(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-24
(45)【発行日】2022-11-01
(54)【発明の名称】目標呼吸波形の生成方法、呼吸誘導方法、および呼吸誘導装置
(51)【国際特許分類】
A61M 21/02 20060101AFI20221025BHJP
A61B 5/0245 20060101ALI20221025BHJP
【ＦＩ】
A61M21/02 H
A61B5/0245 200
【請求項の数】
24
(21)【出願番号】P 2022532153
(86)(22)【出願日】2022-03-11
(86)【国際出願番号】 JP2022010951
【審査請求日】2022-05-30
(31)【優先権主張番号】P 2021079331
(32)【優先日】2021-05-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000003160
【氏名又は名称】東洋紡株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002837
【氏名又は名称】特許業務法人アスフィ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森本 翔太
(72)【発明者】
【氏名】福野 拓司
【審査官】小野田 達志
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第５９９７４８２（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００５／００９６５５５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１６－００８７７３５（ＫＲ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１３－０１４２４１２（ＫＲ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｍ ２１／０２
Ａ６１Ｂ ５／０２４５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンピュータが備える取得部が、被験者の心拍間隔を測定し、測定経過時間に対する単位時間あたりの心拍数を示す変動波形であって極大値および極小値を連続して有している第１波形を取得するステップと、コンピュータが備える深呼吸促進部が、前記第１波形が極大値となる位置の時間差を複数箇所分連続して測定し、該時間差の相対標準偏差が１５％以下となるまで被験者に深呼吸を促すステップと、
コンピュータが備える生成部が、目標となる呼吸の深度の時間的な変動波形であって吸気から呼気への転換点を示す極大値および呼気から吸気への転換点を示す極小値を連続して有している目標呼吸波形を生成するステップと、
を有しており、
前記目標呼吸波形を生成するステップにおいて、前記第１波形が極大値となる位置の時間をＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｉ、・・・、Ｔｎ、前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間をｔ１、ｔ２、・・・、ｔｉ、・・・、ｔｎ、ｎを３以上の自然数としたとき、前記第１波形が極大値となる位置の時間Ｔｉと前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間ｔｉとの時間差（Ｔｉ－ｔｉ）を複数箇所分連続して算出し、該時間差が最小である周期を有する目標呼吸波形を生成することを特徴とする目標呼吸波形の生成方法。
【請求項2】
前記目標呼吸波形は、極小値から極大値へ向かう時間に対し、極大値から極小値へ向かう時間が１～１．５倍である請求項１に記載の生成方法。
【請求項3】
前記目標呼吸波形は、経過時間に対して角速度が変動するｓｉｎ波である請求項１に記載の生成方法。
【請求項4】
前記目標呼吸波形を生成するステップは、生成した目標呼吸波形の位相を時間軸に沿って４秒以内の範囲で移動させるステップを更に有する請求項１～３のいずれかに記載の生成方法。
【請求項5】
請求項１～４のいずれかに記載の目標呼吸波形の生成方法で得られた目標呼吸波形に沿った呼吸をするように、コンピュータが備える呼吸促進部が、前記被験者に対して呼吸を促すステップを有することを特徴とする呼吸誘導方法。
【請求項6】
前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して視覚を通じて促すもの、聴覚を通じて促すもの、触覚を通じて促すもののうち、少なくとも１つ以上を用いる請求項５に記載の呼吸誘導方法。
