(57)【要約】【課題】被験者が光、音、振動の刺激のうち、複数の刺激を同時に受けているときの視覚、聴覚、皮膚触覚の感覚疲労の状態を、定量的かつ迅速に検査し、表示する。【解決手段】被験者に光の明滅、超音波領域及び可聴音領域の音、一定周波数の振動からなる刺激を１種類又は２種類同時に、設定した時間間隔で設定した回数呈示し、それにたいする被験者の応答から融合弁別閾値を検出し、この検査値を事前に検査装置に入力したある基準値と比較し、複数の同時刺激による感覚疲労状態を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感覚疲労検査の被験者に光、音、振動によって個別又は同時に複数種の刺激を呈示し、それにたいする被験者の応答から、視覚、聴覚、皮膚触覚の融合弁別閾値を求め、被験者の融合弁別閾値の検査値と、これらの融合弁別閾値の基準値とを定量的に一覧図表上に表示して被験者の感覚疲労の状態を検査することを特徴とする感覚疲労検査方法。
【請求項２】
感覚疲労検査の被験者に光、音、振動によって個別又は同時に複数種の刺激を呈示し、それにたいする被験者の応答から、被験者の感覚疲労の状態を検査する感覚疲労検査装置であって、制御部・表示部・データ処理部を備えたコンピュータ部と、インターフェースとしての感覚刺激出力部を介して前記コンピュータ部に接続された視覚刺激呈示部、聴覚刺激呈示部および皮膚感覚呈示部と、被験者が刺激に対する判断または反応を入力する判断結果入力部・反応入力部と、該判断結果入力部・反応入力部から入力される信号に基づいて検査値を検出するとともに、その検出結果を前記コンピュータ部に出力する検出部とを備え、前記コンピュータ部は、前記視覚刺激呈示部、聴覚刺激呈示部および皮膚感覚呈示部のいずれかを選択し、設定した時間間隔と回数の刺激を呈示する手段と、前記検出部から入力されるデータをデータ処理して、基準値とともに検査値を一覧図表に表示する手段を備えていることを特徴とする感覚疲労検査装置。
【請求項３】
前記視覚刺激呈示部が、光の明滅によるものであり、前記聴覚刺激呈示部が、ビープ音によるものであり、前記皮膚感覚呈示部が、振動によるものであることを特徴とする請求項２記載の感覚疲労検査装置。
【請求項４】
前記コンピュータ部に設けた刺激を呈示する手段が、前記視覚刺激呈示部、聴覚刺激呈示部および皮膚感覚呈示部のうちから選択した２つの呈示部から同時に２種類の刺激を、設定した時間間隔と回数で呈示するものであることを特徴とする請求項２または３記載の感覚疲労検査装置。
【請求項５】
前記コンピュータ部は、被験者が単発刺激と連続刺激との識別が可能な限界の休止時間及び断続刺激と連続刺激との識別が可能な限界の断続刺激の時間間隔を融合弁別閾値として検出する検出手段を備えていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項記載の感覚疲労検査装置。
【請求項６】
前記コンピュータ部は、被験者が刺激にたいして応答するに要する時間から、反射神経応答時間を計測する計測手段を備え、その計測結果に基づいて優位感覚及び非優位感覚を判定する手段を備えていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項記載の感覚疲労検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の視覚特性、聴覚特性、皮膚触覚特性及びこれらの感覚間の相互作用特性を検査し、被験者の感覚疲労の状態を即時、一覧図表で表示することを特徴とする感覚疲労検査方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の感覚疲労検査方法では、光の明滅（フリッカー）による視覚特性の検査、可聴域の断続音による聴覚特性の検査、又は、皮膚上の２点刺激による触覚特性の検査を個別に施している。このような個別の検査では各感覚の疲労を個別に検査することはできる。しかし実際には、人は、光、音、皮膚接触など、複数種の刺激を同時に受けている。この場合、各感覚の間に相互作用があり、個別の検査結果と相違があることが知られている。したがって、実際の感覚疲労の検査には、この相互作用を計測・評価することが極めて重要であるが、この相互作用を考慮した感覚疲労の検査方法は未開発である。
【０００３】
