JPH0928678A - ストレス測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 普遍的で精度の高い評価値が得られると共
に、測定に長い時間を必要としないストレス測定装置を
提供する。 【構成】 ストレス計測回路７には、鼻部皮膚温及び額
部皮膚温を測定するためのサーモカメラ１が接続されて
おり、ストレス計測回路７では、先ず温度差算出部２に
て、鼻部皮膚温と額部皮膚温の差ΔＴが算出される。次
に、Ｓ−ΔＴ特性処理部３では、Ｓ−ΔＴ特性メモリ４
に格納されているストレス推定式に基づいて、前記温度
差ΔＴからストレス度Ｓが算出される。算出されたスト
レス度は、プリンター５及びディスプレイ６へ出力され
て、その値が表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、緊張状態、興奮状態、
或いは覚醒状態等のストレス状態におけるストレス度を
定量的に測定するストレス測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自己の健康状態を管理するた
めにストレス度を評価することが行なわれており、例え
ば、指先の脈波の測定データに対してカオス解析を施
し、これによって得られるカオスアトラクターに基づい
て、ストレス度を推定する装置が提案されている。該装
置においては、ディスプレイに描画されるカオスアトラ
ターのパターンを目視によって判別し、ストレスの度合
いを定性的に評価する。

【０００３】又、人間の指先等、抹消部の皮膚温がスト
レス時に低下することが従来より知られており、この皮
膚温の低下量を測定して、該温度低下量をもってストレ
ス度の評価値とすることが可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カオス
アトラクターに基づくストレス度の評価においては、ス
トレス度の定量的把握が困難である問題がある。一方、
抹消部皮膚温の低下量に基づくストレス度の評価方法に
よれば、定量的な評価値は得られるが、ストレス負荷に
よる抹消部皮膚温の低下量には個人差があって、普遍的
なストレス度の評価値を得ることが出来ない問題があ
る。又、安静状態からの皮膚温低下量を正確に測定する
には、皮膚温が一定になるまで安静状態を保つ必要があ
るため、測定に時間がかかるばかりでなく、時間の経過
に伴って環境温度や湿度が変化して、環境の違いによる
誤差が生じることになる。

【０００５】本発明の目的は、普遍的な評価値が得られ
ると共に、測定に長い時間を必要としないストレス測定
装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明に係るストレス測定
装置は、外界に露出した人体の抹消部(例えば鼻部)と体
幹部(例えば額部)の皮膚温の温度差ΔＴを測定する温度
差測定手段と、ストレス度Ｓを前記温度差ΔＴの１次式
として表わしたストレス推定式であって、種々のストレ
スを多数の被験者に負荷したときの温度差ΔＴの平均値
がストレス度Ｓの全スケールの４０％乃至６０％の範囲
内(例えば５０％)となる様に比例係数が決められた、所
定のストレス推定式を記憶したメモリ手段と、メモリ手
段に記憶されているストレス推定式に基づいて、温度差
ΔＴの実測値からストレス度Ｓを算出するストレス度算
出手段と、算出されたストレス度を出力する出力手段と
を具えている。

【０００７】具体的には、ストレス推定式は下記数２で
表わされる。

【数２】Ｓ＝３３.５９×ΔＴ 但し、Ｓ＜０のときは、Ｓ＝０ Ｓ＞１００のときは、Ｓ＝１００

【０００８】

【作用】本発明においては、ストレス度を評価するため
に、抹消部皮膚温と体幹部皮膚温の差ΔＴが用いられ
る。抹消部皮膚温はストレス度の大小に応じて変化し、
ストレス度が大きくなると、抹消部皮膚温は低下する。
又、環境温度や湿度等、環境条件が変化すれば、抹消部
皮膚温も変化する。一方、体幹部皮膚温は、ストレス度
の大小によっては変化せず、環境条件の変化のみに応じ
て変化する。従って、抹消部皮膚温と体幹部皮膚温の差
をとれば、環境条件の変化による温度変化成分が相殺さ
れて、該温度差はストレス度の大きさのみを表わす指標
となる。又、抹消部皮膚温と体幹部皮膚温の差によれ
ば、従来の如く安静状態を基準としないので、温度測定
値は瞬時の値をとればよく、測定に時間はかからない。

【０００９】又、本発明においては、予め、多数の被験
者を対象として種々のストレスを負荷し、温度差ΔＴを
実測する実験が行なわれ、これらの測定データの平均値
が算出される。そして、温度差ΔＴの平均値がストレス
度Ｓの全スケールの約５０％となる様に比例係数が決め
られ、一次式のストレス推定式が導出される。この予備
実験では、多数の被験者を対象として種々のストレスが
負荷されるので、各被験者についての温度差ΔＴは、各
被験者に負荷されたストレスの度合いと、各被験者のス
トレスに対する感受性の個人差に応じ、統計学的に分布
することになる。ここで、温度差ΔＴの平均値をとれ
ば、該平均値は、ストレスの度合いが約５０％のときの
温度差に対応するものと考えられる。従って、導出され
たストレス推定式は、個人差が統計学的に処理されて、
ストレス度と温度差の関係を普遍的に表わすものとな
る。

