JP2013128659A - Portable respiration induction apparatus - Google Patents

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佳 王
Jianbin Liu
建斌 劉
Jiwei Zhao
紀偉 趙
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a portable respiration induction apparatus which can be easily carried by a user, does not limit any available place, and makes the user respire in accordance with a constant respiration rhythm to induce the body and spirit of the user into sufficiently relaxed conditions.SOLUTION: The portable respiration induction apparatus includes an apparatus body 20 including: a detection part 11 detecting detection signals from the fingers of the user; a heartbeat calculating part 12 calculating the heartbeat variation curve from the detection signals detected by the detection part 11; a storage part 13 storing a guiding respiration rhythm; and a display part 14 displaying the heartbeat variation curve calculated by the heartbeat calculating part 12, and the guiding respiration rhythm stored in the storage part 13. The apparatus body 20 comprises an upper-side body 21 and a lower-side body 22 which are turnably pivoted, and allows the finger of the user to be placed between the upper-side body 21 and the lower-side body 22.

Description

本発明は、利用者にガイド用呼吸リズムに従って呼吸を行わせることにより、利用者の心身を十分にリラックスな状態に誘導する携帯式呼吸誘導装置である。   The present invention is a portable breathing guidance device that guides a user's mind and body to a sufficiently relaxed state by causing the user to breathe according to a breathing rhythm for guide.

安静時の心臓は、ペースメーカーのように規則正しく一定のリズムを刻むものではなく、例え安静状態下であっても心拍数は非常に不規則であり、連続する心拍間の数値は変化している。このように自然と変化する心拍数を心拍変動（Heart Rate Variability、ＨＲＶ）という。   The heart at rest does not have a regular rhythm like a pacemaker, and the heart rate is very irregular even in a resting state, and the value between successive heartbeats changes. Such a naturally changing heart rate is called heart rate variability (HRV).

正常な心拍数の変動は、自律神経系の二つの神経である交感神経と副交感神経とによる相互作用によって、コントロールされている。具体的には、交感神経は心拍数を上げる一方、副交感神経は心拍数を下げる。また、交感神経と副交感神経の共通の効果は心臓の血管の働きを維持するために体内部と体外部に適切な反応を促すことである。   Normal heart rate fluctuations are controlled by the interaction of the two nerves of the autonomic nervous system, the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve. Specifically, sympathetic nerves increase heart rate while parasympathetic nerves decrease heart rate. A common effect of sympathetic nerves and parasympathetic nerves is to promote appropriate reactions inside and outside the body in order to maintain the work of the blood vessels of the heart.

心拍変動、即ちＨＲＶに対する分析は、自律神経系の機能とバランスの研究に関する手かがりとなる。ＨＲＶは生理的柔軟性と反応性、及び健康の重要な指標であり、人体におけるストレスと環境に適応する能力を効果的に反映するものである。具体的には、怒りや失望、不安等による感情のストレスは、心拍数の変動を不規則、且つ不安定にさせるため、ＨＲＶ曲線は乱れ、波形の山がバラバラになる。これを生理学の観点から見ると、自律神経の二つの神経（交感神経と副交感神経）が発する信号が同期していないことを証明している。一方、嬉しい、楽しい等と言った正常な感情は心拍パターンを安定させ、滑らかな正弦波とする。   Analysis of heart rate variability, or HRV, provides clues for studying autonomic nervous system function and balance. HRV is an important indicator of physiological flexibility and responsiveness and health and effectively reflects the ability of the human body to adapt to stress and the environment. Specifically, emotional stress due to anger, disappointment, anxiety, etc. makes the heart rate fluctuation irregular and unstable, so that the HRV curve is disturbed and the peaks of the waveform are scattered. From a physiological point of view, this proves that the signals generated by the two autonomic nerves (sympathetic and parasympathetic) are not synchronized. On the other hand, normal emotions such as joy and fun stabilize the heart rate pattern and make it a smooth sine wave.

ＨＲＶに関する研究の結果、ＨＲＶ曲線が滑らかな正弦波なら人体の生理系統はますます有効になると共に、感情が安定し、且つ思考が鮮明になり、認識機能が向上する。換言すると、身体と大脳の活動がさらに良くなり、仕事効率も上昇する。このような状態を生理上、リラックス状態という。   As a result of research on HRV, if the HRV curve is a smooth sine wave, the physiological system of the human body becomes more effective, the emotions become stable, the thoughts become clearer, and the cognitive function is improved. In other words, physical and cerebral activities are improved, and work efficiency is increased. Such a state is called a relaxed state for physiology.

また、呼吸パターンが心拍パターンに影響することも知られており、呼吸リズムをゆっくりとすると、心拍もゆっくりとなる。即ち、一定のゆっくりとした呼吸リズムによって、身体を脱力状態にし、感情をリラックスさせることができる。しかし、上述した呼吸リズムは神経を使うため、通常、このような呼吸リズムを維持することは容易ではない。そこで、特許文献１には、利用者の視野の全体に映像を展開可能な画面に、呼吸リズムを誘導する図形等を表示させ、利用者をリラックス状態に誘導する装置が開示されている。   It is also known that the breathing pattern affects the heartbeat pattern, and slowing the breathing rhythm slows the heartbeat. That is, the constant slow breathing rhythm can make the body weak and relax the emotions. However, since the respiratory rhythm described above uses nerves, it is usually not easy to maintain such a respiratory rhythm. Therefore, Patent Document 1 discloses an apparatus for guiding a user to a relaxed state by displaying a figure or the like for inducing a breathing rhythm on a screen capable of developing an image over the entire visual field of the user.

特開２０１０−１０４４５５号公報JP 2010-104455 A

しかしながら、ストレスを緩和する訓練を行う設備の多くは、パソコン上にソフトウェアをインストールして、人体に信号を検出するための接続コード、又はセンサをつながなければらず、設備は大きくなり、操作も複雑であるため、適用可能な範囲と場所が制限される。例えば、特許文献１に開示された呼吸誘導装置も、利用者が着座する椅子と、映像が表示可能な映像提示装置と、音環境を提供する音響提示装置とを有する専用の個室が必要となるため、場所が限定されると共に、製造コストも膨大となるため、家庭内及び個人で使用することは困難である。   However, many of the facilities for training to relieve stress have to install software on a personal computer and connect a connection cord or sensor for detecting signals to the human body, which makes the facility large and complicated to operate. Therefore, the applicable range and place are limited. For example, the breathing guidance device disclosed in Patent Document 1 also requires a dedicated private room having a chair on which a user is seated, a video presentation device that can display video, and an acoustic presentation device that provides a sound environment. Therefore, the place is limited and the manufacturing cost is enormous, so that it is difficult to use it at home and in individuals.

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、家庭内及び個人であっても、容易に使用することが可能であり、また場所に制限されることなく使用でき、利用者が容易に心身をリラックスした状態に誘導することが可能な携帯式呼吸誘導装置を提供することを目的とする。   The present invention is proposed in view of the above problems, and can be used easily at home and in individuals, and can be used without being limited to a place. An object of the present invention is to provide a portable breathing guidance device that can guide a person to a relaxed state.

本発明の携帯式呼吸誘導装置は、利用者の指から検出信号を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記検出信号から心拍変動曲線を算出する心拍算出部と、ガイド用呼吸リズムを記憶する記憶部と、前記心拍算出部により算出した心拍変動曲線と前記記憶部に記憶した前記ガイド用呼吸リズムとを表示する表示部とを備える装置本体を有し、前記装置本体は回動自在に軸支された上側本体と下側本体とから構成され、前記上側本体と前記下側本体との間に前記利用者の指を配置可能であることを特徴とする。
この構成により、利用者を容易にリラックス状態へと誘導することが可能である。また、利用者が容易に携帯することができる構成であるため、場所を問わず、利用者は本発明を使用することができる。ここで、利用者とは、本発明の携帯式呼吸誘導装置を利用する者をいう。 A portable respiratory guidance device according to the present invention includes a detection unit that detects a detection signal from a user's finger, a heart rate calculation unit that calculates a heart rate variability curve from the detection signal detected by the detection unit, and a guide respiratory rhythm. An apparatus main body comprising a storage unit for storing; a display unit for displaying the heart rate variability curve calculated by the heart rate calculating unit and the breathing rhythm for guide stored in the storage unit; An upper main body and a lower main body that are pivotally supported by each other, and the user's finger can be disposed between the upper main body and the lower main body.
With this configuration, it is possible to easily guide the user to a relaxed state. Moreover, since it is the structure which a user can carry easily, a user can use this invention regardless of a place. Here, the user means a person who uses the portable respiratory guidance device of the present invention.

本発明の携帯式呼吸誘導装置は、前記心拍算出部が算出した前記心拍変動曲線に基づき、前記利用者のリラックス状態をそれぞれ低度のリラックス状態、中度のリラックス状態、及び高度のリラックス状態の割合から評価する評価部を有することを特徴とする。
この構成により、利用者のリラックス状態を詳細、且つ正確に評価できる。 The portable respiratory guidance device according to the present invention is based on the heart rate variability curve calculated by the heart rate calculator, and the user's relaxed state is a low relaxed state, a moderate relaxed state, and a high relaxed state, respectively. It has the evaluation part evaluated from a ratio, It is characterized by the above-mentioned.
With this configuration, the user's relaxed state can be evaluated in detail and accurately.

