(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の振動を検出し、検出信号を出力する物理量検出手段と、
出力された前記検出信号の周波数を算出する周波数算出手段と、
算出された前記周波数に基づき、前記生体の自律神経機能を判定する判定手段と、
を備え、
前記物理量検出手段は、加速度センサー及び角速度センサーの少なくとも何れかであり、
前記周波数算出手段は、前記検出信号を周波数解析し、
前記判定手段は、前記周波数解析の結果から、所定の周波数帯域において最大の強度を示すピーク値周波数を抽出し、
前記周波数帯域内において、副交感神経が交感神経に対し優位な状態であることを表す第１の周波数帯域を設定し、
前記判定手段は、前記第１の周波数帯域に前記ピーク値周波数が含まれない場合に自律神経失調症であると判定することを特徴とする自律神経機能診断装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記所定の周波数帯域は０．１〜２０Ｈｚであることを特徴とする自律神経機能診断装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ピーク値周波数は前記生体の安静時の検出信号であることを特徴とする自律神経機能診断装置。
【請求項４】
生体の振動を検出し、検出信号を出力する物理量検出手段と、
出力された前記検出信号の周波数を算出する周波数算出手段と、
算出された前記周波数に基づき、前記生体の自律神経機能を判定する判定手段と、
を備え、
前記物理量検出手段は、加速度センサー及び角速度センサーの少なくとも何れかであり、
前記周波数算出手段は、前記検出信号を周波数解析し、
前記判定手段は、前記周波数解析の結果から、所定の周波数帯域において最大の強度を示すピーク値周波数を抽出し、
前記周波数帯域において、交感神経が副交感神経に対し優位な状態であることを表す第２の周波数帯域を設定し、
前記判定手段は、前記第２の周波数帯域に前記ピーク値周波数が含まらない場合に自律神経失調症であると判定することを特徴とする自律神経機能診断装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記所定の周波数帯域は０．１〜２０Ｈｚであることを特徴とする自律神経機能診断装置。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記ピーク値周波数は前記生体の活動時の検出信号であることを特徴とする自律神経機能診断装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、
前記生体の自律神経機能の判定結果を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする自律神経機能診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自律神経失調症診断装置および自律神経失調症診断方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されるように、自律神経失調症診断装置は知られる。この自律神経失調症診断装置は手の指先で脈波を測定する。脈波の測定にあたって血圧測定と同様に上腕が締め付けられ加圧される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６１５７２号公報
【特許文献２】特開２００１−３５８９６号公報
【特許文献３】特開２００９−１４２４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の自律神経失調症診断装置では上腕の加圧にあたって高圧の空気が送り込まれなければならない。したがって、脈波計と、加圧用のカフと、圧力供給源を収容する本体とはそれぞれ異なる個体として構成されなければならない。自律神経失調症診断装置は十分に小型化されることができない。
【０００５】
本発明の少なくとも１つの態様によれば、十分に小型化されることができる自律神経失調症診断装置を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一態様は、生体の振動により発生する物理量を検出し、検出信号を出力する物理量検出手段と、出力された前記検出信号の周波数を算出する周波数算出手段と、算出された前記周波数に基づき、前記生体の自律神経機能が正常か否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする自律神経失調症診断装置に関する。
【０００７】
こうした自律神経失調症診断装置によれば、生体の振動に基づき明確に自律神経失調症は診断されることができる。専門家の判断に頼ることなく家庭で自律神経失調症は発見されることができる。しかも、一般に、生体の振動により発生する物理量の検出にあたって小型化された物理量検出手段は知られる。したがって、自律神経失調症診断装置は十分に小型化されることができる。
【０００８】
（２）前記周波数算出手段は、前記検出信号を周波数解析し、前記判定手段は、前記周波数解析の結果から、最大の強度を示すピーク値周波数を抽出し、副交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数を含む周波数帯域の上限周波数で設定される基準周波数に前記ピーク値周波数を照らし合わせることができる。
【０００９】
発明者の観察によれば、副交感神経が優位な際には第１周波数程度にピーク値周波数が現れる。交感神経が優位な際には第１周波数よりも高い第２周波数程度にピーク値周波数が現れる。被験者の自律神経のバランスが崩れると、副交感神経が優位な条件で測定されたピーク値周波数は第１周波数から第２周波数に向かって移動する。その結果、測定されたピーク値周波数が上限周波数で設定される基準周波数に照らし合わせられると、自律神経失調症の当否は判断されることができる。
