形成された制御信号を電磁コイル８に出力
し、電磁コイル８の周波数、磁界の強さ、動作時間を制
御する。センサ６からは前記のように所定の周期で検出
した生体信号（脳波）をサンプリングして制御装置５に
入力しており、検出した生体信号に基づき生体刺激信号
である音声でのバイオフィ−ドバックを行い、また、電
磁コイル８でのフィ−ドバック制御を行う。

【００３７】次に、レシ−バ７への音声信号によるバイ
オフィ−ドバックと電磁コイル８のフィ−ドバック制御
について説明する。レシ−バ７に対する音声信号の出力
時間は任意に設定できる。一例として、例えば５分間隔
で「５分間」〜「２５分間」の時間に設定して５分毎の
時間を表示部に表示し、この時間をマウスやカ−ソルで
選択する。

【００３８】このバイオフィ−ドバックの処理は、生体
信号の周波数解析結果に基づいて、特にα中心周波数の
成分が多くなるように、ＲＡＭ５ｃから読み出した音声
信号を変調制御するものである。このようなバイオフィ
−ドバックを実行中に、センサ６により生体信号が検出
され、前記したような分析が行われる。

【００３９】安定した状態の生体信号の周波数成分のパ
タ−ンには個人差がある。このため、対象者が精神的に
落ち着いて快適な状態が得られた段階でそのときのデ−
タを前記のように格納領域を指定してメモリに記憶させ
る。またこのときの音声信号デ−タをＲＡＭ５ｃの音声
信号記憶領域に書き込み、次回からは、メモリに記憶さ
れている各個人に特有の安定状態のデ−タに生体信号を
誘導するようにバイオフィ−ドバックの制御を行なう。

【００４０】このように、一種の学習効果を持たせるこ
とにより、より早く精神的な安定状態に誘導することが
できる。バイオフィ−ドバックの実施中には、表示器２
の表示画面に例えば、「現在バイオフィ−ドバック実施
中です。眼を閉じてレシ−バからの音声を聞きながらリ
ラックスするように努力して下さい。」という文言を表
示し、被験者の注意を促す構成とすることができる。

【００４１】断続音の音声信号のバイオフィ−ドバック
を実施する際に、テ−プレコ−ダ等の外部音声出力装置
９から音楽や自然音等のバックグランドミュ−ジック
（ＢＧＭ）を音声信号制御回路５ｉを介して取り込み、
前記音声信号と混合してレシ−バから出力することがで
きる。このようなＢＧＭを出力することにより、被験者
はリラックスした状態でバイオフィ−ドバックを実施す
ることができる。

【００４２】この際に、図示を省略しているが被験者
は、磁気治療器に設けたボリュ−ムを調整して前記バッ
クグランドミュ−ジック（ＢＧＭ）のリズムを早めたり
遅くしたりして、すなわちＢＧＭのリズムを変調して、
最適のリラックスした状態が得られるように操作するこ
とができる。このようなＢＧＭのリズムの変調は、音声
信号制御回路５ｉにおいて外部音声出力装置９から入力
されたアナログの音声信号をデジタル信号に変換し、所
定の信号処理を行なうことにより実現することができ
る。

【００４３】なお、上記の例では音声信号をバイオフィ
−ドバックしているが、バイオフィ−ドバックされる生
体刺激信号は音声には限られない。本発明においては、
前記のように光の強弱で眼を刺激するバイオフィ−ドバ
ックや、針で皮膚を刺激するバイオフィ−ドバックとす
るものにも適用することができる。その他にも、振動、
周囲温度、色等のすべての生体刺激手段も生体刺激信号
として用いられ、これらの生体刺激信号に対してバイオ
フィ−ドバックが行われる。

【００４４】次に、電磁コイル８に対するフィ−ドバッ
ク制御について説明する。センサで検出された脳波の成
分を分析して脳部に疾患があることが判明した場合に
は、前記生体刺激信号のバイオフィ−ドバックと共に、
電磁コイルから発生する磁界を生体に作用させることに
より、脳波の成分を正常な特性に近づけること、すなわ
ち脳部疾患の治療に効果があることが判明している。

【００４５】これは、生体刺激信号のバイオフィ−ドバ
ックと共に、電磁コイルから発生する磁界を生体に作用
させることにより、脳神経細胞の電気活動および代謝が
改善され、脳血管抵抗が減少する。また、脳部の血流量
増加、酸素の利用率向上が図れる。このような複合効果
によって脳部疾患が治療されるものである。

