(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体から脈波波形を検出する脈波検出手段と、
前記脈波検出手段により検出された脈波波形において、所定時間における互いに隣接する脈波のピークの各時間間隔を求めたのち、隣接する前記時間間隔の時間差を求め、該時間差が所定値以上となる個数を調べ、当該個数に基づき、当該生体のリラックス状態の程度を判定する判定手段と、
前記判定手段によって判定されたリラックス状態の程度に関する情報を文字、画像または音声により告知する告知手段と
を具備することを特徴とするリラックス指導装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リラックス訓練を行なう際に適切な情報を得ることが可能なリラックス指導装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自律神経失調症の薬理治療として、精神安定剤や、自律神経調整剤、ビタミン剤（Ｂ1 、Ｂ12）などを患者へ処方することが行なわれてきたが、近年、自律訓練法と呼ばれる治療法が自律神経失調症を含む様々な病気の治療等に用いられている（自律訓練法については、例えば、文献「自律訓練法の実際、佐々木雄二 著、創元社刊」や、文献「講座サイコセラピー、３ 自律訓練法、佐々木雄二 編著、日本文化科学社」参照）。
【０００３】
この自律訓練法は、１９３０年以前にドイツで開発された技法で、弛緩（心身のリラックス）や催眠状態と深く関わりのある訓練法であって、上述した種々の病気の治療に用いられるほか、学校の授業の一環として集中力を図る目的や、産業界における社員教育など、広く利用されている。また、臨床への応用の成果として、心臓神経症や、自律神経失調症、過敏性腸症候群、過換気症候群など、各器官の心身症や不安神経症などの疾病の治療に有用とされている。
こうした自律訓練法は、手足の重感、手足の温感、心臓調整、呼吸、腹部温感、前額の冷涼感と呼ばれる６種類の訓練からなり、これら訓練を段階的に行なうことで弛緩した低い覚醒状態へと移行させていく。一例として、手足の温感の訓練は、「手や足が温かい」といった言葉を声に出さずに繰り返し唱える、という訓練方法をとる。
【０００４】
そして、これらの訓練によって、上述した疾病の治療に効果があるほか、次のような様々な効用がある。例えば、蓄積された疲労の回復、自己統制力が増して衝撃的行動が少なくなるという効用や、仕事や勉強の能率が上がる、身体的な痛みや精神的な苦痛が緩和される、訓練の開始時から患者自らが訓練法を学習するために内省力がつき自己向上性が増す、精神の集中が図れるようになる、自律神経活動の過剰な昂進を抑制する、自己暗示法などと呼ばれるストレス管理訓練への導入に利用できる、患者自身が随時１〜２分の短い時間で訓練を実施できる、何時でも何処でも実施できるなどの様々な効用がある。また、温感の訓練においては抗ストレス効果があって、ストレスによる症状を軽減することもできる。
【０００５】
一方、これとは別に、バイオフィードバックと呼ばれる生理現象を利用した治療法なども従来から利用されいる（例えば、文献「臨床家のためのバイオフィードバック方法、平井 久 監訳、医学書院」参照）。この治療法は、普段はあまり意識していない筋肉の緊張や、皮膚温、脈拍といった各種の生体情報を被験者（ユーザー）に知らせて身体反応を制御しようと試みるものである。例えば、筋肉の緊張を用いた治療では、筋電図などにより検出した筋活動を音響信号へ変換し、これをユーザーに聴取させることで治療を行なうものである。
こうしたバイオフィードバックによれば、上述した自律訓練法からは得られない以下のような効用がある。すなわち、筋電図波動の増減など現在の身体の状態を治療者、指導者などがリアルタイムに知ることができる、といった効用や、生理的指標を測定しているために学習効果を判定しやすい、ユーザー自身が考えているよりも効果が上がっている場合に、これを知らせることで意欲の向上が期待できる、課題がわかりやすい、ユーザーが無理をしない状態（受動的集中と言う）を体験しやすくなる、などの効用がある。
【０００６】
ここで、バイオフィードバックを適用した技術としては、例えば、特開平４−２００４４０号公報に記載のものがある。この公報記載の技術は、生体情報の目標値を設定する一方、ユーザーから測定した生体情報と設定された目標値とを比較して、この比較結果を報知し、さらにこの比較結果の推移も表示する、というものである。くわえて、この公報記載の技術は、今回測定した生体情報の最高値を次回の測定時の目標値に設定することを選択することが可能となっている。
【０００７】
また、バイオフィードバックを適用した他の装置としては、特開昭５９−２３２３８０号公報に記載のものがある。この技術は、複数のユーザーに対する訓練の統率することと、当該グループ全体の進捗を把握することとを可能とすべく、複数のユーザーから第１および第２の特定周波数成分の脈波を抽出し、第１の特定周波数成分に対しては訓練者（指導者）の制御に応じて、各ユーザーに共通に告知し、第２の特定周波数成分に対しては当該ユーザーに独立に告知するとしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の自律訓練法では、現時点における身体の状態が容易には判明しないため、例えば手足の温感訓練を実施した場合、実際に手指が温まってきて訓練が功を奏しているのかを判断できない、という欠点があった。すなわち、ユーザーは、現時点における自身の生体状態がどうなっているのかを定量的に判断することが全くできない、という欠点があった。
したがって、ユーザーが考えているよりも訓練の効果が奏していたとしても、その事実を告知することによる訓練意欲の向上、訓練からの脱落の防止といったことを期待することはできなかった。また、いつも緊張の高いユーザーに受動的集中の概念を伝えるのが難しい、訓練に長期間を要する、訓練の段階を進める際に、前段階での筋弛緩がうまく習得されていないことがある、などの欠点も有している。
【０００９】
さらに、バイオフィードバック全般において、患者やユーザーが機械に依存しやすい、といった欠点や、生理反応がどうしても前面に出るため、弛緩するための認知的な戦略がとりにくくなる、不安状態が非常に強い患者に対しては、不安反応である自律神経系活動に対して筋弛緩が効果を発揮しない場合があるなどの欠点が挙げられる。
【００１０】
また、特開平４−２００４４０号公報に記載の技術においては、現時点における生体情報と設定された目標値との比較結果、並びに、その比較結果の推移は報知されるものの、当該比較結果は目標値の設定次第である。すなわち、この目標値は、本来一人一人で全く異なるものであるが、設定する際の目安が何ら提供されないために、比較結果の意味においては疑問を持たざるを得ない。例えば、この公報記載の技術において、目標値を低めに設定すると、総じて、訓練の効果が発揮されていると報知されるであろうし、反対に、目標値を高めに設定すると、総じて、訓練の効果が発揮されていないと報知されるであろう。仮に、この公報に記載されているように、今回測定した生体情報の最高値を次回の測定時の目標値に設定することを選択したとしても、次回の測定時における訓練の効果が今回測定時よりも向上しているか否かを判断できるのみであり、現時点における生体状態がどうなっているのか、さらにどういう方向に移行しているのかについては判断することができない。
したがって、この点において、この公報記載の技術は、上述した従来の自律訓練法と同じ欠点を有していた。
【００１１】
一方、特開昭５９−２３２３８０号公報記載の技術では、現時点におけるユーザーの身体的状態を告知するのみであり、それがどうなっているのかについては、指導者の判断に委ねられ、ユーザーは知る由もない。
したがって、この公報記載の技術も、上述した従来の自律訓練法と同じ欠点を有していた。
【００１２】
以上述べたことから判るように、従来は、ユーザーがリラックスするために色々努力をしても、果たして本当にリラックスした状態になったのか否かを、さらに、現時点におけるユーザーの状態がどうなっているのかをユーザー自身が確認することができなかった。同様な問題がバイオフィードバックを用いた場合においても発生する。
【００１３】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、リラックス状態を迅速かつ容易に確認するとともに、リラックス訓練を行なう際に適切な指導内容を得ることが可能なリラックス指導装置と、バイオフィードバックを用いて訓練を行なう場合に、その効果を迅速かつ容易に確認するとともに、その訓練のため適切な指導内容を得ることが可能なバイオフィードバック指導装置とを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、生体から脈波波形を検出する脈波検出手段と、前記脈波検出手段により検出された脈波波形において、所定時間における互いに隣接する脈波のピークの各時間間隔を求めたのち、隣接する前記時間間隔の時間差を求め、該時間差が所定値以上となる個数を調べ、当該個数に基づき、当該生体のリラックス状態の程度を判定する判定手段と、前記判定手段によって判定されたリラックス状態の程度に関する情報を文字、画像または音声により告知する告知手段とを具備することを特徴とするリラックス指導装置を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
＜１：第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態にかかるリラックス指導装置について説明する。図１（ａ）は、その機能構成を示す概略図である。
図において、生体情報抽出部１０１は、ユーザーＹの生体状態を示す指標を、当該ユーザＹから抽出するものである。蓄積部１０２は、抽出された指標を時系列的に蓄積するものである。判定部１０３は、蓄積部１０２においてされた現時点によりも前に抽出された指標と、生体情報抽出部１０２により抽出された現時点の指標とを比較して、後者が前者よりもリラックス方向に改善されているか否かを判定するものである。告知部１０４は、その判定結果やリラックス度を告知するものである。
【００１７】
＜１−１：生体状態を示す指標の抽出＞
次に、実施形態の詳細について説明する前に、生体状態を示す指標について説明する。本実施形態では、説明の便宜上、指標として、ＬＦ、ＨＦ、ＬＦ／ＨＦ、ＲＲ５０などの脈波波形のゆらぎ（変化）を用いるが、本発明をこれらに限定する趣旨ではない。なお、他の指標については後述することとする。
【００１８】
まず、心電図において、ある心拍のＲ波と次の心拍のＲ波との時間間隔は、一般にＲＲ間隔と呼ばれており、人体における自律神経機能、すなわち、生体状態を示す指標となる数値である。図３は、心電図における心拍と、これら心拍の波形から得られるＲＲ間隔とを図示したものである。同図からも見て取れるように、心電図の測定結果の解析からＲＲ間隔が時間の推移とともに変動することがわかる。
【００１９】
一方、橈骨動脈部などの末梢部で測定される血圧の変動は、収縮期血圧および拡張期血圧における一拍毎の変動として定義され、心電図におけるＲＲ間隔の変動と対応している。図４は、心電図と血圧との関係を示したものである。この図からわかるように、一拍毎の収縮期および拡張期の血圧は、各ＲＲ間隔における動脈圧の最大値および該最大値の直前に見られる極小値として測定される。
【００２０】
これら心拍変動あるいは血圧変動のスペクトル分析を行なうと、これらの変動が複数の周波数の波から構成されていることがわかっている。これらの波は以下に示す３種類の変動成分に区分される。
・呼吸に一致した変動であるＨＦ（High Frequency）成分
・１０秒前後の周期で変動するＬＦ（Low Frequency）成分
・測定限界よりも低い周波数で変動するトレンド（Trend）
【００２１】
これら成分を得るには、まず、測定した脈波の各々について、隣接する脈波と脈波との間のＲＲ間隔を求めて、得られたＲＲ間隔の離散値を適当な方法により補間するとともに、補間後の曲線にＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を施してスペクトル分析を行なうと、上記変動成分を周波数軸上のピークとして取り出すことが可能となる。図５（ａ）は、測定した脈波の間隔の変動波形、および、該変動波形を上記３つの周波数成分に分解した場合の各変動成分の波形を示している。また図５（ｂ）は、同図（ａ）に示した脈波間隔の変動波形に対するスペクトル分析の結果である。
【００２２】
この図からわかるように、０．０７Ｈｚ付近、０．２５Ｈｚ付近の２つの周波数においてピークが見られ、前者がＬＦ成分であり、後者がＨＦ成分である。なお、トレンドの成分は測定限界以下であるため図からは読み取れない。
ここで、ＬＦ成分は交感神経の活動に関係しており、本成分の振幅が大きいほど緊張の傾向にある。一方、ＨＦ成分は副交感神経の活動に関係しており、本成分の振幅が大きいほどリラックスの傾向にある。
また、ＬＦ成分およびＨＦ成分の振幅値には個人差があるので、これを考慮した場合、ＬＦ成分とＨＦ成分との振幅比である「ＬＦ／ＨＦ」も生体状態の推定に有用と考えられる。そして、上述したＬＦ成分とＨＦ成分との特質から、ＬＦ／ＨＦの値が大きいほど緊張の傾向にあり、ＬＦ／ＨＦの値が小さいほどリラックスの傾向にあることが導かれる。
【００２３】
一方、ＲＲ５０とは、所定時間（例えば１分間）の脈波の測定において、連続する２拍のＲＲ間隔の絶対値が５０ミリ秒以上変動した個数で定義される。このＲＲ５０の値が大きいほど人体の状態はリラックスした状態にあり、ＲＲ５０の値が小さいほど緊張の状態にある。ここで、ＲＲ５０のレベルは、日中の活動時にあっては１分間当たり１０回以下であり、また睡眠時にあっては１分間当たり３０回程度になる。また、ＲＲ５０とリラックス状態との関係であるが、リラックスとなったか否かのしきい値はＲＲ５０が概ね１分間当たり１５回と考えて良く、ＲＲ５０の値がこれ以上であればリラックスした状態と言って良い。
なお、厳密に言うと、ＲＲ５０の「Ｒ」は心拍のＲ波を意味するものであり、これに対応するのは脈波のピークである。したがって、ＲＲ５０は、本来的にＰＰ５０とでも呼ぶべきであろうが、以下では、一般的な名称であるＲＲ５０を用いて説明することとする。
【００２４】
＜１−２：第１実施形態の具体的構成＞
次に、図１（ａ）にかかる機能構成を具体化する構成について説明する。図２は、その構成を示すブロック図である。
この図において、ＣＰＵ（中央処理装置）１は、同装置内の各部を制御するための中枢的な役割を果たす回路であって、図１（ａ）における生体情報抽出部１０１および判定部１０３に相当する。なお、ＣＰＵ１の詳細な機能に関しては後述する動作の項にて説明する。
ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２には、ＣＰＵ１が実行する制御プログラムや各種の制御データなどが格納されているほか、ユーザーに対して音声で案内をする際に使用する音声メッセージの雛形が幾つか格納されている。
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３には、後述するように、脈波信号波形や、リラックスの度合いを表わす指標、当該指標を測定した時刻などが記憶されるほか、当該指標が時間とともに増加する傾向にあることを各指標測定時点で検出した回数を計数するカウンタとしても用いられ、さらに、ＣＰＵ１が演算を行なう際の作業領域としても用いられる。このため、ＲＡＭ３は、図１（ａ）における蓄積部１０２に相当する。
