(57)【要約】【課題】心地よさを感じてリラックス状態になっているか否かを的確に判断することのできる快適度算出方法を提供する。【解決手段】心拍周期検出手段１２１が検出する被検者の心拍周期に基づいて被検者の快適度を算出する快適度算出方法であって、心拍周期から評価対象単位時間毎に求める平均心拍周期算出手段１２２と、心拍周期から評価対象単位時間毎に求める心拍変化率算出手段１２３と、心拍周期から評価対象単位時間毎に求める心拍変動度算出手段１２４のうち少なくとも１つの算出手段を設け、算出された値を基にして被検者の快適度を快適度算出手段１２５で算出する。【選択図】　図４
2004024857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外的刺激を受けている被検者の心拍周期に基づいて被検者の快適度を算出する快適度算出方法であって、
前記心拍周期から評価対象単位時間毎に下記の（１）式により求められる平均心拍周期と、
前記心拍周期から評価対象単位時間毎に下記の（２）式により求められる心拍変化率と、
前記心拍周期から評価対象単位時間毎に下記の（３）式または（４）式により求められる心拍変動度とのうちから少なくとも１つを求め、この求めた値を被検者の快適度とすることを特徴とする快適度算出方法。
平均心拍周期＝（Σｙｉ）／ｎ　　　　　　　　…（１）式
ここで、ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期で、ｎは評価対象単位時間内のデータ数である。
心拍変化率＝｛ｎΣｘｉｙｉ−（Σｘｉ）（Σｙｉ）｝／｛ｎΣｘｉ２−（Σｘｉ）２｝…（２）式
ここで、ｎは評価対象単位時間内のデータ数、ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期、ｘｉは評価対象単位時間内のｙ１からｙｉまでの心拍周期を足したものである。
心拍変動度＝ｎ１で移動平均をとったデータ群の標準偏差−ｎ２で移動平均をとったデータ群の標準偏差　　　…（３）式
ただし、ｎ１、ｎ２はデータ数、ｎ１＞ｎ２である。
心拍変動度＝｛ｎΣｚｉ２ｙｉ−（Σｚｉ２Σｙｉ）｝／｛ｎΣｚｉ４−（Σｚｉ２）２｝…（４）式
ただし、ｎは評価対象単位時間内のデータ数、ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期、ｚｉはｘｉ−ｘ、ｘｉは評価対象単位時間内のｙ１からｙｉまでの心拍周期を足したもの、ｘは平均心拍周期である。
【請求項２】
前記（３）式の心拍変動度は、心拍周期の移動平均値から求め、この移動平均値は、心拍周期検出手段が検出する所定の検出個数分の心拍周期の平均値を、その心拍周期の検出毎に１個づつずらしながら求めていく値であることを特徴とする請求項１に記載の快適度算出方法。
【請求項３】
快適度は次式により求めることを特徴とする請求項１に記載の快適度算出方法。
快適度＝Ｃ１×平均心拍周期＋Ｃ２×心拍変化率＋Ｃ３×（心拍変動度）２
ただし、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は重み定数である。
【請求項４】
外的刺激を受けている被検者の心拍を検出する心拍検出手段と、この心拍検出手段が検出する心拍から被検者の心拍周期を算出する心拍周期算出手段とを備え、前記心拍周期に基づいて被検者の快適度を算出する快適度算出装置であって、前記心拍周期から評価対象単位時間毎に平均心拍周期を算出する平均心拍周期算出手段と、
前記心拍周期から評価対象単位時間毎に心拍変化率を算出する心拍変化率算出手段と、
前記心拍周期から評価対象単位時間毎に心拍変動度を算出する心拍変動度算出手段とのうちから少なくとも１つの算出手段を設け、
前記平均心拍周期算出手段は、次式に基づいて平均心拍周期を算出し、
平均心拍周期＝（Σｙｉ）／ｎ
ここで、ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期で、ｎは評価対象単位時間内のデータ数である。
前記心拍変化率算出手段は、次式に基づいて心拍変化率を算出し、
心拍変化率＝｛ｎΣｘｉｙｉ−（Σｘｉ）（Σｙｉ）｝／｛ｎΣｘｉ２−（Σｘｉ）２｝
ここで、ｎは評価対象単位時間内のデータ数、ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期、ｘｉは評価対象単位時間内のｙ１からｙｉまでの心拍周期を足したものである。
前記心拍変動度算出手段は、下記の（３）式または（４）式に基づいて心拍変動度を算出し、
心拍変動度＝ｎ１で移動平均をとったデータ群の標準偏差−ｎ２で移動平均をとったデータ群の標準偏差　　　　…（３）式
ただし、ｎ１、ｎ２はデータ数、ｎ１＞ｎ２である。
心拍変動度＝｛ｎΣｚｉ２ｙｉ−（Σｚｉ２Σｙｉ）｝／｛ｎΣｚｉ４−（Σｚｉ２）２｝…（４）式
ただし、ｎは評価対象単位時間内のデータ数、ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期、ｚｉはｘｉ−ｘ、ｘｉは評価対象単位時間内のｙ１からｙｉまでの心拍周期を足したもの、ｘは平均心拍周期である。
前記算出手段が算出した値を快適度として出力することを特徴とする快適度算出装置。