【００４６】本発明においては、前記のように電磁コイ
ル８を使用して、生体から検出される脳波を分析し、電
磁コイル８から発生する磁界の大きさ、周波数、動作時
間をリアルタイムでフィ−ドバックしている。しかしな
がら、生体に作用させる磁界は、電磁コイルに限らず他
の形状の磁気発生器を用いることができる。例えば、磁
気発生部が線状や板状に形成された磁気発生器を用いる
ことも可能である。

【００４７】生体信号の周波数分析結果は、外部記憶装
置１１に保存される。バイオフィ−ドバックを実行して
いる際の、良好な波形の周波数分析結果を保存しておく
ことにより、次回の操作において当該保存されているデ
−タを再生して、基準信号として用いることができる。
この外部記憶装置１１には、複数の脳波測定結果をチャ
ンネル別に保存することができる。各デ−タには、タイ
マ５ｈにより測定日時が設定されて前記記憶領域に記憶
される。

【００４８】チャンネルの利用例として、一日の時間帯
毎に分けて脳波の測定結果を異なるチャンネルに保存す
ることができる。例えば、朝のデ−タは脳波チャンネル
１、昼のデ−タは脳波チャンネル２、夜のデ−タは脳波
チャンネル３を使用する。

【００４９】測定された生体信号を更に詳細に解析して
表示画面に表示することや、デ−タの蓄積が必要な場合
には、外部のコンピュ−タ１０を専用のケ−ブルで接続
して、デ−タを転送して外部のコンピュ−タ１０をリモ
−トコントロ−ルすることにより前記各処理を行なう。

【００５０】ＬＣＤで構成される表示器２は、グラフィ
ック型液晶表示モジュ−ルを採用し、例えば、１２８×
１２８画素数のものを用いている。表示器２の表示画面
には、「動作モ−ドの設定画面」、「連続波による生体
信号表示画面」、「ＦＦＴにより処理された連続波によ
る生体信号表示画面」、「棒グラフによるα波拡大表示
画面」、「棒グラフによるβ波拡大表示画面」、「生体
信号分析結果のメモリへの保存画面」、「保存された生
体信号の再生モ−ドの設定画面」、「バイオフ−ドバッ
ク時間選択画面」、「バイオフ−ドバック実施画面」、
「パソコン接続画面」、「センサ接触不良画面」等の動
作モ−ドが表示される。

【００５１】図３に示されているように、入力部３に
は、磁気治療器の運転、停止を指示するスイッチ３ａ、
表示器２の表示画面を切り替えて動作モ−ドを表示する
スイッチ３ｂ、表示器２に表示された設定画面の選択を
決定するスイッチ３ｃ、設定画面の動作モ−ドを実行す
るか（ＯＫ）取消すか（ＮＧ）を選択するスイッチ３ｄ
が設けられている。

【００５２】次に、表示器２と入力部３の操作例につい
て図３〜図８の表示画面の説明図を参照して説明する。
図３は、表示器２に「動作モ−ドの設定画面」を表示す
る例である。図３においてスイッチ３ａをオンにして磁
気治療器の動作を開始する。

【００５３】この際の表示器２の表示画面２Ａには、
「脳波測定」（Ａ１）、「バイオフイ−ドバック」（Ａ
２）、「再生」（Ａ３）、「パソコン接続」（Ａ４）の
選択項目が表示される。この表示画面において切替スイ
ッチ３ｂを押す毎に、順次Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の選
択項目の背景画面が反転する。

【００５４】ここで、「脳波測定」（Ａ１）を選択して
決定スイッチ３ｃを押すと、表示器２の画面は、図４の
表示画面２Ｂに変わる。表示画面２Ｂには、「脳波直接
表示」（Ｂ１）、「脳波ＦＦＴ表示」（Ｂ２）、「α脳
波表示」（Ｂ３）、「β脳波表示」（Ｂ４）、「前画面
に戻る」（Ｂ５）の選択項目が表示される。

【００５５】「脳波直接表示」（Ｂ１）を選択し、決定
スイッチ３ｃを押して選択項目を確定する。このように
して選択した動作モ−ドは反転表示されているので、選
択した動作モ−ドの確認が確実に行なえる。次に、実行
スイッチ（ＯＫ）３ｄを押すと、携帯形健康器具は脳波
直接表示のジョブを実行する。この処理においては、セ
ンサ６により検出された右脳と左脳の生体信号は、Ａ／
Ｄ変換器５ｅより信号線Ｓ１で直接にＣＰＵ５ａに入力
される。この生体信号は、ＣＰＵ５ａで周波数分析がな
されてからＲＡＭ５ｃの所定のエリアに格納される。