【請求項7】
前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して視覚を通じて実行されるものであり、画面に前記目標呼吸波形を表示し、且つ前記被験者の呼吸の深度を計測して時間的な計測呼吸波形を生成し、得られた計測呼吸波形を前記目標呼吸波形に重ねて表示する請求項６に記載の呼吸誘導方法。
【請求項8】
前記被験者に対して呼吸を促すステップは、前記目標呼吸波形が極大値となる位置と、前記計測呼吸波形が極大値となる位置との差に基づいて、前記被験者の呼吸深度の一致度を評価し、評価結果を前記被験者に示す請求項７に記載の呼吸誘導方法。
【請求項9】
前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して視覚を通じて実行されるものであり、画面に前記目標呼吸波形を表示し、目標呼吸波形の進行方向に向かって時間の経過に従って目標呼吸波形の色を変化させることにより、前記被験者に呼吸を促す請求項６～８のいずれかに記載の呼吸誘導方法。
【請求項10】
前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して視覚を通じて実行されるものであり、画面に目標となる呼吸の深度を第１図形で示し、該第１図形を収縮または拡張させることにより、前記被験者に呼吸を促す請求項６に記載の呼吸誘導方法。
【請求項11】
前記被験者に対して呼吸を促すステップは、前記被験者の呼吸の深度を計測し、得られた呼吸の深度を示す第２図形を、前記第１図形に重ねて示す請求項１０に記載の呼吸誘導方法。
【請求項12】
前記被験者に対して呼吸を促すステップは、前記第１図形の収縮度合いと前記第２図形の収縮度合いとの差に基づいて一致度を評価し、評価結果を前記被験者に示す請求項１１に記載の呼吸誘導方法。
【請求項13】
前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して聴覚または触覚を通じて実行されるものであり、前記目標呼吸波形の極大値となる２５０～３５０ミリ秒前で前記被験者に呼気を促し、前記目標呼吸波形の極小値となる２５０～３５０ミリ秒前で前記被験者に吸気を促す請求項６に記載の呼吸誘導方法。
【請求項14】
前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して聴覚を通じて実行されるものであり、目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程で音を２～６回発生し、極大から極小に向かう過程で音を２～６回発生させることにより、前記被験者に呼吸を促す請求項６または１３に記載の呼吸誘導方法。
【請求項15】
前記音を等間隔で発生させる請求項１４に記載の呼吸誘導方法。
【請求項16】
前記音を発生回数毎に変化させる請求項１４または１５に記載の呼吸誘導方法。
【請求項17】
前記極小から極大に向かう過程と、前記極大から極小に向かう過程で、前記音を変化させる請求項１４～１６のいずれかに記載の呼吸誘導方法。
【請求項18】
前記音の変化が、音程、音色、音量、または長さの少なくとも１つである請求項１６または１７に記載の呼吸誘導方法。
【請求項19】
前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して触覚を通じて実行されるものであり、目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程で被験者に２～６回刺激を与え、極大から極小に向かう過程で被験者に２～６回刺激を与えることにより、前記被験者に呼吸を促す請求項６または１３に記載の呼吸誘導方法。
【請求項20】
前記刺激を等間隔で与える請求項１９に記載の呼吸誘導方法。
【請求項21】
前記刺激を与える回数毎に前記刺激を変化させる請求項１９または２０に記載の呼吸誘導方法。
【請求項22】
前記極小から極大に向かう過程と、前記極大から極小に向かう過程で、前記刺激を変化させる請求項１９～２１のいずれかに記載の呼吸誘導方法。
【請求項23】
前記被験者に与える前記刺激が電気信号であり、前記刺激の変化が、電気信号の強さ、間隔、または長さの少なくとも１つである請求項２１または２２に記載の呼吸誘導方法。
【請求項24】
被験者の心拍間隔を測定し、測定経過時間に対する単位時間あたりの心拍数を示す変動波形であって極大値および極小値を連続して有している第１波形を取得する取得部と、前記第１波形が極大値となる位置の時間差を複数箇所分連続して測定し、該時間差の相対標準偏差が１５％以下となるまで被験者に深呼吸を促す深呼吸促進部と、
