(57)【要約】【課題】  人間の胸部における覚醒時と睡眠時との間の微少間隔内における重量変動を測定することで、被験者等の体格等によらず、平均して一定の重量の増減特性を検出することである。【解決手段】  被験者が仰臥姿勢となることで、該被験者が背面方向に配置されている測定部を押圧可能な寝台を備える測定装置であって、ＣＰＵ１５は、センサＳ２から出力される出力データをＡ／Ｄ変換器１１を介して変換されると、各測定部が所定時間間隔で検出する押圧量を重量データに換算し、該換算される重量データの変動較差を算定し、さらに、算定された重量データの変動較差がＲＯＭ１３に記憶されている所定値に収束しているか否かを判断する構成を特徴とする。【選択図】  図１
2007040908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仰臥姿勢をとった被験者の質量を測定する測定部を備える測定装置であって、
測定部が所定時間間隔で検出する重量データの変動較差を算定する算定手段と、
前記算定手段により算定された重量データの変動較差が所定値に収束しているか否かを判断する判断手段と、
を有することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記算出手段により算出された被験者の特定部位のエネルギーを出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
前記重量データを履歴データとして記憶するデータベースを有することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項４】
前記測定部は、被験者が仰向けに仰臥姿勢となった状態で前記胸部域の質量を測定可能とすることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項５】
仰臥姿勢をとった被験者の質量を測定する測定部を備える測定装置におけるエネルギー測定方法であって、
測定部が所定時間間隔で検出する重量データの変動較差を算定する算定ステップと、
前記算定ステップにより算定された重量データの変動較差が所定値に収束しているか否かを判断する判断ステップと、
を有することを特徴とするエネルギー測定方法。
【請求項６】
前記算出ステップにより算出された被験者の特定部位のエネルギーを数値化して出力する出力ステップを備えることを特徴とする請求項４記載のエネルギー測定方法。
【請求項７】
前記測定部は、被験者が仰向けに仰臥姿勢となった状態で前記胸部域の質量を測定可能とすることを特徴とする請求項５記載のエネルギー測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間の身体各部の重量変動を測定する測定装置、測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、人の体重が加わる寝具または座具の一主面側に敷設される偏平な可撓性エアセルと、該エアセル内のエアの圧力を検知するための圧力検知手段とを備え、該圧力検知手段の出力により前記寝具または座具上における人の存在または体重移動を検知するものとしい、下記特許文献１が開示されている。
【０００３】
この下記特許文献１は、寝具、座蒲団などに人が就寝しあるいは座っていることを検知するための体動検知装置、および就寝のばあいに寝返りを検知することにより睡眠状態を判別するものである。
【０００４】
これにより、人体に直接センサを取りつけることなく睡眠状態を判別でき、１個または高々数個の圧力センサで広い面積での体動が検知できるものである。
【０００５】
また、下記非特許文献１には、人間の生体における心（魂）の重さを質量として計量できる可能性が示唆されています。
【特許文献１】特開平５−１９２３１５号公報
【非特許文献１】ＪＡＰＥＴ  平成１０年度定時総会・記念講演会「心とは何だろう」ＪＡＰＥＴ１９９８．８．ｖｏｌ．８７．ｐ９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１は、あくまでも人間の睡眠状態の有無を判定するものに留まるものであって、生体における心の状態を測定するものではありません。
【０００７】
また、記非特許文献１には、人間の生体における心（魂）の重さを質量として計量できる可能性が示唆されていますが、その測定方法については、何らの示唆もありません。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、物理的な法則である、エネルギーの法則に則って、すなわち、Ｅ＝ｍｃ２（ｍは質量で、ｃは光速度）を根拠として、人間が睡眠時と覚醒時とで人間の身体の各部の重量変動が所定時間内にある一定の範囲に収束することを見出し、これを根拠として、自然法則を利用した発明として、心の重さを計量し、それを数値化できる仕組み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】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の測定装置は以下に示す構成を備える。