【００１０】
自律神経失調症診断装置は、交感神経の優位性を示す指標を生成する指標生成手段をさらに備えてもよい。この場合、前記周波数算出手段は、副交感神経が優位な際に前記物理量検出手段から出力される前記検出信号を周波数解析する。前記判定手段は、周波数解析の結果から、副交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数に前記指標を関連づける。こうして健常者のピーク値周波数はサンプルとして収集されることができる。収集されたピーク値周波数に応じて基準周波数は設定されることができ修正されることができる。
【００１１】
（３）前記周波数算出手段は、前記検出信号を周波数解析し、前記判定手段は、前記周波数解析の結果から、最大の強度を示すピーク値周波数を抽出し、交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数を含む周波数帯域の下限周波数で設定される基準周波数に前記ピーク値周波数を照らし合わせることができる。
【００１２】
被験者の自律神経のバランスが崩れると、交感神経が優位な条件で測定されたピーク値周波数は第２周波数から遠ざかる。その結果、測定されたピーク値周波数が下限周波数で設定される基準周波数に照らし合わせられると、自律神経失調症の当否は判断されることができる。測定されたピーク値周波数が周波数帯域の上限値周波数で設定される基準周波数に照らし合わせられても、自律神経失調症の当否は判断されることができる。
【００１３】
自律神経失調症診断装置は、交感神経の優位性を示す指標を生成する指標生成手段をさらに備えてもよい。この場合、前記周波数算出手段は、交感神経が優位な際に前記物理量検出手段から出力される前記検出信号を周波数解析する。前記判定手段は、周波数解析の結果から、交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数に前記指標を関連づける。こうして健常者のピーク値周波数はサンプルとして収集されることができる。収集されたピーク値周波数に応じて基準周波数は設定されることができ修正されることができる。
【００１４】
（４）前記物理量検出手段は、前記生体の安静時および活動時の前記物理量を検出し、前記安静時および活動時の検出信号を出力し、前記周波数算出手段は、前記安静時および活動時の検出信号を周波数解析し、前記判定手段は、前記安静時の周波数解析の結果から、最大の強度を示す第１ピーク値周波数を抽出し、副交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数を含む周波数帯域の上限周波数で設定される第１基準周波数に前記第１ピーク値周波数を照らし合わせ、かつ、前記活動時の周波数解析の結果から、最大の強度を示す第２ピーク値周波数を抽出し、交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数を含む周波数帯域の下限周波数で設定される第２基準周波数に前記第２ピーク値周波数を照らし合わせることができる。こうして自律神経失調症の当否は一層確実に判断されることができる。
【００１５】
（５）自律神経失調症診断装置は、交感神経の優位性を示す指標を生成する指標生成手段をさらに備え、前記周波数算出手段は、交感神経が優位な際に前記物理量検出手段から出力される前記検出信号を周波数解析し、前記判定手段は、前記交感神経が優位な際の周波数解析の結果から、交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数を含む周波数帯域の強度の総和を特定し、前記指標に当該総和を基準値として関連づけ、前記生体の安静時の周波数解析の結果から当該周波数帯域の強度の総和を算出し前記基準値に照らし合わせることができる。
【００１６】
発明者の観察によれば、副交感神経が優位な際には第１周波数程度にピーク値周波数が現れる。交感神経が優位な際には第１周波数よりも高い第２周波数程度にピーク値周波数が現れる。被験者の自律神経のバランスが崩れると、副交感神経が優位な条件で測定されたピーク値周波数は第１周波数から第２周波数に向かって移動する。その結果、算出された強度の総和が総和の基準値に近づく。こうして、算出された強度の総和が総和の基準値に照らし合わせられると、自律神経失調症の当否は判断されることができる。
【００１７】
（６）自律神経失調症診断装置は、交感神経の優位性を示す指標を生成する指標生成手段をさらに備え、前記周波数算出手段は、交感神経が優位な際に前記物理量検出手段から出力される前記検出信号を周波数解析し、前記判定手段は、前記交感神経が優位な際の周波数解析の結果から、交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数を上限値に含む周波数帯域の強度の変化の傾きを算出し、前記指標に当該傾きを基準値として関連づけ、前記生体の安静時の周波数解析の結果から当該周波数帯域の強度の変化の傾きを算出し前記基準値に照らし合わせることができる。
【００１８】
発明者の観察によれば、副交感神経が優位な際には第１周波数程度にピーク値周波数が現れる。交感神経が優位な際には第１周波数よりも高い第２周波数程度にピーク値周波数が現れる。被験者の自律神経のバランスが崩れると、副交感神経が優位な条件で測定されたピーク値周波数は第１周波数から第２周波数に向かって移動する。その結果、算出された強度の変化の傾きが傾きの基準値に近づく。こうして、算出された強度の変化の傾きが傾きの基準値に照らし合わせられると、自律神経失調症の当否は判断されることができる。
【００１９】
（７）自律神経失調症診断装置は、前記生体の自律神経機能の判定結果を表示する表示手段をさらに備えることができる。こうして判定結果は視覚的に通知されることができる。
【００２０】
