(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者の作業負荷情報を入力する作業負荷情報入力手段と、
作業者の呼吸をリアルタイムで検出する呼吸センサと、
作業者の拍動間隔をリアルタイムで検出する心電計と、
前記の呼吸センサを用いて得られる呼吸曲線情報と、前記の心電計を用いて得られる心拍情報を、同期を取りながら記録する情報記録手段と、
前記の情報記録手段に記録された呼吸曲線情報と心拍情報から、呼吸性洞性不整脈（ＲＳＡ）を導出するＲＳＡ演算手段と
前記のＲＳＡ演算手段により算出されたＲＳＡ算出値と、前記の作業負荷情報を表示する表示手段を有し、
更に、前記の作業負荷情報に基づき、その正常時のＲＳＡ値を基準値として導出するＲＳＡ基準値導出手段を有し、
前記の表示手段は、この基準値と前記のＲＳＡ算出値とを重ねて表示することを特徴とする熱中症発症予防診断装置。
【請求項２】
更に、作業者の鼓膜温をリアルタイムで検出する鼓膜温計を有し、
前記の表示手段は、この鼓膜温計を用いて得られる深部体温情報を、同時に表示することを特徴とする請求項１記載の熱中症発症予防診断装置。
【請求項３】
更に、作業者の皮膚体温をリアルタイムで検出する皮膚温計を有し、
前記の表示手段は、この皮膚温計を用いて得られる皮膚体温情報を、同時に表示することを特徴とする請求項１記載の熱中症発症予防診断装置。
【請求項４】
更に、作業者の発汗量をリアルタイムで検出する発汗計を有し、
前記の表示手段は、この発汗計を用いて得られる発汗量情報を、同時に表示することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の熱中症発症予防診断装置。
【請求項５】
更に、作業者の運動量を検出する加速度計を有し、
この加速度計を用いて、前記の作業負荷情報を得ることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の熱中症発症予防診断装置。
【請求項６】
前記の各情報の伝送を、無線で送受信する無線通信手段を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の熱中症発症予防診断装置。
【請求項７】
請求項１記載の熱中症発症予防診断装置を用いて熱中症の前兆を検出する熱中症発症予防方法であって、
作業開始前から作業と休憩を挟み作業終了後に亘って、ＲＳＡ算出値をリアルタイムに検出し、
休憩のＲＳＡ算出値の変化パターンと、前記の作業負荷情報入力手段を介して入力された作業負荷情報に基づいて熱中症の前兆を検出し、更に、前記の作業負荷情報に基づき、その正常時のＲＳＡ値を基準値として導出し、この基準値と前記のＲＳＡ算出値とを重ねて表示することを特徴とする熱中症発症予防方法。
【請求項８】
請求項２記載の熱中症発症予防診断装置を用いて熱中症の前兆を検出する熱中症発症予防方法であって、
作業開始前から作業と休憩を挟み作業終了後に亘って、ＲＳＡ算出値をリアルタイムに検出し、
休憩のＲＳＡ算出値の変化パターンと、前記の作業負荷情報入力手段を介して入力された作業負荷情報と、深部体温情報に基づいて熱中症の前兆を検出し、更に、前記の作業負荷情報に基づき、その正常時のＲＳＡ値を基準値として導出し、この基準値と前記のＲＳＡ算出値とを重ねて表示することを特徴とする熱中症発症予防方法。
【請求項９】
請求項３記載の熱中症発症予防診断装置を用いて熱中症の前兆を検出する熱中症発症予防方法であって、
作業開始前から作業と休憩を挟み作業終了後に亘って、ＲＳＡ算出値をリアルタイムに検出し、
休憩のＲＳＡ算出値の変化パターンと、前記の作業負荷情報入力手段を介して入力された作業負荷情報と、皮膚体温情報に基づいて、熱中症の前兆を検出し、更に、前記の作業負荷情報に基づき、その正常時のＲＳＡ値を基準値として導出し、この基準値と前記のＲＳＡ算出値とを重ねて表示することを特徴とする熱中症発症予防方法。