目標となる呼吸の深度の時間的な変動波形であって吸気から呼気への転換点を示す極大値および呼気から吸気への転換点を示す極小値を連続して有している目標呼吸波形を生成する生成部と、
を有しており、
前記生成部では、前記第１波形が極大値となる位置の時間をＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｉ、・・・、Ｔｎ、前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間をｔ１、ｔ２、・・・、ｔｉ、・・・、ｔｎ、ｎを３以上の自然数とし、前記第１波形が極大値となる位置の時間Ｔｉと前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間ｔｉとの時間差（Ｔｉ－ｔｉ）を複数箇所分連続して算出し、該時間差が最小である周期を有する目標呼吸波形を生成することを特徴とする呼吸誘導装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被験者の呼吸を誘導し、被験者をリラックス状態にさせるための呼吸誘導方法および呼吸誘導装置、並びに該呼吸誘導方法で用いる目標呼吸波形の生成方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
心臓の拍動リズム（心拍数）は一定ではなく、不整に揺らいでおり、この揺らぎは心拍変動と呼ばれる。心拍変動は、自律神経系の二つの神経系である交感神経と副交感神経の相互作用によってコントロールされており、交感神経は心拍数を上げる方向に作用し、副交感神経は心拍数を下げる方向に作用することが知られている。そのため交感神経と副交感神経のバランスがとれれば、心拍変動が大きくなり、リラックスした状態となる。リラックスした状態を維持できれば、感情が安定し、思考が鮮明となり、認知機能が向上し、仕事の効率も上昇すると考えられる。しかし交感神経と副交感神経のバランスは、例えばストレスを受けることにより容易に崩れ、心拍変動は不規則となる。
【0003】
そこで呼吸をある一定のリズムに整え、心拍変動と呼吸の連動をモニタで観察しながら、比較的大きな心拍変動を維持するように訓練する方法が非特許文献１に記載されており、呼吸と心拍の位相が一致しているときに、被験者はリラックス感を受けることも記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【文献】バイオフィードバック研究、２０１３年、４０巻、第２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
非特許文献１には、呼吸による刺激をリズミカルに与えると持続的な心拍変動が現れること、こうした持続的な心拍変動を与える呼吸の共鳴周波数があり、共鳴周波数は個人によって異なり、４．５回／分～７回／分の範囲にあることが記載されている。そして非特許文献１には、６回／分のペース呼吸を２分間行い、コンピュータ画面に表示される心拍変動や呼吸の変動が安定したところでそれらのデータを測定し、休憩し、次に６．５回／分、５．５回／分等の呼吸周波数について各々２分間の測定を繰り返す試験によって、個人の共鳴周波数を決定する方法が開示されている。しかし非特許文献１に開示されている方法では自身の共鳴周波数の決定に時間がかかり、被験者は却ってストレスを感じることがあった。
【0006】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、被験者の呼吸を誘導することにより、被験者をリラックスさせる方法であって、短時間で被験者をリラックスさせることのできる呼吸誘導方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、前記呼吸誘導方法に用いる目標呼吸波形の生成方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、短時間で被験者をリラックスさせることのできる呼吸誘導装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、以下の通りである。