（８）前記物理量検出手段は加速度センサーまたは角速度センサーであることができる。加速度センサーは物理量の一例として加速度を検出する。加速度は生体のマイクロバイブレーションを表す。加速度センサーの利用によれば、自律神経失調診断装置は確実に小型化されることができる。角速度センサーは物理量の一例として角速度を検出する。角速度は生体のマイクロバイブレーションを表す。一般に、角速度の検出にあたってコリオリ力が検出される。加速度に相当する外乱は特別なフィルターなしに除去されることができる。その結果、角速度センサーの利用によれば、自律神経失調症診断装置の診断の精度は高められることができる。
【００２１】
（９）本発明の他の態様は、生体の振動により発生する物理量を検出し、検出信号を取得する工程と、前記検出信号の周波数を算出する工程と、算出された前記周波数に基づき、前記生体の自律神経機能が正常か否かを判定する工程とを備えることを特徴とする自律神経失調症診断方法に関する。
【００２２】
こうした自律神経失調症診断方法によれば、生体の振動に基づき明確に自律神経失調症は診断されることができる。専門家の判断に頼ることなく家庭で自律神経失調症は発見されることができる。しかも、一般に、生体の振動により発生する物理量の検出にあたって小型化された物理量検出装置は知られる。したがって、当該診断方法に用いられる自律神経失調症診断装置は十分に小型化されることができる。
【００２３】
（１０）自律神経失調症診断方法は、前記周波数の算出にあたって前記検出信号を周波数解析する工程と、前記周波数解析の結果から、最大の強度を示すピーク値周波数を抽出し、副交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数を含む周波数帯域の上限周波数で設定される基準周波数に前記ピーク値周波数を照らし合わせる工程とをさらに備えることができる。
【００２４】
発明者の観察によれば、副交感神経が優位な際には第１周波数程度にピーク値周波数が現れる。交感神経が優位な際には第１周波数よりも高い第２周波数程度にピーク値周波数が現れる。被験者の自律神経のバランスが崩れると、副交感神経が優位な条件で測定されたピーク値周波数は第１周波数から第２周波数に向かって移動する。その結果、測定されたピーク値周波数が上限周波数で設定される基準周波数に照らし合わせられると、自律神経失調症の当否は判断されることができる。
【００２５】
（１１）自律神経失調症診断方法は、前記周波数の算出にあたって前記検出信号を周波数解析する工程と、前記周波数解析の結果から、最大の強度を示すピーク値周波数を抽出し、交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数を含む周波数帯域の下限周波数で設定される基準周波数に前記ピーク値周波数を照らし合わせる工程とをさらに備えることができる。
【００２６】
被験者の自律神経のバランスが崩れると、交感神経が優位な条件で測定されたピーク値周波数は第２周波数から遠ざかる。その結果、測定されたピーク値周波数が下限周波数で設定される基準周波数に照らし合わせられると、自律神経失調症の当否は判断されることができる。測定されたピーク値周波数が周波数帯域の上限値周波数で設定される基準周波数に照らし合わせられても、自律神経失調症の当否は判断されることができる。
【００２７】
（１２）自律神経失調症診断方法は、前記生体の安静時の前記物理量を検出し、検出信号を取得する工程と、前記周波数の算出にあたって、前記安静時の検出信号を周波数解析する工程と、前記安静時の周波数解析の結果から、最大の強度を示す第１ピーク値周波数を抽出し、副交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数を含む周波数帯域の上限周波数で設定される基準周波数に前記第１ピーク値周波数を照らし合わせる工程と、前記生体の活動時の前記物理量を検出し、検出信号を取得する工程と、前記周波数の算出にあたって、前記活動時の検出信号を周波数解析する工程と、前記活動時の周波数解析の結果から、最大の強度を示す第２ピーク値周波数を抽出し、交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数を含む周波数帯域の下限周波数で設定される第２基準周波数に前記第２ピーク値周波数を照らし合わせる工程とを備えることができる。こうして自律神経失調症の当否は一層確実に判断されることができる。
【００２８】
（１３）自律神経失調症診断方法は、交感神経が優位な際に取得される前記検出信号を周波数解析する工程と、前記交感神経が優位な際の周波数解析の結果から、交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数を含む周波数帯域の強度の総和を特定し、交感神経の優位性を示す指標に当該総和を基準値として関連づける工程と、前記生体の安静時の周波数解析の結果から当該周波数帯域の強度の総和を算出し前記基準値に照らし合わせる工程とをさらに備えることができる。
【００２９】
発明者の観察によれば、副交感神経が優位な際には第１周波数程度にピーク値周波数が現れる。交感神経が優位な際には第１周波数よりも高い第２周波数程度にピーク値周波数が現れる。被験者の自律神経のバランスが崩れると、副交感神経が優位な条件で測定されたピーク値周波数は第１周波数から第２周波数に向かって移動する。その結果、算出された強度の総和が総和の基準値に近づく。こうして、算出された強度の総和が総和の基準値に照らし合わせられると、自律神経失調症の当否は判断されることができる。
【００３０】
（１４）自律神経失調症診断方法は、交感神経が優位な際に取得される前記検出信号を周波数解析する工程と、前記交感神経が優位な際の周波数解析の結果から、交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数を上限値に含む周波数帯域の強度の変化の傾きを算出し、交感神経の優位性を示す指標に当該傾きを基準値として関連づける工程と、前記生体の安静時の周波数解析の結果から当該周波数帯域の強度の変化の傾きを算出し前記基準値に照らし合わせる工程とをさらに備えることができる。
