JP2002336357A - 呼吸誘導方法、感覚刺激装置、感覚刺激制御装置および照明制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】呼吸運動のフィードバックを行わなくても、生
理的負担を引き起こさない範囲での呼吸誘導が可能とな
りリラックス効果を高めることができる呼吸誘導方法お
よび感覚刺激装置を提供する。 【解決手段】感覚刺激装置を用いて、２秒＜呼吸周期＜
12秒、および、0 ．85＜呼気時間倍率＜1 ．45、の範囲
（ただし、呼吸周期4秒以下、呼気時間倍率１．３以上
で囲まれた領域は除く）で、呼吸を促す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感覚刺激装置を用
いた呼吸誘導を行うことにより効果的なリラックスを促
す呼吸誘導方法、感覚刺激装置、感覚刺激制御装置およ
び照明制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現代社会にはストレスが蔓延し、我々は
日常的に精神的、生理的ストレスに悩まされている。精
神的ストレス過多にある状態では、無意識のうちに呼吸
は浅く、速くなっており、そのような呼吸は自律神経系
を介して心拍数の増加や血圧の上昇といった生理的緊張
をも導く。そこで、光の明滅、光度および光色を変化さ
せることで呼吸を誘導し、ストレスを解消し円滑な入眠
やリラクゼーションを促す方法や装置が開発されている
（特開平3-222964、特願平11-167893）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】リラックスのための呼
吸誘導において、もっとも注意すべきは呼吸周期の設定
である。周期が短すぎれば上述したようなストレスを生
じさせることになり、長すぎても息が続かなくなり、そ
の場合、循環器系に極度の負担を生じさせることとな
る。このような問題を回避する方法として、対象者の呼
吸運動を何らかの手段でフィードバックし、誘導開始前
の呼吸周期から無理なく呼吸を合わせられる範囲まで周
期を延長させる方法が過去に開発されているが、この場
合、システムが複雑かつ高価なものとなる。

【０００４】そこで、リラックスに効果的な呼吸の範囲
を明確にできれば、フィードバックが不要となり、シス
テムの単純化、低コスト化が可能となる。

【０００５】また、リラックスに関連した呼吸のパラメ
ータとして、周期に加えて呼気・吸気の時間的バランス
が挙げられる。呼気時には自律神経系のうち身体の緊張
を解きほぐす方向に作用する副交感神経が賦活され、逆
に吸気時には身体の緊張を促す交感神経が賦活される。
したがって、呼吸を整えることでリラックスを促す際に
は、呼気にかける時間を吸気に対して長く設定すること
が重要であるとされている。さらに、自発呼吸時におい
て呼吸周期と吸気時間に対する呼気時間倍率（以下、呼
気時間倍率）の変化を観察すると、例えば入眠時では周
期が長くなるとともに呼気時間倍率も大きくなり、周期
の変化に関連して呼気時間倍率が変化することも知られ
ている。

【０００６】呼吸誘導によるリラックスにおいて絶対避
けなければならないことは対象者が呼吸を一時的に止め
てしまうことであり、このような状態は循環器系に極度
の負担を生じさせることとなるが、もし、自発呼吸と大
きく異なる不自然な呼吸パターンで呼吸誘導を行えば、
呼吸の合わせにくさから呼吸を一時的に止めてしまう可
能性がある。したがって、呼吸誘導により呼吸周期を延
長させていく過程においても、周期の変化に対応して呼
気時間倍率を変化させる自然な呼吸パターンを用いた方
が、より効果的なリラックスを促すことができると考え
られる。

【０００７】したがって、この発明の目的は、呼吸運動
のフィードバックを行わなくても、生理的負担を引き起
こさない範囲での呼吸誘導が可能となりリラックス効果
を高めることができる呼吸誘導方法および呼吸誘導のた
めの感覚刺激装置を提供することである。なお、ここで
のリラックスとは、リラックス効果が高まった結果、入
眠し、睡眠状態となった場合も含むものとする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の呼吸誘導
方法は、感覚刺激装置を用いて、２秒＜呼吸周期＜12
秒、および、0 ．85＜呼気時間倍率＜1 ．45、の範囲
（ただし、呼吸周期4秒以下、呼気時間倍率１．３以上
で囲まれた領域は除く）で、呼吸を促すことを特徴とす
るものである。