本発明の携帯式呼吸誘導装置は、前記表示部が、前記評価部により評価された前記利用者のリラックス状態を表示することを特徴とする。
この構成により、利用者が利用者自身のリラックス状態を容易に確認することが可能である。 The portable respiratory guidance device according to the present invention is characterized in that the display unit displays the relaxed state of the user evaluated by the evaluation unit.
With this configuration, the user can easily confirm the user's own relaxed state.

本発明の携帯式呼吸誘導装置は、前記利用者の心拍変動から、前記利用者の呼吸率を算出し、前記ガイド用呼吸リズムを前記利用者の呼吸率に対応する呼吸リズムに調整する呼吸率調整部を有することを特徴とする。
この構成により、利用者に応じた呼吸リズムを設定でき、利用者をより容易にリラックス状態に誘導することが可能となる。 The portable respiratory guidance device of the present invention calculates a respiratory rate of the user from the heart rate variability of the user and adjusts the guide respiratory rhythm to a respiratory rhythm corresponding to the respiratory rate of the user. It has the adjustment part.
With this configuration, it is possible to set a breathing rhythm according to the user, and to guide the user to a relaxed state more easily.

本発明の携帯式呼吸誘導装置は、所定の図形を変化させることにより前記ガイド用呼吸リズムを表示することを特徴とする。
この構成により、所定の図形に変化に合わせて、利用者が呼吸を行うことにより、利用者の呼吸を容易に一定の呼吸リズムに誘導し易くなる。 The portable respiratory guidance device of the present invention displays the guide respiratory rhythm by changing a predetermined figure.
With this configuration, when the user breathes in accordance with a change in a predetermined figure, the user's breathing can be easily guided to a constant breathing rhythm.

本発明では、呼吸誘導技術と生体フィードバック技術を使って、利用者の心拍を測定し、心拍情報を分析することにより、生理的変化（心拍変動や、脈拍の波形）とリラックス態の変化を監視測定しつつ、利用者が自身の呼吸をガイド用呼吸リズムに合わせることにより、利用者の精神集中を助け、感情をコントロールし、自律神経系を穏やかにし、心身の健康水準を高めて、利用者をリラックス状態へと誘導することが可能である。   In the present invention, by using a respiratory induction technology and a biological feedback technology, a user's heart rate is measured and heart rate information is analyzed, thereby monitoring physiological changes (heart rate variability and pulse waveform) and relaxation state changes. While measuring, the user adjusts his / her breathing to the guide breathing rhythm, which helps the user's mental concentration, controls emotions, calms the autonomic nervous system, and raises the level of mental and physical health. Can be guided to a relaxed state.

本実施形態の携帯式呼吸誘導装置の全体説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The whole explanatory view of the portable respiration guidance device of this embodiment. 本実施形態の携帯式呼吸誘導装置のブロック図。The block diagram of the portable breathing guidance apparatus of this embodiment. 本実施形態の携帯式呼吸誘導装置の使用状態の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the use condition of the portable breathing guidance apparatus of this embodiment. 容積脈波形を示す図。The figure which shows a volume pulse waveform. （ａ）〜（ｆ）本実施形態の携帯式呼吸誘導装置の表示部に表示される呼吸誘導画面の一例を示す図。(A)-(f) The figure which shows an example of the respiration guidance screen displayed on the display part of the portable respiration guidance apparatus of this embodiment. 本実施形態の携帯式呼吸誘導装置の表示部に表示される評価画面の一例を示す図。The figure which shows an example of the evaluation screen displayed on the display part of the portable breathing guidance apparatus of this embodiment. 本実施形態の携帯式呼吸誘導装置の処理手順の前半部分を示すフローチャート。The flowchart which shows the first half part of the process sequence of the portable breathing guidance apparatus of this embodiment. 本実施形態の携帯式呼吸誘導装置の処理手順の後半部分を示すフローチャート。The flowchart which shows the second half part of the process sequence of the portable breathing guidance apparatus of this embodiment.

本発明の実施形態の携帯式呼吸誘導装置について図面を参照して説明する。図１は本実施形態の携帯式呼吸誘導装置の全体説明図、図２は本実施形態の携帯式呼吸誘導装置のブロック図、図３は本実施形態の携帯式呼吸誘導装置の使用状態の一例を示す説明図である。   A portable respiratory guidance device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall explanatory view of the portable respiratory guidance device of the present embodiment, FIG. 2 is a block diagram of the portable respiratory guidance device of the present embodiment, and FIG. 3 is an example of the usage state of the portable respiratory guidance device of the present embodiment. It is explanatory drawing which shows.

〈本実施形態の携帯式呼吸誘導装置の構成〉
本実施形態の携帯式呼吸誘導装置１０は、利用者の指から検出信号を検出する検出部１１と、検出部１１が検出した検出信号から心拍変動曲線を算出する心拍算出部１２と、ガイド用呼吸リズムを記憶する記憶部１３と、心拍算出部１２により算出した心拍変動曲線と記憶部１３に記憶したガイド用呼吸リズムとを表示する表示部１４とを備える装置本体２０を有する。また、装置本体２０は回動自在に軸支された上側本体２１と下側本体２２とから構成される。さらに、図３に示す様に携帯式呼吸誘導装置１０は、上側本体２１と下側本体２２との間に利用者の指Ｆを配置して使用されるものである。ここで、利用者とは、携帯式呼吸誘導装置１０を自身の指Ｆに装着し、携帯式呼吸誘導装置１０の表示部１４に表示されるガイド用呼吸リズムに合わせて呼吸を行う者である。 <Configuration of portable respiratory guidance device of this embodiment>
The portable respiratory guidance device 10 of this embodiment includes a detection unit 11 that detects a detection signal from a user's finger, a heart rate calculation unit 12 that calculates a heart rate variability curve from the detection signal detected by the detection unit 11, and a guide. The apparatus main body 20 includes a storage unit 13 that stores a respiratory rhythm, and a display unit 14 that displays a heart rate variability curve calculated by the heart rate calculation unit 12 and a guide respiratory rhythm stored in the storage unit 13. The apparatus main body 20 includes an upper main body 21 and a lower main body 22 that are pivotally supported. Furthermore, as shown in FIG. 3, the portable breathing guidance apparatus 10 is used by placing a user's finger F between the upper body 21 and the lower body 22. Here, the user is a person who wears the portable breathing guidance device 10 on his / her finger F and breathes in accordance with the guide breathing rhythm displayed on the display unit 14 of the portable breathing guidance device 10. .

検出部１１は、非侵襲性のセンサ、例えば、光センサである赤外線センサから構成される。具体的には、検出部１１は図示しない発光部と受光部とを有し、発光部は赤色光と赤外光を発し、これらの光が利用者の指先等を透過したもの（または反射したもの）を受光部で測定するものである。即ち、利用者の指を介して利用者の心拍数を検出するパルスオキシメータと同様に、検出部１１は利用者の指から人体の検出信号である脈拍信号を検出する。   The detection part 11 is comprised from the non-invasive sensor, for example, the infrared sensor which is an optical sensor. Specifically, the detection unit 11 includes a light emitting unit and a light receiving unit (not shown). The light emitting unit emits red light and infrared light, and these lights are transmitted (or reflected) through the user's fingertips and the like. Is measured at the light receiving portion. That is, like the pulse oximeter that detects the user's heart rate via the user's finger, the detection unit 11 detects a pulse signal that is a human body detection signal from the user's finger.

また、検出部１１は脈拍信号を１００Hzでサンプリングして心臓の拍動間隔を求め、、その心臓の拍動間隔を更に４Hzでサンプリングして心拍変動（ＨＲＶ）を識別する。正常な人間の１分間当たりの平均心拍数は７２（これは、拍動間隔が０．８３３秒、換言すれば８３３ミリ秒に相当する）である。また、心拍数は、呼吸に対応し、変化する。具体的には、心拍数は、吸入時には増加し、吐き出す時に減少する。この心拍数の変化の平均値は、大人の場合、５０〜６０ミリ秒の間であって、高齢者の場合は約２０〜２５ミリ秒の間である。さらに、いくつかの研究によって、大人の心拍数は、１０％程度のバラツキがあることが知られているからである。４Hzで心拍数のサンプリングをすることにより、利用者が空気を吸入し吐き出す場合を識別できる。   The detection unit 11 also samples the pulse signal at 100 Hz to determine the heart beat interval, and further samples the heart beat interval at 4 Hz to identify heart rate variability (HRV). A normal human has an average heart rate of 72 per minute (this corresponds to a beat interval of 0.833 seconds, in other words, 833 milliseconds). In addition, the heart rate changes corresponding to breathing. Specifically, the heart rate increases during inhalation and decreases when exhaled. The average value of this change in heart rate is between 50 and 60 milliseconds for adults and between about 20 and 25 milliseconds for elderly people. Furthermore, it is because it is known by some studies that the heart rate of an adult has a variation of about 10%. By sampling the heart rate at 4 Hz, it is possible to identify when the user inhales and exhales air.