【００５６】図５は、この際の表示器２の表示画面２Ｃ
を示すものである。図５において、例えば画面Ｃ１は右
脳の生体信号、Ｃ２は左脳の生体信号を表示する。表示
器２は、前記のようにグラフィック型液晶表示モジュ−
ルを採用しているので、生体信号をグラフ化した画像で
表示することができる。このため、生体信号の特徴を視
覚により瞬時に確認することができる。

【００５７】この画面の横軸には周波数ＦＨｚを、縦軸
にはそのレベルＶを表示する。表示画面２Ｃの表示は、
センサ６による生体信号の測定周期毎に、に更新する。
生体の右脳および左脳の生体信号は、生体毎に特徴が相
違しているので、図５のように右脳および左脳の生体信
号を分離してそれぞれ表示することにより、キメ細かな
健康管理を行なえる。

【００５８】図４において、「脳波ＦＦＴ表示」（Ｂ
２）を選択すると、表示器２は図６の表示画面２Ｄに切
り替わる。この際にも、図５の表示画面と対応させて画
面Ｄ１には右脳の生体信号、Ｄ２には左脳の生体信号を
表示する。この処理においては、センサ６により検出さ
れた右脳と左脳の生体信号は、Ａ／Ｄ変換器５ｅより信
号線Ｓ２からＦＦＴ５ｆに入力されて所定のＦＦＴ処理
が実行され、周波数帯域のスペクトル成分が求められ、
ＣＰＵ５ａを通してＲＡＭ５ｃの所定のエリアに格納さ
れる。当該ＲＡＭ５ｃの所定のエリアに格納された生体
信号の周波数帯域のスペクトル成分が表示画面に表示さ
れる。

【００５９】図６の脳波ＦＦＴ表示においては前記スペ
クトル成分の平均値が表示される。この際に表示する周
波数帯域は３〜３０Ｈｚとし、周波数分解能は０．１Ｈ
ｚ、画面は生体信号の測定周期毎に更新する。また、マ
−カを周波数の最大ピ−クの位置に合わせ、この周波数
の数値を画面の右上に表示する構成とすることができ
る。

【００６０】上記の例では、表示器２の表示画面には動
作モ−ドを文字で表示し、選択された動作モ−ドはその
項目を反転表示しているが、本発明においては選択する
動作モ−ドを動画で表示して、より親近感のある構成と
することができる。図７、図８は、選択された動作モ−
ドを動画で表示画面に表示する例を示す説明図である。
図７、図８において、動作モ−ドの項目は図３の例と対
応させており、表示画面２Ｈには選択項目Ｈ１〜Ｈ４が
表示される。

【００６１】各選択項目Ｈ１〜Ｈ４のｈａの位置には、
人の顔を模擬した人形やフロッピ−デスク等のキャラク
タが配置される。また、ｈｂの位置には、ｈｃの位置に
位置に表示される動作モ−ドを記号で表示している。こ
の記号は、「脳波測定」であれば波形を、また、「バイ
オフィ−ドバック」であれば方向を反転する矢印で表示
し、動作モ−ドと関連付けた記号を表示して、視覚によ
り動作モ−ドが判断できる構成としている。

【００６２】ここで、ｈａの位置に配置されているキャ
ラクタは、対応する動作モ−ドが選択されていない場合
には眼と口を閉じて待機状態とする。切り替えスイッチ
３ｂにより星印ｓをＨ１〜Ｈ４の位置に順次移動させ、
選択した動作モ−ドに対応する位置で星印ｓを停止させ
る。次に、決定スイッチ３ｃで当該の動作モ−ドの選択
を決定すると、対応するキャラクタは眼と口を開け、笑
顔に変化する。

【００６３】すなわち、ｈａの位置に配置されているキ
ャラクタは、対応する動作モ−ドが選択されるかどうか
で表情を変化させる動画として作用させている。本発明
においては、表示器２としてグラフィック型液晶表示モ
ジュ−ルを用いており、画像処理技術を適用することに
より、表示画面に前記の動画を表示することを可能とし
ている。このような動画を表示することにより、対象者
が親近感をもって磁気治療器を使用することができる。