【０００９】請求項１記載の呼吸誘導方法によれば、心
理（主観）、生理評価実験結果に基づいた、上記の課題
を解決するための呼吸周期、および呼気時間倍率の変化
を特徴としている。まず、予備的検討として、呼吸周期
６水準（2秒、4秒、６秒、８秒、１０秒、１２秒）、呼
気時間倍率５水準（0 ．85、1、1 ．15、1 ．3、1 ．4
5）の組み合わせによる計30条件で、呼吸を合わせるこ
とのできる範囲を検討した。その結果、図１に示すよう
に、2秒＜呼吸周期＜12秒、0 ．85＜呼気時間倍率（吸
気時間に対する呼気時間の倍率）＜1 ．45、で囲まれた
範囲（ただし、呼吸周期4秒以下、呼気時間倍率1 ．3以
上で囲まれた領域は除く）では、持続的に呼吸を合わせ
ることが可能であるが、それ以外の範囲では息が続かず
不可能であることが分かった。したがって、リラックス
のための呼吸誘導は上記範囲内で行うことが望ましい
（図1）。

【００１０】その結果、呼吸運動のフィードバックを行
わなくても、生理的負担を引き起こさない範囲での呼吸
誘導が可能となる。また、呼吸の合わせにくさによる意
識的な一時的呼吸停止を回避することができ、リラック
ス効果を高めることができる。

【００１１】請求項２記載の呼吸誘導方法は、請求項１
において、呼気時間倍率を呼吸周期の延長に連動して増
大させるものである。

【００１２】請求項２記載の呼吸誘導方法によれば、請
求項１と同様な効果のほか、リラックス効果をより一層
促進することが可能である。

【００１３】請求項３記載の呼吸誘導方法は、呼吸周期
（ｘ）が6秒以上8秒未満において、呼気時間倍率（y）
が、1≦y＜1 ．15+(x-6)×０．075 、であり、呼吸周期
（x）が8秒以上10秒未満において、呼気時間倍率（y）
が１＜y≦1 ．3、の範囲内の任意の点を通る任意の関数
で呼吸周期の延長にともない呼気時間倍率を連動して増
大させるものである。

【００１４】請求項３記載の呼吸誘導方法によれば、リ
ラックスのための呼吸誘導として最適な条件が得られて
いる。すなわち、請求項１記載の範囲の中で、リラック
スに最適な呼吸誘導条件の検討を行った。人の自発呼吸
周期は約3〜5秒とされている。リラックスを目的とした
呼吸誘導では、自発呼吸より呼吸周期を延長させなけれ
ば意味がない。そこで、呼吸周期4水準（6秒、8秒、10
秒、１２秒）、呼気時間倍率３水準（1、1 ．15、1 ．
3）の計12条件で呼吸統制を行った際の「呼吸の合わせ
易さ」、「リラックス度」の評価をした。その結果を図
2に示す。

【００１５】呼吸の合わせ易さについては、図２（ａ）
に示すように、呼吸周期6秒での評価が最もよく、10秒
ではとくに悪くなっている。図中、●印は１倍、「ｘ」
印は１．１５倍、四角枠内にｘの印は１．３倍である。
呼気時間倍率との関係を見てみると6秒の時は呼気時間
倍率1の評価が最もよくなっているが、周期が延長する
とともにその評価は低下し、8〜10秒では呼気時間倍率1
．15の評価が最も良くなっている。したがって、呼吸
の合わせ易さを考慮した場合6秒周期では呼気時間倍率
1、8秒、10秒周期では呼気時間倍率1 ．15前後とするこ
とが望ましい。また、リラックス度については呼吸周期
6秒呼気時間倍率1、呼吸周期8秒呼気時間倍率1 ．15、
呼吸周期10秒呼気時間倍率1 ．3で高い評価となってい
る。

【００１６】呼吸誘導前の自由呼吸時を基準とした心拍
数の低下を調べた結果を図３に示す。心拍数の低下は周
期8秒、呼気時間倍率1 ．3でもっとも顕著となってお
り、この呼吸条件で生理的緊張がもっとも小さくなって
いたと推測される。

【００１７】以上の結果をまとめると、心理評価結果か
ら、呼吸周期6秒で呼気時間倍率1から呼吸周期8秒で呼
気時間倍率1 ．15の範囲の呼吸を促すことで、呼吸の合
わせ易い範囲で高いリラックス効果が得られることが分
かった。また、心拍数データから呼吸周期8秒で呼気時
間倍率1 ．3の呼吸を促すことが生理的緊張の軽減につ
ながることが示唆された。

