JPH0317504B2 - - Google Patents

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
めのバイオフイードバツク装置に関する。

（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
にフイードバツクして自己コントロール（訓練）
するバイオフイードバツクが注目されている。こ
のバイオフイードバツ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つ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、心拍数、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１０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１２に送り
LED（発光ダイオード）等で表示して被験者にフ
イードバツクし、被験者の自己訓練に供してい
る。

また、心拍数であれば、これを検出し、その表
示をバーグラフで行つてフイードバツクし、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、この信号によつて例え
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
イードバツクする。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、バイオフイードバツクは単なる自己
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つ
て、コントロールが左右さ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」NHKブツク、池見酉次朗著。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つて考えると、α波はリラ
ツ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イードバツク
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イード
バツクしても、フイードバツ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、これをバイオフイードバツクによつて
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
量が比例的に上るようになつているが、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つてしまう。

このように、従来の装置では、単純な音や光で
フイードバツ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
オフイードバツ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つた。

脳には新皮質（抑制をコントロールする）と古
皮質（本能をコントロールする）とがあり、従来
のバイオフイードバツ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
るので初心者にとつ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
オフイードバツ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、初心者でも古
皮質へ向わせる自律訓練を容易に行えるようにし
たバイオフイードバツ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
フイードバツク装置によれば、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ツチからの外部入力
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つて調
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み、上述
のレベル調節信号発生部は、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ための遅延回路を具えること
を特徴とする。

（作用） このように、この発明によれば、生体情報レベ
ルだけでなく、時間をもフイードバツク情報とし
て組み込んだ構成となつている。従つて、音源装
置を例えばCDプレーヤとかCDカセツトテープレ
コーダ等として被験者の好む音楽又は音情報を予
めセツトしておき、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つた時間
間隔で生体情報のレベル変化を検出し、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つ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。従つて、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ツチによつて医師
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イー
ドバツ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イードバツク装置
の一実施例を説明するためのブロツク図及び第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イードバツク装置によれ
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つて
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ツチ７０とを具えている。

生体情報検出器２０は、被験者から生体情報を
このバイオフイードバツ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
ているフイルタ回路（図示せず）を経て増幅器２
４に送り増幅し、増幅された生体情報をＡ／Ｄコ
ンバータ２６でデイ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
取つた相対レベル値でプロツトしかつ横軸に時間
を取つてプロツトした第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つた相対レベル値でプ
ロツトしかつ横軸に時間を取つてプロツトした第
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２６から
のデイジタル信号を例えば１〜10秒のような被験
者にとつて好ましいと思われる時間間隔Ｓ（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S₁，S₂，S₃，S₄，S₅で示し、それぞれの場
合のレベルをL₁，L₂，L₃，L₄，L₅で示してある。
このサンプリングされた生体情報のレベルを、一
方においては一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つた
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。また、この遅延時間は任意に設定
できる。

いずれの場合であつても、このレベル比較器３
３では、一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つたかを
表わすレベル変動信号△Ｌ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は上述したレベル変
動信号△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６
０のLED６２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LED６
２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
来るようになしてある。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によつてその音量レベルが調整され
た後スピーカ６４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
ル調節信号によつて行う。

従つて、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L₁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P₁に調節出来
るようになしてある。

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（L₁→L₂）のよ
うなレベル変動があつた時は、レベル変動信号△
Ｌが変動に対応した有限値となつている。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P₁を保持し続け、
後者のサンプリング時刻S₂となつた時にこの時刻
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
構成となつている。そして、このレベル調整信号
は、新たな音量レベルP₂となつた後は、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、ｔ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
L₄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
調節信号を音量レベル調節器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、L₁のようなレベル時には音楽の音量
レベルが最大レベルP₁（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イードバツクコン
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つて低出力
（無音や低レベル）になると、大脳では新皮質が
働き、バイオフイードバツクを難しくする。これ
がため、好ましくは、レベル調節信号発生回路３
４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
よつ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こえるようにするた
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生させ、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
調節信号デイレイタイムを設け、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ツチ７０を用いて、例えば
医師のコントロールによつ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ツチ７０の調整手段
によつ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
給することによつ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
うな錯覚に落入り、バイオフイードバツクコント
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、このバイオフイードバツクに光や単
純な音の他に音楽を使つている。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、
バイオフイードバツ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。
従つて、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、一瞬の間、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
にすることによつて、バイオフイードバツクコン
トロールが出来たと認知させ、継続的にコントロ
ールさせている。

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） 上述した説明からも明らかなように、この発明
のバイオフイードバツク装置によれば、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てあるの
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
ロールスイツチによつ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て
あるので、自己訓練の向上を図ることが出来る。

さらに、この発明のバイオフイードバツク装置
には、レベル調整信号発生部に遅延回路を設けて
ある。

そして、この遅延回路により作り出される遅延
時間によつて、短時間内に繰り返される煩雑な生
体情報の変化を吸収することができるので、遅延
時間以上は持続するフイードバツク情報を被験者
に与えられる。従つて、微少な変化、例えばノイ
ズやアーチフアクトまたは、不安定な生体情報に
煩わされることなく安定したバイオフイードバツ
クを行うことができる。

また、この遅延回路により、作り出される遅延
時間は任意に設定できるので、バイオフイードバ
ツク装置の応答性を変化させることが可能であ
る。このために被験者の習熟度に適した遅延時間
（応答性）を設定することができる。例えば、高
度な熟練者には遅延時間最小のバイオフイードバ
ツクを行つてもらうことにより、短時間での自己
制御・自己調整を体得させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のバイオフイードバツク装置
の一実施例を説明するためのブロツク図、第２図
はこの発明の説明に供する図、第３図Ａ及びＢは
従来のバイオフイードバツク装置の説明図であ
る。 ２０……生体情報検出器、２２……センサ、２
４……増幅器、２６……Ａ／Ｄコンバータ、３０
……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、６０……表示
部、６２……LED、６４……スピーカ、７０…
…外部コントロールスイツチ。

Claims (1)

【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
   ツ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
   調節信号によつ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
   示部とを含み、前記レベル調整信号発生部は、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た
   めの遅延回路を具えることを特徴とするバイオフ
   イードバツク装置。