現在、ストレス反応に関する生体情報については、(1)主観・認知系反応（問診）、(2)生理指標の計測技術、(3)行動反応系の計測技術等が主として研究されている。また、光の明滅による視覚特性の評価については、1950年代から数多く研究が行われてきた。近年、発明者は、各種疲労要因・回復要因と(1)骨導超音波による聴覚特性、(2)視覚・聴覚の相互作用、(3)視覚・聴覚刺激に対する反射神経応答時間との因果関係について研究を実施し、本発明の基礎を築いた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
異常に明るい場所、暗い場所、騒音がある場所などでの人の行動は、視覚、聴覚などの感覚疲労を起こす原因となる。また、工場の機械操作、自動車の運転等で手足による操作が必要な場合、長時間の操作では触覚疲労を起こす可能性がある。人はこのような各種の刺激を受ける環境下で行動している。また、実際には、人が受ける刺激は１種類ではなく、多くは複数種類の刺激を同時に受けている。
【０００５】
したがって、感覚疲労の実態を検査するためには、光、音、触覚刺激などの個別の刺激による検査と併せて、光と音、光と振動、音と振動のように複数種類の刺激を同時に呈示する検査が必要である。
【０００６】
従来の検査では、個別の刺激による検査は行われているが、同時複数刺激による検査方法は未開発である。
【０００７】
本発明は、被験者に個別の刺激又は同時に複数種類の刺激を呈示したときの応答を情報処理で解析し、感覚疲労の程度を短時間で容易に検査し、即時、被験者に一覧図表で表示する方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。すなわち、感覚疲労検査方法において、被験者に光、音、振動によって個別の種類の刺激を呈示するか、又は複数種類の刺激を同時に呈示し、それにたいする被験者の応答から、視覚、聴覚、皮膚触覚の融合弁別閾値（ＦＤＬ）を求め、これら被験者の融合弁別閾値の検査値と、別に検査した多数の被験者の融合弁別閾値から設定した基準値とを定量的に一覧図表上に表示して被験者の感覚疲労の状態を検査することを特徴とする。この融合弁別閾値は、光、音又は振動による刺激を、設定した時間間隔で設定した回数呈示したとき、被験者による断続刺激と連続刺激の識別又は休止時間の識別が可能な限界値である。基準値は、通常の生活をしている多数の人を対象として、各種の刺激にたいする感覚特性の検査を実施し、その結果を正規分布曲線で表したものである。
【０００９】
この感覚疲労検査装置は、被験者に光、音、振動によって個別又は同時に複数種類の刺激を呈示し、それにたいする被験者の応答から、被験者の感覚疲労の状態を検査する感覚疲労検査装置であって、制御部・表示部・データ処理部を備えたコンピュータ部と、インターフェースとしての感覚刺激出力部を介して前記コンピュータ部に接続された視覚刺激呈示部、聴覚刺激呈示部および皮膚感覚呈示部と、被験者が刺激に対する判断または反応を入力する判断結果入力部・反応入力部と、該判断結果入力部・反応入力部から入力される信号に基づいて検査値を検出すとともに、その検出結果を前記コンピュータ部に出力する検出部とを備え、前記コンピュータ部は、前記視覚刺激呈示部、聴覚刺激呈示部および皮膚感覚呈示部のいずれかを選択して、設定した時間間隔と回数の刺激を呈示する手段と、前記検出部から入力されるデータをデータ処理して、基準値とともに検査値を一覧図表に表示する手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記視覚刺激呈示部は光の明滅によるものであり、前記聴覚刺激呈示部はビープ音によるものであり、前記皮膚感覚呈示部は振動によるものであることを特徴とする。
【００１１】
また、前記コンピュータ部に設けた刺激を呈示する手段が、前記視覚刺激呈示部、聴覚刺激呈示部および皮膚感覚呈示部のうちから選択した２つの呈示部から、設定した時間間隔と回数の刺激を同時に呈示するものであることを特徴とする。
【００１２】
また、前記コンピュータ部は、被験者が単発刺激と連続刺激との識別が可能な限界の休止時間を融合弁別閾値として検出する、及び、断続刺激の周期を変化させて、断続刺激と連続刺激との識別が可能な限界の周期を融合弁別閾値として検出する検出手段を備えていることを特徴とする。
【００１３】
また、前記コンピュータ部は、被験者が応答に要する時間から反射神経応答時間を計測する計測手段を備え、その計測結果に基づいて優位感覚及び非優位感覚を判定する手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