【請求項１０】
請求項４記載の熱中症発症予防診断装置を用いて熱中症の前兆を検出する熱中症発症予防方法であって、
作業開始前から作業と休憩を挟み作業終了後に亘って、ＲＳＡ算出値をリアルタイムに検出し、
休憩のＲＳＡ算出値の変化パターンと、前記の作業負荷情報入力手段を介して入力された作業負荷情報と、発汗量情報に基づいて、
もしくは、
休憩のＲＳＡ算出値の変化パターンと、前記の作業負荷情報入力手段を介して入力された作業負荷情報と、深部体温情報と、発汗量情報に基づいて、
もしくは、
休憩のＲＳＡ算出値の変化パターンと、前記の作業負荷情報入力手段を介して入力された作業負荷情報と、皮膚温情報と、発汗量情報に基づいて、
熱中症の前兆を検出し、更に、前記の作業負荷情報に基づき、その正常時のＲＳＡ値を基準値として導出し、この基準値と前記のＲＳＡ算出値とを重ねて表示することを特徴とする熱中症発症予防方法。
【請求項１１】
更に、加速度計を用いて作業者の運動量を検出して前記の作業負荷情報を得ることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項記載の熱中症発症予防方法。
【請求項１２】
前記の各情報の伝送は、無線通信手段により送受信することを特徴とする請求項７乃至１１の何れか１項記載の熱中症発症予防方法。
【請求項１３】
前記の前兆が検出された時、警告を発することを特徴とする請求項７乃至１２の何れか１項記載の熱中症発症予防方法。
【請求項１４】
前記の前兆が検出された時、その関連情報を汎用端末に送信することを特徴とする請求項７乃至１３の何れか１項記載の熱中症発症予防方法。
【請求項１５】
前記の前兆が検出された時、その関連情報を汎用端末に送信し、個々人のデータを記録することを特徴とする請求項７乃至１４の何れか１項記載の熱中症発症予防方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暑熱環境において作業を行なう作業者の熱中症の発症を未然に防ぐための熱中症発症予防診断装置および熱中症発症予防方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鉄設備は、連続操業を基本的前提とし、その設備保全作業も、設備の非稼働時間を短縮すべく、保全対象設備を冷却することなく、ほぼ稼働温度を維持したまま行われる熱間補修作業が基本となっている。
【０００３】
このような熱間補修作業は、熱気や湿気の他、輻射熱も加わった酷暑環境下で行われる。一般に、酷暑環境下での行動に伴うリスクレベルを判断する指標として用いられる「湿球黒球温度（以下、ＷＢＧＴという。）」では、「３１度」を、作業や運動の禁止基準値としているが、製鉄設備の熱間補修作業は、ＷＢＧＴが３１度を超える環境下での作業が避け難く、このような環境下での特別な安全対策が必要となる。
【０００４】
特に、熱間補修作業時には、輻射熱による火傷災害に対する安全防護対策が必須となり、作業者は、通常の防具であるヘルメットに加え、耐熱服や耐熱手袋の着用が義務付けられているため、身体から水分や塩分が失われやすく、熱中症を発症しやすい環境下にある。一方、こうした作業条件や環境条件下において、作業経験の浅い作業者は自分の限界を見極めることが難しく、無理をして熱中症を発症しやすい傾向があり、作業者の自主申告（主観的な情報）に依存しない熱中症発症予防システムが求められている。
【０００５】
熱中症の発症リスクを管理する技術として、作業者の直腸温が所定値（３８〜３８．５℃）以上である時、過剰な暑熱負荷の下にあると判断して警告する技術（特許文献１）や、作業者の直腸温を直接測定する負担を回避すべく鼓膜温を測定し、その測定値を予測式に入力して直腸温を予測して、その予測値に基づいて熱中症の発症リスク管理を行う技術（特許文献２）が開示されている。
【０００６】