【００１０】
仰臥姿勢をとった被験者の質量を測定する測定部を備える測定装置であって、測定部が所定時間間隔で検出する重量データの変動較差を算定する算定手段と、前記算定手段により算定された重量データの変動較差が所定値に収束しているか否かを判断する判断手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成する本発明のエネルギー測定方法は以下に示す構成を備える。
【００１２】
仰臥姿勢をとった被験者の質量を測定する測定部を備える測定装置におけるエネルギー測定方法であって、測定部が所定時間間隔で検出する重量データの変動較差を算定する算定ステップと、前記算定ステップにより算定された重量データの変動較差が所定値に収束しているか否かを判断する判断ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、成人の胸部における覚醒時と睡眠時との間の微少間隔内における重量変動を測定することで、被験者等の体格等によらず、平均して一定の重量の増減特性を検出できる。
【００１４】
これにより、生体内の胸部におけるエネルギー変動量を数値に換算して出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
＜システム構成の説明＞
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態を示す測定装置の概略構成を説明するブロック図である。なお、エネルギーＥは、Ｅ＝ｍｃ２  に換算される物理量である。  
また、本出願人は、下記の測定条件に基づいて被験者の胸部における質量変動を測定した。
【００１８】
第１、被験者が測定部に仰臥する姿勢になり、自然呼吸状態で、脈拍等が正常で落ち着いた状態であること（血管内の血流移動による体重移動を受けない状態）。
【００１９】
第２、測定間隔が所定時間間隔であること。
【００２０】
第３、安静した覚醒状態から睡眠状態へ移行させること。
【００２１】
第４に、外要因で、睡眠状態から覚醒状態に移行させること。
【００２２】
第５に、被験者は、成人であること。
【００２３】
図１において、１〜４はベースで、被験者が仰臥した場合に、それぞれ頭部、胸部、臀部、脚部等を支える部材である。なお、被験者は、仰向けに仰臥する例を示すが、俯せ等の姿勢で仰臥してもよい。
【００２４】
各ベース１〜４の下部には、かかる垂直加重で押圧されることを検知する圧力センサＳ１〜Ｓ４が所定位置に配設されている。そして、各センサＳ１〜Ｓ４の押圧信号がインタフェース２０を介して制御装置５のインタフェース５に接続されている。なお、ベース１〜４は、全て備える必要はなく、被験者の胸部に対応する圧力センサＳ２のみを備えていれば、本発明を適用可能である。特に、後述するように、被験者が幼児である場合には、身体全体からその質量較差を算出するのが適切なので、測定部の部数は、限定されない。
【００２５】
制御装置は、インタフェース１０、Ａ／Ｄ変換器１１、ＣＰＵ１５、タイマ１４、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３等を備えている。なお、ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１３に記憶された制御プログラムをＲＡＭ１２にロードして、センサＳ１〜４から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換される押圧データをサンプリングして、ＲＯＭ１３に記憶される所定の収束値（基準値）と比較して、被験者が覚醒状態から睡眠状態に遷移したか否かを判断する。
【００２６】
なお、体重を測定する原理は、内部にシリコンオイルなどの流動液体を封入してあり、流動液体の圧力を圧力センサＳ１〜Ｓ４で検出、計測した圧力を体重に換算して、例えば表示装置７でデジタル表示させる。
【００２７】
また、その際に、ＣＰＵ１２は、センサＳ２が検出する被験者の胸部の質量変動（較差）に基づいて、被験者が覚醒時において、胸部に集中しているエネルギーと、睡眠時に被験者の胸部から放出されるエネルギーとを下記第（１）式により算定する。
【００２８】
Ｅ＝ｍｃ２                  ……（１）
さらに、ＣＰＵ１２は、インタフェース６を介して、表示装置７に算定された被験者が覚醒時と睡眠時とのエネルギー量を表示したり、算定された被験者が覚醒時と睡眠時とのエネルギー量を数値化したデータとして印刷装置８から出力させたりする。
【００２９】
９はデータベースで、被験者のＩＤ別に、測定日時に従い算定された被験者が覚醒時と睡眠時とのエネルギー量を数値化したデータを蓄積し、適時読み出して、最新のデータとの比較検証データとして管理される。
【００３０】
なお、タイマ１４は、被験者の胸部の質量変動を所定のタイミングで検出するためのタイマ割込処理に使用される。これにより、後述する図２に示すような被験者の胸部の質量変動を捉えることができる。
【００３１】