本実施形態では、検出部１１は、利用者の指Ｆに携帯式呼吸誘導装置１０を装着することにより、利用者の心拍を感知し、利用者の脈拍信号の検出を開始する。   In the present embodiment, the detection unit 11 attaches the portable respiratory guidance device 10 to the user's finger F, thereby sensing the user's heartbeat and starting detection of the user's pulse signal.

心拍算出部１２は、後述する制御部１５に設けられ、検出部１１により検出された脈拍信号を収集し、後述する処理を行うことにより、容積脈波形を算出する。ここで、毎回の心拍拍動（脈拍拍動）は、図４に示すようなパルスＰ１〜Ｐ５に示される１つのパルスを形成する。   The heart rate calculation unit 12 is provided in the control unit 15 to be described later, collects the pulse signals detected by the detection unit 11, and calculates a volume pulse waveform by performing processing to be described later. Here, each heartbeat (pulse beat) forms one pulse shown by pulses P1 to P5 as shown in FIG.

心拍算出部１２は、心臓の拍動を検出後、連続する二拍の心臓の拍動の時間間隔を算出し、即ちこのＲＲ間隔（単位：ｍｓ、連続する心臓の拍動のＲＲ間隔の構成の序列）を４Hzでサンプリングして、ＨＲＶ曲線を算出する。本実施形態の心拍算出部１２は、３０秒間隔のＲＲ間隔を平均し、ＲＲ平均値を算出した後、ＨＲＶをサンプリング後のＨＲＶデータからＲＲ平均値を減算することにより、一元化したＨＲＶ曲線を算出する。   After detecting the heart beat, the heart rate calculation unit 12 calculates the time interval between two consecutive heart beats, that is, the RR interval (unit: ms, the configuration of the RR interval between successive heart beats). HRV curve is calculated by sampling at 4 Hz. The heart rate calculator 12 of the present embodiment averages the RR intervals of 30 seconds, calculates the RR average value, and then subtracts the RR average value from the HRV data after sampling the HRV, thereby obtaining a unified HRV curve. calculate.

記憶部１３は、不揮発性メモリ（内部メモリ）からなり、例えば、フラッシュメモリなどによって構成される。記憶部１３はプログラム領域とデータ領域とを有し、前記プログラム領域には、後述する図７、８に示す処理手順に応じて本実施形態を実現するためのプログラムが格納されている。   The storage unit 13 includes a non-volatile memory (internal memory), and is configured by, for example, a flash memory. The storage unit 13 has a program area and a data area, and a program for realizing the present embodiment is stored in the program area in accordance with processing procedures shown in FIGS.

前記データ領域には、ガイド用呼吸リズムが格納されている。ここで、ガイド用呼吸リズムは、一定の間隔で吸気、又は吐気が行われる呼吸リズムである。また、複数のガイド用呼吸リズムを予め記憶部１３に記憶させておくとよい。例えば、「通常」、「ゆっくり」、及び「早い」の三種類のガイド用呼吸リズムを記憶させておくことにより、利用者に応じて呼吸リズムを選択可能となる。   In the data area, a respiratory rhythm for guide is stored. Here, the breathing rhythm for guide is a breathing rhythm in which inspiration or exhalation is performed at regular intervals. A plurality of guide breathing rhythms may be stored in the storage unit 13 in advance. For example, by storing three types of guide respiratory rhythms of “normal”, “slow”, and “fast”, the respiratory rhythm can be selected according to the user.

表示部１４は、液晶ディスプレイ等から構成され、図５、６に示す画面を表示する。表示部１４には、一定の呼吸リズムで、利用者に呼吸を行わせるためのガイドとして、ガイド用呼吸リズムに合わせ、矢印の向きが変化する誘導矢印３１と、形状、模様、色彩等が変化する誘導図形３２とが表示される。表示部１４は、利用者が高度のリラックス状態を維持できる呼吸パターンに利用者を誘導するためのアニメーションを表示する。   The display unit 14 includes a liquid crystal display or the like, and displays the screens shown in FIGS. On the display unit 14, as a guide for allowing the user to breathe at a constant breathing rhythm, a guide arrow 31 in which the direction of the arrow changes in accordance with the guide breathing rhythm, and the shape, pattern, color, and the like change. The guidance figure 32 to be displayed is displayed. The display unit 14 displays an animation for guiding the user to a breathing pattern that allows the user to maintain a high degree of relaxation.

具体的には、表示部１４は、１分あたり５〜１０回の範囲内の呼吸パターン、特に１分あたり６回の呼吸パターンにより高度のリラックス状態を維持することから、５秒間の吸気、及び５秒間の呼気による１分間当たり６回の呼吸パターンのアニメーションを表示する。表示部１４に表示されるアニメーションに従って、利用者が呼吸を行うことにより、高度のリラックス状態に誘導される。   Specifically, the display unit 14 maintains a highly relaxed state with a breathing pattern within a range of 5 to 10 times per minute, particularly 6 breaths per minute, so that inspiration for 5 seconds, and Displays an animation of 6 breath patterns per minute with 5 seconds of exhalation. When the user breathes according to the animation displayed on the display unit 14, the user is guided to a highly relaxed state.

本実施形態では、利用者により設定された呼吸パターンに合わせて、アニメーションが表示される。例えば、図５（ａ）〜（ｆ）に示す様に、誘導矢印３１の矢印の向きは、吸気開始のタイミングで下向きとなり、吸気終了後、呼気開始のタイミングで上向きとなる。また、誘導図形３２は、肺を簡略化して表した図形であって、吸気開始に合わせて、誘導図形３２の下部から、もとの色（例えば、緑色）から徐々に色（例えば、青色）が変化するように表示され、吸気終了時に誘導図形３２は完全に色（青色）が変化するように表示される。一方、吸気終了後、呼気開始に合わせて、誘導図形の上部から徐々にもとの色（緑色）に変化し表示され、呼気終了時に誘導図形３２は完全にもとの色（緑色）に変化する表示となる。なお、誘導図形３２の形状や模様等が、吸気や呼気のタイミングに合わせて、変化するようにしてもよい。   In the present embodiment, an animation is displayed in accordance with the breathing pattern set by the user. For example, as shown in FIGS. 5A to 5F, the direction of the guide arrow 31 is downward at the timing of inhalation start, and is upward at the timing of expiration after the end of inspiration. The guidance graphic 32 is a simplified representation of the lungs, and gradually from the original color (for example, green) to the color (for example, blue) from the lower part of the guidance pattern 32 at the start of inspiration. And the guidance graphic 32 is displayed so that the color (blue) completely changes at the end of inspiration. On the other hand, after the end of inspiration, the original figure (green) gradually changes from the upper part of the guidance figure in accordance with the start of expiration, and the guidance figure 32 completely changes to the original color (green) at the end of expiration. Is displayed. Note that the shape, pattern, and the like of the guide graphic 32 may be changed in accordance with the timing of inspiration and expiration.

また、表示部１４は、心拍数３３、訓練期間の残り時間を示すタイマー３４や、利用者の心拍の検出された脈動の強度を示すバーグラフ３５を表示してもよい。   The display unit 14 may display a heart rate 33, a timer 34 indicating the remaining time of the exercise period, and a bar graph 35 indicating the intensity of pulsation in which the user's heart rate is detected.

タイマー３４は、後述するリラックス状態スコア４０の結果を算出するのに必要な所定の時間からカウントダウンする構成とするとよい。また、タイマー３４は、所定時間の延長を可能とする。本実施形態では、リラックス状態スコア４０の結果を算出するのに少なくとも１分間程度必要であるため、タイマー３４に設定可能な時間は、最短時間で１分間から最大時間で２０分間とする。   The timer 34 may be configured to count down from a predetermined time required to calculate a result of a relaxed state score 40 described later. The timer 34 can extend a predetermined time. In this embodiment, since at least about 1 minute is required to calculate the result of the relaxed state score 40, the time that can be set in the timer 34 is 1 minute from the shortest time to 20 minutes from the maximum time.

また、表示部１４は、ＨＲＶ曲線の波形３７を表示するとよい。ＨＲＶ曲線は、生理的なコンプライアンスと感情的な柔軟性の重要な指標となる。ＨＲＶ曲線が正弦波のような波形であれば、ＨＲＶは安定したものとみなされ、利用者はリラックス状態であるとされる。一方、利用者がストレスを感じていると、ＨＲＶ曲線は不規則な波形となる。   The display unit 14 may display the waveform 37 of the HRV curve. The HRV curve is an important indicator of physiological compliance and emotional flexibility. If the HRV curve is a waveform like a sine wave, the HRV is considered stable and the user is in a relaxed state. On the other hand, when the user feels stress, the HRV curve has an irregular waveform.

さらに、表示部１４は、利用者が指Ｆから携帯式呼吸誘導装置１０を取り外した後、後述する評価部１６によって算出されるリラックス状態スコア４０を表示する。また表示部１４は、検出部１１が利用者の指Ｆから脈拍信号の検出を開始し、所定時間の経過後、利用者のリラックス状態を、それぞれ高度、中度、低度のリラックス状態の割合を示す円グラフ４１によって表示する。   Further, after the user removes the portable breathing guidance apparatus 10 from the finger F, the display unit 14 displays a relaxed state score 40 calculated by the evaluation unit 16 described later. In addition, the display unit 14 starts detecting the pulse signal from the user's finger F, and after a predetermined time has passed, the display unit 14 displays the relaxed state of the user as a percentage of the relaxed state of high, medium, and low, respectively. Is displayed by a pie chart 41.