【００６４】前記した外部のコンピュ−タ１０による処
理は、表示器のメニュ−選択画面の項目を選択すること
により行なう。磁気治療器で処理されたデ−タは外部の
コンピュ−タ１０に転送され、外部のコンピュ−タ１０
でデ−タの分析を行なう。この解析されたデ−タを表示
器２に表示し、外部のコンピュ−タ１０のメモリに記憶
する。なお、外部のコンピュ−タ１０のメモリに記憶さ
れたデ−タを磁気治療器で読み出して表示や必要な処理
を行なうこともできる。

【００６５】前記のように、外部記憶装置１１に記憶さ
れたデ−タを再生する場合には、表示器のメニュ−選択
画面の再生の項目を選択する。その後、適宜の脳波チャ
ンネル１〜３を選択することにより、当該脳波チャンネ
ルに記憶されているデ−タを基準信号として読み出し、
この信号に基づいて生体刺激信号のバイオフィ−ドバッ
ク制御、および電磁コイルのフィ−ドバック制御を行な
う。

【００６６】表示器の表示画面をタッチパネルで構成し
て、表示画面に表示された項目にタッチすることにより
前記動作モ−ドの選択を行なう構成とすることもでき
る。このようにタッチパネルにより動作モ−ドを選択す
ると、表示項目の選択がやりやすくなり、磁気治療器の
誤操作を防止できる。

【００６７】上記の例では携帯形の磁気治療器の外形寸
法は、Ｂ６判（１８２ｍｍ×１２８ｍｍ）程度の大きさ
に形成されるものとして説明したが、本発明の磁気治療
器の外形寸法は、携帯の利便性を考慮して適宜に設定す
ることができる。例えば、葉書サイズ（１４５ｍｍ×１
００ｍｍ）程度の大きさとすることも可能である。した
がって、本発明の磁気治療器の外形寸法は、葉書サイズ
ないしＢ６判サイズの大きさのものを対象とするもので
あり、一例として磁気治療器の外形寸法を１６０ｍｍ×
１１０ｍｍに選定する。

【００６８】このように、電源に電池を用いて磁気治療
器を携帯形に構成することにより、磁場の強さを脳部疾
患の治療や健康増進に必要な最小限度に抑制しており、
野外や車中等どこにおいても、また、いつでも、手軽に
しかも安全に磁気治療器を使用することができる。

【００６９】図９は、本発明の処理手順を示すフロ−チ
ャ−トである。次にこのフロ−チャ−トについて説明す
る。ステップＳ１でＲＯＭ５ｂより磁気治療処理のプロ
グラムを読みだして、処理を開始する。ステップＳ２で
は、初期化モジュ−ルのサブル−チン処理を行なう。次
に、ステップＳ３で脳波デ−タのサンプリングと、サン
プリングした脳波デ−タの分析モジュ−ルのサブル−チ
ン処理を行なう。

【００７０】次に、ステップＳ４で磁気治療器のフィ−
ドバック制御モジュ−ルのサブル−チン処理を行なう。
続いて、ステップＳ５で治療時間終了かどうかを判断
し、その判定結果がＮＯ（以下、Ｎと略記する）であれ
ばステップＳ３以下の処理に戻る。

【００７１】ステップＳ５の判定結果がＹＥＳ（以下、
Ｙと略記する）であれば、ステップＳ６の処理に進み、
ＣＲＴ表示モジュ−ルのサブル−チン処理を行ない、ス
テップＳ７で処理プログラムを終了する。

【００７２】図１０は、初期化モジュ−ルのサブル−チ
ン処理の手順を示すフロ−チャ−トである。次にこのフ
ロ−チャ−トについて説明する。ステップＳ２１で初期
化モジュ−ルのプログラムを開始する。ステップＳ２２
では、高速フ−リエ（ＦＦＴ）変換用の余弦（ＣＯＳ）
表を作成する。

【００７３】次にステップＳ２３で、制御装置で形成さ
れるデジタル信号をアナログ信号に変換して外部に出力
する波形を制御するために、Ａ／Ｄ出力波形表を作成す
る。このＡ／Ｄ出力波形表を用いて、センサから入力さ
れる脳波成分の分析を行なうものである。

【００７４】続いて、ステップＳ２４で期日を入力し、
ステップＳ２５で被験者名、年齢、性別を入力する。ス
テップＳ２６ではデ−タファイルを作成する。このデ−
タファイルは、Ｋｅｓｅｒ窓関数を計算して作成され、
検出された生体信号である脳波をＦＦＴ変換する際に用
いる。Ｋｅｓｅｒ窓関数は、フィルタにより除去されな
かったデ−タのノイズを消去して、ＦＦＴの精度を高め
るものである。