【請求項５】
前記心拍変動度算出手段は、第１移動平均値−第２移動平均値から求め、
第１移動平均値は、心拍周期検出手段が検出する所定の検出個数分の心拍周期の平均値を、その心拍周期の検出毎に１個づつずらしながら求めていく値であり、
第２移動平均値は、前記所定の検出個数分より少ない個数で心拍周期の平均値を、その心拍周期の検出毎に１個づつずらしながら求めていく値であることを特徴とする請求項４に記載の快適度算出装置。
【請求項６】
前記平均心拍周期算出手段と心拍変化率算出手段と心拍変動度算出手段が算出する平均心拍周期と心拍変化率と心拍変動度とから快適度を算出する快適度算出手段とを備え、
この快適度算出手段は、次式によって快適度を算出して出力することを特徴とする請求項４に記載の快適度算出装置。
快適度＝Ｃ１×平均心拍周期＋Ｃ２×心拍変化率＋Ｃ３×（心拍変動度）２
ただし、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は重み定数である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばマッサージ機やリラクゼーション機等の使用者の快適度を数値化して算出する快適度算出方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、特開２００１−１９０６１６号公報や特開平９−１９２１８６号公報に示すマッサージ機が知られている。
【０００３】
前者のマッサージ機は、リモコン装置に設けたセンサ部から皮膚温、心拍周期、血圧などの生体情報を検出し、この検出した生態情報に基づいて使用者の体調に合わせたマッサージを行うようにしたものである。
【０００４】
また、後者のマッサージ機は、心拍数，呼吸数や脳波等の生体情報を検出する検出装置と、動作速度が可変となっているマッサージ機構と、検出装置の検出出力に応じてマッサージ機構の動作速度を変更する制御部とからなり、生体情報を参照しつつマッサージ機構の動作速度を変更していくものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のマッサージ機では、生体情報を複数回検知してその生体情報の変化パターンからマッサージ方法を決定することで、より効果の高いマッサージを実現しようとしているが、複数の生体情報を検知しているため、多数のセンサが必要であるとともにその処理回路等が煩雑になる等の多くの問題があった。
【０００６】
また、後者のマッサージ機では、心拍数や呼吸数の変化量に合わせてマッサージ機の動作速度を変えるものであるが、単に心拍数や呼吸数の変化をそのまま使用して動作速度を制御しても、心拍数や呼吸数の変化量が快適度と一致しているわけでないので、心地よいと感じるマッサージが実際に行えているかが分からなかった。
【０００７】
この発明の目的は、検出された心拍周期に基づいて快適度を的確に算出する快適度算出方法および装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、外的刺激を受けている被検者の心拍周期に基づいて被検者の快適度を算出する快適度算出方法であって、
前記心拍周期から評価対象単位時間毎に下記の（１）式により求められる平均心拍周期と、
前記心拍周期から評価対象単位時間毎に下記の（２）式により求められる心拍変化率と、
前記心拍周期から評価対象単位時間毎に下記の（３）式または（４）式により求められる心拍変動度とのうちから少なくとも１つを求め、この求めた値を被検者の快適度とすることを特徴とする快適度算出方法。
【０００９】
平均心拍周期＝（Σｙｉ）／ｎ　　　　　　　　…（１）式
ここで、ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期で、ｎは評価対象単位時間内のデータ数である。
【００１０】
心拍変化率＝｛ｎΣｘｉｙｉ−（Σｘｉ）（Σｙｉ）｝／｛ｎΣｘｉ２−（Σｘｉ）２｝…（２）式
ここで、ｎは評価対象単位時間内のデータ数、ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期、ｘｉは評価対象単位時間内のｙ１からｙｉまでの心拍周期を足したものである。
心拍変動度＝ｎ１で移動平均をとったデータ群の標準偏差−ｎ２で移動平均をとったデータ群の標準偏差　　　…（３）式
ただし、ｎ１、ｎ２はデータ数、ｎ１＞ｎ２である。
心拍変動度＝｛ｎΣｚｉ２ｙｉ−（Σｚｉ２Σｙｉ）｝／｛ｎΣｚｉ４−（Σｚｉ２）２｝…（４）式
ただし、ｎは評価対象単位時間内のデータ数、ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期、ｚｉはｘｉ−ｘ、ｘｉは評価対象単位時間内のｙ１からｙｉまでの心拍周期を足したもの、ｘは平均心拍周期である。
【００１１】
請求項４の発明は、外的刺激を受けている被検者の心拍を検出する心拍検出手段と、この心拍検出手段が検出する心拍から被検者の心拍周期を算出する心拍周期算出手段とを備え、前記心拍周期に基づいて被検者の快適度を算出する快適度算出装置であって、
前記心拍周期から評価対象単位時間毎に平均心拍周期を算出する平均心拍周期算出手段と、