【００１８】以上を総合すると、呼吸周期6秒・呼気時
間倍率1から呼吸周期8秒・呼気時間倍率1 ．15〜1 ．3
にかけて徐々に呼吸周期、呼気時間倍率を増大させてい
く方法が、リラックスのための呼吸誘導として最適なも
のであると考えられる。これらから、リラックスのため
の呼吸誘導の最適範囲をもとめると、図４に示すよう
に、呼吸周期xが6秒以上8秒未満において、呼気時間倍
率yが1≦y＜1 ．15+(x-6)× 0.075、呼吸周期xが8秒以
上10秒未満において、呼気時間倍率yは１＜y≦1 ．3、
となる。したがって、この範囲内における任意の点を結
ぶ任意の関数により、周期の延長にともない呼気時間倍
率を徐々に増加させることが好ましい。

【００１９】また、呼気時間が吸気時間より短くなるこ
とは自発呼吸においてもあり得ない。したがって、6秒
未満で呼吸誘導を行う際は呼気時間倍率を1とすること
が好ましい。

【００２０】なお、人の感覚には1割程度の誤差が必ず
存在するため、上記の呼吸周期、呼気時間倍率値には1
割の誤差を含むものとすることは言うまでもない。

【００２１】請求項４記載の呼吸誘導方法は、請求項
１、請求項２または請求項３において、感覚刺激装置が
光を放射するものであり、前記光により呼吸パターンの
呈示を行うものである。

【００２２】請求項４記載の呼吸誘導方法によれば、請
求項１、請求項２または請求項３と同様な効果がある。
なお、目を閉じた状態であっても目蓋越しに光は眼に入
力されるので、眼を閉じた状態での使用であっても同様
の効果が得られることは言うまでもない。

【００２３】請求項５記載の感覚刺激装置は、請求項
１、請求項２または請求項３記載の呼吸誘導方法に使用
する感覚刺激装置であって、光により呼吸誘導を行うた
めのものである。

【００２４】請求項５記載の感覚刺激装置によれば、請
求項１、請求項２または請求項３と同様な効果に役立
つ。

【００２５】請求項６記載の感覚刺激装置は、請求項
１、請求項２または請求項３記載の呼吸誘導方法に使用
する感覚刺激装置であって、音により呼吸誘導を行うた
めのものである。

【００２６】請求項６記載の感覚刺激装置によれば、請
求項１、請求項２または請求項３と同様な効果に役立
つ。

【００２７】請求項７記載の感覚刺激装置は、請求項
１、請求項２または請求項３記載の呼吸誘導方法に使用
する感覚刺激装置であって、風により呼吸誘導を行うた
めのものである。

【００２８】請求項７記載の感覚刺激装置によれば、請
求項１、請求項２または請求項３と同様な効果に役立
つ。

【００２９】請求項８記載の感覚刺激装置は、請求項
１、請求項２または請求項３記載の呼吸誘導方法に使用
する感覚刺激装置であって、触圧により呼吸誘導を行う
ためのものである。

【００３０】請求項８記載の感覚刺激装置によれば、請
求項１、請求項２または請求項３と同様な効果に役立
つ。

【００３１】請求項９記載の感覚刺激制御装置は、請求
項１、請求項２または請求項３記載の呼吸誘導方法に使
用する感覚刺激制御装置であって、前記感覚刺激装置を
制御するものである。

【００３２】請求項９記載の感覚刺激制御装置によれ
ば、任意の感覚刺激装置とともに使用して呼吸誘導を行
うため、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効
果に役立つ。

【００３３】請求項１０記載の照明制御装置は、請求項
１、請求項２または請求項３記載の呼吸誘導方法に使用
する照明制御装置であって、前記感覚刺激装置が光源で
あり、前記光源を制御する照明制御装置。

【００３４】請求項１０記載の照明制御装置によれば、
任意の光源とともに使用して、呼吸誘導を行うため、請
求項１、請求項２または請求項３と同様な効果に役立
つ。

【００３５】

【発明の実施の形態】この発明の請求項１から請求項３
に対応する第１の実施の形態を図５により説明する。す
なわち、自発呼吸の周期にはある程度の個人差があり、
3〜5秒程度であるとされている。そこで、呼吸誘導開始
時の呼吸周期は、6秒以下の範囲で、対象者の普段の呼
吸周期に調節できるようにすればよい。その周期から6
秒まで周期を徐々に延長させるが、その時の呼気時間倍
率は1とする。呼吸周期6秒からは、図5に示した周期6秒
・呼気時間倍率1と周期8秒・呼気時間倍率1 ．3を結ぶ
線形関数により周期の延長に連動して呼気時間倍率を徐
々に増加させる。