なお、表示部１４には、様々なメッセージを表示させることができる。例えば、表示部１４は、利用者に対し、ガイド用呼吸リズムに合わせて呼吸を行うことを求めるメッセージを表示する。   Various messages can be displayed on the display unit 14. For example, the display unit 14 displays a message requesting the user to perform breathing in accordance with the guide breathing rhythm.

制御部１５は、ＣＰＵ等からなり、記憶部１３内の各種プログラムに応じて携帯式呼吸誘導装置１０の全体動作を制御する中央演算処理装置である。制御部１５は、心拍検出部１２の他に、心拍算出部１２が算出したＨＲＶ曲線に基づき、利用者のリラックス状態を評価する評価部１６を有する。   The control unit 15 includes a CPU and the like, and is a central processing unit that controls the overall operation of the portable respiratory guidance device 10 according to various programs in the storage unit 13. In addition to the heart rate detection unit 12, the control unit 15 has an evaluation unit 16 that evaluates the user's relaxed state based on the HRV curve calculated by the heart rate calculation unit 12.

評価部１６は、利用者がリラックス状態であるか否かを評価する。評価部１６は、所定時間毎にリラックス状態の評価を行う、即ち所定時間経過後、時間単位で計算したリラックス状態の評価を行う。   The evaluation unit 16 evaluates whether or not the user is in a relaxed state. The evaluation unit 16 evaluates the relaxed state every predetermined time, that is, evaluates the relaxed state calculated in units of time after the predetermined time has elapsed.

本実施形態において、評価部１６は、ＨＲＶ曲線からパワースペクトルの分布（ＰＳＤ：Power Spectrum Distribution）曲線を得るために、一元化したＨＲＶデータに対して既知である高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、再度幅を二乗して、序列の長さで割り、ＰＳＤ曲線を算出する。ここで、選択したＨＲＶ序列の長さは６４秒である。   In this embodiment, the evaluation unit 16 performs a known fast Fourier transform (FFT) on the unified HRV data in order to obtain a power spectrum distribution (PSD) curve from the HRV curve, and again Square the width and divide by the length of the rank to calculate the PSD curve. Here, the length of the selected HRV order is 64 seconds.

評価部１６は、ＨＲＶ曲線から算出したＰＳＤ曲線を分析して、後述する評価条件１〜３の全てを同時に満足させる場合、ＨＲＶ曲線が比較的に安定していると評価する。具体的には、評価条件１は、ＰＳＤ曲線のピーク値（Peak）の周波数が０．０４〜０．４Hz（呼吸率３〜２４rpmに相当）の間であることである。ＰＳＤ曲線のピーク値（Peak）が０．０４〜０．４Hzの間でない場合、評価部１６は評価条件１を満たさないと判断し、利用者が低度のリラックス状態、即ちリラックスしていない状態であると評価する。一方、ＰＳＤ曲線のピーク値（Peak）が０．０４〜０．４Hzの間である場合、評価部１６は評価条件１を満たすと判断する。   The evaluation unit 16 analyzes the PSD curve calculated from the HRV curve and evaluates that the HRV curve is relatively stable when all of the evaluation conditions 1 to 3 described later are satisfied simultaneously. Specifically, the evaluation condition 1 is that the frequency of the peak value (Peak) of the PSD curve is between 0.04 and 0.4 Hz (corresponding to a respiration rate of 3 to 24 rpm). When the peak value (Peak) of the PSD curve is not between 0.04 and 0.4 Hz, the evaluation unit 16 determines that the evaluation condition 1 is not satisfied, and the user is in a low relaxed state, that is, a state where the user is not relaxed. It is evaluated that it is. On the other hand, when the peak value (Peak) of the PSD curve is between 0.04 and 0.4 Hz, the evaluation unit 16 determines that the evaluation condition 1 is satisfied.

評価部１６は、評価条件１を満たすと判断した場合、次に評価条件２を満たすか否かを判断する。ここで、評価条件２は、０HzにおけるＰＳＤ曲線のＰＳＤ値が一定の値より小さい（ＨＲＶ曲線にドリフトがない）ことである。ここで、一定の値とは、本実施形態では、ＰＳＤ曲線のピーク値（Peak）を４で割った値である。０HzにおけるＰＳＤ曲線のＰＳＤ値が一定の値より大きい場合、評価部１６は、評価条件２を満たさないと判断し、利用者が低度のリラックス状態であると評価する。一方、０HzにおけるＰＳＤ曲線のＰＳＤ値が一定の値より小さい場合、評価部１６は評価条件２を満たすと判断する。   If the evaluation unit 16 determines that the evaluation condition 1 is satisfied, the evaluation unit 16 next determines whether or not the evaluation condition 2 is satisfied. Here, the evaluation condition 2 is that the PSD value of the PSD curve at 0 Hz is smaller than a certain value (there is no drift in the HRV curve). Here, the constant value is a value obtained by dividing the peak value (Peak) of the PSD curve by 4 in the present embodiment. When the PSD value of the PSD curve at 0 Hz is larger than a certain value, the evaluation unit 16 determines that the evaluation condition 2 is not satisfied, and evaluates that the user is in a low degree of relaxation. On the other hand, when the PSD value of the PSD curve at 0 Hz is smaller than a certain value, the evaluation unit 16 determines that the evaluation condition 2 is satisfied.

評価部１６は、評価条件２を満たすと判断した場合、次に評価条件３を満たすか否かを判断する。ここで、評価条件３は、後述する算出した比（r=Peak/(PSDsum-Peak)が所定の閾値より大きいことである。具体的には、評価部１６が、０．０４〜０．４Hz間のＰＳＤ曲線の値の加算値（PSDsum）を算出し、ＰＳＤ曲線のピーク値（Peak）と０．０４〜０．４Hz間のピーク値以外全てのＰＳＤ（PSDsum-Peak）との比（r=Peak/(PSDsum-Peak)をいう。   When the evaluation unit 16 determines that the evaluation condition 2 is satisfied, the evaluation unit 16 next determines whether or not the evaluation condition 3 is satisfied. Here, the evaluation condition 3 is that a calculated ratio (r = Peak / (PSDsum-Peak), which will be described later, is larger than a predetermined threshold. Specifically, the evaluation unit 16 has 0.04 to 0.4 Hz. The sum of PSD curve values (PSDsum) is calculated, and the ratio of the PSD curve peak value (Peak) to all PSD (PSDsum-Peak) other than the peak value between 0.04 and 0.4 Hz (r = Peak / (PSDsum-Peak).

本実施形態では、所定の閾値は２つの閾値を設定し、それぞれ２つの閾値（Tm、Th）を、Tm＝１．０と、Th＝２．０とする。上述の通り、算出した比（r=Peak/(PSDsum-Peak)）が１．０より小さい場合、評価部１６は利用者が低度のリラックス状態であると評価する。一方、算出した比（r=Peak/(PSDsum-Peak)）が２．０より大きい場合、評価部１６は利用者が高度のリラックス状態、即ち心身が十分リラックスしている状態であると評価する。さらに、算出した比（r=Peak/(PSDsum-Peak)）が１．０より大きく、２．０より小さい場合、評価部１６は利用者が中度のリラックス状態、即ち心身が多少リラックスしている状態であると評価する。   In the present embodiment, two threshold values are set as the predetermined threshold values, and the two threshold values (Tm, Th) are set to Tm = 1.0 and Th = 2.0, respectively. As described above, when the calculated ratio (r = Peak / (PSDsum-Peak)) is smaller than 1.0, the evaluation unit 16 evaluates that the user is in a low relaxation state. On the other hand, when the calculated ratio (r = Peak / (PSDsum-Peak)) is larger than 2.0, the evaluation unit 16 evaluates that the user is in a highly relaxed state, that is, a state where the mind and body are sufficiently relaxed. . Further, when the calculated ratio (r = Peak / (PSDsum-Peak)) is larger than 1.0 and smaller than 2.0, the evaluation unit 16 is in a moderate relaxed state, that is, the mind and body are somewhat relaxed. It is evaluated that it is in a state.