［１］ 被験者の心拍間隔を測定し、測定経過時間に対する単位時間あたりの心拍数を示す変動波形であって極大値および極小値を連続して有している第１波形を取得するステップと、前記第１波形が極大値となる位置の時間差を複数箇所分連続して測定し、該時間差の相対標準偏差が１５％以下となるまで被験者に深呼吸を促すステップと、目標となる呼吸の深度の時間的な変動波形であって吸気から呼気への転換点を示す極大値および呼気から吸気への転換点を示す極小値を連続して有している目標呼吸波形を生成するステップと、を有しており、前記目標呼吸波形を生成するステップにおいて、前記第１波形が極大値となる位置の時間をＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｉ、・・・、Ｔｎ、前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間をｔ１、ｔ２、・・・、ｔｉ、・・・、ｔｎ、ｎを３以上の自然数としたとき、前記第１波形が極大値となる位置の時間Ｔｉと前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間ｔｉとの時間差（Ｔｉ－ｔｉ）を複数箇所分連続して算出し、該時間差が最小である周期を有する目標呼吸波形を生成することを特徴とする目標呼吸波形の生成方法。
［２］ 前記目標呼吸波形は、極小値から極大値へ向かう時間に対し、極大値から極小値へ向かう時間が１～１．５倍である［１］に記載の生成方法。
［３］ 前記目標呼吸波形は、経過時間に対して角速度が変動するｓｉｎ波である［１］に記載の生成方法。
［４］ 生成した目標呼吸波形の位相を時間軸に沿って４秒以内の範囲で移動させるステップを更に有する［１］～［３］のいずれかに記載の生成方法。
［５］ ［１］～［４］のいずれかに記載の目標呼吸波形の生成方法で得られた目標呼吸波形に沿った呼吸をするように前記被験者に対して呼吸を促すステップを有することを特徴とする呼吸誘導方法。
［６］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して視覚を通じて促すもの、聴覚を通じて促すもの、触覚を通じて促すもののうち、少なくとも１つ以上を用いる［５］に記載の呼吸誘導方法。
［７］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して視覚を通じて実行されるものであり、画面に前記目標呼吸波形を表示し、且つ前記被験者の呼吸の深度を計測して時間的な計測呼吸波形を生成し、得られた計測呼吸波形を前記目標呼吸波形に重ねて表示する［６］に記載の呼吸誘導方法。
［８］ 前記目標呼吸波形が極大値となる位置と、前記計測呼吸波形が極大値となる位置との差に基づいて、前記被験者の呼吸深度の一致度を評価し、評価結果を前記被験者に示す［７］に記載の呼吸誘導方法。
［９］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して視覚を通じて実行されるものであり、画面に前記目標呼吸波形を表示し、目標呼吸波形の進行方向に向かって時間の経過に従って目標呼吸波形の色を変化させることにより、前記被験者に呼吸を促す［６］～［８］のいずれかに記載の呼吸誘導方法。
［１０］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して視覚を通じて実行されるものであり、画面に目標となる呼吸の深度を第１図形で示し、該第１図形を収縮または拡張させることにより、前記被験者に呼吸を促す［６］に記載の呼吸誘導方法。
［１１］ 前記被験者の呼吸の深度を計測し、得られた呼吸の深度を示す第２図形を、前記第１図形に重ねて示す［１０］に記載の呼吸誘導方法。
［１２］ 前記第１図形の収縮度合いと前記第２図形の収縮度合いとの差に基づいて一致度を評価し、評価結果を前記被験者に示す［１１］に記載の呼吸誘導方法。
［１３］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して聴覚または触覚を通じて実行されるものであり、前記目標呼吸波形の極大値となる２５０～３５０ミリ秒前で前記被験者に呼気を促し、前記目標呼吸波形の極小値となる２５０～３５０ミリ秒前で前記被験者に吸気を促す［６］に記載の呼吸誘導方法。
［１４］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して聴覚を通じて実行されるものであり、目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程で音を２～６回発生し、極大から極小に向かう過程で音を２～６回発生させることにより、前記被験者に呼吸を促す［６］または［１３］に記載の呼吸誘導方法。
［１５］ 前記音を等間隔で発生させる［１４］に記載の呼吸誘導方法。
［１６］ 前記音を発生回数毎に変化させる［１４］または［１５］に記載の呼吸誘導方法。
［１７］ 前記極小から極大に向かう過程と、前記極大から極小に向かう過程で、前記音を変化させる［１４］～［１６］のいずれかに記載の呼吸誘導方法。
［１８］ 前記音の変化が、音程、音色、音量、または長さの少なくとも１つである［１６］または［１７］に記載の呼吸誘導方法。