操作部４は、ユーザーによるボタンの操作に対応した指示を行なうためのものであり、ボタンの操作を検出して、操作されたボタンの種類を割込信号とともににバスへ送出する。なお、ボタンの具体的な機能については後述する。
【００２５】
脈波センサ５は、例えば、ユーザーの手の指に装着された光学式のセンサである。この脈波センサ５の機械的構造は、例えば、後述する図６などに示すように、フォトトランジスタ等を用いた光センサと発光ダイオードとから構成したものなどが考えられる。こうした構成によれば、発光ダイオードから放射された光が、指尖部等の血管を介して反射され、光センサにて受光されて光電変換された結果、脈波検出信号が得られるものである。なお、信号対雑音（ＳＮ）比を考慮した場合、発光ダイオードには青色光の発光ダイオードを用いると良い。
Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器６は、脈波センサ５が検出した脈波信号をサンプリングしてディジタル信号へ変換し、これをバスへ出力する。
【００２６】
音源７は、スピーカなどから構成されて、ユーザーに対し聴覚による種々の告知を行なうものである。なお、告知の態様は、後述するように種々の態様が考えられるので、音源７は、その意味において告知手段の一例に過ぎない。
音源制御部８は、音源７を駆動することによって、ＣＰＵ１がＲＯＭ２から読み出した音声メッセージや所定のアラーム音などを発生させるための駆動回路である。表示装置１０は、ＣＰＵ１が作成する表示情報をもとに各種のメッセージやグラフなどを表示する機器である。このため、音源７および表示装置１０が図１（ａ）における告知部１０４に相当する。なお、表示制御回路１１は、ＣＰＵ１から表示情報を受け取って表示装置１０に適したフォーマットへ変換するなどして、表示装置１０の表示を制御するものである。
【００２７】
タイマー１２は、通常の計時機能を有し、その出力はデータの計測にあたっての計測時刻として用いられるが、これに加え、ＣＰＵ１が予め設定した時刻に達した時点あるいはＣＰＵ１が予め設定した時間が経過した時点で、バスを介してＣＰＵ１へ、割込信号を送出するものである。その際、いずれの設定による割り込みであるかも報告されるようになっている。
加速度センサ１３は、ユーザーの身体の動きを捉える体動検出センサであり、ユーザーの身体が動いているか否かを確認する目的で用いられる。
Ａ／Ｄ変換器１４は、加速度センサ１３が出力するアナログ信号をディジタル信号へ変換し、これをバスへ出力するものである。
【００２８】
Ｉ／Ｏインターフェイス部１５は、装置の外部に設けられたパーソナルコンピュータ等の外部機器との間で各種情報を授受するための通信手段であり、後述するように、ＬＥＤやフォトトランジスタに接続されている。なお、これらの情報としては、装置側で測定した種々の測定結果や、外部機器から装置側へ与えられる自律訓練の目標値などである。また、これら情報の詳細については後述するものとし、パーソナルコンピュータとの接続形態の一具体例についても後述することとする。
【００２９】
＜１−３：第１実施形態の外観構成＞
次に、本実施形態にかかるリラックス指導装置の外観構成について説明する。本装置は、ユーザーの生態情報を継続的に測定する必要があるため、携帯機器や装身具など、ユーザーが日常的に装着して苦にならない構成が望ましい。このような構成としては種々ものが考えられるが、ここでは、図６〜図９に示すように腕時計の機能の一部として組み込んだ例を取り上げて、他の形態については、後述することとする。なお、これらの図において、図２と同一の構成要素には同一の符号が付してある。
【００３０】
まず、図６は、本装置を腕時計に組み込んだ第１の態様を示す図である。同図において、ボタン２１、２２は、腕時計２０の本体の側面にそれぞれ設けられており、図２における操作部４の一部を構成する。
このうち、ボタン２１は、ユーザーがリラックス状態の測定開始／終了を指示するためのものであり、ボタン２１を押下する度に測定開始、測定終了の指示が切り替わる。また、ボタン２２は、本装置が有する各種のモードを切り替えるためのものである。ここで、モードの一例としては、上述したように、Ｉ／Ｏインターフェイス部１５を介し、外部機器に対して各種の測定結果を送受信するための通信モードなどがある。
一方、ケーブル２５は腕時計２０内部に設けられた脈波センサ５とＡ／Ｄ変換器６との間を電気的に接続する。
【００３１】
次に、図７は、本装置を腕時計に組み込んだ第２の態様を示す図である。この態様は、同図に示すように、脈波センサ５を指尖部に取り付けて指尖容積脈波を測定するようにしたものである。なお、指尖容積脈波を検出するための手段としては、上述した光学的手段によるもの以外にも、例えば圧脈波センサなどが考えられる。
【００３２】
また、図８は、本装置を腕時計に組み込んだ第３の態様を示す図である。この態様は、同図に示すように、脈波センサ５を腕時計２０の表面に形成したものである。この態様では、表示装置１０の６時方向に発光ダイオード２８とフォトトランジスタ２９とからなる脈波センサ５が設けられており、これら発光ダイオード２８とフォトトランジスタ２９は、いずれもその頭部だけが腕時計外部に現れるように埋め込まれている。
なお、この第３の態様では、発光ダイオード２８から放射された光がフォトトランジスタ２９で直接的に受光されないように、発光ダイオード２８とフォトトランジスタ２９との間に、間仕切り３０が設けられている。ここで、この態様における脈波の測定原理は第１の態様や第２の態様のそれと同じである。ただし、本態様では測定にあたって、腕時計を装着していない手の指の先端が、発光ダイオード２８とフォトトランジスタ２９との双方に、覆い被さるように載せられる点に留意する必要がある。
【００３３】
さらに、図９は、本装置を腕時計に組み込んだ第４の態様を示す図である。この態様は、同図に示すように、橈骨動脈部で脈波を検出するものである。この態様において、脈波センサ５は、歪ゲージ等を用いた圧力式のものにより構成される。この脈波センサ５は、取り付け具２６の表面に取り付けられており、この取り付け具２６自体は時計バンド２７に摺動自在に装着される。このように構成において、ユーザーが腕時計２０を手首に装着すると、脈波センサ５が適度な圧力で橈骨動脈部に押し当てられて、脈波センサ５の両端に設けられた端子（図示略）から橈骨動脈波形を示す脈波信号が得られる。この脈波信号は、時計バンド２７に埋め込まれた信号線（図示略）を介して、腕時計２０の本体に内蔵されたＡ／Ｄ変換器６へ送られることとなる。
【００３４】
このように、本装置を腕時計に組み込んだ態様だけでも種々のものが考えられるが、本装置の腕時計以外の形態については、後述することとする。
【００３５】
＜１−４：外部機器の構成＞
次に、本実施形態にかかるリラックス指導装置と、情報の授受を行なう外部機器について図１０を参照して概説する。外部機器は、同図（ｂ）に示すように、機器本体５０、ディスプレイ５１、キーボード５２、プリンタ５３などから構成されており、以下の点を除いて、通常のパーソナルコンピュータと同じものである。
【００３６】
すなわち、機器本体５０は、光信号によるデータを送受信するための図示しない送信制御部および受信制御部を内蔵しており、これら送信制御部と受信制御部は、それぞれ光信号を送信するためのＬＥＤ５４と光信号を受信するためのフォトトランジスタ５５とを有している。これらＬＥＤ５４、フォトトランジスタ５５は、いずれも近赤外線用のもの（例えば中心波長が９４０ｎｍのもの）が用いられ、可視光を遮断するための可視光カット用のフィルタ５６を介し、機器本体５０の前面に設けられた光通信用の通信窓５７から光通信を行なう。
【００３７】
一方、本実施形態にかかるリラックス指導装置である腕時計２０には、同図（ａ）に示すように、その６時方向に外部機器と通信するための通信コネクタ５８が着脱自在に取り付けられている。ここで、外部機器と通信しない場合には、通信コネクタ５８を取り外して、略同一形状のコネクタカバー（図示略）を装着するようになっている。そして、この通信コネクタ５８には、パーソナルコンピュータ側と同様に、ＬＥＤ５９とフォトトランジスタ６０と図示しない光通信用のインターフェイス回路とが組み込まれており、これらが図２のＩ／Ｏインターフェイス部１５を構成している。
【００３８】
ところで、上述したような光通信を行なう場合には、いずれの機器が情報を発信したかどうかを識別できないと、本来は他の機器が受け取るべき情報を誤って受信してしまうことが起こりうる。そこで、図示しない光通信用のインターフェイス回路とパーソナルコンピュータ内部に設けられた光インターフェイス部とには、それぞれ情報を送信あるいは受信するにあたって、いずれの装置が情報を発信したかを示す識別情報が用いられる。そのため、図１１に示すような送信部７０が、図示しない光通信用のインターフェイス回路とパーソナルコンピュータ内部とに設けられている。
【００３９】
この図において、図示されたバスには、ＣＰＵ１あるいはパーソナルコンピュータ内部のマイクロプロセッサから送出された各種の通信情報が載せられる。また、同図において、Ａ／Ｄ変換器７１は、バスから送出された情報を所定時間間隔でサンプリングしてディジタル信号へ変換する。識別番号記憶部７２は、光信号がいずれの装置から送出されたものかを識別するための識別番号を記憶しており、情報が装置外部へ送出される場合に、この識別番号が当該情報とともに光信号に載せられる。ここで、各機器の識別番号記憶部７２に記憶される識別番号は、出荷時の設定等によって互いに異なった番号が付与されるので、腕時計本体、パーソナルコンピュータ等を含め、全ての機器にユニークな番号が付与されるような設定がなされる。
【００４０】
また、制御部７３は、送信部７０内の各部を制御するための回路である。送信部７４は、光信号を送出するＬＥＤ７５を駆動するための駆動回路を内蔵しており、ＬＥＤ７５を駆動することによって、制御部７３が作成した送信データを光信号へ変換して外部へ送出する。
なお、実際の所、装置と外部機器との間は有線で接続しても良いし、無線や上述した光通信などでワイヤレスに通信するように構成しても良い。
【００４１】
＜１−５：第１実施形態の動作＞
次に、上記構成によるリラックス指導装置の動作を説明する。
まず、装置の電源が投入されると、脈波センサ５が脈波の取り込みを開始し、得られた脈波信号がＡ／Ｄ変換器６でディジタル信号へ変換され、その脈波信号がバスへ出力されるようになる。
その後、ユーザーが腕時計２０に設けられたボタン２１を押下すると、本装置においてリラックス状態を判定するための測定が開始されるが、これと並行して、ユーザーはリラックスした状態になるような「リラックス訓練」を自律訓練として実施する。
【００４２】
ここで、リラックス訓練として最も簡単な方法としては、そのままの姿勢で目を閉じて安静にすることであるが、これ以外にも、以下に示すような方法が考えられる。
第１に、なるべく一人になれる場所へ移動したのち、無理のない楽な姿勢であって、しかもなるべく動かなくて済むような姿勢をとって静かに目を閉じるものである。その際、目を閉じている間に、身に付けている装身具や腕時計が気になるようであれば外してしまっても良い。また、リラックス訓練の効果をいっそう高めるためには、椅子に座ったりベッドに寝るなどすることが望ましい。
第２に、第１の方法で効果がないようであれば、目を閉じたまま、声に出さないようにして、予め決めておいたキーワードを唱え続けることが考えられる。唱えるキーワードには肯定的な意味を有するものが好ましいことから、「幸せ」、「平和」、「愛情」、「優しさ」などをイメージするものでも良いが、好きな物、気に入った数、好意を抱いている人の名前、好きな詩の一節、あるいは、お経の一節などであっても良い。さらに、キーワードの長さは呼吸の長さに合ったものが望ましく、概ね３〜４音で構成されるものが良いと言える。
第３に、α波音楽や、クラシック、バロック、１／ｆ揺らぎの音楽などを聴くことが考えられ、その際、ボディーソニックなどを併用するのも好ましい。
第４に、リラックスするのに適した色を見ることが考えられる。そのような色には、暖色系よりも寒色系が望ましく、空色や、青緑色、緑色、黄緑色などの色が好ましいとされる。
第５に、リラックスを助長する香りを嗅ぐことが考えられ、これには、サンダルウッドや、ローズ、カモミール、ローズマリーなどの香りが好ましいとされる。なお、これらの香りを持つ精油を吐出する機構を設けて、直接、精油をユーザーに噴霧するようにしても良い。
第６に、１／ｆ揺らぎの成分を持つ絵画や模様などを見るようにすることも考えられる。
【００４３】
他方、ユーザーが腕時計２０のボタン２１を押すと、操作部４がこのボタン押下を検出して、ＣＰＵ１へ割り込みを報告する。この報告によってＣＰＵ１は、測定開始を認識し、所定時間間隔で割り込みを発生させるようにタイマー１２を設定するとともに、一定の時間が経過した時点においても別の割り込みを発生させるように設定する。ここで、前者の時間は、生体状態を示す指標を測定する時間の間隔である。これに対し、後者の時間は測定を打ち切るまでの時間であって、ユーザーがリラックスするように努力しても十分リラックスした状態にならない場合にその旨をユーザーへ告知するまでの時間であって、本実施形態では３〜５分程度に設定している。
【００４４】
次に、所定時間間隔でタイマー１２から割り込みが報告されると、ＣＰＵ１は、脈波信号をある期間だけＲＡＭ３へ蓄積した後、蓄積された脈波信号をもとに、生態情報を示す各指標を算出する。すなわち、まず、ＣＰＵ１は、脈波の波形から極大点を抽出するために、脈波波形に対して時間微分をとり、時間微分値がゼロの時刻を求めて波形が極点をとる時刻をすべて求める。次いで、各時刻の極点が極大・極小のいずれであるのかを、該極点の近傍の波形の傾斜（すなわち時間微分値）から決定する。たとえば、ある極点に対して該極点よりも以前の所定時間分について波形の傾斜の移動平均を算出し、この移動平均が正であれば該極点は極大であり、負であれば極小であることがわかる。
【００４５】
次に、ＣＰＵ１は、抽出した極大点の各々について該極大点の直前に存在する極小点を求める。そして、極大点および極小点における脈波の振幅をＲＡＭ３から読み出して両者の振幅差を求め、この差が所定値以上であれば該極大点の時刻を脈波のピークとする。そして、取り込んだ全ての脈波波形に対してこのピークの検出処理を実行した後、隣接する２つのピークの時刻をもとに両者の時間間隔（心拍におけるＲＲ間隔に相当する脈波間隔）を計算する。
そして、ＣＰＵ１は、得られた脈波間隔から隣接する脈波間隔の時間差を順次求め、その各々につき該時間差が５０ミリ秒を越えるかどうかを調べて、これに該当する個数をＲＲ５０とする。
【００４６】
なお、生体情報を示す指標として、ＬＦ成分、ＨＦ成分を用いる場合にあっては、得られた脈波間隔の値が時間軸上で離散的であるため、隣接するＲＲ間隔の間を補間して、図５（ａ）に示すような曲線を得る。次いで、補間後の曲線に対してＦＦＴ処理を施して、図５（ｂ）に示すようなスペクトルを得て、脈波波形に対して実施したのと同様に、ピーク判別を適用して、このスペクトルにおける極大値と該極大値とに対応する各周波数を求めて、低い周波数領域で得られた極大値をＬＦ成分、高い周波数領域で得られた極大値をＨＦ成分とするとともに、これらの各成分の振幅を求めて両者の振幅比ＬＦ／ＨＦを算出するものとする。