前記心拍周期から評価対象単位時間毎に心拍変化率を算出する心拍変化率算出手段と、
前記心拍周期から評価対象単位時間毎に心拍変動度を算出する心拍変動度算出手段とのうちから少なくとも１つの算出手段を設け、
前記平均心拍周期算出手段は、次式に基づいて平均心拍周期を算出し、
平均心拍周期＝（Σｙｉ）／ｎ
ここで、ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期で、ｎは評価対象単位時間内のデータ数である。
【００１２】
前記心拍変化率算出手段は、次式に基づいて心拍変化率を算出し、
心拍変化率＝｛ｎΣｘｉｙｉ−（Σｘｉ）（Σｙｉ）｝／｛ｎΣｘｉ２−（Σｘｉ）２｝
ここで、ｎは評価対象単位時間内のデータ数、ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期、ｘｉは評価対象単位時間内のｙ１からｙｉまでの心拍周期を足したものである。
【００１３】
前記心拍変動度算出手段は、下記の（３）式または（４）式に基づいて心拍変動度を算出し、
心拍変動度＝ｎ１で移動平均をとったデータ群の標準偏差−ｎ２で移動平均をとったデータ群の標準偏差　　　　…（３）式
ただし、ｎ１、ｎ２はデータ数、ｎ１＞ｎ２である。
心拍変動度＝｛ｎΣｚｉ２ｙｉ−（Σｚｉ２Σｙｉ）｝／｛ｎΣｚｉ４−（Σｚｉ２）２｝…（４）式
ただし、ｎは評価対象単位時間内のデータ数、ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期、ｚｉはｘｉ−ｘ、ｘｉは評価対象単位時間内のｙ１からｙｉまでの心拍周期を足したもの、ｘは平均心拍周期である。
【００１４】
前記算出手段が算出した値を快適度として出力することを特徴とする。
【００１５】
【実施の形態】
以下、この発明に係る快適度算出方法を適用した椅子式のマッサージ装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に示すマッサージ装置１０は、座部１１と、この座部１１の後ろに設けた背もたれ部１２と、座部１１の前に設けたオットマン１３と、座部１１の両側に設けたアームレスト部１４，１５と、座部１１の下側に設けられた給排気装置１００（図示せず）とを有している。背もたれ部１２はリクライニングが可能となっており、モータＭ１（図３参照）を備えた図示しない電動機構により背もたれ部１２が傾動するようになっている。
【００１７】
背もたれ部１２の前面には、首肩用のエアバック２０と、背筋用のエアバック２１と、背中用の一対のエアバック２２，２３と、腰用のエアバック２４とが設けられている。座部１１の上面には、臀部用のエアバック２５と、もも用のエアバック２６とが設けられている。また、オットマン１３には左右に一対のエアバック２７，２８がそれぞれ設けられている。首肩用のエアバック２０は、図示しない電動機構により上下にスライド移動できるようになっており、この電動機構はモータＭ２（図３参照）を備えている。
【００１８】
各エアバック２０〜２８は、座部１１，背もたれ部１２，オットマン１３に取り付けられたカバーＫによって覆われている。
【００１９】
アームレスト部１４の上面の前側には表示部３０が設けられており、この表示部３０には、図２に示すように、オン・オフスイッチ３１と、全身コースと上半身コースと下半身コース等を選択する選択スイッチ３２と、エアバック２０を上にスライド移動させる上スイッチ３３Ｓ１と、エアバック２０を下にスライド移動させる下スイッチ３３Ｓ２と、背もたれ部１２を倒していく倒スイッチ３４Ｓ１と、背もたれ部１２を起こしていく起スイッチ３４Ｓ２と、各エアバック２０〜２８の膨・縮の速さを調整するパルススイッチ３５と、マッサージの強さを調整する強さスイッチ３６と、快適お探しモードと自動コースモードなどを選択する選択スイッチ３７と、納得スイッチ３８と、足同時スイッチ３９等とが設けられている。各スイッチ３１〜３９はタッチパネルで構成され、そのタッチパネルに触れることにより各スイッチ３１〜３９が操作されるようになっている。
【００２０】
また、表示部３０には、首／肩，背中，背筋，腰，しり，もも，脚の心地よさを示す４つのランプ画像Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄ，…Ｌ７ａ〜Ｌ７ｄがそれぞれ表示されており、その心地よさに応じてランプ画像Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄ，…Ｌ７ａ〜Ｌ７ｄが点灯表示するようになっている。
【００２１】
また、表示部３０には、その心地よさを示す棒グラフ画像４０が表示される他に人体を示す人体画像４１と、各エアバック２０〜２８に対応したエアバック画像Ｇ２０〜Ｇ２８とが表示され、各エアバック画像Ｇ２０〜Ｇ２８にはタッチパネルが設けられており、これらタッチパネルに触れることにより各エアバック画像Ｇ２０〜Ｇ２８に対応した各エアバック２０〜２８が選択され、その選択されたエアバックだけを膨縮させることができるようになっている。
【００２２】
給排気装置１００は、図３に示すように、ポンプ１０１と複数の電磁弁１０２〜１０９と制御装置１１０とを有している。
【００２３】