【００７５】図１１は、脳波サンプリングとその分析モ
ジュ−ルのサブル−チン処理の手順を示すフロ−チャ−
トである。次にこのフロ−チャ−トについて説明する。
ステップＳ３１で処理プログラムをスタ−トさせる。次
に、ステップＳ３２でアナログ信号で入力された脳波を
デジタル信号に変換する処理を割り込みで行なうように
設定する。この割り込みをオンにして脳波のサンプリン
グを開始する。

【００７６】このように脳波（生体信号）を割り込みで
サンプリングしているので、サンプリングの間隔期間中
にはデ−タの分析やＦＦＴ処理等を行なうことができ
る。ステップＳ３３では、脳波のサンプリングが終了し
たかどうかを判断する。この判定結果がＮであればステ
ップＳ３２の処理に戻り、判定結果がＹであればステッ
プＳ３４のサブル−チン処理に進む。

【００７７】ステップＳ３４では、サンプリングされた
デ−タに前記Ｋｅｓｅｒ窓関数を乗算してＦＦＴ処理を
行なう。次に、ステップＳ３５で、脳波の分析が所定の
回数行われたかどうかを判断する。脳波の分析を所定の
回数行い、分析の結果を重ね合わせることによりＳ／Ｎ
比が改善される。ステップＳ３５の判定結果がＮであれ
ば、ステップＳ３２以下の処理を繰り返す。

【００７８】ステップＳ３５の判定結果がＹであれば、
次に、ステップＳ３６でサンプリングをオフにし、ステ
ップＳ３７の処理に進む。ステップＳ３７の処理は、Ｆ
ＦＴ処理された脳波デ−タのα指標Ｉ、すなわち脳波指
標Ｉα、中心周波数Ｆｍ、α周波数レンジ内の総相関関
数Ｃｏｈを計算するものである。ここで、相関関数Ｃｏ
ｈは、脳波αの周波数レンジ工率／脳波全体の工率で表
され、サンプリングされた左脳と右脳の同期性を反映す
る関数である。

【００７９】図１２〜図１４は、電磁コイルのリアルタ
イムフィ−ドバック制御のサブル−チン処理の手順を示
すフロ−チャ−トである。次にこのフロ−チャ−トにつ
いて説明する。ステップＳ４１で処理プログラムをスタ
−トさせる。次に、ステップＳ４２で目標関数を計算す
る。この目標関数Ｉは、Ｉ＝Ｉα＋Ｃｏｈで表され、サ
ンプリングされた脳波を分析した結果、現時点で生体が
目標とする脳波はどのような信号であるかを示してい
る。

【００８０】次に、ステップＳ４３でサンプリングされ
た脳波は一回目のデ−タかどうかを判断する。この判定
結果がＹであれば、ステップＳ４８以下の処理に進む。
ステップＳ４３の判定結果がＮであれば、ステップＳ４
４の処理に進む。ステップＳ４４では、測定した脳波は
所定のレベルかどうか、すなわち、センサと生体が正常
に接触しているかどうかを判断する。

【００８１】ステップＳ４４の判定結果がＹであれば、
ステップＳ４５の処理で電磁コイルに対するフィ−ドバ
ック信号の周波数範囲を自動的に決定する。ステップＳ
４５の判定結果がＮの場合で、サンプリングされた脳波
の信号が所定のレベルと大きくかけ離れていればそのデ
−タは廃棄する。また、音声や表示により被験者にセン
サを正常に装着するように促す。

【００８２】ステップＳ４５の判定結果がＮの場合であ
っても、許容範囲であれば次にステップＳ４６の処理
で、脳波の測定結果により電磁コイルに対するフィ−ド
バック信号の周波数範囲を演算により決定する。続い
て、ステップＳ４７の処理で脳の電気活動指標は正常か
どうかを判断する。この処理では、被験者がリラックス
した状態にあるか、または緊張した状態にあるかを判断
するものである。前記のように脳波を分析してα波の特
性をみることにより、被験者がリラックスしているかど
うかを判断することができる。

【００８３】ステップＳ４３の判定結果がＹである場合
には、ステップＳ４８の処理に進み、ステップＳ４４の
処理と同様に測定した脳波は所定のレベルかどうか、す
なわち、センサと生体が正常に接触しているかどうかを
判断する。この判定結果がＹであれば、ステップＳ５０
の処理において、ステップＳ４５の処理と同様に電磁コ
イルに対するフィ−ドバック信号の周波数範囲を自動的
に決定する。