さらに、評価部１６は、利用者のリラックス状態を確定する。即ち、評価部１６は、低度、中度、高度のリラックス状態の評価決定に対応する高、中、低に関連する状況の統計的評価を行い、評価部１６は、図６に示すリラックス状態スコア（Effort Index）４０を算出する。リラックス状態スコア４０の計算は、高度のリラックス状態の測定値（PerH）を４倍、中度のリラックス状態の測定値（PerM）を３倍、低度のリラックス状態の測定値（PerL）を０倍した加算値を４で除算することにより求めた計算値を、１００倍したものである。この計算式は、Effot Index=100×(PerH×4+PerM×3+PerL×0)/4である。ここで、PerH+PerM+PerL＝１となる。本実施形態では、高度のリラックス状態の占める割合が７０％を超えた場合、リラックス状態スコア４０が１００となる。なお、リラックス状態スコア４０は、高度なリラックス状態を達成するためのモチベーションとして、表示部１４に表示される。   Furthermore, the evaluation unit 16 determines the user's relaxed state. That is, the evaluation unit 16 performs a statistical evaluation of the situation related to high, medium, and low corresponding to the evaluation determination of the low, medium, and high relaxation states, and the evaluation unit 16 performs the relaxation state shown in FIG. A score (Effort Index) 40 is calculated. The calculation of the relaxed state score 40 is 4 times the measured value (PerH) of the advanced relaxed state, 3 times the measured value of the moderately relaxed state (PerM), and 0 of the measured value (PerL) of the low relaxed state. The calculated value obtained by dividing the multiplied addition value by 4 is multiplied by 100. This calculation formula is Effot Index = 100 × (PerH × 4 + PerM × 3 + PerL × 0) / 4. Here, PerH + PerM + PerL = 1. In the present embodiment, the relaxed state score 40 is 100 when the proportion of the advanced relaxed state exceeds 70%. The relaxed state score 40 is displayed on the display unit 14 as motivation for achieving an advanced relaxed state.

また、評価部１６は、それぞれ高、中、低度のリラックス状態の割合４１１、４１２、４１３を示す円グラフ４１を作成する。円グラフ４１は、表示部１４に表示され、利用者に対し、利用者自身のリラックス状態の情報を提供する。中度のリラックス状態の割合４１２と、低度のリラックス状態の割合４１３とを比較して、高度のリラックス状態の割合４１１が大きいと、リラックス状態スコア４０は高くなる。   In addition, the evaluation unit 16 creates a pie chart 41 indicating the ratios 411, 412, and 413 of the relaxed states of high, medium, and low, respectively. The pie chart 41 is displayed on the display unit 14 and provides the user with information on the relaxed state of the user. Comparing the moderate relaxed state ratio 412 and the low relaxed state ratio 413, the higher the relaxed state ratio 411, the higher the relaxed state score 40.

また、制御部１５に、呼吸率調整部１７を設けてもよい。利用者が、予め設定されたガイド用呼吸リズムに合わせて呼吸を開始し、ある程度時間（２５秒程度）が経過し、利用者のＨＲＶが安定した後、呼吸率調整部１７は利用者の実際の呼吸速度に対応したガイド用呼吸リズムを調整する。   In addition, the control unit 15 may be provided with a respiration rate adjustment unit 17. After the user starts breathing in accordance with a preset guide breathing rhythm, and after a certain amount of time (about 25 seconds) has elapsed and the user's HRV has stabilized, the respiration rate adjustment unit 17 Adjusts the breathing rhythm for the guide corresponding to the breathing rate.

例えば、利用者の実際の呼吸率が１０ｒｐｍを超えている場合、呼吸率調整部１７は、利用者の実際の呼吸率の設定を所定値（例えば、２）分減少した呼吸速度に等しくなるようにガイド用呼吸リズムを調整し、利用者の呼吸率が５〜１０ｒｐｍの範囲内となるように誘導する。また、所定時間経過する度に、呼吸率調整部１７は利用者の実際の呼吸率を測定し、利用者の呼吸率が５〜１０ｒｐｍの範囲内となるように呼吸率を調整する。一方、利用者の実際の呼吸率が１０ｒｐｍを超えていない場合、呼吸率調整部１７は、ガイド用呼吸リズムを利用者の実際の呼吸率と等しくなるように調整する。   For example, when the user's actual respiration rate exceeds 10 rpm, the respiration rate adjustment unit 17 is set to be equal to the respiration rate obtained by reducing the setting of the user's actual respiration rate by a predetermined value (for example, 2). The guide breathing rhythm is adjusted to guide the user's breathing rate to be in the range of 5 to 10 rpm. Further, every time a predetermined time elapses, the respiration rate adjustment unit 17 measures the actual respiration rate of the user and adjusts the respiration rate so that the respiration rate of the user falls within the range of 5 to 10 rpm. On the other hand, when the actual respiration rate of the user does not exceed 10 rpm, the respiration rate adjusting unit 17 adjusts the guide respiration rhythm so as to be equal to the actual respiration rate of the user.

本実施形態では、呼吸率調整部１７は、利用者が中度のリラックス状態、又は高度のリラックス状態である場合、利用者の呼吸率を算出する。利用者の呼吸率は、評価部１６により算出されたＰＳＤ曲線のピーク値の周波数（Fpeak）の６０倍とする（呼吸率（Resp Rate）=６０×Fpeak）。   In the present embodiment, the respiration rate adjustment unit 17 calculates the respiration rate of the user when the user is in a moderate relaxed state or an advanced relaxed state. The user's respiration rate is set to 60 times the frequency (Fpeak) of the peak value of the PSD curve calculated by the evaluation unit 16 (Resp Rate = 60 × Fpeak).

選択部１８は、利用者が操作することにより、携帯式呼吸誘導装置１０のメニュー機能から任意の機能メニューを選択可能とする。例えば、利用者の呼吸率が、ガイド用呼吸リズムである１分あたり６回のペースに合わない場合、利用者が選択部１８を操作し、別のガイド用呼吸リズムに変更できるようにするとよい。即ち、利用者が、表示部１４に表示されるガイド用呼吸リズムを遅すぎる、又は速すぎると感じた場合は、選択部１８を操作し、利用者がより快適に呼吸できるガイド用呼吸リズムを選択する構成としてもよい。一方、利用者が選択部１８を操作しても、利用者が任意にガイド用呼吸リズムを選択できない構成としてもよい。   The selection unit 18 enables an arbitrary function menu to be selected from the menu function of the portable breathing guidance apparatus 10 when operated by the user. For example, when the respiration rate of the user does not match the pace of 6 times per minute, which is the guide respiration rhythm, the user may operate the selection unit 18 to change to another guide respiration rhythm. . That is, when the user feels that the guide breathing rhythm displayed on the display unit 14 is too slow or too fast, the user operates the selection unit 18 to change the guide breathing rhythm that allows the user to breathe more comfortably. A configuration may be selected. On the other hand, even if a user operates the selection part 18, it is good also as a structure which a user cannot select the breathing rhythm for guides arbitrarily.

利用者の操作により、選択部１８が携帯式呼吸誘導装置１０の電源オン／オフをする構成としてもよい。また、選択部１８を操作することによって、図４に示す呼吸誘導画面と図５に示すリラックス状態の評価画面との表示を切替可能としてもよい。   The selection unit 18 may be configured to turn on / off the portable respiratory guidance device 10 by a user operation. Further, by operating the selection unit 18, the display between the breathing guidance screen shown in FIG. 4 and the relaxed evaluation screen shown in FIG. 5 may be switched.

電源１９は、携帯式呼吸誘導装置１０の駆動源として、装置本体３０内に、例えばアルカリ乾電池等をセットすることができ、脈拍検出部１１、表示部１４、及び制御部１５等と電気的に接続されている。   The power source 19 can set an alkaline battery, for example, in the apparatus main body 30 as a drive source of the portable breathing guidance apparatus 10, and is electrically connected to the pulse detection unit 11, the display unit 14, the control unit 15, and the like. It is connected.

装置本体２０は、パルスオキシメータ、即ち利用者の血液の脈拍数及び酸素含有量を測定するために利用者の指先に装着される器具のような形状に形成され、表示部１４が設けられた上側本体２１と、下側本体２２とから構成される。開口部２３が上側本体２１と下側本体２２と間に設けられ、図３に示すように利用者の指Ｆが開口部２３内に配置できる。上側本体２１と下側本体２２は、図示しない回転軸を中心に回動自在である。   The apparatus main body 20 is formed in a shape like a pulse oximeter, that is, an instrument attached to a user's fingertip to measure a user's blood pulse rate and oxygen content, and is provided with a display unit 14. The upper body 21 and the lower body 22 are configured. An opening 23 is provided between the upper main body 21 and the lower main body 22, and the user's finger F can be disposed in the opening 23 as shown in FIG. 3. The upper main body 21 and the lower main body 22 are rotatable about a rotation shaft (not shown).

本実施形態では、図３に示す通り、携帯式呼吸誘導装置１０を利用者の指Ｆに装着する際、利用者が携帯式呼吸誘導装置１０の一端部２４を挟むと、回動自在に設けられた上側本体２１と下側本体２２とはそれぞれ離間する方向へと回動し、開口部２３が拡開する。そして、利用者の指Ｆを下側本体２２の開口部２３内に配置し、一端部２３から手Ｈを放すと、利用者の指Ｆは挟持され、携帯式呼吸誘導装置１０は利用者の指Ｆに装着される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, when the portable respiratory guidance device 10 is mounted on the user's finger F, when the user sandwiches the one end 24 of the portable respiratory guidance device 10, the portable respiratory guidance device 10 is provided so as to be rotatable. The upper and lower main bodies 21 and 22 are rotated in directions away from each other, and the opening 23 is expanded. And if a user's finger F is arrange | positioned in the opening part 23 of the lower side main body 22, and the hand H is released from the one end part 23, a user's finger F will be clamped and the portable breathing guidance apparatus 10 will be a user's finger. It is worn on the finger F.