しかし、直腸温のような深部体温の変化は極めて早いことが知られており、直腸温の「異常」を検出する上記の従来技術では、直腸温に異常が生じる前段階では作業者に注意を促すことができず、重篤な熱中症を確実に回避するという観点からは、上記の従来技術では不十分であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１０８４５１号公報
【特許文献２】特開２０１３−０４８８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、前記の問題を解決し、作業者の深部体温に異常が生じる前段階で、その作業者の熱中症発症リスクを検出することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明では、上記課題を解決するために、熱中症発症予防診断装置において、「作業者の作業負荷情報を入力する作業負荷情報入力手段と、作業者の呼吸をリアルタイムで検出する呼吸センサと、作業者の拍動間隔をリアルタイムで検出する心電計と、前記の呼吸センサを用いて得られる呼吸曲線情報と、前記の心電計を用いて得られる心拍情報を、同期を取りながら記録する情報記録手段と、前記の情報記録手段に記録された呼吸曲線情報と心拍情報から、呼吸性洞性不整脈（ＲＳＡ）を導出するＲＳＡ演算手段と、前記のＲＳＡ演算手段により算出されたＲＳＡ算出値と、前記の作業負荷情報を表示する表示手段を有し、更に、前記の作業負荷情報に基づき、その正常時のＲＳＡ値を基準値として導出するＲＳＡ基準値導出手段を有し、前記の表示手段は、この基準値と前記のＲＳＡ算出値とを重ねて表示する」構成を採用した。
【００１０】
この熱中症発症予防診断装置は、更に、前記の作業負荷情報に基づき、その正常時のＲＳＡ値を基準値として導出するＲＳＡ基準値導出手段を有し、前記の表示手段は、この基準値と前記のＲＳＡ算出値とを重ねて表示するものとすることが好ましい。
【００１１】
その他、この熱中症発症予防診断装置は、更に、作業者の（深部体温の代表値として）鼓膜温をリアルタイムで検出する鼓膜温計や、作業者の皮膚体温をリアルタイムで検出する皮膚温計や、作業者の発汗量をリアルタイムで検出する発汗計を有し、前記の表示手段は、これらの測定手段により検出される深部体温情報や、発汗量情報や、皮膚体温情報を、同時に表示するものとすることが好ましい。
【００１２】
また、この熱中症発症予防診断装置は、更に、作業者の運動量を検出する加速度計を有し、この加速度計を用いて、前記の作業負荷情報を得るものとすることが好ましい。また、前記の各情報の伝送を、無線で送受信する無線通信手段を有するものとすることが好ましい。
【００１３】
請求項７記載の発明では、上記課題を解決するために、請求項１記載の熱中症発症予防診断装置を用いて熱中症の前兆を検出する熱中症発症予防方法において、「作業開始前から作業と休憩を挟み作業終了後に亘って、ＲＳＡ算出値をリアルタイムに検出し、休憩のＲＳＡ算出値の変化パターンと、（前記の）作業負荷情報入力手段を介して入力された作業負荷情報に基づいて熱中症の前兆を検出し、更に、前記の作業負荷情報に基づき、その正常時のＲＳＡ値を基準値として導出し、この基準値と前記のＲＳＡ算出値とを重ねて表示する」構成を採用した。
【００１４】
請求項８記載の発明では、請求項２記載の熱中症発症予防診断装置を用いて熱中症の前兆を検出する熱中症発症予防方法において、「（作業開始前から作業と休憩を挟み作業終了後に亘って、ＲＳＡ算出値をリアルタイムに検出し、）休憩のＲＳＡ算出値の変化パターンと、前記の作業負荷情報入力手段を介して入力された作業負荷情報と、深部体温情報に基づいて熱中症の前兆を検出し、更に、前記の作業負荷情報に基づき、その正常時のＲＳＡ値を基準値として導出し、この基準値と前記のＲＳＡ算出値とを重ねて表示する」構成を採用した。
【００１５】