【００３６】この発明の請求項４および請求項５に対応
する第２の実施の形態を図６および図７により説明す
る。これは光による誘導法であって、リラックスのため
の呼吸誘導を行うにあたっては、上述したように呼吸の
一時的な停止を生じさせないような滑らかな呼吸を促す
ようにすることが重要である。そのためには、呼気・吸
気のタイミングだけを呈示するのではなく、吸う・吐く
という動作に関する情報を連続的に提供する方が好まし
い。そこで、吸うという運動を光量の増加、吐くという
運動を光量の減少により連続的に表現することで、使用
者が誘導パターンに容易に呼吸を同調させることができ
る。息を吐いている間は身体の緊張を解きほぐす副交感
神経系が賦活されており、したがって、上記の光量の増
加で吸気、減少で呼気の組み合わせは妥当なものであ
る。具体的には図６に示しているように、サイン波形の
ようななめらかなパターンで光を増減させることにより
呼吸を誘導する。本実施の形態では時間ｔ１以降に明暗
変化の周期を短くするとともに振幅を増大させて刺激性
を高めることで、覚醒度の上昇を促し、その後の作業や
生活行動に円滑に移行させることに適したものにするこ
とができる。逆に時間ｔ１後に振幅を減少させつつ光を
フェードアウトさせることで誘眠に適したものにするこ
ともできる。また、光色の変化で表現してもよい。その
際は上記と同様の理由で、呼気の際にはリラクゼーショ
ン効果が高いとされているブルー系の色を用いる方が好
ましい。なお、目を閉じた状態であっても目蓋越しに光
は眼に入力されるので、眼を閉じた状態での使用であっ
ても同様の効果が得られることは言うまでもない。

【００３７】この場合の感覚刺激装置は、図７に示すよ
うに、光を発する光源部、光源部を点灯動作する点灯回
路部、光源部を調光する調光（調色）回路部により構成
される。照明装置の形態としては、シーリングライトや
ペンダント、ブラケット、フロアスタンド、デスクスタ
ンドなどの、従来の一般的な室内照明に加えて、ゴーグ
ルや眼鏡、アイマスクタイプ（特願2001-349582)など、
使用者の眼部を局部的に照射し、かつ小型でウェアラブ
ルなものも考えられる。このような形態にすることで、
ポータブル性が高まり、旅行などでの移動中の使用が可
能となる他、周囲の人に光の変化による悪影響を与えに
くいという利点が生じる。

【００３８】また、光源としては、例えば、白熱電球、
ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＥＬ（電界ルミネッセン
ス）、ＨＩＤ（高輝度放電ランプ）光源および蛍光灯な
どの任意のタイプの光源を使用することができる。

【００３９】この発明の請求項６に対応する第３の実施
の形態を図８により説明する。これは音による誘導法で
あり、第２の実施の形態と同様に、呼吸の吸う運動を音
量の増加、呼吸の吐く運動を音量の減少により連続的に
表現することで、使用者がこれに呼吸を同調させる。音
の質としてはさざ波の音など自然なものを用いた方がよ
りリラックス効果が高い。

【００４０】感覚刺激装置は、図８に示すように音を発
する音源部、音量を制御するアンプ（音量制御）部、音
を拡声するスピーカにより構成される。

【００４１】この発明の請求項７に対応する第４の実施
の形態を図９により説明する。これは風による誘導法で
あり、第２の実施の形態と同様に、呼吸の吸う運動を風
量の増加、呼吸の吐く運動を風量の減少により連続的に
表現することで、使用者が呼吸をこれに同調させる。

【００４２】感覚刺激装置は図９に示すように、風を発
生するファン、ファンを回転するモータ、モータの回転
数を制御する回転数制御回路により構成される。

【００４３】この発明の請求項８に対応する第５の実施
の形態を図１０により説明する。これは触圧による誘導
法である。第２の実施の形態と同様に、呼吸の吸う運動
を触圧の増加、呼吸の吐く運動を触圧の減少により連続
的に表現することで、使用者が呼吸をこれに同調させ
る。

【００４４】感覚刺激装置は図１０に示すように、触圧
を発生する圧発生部、圧刺激を呈示する圧刺激呈示部、
圧刺激呈示部を制御する圧制御回路により構成される。

【００４５】この発明の請求項９に対応する第６の実施
の形態では、任意の感覚刺激装置を独立した感覚刺激制
御装置により制御することで、請求項１、請求項２また
は請求項３に記載の、例えば第１の実施の形態の呼吸誘
導を行うための刺激を使用者に提示する。

【００４６】この発明の請求項１０に対応する第７の実
施の形態では、感覚刺激装置としての任意の光源を独立
した照明制御装置により制御することで、請求項１、請
求項２または請求項３に記載の、例えば第１の実施の形
態の呼吸誘導を行うための光刺激を使用者に提示する。