〈本実施形態の携帯式呼吸誘導装置の処理手順〉
次に、携帯式呼吸誘導装置１０による利用者のリラックス状態を評価する処理手順を、図７、８に示す本実施形態の携帯式呼吸誘導装置の処理手順を示すフローチャートにより説明する。なお、図３に示すように、利用者とは、携帯式呼吸誘導装置１０を指Ｆに装着し、携帯式呼吸誘導装置１０の表示部１４に表示される図形等の変化に合わせて呼吸を行う者をいう。 <Processing Procedure of Portable Breathing Guidance Device of This Embodiment>
Next, a processing procedure for evaluating the user's relaxed state by the portable respiratory guidance device 10 will be described with reference to flowcharts showing the processing procedure of the portable respiratory guidance device of the present embodiment shown in FIGS. As shown in FIG. 3, the user wears the portable breathing guidance device 10 on the finger F, and breathes in accordance with changes in the figure displayed on the display unit 14 of the portable breathing guidance device 10. The person who does it.

先ず、利用者は、携帯式呼吸誘導装置１０を利用者の指Ｆに装着する。本実施形態では、図３に示すように、利用者の手Ｈが携帯式呼吸誘導装置１０の一端部２４を挟み、回動自在に設けられた上側本体２１と下側本体２２とがそれぞれ離間する方向へと回動し、開口部２３が拡開する。そして、利用者は、利用者の指Ｆを下側本体２２の開口部２３内に配置し、一端部２３から手Ｈを放すと、利用者の指Ｆは挟持されて、携帯式呼吸誘導装置１０が利用者の指Ｆに装着される。   First, the user wears the portable respiratory guidance device 10 on the user's finger F. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the user's hand H sandwiches one end 24 of the portable breathing guidance device 10, and the upper body 21 and the lower body 22 that are rotatably provided are separated from each other. And the opening 23 expands. And if a user arrange | positions a user's finger F in the opening part 23 of the lower side main body 22, and releases the hand H from the one end part 23, a user's finger F will be clamped and a portable respiration induction | guidance apparatus 10 is worn on the user's finger F.

また、表示部１４には、設定されたガイド用呼吸リズムに合わせて、矢印の向きが変化する誘導矢印３１、及び形状、模様若しくは色彩等が変化する誘導図形３２が表示される。表示部１４に表示される誘導矢印３１、及び誘導図形３２の変化に合わせて、利用者が呼吸を行うことにより、利用者は一定の呼吸リズムによる呼吸へと誘導されることになる。図５（ａ）〜（ｆ）に示すように、本実施形態では、誘導矢印３１の矢印の向きが吸気開始のタイミングで下向きとなり、吸気終了後、呼気開始のタイミングで上向きとなる。また、誘導図形３２は、肺を簡略化して表した図形であって、吸気開始に合わせて、誘導図形３２の下部から、もとの色（例えば、緑色）から徐々に色（例えば、青色）が変化するように表示され、吸気終了時に誘導図形３２は完全に色（青色）が変化するように表示される。一方、吸気終了後、呼気開始に合わせて、誘導図形の上部から徐々にもとの色（緑色）に変化し表示され、呼気終了時に誘導図形３２は完全にもとの色（緑色）に変化する表示となる。   In addition, the display unit 14 displays a guide arrow 31 in which the direction of the arrow changes in accordance with the set guide breathing rhythm and a guide figure 32 in which the shape, pattern, color, or the like changes. When the user breathes in accordance with changes in the guidance arrow 31 and the guidance graphic 32 displayed on the display unit 14, the user is guided to breathing with a constant breathing rhythm. As shown in FIGS. 5A to 5F, in the present embodiment, the direction of the guide arrow 31 is downward at the start of inspiration, and is upward at the start of expiration after the end of inspiration. The guidance graphic 32 is a simplified representation of the lungs, and gradually from the original color (for example, green) to the color (for example, blue) from the lower part of the guidance pattern 32 at the start of inspiration. And the guidance graphic 32 is displayed so that the color (blue) completely changes at the end of inspiration. On the other hand, after the end of inspiration, the original figure (green) gradually changes from the upper part of the guidance figure in accordance with the start of expiration, and the guidance figure 32 completely changes to the original color (green) at the end of expiration. Is displayed.

図７に示すステップＳ１０１において、検出部１１は、利用者の指Ｆに携帯式呼吸誘導装置１０が装着されると、利用者の指Ｆから検出信号である脈拍信号の検出を開始する。本実施形態では、検出部１１は、脈拍信号を１００Hzでサンプリングして心臓の拍動間隔を求め、その心臓の拍動の時間間隔を更に４HzでサンプリングしてＨＲＶを識別する。従って、４Hzで心拍数のサンプリングをすることにより、利用者が空気を吸入し吐き出す場合を識別できる。   In step S <b> 101 shown in FIG. 7, when the portable respiratory guidance device 10 is worn on the user's finger F, the detection unit 11 starts detecting a pulse signal that is a detection signal from the user's finger F. In this embodiment, the detection unit 11 samples the pulse signal at 100 Hz to obtain the heart beat interval, and further samples the time interval of the heart beat at 4 Hz to identify the HRV. Therefore, by sampling the heart rate at 4 Hz, it is possible to identify the case where the user inhales and exhales air.

ステップＳ１０２において、心拍算出部１２は、ステップＳ１０１で検出された脈拍信号より、連続する二拍の心臓の拍動の時間間隔、即ちＲＲ間隔を算出する。ステップＳ１０３において、心拍算出部１２は、ＲＲ間隔を４Hzでサンプリングを重ねた後に一元化処理（平均値を引く）をする。ステップＳ１０４において、心拍算出部１２は、ＨＲＶデータを取得する。本実施形態では、心拍算出部１２は、３０秒間隔のＲＲ間隔を平均し、ＲＲ平均値を算出した後、ＨＲＶをサンプリング後のＨＲＶデータからＲＲ平均値を減算することにより、一元化したＨＲＶ曲線を算出する。この処理により、ＨＲＶの直流量を除去し、基線のドリフトの判断の正確性が向上する。   In step S102, the heart rate calculator 12 calculates a time interval between two consecutive heart beats, that is, an RR interval, from the pulse signal detected in step S101. In step S103, the heart rate calculation unit 12 performs a centralization process (subtracts the average value) after sampling at an RR interval of 4 Hz. In step S104, the heart rate calculator 12 acquires HRV data. In the present embodiment, the heart rate calculator 12 averages the RR intervals of 30 seconds, calculates the RR average value, and then subtracts the RR average value from the HRV data after sampling the HRV, thereby integrating the HRV curve. Is calculated. This process removes the DC amount of HRV and improves the accuracy of the determination of the baseline drift.

ステップＳ１０５において、評価部１６は、所定の単位時間（本実施形態では、５秒間）が経過したか否か判定し、所定の単位時間経過している場合、ステップＳ１０６に進み、所定の単位時間経過していない場合は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４を繰り返す。   In step S105, the evaluation unit 16 determines whether or not a predetermined unit time (5 seconds in the present embodiment) has elapsed. If the predetermined unit time has elapsed, the evaluation unit 16 proceeds to step S106 and proceeds to the predetermined unit time. If not, steps S101 to S104 are repeated.

ステップＳ１０６において、評価部１６は、ステップＳ１０４で一元化したＨＲＶデータに対して、ＦＦＴ変換を行う。ステップＳ１０７において、評価部１６は、序列各点の幅を二乗し、序列の長さで割る。ステップＳ１０８において、評価部１６は、ＰＳＤ曲線を算出する。   In step S106, the evaluation unit 16 performs FFT conversion on the HRV data unified in step S104. In step S107, the evaluation unit 16 squares the width of each point in the order and divides by the length of the order. In step S108, the evaluation unit 16 calculates a PSD curve.

ステップＳ１０９において、評価部１６は、ステップＳ１０８で算出したＰＳＤ曲線を分析して、ＰＳＤ曲線のピーク値（Peak）を探す。   In step S109, the evaluation unit 16 analyzes the PSD curve calculated in step S108 and searches for the peak value (Peak) of the PSD curve.

図８に示すステップＳ１１０において、評価部１６は、ステップＳ１０９で探したPeakの対応する周波数（Fpeak）が、０．０４Hz〜０．４Hzの範囲内である場合、ステップＳ１１１に進み、一方、０．０４Hz〜０．４Hzの範囲外である場合、ステップＳ１２２に進む。なお、ステップＳ１１０の処理を、評価条件１とする。   In step S110 shown in FIG. 8, when the frequency (Fpeak) corresponding to Peak searched in step S109 is within the range of 0.04 Hz to 0.4 Hz, the evaluation unit 16 proceeds to step S111. If it is out of the range of .04 Hz to 0.4 Hz, the process proceeds to step S122. Note that the processing in step S110 is set as evaluation condition 1.