【００３１】
発明者の観察によれば、副交感神経が優位な際には第１周波数程度にピーク値周波数が現れる。交感神経が優位な際には第１周波数よりも高い第２周波数程度にピーク値周波数が現れる。被験者の自律神経のバランスが崩れると、副交感神経が優位な条件で測定されたピーク値周波数は第１周波数から第２周波数に向かって移動する。その結果、算出された強度の変化の傾きが傾きの基準値に近づく。こうして、算出された強度の変化の傾きが傾きの基準値に照らし合わせられると、自律神経失調症の当否は判断されることができる。
【００３２】
（１５）前記物理量は加速度または角速度であることができる。加速度は生体のマイクロバイブレーションを表す。加速度の検出にあたって加速度センサーは利用されることができる。加速度センサーの利用によれば、当該診断方法に利用される自律神経失調診断装置は確実に小型化されることができる。角速度は生体のマイクロバイブレーションを表す。角速度の検出にあたって角速度センサーは利用されることができる。一般に、角速度の検出にあたってコリオリ力が検出される。加速度に相当する外乱は特別なフィルターなしに除去されることができる。その結果、角速度センサーの利用によれば、自律神経失調症診断装置の診断の精度は高められることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自律神経失調症診断装置の外観を概略的に示す平面図である。
【図２】自律神経失調症診断装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】副交感神経が優位な際にジャイロセンサーから出力される検出信号の周波数特性を示すグラフである。
【図４】交感神経が優位な際にジャイロセンサーから出力される検出信号の周波数特性を示すグラフである。
【図５】第１基準周波数および第２基準周波数の設定方法を示す概念図である。
【図６】被験者の手首に装着された自律神経失調症診断装置を概略的に示す斜視図である。
【図７】「診断モード」時に自律神経失調症診断装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】自律神経が正常な際に一日の交感神経および副交感神経の活動パターンを示す概念図である。
【図９】自律神経が失調した際に一日の交感神経および副交感神経の活動パターンを示す概念図である。
【図１０】ジャイロセンサーから出力される検出信号の周波数特性で強度の総和の概念を示すグラフである。
【図１１】交感神経が優位な際にジャイロセンサーから出力される検出信号の周波数特性で強度の変化の傾きの概念を示すグラフである。
【図１２】副交感神経が優位な際にジャイロセンサーから出力される検出信号の周波数特性で強度の変化の傾きを示すグラフである。
【図１３】ジャイロセンサーの構造を概略的に示す拡大平面図である。
【図１４】三軸加速度センサーの構造を概略的に示す拡大斜視図である。
【図１５】１加速度センサーの構造を概略的に示す拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３５】
（１）第１実施形態に係る自律神経失調症診断装置の構成
図１は本発明の第１実施形態に係る自律神経失調症診断装置１１を概略的に示す。この自律神経失調症診断装置１１は本体１２およびリストバンド１３を備える。リストバンドの第１端にはバックル１４が取り付けられる。第２端から第１端に向かって等間隔でリストバンド１３には複数の開口１５が配列される。バックル１４は選択的に開口１５に結合される。選択される開口１５に応じてリストバンド１３の輪の大きさは決定される。
【００３６】
本体１２の表面には表示装置の画面１６が設置される。表示装置の画面１６には、自律神経失調症診断装置１１の動作にあたって操作の指示や診断結果その他の情報が表示されることができる。加えて、本体１２の側面にはモード切り替えスイッチ１７、診断開始スイッチ１８および情報入力キー１９が設置される。モード切り替えスイッチ１７が押されるたびに、「診断モード」、「情報入力モード」、「安静時モード」および「活動時モード」が切り替わる。「診断モード」、「情報入力モード」、「安静時モード」および「活動時モード」の詳細は後述される。診断開始スイッチ１８が押されると、自律神経失調症診断装置１１は診断の動作を開始する。情報入力キー１９は画面１６上の表示と連動して文字情報や数値情報の入力にあたって利用される。
【００３７】
図２に示されるように、本体１２内には制御回路２１が組み込まれる。制御回路２１には記憶装置２２および前述の表示装置２３が接続される。記憶装置２２には例えばフラッシュメモリーといったＥＥＰＲＯＭその他の書き込み可能な不揮発性メモリーが用いられることができる。記憶装置２２には例えば被験者ごとに診断結果を列記するデータベース２４や診断の基準を示す基準周波数といった基準値データ２５が格納される。制御回路２１は、データベース２４や基準値データ２５に文字情報や数値情報を書き込むことができ、データベース２４や基準値データ２５から文字情報や数値情報を読み出すことができる。表示装置２３は、制御回路２１の指示に従って画面１６上に文字や数字、アイコンその他の図画を表示する。表示装置２３には例えば液晶ディスプレイが用いられることができる。
【００３８】
本体１２内には角速度センサーすなわちジャイロセンサー（物理量検出手段）２７が組み込まれる。ジャイロセンサー２７は生体の振動により発生する角速度（物理量）を検出する。ジャイロセンサー２７は、当該角速度を特定する検出信号を出力する。ジャイロセンサー２７は一軸ジャイロセンサーであってもよく、二軸ジャイロセンサーまたは三軸ジャイロセンサーであってもよい。例えば三軸ジャイロセンサーであれば、検出信号は直交三軸の角速度の総和を特定してもよい。角速度の検出にあたってジャイロセンサー２７には駆動電力が供給される。