【００１０】実際のストレス度の測定においては、人体
の抹消部と体幹部の皮膚温が同時に測定され、これらの
温度差ΔＴが算出される。そして、前記ストレス推定式
に基づいて、該温度差ΔＴに対応するストレス度が算出
される。

【００１１】

【発明の効果】本発明に係るストレス測定装置によれ
ば、普遍的で定量的なストレス度が得られる。然も、皮
膚温の測定においては、安静状態における測定が不要で
あって、瞬時値を取り込めばよいので、測定に長い時間
を必要としない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面に沿っ
て詳述する。図１は、ストレス測定装置の構成を示して
おり、抹消部である鼻部と体幹部である額部の皮膚温を
測定するためのサーモカメラ(１)を具えている。該サー
モカメラ(１)はマイクロコンピュータ等からなるストレ
ス計測回路(７)に接続されており、該回路によって導出
されたストレス度Ｓは、プリンター(５)及び／又はディ
スプレイ(６)へ出力される。

【００１３】ストレス計測回路(７)は、サーモカメラ
(１)によって撮影された赤外顔画像から鼻部と額部の温
度データを抽出して、両者の温度差ΔＴを算出する温度
差算出部(２)と、算出された温度差ΔＴからストレス度
Ｓを算出するＳ−ΔＴ特性処理部(３)と、所定のストレ
ス推定式が記憶されているＳ−ΔＴ特性メモリ(４)とを
具えている。

【００１４】Ｓ−ΔＴ特性メモリ(４)に記憶されている
ストレス推定式は、額部皮膚温をＴｈ、鼻部皮膚温をＴ
ｎとして、下記数３で表わされる。

【数３】Ｓ＝３３.５９×(Ｔｈ−Ｔｎ) 但し、Ｓ＜０のときは、Ｓ＝０、Ｓ＞１００のときは、
Ｓ＝１００とする。これによってストレス度Ｓは０〜１
００の範囲で表わされる。

【００１５】次に、本発明に係るストレス計測手法の根
拠となった各種測定データについて説明する。図３は、
被験者１１７名を対象とする予備実験の結果を表わして
いる。予備実験に於いては、安静状態と、種々のストレ
ス負荷状態(画面上で動く１点をマウス操作によって追
跡するトラッキング作業、異なる音圧の刺激音による聴
覚刺激等)における額部皮膚温と鼻部皮膚温を測定し、
２つの皮膚温の関係をグラフ化したものである。図示の
如く、ストレスのない状態、即ち安静時には、被験者に
よってこれらの皮膚温はまちまちであるが、何れの被験
者においても、皮膚温は額部と鼻部で略同一の値を示し
ている。これに対して、ストレスのある状態では、鼻部
皮膚温は額部皮膚温よりも低く、ばらついている。

【００１６】図３の如く安静時には、何れの被験者にお
いても、鼻部皮膚温と額部皮膚温とは略一致しており、
然も、額部は体幹部であって、その皮膚温はストレスの
負荷によっては変らないので、鼻部皮膚温の低下量の基
準値として、安静時の鼻部皮膚温に替えて、額部皮膚温
を採用することが出来るのである。

【００１７】又、ストレス負荷状態においては、鼻部皮
膚温と額部皮膚温の温度差は図４の如くばらついてお
り、その平均値は１.４９℃となった。予備実験では、
多数の被験者を対象として種々のストレスが負荷される
ので、各被験者についての温度差ΔＴは、各被験者に負
荷されたストレスの度合いと、各被験者のストレスに対
する感受性の個人差に応じ、統計学的に分布することに
なる。ここで、温度差ΔＴの平均値をとれば、該平均値
は、ストレスの度合いが約５０％のときの温度差に対応
するものと考えられる。

【００１８】そこで、温度差ΔＴが１.４９℃のとき、
ストレス度Ｓを５０、温度差ΔＴがその２倍の２.９８
℃のとき、ストレス度を１００として、上記数３のスト
レス推定式を導出したのである。尚、数３の推定式は、
３４℃＜Ｔｈ＜３６℃の範囲のデータのみに基づいて導
出したので、この範囲でのみ成立する。

【００１９】図４は、ストレス負荷状態での温度測定デ
ータのみをプロットしたもので、上記の如くストレス度
が５０と１００の場合の鼻部皮膚温と額部皮膚温の関係
を、図中に破線で表わした。図示の如く、温度測定デー
タは、ストレス度が５０の破線を中心として、略均等に
ばらついている。

【００２０】図５は、特定の被験者についての額部皮膚
温、鼻部皮膚温、及び上記数３によって算出したストレ
ス度の時間変化を表わしたものである。ここでは、先ず
安静閉眼を保った後、図６に示す質問紙によって心理評
定を行ない、その後、安静閉眼を経て、ストレス負荷の
ための作業を行なった。そして、更に質問紙による心理
評定及び安静閉眼を経て、最後に質問紙による心理評定
を行なった。

【００２１】図示の如く、安静閉眼時にはストレス度は
低く、作業中はストレス度が増大しており、このグラフ
から、本発明の推定式によるストレス度は、ストレス負
荷状態の変化を適確に表わしていると言える。