従来の方法では、視覚、聴覚、皮膚触覚等について、個別に感覚疲労の検査を行っている。しかし、人は、実際に行動する環境下では、単一の刺激だけではなく、多くは複数種類の刺激を同時に受けている。本発明は、複数種類の刺激を受ける環境での感覚疲労の状態を、実態に即した方法で検査し、即時、被験者に表示する方法を開発した。このために、本発明では、個別の刺激による感覚特性の検査と併せて、同時に呈示する複数種類の刺激による感覚特性を検査する。この複数種類の刺激による検査では、複数種類の感覚の相互作用を検査することができる。この複数種類の同時刺激による検査は、本発明が提案する新規の方法である。この検査結果は、各種疲労要因・回復要因について、実態に即した判定に有効であり、特に、労務管理分野及び保険・健康管理分野への利用に特段の効果がある。
【００１５】
さらに、この複数種類の刺激による検査結果から、被験者の優位感覚と非優位感覚の判定が可能である。実際に人が同時に複数種類の刺激を受けたとき、敏感に反応する感覚（優位感覚）と反応が遅れる感覚（非優位感覚）がある。感覚疲労の実態を検査し、必要な対策をたてるには、この優位感覚と非優位感覚の判定を考慮することは不可欠であり、本発明は、この検査を可能にした。
【００１６】
この検査で、ある特定の感覚が非優位感覚であると判定されれば、その障害を避ける措置が可能であり、被験者の自動車運転や各種機器操作上、安全管理に有効に活用することができる。
【発明の概要】
【００１７】
本発明は、被験者の視覚、聴覚、皮膚触覚にたいして、設定した方法で刺激を呈示し、被験者からの応答を解析して被験者の感覚疲労を検査し、即時一覧図表に表示する方法と装置を開発した。
【００１８】
被験者には、視覚、聴覚、皮膚触覚にたいして、次の１、２、３のように、個別の刺激を呈示するか、又は二種類の刺激を同時に呈示する。
１  視覚に対して、(1)光の連続明滅を呈示又は(2)光の単発明滅とビープ音を同時に呈示
２  聴覚に対して、(1)断続ビープ音を呈示又は(2)断続ビープ音と光の明滅を同時に呈示
３  皮膚触覚に対して、(1)断続振動を呈示、(2)断続振動とビープ音を同時に呈示又は(3)断続振動と光の明滅を同時に呈示
【００１９】
被験者に呈示される刺激は、検査項目によって選択することができるが、「個別感覚特性を検査するための刺激」及び「各種感覚間の相互作用特性を検査するための刺激」に大別される。
【００２０】
個別の感覚特性を検査するための刺激として基本刺激１と基本刺激２がある。基本刺激１は、断続的に呈示する一種類の刺激であり、その断続間隔（周期）を変化させて繰り返し呈示する。被験者が、断続感が無くなり連続していると感じる周期の限界値を、断続刺激融合弁別閾値（１周期遅延時間で表示[msec]）と定義する。具体的に、この限界値は、聴覚では断続音融合弁別閾値[msec]であり、視覚ではフリッカー値[msec]であり、皮膚感覚では200Hzの振動による刺激を与えたときの断続振動融合弁別閾値[msec]である。基本刺激２は、異なる長さの休止時間をはさんで約１秒間の長さで２回呈示する一種類の刺激である。休止時間を短くしたとき、その休止が知覚できなくなる時間を休止弁別閾値[msec]と定義する。
【００２１】
各種感覚間の相互作用特性を検査するときは、１種類の刺激に同期して別種類の刺激が同時に呈示される。１種類の刺激を呈示したときの融合弁別閾値が、別種類の刺激によって変化させられる現象を感覚間の相互作用特性と定義する。
【００２２】
被験者への視覚刺激は、被験者の前に設置された照明を点滅させる方法で呈
示し、聴覚刺激は、超音波発信器を埋め込んだヘッドホーンで超音波領域の音を呈示し、通常のヘッドホーンで可聴音領域の音を呈示し、皮膚触覚刺激は、手のひら内に保持させた２００Hｚの振動発信器で呈示する。
【００２３】
呈示された刺激に対して、被験者は、事前に表示される説明に従って入力キーで応答する。各種の刺激にたいする被験者からの応答を情報処理し、各刺激について「融合弁別閾値」を求めて検査値とする。
【００２４】
検査値は基準値と比較する。本来、人の感覚特性には、正常な状態であっても個人差によるバラツキがある。基準値は、通常の生活をしている多数の人を対象として、各種の刺激にたいする感覚特性の検査を実施し、その結果を正規分布曲線で表したものである。その事例を実施例１に示した。原理的には、この基準値の正規分布曲線上に被験者の検査値をプロットすると、両者の比較をすることができる。実際には、各種の感覚特性の基準値と検査値は同時に一覧可能な図表で表示される。被験者は、容易に基準値と検査値を比較し、即時、自身の感覚疲労の状態を判断することができる。