電磁弁１０２は、開成されるとポンプ１０１とエアバック２０とを連通してポンプ１０１からエアバック２０にエアを給気するようになっている。電磁弁１０２が閉成されるとエアバック２０が大気に開放されてエアバック２０のエアは排気されていくようになっている。
【００２４】
同様に、各電磁弁１０３〜１０９は、開成されるとポンプ１０１とエアバック２１〜２８とを連通してポンプ１０１からエアバック２１〜２８にエアを給気するようになっており、電磁弁１０２〜１０９が閉成されるとエアバック２１〜２９が大気に開放されてエアバック２１〜２９のエアは排気されていくようになっている。
【００２５】
制御装置１１０は、表示部３０のスイッチ操作と心拍検出部２００の検出信号に基づいてポンプ１０１，電磁弁１０２〜１０９，モータＭ１，Ｍ２等を制御する。
【００２６】
また、制御装置１１０は、図４に示すように演算部１２０と動作制御部１３０とを有している。演算部１２０は、心拍検出部２００の検出信号から心拍周期を算出する心拍周期算出手段（心拍周期検出手段）１２１と、この心拍周期算出手段１２１が算出した心拍周期から平均心拍周期を算出する平均心拍周期算出手段１２２と、その心拍周期から心拍変化率を算出する心拍変化率算出手段１２３と、その心拍周期から心拍変動度を算出する心拍変動度算出手段１２４と、平均心拍周期算出手段１２２が算出した平均心拍周期と心拍変化率算出手段１２３が算出した心拍変化率と心拍変動度算出手段１２４が算出した心拍変動度とから快適度を算出する快適度算出手段１２５とを備えている。１２６は心拍周期を算出するための閾値を設定する閾値設定手段である。この閾値設定手段１２６は必ずしも必要とするものではない。
【００２７】
動作制御部１３０は、快適度算出手段１２５が算出した快適度に基づいてポンプ１０１や電磁弁１０２〜１０９を制御するものであり、また、モータＭ１，Ｍ２を制御する他に表示部３０の表示を制御するようになっている。
【００２８】
心拍検出部２００は、耳朶に装着して耳朶の血流に応じた血流信号を出力する脈波センサ（心拍センサ：心拍検出手段）２０１と、血流信号を増幅する増幅回路２０２と、増幅した血流信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路２０３とを備えている。
【００２９】
脈波センサ２０１は、耳朶に向けて光りを発光する発光素子と、その耳朶を透過する光を受光する受光センサ等とから構成されている。ここでは、脈波センサ２０１は耳朶の血流を検出するが、指などの血流を検出するものでもよい。また、受光素子から十分な大きさの血流信号が得られる場合には増幅回路２０２は不要である。また、Ａ／Ｄ変換回路２０３も制御装置１１０の演算部１２０にＡ／Ｄ変換回路があれば不要となる。
【００３０】
そして、心拍検出部２００と演算部１２０とで快適度算出装置が構成される。すなわち、脈波センサ２０１と心拍周期算出手段１２１と平均心拍周期算出手段１２２と心拍変化率算出手段１２３と心拍変動度算出手段１２４と快適度算出段１２５とで快適度算出装置が構成される。この快適度算出装置は、平均心拍周期算出手段１２２と心拍変化率算出手段１２３と心拍変動度算出手段１２４のうち少なくともいずれか１つの算出手段を備えていればよい。１つの算出手段だけを備えている場合、その算出手段が算出する値を快適度とすれば、快適度算出段１２５は不要となる。
【００３１】
ここで、脈波波形の一例を図５に示す。図５において、横軸が時間、縦軸が　透過光量（すなわち血流量）を示している。血流量は心臓の鼓動で変化するものであるから、脈波波形の１つの山が心臓一拍分とみなすことができる。
【００３２】
従って、例えば脈波波形のピークを検知し、次のピークまでの時間を計測すれば心拍の周期が求められることになる。尚、図５ではピーク検出を脈波波形の　山のピークで行っているが、谷のピーク（底部）を検知しても同様に心拍周期を求める事ができる。また、ピーク検知を行う以外にもゼロクロス法等で心拍周期を求めてもよい。これら心拍周期は心拍周期算出手段１２１が求める。
【００３３】
このようにして、得られた瞬時心拍周期から、評価対象単位時間（評価対象刺激単位）内の心拍周期を１つのグループとみなし、そのグループ内での変化の　仕方を捉える事で、マッサージ装置の使用者の刺激に対する心地よさの程度、すなわち快適度を数値として算出することができる。
【００３４】
ここで　評価対象単位時間とは、同じマッサージを続けている時間であり、発明者らの実験によれば５秒から１０秒程度がもっとも効果的に情報の収集ができることが判った。これは、これよりも短い時間では情報量（心拍数）が　少なく、正確に推定できず、逆に長い時間では使用者のマッサージに対する感覚が変わるため、その感覚によって心拍周期が変化したのかマッサージ効果によって心拍周期が変わったのかが判断できないからである。
【００３５】
次に、この快適度の数値化について説明する。
【００３６】
快適度の数値化は、平均心拍周期、心拍変化率、心拍変動度の３つの値のうち少なくとも１つを算出する事で実現できる。以下、その具体的計算方法を示す。
【００３７】
まず、平均心拍周期は、評価対象単位時間内の心拍周期の平均値であり、下記の（１）式で求めることができる。
【００３８】