【００３９】
ジャイロセンサー２７には周波数解析回路（周波数算出手段）２８が接続される。周波数解析回路２８にはジャイロセンサー２７の検出信号が供給される。周波数解析回路２８はジャイロセンサー２７の検出信号に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を施す。周波数ごとに電力スペクトル密度（ＰＳＤ）が特定される。こうして検出信号の周波数は算出される。
【００４０】
周波数解析回路２８にはフィルター回路２９が接続される。フィルター回路２９は周波数解析回路の出力にフィルタリング処理を施す。フィルタイリング処理で例えば０．１Ｈｚ〜２０Ｈｚの周波数帯域以外の周波数は除去される。
【００４１】
フィルター回路２９には判定回路３１が接続される。判定回路３１は、算出された周波数に基づき、生体の自律神経機能が正常か否かを判定する。判定にあたって、判定回路３１は、周波数解析の結果から、最大の強度を示すピーク値周波数を抽出する。判定回路３１は、基準周波数にピーク値周波数を照らし合わせる。基準周波数は例えば制御回路２１から受け渡されることができる。判定回路３１は制御回路２１に判定の結果すなわち診断結果を受け渡す。判定にあたって判定回路３１はジャイロセンサー２７に駆動電力を供給する。なお、制御回路２１、判定回路３１、周波数解析回路２８およびフィルター回路２９は例えば演算処理回路（ＣＰＵ）の機能に基づき確立されることができる。こうした機能の確立にあたって演算処理回路は所定のソフトウェアプログラムを実行すればよい。ソフトウェアプログラムは例えば予め記憶装置２２に格納されていればよい。
【００４２】
基準周波数は予め設定される。設定にあたって、副交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数（以下「副交感神経優位周波数」という）が特定される。この副交感神経優位周波数は例えば実測に基づき決定されることができる。実測にあたって例えばジャイロセンサーは椅子に座った被験者の膝に取り付けられればよい。図３に示されるように、本発明者の観察によれば、副交感神経優位周波数＝１Ｈｚ付近で最大の強度が確認された。この副交感神経優位周波数を含む周波数帯域の上限周波数で基準周波数（以下「第１基準周波数」という）は選択される。図４から明らかなように、本発明者の観察によれば、６〜７Ｈｚ付近に、交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数（以下「交感神経優位周波数」という）が確認された。実測にあたってジャイロセンサーはデジタルスチルカメラに取り付けられた。被験者はデジタルスチルカメラを構えた姿勢すなわち撮像姿勢をとった。この交感神経優位周波数を含む周波数帯域の上限周波数および下限周波数でさらに２つの基準周波数（以下「第２基準周波数」および「第３基準周波数」という）は選択される。
【００４３】
ここでは、副交感神経優位周波数および交感神経優位周波数に平均値が用いられる。平均値の算出にあたって複数の被験者に対して副交感神経優位周波数および交感神経優位周波数が実測される。図５に示されるように、副交感神経優位周波数から交感神経優位周波数への接近度（＝３０％）に応じて第１基準周波数は設定される。接近度は例えば実測値のばらつきに応じて設定されればよい。同様に、交感神経優位周波数からの逸脱度（＝±１５％）に応じて第２基準周波数および第３基準周波数は設定される。逸脱度は例えば実測値のばらつきに応じて設定されればよい。このとき、第１基準周波数と第２基準周波数との間には所定のマージンが設定されることが望ましい。
【００４４】
（２）第１実施形態に係る自律神経失調症診断装置の動作
次に、自律神経失調症診断装置の動作を説明する。図６に示されるように、診断にあたって自律神経失調症診断装置１１は被験者の手首Ｈに装着される。被験者の手首Ｈにはリストバンド１３が巻き付けられる。その結果、本体１２は被験者の皮膚に密着する。皮膚からマイクロバイブレーションは本体１２に伝達される。
【００４５】
モード切り替えスイッチ１７の操作に応じて「診断モード」が選択されると、制御回路２１は「診断モード」の動作を実行する。実行にあたって例えば制御回路２１は記憶装置２２からソフトウェアプログラムを取り込めばよい。図７に示されるように、ステップＳ１で診断開始スイッチ１８が押されると、自律神経失調症診断装置１１は診断の動作を開始する。
【００４６】
ステップＳ２で被験者情報の入力が促される。制御回路２１は表示装置２３に画像信号を供給する。画面１６に入力用の画像が表示される。操作者（被験者本人でもよい）は画面１６の指示に従って情報入力キー１９で「性別」や「年齢」、「被験者名」といった被験者情報を入力する。制御回路２１は例えばデータベース２４に被験者情報を格納する。
【００４７】
被験者情報の入力が完了すると、制御回路２１はステップＳ３で座臥姿勢を指示する。制御回路２１は表示装置２３に画像信号を供給する。画面１６に例えば文字で指示（例えば「椅子に座ってください」や「横に寝ころんでください」）が表示される。こうした指示は例えば聴覚的に被験者に伝達されてもよい。ステップＳ４で、そこから所定の時間が計測される。所定の時間（例えば１０秒）が経過すると、座臥姿勢が確立されたものとみなされる。ステップＳ５で制御回路２１から判定回路３１に動作の開始が指示される。このとき、制御回路２１は、副交感神経の優位性を示す指標（以下「副交感神経優位の指標」という）を生成する。指示にあたって判定回路３１には副交感神経優位の指標に関連付けられて第１基準周波数が供給される。判定回路３１からジャイロセンサー２７に駆動電力が供給されると、ジャイロセンサー２７の計測が開始される。こうして本体１２内のジャイロセンサー２７は角速度を検出する。