【００４７】

【発明の効果】請求項１記載の呼吸誘導方法によれば、
呼吸運動のフィードバックを行わなくても、生理的負担
を引き起こさない範囲での呼吸誘導が可能となる。ま
た、呼吸の合わせにくさによる意識的な一時的呼吸停止
を回避することができ、リラックス効果を高めることが
できる。

【００４８】請求項２記載の呼吸誘導方法によれば、請
求項１と同様な効果のほか、リラックス効果をより一層
促進することが可能である。

【００４９】請求項３記載の呼吸誘導方法によれば、呼
吸周期6秒で呼気時間倍率1から呼吸周期8秒で呼気時間
倍率1 ．15〜1 ．3にかけて徐々に呼吸周期、呼気時間
倍率を増大させていくことにより、リラックスのための
呼吸誘導として最適なものが得られる。

【００５０】請求項４記載の呼吸誘導方法によれば、請
求項１、請求項２または請求項３と同様な効果がある。

【００５１】請求項５から請求項１０記載の感覚刺激装
置によれば、請求項１、請求項２または請求項３と同様
な効果に役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の請求項１の説明のための呼吸周期に
対する呼気時間倍率の範囲を表す説明図である。

【図２】（ａ）は請求項３の説明のための呼吸周期に対
する呼吸の合わせ易さの関係図、（ｂ）は呼吸周期に対
するリラックス度の関係図である。

【図３】呼吸周期に対する平均心拍数変化量の関係図で
ある。

【図４】呼吸周期に対する呼気時間倍率の関係図であ
る。

【図５】第１の実施の形態における呼吸周期に対する呼
気時間倍率の関係図である。

【図６】第２の実施の形態における時間に対する明暗の
変化図である。

【図７】感覚刺激装置のブロック図である。

【図８】第３の実施の形態の感覚刺激装置のブロック図
である。

【図９】第４の実施の形態の感覚刺激装置のブロック図
である。

【図１０】第５の実施の形態の感覚刺激装置のブロック
図である。

【符号の説明】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 学 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 岩井 彌 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 小林 宏光 石川県河北郡高松町字高松ヲ２番１号 看 護大学教員校舎201号室 (72)発明者 天野 克重 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 矢野 正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 田辺 吉徳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感覚刺激装置を用いて、２秒＜呼吸周期
   ＜12秒、および、0 ．85＜呼気時間倍率＜1 ．45、の範
   囲（ただし、呼吸周期4秒以下、呼気時間倍率１．３以
   上で囲まれた領域は除く）で、呼吸を促すことを特徴と
   する呼吸誘導方法。
2. 【請求項２】 呼気時間倍率を呼吸周期の延長に連動し
   て増大させる請求項１記載の呼吸誘導方法。
3. 【請求項３】 呼吸周期（ｘ）が6秒以上8秒未満におい
   て、呼気時間倍率（y）が、1≦y＜1 ．15+(x-6)×０．0
   75 、であり、呼吸周期（x）が8秒以上10秒未満におい
   て、呼気時間倍率（y）が１＜y≦1 ．3、の範囲内の任
   意の点を通る任意の関数で呼吸周期の延長にともない呼
   気時間倍率を連動して増大させる呼吸誘導方法。
4. 【請求項４】 感覚刺激装置は光を放射するものであ
   り、前記光により呼吸パターンの呈示を行う請求項１、
   請求項２または請求項３記載の呼吸誘導方法。
5. 【請求項５】 請求項１、請求項２または請求項３記載
   の呼吸誘導方法に使用する感覚刺激装置であって、光に
   より呼吸誘導を行うための感覚刺激装置。
6. 【請求項６】 請求項１、請求項２または請求項３記載
   の呼吸誘導方法に使用する感覚刺激装置であって、音に
   より呼吸誘導を行うための感覚刺激装置。
7. 【請求項７】 請求項１、請求項２または請求項３記載
   の呼吸誘導方法に使用する感覚刺激装置であって、風に
   より呼吸誘導を行うための感覚刺激装置。
8. 【請求項８】 請求項１、請求項２または請求項３記載
   の呼吸誘導方法に使用する感覚刺激装置であって、触圧
   により呼吸誘導を行うための感覚刺激装置。
9. 【請求項９】 請求項１、請求項２または請求項３記載
   の呼吸誘導方法に使用する感覚刺激制御装置であって、
   前記感覚刺激装置を制御する感覚刺激制御装置。
10. 【請求項１０】請求項１、請求項２または請求項３記載
    の呼吸誘導方法に使用する照明制御装置であって、前記
    感覚刺激装置が光源であり、前記光源を制御する照明制
    御装置。