平均心拍周期＝（Σｙｉ）／ｎ　　　　　　　　…（１）
ここで、（１）式のｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期で、ｎは評価対象単位時間内のデータ数（心拍周期の数）である。
【００３９】
演算部１２０の平均心拍周期算出手段１２２は、心拍周期算出手段１２１が算出した心拍周期ｙｉに基づいて（１）式から平均心拍周期を算出していく。
【００４０】
この平均心拍周期の値が大きいほど快適度（心地よさの度合）が大きいと考えられる。
【００４１】
心拍変化率は、評価対象単位時間内で心拍周期が長くなってゆくのか、逆に短くなっていくのかを表すものであり、ある評価対象単位時間内で横軸に時間を縦軸に心拍周期をとった図６のグラフＦ１を直線近似した場合のその直線Ｆ２の傾きで定義されるものである。
【００４２】
この傾き（心拍変化率）は、（２）式によって求められる。
【００４３】
心拍変化率＝｛ｎΣｘｉｙｉ−（Σｘｉ）（Σｙｉ）｝／｛ｎΣｘｉ２−（Σｘｉ）２｝…（２）
ここで、ｎは評価対象単位時間内のデータ数、ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期、ｘｉは評価対象単位時間内のｙ１からｙｉまでの心拍周期を足したものである。
【００４４】
この心拍変化率が大きいほど快適度が大きいと判断する。
【００４５】
この心拍変化率は、演算部１２０の心拍変化率算出手段１２３が心拍周期算出手段１２１の心拍周期ｙｉに基づいて（２）式から算出するものである。
【００４６】
次に、心拍変動度の算出方法について説明する。
【００４７】
図７はあるマッサージ刺激を１分間継続したときの心拍周期を、横軸：時間、縦軸：心拍周期としてプロットしたグラフを示すものであり、＋印は心拍周期の実測値を示す。●印は５つの実測値の平均値を算出したものであり、この平均値の出し方は、１番目から５番目までの平均と、２番目から６番目までの平均と、という様に５つの実測値を１つづつずらしながら順番に選び、平均を求めた値（第２移動平均値）である。
【００４８】
また、図７において、○印は９つの実測値の平均値を算出したものであり、９つの実測値を１つづつずらしながら順番に選び、平均を求めた値（第１移動平均値）である。
【００４９】
この＋印の実測値は、マッサージ刺激終了後にマッサージ使用者に対するインタビューを行い、気持ちよかったという回答が有ったもののデータを示したものであり、気持ちよかった場合には、図７に示すように心拍周期が周期的に変動することが発明者らの実験で明らかになった。
【００５０】
これは、心拍周期の移動平均値、心拍周期の心拍変化率や周期的変動度の大きさからマッサージ効果を求めることができることを意味するものである。
【００５１】
そこで、この周期的変動の大きさを心拍変動度として算出し、この心拍変動度を快適度とすれば、より的確にマッサージの効果を求めることができる。
【００５２】
ところで、移動平均は、ローパスフィルターと同等の効果があり、平均をとる数（ｎ）を増やすと、波形がだんだん滑らかになる。そこで、ｎ＝９の場合とｎ＝５の場合とをそれぞれ算出し、それぞれ全体のばらつき、すなわち標準偏差を算出し、その差を算出すれば周期的な変動のある場合のみ値が大きくなり、周期変動の大きさを数値化する事が可能である。
【００５３】
つまり、周期変動の大きさ（心拍変動度）は次式で求める事が可能である。
【００５４】
心拍変動度＝ｎ１で移動平均をとったデータ群の標準偏差（第１移動平均値）−ｎ２で移動平均をとったデータ群の標準偏差（第２移動平均値）…（３）
ただし、ｎ１＞ｎ２
尚、周期的変動の大きさを求めるには、フーリエ変換等の周波数解析手法を使うことも可能であるが、上の方法の様に単位データ数の異なる２種類の移動平均値を算出して、それぞれのデータ群の標準偏差を算出する方法で心拍変動度の計算を行うことで、フーリエ変換などの複雑な計算を行うことなく、周期的変動の大きさを求めることが出来る。この心拍変動度が大きいほどマッサージ効果が大きいと考えられる。
【００５５】
図７から心拍周期の周期的変動の周波数は０．１Ｈｚ程度（周期が約１０秒）であることが分かり、評価対象単位時間（同じマッサージを行う時間）が短い場合、例えば１０秒程度では、山１つが収まるだけである。そこで、心拍変動を数値化する方法として次のような方法も適用する事が可能である。
【００５６】
図８は、ある評価対象単位時間内で横軸に時間を縦軸に心拍周期をとったグラフを示した例である。
【００５７】
マッサージの効果に応じて、周期的な変動を起こす例は、短い時間（図８では１０秒）のデータを見ると、いったん心拍周期が短くなった後に長くなる。すなわち、谷型のグラフとなる（山型の場合もある）。そこで、この谷型の分布を放物線近似して、この近似放物線の２乗係数をマッサージ効果（リラックス状態）の推定に用いる事が可能である。
【００５８】
この様に、評価対象単位時間内の心拍周期の時系列データを放物線近似した場合の２次係数として心拍変動度を求める事で、短い時間で的確にマッサージ効果、すなわち快適度を算出することができる。
【００５９】
近似放物線の２乗係数は次の（４）式で求められる。
【００６０】