【００４８】
ジャイロセンサー２７は検出信号を出力する。出力される検出信号は「安静時」の検出信号に相当する。ステップＳ６で周波数解析回路２８は検出信号に高速フーリエ変換を施す。閾値の周波数以上で検出信号の電力スペクトル密度の周波数特性が算出される。例えば、０．２Ｈｚ〜０．３Ｈｚ以上でなければ、高速フーリエ変換の算出結果は得られない。こうして検出信号は周波数解析される。周波数解析回路２８の出力はフィルター回路２９でフィルタリング処理される。その結果、０．１Ｈｚ〜２０Ｈｚの周波数帯域以外の周波数は除去される。こうして周波数に含まれる外乱は排除される。その後、フィルター回路２９の出力は判定回路３１に供給される。
【００４９】
ステップＳ７で、判定回路３１は、算出された周波数に基づき、被験者の自律神経機能が正常か否かを判定する。判定にあたって判定回路３１はフィルター回路２９の出力からピーク値周波数を抽出する。判定回路３１は副交感神経優位の指標に基づき第１基準周波数にピーク値周波数を照らし合わせる。一般に、自律神経のバランスが整っていれば、座臥姿勢時に副交感神経がより活発化する。自律神経失調症で自律神経のバランスが崩れると、座臥姿勢時に交感神経はより活発化する。その結果、座臥姿勢時にピーク値周波数は交感神経優位周波数に向かって副交感神経優位周波数から離れる。したがって、ピーク値周波数が第１基準周波数以上であれば、自律神経失調症（あるいはその疑い）と判定されることができる。ピーク値周波数が第１基準周波数よりも低ければ、自律神経失調症ではない（その疑いはない）と判定されることができる。判定結果は制御回路２１に供給される。判定結果は被験者情報に関連づけられてデータベース２４に格納される。データベースにはピーク値周波数そのものが副交感神経優位の指標とともに格納されてもよい。
【００５０】
座臥姿勢で診断が終了すると、制御回路２１はステップＳ８で起立姿勢を指示する。制御回路２１は表示装置２３に画像信号を供給する。画面１６には例えば文字で指示（例えば「起立ください」）が表示される。ステップＳ９で、そこから所定の時間が計測される。所定の時間（例えば１０秒）が経過すると、起立姿勢が確立されたものとみなされる。ステップＳ１０で制御回路２１から判定回路３１に動作の開始が指示される。このとき、制御回路２１は、交感神経の優位性を示す指標（以下「交感神経優位の指標」という）を生成する。指示にあたって判定回路３１には交感神経優位の指標に関連付けられて第２基準周波数が供給される。判定回路３１からジャイロセンサー２７に駆動電力が供給されると、ジャイロセンサー２７の計測が開始される。ジャイロセンサー２７は「活動時」の検出信号を出力する。
【００５１】
ステップＳ６と同様に、ステップＳ１１でジャイロセンサー２７の検出信号は周波数解析される。検出信号は、フィルタリング処理された後に、判定回路３１に供給される。ステップＳ１２で、判定回路３１は、算出された周波数に基づき、被験者の自律神経機能が正常か否かを判定する。判定にあたって判定回路３１はフィルター回路２９の出力からピーク値周波数を抽出する。判定回路３１は交感神経優位の指標に基づき第２基準周波数および第３基準周波数にピーク値周波数を照らし合わせる。自律神経失調症で自律神経のバランスが崩れると、起立姿勢時にピーク値周波数は交感神経優位周波数から離れる。したがって、ピーク値周波数が第２基準周波数以下または第３基準周波数以上であれば、自律神経失調症（あるいはその疑い）と判定されることができる。ピーク値周波数が第２基準周波数よりも高く第３基準周波数よりも低ければ、自律神経失調症ではない（その疑いはない）と判定されることができる。判定結果は制御回路２１に供給される。判定結果は被験者情報に関連づけられてデータベース２４に格納される。データベースにはピーク値周波数そのものが交感神経優位の指標とともに格納されてもよい。第１基準周波数に基づく診断、および、第２基準周波数および第３基準周波数に基づく診断のうち、いずれかの診断で自律神経失調症が判定されれば、制御回路２１は自律神経失調症を判定する。判定結果は画面１６に表示される。表示にあたって画像信号が制御回路２１から表示装置２３に供給される。
【００５２】
モード切り替えスイッチ１７の操作に応じて「安静時モード」が選択されると、制御回路２１は「安静時モード」の動作を実行する。この「安静時モード」では制御回路２１はステップＳ３〜Ｓ７の処理に基づき自律神経失調症の当否を診断する。制御回路２１は副交感神経優位の指標のみを生成する。したがって、この「安静時モード」ではピーク値周波数は常に副交感神経優位の指標とともにデータベース２４に格納される。この「安静時モード」で健常者のピーク値周波数はサンプルとして収集されることができる。収集されたピーク値周波数に応じて副交感神経優位周波数や前述の接近度、第１基準周波数は設定されることができ修正されることができる。このとき、ピーク値周波数は被験者ごとに収集されてもよい。こうした被験者ごとの収集によれば、被験者ごとに最適な第１基準周波数は設定されることができる。診断の精度は高められることができる。
【００５３】
モード切り替えスイッチ１７の操作に応じて「活動時モード」が選択されると、制御回路２１は「活動時モード」の動作を実行する。この「活動時モード」では制御回路２１はステップＳ８〜Ｓ１２の処理に基づき自律神経失調症の当否を診断する。制御回路２１は交感神経優位の指標のみを生成する。したがって、この「活動時モード」ではピーク値周波数は常に交感神経優位の指標とともにデータベース２４に格納される。この「活動時モード」で健常者のピーク値周波数はサンプルとして収集されることができる。収集されたピーク値周波数に応じて交感神経優位周波数や前述の逸脱度、第２基準周波数、第３基準周波数は設定されることができ修正されることができる。このとき、ピーク値周波数は被験者ごとに収集されてもよい。こうした被験者ごとの収集によれば、被験者ごとに最適な第２基準周波数および第３基準周波数は設定されることができる。診断の精度は高められることができる。