【００８４】ステップＳ４８の判定結果がＮであって
も、サンプリングされた脳波の信号が許容範囲であれ
ば、次にステップＳ４９の処理で、脳波の測定結果によ
り電磁コイルに対するフィ−ドバック信号の周波数範囲
を演算により決定する。

【００８５】ステップＳ４７の判定結果がＮの場合、す
なわち、被験者がリラックスしていないと判断された場
合には、ステップＳ５１の処理において、長い音声をレ
シ−バから出力して、被験者にリラックスするよう、注
意を促す。

【００８６】ステップＳ５２の処理では、Ｄ／Ａ変換の
割り込みを設定し、割り込みをオンにする。この割り込
み制御は、電磁コイルに対して周波数、磁界の強さ、動
作時間の制御を行なうものであり、デジタル信号で形成
された制御信号をアナログ信号に変換して電磁コイルに
印加する。このような電磁コイルの制御によりステップ
Ｓ５３で脳部のフィ−ドバック治療を行なう。予め設定
されている時間が経過するとステップＳ５４でＤ／Ａ変
換の割り込み制御をオフにする。

【００８７】図１５は、ＣＲＴ表示モジュ−ルのサブル
−チン処理の手順を示すフロ−チャ−トである。次にこ
のフロ−チャ−トについて説明する。ステップＳ６１で
処理プログラムをスタ−トさせ、次にステップＳ６２の
脳波指標表示メニュ−処理に移行する。この処理では、
脳波のθ波、α波、β波の成分いずれかを表示するの
か、図３のようにこれらをすべて表示するのか、また、
各成分を二次元の棒グラフで表示するのか、または三次
元の棒グラフで表示するのか等のメニュ−項目を、番号
を付してＣＲＴに表示するものである。

【００８８】ステップＳ６３では、ＣＲＴに表示されて
いるメニュ−項目の番号をカ−ソルやマウスで選択す
る。次に、ステップＳ６６の処理で治療を終了するかど
うかを判断する。この判定は、被験者の脳波デ−タの特
性が予め設定されている正常な脳波デ−タの特性と一致
しているかどうかにより行なうことができる。

【００８９】ステップＳ６４の判定結果がＮの場合に
は、前記メニュ−で選択されてところにしたがって、脳
波測定結果をＣＲＴに表示する。ステップＳ６４の判定
結果がＹであれば、ステップＳ６６でこの処理プログラ
ムを終了する。

【００９０】なお、図９〜図１５で説明したフロ−チャ
−トは、制御装置５に外部コンピュ−タ１０を接続し、
外部コンピュ−タ１０をリモ−トコントロ−ルして実行
される。外部コンピュ−タ１０を接続しない場合には、
図９のメイン処理において、ステップＳ２の初期化モジ
ュ−ルとステップＳ６のＣＲＴ表示モジュ−ル以外の処
理を制御装置５が行なう。この際の表示処理の手順につ
いてはフロ−チャ−トを省略しているが、制御装置５に
よる信号処理に基づき、図５、図６で説明したような生
体信号の表示が適宜行われる。

【００９１】図１のように、磁気治療器を携帯形に形成
することにより、個人が自宅内の居間や寝室等の部屋間
で移動させていつでも使用することができる。また、旅
行や外出先にも自由に持ち運びができ、任意の時間に使
用できる利点がある。しかしながら、電源に電池を用い
ているのでデ−タの解析精度が低く、また、表示画面が
小さいことにより生体信号（脳波）の表示内容も簡単な
ものに限定されている。更に個人用として構成されてい
るのでデ−タの蓄積量が少なく、病院等の業務用として
は利用できないという問題がある。

【００９２】そこで、本発明の別の実施の形態において
は、処理能力を高めて生体信号（脳波）のデ−タを精度
良く解析でき、大量のデ−タを蓄積すると共に、表示画
面を大きくしてより詳細に生体信号の解析結果を表示で
きるように磁気治療器を改良している。

【００９３】図１６は、このような改良された磁気治療
器の構成を示す説明図である。この例においては、コン
ピュ−タ１４の表示器２は陰極線管（ＣＲＴ）や液晶
（ＬＣＤ）を用いて、表示画面の大きさを例えば１５イ
ンチ程度に選定している。入力部３はキ−ボ−ドやマウ
スを用いる構成とする。制御装置５には処理能力の高い
ＣＰＵや記憶容量の大きなメモリが設けられている。