心拍変動度（２乗係数）＝｛ｎΣｚｉ２ｙｉ−（Σｚｉ２Σｙｉ）｝／｛ｎΣｚｉ４−（Σｚｉ２）２｝…（４）
ただし、ｎは評価対象単位時間内のデータ数
ｙｉは評価対象単位時間内のｉ番目の心拍周期
ｚｉは　ｘｉ−ｘ
ｘｉは評価対象単位時間内のｙ１からｙｉまでの心拍周期を足したもの
ｘは　平均心拍周期
心拍変動度は、演算部１２０の心拍変動度算出手段１２４が心拍周期算出手段１２１の心拍周期ｙｉに基づいて（３）式あるいは（４）式から算出するものである。
【００６１】
図１２は実験結果の一例を示したものである。この実験はエアバッグ式マッサージ装置で、もも、脚、首の三箇所を各一分間マッサージした際の心拍周期を測定したものであり、３つの刺激の前後（各一分間）に比較対象用に安静（マッサージなし）の心拍も測定している。
【００６２】
横軸が時間、縦軸が心拍周期を示している。実験において被験者（マッサージを受ける人）はグリップスイッチを保持しており、自身が気持ちよいと感じている場合にボタンを押すように指示してあり、実験システムはボタンを押している間だけプロットを黒丸から白丸に変えるように作成されている。つまり図１２の白丸プロット部分は被験者自身が気持ちよいと感じている時を指している。
【００６３】
図１２をみると脚のマッサージ中（ほぼ全域で白丸プロット）に心拍周期が１０秒前後の周期で変動を繰り返している事がわかる。また、同一の領域で緩やかな右上がりをしている事がわかる。さらに首、もも、のマッサージ中も含めて、白丸プロット部分は全体的に黒丸プロットに比べて、心拍周期が長い傾向が読み取れる。これは、心拍周期の長さからマッサージ効果を求める（快適度を算出する）ことができることを示すものである。
【００６４】
発明者は、同様な実験を繰り返すことで、心拍平均周期、心拍変化率、心拍変動度が刺激（マッサージ）を受ける人のリラックス状態（心地よいという感覚）と相関があることを見い出した。すなわち、心拍平均周期、心拍変化率、心拍変動度が大きいほど快適度が大きいことが分かった。
【００６５】
また、図１２の例では同一の人物で心拍平均周期と心拍変化率、心拍変動度の３つに変化が現れたが、人によってはこのうち１つあるいは２つだけがリラックスした場合に変化する事もあった。そこで、どのようなタイプの人が使っても同じように快適度の算出が行えるように下記の（５）式を定義した。
【００６６】
快適度＝Ｃ１×平均心拍周期＋Ｃ２×心拍変化率＋Ｃ３×（心拍変動度）２
…（５）この（５）式により、リラックスした場合に例えば心拍周期が変化する（遅くなる）だけのタイプの人でも、他の刺激部分との差をとることによって当該刺激のリラックス状態が相対的に定量化できるようになった。尚、（５）式の重み定数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は多数の実験を繰り返し、その結果を用い快適度が各被験者の印象に最もよく合うように最適化した値を用いた。例えば、Ｃ１＝０．０２、Ｃ２＝７．０６、Ｃ３＝０．０２である。なお、平均心拍周期，心拍変化率，心拍変動度のいずれかを用いない場合には対応する定数Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を０にする。
【００６７】
また、年代や性別毎にカテゴライズしたデータを用いて各カテゴリー毎に最適化を行う事も可能である。この場合は、刺激を受ける人がどの分類に属するかの情報を与える事でより厳密に快適度の算出を行う事が可能である。
【００６８】
リラックス状態の度合いである快適度は、演算部１２０の快適度算出手段１２５によって（５）式に基づいて算出する。
【００６９】
この様に算出した快適度をもとに、効果の高かったところを優先的にマッサージする事で使用者が満足できるマッサージを実現する事が可能となる。
【００７０】
ところで、心拍周期を検出する際に、ピーク検出の精度不足やノイズ等の影響で正しく検出できない場合がある。また、図９の例に見られるように心地よさを感じていても、心拍周期は一般にばらつきが大きく、直線近似や放物線近似がうまくできない場合がある（図９の●印は心拍周期の実測値であり、○は５つの実測値の平均値を算出した移動平均値である）。
【００７１】
そこで、実測値から移動平均を算出し、そのデータを用いてその後の解析を行うと、ノイズ等の影響が小さくなり、より的確に快適度の算出が可能になる。
【００７２】
移動平均を算出する単位データ数があまり大きくなると、周期的な変動が埋もれてしまう。また、逆に小さすぎるとノイズに対するフィルター効果が得られない。発明者らの実験結果では、単位データ数は５前後がもっとも適していた（図９の○印）。ただし、心拍周期は脈波波形の注目点（先に述べた例では山のピーク）を順次カウントして求めているため、仮に注目点検知に誤差があって、心拍周期が現実より短く検出されると、次の心拍はその分長く検出されることになる。したがって、注目点のずれが大きい場合にはそれが相殺されるように、単位データ数は偶数の値をとることが望ましい。それ以外の場合は、所定位置の心拍周期の前後同数が取れるように単位データを奇数とすればよい。
【００７３】