【００５４】
モード切り替えスイッチ１７の操作に応じて「情報入力モード」が選択されると、制御回路２１は「情報入力モード」の動作を実行する。この「情報入力モード」では制御回路２１はステップＳ２の処理に基づきデータベース２４や基準値データ２５を書き込むことができ書き換えることができる。こうして被験者情報や副交感神経優位周波数、交感神経優位周波数、接近度、逸脱度、第１基準周波数、第２基準周波数、第３基準周波数は更新されることができる。
【００５５】
図８に示されるように、一般には、自律神経のバランスが整っていれば、日中の活動時に交感神経が活発化し、夜間の安静時（例えば睡眠中）には副交感神経が活発化する。制御回路２１は、こうした被験者の生活パターンに合わせて交感神経優位の指標または副交感神経優位の指標にピーク値周波数を関連づけることができる。副交感神経優位の指標が生成される際には、ピーク値周波数と第１基準周波数とが比較されればよく、交感神経優位の指標が生成される際には、ピーク値周波数と第２基準周波数および第３基準周波数とが比較されればよい。例えば、自律神経のバランスが崩れる一例では、図９に示されるように、夜間の安静時でも交感神経が活発化する。このとき、被験者の生活パターンに合わせて副交感神経優位の指標が生成されて、ピーク値周波数が第１基準周波数に比べられると、ピーク値周波数は第１基準周波数以上であることが容易に想像される。
【００５６】
その他、判定回路３１は、例えば副交感神経優位の指標が供給された際に、ピーク値周波数と第２基準周波数とを比較してもよい。この場合には、副交感神経が優位であるべき際に、ピーク値周波数が第２基準周波数を超えると、判定回路３１は自律神経失調症（あるいはその疑い）を判定する。このとき、ピーク値周波数が第２基準周波数以下であれば、判定回路３１は自律神経失調症ではない（その疑いはない）ことを判定する。反対に、判定回路３１は、交感神経優位の指標が生成された際に、ピーク値周波数と第１基準周波数とを比較してもよい。この場合には、交感神経が優位であるべき際に、ピーク値周波数が第１基準周波数を下回ると、判定回路３１は自律神経失調症（あるいはその疑い）を判定すればよい。
【００５７】
（３）第２実施形態に係る自律神経失調症診断装置の診断動作
判定回路３１は、特定の周波数帯域の強度の総和に基づき、生体の自律神経機能が正常か否かを判定してもよい。強度の総和は例えば周波数曲線の積分値で特定されればよい。判定に先立って判定回路３１は基準値を特定する。例えば、判定回路３１は、図１０に示されるように、周波数解析回路２８の周波数解析の結果から、交感神経が優位な際に最大の強度を含む周波数帯域３６の強度の総和を特定する。周波数帯域３６の大きさは、交感神経が優位な際に周波数解析回路２８から出力される信号の周波数特性と、副交感神経が優位な際に周波数解析回路２８から出力される信号の周波数特性との比較に基づき決定されればよい。比較される２つの周波数帯域の強度の総和に十分な差が確保されればよい。算出された強度の総和は基準値として交感神経優位の指標に関連づけられる。こうして総和の基準値は基準値データ２５に格納されることができる。図１０から明らかなように、副交感神経が優位な際には、交感神経が優位な際に比べて強度の総和は小さい値を示す。したがって、安静時に強度の総和が基準値に接近すればするほど、判定回路３１は自律神経失調症（あるいはその疑い）を判定することができる。
【００５８】
（４）第３実施形態に係る自律神経失調症診断装置の診断動作
判定回路３１は、特定の周波数帯域の強度の変化の傾きに基づき、生体の自律神経機能が正常か否かを判定してもよい。判定に先立って判定回路３１は基準値を特定する。例えば、判定回路３１は、図１１に示されるように、周波数解析回路２８の周波数解析の結果から、交感神経が優位な際に最大の強度を示す周波数を上限値に含む周波数帯域３７の強度の変化の傾きを算出する。周波数帯域３７の大きさは任意に設定されればよい。算出された強度の変化の傾きは基準値として交感神経優位の指標に関連づけられる。こうして変化の傾きの基準値は基準値データ２５に格納されることができる。図１２から明らかなように、副交感神経が優位な際には、交感神経が優位な際に比べて傾きの大きさ（向き）が相違する。したがって、安静時に強度の変化の傾きが基準値に接近すればするほど、判定回路３１は自律神経失調症（あるいはその疑い）を判定することができる。
【００５９】
（５）ジャイロセンサーの構造
ここで、ジャイロセンサー２７の構造を簡単に説明する。図１３に示されるように、ジャイロセンサー２７は振動片４１を備える。振動片４１は例えば水晶から形成される。振動片４１は中心体４２を備える。中心体４２は４本の梁４３で固定部材４４に連結される。固定部材４４は測定対象物に固定される。梁４３の変形に応じてｘｙ平面内で中心体４２の変位および回転は許容される。梁４３はｘｙ平面に直交するｚ軸方向に中心体４２の動きを規制する。
【００６０】
中心体４２には中心点４５が設定される。中心体４２には１対の検出振動腕４６が接続される。検出振動腕４６はｘｙ平面に沿ってｙ軸方向に中心体４２から相互に離れる方向に延びる。中心体４２には１対の連結腕４７を介して２対の駆動振動腕４８が接続される。連結腕４７はｘｙ平面に沿ってｘ軸方向に中心体４２から相互に離れる方向に延びる。駆動振動腕４８はｘｙ平面に沿って検出振動腕４６に平行に延びる。個々の対では駆動振動腕４８は連結腕４７の先端から相互に離れる方向に延びる。
【００６１】