【００４７】
以上のようにして各指標が算出されるが、生体のリラックス状態を判定するには、必ずしもこれら全ての指標が必要となるものではない。そこで、以下では指標としてＲＲ５０を用いて説明することとする。
【００４８】
まず、ＣＰＵ１は算出したＲＲ５０の値を、タイマー１２から読み取った現時点の測定時刻と対応付けてＲＡＭ３へ格納する。さらに、今、格納したＲＲ５０が、ボタン２１が押下されてから最初に得られたＲＲ５０でなければ、ＣＰＵ１は、直前の測定時点において算出したＲＲ５０に対して、現時点のＲＲ５０が増加しているか（つまり、よりリラックスした状態へと移行しているか）を比較し、もしそうであればこの旨をユーザーへ告知するようにする。もっとも、このときユーザーはリラックスするために目を閉じているので、告知を行なうには、視覚以外の手段に訴える必要がある。そこで、ＣＰＵ１は、例えば、リラックス訓練を邪魔しないようなメロディーの音楽を音源７を介し流すようにする。
【００４９】
くわえて、ＣＰＵ１は、ユーザーの状態が十分リラックスした状態になったかの判定を行なう。このような判定を行なう理由は、リラックスの状態には一定の限界があるものと考えられるからである。すなわち、一旦、ユーザーが十分リラックスした状態になると、それ以上はリラックスの状態が改善されなくなり、ＲＲ５０の値の変化は飽和した状態になるためである。逆に言えば、こうした飽和状態になれば、十分リラックスした状態に到達したと言って良い。
【００５０】
ここで、図１２は、ＲＲ５０の値が訓練を実施することで増加し、遂には飽和状態となる様子を示したものである。このグラフは、６０人程度の被験者を対象に行なった実験結果に基づいており、図中、横軸は訓練開始時点からの経過時間、縦軸は１分間当たりのＲＲ５０の値である。同図によれば、訓練開始から１分３０秒程度が経過した時点でＲＲ５０の値が１５［回／分］に達しており、この辺りからリラックスした状態になっていると考えられる。また、訓練時間が４分程度経過した辺りでＲＲ５０が飽和していることが見て取れる。
【００５１】
さて、この飽和状態を検出するため、ＣＰＵ１は、ＲＲ５０の各測定時点において、前回測定時に比べて今回測定時のＲＲ５０の値が大きくなっていれば、ＲＡＭ３に設けたカウンタを「＋１」するとともに、新たなカウンタ値が所定値を越えているかどうかを調べる。これは、ユーザーの状態が測定開始時点から殆ど改善されていないにも拘らず、ＲＲ５０の値が変化しなくなったからと言う理由だけでリラックスしたものと誤判断してしまうのを避けるためである。そこでＣＰＵ１は、カウンタ値が所定値以下である場合は、次に述べるＲＲ５０の飽和状態のチェックを行なわないようにし、再びタイマー１２から所定時間間隔の割り込みが報告されるのを待ち合わせる。
【００５２】
一方、カウンタの値が所定値を越えていれば、ＣＰＵ１は、ＲＡＭ３から過去所定期間に算出されたＲＲ５０の値を読み出し、ＲＲ５０の値の変動が所定範囲内に収まっているかどうかを調べる。
なお、ここでいう所定値とは、リラックス状態と判断するためのしきい値であり、用いる指標に応じて設定すべきである。例えば、指標としてＲＲ５０を用いるのであれば、上述したように、そのしきい値は１５［回／分］である。また、ここでいう所定範囲とは、指標が飽和状態にあるか否かの判断するための基準となるものであり、同様に、指標に応じて設定すべきであるが、測定誤差を考慮すると、過去の算出値に対する今回の算出値の変動が−１０％〜＋１０％以内であれば飽和状態にあると考えて良い。
【００５３】
このような変動の判定において、いまだ所定範囲内になければ、これはユーザーのリラックス状態が十分でないことを意味しているから、カウンタの値が所定値を越えていない場合と同様に、再びタイマー１２から割り込みが入るのを待ち合わせる。このように、上記の場合も含め、リラックス状態が十分でなければ、上述した動作が繰り返し行なわれることになる。
これに対し、ＲＲ５０の値が所定範囲内に収まっていれば、十分リラックスした状態にあるものとしてその旨をユーザーへ告知する。ここで、この場合においてもユーザーは目を閉じていると考えられるから、リラックス状態に移行している旨を示すメロディーとは、異なるメロディーの音楽を流すなどして、この旨をユーザーへ知らせるようにする。これと並行して、ＣＰＵ１はタイマー１２の設定を解除して測定を終了させる。
その後、ユーザーがボタン２１を押下すると、ＣＰＵ１は、いま実施した測定によってどの程度リラックスの度合いが改善したのかを定量化し、これをリラックス度としてユーザーへ告知する。
【００５４】
このリラックス度の算定方法としては、例えば、次のようなものが考えられる。すなわち、日常における指標の値に対して、いま算出した指標がどの程度変化しているかの「変動率」に基づくものである。そのために、過去所定期間において、各測定の測定開始時点のそれぞれにおいてＲＲ５０を求めておき、これをＲＡＭ３において、測定中に算出されるＲＲ５０の格納領域とは別領域へ蓄積しておく。そして、これら過去所定期間に蓄積したＲＲ５０の平均値を算出して、これを当該ユーザーの日常のＲＲ５０とする。そしてここでは、この平均値に対して、いま実施した測定の最後に得られたＲＲ５０の値が何倍になっているかを、「リラックス度」と考える。そのためにユーザーは、常日頃、測定を行なうようにすることが望ましい。
【００５５】
もっとも、この倍率そのものを、単に図１３に示すような棒グラフや、図１４に示すような円グラフなどを表示装置１０により告知してもユーザーには直感的にわかりにくい。そこで、リラックス度の倍率を図１５に示すようにグレード付けして告知することとする。すなわち、倍率Ｇが１．０倍未満であれば一律にグレードを「０」、１．０以上１．２倍未満であればグレードを「１」、１．２以上１．４倍未満であればグレードを「２」、１．４以上１．６倍未満であればグレードを「３」、１．６倍以上であれば一律にグレードを「４」とする。したがって、グレードの値が大きいほどリラックスした状態にあるものと言える。そしてまた、このようなグレードに対応したフェイスチャートを表示装置１０により告知すれば、リラックス度を、ユーザーが直感的に知ることが可能となる。
さらに、倍率あるいはグレードの値に対応する内容を告知しても良い。例えば、グレードの値が「０」であれば、「リラックス度が改善されていません」の旨の内容を告知し、グレードの値が「１」であれば、「リラックス度が多少改善されています」の旨の内容を告知し、グレードの値が「２」であれば、「リラックス度が改善されています」の旨の内容を告知し、グレードの値が「３」であれば、「リラックス度が良く改善されています」の旨の内容を告知し、グレードの値が「４」であれば、「リラックス度が大変良く改善されています」の旨の内容を告知しても良い。
このような告知により今回の訓練の効果を、測定終了後、直ちに確認することができるので、ユーザーに対し訓練の興味を抱かせるとともに、それによる訓練意欲の助長にも寄与することが可能となる。
なお、図１５におけるグレード付けは単なる一例に過ぎないのはいうまでもない。
【００５６】
また、訓練効果の評価方法としては、次のようなものを想定している。すなわち、予め設定された目標値に対して、いま算出した指標の「変動率」がどの程度であったのかに基づくものである。そのため、ＲＡＭ３には、外部機器（図１０（ｂ）参照）やボタン２１、２２などにより設定された目標値がセットされる。ここで、外部機器により設定される場合には、キーボード５２で入力された目標値の設定情報がＬＥＤ５４を介して近赤外光で外部へ放出され、腕時計２０側のフォトトランジスタ６０を介して、図２のＩ／Ｏインターフェイス部１５へ送られ、これを、ＣＰＵ１は、ＲＡＭ３へ格納する。また、ボタン２１、２２により設定される場合、ＣＰＵ１は、操作部４により指示された値をＲＡＭ３に直接的に格納する。
そして、測定が終了した場合、ＣＰＵ１は、求めた変動率と予め設定された目標値とを比較し、その比較結果に応じた告知を行なう。この比較結果には、種々の態様が考えられるが、例えば、変動率の目標値に対する倍率を、図１５に示すようにグレート付けして、その値に応じた内容の告知を行なう構成とするのが望ましい。ここで、倍率が１．０倍未満であれば、それは、今回の変動率が目標値に達していないことを意味するので、「目標値に達しませんでした」旨の内容を告知して、ユーザーに対し、さらに訓練努力を促すようにする。
このような告知により、今回の訓練効果を目標値に対して定量的に評価することが可能となる。なお、この場合でも、図１５におけるグレード付けは単なる一例に過ぎないのはいうまでもない。
【００５７】
他方、設定してあった打ち切り時間が経過し、タイマー１２から割り込みが入った場合は、ユーザーがこれ以上、リラックス訓練を継続させても、十分リラックスした状態になることは期待できない状況になっていると考えられる。そこでＣＰＵ１は、測定を打ち切る旨をユーザーへ告知した後、タイマー１２の設定を解除して自動的に測定を終了させる。このような告知を受けた場合、ユーザーはしばらく時間をおいてから再び測定を行なうようにする。
以上のように、ユーザーは、リラックス訓練を実施する過程で、リラックス状態に移行していればその旨の告知を受けられるとともに、リラックス状態に到達したか、あるいは、リラックス状態となる見込みがなければ、その旨の告知を迅速に受けられることが可能になる。
【００５８】
ここで、上述した変動率は、日常における指標の値、あるいは、予め設定された目標値に対して、いま算出した指標がどの程度変化しているかを示すものであったが、今回測定中に算出されている指標の値が、今回測定開始前に算出された指標の値に対して、どの程度変化しているかを示すものであっても良い。これを用いれば、測定中においてリラックス度の変化をリアルタイムに確認することが可能となる。
この場合、リラックスの度合いだけを告知する構成でも良いが、リラックスの度合いを改善させるための具体的な指導内容も併せて告知する構成が望ましい。例えば、リラックスの度合いが改善されないのであれば、ユーザーに対して、深呼吸数の回数を現時点よりも少なくさせる旨や、そのタイミングなどを具体的に告知する構成が考えられる。その際、告知する深呼吸の回数を、倍率あるいはグレードの値に対応させれば、測定中においてリラックス度の度合いを所望の大きさへと改善させることも容易となる。この際、ユーザーの呼吸数を測定する必要があるが、前述したようにＨＦ成分が呼吸に対応しているから、その周波数を特定することにより呼吸数が求められる。例えば、図５（ｂ）に示す例にあっては、ＨＦ成分が「０．２５Ｈｚ」であるから、１分あたりの呼吸数は「１５回」と求められる。そして、求めた呼吸数よりも少ない回数の深呼吸を実行するように告知して、ユーザーのリラックス度の進行を促す構成とするのである。
【００５９】
以上の述べた告知は、腕時計に組み込まれた本装置の音源７や表示装置１０により行なわれることとなるが、必要なデータをＩ／Ｏインターフェイス部１５を介して図１０に示す外部機器に送信して、外部機器側でリラックス度の判断を行なう構成としても良い。
外部機器側でリラックス度の判断を行なう場合、ユーザーは、腕時計２０に設けられたボタン２２を用いて、装置をデータ転送のためのモードに設定する。すると、ＣＰＵ１は、測定時間と対応付けてＲＡＭ３に格納されたＲＲ５０の値を読み出して、逐次、Ｉ／Ｏインターフェイス部１５へ送出する。これにより、測定時間と対応付けられたＲＲ５０の値が光信号へ変換されて通信コネクタ５８に取り付けられたＬＥＤ５９から送出され、通信窓５７およびフォトトランジスタ５５を介して、外部機器のパーソナルコンピュータ側へ転送される。すると、パーソナルコンピュータに内蔵のマイクロプロセッサ等が、内蔵のＲＡＭやハードディスク等に測定結果を蓄積する。したがって、医師等の指導者がパーソナルコンピュータを操作することにより、ユーザーのリラックス度の経過を、客観的に把握できることとなり、さらに、そのリラックス度に応じた指導内容が得られる。外部機器側でリラックス度の判断を行なう場合において、リラックス度からそれに対応する指導内容を判断する主体は、外部機器であるパーソナルコンピュータであっても良いし、それを操作する医師等の指導者であっても良い。
くわえて、外部機器側でリラックス度の判断を行なう場合、外部機器側で判断されたリラックス度に応じた指導内容を、腕時計側に送信してユーザに告知する構成としても良い。このような構成は、腕時計に組み込まれた本装置と外部機器との距離が離れている場合に有用である。なお、本装置が、外部機器から指導内容を直接受信する構成でも良いし、リラックス度に応じた制御情報を受信して、その制御情報にしたがって指導内容を告知する構成であっても良い。
【００６０】
＜２：第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態かかるバイオフィードバック指導装置について説明する。
上述した第１実施形態は、ユーザーがリラックスした状態となった時点でこれをユーザーへ告知することに主眼を置いたものであった。一方、この第２実施形態は、これを一歩進めたものであって、リラックスのための訓練を実施している間において、現時点における指標とともに、その指標によりどの程度リラックスしてきているかをユーザーへ告知して、生体状態が向上してきていることをユーザー自身が意識することで、より短時間でより一層深いリラックス状態となるようにするものである。
【００６１】
これを実現するため、本実施形態では、自律訓練と呼ばれる訓練をユーザーが行なうことを前提としている。そこでまず、本実施形態にかかるバイオフィードバック指導装置が前提とする自律訓練の概要について簡単に説明しておく。
一般に、人間の自律神経系の状態は、末梢部の脈波の変化などに顕著に現れるものとされている。そこで、末梢部における脈波を連続的に計測して、ユーザーに対し、脈波の揺らぎから得られるリラックスの度合いとともに、現時点における指標の値を告知する。一方、これに対応して、ユーザーは、自身がよりリラックスできるような環境を作ったり、よりリラックスするような暗示をかける。そうすることで、これが自律神経に作用し、結果的に一層リラックスした状態へと改善されていく。このような生体ループが先に触れたバイオフィードバックであって、こうしたバイオフィードバックが有効であることは、前述のように既に実証されており、臨床においても治療の一環として利用されている。
【００６２】
図１（ｂ）は、第２実施形態かかるバイオフィードバック指導装置の機能構成を示すブロック図であり、この図と図１（ａ）にかかる第１実施形態との相違点は、生体情報抽出部１０１により抽出された指標をユーザーＹに告知する告知部１０５を備える点である。そして、ユーザーＹは、告知部１０４により告知された判定結果やリラックス度とともに、告知部１０５により告知される現時点における指標の値にしたがって自律訓練を行なうこととなる。
【００６３】
＜２−１：第２実施形態の具体的構成＞
さて、本実施形態にかかるバイオフィードバック指導装置の構成は、図１（ｂ）をみても判るように、図１（ａ）に対して告知部１０５を実質的に付加したのみである。また、告知部１０４および１０５は、図２における音源７および表示装置１０で共有可能である。このため、本実施形態にかかるバイオフィードバック指導装置の構成は、第１実施形態のリラックス指導装置と略同一となって、ＣＰＵ１が実行する処理が異なるだけである。