請求項９記載の発明では、請求項３記載の熱中症発症予防診断装置を用いて熱中症の前兆を検出する熱中症発症予防方法において、「作業開始前から作業と休憩を挟み作業終了後に亘って、ＲＳＡ算出値をリアルタイムに検出し、）休憩のＲＳＡ算出値の変化パターンと、前記の作業負荷情報入力手段を介して入力された作業負荷情報と、発汗量情報に基づいて、もしくは、休憩のＲＳＡ算出値の変化パターンと、前記の作業負荷情報入力手段を介して入力された作業負荷情報と、深部体温情報と、発汗量情報に基づいて、熱中症の前兆を検出し、更に、前記の作業負荷情報に基づき、その正常時のＲＳＡ値を基準値として導出し、この基準値と前記のＲＳＡ算出値とを重ねて表示する」構成を採用した。
【００１６】
請求項１０記載の発明では、請求項４記載の熱中症発症予防診断装置を用いて熱中症の前兆を検出する熱中症発症予防方法において、「（作業開始前から作業と休憩を挟み作業終了後に亘って、ＲＳＡ算出値をリアルタイムに検出し、）休憩のＲＳＡ算出値の変化パターンと、前記の作業負荷情報入力手段を介して入力された作業負荷情報と、皮膚体温情報に基づいて、もしくは、休憩のＲＳＡ算出値の変化パターンと、前記の作業負荷情報入力手段を介して入力された作業負荷情報と、深部体温情報と、発汗量情報に基づいて、もしくは、休憩のＲＳＡ算出値の変化パターンと、前記の作業負荷情報入力手段を介して入力された作業負荷情報と、皮膚温情報と、発汗量情報に基づいて、熱中症の前兆を検出し、更に、前記の作業負荷情報に基づき、その正常時のＲＳＡ値を基準値として導出し、この基準値と前記のＲＳＡ算出値とを重ねて表示する」構成を採用した。また更に加速度計を用いて作業者の運動量を検出して前記の作業負荷情報を得る構成も好ましい。
【００１７】
前記の前兆が検出された時には、警告を発したり、その関連情報を汎用端末に送信したり、個々人のデータを記録するものとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
人体には、外部の環境変化にかかわらず、体温や血圧、血糖値など、体内環境を常に最適な状態に保つ仕組み（恒常性（ホメオスタシス））が備わっているが、熱中症とは、高温多湿の環境下で、この体温や体液恒常性維持に異常を来した状態を意味する。恒常性には自律神経、内分泌系、免疫系の３つの働きが深くかかわっており、それはストレスなどにも大きく影響されることが知られているが、本発明では、ストレスの指標として「作業負荷」を使用し、このストレスに対する「自律神経の働き」を指標として、熱中症の検出を行っている。
【００１９】
具体的には、本発明では、「作業者の作業負荷情報を入力する作業負荷情報入力手段と、作業者の呼吸をリアルタイムで検出する呼吸センサと、作業者の拍動間隔をリアルタイムで検出する心電計と、前記の呼吸センサを用いて得られる呼吸曲線情報と、前記の心電計を用いて得られる心拍情報を、同期を取りながら記録する情報記録手段と、前記の情報記録手段に記録された呼吸曲線情報と心拍情報から、呼吸性洞性不整脈（ＲＳＡ）を導出するＲＳＡ演算手段と、前記のＲＳＡ演算手段により算出されたＲＳＡ算出値と、前記の作業負荷情報を表示する表示手段」を有する熱中症発症予防診断装置を使用して、副交感神経活動により示されるストレスの評価指標として知られるＲＳＡのリアルタイム変動と、作業負荷情報の相関関係を分析することにより、恒常性の維持機能に変調を来した段階で、即座にその変調を検出している。
【００２０】
なお、深部体温の異常は、恒常性の維持機能に変調を来した結果として生じる現象であるため、恒常性の維持機能に変調を来したことを指標として熱中症を検出する本発明によれば、深部体温の異常を指標として熱中症を検出していた従来技術に比べて、より早い段階で作業者に注意を促すことができ、重篤な熱中症を確実に回避することができる。
【００２１】