先に述べた例では、脈波波形から心拍周期を求める方法として、脈波の山もしくは谷のピークを検出し、そのピークと次のピークまでの時間を測定する方法について説明したが、それ以外に２つの別な方法でも可能である。以下、その方法について説明する。
【００７４】
図１０に示すように、脈波波形上に一定の閾値を設定し、その閾値と脈波波形の例えば立ち上がり波形がクロスする点を検知し、クロス点から次のクロス点までを心拍周期とする事ができる。
【００７５】
一般に、山または谷のピーク付近はなだらかな変化をしているため、時間軸方向でどのポイントが真のピークかが判定しにくい場合がある。これに比べて急峻な立ち上がり部分であるクロスポイントは正確に時間を定める事が可能である。
【００７６】
図１１は、もう一つの方法を示すものであり、一般に、脈波波形は時間軸方向のみでなく、振幅方向にも変動する。そこで、谷側のピークと山側のピークから当該波形の一波分の振幅を求め、この振幅に対し一定の割合（図では５０％）を閾値とし、それと脈波波形のクロスするポイントを求める事でも心拍周期を求めることができる。
【００７７】
この場合、一定の閾値を用いる場合に比べて、振幅方向の変動の影響が小さくなるというメリットを有している。
【００７８】
ここで、脈波波形の振幅方向の変動は、心臓からの血流量の変化以外に、血管の緊張度合いなどの影響を受けているものと考えられる。この血管の緊張の度合いは自律神経系の活動状態によっても変化するものであり、例えばマッサージ効果によって使用者がリラックスできたとすると、脈波の振幅に変化が現れる事も起こりえる。
【００７９】
また、この振幅方向の変動はマッサージ椅子の使用者の年齢などによっても　変わると考えられる。従って、これらの心拍周期の検出方法のうち、その使用者に適したものを用いればよい。
【００８０】
発明者らの実験によれば、脈波振幅の変動に応じて閾値レベルを変化させる変動型閾値設定方法を用いて快適度を算出した結果がマッサージ椅子の使用者自身の感覚に合うと答える人が多かった。
【００８１】
先に述べたように、マッサージ装置にはもみ玉を機械的に動作させてツボを刺激するメカ式のものとエアバッグを収縮させて刺激を得るエアバッグ式がある。また、肩や腰などの上半身はメカ式で、ふくらはぎなどの下半身はエアバッグで挟み込むように刺激するハイブリット型のものもある。
【００８２】
ところで、図９の測定例はエアバッグ式のマッサージ装置を用いて心拍周期を測定したものであるが、一旦短くなってその後長くなる谷型の変動となっている１０秒から２０秒までの期間は、マッサージ後の使用者に対するインタビューで、使用者が気持ちよかったと答えた部分である。この一旦短くなって長くなるタイミングがエアバッグの収縮のタイミングとほぼ一致することが実験的に確認されている。
【００８３】
すなわち、心拍周期が一旦短くなる区間ではエアバッグは膨張し、心拍周期が増加している区間ではエアバッグが収縮している。これは、エアバッグの刺激により末梢血管が収縮した事の影響と考えられるが、同じ刺激でも気持ちよいと答えなかった場合には谷型にならない傾向が強いことも分かった。すなわち、使用者が気持ちよいと感じた場合にのみエアバッグの収縮と同期した変動が見られる傾向が強い。
【００８４】
一方、もみ玉が数ヘルツから十数ヘルツで振動して刺激するメカ式のマッサージ機の場合には、このような谷型の変動は見られなかった。
【００８５】
従って、本快適度の算出方法をマッサージ機に適用する場合には、心拍変動度による推定が有効になるという意味で、エアバッグ式の様に面で押すマッサージ機に適用するのが有効である。いうまでも無く、ハイブリットタイプのエアバッグの収縮による下半身マッサージにも同様に効果が高い。
［動　作］
次に、上記のように構成されるマッサージ装置の動作について説明する。
【００８６】
先ず、電源プラグＰをコンセント（図示せず）に接続する。この接続により表示部３０に図２に示す画面が表示される。そして、使用者は例えば選択スイッチ３７を指で触れると、快適お探しモードと自動モードとが交互に選択されていく。この選択スイッチ３７により快適お探しモードを設定し、脈波センサ２０１を耳朶に装着する。そして、オン・オフスイッチ３１をオンすると、エアバック２０〜２８が順番に例えば足から首に向かって順番に膨縮されていく。膨縮の回数は１回であり、膨縮の時間は５秒から１０秒の間に設定されている。
【００８７】
各エアバック２０〜２８の膨縮時の血流信号（心拍信号）を脈波センサ２０１が出力し、心拍周期算出手段１２１がその心拍信号から心拍周期を逐一算出していく。そして、平均心拍周期算出手段１２２がその逐一算出される心拍周期から平均心拍周期を算出し、心拍変化率算出手段１２３がその逐一算出される心拍周期から心拍変化率を算出し、心拍変動度算出手段１２４がその逐一算出される心拍周期から心拍変動度を算出する。
【００８８】
快適度算出手段１２５は、算出された平均心拍周期と心拍変化率と心拍変動度とから脚，もも，しり，腰，背筋，背中，首／肩の各部分の快適度（リラックス状態）を算出する。この算出された快適度に応じてランプ画像Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄ，…Ｌ７ａ〜Ｌ７ｄがそれぞれ点灯表示される。
【００８９】