【００６４】
＜２−２：第２実施形態の動作＞
そこで以下、この構成によるバイオフィードバック指導装置の動作を説明する。まず、自律訓練を実施するにあたって、各訓練における訓練時間の上限値と訓練の目標値（ＲＲ５０の変化率；詳細は後述）とが設定される。ここで、本実施形態にあっては、医師等の指導者が外部機器から設定することとする。すなわち、指導者がキーボード５２（図１０（ｂ）参照）から上限値設定用のコマンドおよび目標値設定用のコマンドをそれぞれ指示すると、外部機器であるパーソナルコンピュータに内蔵のマイクロプロセッサが腕時計２０に対して設定情報を送出する。すると、これらの情報はＬＥＤ５４を介して近赤外光で外部へ放出され、腕時計２０側のフォトトランジスタ６０を介して、図２のＩ／Ｏインターフェイス部１５へ送られる。そしてＣＰＵ１は、送られてきた情報を取り込んでＲＡＭ３へ格納する。
なお、この上限値や目標値の設定は、外部機器によらず、装置本体のスイッチ２１、２２を操作して設定することとしても良い。
【００６５】
次いで、ユーザーがボタン２１を押下すると、これをＣＰＵ１は自律訓練の開始であるものと検出し、タイマー１２へ所定時間間隔で割り込みを発生させるように設定を行なう。さらにＣＰＵ１は、上記の訓練時間の上限値に相当する時間後においても、上記割り込みとは別の割り込みが発生するようにタイマー１２を設定する。
一方、ボタン２１を押下したユーザーは、リラックスした状態となるように意識したり、暗示をかけるなどの自律訓練を開始する。
【００６６】
他方、装置本体の電源が投入された時点からは、脈波センサ５が検出した脈波信号がＡ／Ｄ変換器６を介して出力されている。そこで、タイマー１２から所定時間間隔の割り込みが報告されると、ＣＰＵ１は、Ａ／Ｄ変換器６から読み出した脈波信号をＲＡＭ３へ取り込み、第１実施形態と同様の手順に従って、ＲＲ５０を算出し、これを測定時刻と一緒にＲＡＭ３へ格納する。次いでＣＰＵ１は、得られたＲＲ５０の値をユーザーへ知らせるために、ＲＯＭ２から読み出したメッセージ情報の雛形とＲＲ５０の値をもとに音声メッセージを作成し、これを音源制御部８へ送出する。これにより、現時点において生体情報を示すＲＲ５０の値が音声で音源７からユーザーに対して告知される。
【００６７】
すると、ユーザーは、聞こえてきたＲＲ５０の値をさらに大きくするように意識する。これによりバイオフィードバックが掛かり、これが功を奏するとユーザー自身の状態が改善され、結果的に脈波間隔の揺らぎが大きくなってＲＲ５０の値が次第に増大してゆく。
これに対し、バイオフィードバックの効果が無いと、ユーザーの状態は以前ののままであるか、あるいは、緊張側へ悪化することになって、ＲＲ５０の値は変わらないか、あるいは、減少することになる。したがって、ユーザーは音源７から流れてくるＲＲ５０の値の増減を聴取することで、自身のリラックス状態の具合をリアルタイムに確認しつつ、これを自律訓練の目標とすることができる。
【００６８】
一方、ＣＰＵ１は各測定時点において、少なくとも前回の測定時点を含む過去所定期間に測定されたＲＲ５０の値と現時点におけるＲＲ５０の値とを用いてその変化の傾きを算出し、現時点において全身弛緩の方向にあるのかそうでないのかを判断し、その判断結果を聴取させる。
そして以後、ＣＰＵ１は、先にタイマー１２に設定した所定時間間隔毎に、上述したＲＲ５０の告知処理を繰り返して実施し、ユーザーは告知に従って自律訓練を継続する。ここで、これら処理の繰り返し中に、訓練時間の上限値に相当する時間が経過したことでタイマー１２から割り込みが報告される場合がある。これは、自律訓練がうまくいっていないためであって、これ以上自律訓練を継続してみてもほとんど効果が上がらないことを意味している。そこで、ＣＰＵ１は自律訓練を打ち切る旨の告知を行なうようにし、これに応じて、ユーザーもいま実施している自律訓練を中止する。
【００６９】
また、上記のように自律訓練の成果が上がらない場合、ＣＰＵ１は、訓練の効果が出るようにユーザーに対して所定の処方を行なうようにする。こうした処方の一例として、第１実施形態で詳述した各種のリラックス訓練をユーザーに実践させることが考えられる。もっとも、このようにリラックス訓練を単独で実施しただけでは、本実施形態のようにバイオフィードバックによる自律訓練法のようには、その効果を知ることはできない。そこで、こうした処方を行なった後、ユーザーは上述した同様の手順に従って、バイオフィードバックによる自律訓練を再開して、その処方の効果を確認する。
【００７０】
一方、以上のような訓練打ち切りの告知がない場合、その後に、訓練を終了させる目的でユーザーがボタン２１を再び押すと、これを検知したＣＰＵ１が訓練終了を認識して上述した処理を終了させる。
次いでＣＰＵ１は、いま実施した自律訓練によるＲＲ５０の変化率を算出する処理に入る。すなわち、ＣＰＵ１はＲＡＭ３に格納された情報のうち、訓練開始直後のものと訓練終了直前のものとについて、それぞれＲＲ５０の値と測定時刻とを取り出す。そして、測定の開始時刻と終了時刻とから正味の訓練時間を算出するとともに、次式に従って指標（ここではＲＲ５０）の変化率を求め、これをＲＡＭ３へ格納する。
【００７１】
指標（ＲＲ５０）の変化率＝
（訓練終了時の指標−訓練開始時の指標）÷訓練時間
この変化率を算出することにより、バイオフィードバックの効果を定量化することができる。すなわち、この変化率は単位時間当たりに指標（したがってリラックス状態）がどの程度変化したかを表わしており、この値が大きいほど短期間によりリラックスした状態に到達したことになり、バイオフィードバックによる効果が出ていることになる。
【００７２】
以上の処理に加え、ＣＰＵ１は自律訓練の効果をユーザーに提示するためのグレード付けを第１実施形態と同様の手順により行ない、グレードとして「０」が算出されたのであれば、上述したように、ユーザーに対して各種の処方を行なって、リラックスした後に自律訓練を再度やり直すようにユーザーへ告知する。
他方、ＣＰＵ１は、ＲＲ５０の変化率を各訓練の終了時点において測定時刻と関連づけてＲＡＭ３へ蓄積してゆく。また同時に、ＲＲ５０の変化率が時間経過とともに推移していく様子（トレンド）をグラフ化して表示装置１０に表示させる。これにより、上述した自律訓練を毎日積み重ねることでＲＲ５０が上昇していけば、訓練が身を結んでいることがわかる。また、その上昇の程度を見れば、いかに短時間でリラックス状態が改善するようになったかを端的に知ることができる。これとは逆に、ＲＲ５０の変化率が横ばいであったり下がって来ていれば、自律訓練の効果が芳しくないことも知ることができる。
【００７３】
また、こうしたトレンドの情報などのデータはパーソナルコンピュータ等の外部機器へ転送することができる。そのためには、ユーザーが腕時計２０に設けられたボタン２２を用いて、装置をデータ転送のためのモードに設定する。するとＣＰＵ１は、ＲＡＭ３に蓄積されているトレンドの情報を読み出して、逐次、Ｉ／Ｏインターフェイス部１５へ送出する。これにより、トレンドの情報が光信号へ変換されて通信コネクタ５８に取り付けられたＬＥＤ５９から送出され、通信窓５７およびフォトトランジスタ５５を介して、外部機器のパーソナルコンピュータ側へ転送される。すると、パーソナルコンピュータに内蔵のマイクロプロセッサ等が、内蔵のＲＡＭやハードディスク等に測定結果を蓄積する。そして、以上により、医師等の指導者がパーソナルコンピュータを操作して自律訓練の実施経過を把握できるようになり、生活処方の一環としての自律訓練における目標設定を行なうことができる。
【００７４】
ところで、毎日、自律訓練を繰り返し実施すると、訓練を継続してもＲＲ５０の変化率に変化が見られなくなり、一種の飽和状態となる。こうした状態は一つの到達目標に達した状態と言えるので、これを検出するために、ＣＰＵ１は自律訓練の開始前に予め設定された目標値とＲＲ５０の変化率の実測値とを各訓練の終了時点において比較する。その結果、実測値が目標値を上回っていれば、所期の到達目標に達したものとみなして、「自律訓練の効果が十分に出ています。今の状態を維持して下さい」などといった告知をユーザーに対して行なう。
【００７５】
なお、ユーザーの身体が動いている場合、ＲＲ５０の変化率の測定結果には、バイオフィードバックによる変化分に加えて、運動負荷による変化分が含まれることになる。そこで、運動負荷による影響を脈拍数の変化から推し量るようにする。そのために、予めユーザーに運動負荷をかけて、体動のピッチと脈拍数との間の相関関係を測定しておく。
一方、自律訓練の実施中は、加速度センサ１３の出力振幅を調べ、所定値以上の出力振幅が得られる時間周期から体動のピッチを算出する。加えて、Ａ／Ｄ変換器６から読み取った脈波波形をＲＡＭ３に蓄積し、蓄積された脈波波形を拍単位に分割して体動検出時における脈拍数を算出する。そして、測定した脈拍数と上記の体動のピッチと脈拍数との関係から、自律訓練による脈拍数の変化分を算出し、これを参考にして告知の結果を是正すれば良い。
他方、ユーザーが自律訓練を実施している間、ＣＰＵ１はＡ／Ｄ変換器１４を介して加速度センサ１３の出力を読み取り、その値が所定値（例えば、０．１Ｇ）を越えるか否かを判別して、ユーザーの体動検出結果を「体動有」／「体動無」といった形で聴取させるようにする。
【００７６】
ここで、体動の有無をもう少し具体的に説明すると、例えば腕を振っているような場合には体動有の状態である。したがって、運動中は勿論のこと、散歩や部屋の中を歩く程度であっても体動有と言える。体動無の状態で自律訓練を実施するには以下のようにすることが望ましいと考えられる。例えばユーザーが屋内に居るのであれば、机と椅子のある部屋へ移動して、図１８（ａ）に示すように椅子に腰掛けて、腕時計を装着した方の手を机の上に置き、手を動かさないように注意しながら自律訓練を行なう。
【００７７】
もっとも、本来はこのようにするのが理想ではあるが、ユーザーが屋外にいる場合などはそうもいかないこともある。そうした場合、運動の最中であれば、まずは運動を中断させて呼吸を整え、散歩中であれば一旦歩行を止めて立ち止まる。次いで、図１８（ｂ）に示すような姿勢をとって、腕時計を装着した腕を動かさないようにしながら、反対側の手で腕時計のボタンの押下などの必要な操作を行ないながら自律訓練を行なう。
ちなみに、装置の形態が後述するネックレスや眼鏡などであれば、脈波センサ５を取り付ける態様において、椅子に座っても良いし、立ち止まったままでも良いから、とにかく身体をできる限り動かさないようにじっとするのが望ましい。
【００７８】
このような第２実施形態によれば、告知された生体のリラックスの度合いを示す指標に基づいて、ユーザーがバイオフィードバックによる自律訓練を実施する一方、これにより生じた指標の変化の度合いを評価してその結果をユーザーへ告知するようにしたので、ユーザーはバイオフィードバックによる自律訓練の効果が出ているのかが簡単に分かるという効果が得られる。また、バイオフィードバックによる自律訓練を医師等の専門家が付き添っていなくとも、ユーザーが一人で評価できるという効果も得られる。
【００７９】
＜３：生体状態を示す指標の他の例＞
上記各実施形態では、生体状態を示す指標としてＲＲ５０を用い、この変化の度合いにより、リラックス状態を判定したが、ＨＦ成分を用いても同様である。また、ＬＦ成分と振幅比ＬＦ／ＨＦとに関しては、リラックスするに従ってこれらの値が小さくなる以外は、ＲＲ５０やＨＦ成分と同様である。したがって、例えば自律訓練にあたって、ユーザーは、ＬＦ成分や振幅比ＬＦ／ＨＦが、より小さくなるように意識すれば良い。
さらに、上記各実施形態では脈波波形のゆらぎから得られる指標を、生体状態を示す指標として用いることとしたが、これに限られるものでないことは勿論である。そこで、生体状態を示す指標について、これら以外の例について述べる。
【００８０】
＜３−１：末梢部における血流状態（脈波波形の振幅）＞
一般に、人間の自律神経系の状態は、末梢部の血流状態の変化などに顕著に現れるものとされている。一方、体温は血管内を流れる血液の搬出量で制御されていることから、血流量が多くなれば、それだけ体温は上昇するものと言える。
このため、末梢部における血流変化を連続的に計測し、得られた計測結果を見ながら、ユーザー自身がよりリラックスできるような環境を作ったり、指先等の末梢部の体温が上がるように暗示をかけるなどすることにより、ユーザの自律神経が作用して末梢部の体温の上昇につながり、血流状態が改善される、と考えられる。
【００８１】
ところで、末梢部における血流の状態を知るには、次のような方法が一例として考えられる。すなわち、第１あるいは第２実施形態における脈波センサ５等を用いて、該センサを構成するＬＥＤ（発光ダイオード）から血液中に存在する赤血球に光が放射されると、特定の波長の光が赤血球中のヘモグロビンに吸収される一方、吸収されなかった光は反射されて戻ってくる。その反射された光を脈波センサを構成する受光素子が受光すれば、この反射光の光量（すなわち、脈波センサが検出する脈波波形信号）と血流量とは相関することになる。したがって、得られる脈波波形の振幅の変化を見ることで、末梢部における血流状態の相対的な変化を検出することができる、と考えられる。
【００８２】
このため、生体情報を示す指標として、脈波波形の振幅を用いる構成は、実質的に、図２に示す第１実施形態と同一で済む。ただし、脈波波形の振幅変化を検出するだけの構成で足りるので、ＣＰＵ１が実行する処理の負担はＲＲ５０を用いる場合と比較して減少する。
さらに、脈波波形の振幅変化の検出に特化させて、図１９に示すような構成としても良い。この図において、図２に示す構成と相違する点は、脈波センサ５の後段に位置するＡ／Ｄ変換器６を、増幅器１９０１、レベル判定部１９０２およびゲイン制御部１９０３に置換した点にある。そこで、以下、この点について説明する。
【００８３】
図１９において、レベル判定部１９０２は、ＣＰＵ１からの指示を契機として、増幅器１９０１の出力信号に対してＡ／Ｄ変換処理を施し、変換後のディジタル信号（すなわち、脈波波形信号）を所定時間にわたって蓄積する。そのため、レベル判定部１９０２は、内部に図示しないメモリーを内蔵している。これに続き、レベル判定部１９０３は、蓄積された脈波波形信号の中から最大の信号値を求めて当該測定時点における「脈波の振幅」を算出した後、この脈波の振幅値を２進数へ変換した場合における「有効ビット長」を算出する。このことからわかるように、脈波の振幅値が大きいほど有効ビット長も大きくなる。なお、図におけるレベル判定部１９０２は、取り込んだアナログ信号を７ビットで量子化しており、有効ビット長は図２０に示すように１ビット〜７ビットのいずれかになるが、本発明がこれに限られるものでないことは勿論である。
【００８４】
さらに、レベル判定部１９０２は、算出した有効ビット長に基づいて、図２０に示す「シフト指示量」および「ゲインコントロール量」を算出する。ここで、シフト指示量は、脈波信号の有効ビット長が小さい場合に、当該脈波信号の値を左へシフトして有効ビット長がフルスケール（７ビット）とするのに必要なビット数である。したがって、シフト指示量は固定値「７」から有効ビット長を減算することで算出される。一方、ゲインコントロール量は、上記の左シフトに対応した倍率であって、同図から明らかなように、シフト指示量について２の累乗を取ることで算出される。