【００９４】このように図１６の構成では磁気治療器と
して、大型画面の表示器や処理能力の高いＣＰＵおよび
記憶容量の大きなメモリが設けられている制御装置を用
いているので、生体信号を詳細に解析し、その結果を種
々の波形によりリアルタイムで表示して被験者の脳部の
状態が解明できるようにしている。また、大量のデ−タ
を蓄積することができるので、大勢の被験者に対応する
ことができ、病院等の業務用として最適な磁気治療器が
得られる。

【００９５】図１７は、図１６の構成の磁気治療器にお
ける表示器２の表示画面を示すものである。図１７にお
いて、Ｘ１は左脳の脳波をフ−リエ変換して３次元の波
形で表示する画面、Ｘ２は右脳の脳波をフ−リエ変換し
て３次元の波形で表示する画面である。この３次元の波
形は適宜の色彩でカラ−表示される。この際に表示する
周波数帯域は３〜３０Ｈｚとし、周波数分解能は０．１
Ｈｚ、画面は生体信号の測定周期毎に更新する。また、
マ−カを周波数の最大ピ−クの位置に合わせ、この周波
数の数値を画面の右上に表示する構成とすることができ
る。

【００９６】Ｙ１は左脳の脳波中のθ波成分の変化を棒
グラフで示す画面、Ｙ２は右脳の脳波中のθ波成分の変
化を棒グラフで示す画面である。また、Ｚ１は左脳の脳
波中のα波成分の変化を棒グラフで示す画面、Ｚ２は右
脳の脳波中のα波成分の変化を棒グラフで示す画面であ
る。さらに、Ｗ１は左脳の脳波中のβ波成分の変化を棒
グラフで示す画面、Ｗ２は右脳の脳波中のβ波成分の変
化を棒グラフで示す画面である。

【００９７】Ｙ１、Ｙ２およびＷ１、Ｗ２の画面には、
Ｚ１、Ｚ２の画面と同様の棒グルフが表示されるが、θ
波、β波、α波それぞれの成分について異なる色彩で棒
グラフが形成される。この画面の横軸には周波数を、縦
軸には脳波成分のレベルを表示する。各画面の表示は、
センサ６による生体信号の測定周期毎に更新する。

【００９８】生体の右脳および左脳の生体信号は、生体
毎に特徴が相違しているので、図１７のように右脳およ
び左脳の生体信号を分離してそれぞれ表示することによ
り、現在の脳波成分の状況をリアルタイムで表示するこ
とができる。しかも、マルチウインドで異なる特性の複
数の波形を同時に表示しているので、生体の現状を多角
的に視認することができる。また、脳波成分を二次元の
棒グラフで表示することに代えて、各画面に折線グラフ
や三次元の棒グラフで脳波成分を表示する構成とするこ
ともできる。これらの表示画面は生体信号の測定周期毎
に更新される。

【００９９】これらのＹ１〜Ｗ２の画面で表示される波
形は、センサ６で検出した生体信号をＡ／Ｄ変換器５ｅ
から直接ＣＰＵ５ａに入力し、ＦＦＴ変換することなく
分析した結果を表示することも可能である。この場合に
は、表示される波形は折線グラフ等の単純な波形となる
が、ＦＦＴ処理を行なわないので、処理が早くできる利
点がある。なお、磁気治療器を起動すると、表示器には
磁気治療器の種々の動作モ−ドのメニュ−を選択する項
目が表示される。

【０１００】以上のように、本発明においては、センサ
により検出された生体信号を分析し、その結果に基づい
て生体刺激信号のバイオフィ−ドバックと電磁コイルの
フイ−ドバック制御とを併用する構成としている。この
ため、脳神経細胞の電気活動および代謝が改善され、脳
血管抵抗が減少する。また、脳部の血流量増加、酸素の
利用率向上が図れる。このような複合効果によって脳部
疾患の治療に特に効果がある。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、請求項
１に記載の構成とすることにより、センサにより検出さ
れた生体信号を分析し、その結果に基づいて生体刺激信
号のバイオフィ−ドバックと電磁コイルのフイ−ドバッ
ク制御とを併用している。このため、健康増進が図れる
と共に、特に脳部疾患の治療に効果がある。しかも、副
作用がなく、安全に操作できる。

【０１０２】請求項２に記載の構成とすることにより、
生体信号をＦＦＴ変換して分析しているので、生体信号
の周波数特性を精度良く分析することができる。

【０１０３】請求項３に記載の構成とすることにより、
センサで検出される生体信号の検出不良を確認でき、適
切な対応を取ることができる。このため、測定された生
体信号の信頼性を高めることができる。