また、同一の作業負荷の条件下でも、各人の、その時々の自律神経の働きにより、熱中症リスク程度は異なるところ、本発明によれば、休憩のタイミングや休憩時間を、個人差を含め定量的に把握できるため、作業者の自主申告（主観的な情報）に依存することなく、労働作業の適正化と最適化を図ることができる。また、労働環境の適正化を測る過程で作業者の生体負荷を定量化できるので、作業設計の合理化を通して、作業者の健康を維持するとともに、特に体調不良起因のヒューマンエラーによる災害発生を未然に防止することができる。同時に、同一の作業負荷の条件下でも、各人の、その時々の自律神経の働きだけでなく、「個人に依存する特性」や「個人の作業への習熟度」で熱中症リスク程度は異なる。そこで、個々人ごとに自律神経の働きを記録するデータベース１６を持たせることで、更に熱中症発生リスクを回避できる。
【００２２】
体温情報として深部体温情報もしくは皮膚温或いは発汗量情報の少なくとも何れかをＲＳＡ算出値と合わせて、作業負荷情報との相関関係分析を行うことにより、より早い段階で、熱中症の前兆を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る熱中症発症予防診断装置の要部概略構成図である。
【図２】熱中症発症防止診断装置とその装置を装着した作業者の生体情報の関係を示すフロー図である。
【図３】瞬時肺容量（ＩＬＶ）の最小値（吸気開始）および最大値（吸気終了）のタイミングとＲＲＩとの関係を示す図である。
【図４】リアルタイムに検出されたＲＳＡの振幅（ａ）とオフライン処理により検出されたＲＳＡの振幅（ｂ）とを対比して示す図である。
【図５】正常な作業者の作業負荷時及び休憩時におけるＲＳＡの波形パターンである。
【図６】熱中症のリスクが高い作業者の負荷時及び休憩時におけるＲＳＡの波形パターンである。
【図７】正常な作業者の作業負荷時及び休憩時における各生体信号（ＲＳＡ、発汗量及び深部体温或いは皮膚温）の波形パターンである。
【図８ａ】生体の適応度の出力としてＲＳＡに加えて、深部体温或いは皮膚温と発汗量を計測したケースの波形パターンの拡大図である。
【図８ｂ】生体の適応度の出力としてＲＳＡに加えて、深部体温或いは皮膚温を計測したケースの波形パターンの拡大図である。
【図８ｃ】作業と休憩の繰り替えの期間に於いてＲＳＡに体調不調の兆候が現れた波形パターンを示した図である。
【図８ｄ】作業と休憩の繰り替えの期間に於いてＲＳＡ及び深部体温或いは皮膚温に体調不調の兆候が現れた波形パターンを示した図である。
【図８ｅ】作業と休憩の繰り替えの期間に於いてＲＳＡに加えて、深部体温或いは皮膚温と発汗量に体調不調の兆候が現れた波形パターンを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
【００２５】
本実施形態の熱中症発症予防診断装置は、図１に示すように、生体の自律神経活動を計測する手段として、呼吸センサ１と心電計２を備え、作業者に取り付けで使用される。この熱中症発症予防診断装置では、呼吸センサ１を用いて得られる生体の呼吸データ（ 例えばＩＬＶ ） と、心電計２を用いて求められる生体の心拍データ（ＲＲＩ） とに基づいて呼吸位相領域での心拍変動を解析し、拍動間隔（ ＲＲＩ；R-R Interval／ Ｒ 波成分の時間間隔） の変動量を示す呼吸性洞性不整脈（ＲＳＡ）の算出を行っている。
【００２６】
一般には、ＲＳＡは、従来一般的にはＲＲＩを高速フーリエ変換等により周波数解析し、呼吸と同じ周波数帯（例えば０.２５Ｈz程度）のパワーとして求められるが、本実施形態の熱中症発症予防診断装置では、一呼吸における心拍動の呼吸性変動成分に着目し、その最小値と最大値の検出タイミングにおける拍動間隔（ＲＲＩ） の差を求めることで、一呼吸毎にＲＳＡの振幅成分をリアルタイムに求めている。
【００２７】
更に、本実施形態の熱中症発症予防診断装置は、作業者の作業負荷情報を入力する作業負荷情報入力手段として、作業者への作業負荷により加えられるストレスを計測する加速度計３を備えている。
【００２８】