なお、上述した脈波波形の振幅、有効ビット長、シフト指示量、ゲインコントロール量は、いずれもバス上に読み出すことが可能であるため、ＣＰＵ１は随時これらのデータをバスから取り込むことが可能である。ここで、脈波振幅の真の値は、レベル判定部１９０２が算出した脈波の振幅とゲインコントロール量（シフト指示量）を加味したものであって、前者の値を後者の値で除したものになる。
【００８５】
また、レベル判定部１９０２は、上述したシフト指示量やゲインコントロール指示量の算出処理を、脈波信号取り込みの最初の時点だけで行なうようにしており、次の取り込み時点までは、これら諸量がレベル判定部１９０２の内部に保持されてバスへ読み出される。さらに、電源投入直後でのこれら諸量の値は、ゲインコントロール量が「１」倍となるように設定され、これはレベル判定部１９０２が脈波信号の取り込みを開始する場合においても同様である。
なお、ゲイン制御部１９０３は、レベル判定部１９０２から出力されるゲインコントロール量に従って増幅器１９０１の増幅率を制御するものである。
【００８６】
このような構成において、脈波センサ５が脈波の取り込みを開始すると、得られた脈波信号が増幅器１９０１で増幅されて、レベル判定部１９０２へ入力される。ただし、上述したように電源投入直後は増幅器１９０１の増幅率が「１」に設定されている。
レベル判定部１９０２は、増幅器１９０１が出力するアナログ信号をディジタル値に変換した後に、内蔵のメモリーへ順次書き込んでいく。レベル判定部１９０２は、この書き込み処理を所定時間に亙って実施することで脈波波形を蓄積する。次いで、レベル判定部１９０２は、蓄積された脈波波形の中から信号値が最大のものを抽出し、これを脈波の振幅として算出するととに、脈波の振幅の有効ビット長を決定する。ここで、有効ビット長として２ビットが算出されたものと仮定すると、レベル判定部１９０２によりシフト指示量として５ビット、ゲインコントロール量として３２倍がそれぞれ算出される。これにより、ゲイン制御部１９０３が増幅器１９０１の増幅率を３２倍に変更して、以後は、レベル判定部１９０２内のＡ／Ｄ変換器においてフルスケールに近い値が増幅器１９０１から出力されることとなる。
【００８７】
一方、ＣＰＵ１は、レベル判定部１９０２が算出した脈波波形の振幅とシフト指示量とをバスから読み出し、これらの値をタイマー１２から読みだした時刻と一緒にＲＡＭ３へ格納する一方、シフト指示量のビット数である「５」を表示制御部１１へ送出し、シフト指示量の値を表示装置１０に表示させる。すなわち、シフト指示量のビット数を、脈波波形の振幅変化としてユーザーに告知するのである。
そして、ＣＰＵ１が、脈波波形の振幅変化を、第１実施形態における変動率や、第２実施形態における変化率と同様に処理して求めることで、生体情報を示す指標として脈波波形の振幅を用いた場合でも、リラックス度やバイオフィードバックによる自律訓練の効果を確認することが可能となる。
【００８８】
＜３−２：循環動態パラメータ＞
上述したように、末梢部での血流量変化と脈波波形とは密接な関係を有するため、末梢部を含む循環系の状態が判れば、脈波波形の変化もある程度推定できる。ここで、循環系の状態を知るには、血管の粘性抵抗やコンプライアンスのような循環動態パラメータの測定が必要となって、大動脈起始部と切痕部における圧力波形や血流量を測定しなければならない。これには、大動脈にカテーテルを挿入して直接測定する方法をとるか、あるいは、超音波エコーなどで間接的に測定する方法をとるか、いずれかを採ることになるが、前者の方法では侵襲的となり、後者の方法では熟練が必要となり、さらに、両者とも装置が大がかりになる、といった問題があった。
そこで、本発明者らは、動脈系の挙動をシミュレートした電気的モデルにより、循環動態パラメータを近似的に算出する方法を提案している（特開平６−２０５７４７号：発明の名称「脈波解析装置」や、ＰＣＴ／ＪＰ９６／０３２１１：発明の名称「生体状態測定装置」）。
【００８９】
この電気的モデルについては、図２２（ａ）に示すような四要素集中定数モデルや、同図（ｂ）に示すような五要素集中定数モデルがある。特に、後者の五要素集中定数モデルについては、人体の循環系の挙動を決定する要因のうち、四要素集中定数モデルで採用される中枢部での血液による慣性、中枢部での血液粘性による血管抵抗（粘性抵抗）、末梢部での血管のコンプライアンス（粘弾性）、末梢部での血管抵抗（粘性抵抗）の４つのパラメータに対し、さらに、大動脈コンプライアンスを追加して、これらのパラメータを電気回路としてモデリングしたものである。
以下、集中定数モデルを構成する各素子と各パラメータとの対応関係を記す。
静電容量Ｃc     ：大動脈コンプライアンス［cm5/dyn］
電気抵抗Ｒc     ：動脈系中枢部での血液粘性による血管抵抗［dyn・s/cm5］
インダクタンスＬ：動脈系中枢部での血液による慣性［dyn・s2/cm5］
静電容量Ｃ      ：動脈系末梢部での血管コンプライアンス［cm5/dyn］
電気抵抗Ｒp     ：動脈系末梢部での血液粘性による血管抵抗［dyn・s/cm5］
【００９０】
ここで、集中定数モデルに流れる電流ｉ、ｉp、ｉc、ｉsは、各々対応する各部を流れる血流［cm5/s］に相当する。なかでも、電流ｉは大動脈血流に相当し、電流ｉsは左心室から拍出される血流に相当している。また、入力電圧ｅは左心室圧［dyn/cm2］に相当し、電圧ｖ1は大動脈起始部での圧力［dyn/cm2］に相当する。さらに、静電容量Ｃの端子電圧はｖpは橈骨動脈部での圧力［dyn/cm2］に相当する。くわえて、ダイオードＤは、大動脈弁に相当するものであって、心臓の収縮期に相当する期間においてオン（弁が開いた状態）となる一方、拡張期に相当する期間においてオフ（弁が閉じた状態）となる。
以降、これらの技術の詳細については上記出願に譲るが、端的にいえば、図２１における１回拍出量測定器２１０１により測定された１回拍出量に基づいて、被験者の大動脈起始部の圧力波に対応する電気信号を集中定数モデルに与えたとき、その応答波形が脈波検出装置２１０２により検出された橈骨動脈波形と一致するように、各素子の値を定める技術であり、図２における構成に対し、１回拍出量測定器２１０１に相当する構成を付加すれば、ＣＰＵ１により処理可能である。
【００９１】
ここで、動脈系末梢部での血管コンプライアンスや、血液粘性による血管抵抗は、上述した末梢部での血流量と密接に関係すると考えられるから、静電容量Ｃや、電気抵抗Ｒpを、生体情報を示す指標として、その変化をＣＰＵ１が求めることで、リラックス度やバイオフィードバックによる自律訓練の効果を確認することが可能となる。さらに、バイオフィードバックによる自律訓練時にあっては、これら循環動態パラメータを求めて告知する構成としても良い。
【００９２】
＜３−２−１：脈波波形の歪み率＞
図２１に示す構成によって、循環動態パラメータの各値を算出する場合、ユーザーにとっては、橈骨動脈波形と１回拍出量との双方を検出する必要があるので、煩わしさが伴うといった問題がある。そこで、橈骨動脈波形の形状によって大動脈圧が変化するという現象に着目して、波形の形状を歪率で代表させて循環動態パラメータを導出することとする。
この場合、ＣＰＵ１は、橈骨動脈波形の１拍分の平均波形を求めた後、ＦＦＴ処理を実行してフーリエ解析を行なう。そして、解析の結果として得られた周波数スペクトルから、基本波の振幅Ａ1、第２高調波の振幅Ａ2、第３高調波の振幅Ａ3、……、第ｎ高調波の振幅Ａnをそれぞれ求める。なお、ｎは自然数であり、高調波の振幅により適宜決定するものとする。そして、ＣＰＵ１は、これらの振幅値をもとにして、次式で定義される歪率ｄを算出する。
歪率ｄ＝√（Ａ22＋Ａ32＋……＋Ａn2）／Ａ1
【００９３】
次に、ＣＰＵ１は、得られた歪率ｄから循環動態パラメータを推定する。ここで、推定にあたっては、橈骨動脈波形の歪率ｄと循環動態パラメータの各値との間に相関関係があるとの前提に基づいて行なう。すなわち、予め多数のユーザーについて歪率ｄと循環動態パラメータとを測定して、これらの関係式を導出しておく。ここで、歪率ｄと循環動態パラメータＲc、Ｒp、Ｌ、Ｃの測定結果との相関関係の一例を、図２３〜図２６に示す。なお、大動脈コンプライアンスＣcに関しては図示しないが、他の４つのパラメータと同様に関係式を求めることができる。そして、ＣＰＵ１は、算出した歪率ｄから、対応する関係式を用いて循環動態パラメータＲc、Ｒp、Ｌ、Ｃ、Ｃcを計算する。
このように構成することで、図２１における１回拍出量測定器２１０１の構成を不要とすることが可能となる。
【００９４】
＜３−３：脈波波形の相違＞
末梢部を含む循環系の状態を知るため、上述した循環動態パラメータのほか、脈波波形のそのものに着目することも考えられる。そこで、脈波波形の形状を特定する波形パラメータの値から、当該ユーザーのリラックス度やバイオフィードバックによる自律訓練の効果を確認することについて検討してみる。ここで、脈波波形の形状について検討する場合、その時間領域について着目する方法と、その周波数領域する場合との２通りが考えられる。そこで以下、これらの２通りの場合についてそれぞれ検討してみる。
【００９５】
＜３−３−１：時間領域について＞
まず、脈波波形の時間領域についての解析結果を用いて、リラックス度等の効果を確認することについて検討してみる。一般的に、１拍分の脈波波形は、図２７に示すような形状をしている。同図における縦軸は血圧値、横軸は時間である。このような脈波波形の形状を特定する波形パラメータとして以下に述べるものを定義する。
▲１▼１拍に対応した脈波が立ち上がってから（以下、この立ち上がり時刻を脈波開始時刻という）次の拍に対応した脈波が立ち上がりを開始するまでの時間ｔ6
▲２▼脈波内に順次現れる極大点Ｐ１、極小点Ｐ２、極大点Ｐ３、極小点Ｐ４および極大点Ｐ５の血圧値ｙ1〜ｙ5
▲３▼脈波開始時刻以後、上記各点Ｐ１〜Ｐ５が現れるまでの経過時間ｔ1〜ｔ5
これらの波形パラメータを算出するために、上記極大点および極小点について、これら各点に関連した「ピーク情報」と呼ばれる情報を抽出する。以下に述べる波形抽出記憶部は、取り込んだ脈波波形からこのピーク情報を抽出するものである。なお、ピーク情報の詳細については、その内容が波形抽出記憶部の構成、動作に関連するため、回路の構成を説明した時点で説明する。
【００９６】
＜３−３−１−１：波形抽出記憶部の構成＞
以下、波形抽出記憶部の構成について図２８を参照して説明するが、ここでは、波形抽出記憶部１８０がマイクロコンピュータ１８１によって制御されることを想定する。なお、この構成は、ハードウェア的に実行されるが、かかる機能構成を、図２における構成によってソフトウェア的に等価的に実行することとしても良い。
さて、図２８において、１８２はＡ／Ｄ変換器であり、脈波センサ５から出力される脈波信号を一定周期のサンプリングクロックφに従ってディジタル信号に変換して出力する。１８３はローパスフィルタであり、Ａ／Ｄ変換器１８２から順次出力されるディジタル信号に対し、所定のカットオフ周波数以上の成分を除去する処理を施して、その結果を波形値Ｗとして順次出力する。
１８４はＲＡＭによって構成される波形メモリであり、ローパスフィルタ１８３を介して供給される波形値Ｗを順次記憶する。１９１は波形値アドレスカウンタであり、マイクロコンピュータ１８１から波形採取指示ＳＴＡＲＴが出力されている期間、サンプリングクロックφをカウントし、そのカウント結果を波形値Ｗを書き込むべき波形値アドレスＡＤＲ１として出力する。この波形値アドレスＡＤＲ１はマイクロコンピュータ１８１により監視される。１９２はセレクタであり、マイクロコンピュータ１８１からセレクト信号Ｓ１が出力されていない場合、波形値アドレスカウンタ１９１が出力する波形値アドレスＡＤＲ１を選択して波形メモリ１８４のアドレス入力端へ供給する。一方、マイクロコンピュータ１８１からセレクト信号Ｓ１が出力されている場合、マイクロコンピュータ１８１が出力する読み出しアドレスＡＤＲ４を選択して波形メモリ１８４のアドレス入力端へ供給する。
【００９７】
２０１は微分回路であり、ローパスフィルタ１８３から順次出力される波形値Ｗの時間微分を演算して出力する。２０２は零クロス検出回路であり、波形値Ｗが極大値または極小値となることにより波形値Ｗの時間微分が０となった場合に零クロス検出パルスＺを出力する。さらに詳述すると、零クロス検出回路２０２は、図２９に例示する脈波の波形においてピーク点Ｐ１、Ｐ２、…、を検出するために設けられた回路であり、これらのピーク点に対応した波形値Ｗが入力された場合に零クロス検出パルスＺを出力する。
２０３はピークアドレスカウンタであり、マイクロコンピュータ１８１から波形採取指示ＳＴＡＲＴが出力されている期間、零クロス検出パルスＺをカウントし、そのカウント結果をピークアドレスＡＤＲ２として出力する。
２０４は移動平均算出回路であり、現時点までに微分回路２０１から出力された過去所定個数分の波形値Ｗの時間微分値の平均値を算出し、その結果を現時点に至るまでの脈波の傾斜を表す傾斜情報ＳＬＰとして出力する。
【００９８】
２０５は次に述べるピーク情報を記憶するために設けられたピーク情報メモリである。ここで、以下にピーク情報の詳細について説明する。すなわち、図３０に示すピーク情報の内容の詳細は以下に列挙する通りである。
▲１▼波形値アドレスＡＤＲ１
ローパスフィルタ１８３から出力される波形値Ｗが極大値または極小値となった時点で波形値アドレスカウンタ１９１から出力されている書き込みアドレスである。換言すれば、極大値または極小値に相当する波形値Ｗの波形メモリ１８４における書き込みアドレスである。
▲２▼ピーク種別Ｂ／Ｔ
上記波形値アドレスＡＤＲ１に書き込まれた波形値Ｗが極大値Ｔ（Ｔｏｐ）であるか極小値Ｂ（Ｂｏｔｔｏｍ）であるかを示す情報である。
▲３▼波形値Ｗ
上記極大値または極小値に相当する波形値である。
▲４▼ストローク情報ＳＴＲＫ
直前のピーク値から当該ピーク値に至るまでの波形値の変化分である。
▲５▼傾斜情報ＳＬＰ
当該ピーク値に至るまでの過去所定個数分の波形値の時間微分の平均値である。
【００９９】
＜３−３−１−２：波形抽出記憶部の動作＞
次に、マイクロコンピュータ１８１の制御における波形抽出記憶部１８０の動作について、いくつかに分けて説明する。
【０１００】
＜３−３−１−２−１：波形およびそのピーク情報の採取＞
マイクロコンピュータ１８１により波形採取指示ＳＴＡＲＴが出力されると、波形値アドレスカウンタ１９１およびピークアドレスカウンタ２０３のリセットが解除される。
この結果、波形値アドレスカウンタ１９１によりサンプリングクロックφのカウントが開始され、そのカウント値が波形値アドレスＡＤＲ１としてセレクタ１９２を介して波形メモリ１８４に供給される。そして、人体から検出された脈波信号がＡ／Ｄ変換器１８２に入力され、サンプリングクロックφに従ってディジタル信号に順次変換され、ローパスフィルタ１８３を介し波形値Ｗとして順次出力される。このようにして出力された波形値Ｗは、波形メモリ１８４に順次供給され、その時点において波形値アドレスＡＤＲ１によって指定される記憶領域に書込まれる。以上の動作により、図２９に例示する橈骨動脈波形に対応した一連の波形値Ｗが波形メモリ１８４に蓄積される。
【０１０１】
一方、上記動作と並行して、ピーク情報の検出およびピーク情報メモリ２０５への書込みが、以下に説明するようにして行なわれる。