【００２５】
また、実施例２に示したように、同時複数刺激による検査で優位感覚と非優位感の判定を可能にした。被験者に2種類の刺激を同時に呈示したとき、被験者に感覚疲労があると、どちらか一方の刺激には敏感に反応するが、他方の刺激には反応が遅くなる傾向がある。ここでは、この敏感に反応する感覚を優位感覚と定義し、反応が遅い感覚を非優位感覚と定義する。例えば、光又は音を個別に呈示したとき、光には敏感に反応するが、音には反応が遅れる場合、又は、同時に光と音による刺激を呈示したとき、視覚の検査値には音の影響は小さいが、聴覚の検査値には光の影響で反応の遅れが生じた場合、いずれの場合も、視覚が優位感覚であり、聴覚が非優位感覚と判定する。
【００２６】
なお、本発明では、特に、優位感覚及び非優位感覚の検査のために、視覚、聴覚、皮膚触覚の検査に併せて、反射神経応答時間の検査を検査項目に加えた。この検査では、単発明滅又は単発ビープ音の刺激を断続的かつ無規則に呈示し、被験者が各刺激への応答に要する時間を計測し、この検査値を基準値と比較する。
【００２７】
この検査で、ある特定の感覚が非優位感覚であると判定されれば、その障害を避ける措置が可能であり、検査の結果を、被験者の自動車運転や各種機器操作上、安全管理に有効に活用することができる。
【００２８】
以上のように、被験者に呈示する刺激の種類は多様であるが、呈示する刺激の選択及び時間間隔と回数を自動制御することが可能なベケシー法を採用することで、多様な検査を短時間で可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の一実施形態に係わる感覚疲労検査装置について図１で説明する。各種感覚刺激出力部１０は、制御部・表示部・データ処理部３０のコンピュータからの各種出力信号を出力するUSBインターフェースであり、各種感覚刺激出力部
１０には、視覚刺激呈示部１１、聴覚刺激呈示部１２及び皮膚触覚刺激呈示部
１３が接続され、これらの刺激提示部から個別又は複数種類の刺激が被験者に呈示される。
【００３０】
視覚刺激呈示部１１は、USB接続された機器から成り、被験者の正面に置かれた発光ダイオードを点滅する。その際、発光ダイオードの明るさは500 lx とし、視野周辺の明るさを200 lx に調整する。一回の点滅は同じ長さの点灯時間と消灯時間からなっている。好ましくは、点滅時間は２〜80 msの範囲で変化させる。聴覚刺激呈示部１２は、USB接続された機器から成り、超音波領域と可聴音領域の音が出力できる。骨導式の超音波発信器は、通常のヘッドホンのパットの部分に埋め込まれ、人の乳用突起部位に接触するように設計する。可聴領域の音は、通常のヘッドホンから出力される。皮膚触覚刺激呈示部１３は、USB接続された２００Hｚの振動発信器から振動を出力する。
【００３１】
被験者は、表示部に示される事前の説明に従って刺激に対する判断又は反応を判断結果入力部・反応入力部２０に入力する。被験者からの入力には、入力キーを使用する方法が好ましい。その入力データは検出部２１で各種弁別閾値及び反射神経応答時間を検出し、制御部・表示部・データ処理部３０に送られる。制御部・表示部・データ処理部３０では、入力されたデータを処理し、全ての検査値及び基準値を一覧図表に表示する。
【００３２】
検査結果を一覧図表に表示するには、図２のようなレーダー図は、被験者が感覚疲労の状態を判断するに簡潔であり、好ましい表示である。この図は、一人の被験者に実施した8種類の検査結果を、同じ図中に表示したものである。図中には、０〜１００％の目盛りで基準値を示し、実線Ａは、検査開始直後の検査結果を結んだものであり、8種類の検査値はいずれも７０％以内であり、視覚及び聴覚は正常な状態と判定される。実線Ｂは、検査開始後１０時間、室内で通常の作業を継続したあとの検査結果である。
【００３３】
この検査結果は、視覚の反射神経応答が基準値の９０％を超え、視覚の疲労が大きいことを示している。一方、聴覚の検査結果には顕著な疲労は認められない。また、視覚聴覚相互作用については、光明滅とビープ音による2種類の刺激を、３種類の異なる設定で同時呈示した検査結果を示している。相互作用１は単発明滅にビープ音２回を同時呈示した結果であり、相互作用２は連続明滅と断続ビープ音を同時呈示した結果であり、相互作用３は単発明滅にビープ音１回を同時呈示した結果である。視覚の反射神経検査結果には疲労が認められているにも拘らず、相互作用１及び２の検査結果では視覚の疲労は認められない。これは、同時に2回呈示したビープ音の影響によるものであり、聴覚優位の事例である。ただし、相互作用３はビープ音が一回であり、聴覚優位の影響が弱くなった。なお、表示部は、被験者に対する検査方法の説明も表示する。