また、本実施形態の熱中症発症予防診断装置は、作業者の作業負荷に加えられたストレスに対応する作業者の生体の適応度を計測する手段として、鼓膜温計４と、皮膚温計５と、発汗計６を備えている。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態の熱中症発症予防診断装置７は、作業者の人体８に取り付けて使用される。また、個々人ごとに自律神経の働きを記録するデータベース１６が設置されている。データベースは内蔵型記憶媒体、あるいは/また  外部記憶装置に接続されている。なお、３、４、６、９、１１の情報はデータベース１６にすべて記録され、個々人の体調との照合に使用され、熱中症発病予防装置7の判断精度を向上させる。
【００３０】
本実施形態の熱中症発症予防診断方法では、作業者の作業負荷情報を入力する作業負荷情報入力手段として、前記の加速度計３の他、作業空間の湿度や輻射熱等の環境負荷を検出するＷＢＧＴ計９を併用している。
【００３１】
人体には、外部の環境変化にかかわらず、体温や血圧、血糖値など、体内環境を常に最適な状態に保つ仕組み（恒常性（ホメオスタシス））が備わっているが、熱中症とは、高温多湿の環境下で、この体温や体液恒常性維持に異常を来した状態を意味する。恒常性には自律神経、内分泌系、免疫系の３つの働きが深くかかわっており、それはストレスなどにも大きく影響されることが知られているが、本発明では、ストレスの指標として「作業負荷」を使用し、このストレスに対する「自律神経１０の働き」を指標として、熱中症の検出を行っている。
【００３２】
具体的には、ストレス（＝暑熱環境下での作業）の負荷時に、生体内で、体温の恒常性維持を図るべく自律神経が働き、主に発汗を通じて体温調節が行われる一連の現象において、作業負荷や環境条件の変化によって人体に加わるストレス」を入力データ、「自律神経１０の働き」を制御機構、「鼓膜温計４や皮膚温計５や発汗計６の計測値」を出力データと位置づけ、制御機構の機能を示す指標としてＲＳＡ算出値１１を使用して、これらの入力データとＲＳＡ算出値１１と出力データとの相関関係の分析により、熱中症の前兆を検出している。
【００３３】
本実施形態では、熱中症の前兆を確実に検出するために、作業開始前から作業と休憩を挟み作業終了後に亘って、ＲＳＡを、常時、リアルタイムに検出しながら、前記の相関関係分析を行っている。なお、自律神経１０の活動の計測対象であるＲＳＡは、心電波形の揺らぎであるため、ある程度の時間経過における移動平均値として算出されるのが一般的である。長時間にわたる比較的変化の少ない作業においては、このような通常の手順で得られるＲＳＡに基づいて、作業者の体調を管理する手法でも実用上問題がないが、製鉄設備の熱間補修作業等の特に厳しい環境条件や負荷条件では、心電波形の揺らぎの変化が速くしかも大きいため、作業中におけるＲＳＡをリアルタイムで計測することが重要である。
【００３４】
以下、ＲＳＡをリアルタイムに演算・検出する方法について説明する。
【００３５】
呼吸センサ１を用いて時間遅れなく求められる生体の呼吸データ（例えば瞬時肺容量；ＩＬＶ）を、直線位相ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ等からなるローパスフィルタ１２を通してピーク検出器１３に導き、図３にその概念を示すように一呼吸における瞬時肺容量（ＩＬＶ）の最小値（吸気開始）と最大値（吸気終了）とをそれぞれリアルタイムに検出する。そして前記心電計２から求められるＲ波の間隔系列を補間回路１４を介して補間処理し、この補間処理を経て求められる連続的な心拍データ（ＲＲＩ）を、データ抽出部１５おいて、前記ピーク検出器１３による最小値および最大値の検出タイミングにてそれぞれサンプリングし、これによって最小値検出タイミングでの拍動時間ＲＲＩminと、最大値検出タイミングでの拍動時間ＲＲＩmax）とを求め、これらの差（＝ＲＲＩmin−ＲＲＩmax）を一呼吸における呼吸性洞性不整脈（ＲＳＡ）の振幅成分として検出する。