また、被験者の胸部の質量を測定する手段は、図１に示す圧力センサＳ４等の信号を処理して換算する代わりに、直接体重計測器が示す数値を所定の間隔で読み取り、図示しない入力手段（例えばキーボード）等を使用して、被験者の胸部の質量データをＣＰＵ１５に入力する構成としてもよい。
【００３２】
次に、図２に示す特性図を参照して、被験者がベース１〜４に仰臥した場合の血量移動に伴って各部の重さが増減する作用について説明する。なお、脈拍による胸部の質量データの変動は、±２０ｇ程度あることは測定値から明白なことである。
【００３３】
図２は、図１に示したベース１〜４に仰臥した被験者の身体の各部の重さ変動特性を説明する図であり、縦軸に重さ（ｇ）を示し、横軸は時間で、各ますは、１分に対応する。
【００３４】
図２に示すように、総体重が、例えば５４Ｋｇの被験者がベース１〜４に仰臥姿勢をとった場合、脚部と臀部の血液が胸部に流れ戻るため、胸部に質量変化が生じ、安定点（仰臥してから、５分程度）において５００ｇ程度の質量が増加する。
【００３５】
しかしながら、図２に示すように、頭部と脚部の質量については、１００ｇを越えることはなく、殆ど変動が起きない。
【００３６】
つまり、被験者の各部のうち、胸部については、仰臥姿勢をとることで、質量変化は生じて、その後、安定点以降については、各部の質量はほぼ一定に推移する。
【００３７】
〔胸部エネルギーの測定処理〕
図３、図４は、図１に示したベース１、２における質量変動特性を示す図であり、図２と同一のものには同一の符号を付してある。なお、図３は、頭部の質量変動特性を示し、図４は、胸部の質量変動特性を示す。
【００３８】
図３において、Ｔ１はベース１〜４に仰臥した被験者が睡眠状態に入った睡眠初期時点を示し、Ｔ２は、睡眠状態から覚醒状態に復帰した覚醒時点を示す。
【００３９】
図３に示す質量データは、ＣＰＵ１５が後述するフローチャートに示す手順に従って処理したデータである。
【００４０】
特に、頭部の質量変換は、図３に示すように睡眠状態（睡眠初期時点Ｔ１）に入ってから、覚醒状態（覚醒時点Ｔ２）に戻るまでの時間Ｔ２−Ｔ１には、大きな変動は生じない。なお、図示しないが、臀部、脚部も同様に測定結果から変動しないことが明らかである。
【００４１】
一方、胸部については、図４に示すように興味深い質量変動特性Ｉが得られる。
【００４２】
具体的には、図４に示すように、胸部の質量変動が安定化した後、睡眠初期時点Ｔ１で睡眠状態に入ると、胸部の質量データは、下がり始め、１７６４０ｇ（被験者は、図２に示す被験者と同一）で下げ止まり、その後、覚醒直前までの数分間、安定した質量データとなる。そして、覚醒時点Ｔ２で覚醒すると、図２に示した安定状態時とほぼ同様の質量を示す状態に遷移する。
【００４３】
その間、外的なノイズは、遮断されている環境であるので、呼吸や血流の作用を考慮してみても、質量データが特定の質量変動特性Ｉを示すことは、非常に興味深く、何らかのエネルギーが胸部を中心として作用していると推量される。
【００４４】
この測定処理により、胸部は、睡眠時において、覚醒時との質量データの較差は、成人において、平均して１３０ｇ±２０ｇであることが、被験者の測定処理からＣＰＵ１５が導出することができる。
【００４５】
なお、血流が安定しない状態では、頭部においても僅かな質量変動が生じることは測定結果からも伺える。
【００４６】
したがって、本出願人は、上記測定される質量データから、上記胸部の質量変動特性Ｉは、人間の生体リズムにおいて、個人差がないので、睡眠時において、人間の生体のうち、胸部において、質量変動を誘因する何らかのエネルギーが作用しているものと結論づけることができる。
【００４７】
図５は、本発明に係る測定装置におけるエネルギー測定処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、（１）〜（１０）は各ステップを示す。また、各ステップは、ＣＰＵ１５がＲＯＭ１３に記憶される制御プログラムをＲＡＭ１２にロードして実行することで達成される。また、ＲＯＭ１３には、質量変動特性Ｉに従う質量変動が起きているか否かを判定するため、上記ＣＰＵ１５が参照する収束値データＶがあらかじめ記憶されている。
【００４８】
先ず、ステップ（１）で、被験者がベース１〜４に仰臥した姿勢で、センサＳ１〜Ｓ４の出力データを受信したら、タイマ１４の割込タイミングで、被験者の胸部に対応するセンサＳ２の出力データをＡ／Ｄ変換器１１でＡ／Ｄ変換した、デジタルの質量データＤ１をサンプリングして、ＲＡＭ１２に記憶させる（２）。
【００４９】
次に、ＣＰＵ１５は、ＲＡＭ１２上にサンプリングされている質量データが安定状態に対応するように、胸部の質量データが所定ｇ程度増加して＋方向で安定しているかどうかを判断する（３）。
【００５０】
そして、得られた胸部の質量データが＋方向で安定していないと判断した場合は、ステップ（１）へ戻り、胸部の質量データをサンプリングする。
【００５１】
一方、ステップ（３）で、ＲＡＭ１２に記憶されている質量データが＋方向で安定していると判断した場合は、その質量データを被験者の覚醒時における胸部質量としてＲＡＭ１２に確保されるデータ領域に覚醒質量データＷ１として設定する（４）。