【００３４】
本発明の実施例を以下で説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。  
【実施例１】
【００３５】
基準値を求めた事例を以下に示す。20才代の成人185人を被験者として、骨導超音波で断続音を呈示したときの融合弁別閾値（FDL）を測定した。図３に、その結果を正規分布曲線として示した。この場合、分布の中央値は24 ms であった。また、被験者の90％はFDLが35 ms以下の範囲に含まれていた。この検査では、FDLが中央値24 ms を示す被験者の感覚は最も標準的な状態と判定し、限界値35 ms を超えた被験者は感覚疲労が大きいとして要注意と判定する。
【００３６】
なお、FDLの正規分布曲線とその中央値及び限界値は検査項目によって異なる。したがって、各刺激による検査について、正規分布曲線、中央値及び限界値を、事前に多数の人を被験者として測定して検査装置に入力し、これを実際の検査で基準値として使用する。
【実施例２】
【００３７】
正常な視聴覚をもつ大学生７名を被験者として、明滅刺激による視覚検査を実施した。検査時間は、１５：００から翌日の９：００までの１８時間であり、この間、１時間おきに検査を実施し、検査時間中は外出禁止、適時読書、食事は１８時の夕食、０時、３時、６時に市販固形食品（計１００キロカロリー）とし、水分は適時補給した。検査結果の一部を図４及び図５に示した。
【００３８】
図４は、４人の被験者に単発明滅又は単発ビープ音を呈示し、反射神経応答時間を測定し、４人の平均値を求めた結果である。検査開始後９時間を超えると、視覚及び聴覚に応答の遅れが認められる。さらに、１２〜１４時間では聴覚の応答の遅れが著しく、基準値の９０％を超え、要注意の状態となった。
【００３９】
図５は、７人の被験者に単発明滅（フリッカー）２回、又は単発明滅２回とビープ音を１回又は２回同時呈示した視覚検査の結果である。被験者７人のうち、５人の弁別閾値FDLは３０〜３５msの狭い範囲で検査時間中安定した値を持続した。また、ビープ音の影響も極めて小さかった。しかし、残る２人にはビープ音の影響が顕著に現れた。その１例を図５に示した。単発明滅を２回繰り返したとき、又は、単発明滅を２回とビープ音を１回呈示したときに比較して、単発明滅２回と同時にビープ音２回呈示すると、検査開始９時間以後のＦＤＬは小さくなった。これは、視覚検査にたいして聴覚刺激の影響が顕著であり、この状態は聴覚が優位感覚であることを示している。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この検査方法は、各種の疲労要因・回復要因について、実態に即した判定に有効である。また、この検査で、ある特定の感覚が非優位感覚であると判定されれば、その障害を避ける措置が可能であり、検査の結果を、被験者の自動車運転や各種機器操作上、安全管理に有効に活用することができる。また、検査装置は携帯可能な本体とパーソナルコンピュータで構成し、狭いスペースで簡便に使用することができる。
【００４１】
したがって、この発明は、労務管理分野及び保険・健康管理分野で簡便に活用される検査機器の開発を促すものとして、大いに期待される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】感覚疲労検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】検査結果及び基準値を表示するレーダー図である。
【図３】基準値を正規分布曲線で示したグラフである。
【図４】単発明滅又は単発ビープ音刺激による反射神経検査結果を示すグラフである。
【図５】聴覚が優位感覚であることを示す視覚検査結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１０  各種感覚刺激出力部  
１１  視覚刺激呈示部
１２  聴覚刺激呈示部
１３  皮膚感覚刺激呈示部
２０  反応入力部、判断結果入力部
２１  検出部
３０  表示部、制御部、データ処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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