【００３６】
図４は、上記の熱中症発症予防診断装置７を用いたリアルタイム処理により１０分間に亘って連続して求められたＲＳＡ（特性Ａ） と、一般的なオフライン処理での生体負荷検査装置により求められＲＳＡ（特性Ｂ）とを対比して示したものである。ＲＳＡ値は、ストレス負荷時には低減し、休憩を経て上昇（ストレス負荷前の値に復帰）する。
【００３７】
図４に示されるようにＲＳＡの振幅の時間的変化は、リアルタイム処理 による場合とオフライン処理 のものとで殆ど違いはない。従って前述したように一呼吸における瞬時肺容量（ＩＬＶ） の最小値（呼気開始）と最大値（呼気終了） とに着目し、これらの各呼吸位相でのＲＲＩの差をＲＳＡの振幅としてリアルタイムに検出しても、その検出結果からＲＳＡ を評価する上で全く問題がない。
【００３８】
換言すれば生体の副交感神経活動を示すＲＳＡ をリアルタイムに求め、そのストレス状態をリアルタイムに評価できる。
【００３９】
更に作業時のＲＳＡ振幅の低下と、休憩時のＲＳＡ振幅の上昇をリアルタイムに捉え得ることができる。故に生体の作業負荷（ ＭＷＬ；Mental Workload）をリアルタイムに評価し、バイタルサインモニタリングと作業環境との融合を目指す上で極めて有用である。
【００４０】
以下、図５〜図８に、本発明の実施例を示す。図５〜図８において、Ｔｓは作業者にストレスが付与されている時間、Ｔｒは作業者が休憩している時間、Ｔｒｎは正常時におけるストレス付与後初期状態に戻るまでの時間、Ｒｉは初期状態（休憩）のＲＳＡ値、Ｒｒは休憩時間終了後のＲＳＡ値、Ｔｒａｂは体調不調時におけるストレス付与後、初期状態に戻るまでの時間を意味する。
【００４１】
（正常時のＲＳＡ値の変化パターン）
正常時のＲＳＡ値の変化パターンは、図５に示すように、Ｔｓ≒Ｔｒ≒ＴｒｎかつＲｉ≒Ｒｒとなる。各作業者ごとに、所定の作業負荷に対するＲＳＡ値の正常な変化パターンを、基準値として熱中症発症予防診断装置に記憶させておくことが好ましい。
【００４２】
（非正常時のＲＳＡ値の変化パターン）
図６に示すように、休憩終了時のＲｒが、Ｒｉまで戻らない場合、警告を発し、その差が著しい場合は異常と診断することができる。例えば、ＲＳＡの復帰が、作業時間の２倍以上かかるようであれば異常の兆候ありと判断される。こうした関係を利用して生体における休憩程度や適正な休憩時間の見積もりが可能である。即ち、休憩終了時のＲｒが、初期値Ｒｉまで戻らない場合、休憩不十分と判定できる。個人による休憩時間のばらつきを勘案した適正な休憩時間を設定することができる。
【００４３】
図７は、生体の適応度の出力としてＲＳＡに加えて、体温情報としての深部体温或いは皮膚温と発汗量を計測した実施例である。体温情報としては、発汗量の影響を受けにくい深部体温を計測するのが好ましい。深部体温として早期に異常を検出する対象としては直腸温が最も望ましいが、今回測定の対象とする健康な作業者を常時測定する方法としては好ましくない。そこで、深部体温としては直腸温に比べて測定しやすく発汗の影響も受けにくく早期に異常を検出する対象として鼓膜温を測定値として採用するのが好ましい。深部体温情報の測定の煩わしさを補い簡便に測定する方法としては皮膚温を測定する場合でもよい。
図７ａは、作業全体の流れにおける各生体信号の波形パターンを示す図であり、図７ｂは、波形パターンを拡大した図である。
【００４４】
正常な状況における各生体信号の波形パターンを説明する。作業負荷が加わるとＲＳＡの値は低下し、休憩すると元の値になだらかに復帰する。発汗量は、作業開始時に急激に増加し作業を終えるまでその量は維持され、休憩に入ると急激に発汗量が低下する。深部体温は、作業開始時に発汗量の影響と思われるが一旦低下し、なだらかに増加するが一定の値以下に維持され、休憩に入るとすぐに元の体温に復帰する。
【００４５】