ステップＳ１１１において、評価部１６は、ＰＳＤの幅を算出する。また評価部１６は、０Hz＜Peak／４である場合、ステップＳ１１２に進み、それ以外では、ステップＳ１２２に進む。なお、ステップＳ１１１の処理を、評価条件２とする。   In step S111, the evaluation unit 16 calculates the width of the PSD. If 0 Hz <Peak / 4, the evaluation unit 16 proceeds to step S112, and otherwise proceeds to step S122. Note that the processing in step S111 is set as evaluation condition 2.

ステップＳ１１２において、評価部１６は、（Fpeak−０．０２Hz）〜（Fpeak＋０．０２Hz）周波数範囲内のPeakを計算する。ステップＳ１１３において、評価部１６は、０．０４Hz〜０．４Hzの周波数範囲内のPSD（PSDsum）を計算する。ステップＳ１１４において、評価部１６は、r = Peak／（PSDsum − Peak）を計算する。   In step S112, the evaluation unit 16 calculates Peak within the frequency range of (Fpeak−0.02 Hz) to (Fpeak + 0.02 Hz). In step S113, the evaluation unit 16 calculates PSD (PSDsum) within a frequency range of 0.04 Hz to 0.4 Hz. In step S114, the evaluation unit 16 calculates r = Peak / (PSDsum−Peak).

ステップＳ１１５において、評価部１６は、設定閾値として、Tm=１．０、Th=２．０を設定する。ステップＳ１１６において、評価部１６は、ｒ＞Tmであるか否か判定する。評価部１６がｒ＞Tmであると判定した場合、ステップＳ１１７に進む。なお、呼吸率の調整処理を行うステップＳ１１８に進む構成としてもよい。一方、評価部１６がｒ≦Tmであると判定した場合、ステップＳ１２２に進む。ステップＳ１１７において、評価部１６は、ｒ＞Thであるか否か判定する。評価部１６がｒ＞Thであると判定した場合、ステップＳ１２０に進む。一方、評価部１６がｒ≦Thであると判定した場合、ステップＳ１２１に進む。なお、上述したステップＳ１１２〜Ｓ１１７の処理を、評価条件３とする。   In step S115, the evaluation unit 16 sets Tm = 1.0 and Th = 2.0 as the setting threshold values. In step S116, the evaluation unit 16 determines whether r> Tm. If the evaluation unit 16 determines that r> Tm, the process proceeds to step S117. In addition, it is good also as a structure which progresses to step S118 which performs the adjustment process of a respiration rate. On the other hand, when the evaluation unit 16 determines that r ≦ Tm, the process proceeds to step S122. In step S117, the evaluation unit 16 determines whether r> Th. When the evaluation unit 16 determines that r> Th, the process proceeds to step S120. On the other hand, when the evaluation unit 16 determines that r ≦ Th, the process proceeds to step S121. Note that the processing in steps S112 to S117 described above is set as evaluation condition 3.

ステップＳ１１８において、評価部１６は、上記した処理結果より、評価条件１〜３を満たすと評価し、利用者が高度のリラックス状態であると評価する。   In step S118, the evaluation unit 16 evaluates that the evaluation conditions 1 to 3 are satisfied from the above processing result, and evaluates that the user is in a highly relaxed state.

ステップＳ１１９において、評価部１６は、上記した処理結果より、評価条件１、２は満たすが、評価条件３の全てを満たさないとして、利用者が中度のリラックス状態であると評価する。   In step S119, the evaluation unit 16 evaluates that the user is in a moderate relaxed state by satisfying the evaluation conditions 1 and 2 but not satisfying all the evaluation conditions 3 from the above processing results.

ステップＳ１２０において、呼吸率調整部１７は、ステップＳ１１６の処理結果に基づいて、呼吸率を算出する。本実施形態では、呼吸率調整部１７が、利用者の呼吸率を、呼吸率（Resp Rate）=６０×Fpeakにより算出する。換言すれば、利用者の呼吸率は、評価部１６により算出されたＰＳＤ曲線のピーク値の周波数（Fpeak）の６０倍とする。   In step S120, the respiration rate adjusting unit 17 calculates a respiration rate based on the processing result of step S116. In the present embodiment, the respiration rate adjustment unit 17 calculates the respiration rate of the user by respiration rate (Resp Rate) = 60 × Fpeak. In other words, the respiration rate of the user is set to 60 times the frequency (Fpeak) of the peak value of the PSD curve calculated by the evaluation unit 16.

ステップＳ１２１において、呼吸率調整部１７は、ステップＳ１２０により算出された呼吸率から、利用者に適した呼吸率を調節する。具体的には、利用者の実際の呼吸率が１０ｒｐｍを超えている場合、呼吸率調整部１７は、利用者の実際の呼吸率の設定を所定値（例えば、２）分減少した呼吸速度に等しくなるようにガイド用呼吸リズムを調整し、利用者の呼吸率が５〜１０ｒｐｍの範囲内となるように誘導する。呼吸率調整部１７は、所定時間経過する度に、利用者の実際の呼吸率を測定し、利用者の呼吸率が５〜１０ｒｐｍの範囲内となるように誘導する。一方、利用者の実際の呼吸率が１０ｒｐｍを超えていない場合、呼吸率調整部１７は、ガイド用呼吸リズムを利用者の実際の呼吸率と等しくなるように調整する。本実施形態では、「通常」の他に「ゆっくり」と「早い」とがあり、利用者の呼吸率に合わせて調整されることによって、利用者がより高度なリラックス状態へと誘導ことができる。   In step S121, the respiration rate adjusting unit 17 adjusts a respiration rate suitable for the user from the respiration rate calculated in step S120. Specifically, when the user's actual respiration rate exceeds 10 rpm, the respiration rate adjustment unit 17 reduces the setting of the user's actual respiration rate to a respiration rate that is reduced by a predetermined value (for example, 2). The guide breathing rhythm is adjusted to be equal, and the user's breathing rate is guided to be within the range of 5 to 10 rpm. The respiration rate adjustment unit 17 measures the actual respiration rate of the user every time a predetermined time elapses and guides the respiration rate of the user to be within a range of 5 to 10 rpm. On the other hand, when the actual respiration rate of the user does not exceed 10 rpm, the respiration rate adjusting unit 17 adjusts the guide respiration rhythm so as to be equal to the actual respiration rate of the user. In this embodiment, there are “slow” and “fast” in addition to “normal”, and the user can be guided to a more advanced relaxed state by adjusting according to the respiration rate of the user. .

ステップＳ１２２において、評価部１６は、評価条件１〜３を満たさないとして、低度のリラックス状態、或いはリラックスしていない状態と評価する。   In step S <b> 122, the evaluation unit 16 evaluates that the evaluation conditions 1 to 3 are not satisfied and that the evaluation condition 16 is a low-level relaxed state or a non-relaxed state.

また、ステップＳ１１８、Ｓ１１９、Ｓ１２２において、評価部１６は、図６に示すスラックス状態スコア４０を算出する。算出されたスラックス状態スコア４０は、表示部１４に表示され、利用者が高度なリラックス状態を達成するためのモチベーションとなる。リラックス状態スコア４０は、次のように算出される。高度のリラックス状態の測定値（PerH）を４倍、中度のリラックス状態の測定値（PerM）を３倍、低度のリラックス状態の測定値（PerL）を０倍した加算値を４で除算することにより求めた計算値を、１００倍することにより、リラックス状態スコア４０が算出される。この計算式は、Effot Index=100×(PerH×4+PerM×3+PerL×0)/4であって、PerH+PerM+PerL＝１となる。本実施形態では、高度のリラックス状態の占める割合が７０％を超えた場合、リラックス状態スコア４０は１００となる。   In steps S118, S119, and S122, the evaluation unit 16 calculates the slack state score 40 shown in FIG. The calculated slack state score 40 is displayed on the display unit 14 and serves as a motivation for the user to achieve an advanced relaxed state. The relaxed state score 40 is calculated as follows. 4 times the high relaxed state measurement (PerH), 3 times the moderate relaxed state measurement (PerM), and 0 times the low relaxed state measurement (PerL). The relaxed state score 40 is calculated by multiplying the calculated value obtained by doing this by 100. This calculation formula is Effot Index = 100 × (PerH × 4 + PerM × 3 + PerL × 0) / 4, and PerH + PerM + PerL = 1. In the present embodiment, the relaxed state score 40 is 100 when the proportion of the advanced relaxed state exceeds 70%.

さらに、ステップＳ１１８、Ｓ１１９、Ｓ１２２において、評価部１６は、図６に示す円グラフ４１を作成する。作成された円グラフ４１は、表示部１４に表示されることにより、利用者は容易に利用者自身のリラックス状態を把握することが可能となる。   Furthermore, in steps S118, S119, and S122, the evaluation unit 16 creates a pie chart 41 shown in FIG. The created pie chart 41 is displayed on the display unit 14 so that the user can easily grasp the relaxed state of the user.