まず、ローパスフィルタ１８３から出力される波形値Ｗの時間微分が微分回路２０１によって演算され、この時間微分が零クロス検出回路２０２および移動平均算出回路２０４に入力される。移動平均算出回路２０４は、このようにして波形値Ｗの時間微分値が供給される毎に過去所定個数の時間微分値の平均値（すなわち、移動平均値）を演算し、演算結果を傾斜情報ＳＬＰとして出力する。ここで、波形値Ｗが上昇中もしくは上昇を終えて極大状態となっている場合は傾斜情報ＳＬＰとして正の値が出力され、下降中もしくは下降を終えて極小状態となっている場合は傾斜情報ＳＬＰとして負の値が出力される。
【０１０２】
そして、例えば図２９に示す極大点Ｐ１に対応した波形値Ｗがローパスフィルタ１８３から出力されると、時間微分として０が微分回路２０１から出力され、零クロス検出回路２０２から零クロス検出パルスＺが出力される。
この結果、マイクロコンピュータ１８１により、その時点における波形値アドレスカウンタ１９１のカウント値である波形アドレスＡＤＲ１、波形値Ｗ、ピークアドレスカウンタのカウント値であるピークアドレスＡＤＲ２（この場合、ＡＤＲ２＝０）および傾斜情報ＳＬＰが取り込まれる。また、零クロス検出パルスＺが出力されることによってピークアドレスカウンタ２０３のカウント値ＡＤＲ２が１になる。
【０１０３】
一方、マイクロコンピュータ１８１は、取り込んだ傾斜情報ＳＬＰの符号に基づいてピーク種別Ｂ／Ｔを作成する。この場合のように極大値Ｐ１の波形値Ｗが出力されている時にはその時点において正の傾斜情報が出力されているので、マイクロコンピュータ１８１はピーク情報Ｂ／Ｔの値を極大値に対応したものとする。そしてマイクロコンピュータ１８１は、ピークアドレスカウンタ２０３から取り込んだピークアドレスＡＤＲ２（この場合、ＡＤＲ２＝０）をそのまま書込アドレスＡＤＲ３として指定し、波形値Ｗ、この波形値Ｗに対応した波形アドレスＡＤＲ１、ピーク種別Ｂ／Ｔ、傾斜情報ＳＬＰを第１回目のピーク情報としてピーク情報メモリ２０５に書き込む。なお、第１回目のピーク情報の書き込みの場合は、直前のピーク情報がないためストローク情報ＳＴＲＫの作成および書き込みは行なわない。
【０１０４】
その後、図２９に示す極小点Ｐ２に対応した波形値Ｗがローパスフィルタ１８３から出力されると、上述と同様に零クロス検出パルスＺが出力され、書込アドレスＡＤＲ１、波形値Ｗ、ピークアドレスＡＤＲ２（＝１）、傾斜情報ＳＬＰ（＜０）がマイクロコンピュータ１８１により取り込まれる。
そして、上記と同様、マイクロコンピュータ１８１により、傾斜情報ＳＬＰに基づいてピーク種別Ｂ／Ｔ（この場合、”Ｂ”）が決定される。また、マイクロコンピュータ１８１によりピークアドレスＡＤＲ２よりも１だけ小さいアドレスが読み出しアドレスＡＤＲ３としてピーク情報メモリ２０５に供給され、第１回目に書き込まれた波形値Ｗが読み出される。そして、マイクロコンピュータ１８１により、ローパスフィルタ１８３から今回取り込んだ波形値Ｗとピーク情報メモリ２０５から読み出した第１回目の波形値Ｗとの差分が演算され、ストローク情報ＳＴＲＫが求められる。このようにして求められたピーク種別Ｂ／Ｔ、ストローク情報ＳＴＲＫが他の情報、すなわち波形値アドレスＡＤＲ１、波形値Ｗ、傾斜情報ＳＬＰ、と共に第２回目のピーク情報としてピーク情報メモリ２０５のピークアドレスＡＤＲ３＝１に対応した記憶領域に書き込まれる。以後、ピーク点Ｐ３、Ｐ４、…、が検出された場合も同様の動作が行なわれる。
そして所定時間が経過すると、マイクロコンピュータ１８１により波形採取指示ＳＴＡＲＴの出力が停止され、波形値Ｗおよびピーク情報の採取が終了する。
【０１０５】
＜３−３−１−２−２：脈波波形の分割＞
ピーク情報メモリ２０５に記憶された各種情報のうち、波形パラメータの採取を行なう１拍分の波形に対応した情報を特定するための処理がマイクロコンピュータ１８１により行なわれる。
まず、ピーク情報メモリ２０５から各ピーク点Ｐ１、Ｐ２、…、に対応した傾斜情報ＳＬＰおよびストローク情報ＳＴＲＫが順次読み出される。次いで、各ストローク情報ＳＴＲＫの中から正の傾斜に対応したストローク情報（すなわち、対応する傾斜情報ＳＬＰが正の値となっているもの）が選択され、これらのストローク情報の中からさらに値の大きなもの上位所定個数が選択される。そして、選択されたストローク情報ＳＴＲＫの中から中央値に相当するものが選択され、波形パラメータの抽出を行なうべき１拍分の脈波の立ち上がり部（例えば図２９において符号ＳＴＲＫＭによって示した立ち上がり部）のストローク情報が求められる。そして、当該ストローク情報のピークアドレスよりも１だけ前のピークアドレス（すなわち、波形パラメータの抽出を行なうべき１拍分の脈波の開始点Ｐ６のピークアドレス）が求められる。
【０１０６】
＜３−３−１−２−３：波形パラメータの抽出＞
マイクロコンピュータ１８１は、ピーク情報メモリ２０５に記憶された上記１拍分の脈波に対応した各ピーク情報を参照して各波形パラメータを算出する。この処理は例えば次のようにして求められる。
▲１▼血圧値ｙ1〜ｙ5
ピーク点Ｐ７〜Ｐ１１に対応する波形値をそれぞれｙ1〜ｙ5とする。
▲２▼時間ｔ1
ピーク点Ｐ７に対応する波形アドレスからピーク点Ｐ６に対応する波形アドレスを差し引き、その結果に対してサンプリングクロックφの周期を乗じてｔ1 を算出する。
▲３▼時間ｔ2〜ｔ6
上記ｔ1と同様、対応する各ピーク点間の波形アドレス差に基づいて演算する。
以上のようにして得られた各波形パラメータは、マイクロコンピュータ１８１内部のバッファメモリに蓄積される。そして、これらの波形パラメータに基づき、ＣＰＵ１が、生体情報を示す指標として、その変化を求めることで、リラックス度やバイオフィードバックによる自律訓練の効果を確認することが可能となる。例えば、隣接する脈波のピーク点Ｐ１の間隔は、前述したＲＲ間隔そのものであるから、上述したＦＦＴ処理によらずにＲＲ５０を求めることができ、リラックス度の効果を確認することができる。
【０１０７】
＜３−３−２：周波数領域について＞
次に、脈波波形の周波数領域についての解析結果を用いて、リラックス度等の効果を確認することについて検討してみる。ここでは、脈波波形を周波数解析することによって得られる周波数スペクトル、より詳しく言うと、周波数スペクトルの振幅および位相が脈波の特徴情報として有用であると考えられる。
一般的な波形の周波数解析手法としては、上述したようにＦＦＴ処理などがあり、この種の周波数解析技術を用いて脈波の周波数解析を行なうことがまず考えられる。もっとも、脈波の波形を構成する個々の１波１波は同じ形状ではなく時々刻々変化する上に各波の波長も一定ではない。そこでＦＦＴ処理を用いる場合には、このようなカオス的な振舞をする脈波を、非常に周期の長い波形と見なしてＦＦＴ処理を行なう手法が用いられる。
【０１０８】
ところで、ＦＦＴ処理を用いると、脈波のスペクトルを詳細に求められるが演算量が大きくなる傾向がある。そこで、時々刻々と発生する脈波のスペクトルを迅速に求めるような用途のため、本発明者らは、次に説明する周波数解析部を開発した。この周波数解析部は、脈波波形の周波数解析を行ない、得られるスペクトルの振幅、位相を抽出するためのスペクトル検出回路であって、上述したマイクロコンピュータ１８１の制御の下で、前述した波形抽出記憶部１８０と連動して高速に脈波スペクトルを検出する。
【０１０９】
＜３−３−２−１：周波数解析部の構成＞
以下、周波数解析部の構成について図３１を参照して説明するが、ここでは、波形抽出記憶部１８０がマイクロコンピュータ１８１によって制御されることを想定する。なお、この構成も、ハードウェア的に実行されるが、かかる機能構成を、図２における構成によってソフトウェア的に等価的に実行することとしても良い。
さて、図３１は、周波数解析部２１０の詳細を示すブロック図である。この周波数解析部２１０は、マイクロコンピュータ１８１を介し脈波の波形値ＷＤを拍単位で受け取り、この受け取った波形値ＷＤを繰り返し高速再生し、各拍毎に周波数解析を行なって、脈波を構成するスペクトルを演算する。また、周波数解析部２１０は、最初は脈波の基本スペクトルを、次いで第２調波スペクトルを、... 、という具合に脈波を構成する各スペクトルを時分割で演算する。
マイクロコンピュータ１８１は、周波数解析部２１０に１拍分の脈波の最初の波形値ＷＤを出力する際、同期信号ＳＹＮＣおよびその拍に含まれる波形値ＷＤの個数Ｎを出力するとともに、セレクト信号Ｓ２を切り換える。また、マイクロコンピュータ１８１は、１拍分の波形値ＷＤを出力している間、各波形値ＷＤの引き渡しに同期して０〜Ｎ−１まで変化する書込みアドレスＡＤＲ５を順次出力する。
【０１１０】
バッファメモリ２１１および２１２は、このようにしてマイクロコンピュータ１８１から出力される波形値ＷＤを蓄積するために設けられたメモリである。
分配器２１３は、マイクロコンピュータ１８１を介して供給される脈波の波形値ＷＤをバッファメモリ２１１または２１２のうちセレクト信号Ｓ２により指定された方へ出力する。
セレクタ２１４は、バッファメモリ２１１またはバッファメモリ２１２のうちセレクト信号Ｓ２により指定されたバッファメモリを選択し、そのバッファメモリから読み出される波形値ＷＨを後述する高速再生部２２０へ出力する。
セレクタ２１５およびセレクタ２１６は、書込みアドレスＡＤＲ５または高速再生部２２０が発生する読み出しアドレスＡＤＲ６（後述）をセレクト信号Ｓ２に従って選択し、バッファメモリ２１１およびバッファメモリ２１２へ各々供給する。
以上説明した分配器２１３、セレクタ２１４〜２１６がセレクト信号Ｓ２に基づいて切り換え制御されることにより、バッファメモリ２１１にデータ書込みが行なわれている間はバッファメモリ２１２からデータが読み出されて高速再生部２２０へ供給され、バッファメモリ２１２にデータ書込みが行なわれている間はバッファメモリ２１１からデータが読み出されて高速再生部２２０へ供給される。
【０１１１】
高速再生部２２０は、バッファメモリ２１１およびバッファメモリ２１２から各拍に対応した波形値を読み出す手段であり、読み出しアドレスＡＤＲ６を０〜Ｎ−１（ただし、Ｎは読み出すべき波形値の個数）の範囲で変化させて出力する。さらに詳述すると、この高速再生部２２０は、ある拍に対応した各波形値ＷＤが一方のバッファメモリに書き込まれている期間、上記読み出しアドレスＡＤＲ６を発生し、その拍の前の拍に対応した全波形値ＷＤを他方のバッファメモリから複数回に互って繰り返し読み出す。その際、１拍に対応した全波形値ＷＤは、常に一定の期間内に全てが読み出されるように読出しアドレスＡＤＲ６の発生が制御される。１拍相当の全波形値を読み出す期間は、検出しようとするスペクトルの次数に対応して切り換えられ、基本波スペクトルを検出する際にはＴ、第２調波スペクトルの場合は２Ｔ、第３調波スペクトルの場合は３Ｔ、... 、というように切り換えられる。また、高速再生部２２０は補間器を内蔵しており、バッファメモリ２１１またはバッファメモリ２１２から読み出した波形値ＷＨを補間し、所定のサンプリング周波数ｍ／Ｔ（ｍは所定の整数）の波形値として出力する。
【０１１２】
正弦波発生器２２１は、周波数可変の波形発生器であり、マイクロコンピュータ１８１による制御の下、検出すべきスペクトルの次数に対応し、周期がＴ、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔの各正弦波を順次出力する。
バンドパスフィルタ２２２は、通過帯域の中心周波数が所定値１／Ｔであるバンドパスフィルタである。
スペクトル検出部２２３は、バンドパスフィルタ２２２の出力信号レベルに基づいて脈波の各スペクトルの振幅Ｈ1〜Ｈ6を検出すると共にバンドパスフィルタ２２２の出力信号の位相と正弦波発生器２２１が出力する正弦波の位相の差に基づいて各スペクトルの位相θ1〜θ6を検出する。
【０１１３】
＜３−３−２−２：周波数解析部の動作＞
上述したように、周波数解析部２１０は、波形抽出記憶部１８０と連動して高速に脈波のスペクトルを検出するものである。そこで、以下では、マイクロコンピュータ１８１および波形抽出記憶部１８０の動作を交えて説明することとする。
【０１１４】
＜３−３−２−２−１：波形の分割＞
波形抽出記憶部１８０の動作（３−３−１−２章）で詳述したように、マイクロコンピュータ１８１により波形採取指示ＳＴＡＲＴが出力されると、波形およびそのピーク情報の採取が行なわれ、波形抽出記憶部１８０内部の波形メモリ１８４とピーク情報メモリ２０５にそれぞれ記憶される。
そして、極小点Ｐ２に対応してストローク情報が作成された時点において、ピーク情報内のストローク情報ＳＴＲＫが所定値以上の場合、具体的には脈波の立ち上がり部（例えば図２９におけるＳＴＲＫＭ）に相当するとみなしてよい程度の大きなストロークである場合、マイクロコンピュータ１８１は、さらに、そのストロークの始点である極小値の波形アドレス（例えば図２９においてはＳＴＲＫＭの始点Ｐ６）をピーク情報メモリ２０５から読み出して、当該マイクロコンピュータ１８１に内蔵されたシフトレジスタへ書き込む。以後、ピーク点Ｐ３、Ｐ４、…、が検出された場合も同様の動作が行なわれる。
【０１１５】
＜３−３−２−２−２：波形の引き渡し＞
以上の動作と並行し、マイクロコンピュータ１８１は、波形抽出記憶部１８０内の波形メモリ１８４から波形値を順次読み出し、波形データＷＤとして周波数解析部２１０へ引き渡す。一方、図３３に示すように、セレクト信号Ｓ１はクロックφに同期して切り換えられ、また、これに同期して波形メモリ１８４は書き込みモード／読み出しモードのモード切り換えが行なわれる。
【０１１６】
ところで、図３２において、ある拍に対応した１拍分の脈波Ｗｎの波形値が波形メモリ１８４に入力される場合、まず、その拍に対応した脈波の最初の極小値が入力された時点で零クロス検出パルスＺが発生され、その波形値アドレスＡＤＲ１＝Ａ0 がピーク情報メモリ２０５に書き込まれる（図３３参照）。その後、極大値（アドレスＡ1 ）が波形抽出記憶部１８０内に入力されると、再び零クロス検出パルスＺが発生され（図３３参照）、この極大値と直前の極小値（アドレスＡ0 ）との間のストロークが所定値以上である場合は、極小値のアドレスＡ0 がマイクロコンピュータ１８１内のシフトレジスタに書き込まれる。このようにして書き込まれた波形アドレスは、その後、２拍相当遅れてシフトレジスタから出力され、周波数解析部２１０に引き渡すべき１拍分の波形値ＷＤの開始アドレスとしてマイクロコンピュータ１８１に取り込まれる。すなわち、図３２において、ある拍に対応した脈波Ｗｎの極大値のアドレスＷｎがシフトレジスタに書き込まれると、それ以前に同シフトレジスタに書き込まれた２拍前の脈波Ｗｎ−２の開始アドレス（最初の極小値のアドレス）がシフトレジスタから出力され、マイクロコンピュータ１８１により検知される。
【０１１７】
この時点で、マイクロコンピュータ１８１は上記シフトレジスタの内容を参照し、脈波Ｗｎ−２の最初の極小値の波形アドレスからその次の脈波Ｗｎ−１の最初の極小値の波形アドレスに致るまでの差分、すなわち、１拍分の脈波Ｗｎ−１に含まれる波形値の個数Ｎを求め、同期信号ＳＹＮＣと共に周波数解析部２１０へ出力する。また、同期信号ＳＹＮＣに同期してセレクト信号Ｓ２が切り換えられ、分配器２１３、セレクタ２１４〜２１６の内部接続状態が例えば図３１において実線によって示した状態とされる。
【０１１８】