【００２２】更に図７は、１６８名の被験者を対象とし
て、環境温度２５℃のもとで、種々のストレス負荷状態
(テレビゲーム、暗算による足し算、ビデオの鑑賞)を与
えた実験の結果を表わしており、横軸は、数３によるス
トレス推定結果、縦軸は、被験者からのストレス主観申
告値(０乃至１００)である。尚、ストレス主観申告値
は、図６に示す質問紙の質問項目の中で、申告値が最大
であった項目を選択し、その申告値をストレス主観申告
値とした。

【００２３】これらのストレス推定結果とストレス主観
申告値との相関を調べたところ、両者の相関係数はｒ＝
０.５１１と高く、本発明のストレス推定式の妥当性が
実証された。従って、上記数３の比例係数３３.５９
は、温度差ΔＴの平均値から導出した統計学的な数値で
あるが、人間のストレスに関する普遍的特性を表わして
おり、生理学的な意義を有するものと考えられる。

【００２４】この様に、ストレス度Ｓと温度差ΔＴの間
に一定の関数関係が成立するのは、額部皮膚温から鼻部
皮膚温を差し引くことによって、環境温度や湿度等の環
境条件の変化による温度変化成分が相殺されるためであ
り、更に、鼻部皮膚温はストレスの負荷によって大きく
変化するのに対し、額部皮膚温はストレスによっては影
響を受けないためであると考えられる。

【００２５】図１のストレス測定装置においては、上記
数３のストレス推定式がＳ−ΔＴ特性メモリ(４)に格納
されており、図２に示す手続きに従って、実際にストレ
ス度が測定される。先ずステップＳ１にて、サーモカメ
ラ(１)によって被験者の赤外顔画像が検出される。ステ
ップＳ２では、ストレス計測回路(７)の温度差算出部
(２)によって、額部と鼻部の温度データが抽出された
後、ステップＳ３にて温度差ΔＴが算出される。

【００２６】次にステップＳ４では、ストレス計測回路
(７)のＳ−ΔＴ特性処理部(３)が、Ｓ−ΔＴ特性メモリ
(４)に格納されているストレス推定式を読み出し、前記
算出された温度差ΔＴを該ストレス推定式に代入して、
ストレス度Ｓを算出する。この様にして算出されたスト
レス度Ｓは、ステップＳ５にて、プリンター(５)及び／
又はディスプレイ(６)へ出力され、その値が表示され
る。その後、ステップＳ６にて、計測を終了するかどう
かの判断を経て、計測処理を終了する。

【００２７】上記ストレス測定装置においては、予備実
験の結果に基づいて、複数の被験者に普遍的に適用可能
なストレス推定式が導出され、実際のストレス測定時に
は、該推定式に基づいてストレス度が算出されるので、
被験者毎にストレス推定式を切り換える必要がなく、妥
当性のあるストレス度を容易に得ることが出来る。又、
皮膚温の測定においては、定常状態まで待つことなく、
瞬時値を取り込めばよいので、迅速な測定が可能であ
る。

【００２８】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るストレス測定装置の構成を表わす
ブロック図である。

【図２】ストレス測定時の処理を表わすフローチャート
である。

【図３】ストレスのない状態とストレスのある状態にお
ける額部皮膚温と鼻部皮膚温の関係を表わすグラフであ
る。

【図４】ストレスのある状態での同上の関係に、ストレ
ス度５０とストレス度１００を表わす直線を記入したグ
ラフである。

【図５】皮膚温及びストレス度の時間変化を表わすグラ
フである。

【図６】実験に用いた質問紙を示す図である。

【図７】ストレス推定結果とストレス主観申告値の相関
を表わすグラフである。

【符号の説明】

(１) サーモカメラ (２) 温度差ΔＴ算出部 (３) Ｓ−ΔＴ特性処理部 (４) Ｓ−ΔＴ特性メモリ (５) プリンター (６) ディスプレイ (７) ストレス計測回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人体が受けるストレス度を測定するスト
   レス測定装置であって、 人体の体幹部の皮膚温と抹消部の皮膚温の温度差ΔＴを
   測定する温度差測定手段と、 ストレス度Ｓを前記温度差ΔＴの１次式として表わした
   ストレス推定式であって、種々のストレスを多数の被験
   者に負荷したときの温度差ΔＴの平均値がストレス度Ｓ
   の全スケールの４０％乃至６０％の範囲内となる様に比
   例係数が決められた、所定のストレス推定式を記憶した
   メモリ手段と、 メモリ手段に記憶されているストレス推定式に基づい
   て、温度差ΔＴの実測値からストレス度Ｓを算出するス
   トレス度算出手段と、 算出されたストレス度を出力する出力手段とを具えたこ
   とを特徴とするストレス測定装置。
2. 【請求項２】 ストレス推定式は下記数１で表わされる
   請求項１に記載のストレス測定装置。 【数１】Ｓ＝３３.５９×ΔＴ 但し、Ｓ＜０のときは、Ｓ＝０ Ｓ＞１００のときは、Ｓ＝１００