ランプ画像の点灯表示の数については、例えば、各部分毎に算出された快適度全体の最高値と最低値の間を４等分して、各部分の快適度がどの範囲に入るかで、点灯表示の数が最高値が４、最低値が０になるように決定する。
【００９０】
また、その快適度に応じて棒グラフ画像４０が表示される。
【００９１】
使用者は、ランプ画像Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄ，…Ｌ７ａ〜Ｌ７ｄの点灯表示を見て納得できれば納得スイッチ３８をタッチする。そして、選択スイッチ３２により全身コースが選択されていれば、予め設定されている順番にエアバック２０〜２８が膨縮されていく。各エアバック２０〜２８の膨縮回数は、快適度に応じて調整される。例えば、ランプ画像Ｌ１ａ〜Ｌ７ａが点灯すれば膨縮回数は１回、ランプ画像Ｌ１ｂ〜Ｌ７ｂが点灯すれば膨縮回数は２回、ランプ画像Ｌ１ｃ〜Ｌ７ｃが点灯すれば膨縮回数は３回、ランプ画像Ｌ１ｄ〜Ｌ７ｄが点灯すれば膨縮回数は４回となる。
【００９２】
例えば、ランプ画像Ｌ１ａとランプ画像Ｌ２ａ，Ｌ２ｂとランプ画像Ｌ３ａ〜Ｌ３ｃとランプ画像Ｌ４ａ〜Ｌ４ｄとランプ画像Ｌ６ａとランプ画像Ｌ７ａとが点灯した場合には、例えばエアバック２０が１回膨縮したのちエアバック２２，２３が２回膨縮され、この後エアバック２１が３回膨縮され、次にエアバック２４が４回膨縮され、エアバック２５は膨縮されずにエアバック２６が１回膨縮され、エアバック２７，２８が１回膨縮されていく。そして、これら動作が繰り返し行われていく。
【００９３】
このように、各部の快適度に応じて各エアバック２０〜２８の膨張回数が調整されることにより、マッサージ効果を上げることができ、使用者は気持ちよさを感じて十分にリラックスすることができることになる。
【００９４】
ところで、ランプ画像Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄ，…Ｌ７ａ〜Ｌ７ｄの点灯表示の数に納得の行かない場合には、背中や腰等の表示部（各部にタッチパネルが設けられている。）をタッチして、各部分の点灯表示の増減を行なって使用者の納得状態にする。そして、納得スイッチ３８をタッチすれば上記と同様に各エアバック２０〜２８が膨縮されていく。
【００９５】
上記実施形態では、エアバックの膨縮によるマッサージ刺激によって得られるマッサージ効果の推定方法について説明したが、本発明はマッサージの場合のみに限ったものではなく、例えば音楽や映像鑑賞などの他の刺激に関する効果の推定においても有効である。音楽鑑賞に適用する場合には、さまざまなジャンルの音楽や小川のせせらぎ、雨音など自然の音など複数の音源データを一定時間（評価対象単位時間）順次流し、同一の音源データが流れている間の心拍周期の変化を同様の評価手順で解析することで、聞いている人がもっともリラックスできる音を推定する事が可能である。この推定された音を流すことで効果的にリラックスできるようにすることが可能となる。
【００９６】
また、刺激は音や映像だけでなく、色の違う照明や、におい（アロマテラピー）、あるいはそれらの組み合わせなど、リラックス効果の期待できるものであれば何でも良い。
【００９７】
また、上記実施形態では、椅子式のマッサージ装置１０について説明したが、マット式のマッサージ装置であってもよい。
【００９８】
上記実施形態では、（５）式から快適度を求めているが、平均心拍周期と心拍変化率と心拍変動度のうち少なくともいずれか１つを求め、この求めた値を使用して快適度を求めてもよい。また、心拍周期の移動平均値を基にして快適度を求めてもよい。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、検出された心拍周期に基づいて快適度を的確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る椅子式のマッサージ装置を示した斜視図である。
【図２】図１に示したマッサージ装置の表示部を示した説明図である。
【図３】図１に示したマッサージ装置の給排気装置の構成を示したブロック図である。
【図４】図３に示す制御装置の構成を示したブロック図である。
【図５】脈波波形の一例を示した説明図である。
【図６】心拍周期と直線近似した直線とを示したグラフである。
【図７】マッサージ刺激を１分間継続したときの心拍周期を示したグラフである。
【図８】マッサージ刺激を行ったときの心拍周期を示した他の例のグラフである。
【図９】心拍周期と移動平均値とを示したグラフである。
【図１０】心拍周期の他の求め方を示した説明図である。
【図１１】心拍周期の別な他の求め方を示した説明図である。
【図１２】マッサージ箇所と心拍周期とマッサージを行わなかった場合の心拍周期を示したグラフである。
【符号の説明】
１２１　　　　　　　　心拍周期算出手段
１２２　　　　　　　　平均心拍周期算出手段
１２３　　　　　　　　心拍変化率算出手段
１２４　　　　　　　　心拍変動度算出手段
１２５　　　　　　　　快適度算出手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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