そして、マイクロコンピュータ１８１は、読み出しアドレスＡＤＲ４を脈波Ｗｎ−２の最初の極小値の波形アドレスから順次増加させ、セレクタ１９２を介して波形メモリ１８４へ供給する。ここで、読み出しアドレスＡＤＲ４は書き込みアドレスＡＤＲ１よりも速い速度（例えば２倍の速度）で変化させる。これは、脈波Ｗｎの次の拍の脈波Ｗｎ＋１の極大値が波形抽出記憶部１８０に入力される前に脈波Ｗｎ−１の前の脈波Ｗｎ−２に対応した全波形値が読み出されるようにするためである。このようにして脈波Ｗｎの波形メモリ１８４への蓄積と並行し、マイクロコンピュータ１８１によりその２拍前の脈波Ｗｎ−２の波形値ＷＤが波形メモリ１８４から読み出されて周波数解析部２１０へ引き渡され、分配器２１３を介してバッファメモリ２１１へ順次供給される。このようにして波形値ＷＤがバッファメモリ２１１へ順次供給されるのに同期し、書込みアドレスＡＤＲ５が０〜Ｎ−１まで順次増加され、この書込みアドレスＡＤＲ５はセレクタ２１５を介しバッファメモリ２１１へ供給される。この結果、バッファメモリ２１１のアドレス０〜Ｎ−１の各記憶領域に脈波Ｗｎ−２に対応した各波形値ＷＤが蓄積される。
【０１１９】
＜３−３−２−２−３：高速再生＞
上記動作と並行して、高速再生部２２０によって読み出しアドレスＡＤＲ６が出力され、セレクタ２１６を介しバッファメモリ２１２へ供給される。この結果、脈波Ｗｎ−２の１拍前の脈波Ｗｎ−３に対応した各波形値ＷＤが、バッファメモリ２１２から読み出され、セレクタ２１４を介して高速再生部２２０へ取り込まれる。
ここで、バッファメモリ２１２内の脈波Ｗｎ−３に対応した各波形値ＷＤは、バッファメモリ２１１内に脈波Ｗｎ−２に対応した各波形値が蓄積されるよりも高速度で複数回に亙って繰り返し読み出される。その際、脈波Ｗｎ−３に対応した波形値ＷＤは、一定の期間Ｔ内に全てが読み出されるように読出しアドレスＡＤＲ６の増加速度が制御される。すなわち、高速再生部２２０は、バッファメモリ２１２から読み出すべき波形値ＷＤの個数が図３４に例示するように大きな値Ｎ１である場合には高速度で読み出しアドレスＡＤＲ６を増加させ、逆に図３５に例示するように小さな値Ｎ２である場合には低速度で読み出しアドレスＡＤＲ６を増加させ、一定期間Ｔ内に読み出しアドレスＡＤＲ６が０〜Ｎ１−１または０〜Ｎ２−１の区間を変化するようにする。そして、このようにして順次読み出される波形値ＷＤは、高速再生部２２０内において補間演算が施され、一定のサンプリング周波数ｍ／Ｔの波形値となってバンドパスフィルタ２２２へ供給される。
【０１２０】
＜３−３−２−２−４：スペクトル検出＞
バンドパスフィルタ２２２は、受け取った波形値による時系列データのうち周波数が１／Ｔである信号を選択して通過させ、スペクトル検出部２２３に供給する。
一方、正弦波発生器２２１は、図３６に示すように周期がＴである正弦波を発生してスペクトル検出部２２３へ供給する。スペクトル検出部２２３は、バンドパスフィルタ２２２の出力信号レベルを数波に亙って検出し、その代表値を脈波Ｗｎ−３の基本波スペクトルの振幅Ｈ1として出力するとともに、バンドパスフィルタ２２２の出力信号の位相と正弦波発生器２２１から出力される正弦波の位相との位相差を数波に亙って検出し、その代表値を脈波Ｗｎ−３の基本波スペクトルの位相θ1 として出力する。各代表値は、例えば基本波スペクトルを出力する直前での各波に対応した出力信号レベルおよび位相差の移動平均値を算出する。
【０１２１】
次に、高速再生部２２０は、一定期間２Ｔ内に脈波Ｗｎ−３の全ての波形値が読み出されるように読み出しアドレスＡＤＲ６の増加速度を上記基本波スペクトルの検出の場合の１／２にし、脈波Ｗｎ−３に対応した波形値ＷＨを繰り返し読み出し、バンドパスフィルタ２２２へ供給する（図３６参照）。そして、波形値ＷＨからなる時系列データのうち周波数が１／Ｔの信号、すなわち、脈波Ｗｎ−３の第２調波に対応した信号がバンドパスフィルタ２２２を通過してスペクトル検出部２２３に供給される。この結果、スペクトル検出部２２３により脈波Ｗｎ−３の第２調波スペクトルの振幅Ｈ2 が検出されて出力される。一方、正弦波発生器２２１は、周期が２Ｔである正弦波を発生してスペクトル検出部２２３へ供給する（図３６参照）。この結果、スペクトル検出部２２３により脈波Ｗｎ−３の基本波スペクトルの位相θ2が出力される。
【０１２２】
以後、読み出しアドレスＡＤＲ６の増加速度が基本波スペクトルの場合の１／３、１／４、１／５、１／６と順次切り換えられると共に、これに合せて正弦波発生器２２１により発生する正弦波の周期が３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔと順次切り換えられて、上記と同様の動作により３次〜６次までの高調波スペクトルの振幅Ｈ3〜Ｈ6および位相θ3〜θ6がスペクトル検出部２２３から出力される。このようにして求められた脈波Ｗｎ−３の各スペクトルはマイクロコンピュータ１８１に取り込まれる。そして、マイクロコンピュータ１８１により脈波Ｗｎ−３に対応した波形値ＷＤの個数Ｎとクロックφの周期τを用いて基本波の周波数ｆ＝１／（Ｎτ）が演算され、上記スペクトルと共に出力される。
【０１２３】
その後、脈波Ｗｎよりも１拍後の脈波Ｗｎ＋１が立ち上がり、最初の極大値が波形抽出記憶部１８０内に入力されると、マイクロコンピュータ１８１により同期信号ＳＹＮＣが発生されると共に脈波Ｗｎ−２に含まれる波形値ＷＤの個数Ｎが出力される。また、セレクト信号Ｓ２が反転され、分配器２１３、セレクタ２１４〜２１６の内部接続状態が図３１において破線によって示した状態とされる。そして、脈波Ｗｎ＋１の波形メモリ１８４への蓄積と並行し、マイクロコンピュータ１８１によりその２拍前の脈波Ｗｎ−１の波形値ＷＤが波形メモリ１８４から読み出されて周波数解析部２１０へ引き渡され、分配器２１３を介してバッファメモリ２１２へ順次供給される。
【０１２４】
この動作と並行し、高速再生部２２０により脈波Ｗｎ−１の１拍前の脈波Ｗｎ−２に対応した各波形値ＷＤがバッファメモリ２１１から読み出され、高速再生部２２０により補間されて波形値ＷＨとして出力される。そして、この脈波Ｗｎ−２に対応した波形値ＷＨに対し脈波Ｗｎ−３と同様な処理が施され、そのスペクトルが求められる。
以後、順次到来する各脈波について上記と同様な処理が行なわれ、各脈波のスペクトルが連続して求められる。すなわち、個々の拍に対応したパラメータである振幅Ｈ1〜Ｈ6および位相θ1〜θ6が求められる。このうち位相θ4は、生体の体調変化を良く示すことが知られているため、ＣＰＵ１が、生体情報を示す指標として、その変化を求めることで、リラックス度やバイオフィードバックによる自律訓練の効果を確認することが可能となる。
【０１２５】
＜３−４：ウェーブレット変換＞
また、上述した実施形態にあっては、脈波センサ５による脈波波形をＦＦＴ処理して脈波波形の変化を求めていたが、脈波波形の処理については、ＦＦＴ処理に限られない。例えば、脈波波形をウェーブレット変換して得られた各周波数領域毎の脈波解析データを用いて、脈波波形の変化を求めることも可能である。
そこで、以下、脈波センサ５による脈波波形をウェーブレット変換する構成について説明する。この構成は、図１における生体情報抽出部１０１を、図３７に示す構成に置換することで実現される。
図において、ウエーブレット変換部７００は、脈波センサ５から出力される脈波信号ＭＨに対して周知のウエーブレット変換を施して、脈波解析データＭＫＤを生成するものである。
一般に、信号を時間と周波数との両面から同時に捉える時間周波数解析において、ウエーブレットは、信号の部分を切り出す単位となる。ウエーブレット変換は、この単位で切り出した信号各部の大きさを表している。ウエーブレット変換を定義するために基底関数として、時間的にも周波数的にも局在化した関数ψ（ｘ）をマザー・ウエーブレットとして導入する。ここで、関数ｆ（ｘ）のマザー・ウエーブレットψ（ｘ）によるウエーブレット変換は、次のように定義される。
【０１２６】
【数１】
0004096376.tif 000002
【０１２７】
式（１）において、ｂは、マザー・ウエーブレットψ（ｘ）をトランスレート（平行移動）する際に用いるパラメータであり、一方、ａはスケール（伸縮）する際のパラメータである。したがって、式（１）においてウエーブレットψ（（ｘ−ｂ）／ａ）は、マザー・ウエーブレットψ（ｘ）をｂだけ平行移動し、ａだけ伸縮したものである。この場合、スケールパラメータａに対応してマザー・ウエーブレットψ（ｘ）の幅は伸長されるので、１／ａは周波数に対応するものとなる。なお、ウエーブレット変換部７００の詳細な構成については後述する。
【０１２８】
次に、周波数補正部８００は、脈波解析データＭＫＤに対して周波数補正を行なう。上記式（１）には周波数に対応する「１／ａ1/2」の項があるが、異なる周波数領域間でデータを比較する場合に、この項の影響を補正する必要がある。周波数補正部８００は、このために設けられたものであり、ウエーブレットデータＷＤに係数ａ1/2を乗算して、脈波補正データＭＫＤ’を生成する。これにより、対応する各周波数に基づいて、周波数当たりのパワー密度が一定になるように補正を施すことができる。
【０１２９】
＜３−４−１：ウェーブレット変換部＞
次に、ウエーブレット変換部７００の詳細構成について、図３８を参照して説明する。
脈波センサ５による脈波波形ＭＨは、波形整形部７１０とＡ／Ｄ変換器７２０とに供給される。このうち波形整形部７１０は、脈波波形ＭＨに同期した制御信号ＣＳとクロックＣＫとを生成するものである。ここで、波形整形部７１０のブロック図を図３９に示す。図において、リンギングフィルタ７１１は、中心周波数を２．２Ｈｚ、通過帯域を０．８Ｈｚ〜３．５ＨｚとするＱ値が高いフィルタである。脈波波形の基本波成分は、０．８Ｈｚ〜３．５Ｈｚの範囲内にあるのが通常であるから、脈波波形ＭＨがリンギングフィルタ７１１を通過すると、その基本波成分が抽出される。例えば、図４０（ａ）に示す脈波波形ＭＨがリンギングフィルタ７１１を通過すると、図４０（ｂ）に示す正弦波が得られる。
【０１３０】
次に、ゼロクロス検出回路７１２は、コンパレータ等から構成され、リンギングフィルタ１０１の出力信号とグランドレベルを比較して矩形波を生成する。この矩形波は、心拍に同期したものとなる。例えば、リンギングフィルタ７１２の出力信号が図４０（ｂ）に示すものであるならば、ゼロクロス検出回路７１２の出力信号は図４０（ｃ）に示すものとなる。
【０１３１】
次に、比較部７１３、ループフィルタ７１４、電圧制御発振回路７１５、および、分周回路７１６は、一種のＰＬＬを構成する。比較部７１３の一方の入力にゼロクロス検出回路７１２の出力信号が、その他方の入力に分周回路７１６の出力信号が、それぞれ供給されると、比較部７１３は、両者の位相差に応じた誤差信号を出力する。誤差信号がループフィルタ７１４を介して電圧制御発振回路７１５に供給されると、電圧制御発振回路７１５はクロックＣＫを出力する。そして、クロックＣＫは分周回路７１６で１／８分周され、比較部７１３の他方の入力にフィードバックされる。この場合、クロックＣＫの周波数は、図４０（ｄ）に示すように、ゼロクロス検出回路７１２の出力信号の周波数と比較して８倍の周波数となる。この後、クロックＣＫは、分周回路７１７で１／２分周され、図４０（ｅ）に示す制御信号ＣＳとして出力される。
【０１３２】
説明を再び図３８に戻す。脈波波形ＭＨは、Ａ／Ｄ変換器７２０によってディジタル信号に変換され、この後、第１のメモリ７３０と第２のメモリ７４０に格納される。ここで、第１のメモリ７３０のライトイネーブル端子には制御信号ＣＳが直接供給される一方、第２のメモリ７４０のライトイネーブル端子にはインバータ７５０によって反転された制御信号ＣＳが供給されるようになっている。このため、第１，第２のメモリ７３０、７４０は、脈波波形ＭＨをクロック周期単位で交互に格納することとなる。
【０１３３】
また、マルチプレクサ７６０は、第１，第２のメモリ７３０、７４０から交互に読み出される脈波データＭＤを選択して基底関数展開部Ｗに出力する。こうして、脈波データＭＤは、第１のメモリ７３０の書込期間に第２のメモリ７４０から脈波データＭＤを読み出される一方、第１のメモリ７３０の読出期間に第２のメモリ７４０に書き込まれることとなる。
【０１３４】
次に、基底関数展開部Ｗは、上記式（１）の演算処理を行なう構成であって、上記クロックＣＫが供給されて、クロック周期で演算処理が行なわれるようになっている。基底関数展開部Ｗは、マザー・ウエーブレットψ（ｘ）を記憶する基底関数記憶部Ｗ１、スケールパラメータａを変換するスケール変換部Ｗ２、バッファメモリＷ３、トランスレートを行なう平行移動部Ｗ４、および、乗算部Ｗ５からなる。なお、基底関数記憶部Ｗ１に記憶するマザー・ウエーブレットψ（ｘ）としては、ガボールウエーブレットの他、メキシカンハット、Ｈａａｒウエーブレット、Ｍｅｙｅｒウエーブレット、Ｓｈａｎｎｏｎウエーブレット等が適用できる。
【０１３５】
まず、基底関数記憶部Ｗ１からマザー・ウエーブレットψ（ｘ）が読み出されると、スケール変換部Ｗ２はスケールパラメータａの変換を行なう。ここで、スケールパラメータａは周期に対応するものであるから、ａが大きくなると、マザー・ウエーブレットψ（ｘ）は時間軸上で伸長される。この場合、基底関数記憶部Ｗ１に記憶されるマザー・ウエーブレットψ（ｘ）のデータ量は一定であるので、ａが大きくなると単位時間当たりのデータ量が減少してしまう。そこで、スケール変換部Ｗ２は、これを補うように補間処理を行なうとともに、ａが小さくなると間引き処理を実行して、関数ψ（ｘ／ａ）を生成する。このデータはバッファメモリＷ３に一旦格納される。
【０１３６】
次に、平行移動部Ｗ４は、バッファメモリＷ３からトランスレートパラメータｂに応じたタイミングで関数ψ（ｘ／ａ）を読み出すことにより、関数ψ（ｘ／ａ）の平行移動を行なって、関数ψ（ｘ−ｂ／ａ）を生成する。
乗算部Ｗ４は、変数１／ａ1/2、関数ψ（ｘ−ｂ／ａ）および脈波データＭＤを乗算して心拍単位でウエーブレット変換を行ない、脈波解析データＭＫＤを生成する。この例において、脈波解析データＭＫＤは、０Ｈｚ〜０．５Ｈｚ、０．５Ｈｚ〜１．０Ｈｚ、１．０Ｈｚ〜１．５Ｈｚ、１．５Ｈｚ〜２．０Ｈｚ、２．０Ｈｚ〜２．５Ｈｚ、２．５Ｈｚ〜３．０Ｈｚ、３．０Ｈｚ〜３．５Ｈｚ、３．５Ｈｚ〜４．０Ｈｚといった８つの周波数領域に分割されて出力される。また、基底関数展開部Ｗは、上述したようにクロック周期で演算処理を行ない、クロック周波数は脈波波形ＭＨの基本波周波数の８倍になるように設定されるので、１回の心拍で生成される脈波解析データＭＫＤは、図４１に示すようにデータＭ11〜Ｍ88となる。
この脈波解析データＭＫＤは、周波数補正部８００によって補正されて、脈波補正データＭＫＤ’、すなわち、生体状態を示す指標として、図１における蓄積部１０２および判定部１０３に供給される。
【０１３７】
なお、図３８〜図４１のウェーブレット変換に関する構成は、あくまでも一例であって、生体情報を示す指標として何を用いるべきかによって、その構成を定めるべきである。例えば、脈波波形の振幅値等であれば、図示の構成で良いが、ＲＲ５０のように時間軸が関与する場合であれば、波形整形部７１０にて拍のタイミングを求めることなく、一定の間隔でウェーブレット変換を実行し、データＭ18が現われる間隔を求める構成であれば良い。この場合、データＭ18としたのは、脈波波形においては１拍毎に急峻に立ち上がり、その立ち上がり部分においては、高域周波数成分を示すデータが大きくなって、特定しやすいためである。
【０１３８】
＜４：形態における他の例＞
次に、本装置の形態について、他の例について説明する。
【０１３９】
＜４−１：ネックレス型＞