【０１０４】請求項４に記載の構成とすることにより、
レシ−バにより音声信号をバイオフ−ドバックしている
ので、被験者は違和感なく磁気治療器を利用することが
できる。

【０１０５】請求項５に記載の構成とすることにより、
被験者はリラックスした状態で生体刺激信号のバイオフ
−ドバックを実施することができる。

【０１０６】請求項６に記載の構成とすることにより、
個人が自宅や屋外等で手軽に磁気治療器を使用すること
ができる。

【０１０７】請求項７に記載の構成とすることにより、
生体信号の分析結果を異なる複数の波形成分としてマル
チウインドで同時に表示しているので、生体の現状を多
角的に視認することができる。

【０１０８】請求項８に記載の構成とすることにより、
対象者が親近感をもって磁気治療器を使用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施の形態である磁気治療器のブ
ロック図である。

【図２】図１の磁気治療器に設ける制御装置のブロック
図である。

【図３】図１の磁気治療器の表示器の表示画面の一例を
示す説明図である。

【図４】図１の磁気治療器の表示器の表示画面の一例を
示す説明図である。

【図５】図１の磁気治療器の表示器の表示画面の一例を
示す説明図である。

【図６】図１の磁気治療器の表示器の表示画面の一例を
示す説明図である。

【図７】図１の磁気治療器の表示器の表示画面の一例を
示す説明図である。

【図８】図１の磁気治療器の表示器の表示画面の一例を
示す説明図である。

【図９】本発明の処理手順を示すフロ−チャ−トであ
る。

【図１０】本発明の処理手順を示すフロ−チャ−トであ
る。

【図１１】本発明の処理手順を示すフロ−チャ−トであ
る。

【図１２】本発明の処理手順を示すフロ−チャ−トであ
る。

【図１３】本発明の処理手順を示すフロ−チャ−トであ
る。

【図１４】本発明の処理手順を示すフロ−チャ−トであ
る。

【図１５】本発明の処理手順を示すフロ−チャ−トであ
る。

【図１６】コンピュ−タを用いる例を示す説明図であ
る。

【図１７】図１６の表示器の表示画面の一例を示す説明
図である。

【符号の説明】

１磁気治療器の本体ケ−ス２表示器３入力部４生体５制御装置５ａＣＰＵ５ｃＲＡＭ５ｅＡ／Ｄ変換器５ｆＦＦＴ５ｉ音声信号制御回路６センサ７レシ−バ８電磁コイル９外部音声出力装置１０外部コンピュ−タ１１外部記憶装置１２生体１３ヘッド１４磁気治療器に用いるコンピュ−タ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】右脳と左脳の生体信号を検出するセンサ
と、生体刺激信号がバイオフィ−ドバックされるレシ−
バと、電磁コイルとを設けたヘッド、および前記センサ
とレシ−バと電磁コイルに接続される制御装置を備え、
前記制御装置は、センサで検出された生体信号を分析す
る演算部と、当該分析した結果に基づいて電磁コイルに
フィ−ドバックする制御信号を形成する第１の制御部
と、前記分析された右脳と左脳の生体信号を同時に表示
する表示部と、生体刺激信号を制御する第２の制御部と
を有することを特徴とする磁気治療器。
【請求項２】前記演算部は、センサで検出されてデジ
タル信号に変換された生体信号を高速フ−リエ変換して
分析することを特徴とする請求項１に記載の磁気治療
器。
【請求項３】前記センサと生体との接触不良を判定し
てその旨を報知してなる請求項１または請求項２に記載
の磁気治療器。
【請求項４】前記生体刺激信号として音声信号を用い
てなる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の磁気
治療器。
【請求項５】前記音声信号にリズム変調した外部音声
出力装置の音声出力を混合して生体にバイオフィ−ドバ
ックしてなる請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
の磁気治療器。
【請求項６】全体の大きさを葉書サイズないしＢ６判
サイズの大きさに選定し、携帯形として構成したことを
特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の
磁気治療器。
【請求項７】前記演算部は、右脳と左脳の生体信号を
分析して異なる特性の複数の波形成分を形成し、前記表
示部は当該異なる特性の複数の波形成分をそれぞれマル
チウインドで同時に表示してなる請求項１ないし請求項
５のいずれかに記載の磁気治療器。
【請求項８】前記表示部を動画表示画面で構成したこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記
載の磁気治療器。