〈本実施形態の効果〉
本実施形態の携帯式呼吸誘導装置１０は、呼吸誘導技術と生体フィードバック技術を使って、非侵襲性の光センサーにより、利用者の脈拍信号を分析し、その分析結果から得られる心拍変動情報と呼吸率との間のコヒーレンスを分析することによって、利用者をリラックス状態に誘導することが可能となる。即ち、呼吸と心拍数変動の傾向の定常状態は、体内で交感神経と副交感神経の神経系間の相互作用の状態を反映している。心拍数変動が、定期的、且つ呼吸のリズムと同期すると、神経系は肉体と精神との調和へ導くと考えられる。これは、物理的な身体がより効果的になることを意味する。感情は安定し、精神は非常に生理的なリラックスした状態となり、平和的かつ明敏となる。 <Effect of this embodiment>
The portable respiratory guidance device 10 of this embodiment uses a respiratory guidance technique and a biological feedback technique to analyze a user's pulse signal with a non-invasive optical sensor, and to obtain heart rate variability information obtained from the analysis result. By analyzing the coherence between the respiratory rate, the user can be guided to a relaxed state. That is, the steady state of respiration and heart rate fluctuation trends reflects the state of interaction between the sympathetic and parasympathetic nervous systems in the body. When heart rate variability is synchronized with the rhythm of breathing regularly, it is thought that the nervous system leads to harmony between the body and the mind. This means that the physical body becomes more effective. Emotions are stable, spirits are in a very physiological relaxed state, peaceful and sensitive.

本実施形態の携帯式呼吸誘導装置１０は、利用者のリラックス状態を詳細に評価し、その評価結果を表示部１４に表示するため、利用者は簡単に利用者自身のリラックス状態を確認することが可能となる。   Since the portable breathing guidance apparatus 10 of this embodiment evaluates the user's relaxed state in detail and displays the evaluation result on the display unit 14, the user can easily confirm the user's own relaxed state. Is possible.

本実施形態の携帯式呼吸誘導装置１０は、利用者の呼吸率を算出し、ガイド用呼吸リズを調整することにより、利用者が煩雑な操作をしなくても、高度のリラックス状態へと誘導される。   The portable breathing guidance device 10 of this embodiment calculates a user's breathing rate and adjusts the guide breathing rhythm to guide the user to a highly relaxed state without complicated operations. Is done.

本実施形態の携帯式呼吸誘導装置１０は、図形の変化といったアニメーションを用いてガイド用呼吸リズムに誘導することにより、利用者の精神集中を助け、感情をコントロールし、自律神経系を穏やかにし、心身の健康水準を高め、全身を高いリラックス状態を達成させる。   The portable breathing guidance device 10 of the present embodiment guides the breathing rhythm for the guide using an animation such as a graphic change, thereby assisting the user's mental concentration, controlling emotions, calming the autonomic nervous system, Improve the level of mental and physical health and achieve a high level of relaxation throughout the body.

本実施形態の携帯式呼吸誘導装置１０は、利用者の指先に装着可能な程度の大きさであるため、携帯性に優れているだけでなく、操作は簡単であるため、家庭内、又は個人的に使用可能である。   The portable breathing guidance device 10 of the present embodiment is of a size that can be worn on the user's fingertips, so that it is not only excellent in portability, but also easy to operate, so it can be used at home or in individuals. Can be used.

本実施形態の携帯式呼吸誘導装置１０は、怒り、失望、そして不安を含むストレスの感情により、心拍数変動が不規則なり、また呼吸が乱れた利用者に対し、ゆっくりとした呼吸を促し、利用者が調和した身体と精神とリラックス状態に入るために、利用者に意識を集中させ、利用者を十分にリラックスした状態へと誘導することができる。利用者は、本実施形態の携帯式呼吸誘導装置１０を使用することによって、リラックス状態に誘導され、瞑想或いは座禅と同様な効果を得ることができ、それによって利用者の心身のリラックスと爽快な気分に達することを補助できる。   The portable breathing guidance device 10 of the present embodiment promotes slow breathing to a user whose heart rate variability is irregular and breathing is disturbed due to stress emotions including anger, disappointment, and anxiety, In order for the user to enter a relaxed state with a harmonious body and spirit, the user can concentrate the consciousness and guide the user to a sufficiently relaxed state. The user is guided to a relaxed state by using the portable breathing guidance apparatus 10 of the present embodiment, and can obtain the same effect as meditation or zazen, thereby relaxing and refreshing the user's mind and body. Can help reach mood.

〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明や実施形態の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含み、下記の変形例等も包含する。 [Modifications of Embodiment, etc.]
In addition to the configurations of the inventions and embodiments, the invention disclosed in the present specification is specified by changing these partial configurations to other configurations disclosed in the present specification within the applicable range, or these Including those specified by adding other configurations disclosed in this specification, or those obtained by deleting these partial configurations to the extent that partial effects can be obtained, These modifications are also included.

本実施形態では、利用者に対し、表示部１４に表示されるアニメーションによる呼吸リズムのガイドを行う構成としたが、携帯式呼吸誘導装置１０にスピーカー部を設け、スピーカー部から発生される音声により、呼吸リズムのガイドを行う構成としてもよい。なお、アニメーション及び音声の両方による呼吸リズムのガイドを行う構成としてもよく、選択部１８によりアニメーション、若しくは音声、又はその両方によるガイドを選択可能とする構成としてもよい。   In the present embodiment, the user is configured to guide the breathing rhythm by the animation displayed on the display unit 14. However, the portable breathing guidance apparatus 10 is provided with a speaker unit, and the voice generated from the speaker unit is used. Alternatively, the respiratory rhythm may be guided. In addition, it is good also as a structure which performs the guide of the respiratory rhythm by both animation and an audio | voice, and it is good also as a structure which can select the guide by an animation and / or audio | voice by the selection part 18.

１０…携帯式呼吸誘導装置 １１…脈拍検出部
１２…心拍算出部 １３…記憶部
１４…表示部 １５…制御部
１６…評価部 １７…呼吸率調整部
１８…選択部 １９…電源
２０…装置本体 ２１…上側本体
２２…下側本体 ２３…開口部
２４…一端部 ３１…誘導矢印
３２…誘導図形 ３３…心拍数
３４…タイマー ３５…バーグラフ
３６…ＨＲＶ曲線の波形 ４０…リラックス状態スコア
４１…円グラフ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Portable breathing induction apparatus 11 ... Pulse detection part 12 ... Heart rate calculation part 13 ... Memory | storage part 14 ... Display part 15 ... Control part 16 ... Evaluation part 17 ... Respiration rate adjustment part 18 ... Selection part 19 ... Power supply 20 ... Main part of apparatus DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Upper side body 22 ... Lower side body 23 ... Opening part 24 ... One end 31 ... Guidance arrow 32 ... Guidance figure 33 ... Heart rate 34 ... Timer 35 ... Bar graph 36 ... Waveform of HRV curve 40 ... Relaxation state score 41 ... Circle Graph

Claims (5)

利用者の指から検出信号を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記検出信号から心拍変動曲線を算出する心拍算出部と、
ガイド用呼吸リズムを記憶する記憶部と、
前記心拍算出部により算出した心拍変動曲線と前記記憶部に記憶した前記ガイド用呼吸リズムとを表示する表示部と、
を備える装置本体を有し、
前記装置本体は回動自在に軸支された上側本体と下側本体とから構成され、前記上側本体と前記下側本体との間に前記利用者の指を配置可能であることを特徴とする携帯式呼吸誘導装置。 A detection unit for detecting a detection signal from a user's finger;
A heart rate calculator that calculates a heart rate variability curve from the detection signal detected by the detector;
A storage unit for storing a breathing rhythm for the guide;
A display unit for displaying the heart rate variability curve calculated by the heart rate calculation unit and the guide respiratory rhythm stored in the storage unit;
An apparatus body comprising:
The apparatus main body includes an upper main body and a lower main body that are pivotally supported, and the user's finger can be disposed between the upper main body and the lower main body. Portable breathing guidance device. 前記心拍算出部が算出した前記心拍変動曲線に基づき、前記利用者のリラックス状態をそれぞれ低度のリラックス状態、中度のリラックス状態、及び高度のリラックス状態の割合から評価する評価部を有することを特徴とする請求項１に記載の携帯式呼吸誘導装置。   An evaluation unit that evaluates the relaxed state of the user from a ratio of a low relaxed state, a moderate relaxed state, and a high relaxed state based on the heart rate variability curve calculated by the heart rate calculating unit; The portable respiratory induction device according to claim 1, wherein 前記表示部が、前記評価部により評価された前記利用者のリラックス状態を表示することを特徴とする請求項２に記載の携帯式呼吸誘導装置。   The portable breathing guidance apparatus according to claim 2, wherein the display unit displays a relaxed state of the user evaluated by the evaluation unit. 前記利用者の心拍変動から、前記利用者の呼吸率を算出し、前記ガイド用呼吸リズムを前記利用者の呼吸率に対応する呼吸リズムに調整する呼吸率調整部を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の携帯式呼吸誘導装置。   A respiration rate adjustment unit that calculates the respiration rate of the user from the heart rate variability of the user and adjusts the respiration rhythm for the guide to a respiration rhythm corresponding to the respiration rate of the user. Item 4. The portable respiratory induction device according to any one of Items 1 to 3. 前記表示部は、所定の図形を変化させることにより前記ガイド用呼吸リズムを表示することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の携帯式呼吸誘導装置。   The portable respiratory guidance device according to claim 1, wherein the display unit displays the guide respiratory rhythm by changing a predetermined figure.
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