一方、腕時計以外の携帯機器としても様々なものが考えられ、例えば、図４２に示すように、ネックレス等のアクセサリーと組み合わせることが考えられる。この図において、３１はセンサパッドであってスポンジ状の緩衝材などで構成される。このセンサパッド３１の中には、脈波センサ５が皮膚面に接触するように取り付けられ、ネックレスを首にかけると、脈波センサ５が首の後ろ側の皮膚に接触して脈波を測定することができる。また、同図中、ブローチに似た中空部を有するケース３２には装置の主要部が組み込まれている。さらに、脈波センサ５とケース３２はそれぞれ鎖３３に取り付けられており、この鎖３３の中に埋め込まれたリード線（図示略）を介して電気的に接続されている。
【０１４０】
＜４−２：眼鏡型＞
また、腕時計以外の携帯機器の他の例として、図４３に示すように、眼鏡と組み合わせることが考えられる。この態様では、装置本体が眼鏡のフレームの蔓４１に取り付けられており、本体は、さらにケース４２ａとケース４２ｂに分かれ、蔓４１内部に埋め込まれたリード線を介して接続されている。なお、このリード線は蔓４１に沿って這わせるようにしても良い。
ケース４２ａにおいて、そのレンズ４３側の側面の全面には液晶パネル４４が取り付けられ、さらに該側面の一端には鏡４５が所定の角度で固定されている。これに加え、ケース４２ａには光源（図示略）を含む液晶パネル４４の駆動回路が組み込まれており、この光源から発射された光が液晶パネル４４を介して鏡４５で反射されて眼鏡のレンズ４３に投射される。したがって、この態様ではレンズ４３が図２の表示装置１０に相当する。
また、ケース４２ｂには装置の主要部が組み込まれている。さらに、脈波センサ５は、パッド４６に内蔵されており、これらパッド４６で耳朶を挟むことにより脈波センサを耳へ固定するようになっている。
【０１４１】
＜４−３：カード型＞
また、他の形態例として、図４４に示すようなカード型が考えられる。このカード型装置は、例えば、ユーザーの左胸ポケットに収容されるものである。この態様において脈波センサ５は、例えば図６に示す腕時計型と同様に、ユーザーの左手人指し指の根元から第２指関節までの間に装着され、ケーブル３１を介して、ケースに内蔵されたＡ／Ｄ変換器６と電気的に接続される。
【０１４２】
＜４−４：万歩計型＞
さらに、他の形態例として、図４５（ａ）に示すような万歩計型が考えられる。この万歩計の装置本体は、同図（ｂ）に示すように、ユーザーの腰ベルトに取り付けられるものである。この万歩計の装置本体は、同図（ｂ）に示すように、ユーザーの腰ベルトに取り付けられるものである。この形態における脈波センサ５は、カード型と同様に、ユーザーの左手人指し指の根元から第２指関節までの間に装着される。この際、装置本体と脈波センサとを結ぶケーブル３３については、ユーザーの運動を妨げないように、上着に縫い込むなどの対策を施すのが望ましい。
【０１４３】
＜５：告知の他の例＞
上述した第１あるいは第２実施形態にあっては、生体情報を示す指標をユーザーに告知するには、音源７による聴覚に訴えるものであった。しかしながら、ユーザーへの告知手法としては上述したもの以外にも種々考えられる。
まず、これらの告知は、基本的にユーザーが目を閉じた状態でなされるものであるから、視覚以外の感覚に訴える必要がある。
そこで、聴覚に訴える方法として、音源７を用いて、上述したそれぞれの告知内容を音声に変換してユーザーへ聴取させる方法がある。例えば、指標であるＲＲ５０や、グレードであれば数字などをそのまま音声で読み上げれば良く、体動の状態であれば、体動が所定値以上である場合にその旨を音声で知らせるようにしても良い。また、これらの告知内容に予め対応透けられた音楽の曲目を聴取させる構成でも良い。
【０１４４】
他方、嗅覚に訴える方法として、本装置に香料等の吐出機構を設けるようにして、それぞれの告知内容に応じて噴霧する香料の種類を変える方法がある。
最後に、触覚に訴える方法としては、偏心荷重を回転させて振動を伝える振動アラームなどを用いて、告知の内容に応じて振動の強弱や、振動の周波数を変化させることが考えられる。
なお、ａ）指標が上向いていることの告知、ｂ）十分リラックスした状態となったことの告知、ｃ）測定の打ち切りの告知は、いずれもユーザーの自律訓練中になされるものであるから、ａ）の告知を聴覚に訴える告知としてｂ）の告知を嗅覚に訴える告知とするか、あるいは、いずれの告知についても聴覚に訴えるようにする場合などは、ａ）〜ｃ）の告知にそれぞれ対応させて曲目、チャイム、ビープ音を使い分けるなどしても良い。
【０１４５】
＜６：変形例＞
本発明は、上述した第１、第２実施形態や、生体情報を示す種々の指標、装置の形態のほか、以下の変形が可能である。
【０１４６】
＜６−１：脈波センサ、加速度センサ＞
脈波センサ５については、携帯機器や装身具などと組み合わせられるようなものであれば、どのようなものでも良く、光学式のほか、圧力式、押圧式などの各種形態が考えられる。また、脈波センサ５の装着場所も特にその制限はなく、携帯機器と組み合わせるのであれば、いかなる形態であっても良い。
同様に、加速度センサ１３は、実際の所、人体のいかなる部位に装着するようにしても良い。
【０１４７】
＜６−２：目標値の設定＞
上述した第１、第２実施形態にあっては、訓練時間の上限値や訓練の目標値は、外部機器側から設定するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、医師等の指導者の指示（処方箋）に従って、ユーザー自身が操作部４の操作によって設定するようにしても良い。
【０１４８】
＜６−３：アナログの表示装置＞
自律訓練が終了して、ユーザーが目を開けた後において、生体情報を示す指標の変化率に関し、目標値と実測値とをアナログ時計などに表示するようにしても良い。
すなわち、図１６に示すように、時針１６０１、分針１６０２、秒針１６０３を用いることとし、例えば、時針１６０１に、生体情報を示す指標の変化率についての目標値を割り当て、分針１０２に、その実測値を割り当てるようにすれば良い。図示した場合では、指標の変化率が大きくなるにつれて、針を時計方向に駆動するようにする。図の例にあっては、時針１６０１が分針１６０２よりも６時側にあるので、実測値がまだ目標値に達していないことを示している。なお、時針１６０１、分針１６０２、秒針１６０３以外に別の指針を設けるように構成しても良い。
【０１４９】
一方、目標値と実測値との関係が分かれば良いのであれば、その関係を針を１本だけ用いて示すように構成しても良い。この構成例を図１７に示す。この図に示すように、表示面１６０４には、指標の目標値と実測値との差分を示す小針１６０５が設けられている。この表示面１６０４の１２時の位置が目標値に相当し、小針１６０５が実測値を示している。すなわち、この小針１６０５の位置によって、目標値を基準とした場合の実測値が示される。したがって、実測値と目標値とが一致していれば、小針１６０５は１２時のところに位置し、実測値が目標値を上回っていれば、小針１６０５は例えば１時のところに位置することになり、さらに、実測値が目標値を下回っていれば、小針１６０５は例えば１１時のところに位置することになる。
なお、小針１６０５の移動がこれとは逆でも問題ないことは言うまでもない。また、この例において、時針１６０１、分針１６０２、秒針１６０３は、単に時間を表示するのみに用いられる。
【０１５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次のような効果がある。
リラックス状態に移行するための指導内容を、その状態に応じて適切に得ることが可能となる（請求項１）。
リラックス状態に移行しているのか否かを、迅速かつ容易に確認することが可能となる（請求項２）。
十分なリラックス状態に到達しているのか否かを、迅速かつ容易に確認することが可能となる（請求項３）。
リラックス状態となる見込みがなければ、その旨を迅速かつ容易に確認することが可能となる（請求項４）。
リラックスの度合いに応じた指導内容が告知されるので、訓練を効果的に実行することが可能となる（請求項５、６）。
今回の訓練した結果たるリラックスの度合いが、予め設定された目標値と比較してどの程度であるかを知って、次回以降の訓練において参考とすることが可能なる（請求項７、８）。
目標値を外部機器で設定できるので、医師等の客観的な第三者による指導が間接的に得られる（請求項９）。
生体状態を示す指標を抽出するための構成を装置本体に備えるので、ユーザーはリラックス状態への移行・到達を手軽に確認することが可能となる（請求項１０、１１）。さらに、算出結果や測定結果を外部機器で解析・蓄積することができるので、装置本体の処理負担を軽減することや、第三者による診断・判断が可能となる（請求項１２）。
バイオフィードバックを用いた自律訓練を行なう場合に、その指導内容を、その状態に応じて適切に得ることが可能となる（請求項１３）。
生体状態を示す指標の変化の度合いに応じた指導内容が告知されるので、バイオフィードバックによる自律訓練を効果的に実行することが可能となる（請求項１４、１５）。
今回の訓練した結果たる度合いが、予め設定された目標値と比較してどの程度であるかを知って、次回以降の訓練において参考とすることが可能なる（請求項１６、１７）。
目標値を外部機器で設定できるので、医師等の客観的な第三者による指導が間接的に得られる（請求項１８）。
生体状態を示す指標の度合いが訓練中においてどのようなに推移しているかを知ることが可能となる（請求項１９）。
算出結果や測定結果を外部機器で解析・蓄積することができるので、装置本体の処理負担を軽減することや、第三者による診断・判断が可能となる（請求項２０）。
訓練において、運動負荷が加味されていることを認識することが可能となる（請求項２１）。
生体情報を示す指標として脈波波形によるものを用いたので、それを抽出する構成を簡易なものとすることができる。このため、装置を携帯機器や装身具などに組み込むことができ、より手軽にリラックス訓練やフィードバックによる自律訓練を行なうことが可能となる（請求項２２〜２５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は本発明の第１実施形態にかかるリラックス指導装置の機能構成を示すブロック図であり、（ｂ）は本発明の第１実施形態にかかるリラックス指導装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の第１実施形態にかかるリラックス指導装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】  心電図とＲＲ間隔との関係を示す図である。
【図４】  心電図と脈波波形との関係を示す図である。
【図５】  （ａ）はＲＲ間隔変動と該変動を構成する周波数成分との関係を示す図であり、（ｂ）はＲＲ間隔変動のスペクトル分析した結果を示す図である。
【図６】  同装置を腕時計と組み合わせ、脈波センサを指の付け根に取り付けた態様の図である。
【図７】  同装置を腕時計と組み合わせ、脈波センサを指尖部に取り付けた態様の図である。
【図８】  同装置を腕時計と組み合わせ、脈波センサを橈骨動脈部に接触させる態様の図である。
【図９】  同装置を腕時計と組み合わせ、脈波センサを腕時計の表面に設けた態様の図である。
【図１０】  （ａ）は同装置が組み込まれた腕時計を示す図であり、（ｂ）は当該装置と光通信を行なう外部機器を示す図である。
【図１１】  同装置あるいは外部機器における送信部の構成を示すブロック図である。
【図１２】  訓練を実施することにより、リラックス状態が進んでＲＲ５０が変化する様子を表わしたグラフである。
【図１３】  同装置における表示装置の一例を示す図である。
【図１４】  同装置における表示装置の一例を示す図である。
【図１５】  同装置における表示装置の一例を示す図である。
【図１６】  指標の変化率について、目標値と実測値とをアナログ時計に表示させた一例を示す図である。
【図１７】  指標の変化率について、目標値と実測値の比較結果をアナログ時計に表示させた一例を示す図である。
【図１８】  脈波を測定する際の望ましい態様を示す図であって、（ａ）は座位の場合の態様であり、（ｂ）は立位の場合の態様である。
【図１９】  脈波波形の振幅値を、生体情報を示す指標として用いるための構成である。
【図２０】  同構成のレベル判定部にかかる有効ビット数、シフト指示量、ゲインコントロール量の関係を示す図である。
【図２１】  集中定数モデルを用いて循環動態パラメータを求めるための構成を示す図である。
【図２２】  （ａ）は、人体の動脈系をシミュレートした四要素集中定数モデルの構成を示す回路図であり、（ｂ）は、同じく五要素集中定数モデルの構成を示す回路図である。
【図２３】  中枢部血管抵抗Ｒcと歪率ｄとの相関関係を示す図である。
【図２４】  末梢部血管抵抗Ｒpと歪率ｄとの相関関係を示す図である。
【図２５】  血液による慣性Ｌと歪率ｄとの相関関係を示す図である。
【図２６】  コンプライアンスＣと歪率ｄとの相関関係を示す図である。
【図２７】  １拍分の脈波波形と、その形状を特徴付ける波形パラメータとの対応を示す図である。
【図２８】  パラメータ抽出部の構成を示すブロック図である。
【図２９】  同パラメータ抽出部における波形パラメータに記憶された脈波波形を例示する図である。
【図３０】  同パラメータ抽出部におけるピーク情報メモリの記憶内容を示す図である。
【図３１】  周波数解析部の構成を示すブロック図である。
【図３２】  波形の引き渡しタイミングを示す図である。
【図３３】  パラメータ抽出部の動作を示すタイミングチャートである。
【図３４】  周波数解析部における高速再生部の動作を説明するための図である。
【図３５】  高速再生部の動作を説明するための図である。
【図３６】  高速再生部および正弦波発生器の動作を説明するための図である。
【図３７】  脈波波形をウェーブレット変換するための構成を示すブロック図である。
【図３８】  ウェーブレット変換部の構成を示すブロック図である。
【図３９】  同ウェーブレット変換部における波形整形部の構成を示すブロック図である。
【図４０】  （ａ）〜（ｅ）は、それぞれ同ウェーブレット変換部の動作を示すタイミングチャートである。
【図４１】  １拍分の脈波から得られる脈波解析データを示す図である。
【図４２】  同装置をネックレス型とした場合の外観構成を示す図である。
【図４３】  同装置を眼鏡型とした場合の外観構成を示す図である。
【図４４】  同装置をポケットカードとした場合の外観構成を示す図である。
【図４５】  （ａ）は同装置を万歩計型とした場合の外観構成を示す図であり、（ｂ）はそれが取り付けられた状態を示す図である。
【符号の説明】
１……ＣＰＵ（第１および第２の判定手段、生体情報抽出手段、分析手段、目標値設定手段）、
３……ＲＡＭ（第１、第２の記憶手段、目標値記憶手段）、
４……操作部、５２……キーボード（４あるいは５２で目標設定手段）、
５……脈波センサ（脈波検出手段）、
７……音源、１０……表示装置（７あるいは１０で第１〜第７の告知手段）、
１３……加速度センサ（体動検出手段）、
１５……Ｉ／Ｏインターフェイス（送信手段、受信手段）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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