【００５２】
なお、覚醒質量Ｗ１は、図２に示した安定状態時の胸部質量データに示す特性とほぼ一致する。
【００５３】
次に、胸部の質量データが所定ｇ程度増加して＋方向で安定状態に遷移している被験者が、覚醒状態から睡眠状態に遷移するまでの間、タイマ１４による割込タイミングで、センサＳ２で検出される出力データをＡ／Ｄ変換器１１でＡ／Ｄ変換した、デジタルの質量データＤ２をサンプリングして、ＲＡＭ１２に記憶させる（５）。
【００５４】
次に、ＣＰＵ１５は、ＲＡＭ１２に記憶されている質量データＤ２の最小値ＭＩＮＤ２が安定状態の質量データＤ１からＲＯＭ１３に記憶されている収束値データＶを減算した値に収束して安定しているか否かを判断する（６）。この判断で収束している場合は、睡眠状態に入ったとＣＰＵ１５は判断できる。
【００５５】
そして、質量データＤ２の最小値ＭＩＮＤ２が安定状態の質量データＤ１からＲＯＭ１３に記憶されている収束値データＶを減算した値に収束して安定していないと判断した場合は、ステップ（５）へ戻り、同様の質量データのサンプリングを繰り返す。
【００５６】
一方、ステップ（６）で、質量データＤ２の最小値ＭＩＮＤ２が安定状態の質量データＤ１からＲＯＭ１３に記憶されている収束値データＶを減算した値に収束して安定していると判断した場合は、その収束安定値（収束している質量データＤ）をＲＡＭ１２に設定する（７）。つまり、胸部の質量データが−方向で安定していることを示し、この状態が睡眠状態であるとＣＰＵ１５は判定できる。
【００５７】
次に、ＣＰＵ１５は、ステップ（５）でＲＡＭ１２に設定しておいたデジタルの質量データＤ２から収束質量データＤを減算処理して、胸部の質量変動値を特定する（８）。
【００５８】
次に、ＣＰＵ１５は、上記第（１）式に、ステップ（８）で得られた胸部の質量変動値を代入してエネルギーを演算で求める（９）。
【００５９】
そして、演算された被験者の胸部のエネルギー値をインタフェース６を介して表示装置７に数値データとして表示したり、印刷装置８から用紙に印刷したりして（１０）、処理を終了する。
【００６０】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、被験者を成人として測定処理する場合について説明したが、もちろん新生児（幼児）であっても、本発明を適用可能である。
【００６１】
なお、被験者が幼児である場合には、幼児の体重を部分的に測定する必要はなく、例えば身体を覆うような籠部材に幼児を収容して、身体全体の質量変動を測定すればよい。
【００６２】
また、幼児における測定条件１〜４は、下記に示す通り、成人と同様であるが、第５の被験者が幼児であることである。
【００６３】
第１、被験者が測定部に仰臥する姿勢になり、自然呼吸状態で、脈拍等が正常で落ち着いた状態であること（血管内の血流移動による体重移動を受けない状態）。
【００６４】
第２、測定間隔が所定時間間隔であること。
【００６５】
第３、安静した覚醒状態から睡眠状態へ移行させること。
【００６６】
第４に、外要因で、睡眠状態から覚醒状態に移行させること。
【００６７】
第５に、被験者は、幼児であること。
【００６８】
ただし、新生児は、身体全体の中心加重を上記第１実施形態の条件と同様に測定して、新生児が覚醒時と睡眠時との質量データの変動をサンプリングして、同様の演算処理でエネルギーを算出するものとする。
【００６９】
また、新生児の質量データの較差は、成人とは異なり、５０ｇとなることが測定データから導出されているので、その値を基準とする。
【００７０】
なお、新生児、幼児は、所定時間毎に、約１０ｇ程度成長しているものであるので、上記値の基準は、最適な値を推定すべきであることはいうまでもない。
【００７１】
〔第３実施形態〕
上記実施形態では、測定された被験者の質量変動データから算出されるエネルギーを出力する場合について説明したが、そのエネルギーデータをデータベース９に蓄積して管理することで、算出される人間の生体エネルギーの変動の研究と、脳の研究とのコラボレーション等で更なる生体特性を解明できる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１実施形態を示す測定装置の概略構成を説明するブロック図である。
【図２】図１に示したベースに仰臥した被験者の身体の各部の重さ変動特性を説明する図である。
【図３】図１に示したベースにおける質量変動特性を示す図である。
【図４】図１に示したベースにおける質量変動特性を示す図である。
【図５】本発明に係る測定装置におけるエネルギー測定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７３】
１〜４  ベース
５  制御装置
１１  Ａ／Ｄ変換器
１２  ＲＡＭ
１３  ＲＯＭ
【図１】
2007040908.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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