図８ａ〜図８ｅは、生体の適応度の出力としてＲＳＡに加えて、体温情報として深部体温或いは皮膚温と発汗量を計測したケース或いは深部体温或いは皮膚温を計測した実施例において、体調に不調な兆候が現れた際のＲＳＡの変化パターンについて説明している。
【００４６】
図８ａは生体の適応度の出力としてＲＳＡに加えて、体温情報として深部体温或いは皮膚温と発汗量を計測したケースの波形パターンの拡大図であり、図８ｂは生体の適応度の出力としてＲＳＡに加えて、深部体温或いは皮膚温を計測したケースの波形パターンの拡大図である。図８ｃは、作業と休憩の繰り替えの期間に於いてＲＳＡに体調不調の兆候が現れた波形パターンを示した図である。図８ｄは、作業と休憩の繰り替えの期間に於いてＲＳＡ及び深部体温或いは皮膚温に体調不調の兆候が現れた波形パターンを示した図である。図８ｅは作業と休憩の繰り替えの期間に於いてＲＳＡに加えて、深部体温或いは皮膚温と発汗量に体調不調の兆候が現れた波形パターンを示した図である。何れも、それぞれの計測に基づく波形パターン（実線）と、正常状態における波形パターン（破線。異常判断の基準とする基準値とする。）を重ねて示している。
【００４７】
図８ｃ、ｄ、ｅにおいて各種の体調に不調の兆候が現れるパターンが示されている。
【００４８】
図８ｃは、休憩後、作業に戻る場合に最初のＲＳＡの値に復帰していない場合を示している。これらの異常な波形パターンに加え、深部体温或いは皮膚温も高めに推移する場合もあり、その兆候が現れたケースを図８ｄに示している。図８ｅは、ＲＳＡに加え、深部体温或いは皮膚温と発汗量に異常な波形パターンが示された場合である。
【００４９】
作業開始時、ＲＳＡが低下するタイミングに遅れがあったり、或いは発汗量の増加のタイミングに遅れがあった場合、或いは休憩に入って以降復帰のタイミングが遅い場合、注意を喚起させ、著しい場合は異常と判定し、本人及び管理者に警告することが考えられる。
【００５０】
作業開始後、発汗量の増加が小さい場合、もしくは深部体温或いは皮膚温の上昇が避けられない場合、注意を喚起させ、著しい場合は異常と判定し、本人及び管理者に警告することが考えられる。
【００５１】
熟練者の場合は、作業開始時のＲＳＡの低下が少ない場合があるが、これは熟練による効果であり、他の皮膚温や発汗量の波形パターンとの組み合わせにより不調な兆候を判定するのが望ましい。
【００５２】
こうした作業中のＲＳＡ、皮膚温或いは深部体温或いは発汗等の生体信号をリアルタイムに検出しながら、作業開始や休憩のタイミングや本人の通常の値との差異により異常を判定することが考えられる。
【００５３】
これらの生体情報や異常判定情報は無線化により、本人だけでなく管理者にも共有することができる。
【００５４】
各センサについては一般の仕様のセンサを用いてもかまわない。これらのセンサについては、コンパクト化や一体化により、作業者の負荷にならずに生体情報を定量的に検出することが容易になることが期待される。また、作業開始時に、個々人の各種情報を記録したデータベース６と現状の作業者の状態を比較検証することにより、発汗量あるいは深部体温の増減やＲＳＡの増減を検出して、熱中症発病状況検出精度を向上させる。
【符号の説明】
【００５５】
１  呼吸センサ
２  心電計
３  加速度計
４  鼓膜温計
５  皮膚温計
６  発汗計
７  熱中症発症予防診断装置
８  人体
９  ＷＢＧＴ計
１０  自律神経
１１  ＲＳＡ算出値
１２  ローパスフィルタ
１３  ピーク検出器
１４  補間回路
１５  データ抽出部
１６  個々人のデータベース
【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８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図８ｅ】
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