角速度の検出にあたって個々の駆動振動腕４８には２つの電極４９、５１から駆動電力が供給される。駆動振動腕４８で自励振動が引き起こされる。駆動振動腕４８はｘｙ平面内で連結腕４７の先端回りに揺動する。駆動振動腕４８ａと駆動振動腕４８ｂとは中心点４５を含むｙｚ平面で面対称に振動することから、中心体４２および検出振動腕４６はほとんど振動しない。このとき、検出振動腕４８はほとんど変形しない。したがって、電極５２、５３から信号は検出されない。自励振動は維持される。
【００６２】
中心点４５にｚ軸回りで角速度が加わると、駆動振動腕４８ａ、４８ｂにコリオリ力が加わる。このコリオリ力の作用で駆動振動腕４８ａ、４８ｂの振動は連結腕４７の先端回りの揺動から駆動振動腕４８ａ、４８ｂの軸方向の移動へ移行する。このコリオリ力に基づく振動は中心点４５を通るｚ軸回りに中心体４２の振動を励起する。この振動に応じて検出振動腕４６は歪む。この歪みの圧電効果に基づき電極５２、５３から信号が検出される。
【００６３】
こうしたジャイロセンサー２７によれば、２つの検出振動腕４６からの信号が差動増幅されることができる。その結果、ジャイロセンサー２７に加速度が作用しても、加速度の成分は打ち消されることができる。角速度だけが抽出されることができる。こういったジャイロセンサー２７が自律神経失調症診断装置１１に用いられると、角速度として生体のマイクロバイブレーションは検出されることができる。加速度に相当する外乱は特別なフィルターなしに除去されることができる。その結果、自律神経失調症の診断の精度は高められることができる。なお、ここに例示されるジャイロセンサー２７は一例に過ぎず、ジャイロセンサー２７には他の構造のものが用いられてもよい。
【００６４】
（６）加速度センサーの構造
自律神経失調症診断装置１１では前述のジャイロセンサー２７に代えて加速度センサー（物理量検出手段）が用いられてもよい。加速度センサーは生体の振動により発生する加速度（物理量）を検出する。加速度センサーの構造を簡単に説明する。図１４に示されるように、加速度センサー６１は３つの双音叉型水晶振動子（以下「振動子」という）６２ａ、６２ｂ、６２ｃを備える。個々の振動子６１ａ、６１ｂ、６１ｃは相互に平行に延びる１対の振動梁６２を備える。振動梁６２は固定端６３と可動端６４とを接続する。振動子６１ａ、６１ｂ、６１ｃの固定端６３は固定部材６５に固着される。固定部材６５は測定対象物に固定される。振動子６１ａ、６１ｂ、６１ｃの可動端６４は共通１個の錘６６に連結される。固定部材６５や錘６６は例えばアルミニウムから成形されることができる。ここでは、錘６６は立方体に形作られる。錘６６の１つの頂点６７は直交三軸座標系の原点に相当する。当該頂点６７で接続される３つの稜線はそれぞれ直交三軸座標系のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を規定する。１つ目の振動子６１ａはｘｙ平面上でｘ軸に沿って延びる。２つ目の振動子６１ｂはｙｚ平面上でｙ軸に沿って延びる。３つ目の振動子６１ｃはｚｘ平面上でｚ軸に沿って延びる。外力が作用して錘６６に加速度が加わると、加速度のｘ軸方向成分、ｙ軸方向成分およびｚ軸方向成分に応じて個々の振動子６１ａ、６１ｂ、６１ｃごとに振動梁６２に伸縮が引き起こされる。
【００６５】
図１５に示されるように、個々の振動子６１ａ、６１ｂ、６１ｃでは振動梁６２に駆動電圧が供給される。駆動電圧の供給にあたって、第１引き出し電極６７には、一方の振動梁６２から、第１外側電極６８、第２上面電極６９、第３内側電極７１、他方の振動梁６２の第３下面電極７２、第２外側電極７３および第１上面電極７４が順番に連結され、他方の振動梁６２から、第１下面電極７５、第２内側電極７６、第３上面電極７７、一方の振動梁６２の第３外側電極７８、第２下面電極（図示されず）および第１内側電極７９が順番に連結される。同様に、第２引き出し電極８１には、一方の振動梁６２から、第１上面電極８２、第２内側電極８３、第３下面電極（図示されず）、他方の振動梁６２の第３外側電極８４、第２上面電極８５および第１内側電極８６が順番に連結され、他方の振動梁６２から、第１外側電極８７、第２下面電極８８、第３内側電極８９、一方の振動梁６２の第３上面電極９１、第２外側電極９２、第１下面電極（図示されず）が順番に連結される。第１引き出し電極６７および第２引き出し電極８１の間に交流電圧が印加されると、個々の振動梁６２は所定の周波数で屈曲振動する。振動梁６２の伸縮に応じて圧電効果の働きで交流電圧の周波数は変化する。変化量に応じて加速度の大きさは検出されることができる。
【００６６】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、自律神経失調症診断装置、ジャイロセンサーおよび加速度センサー等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１１  自律神経失調症診断装置、２１  指標生成手段（制御回路）、２３  表示手段（表示装置）、２７  物理量検出手段および角速度センサー（ジャイロセンサー）、２８  周波数算出手段（周波数解析回路）、３１  判定手段（判定回路）、６１  物理量検出手段（加速度センサー）。
【図１】
0005982754.tif 000002
【図２】
0005982754.tif 000003
【図３】
0005982754.tif 000004
【図４】
0005982754.tif 000005
【図５】
0005982754.tif 000006
【図６】
0005982754.tif 000007
【図７】
0005982754.tif 000008
【図８】
0005982754.tif 000009
【図９】
0005982754.tif 000010
【図１０】
0005982754.tif 000011
【図１１】
0005982754.tif 000012
【図１２】
0005982754.tif 000013
【図１３】
0005982754.tif 000014
【図１４】
0005982754.tif 000015
【図１５】
0005982754.tif 000016