［１９］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して触覚を通じて実行されるものであり、目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程で被験者に２～６回刺激を与え、極大から極小に向かう過程で被験者に２～６回刺激を与えることにより、前記被験者に呼吸を促す［６］または［１３］に記載の呼吸誘導方法。
［２０］ 前記刺激を等間隔で与える［１９］に記載の呼吸誘導方法。
［２１］ 前記刺激を与える回数毎に前記刺激を変化させる［１９］または［２０］に記載の呼吸誘導方法。
［２２］ 前記極小から極大に向かう過程と、前記極大から極小に向かう過程で、前記刺激を変化させる［１９］～［２１］のいずれかに記載の呼吸誘導方法。
［２３］ 前記被験者に与える前記刺激が電気信号であり、前記刺激の変化が、電気信号の強さ、間隔、または長さの少なくとも１つである［２１］または［２２］に記載の呼吸誘導方法。
［２４］ 被験者の心拍間隔を測定し、測定経過時間に対する単位時間あたりの心拍数を示す変動波形であって極大値および極小値を連続して有している第１波形を取得する取得部と、前記第１波形が極大値となる位置の時間差を複数箇所分連続して測定し、該時間差の相対標準偏差が１５％以下となるまで被験者に深呼吸を促す深呼吸促進部と、目標となる呼吸の深度の時間的な変動波形であって吸気から呼気への転換点を示す極大値および呼気から吸気への転換点を示す極小値を連続して有している目標呼吸波形を生成する生成部と、を有しており、前記生成部では、前記第１波形が極大値となる位置の時間をＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｉ、・・・、Ｔｎ、前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間をｔ１、ｔ２、・・・、ｔｉ、・・・、ｔｎ、ｎを３以上の自然数とし、前記第１波形が極大値となる位置の時間Ｔｉと前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間ｔｉとの時間差（Ｔｉ－ｔｉ）を複数箇所分連続して算出し、該時間差が最小である周期を有する目標呼吸波形を生成することを特徴とする呼吸誘導装置。
［１］ 被験者の心拍間隔を測定し、測定経過時間に対する単位時間あたりの心拍数を示す変動波形であって極大値および極小値を連続して有している第１波形を取得するステップと、前記第１波形が極大値となる位置の時間差を複数箇所分連続して測定し、該時間差の相対標準偏差が１５％以下となるまで被験者に深呼吸を促すステップと、目標となる呼吸の深度の時間的な変動波形であって吸気から呼気への転換点を示す極大値および呼気から吸気への転換点を示す極小値を連続して有している目標呼吸波形を生成するステップと、を有しており、前記目標呼吸波形を生成するステップにおいて、前記第１波形が極大値となる位置の時間をＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｉ、・・・、Ｔｎ、前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間をｔ１、ｔ２、・・・、ｔｉ、・・・、ｔｎ、ｎを３以上の自然数としたとき、前記第１波形が極大値となる位置の時間Ｔｉと前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間ｔｉとの時間差（Ｔｉ－ｔｉ）を複数箇所分連続して算出し、該時間差が最小である周期を有する目標呼吸波形を生成することを特徴とする目標呼吸波形の生成方法。
［２］ 前記目標呼吸波形は、極小値から極大値へ向かう時間に対し、極大値から極小値へ向かう時間が１～１．５倍である［１］に記載の生成方法。
［３］ 前記目標呼吸波形は、経過時間に対して角速度が変動するｓｉｎ波である［１］に記載の生成方法。
［４］ 生成した目標呼吸波形の位相を時間軸に沿って４秒以内の範囲で移動させるステップを更に有する［１］～［３］のいずれかに記載の生成方法。
［５］ ［１］～［４］のいずれかに記載の目標呼吸波形の生成方法で得られた目標呼吸波形に沿った呼吸をするように前記被験者に対して呼吸を促すステップを有することを特徴とする呼吸誘導方法。
［６］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して視覚を通じて促すもの、聴覚を通じて促すもの、触覚を通じて促すもののうち、少なくとも１つ以上を用いる［５］に記載の呼吸誘導方法。
［７］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して視覚を通じて実行されるものであり、画面に前記目標呼吸波形を表示し、且つ前記被験者の呼吸の深度を計測して時間的な計測呼吸波形を生成し、得られた計測呼吸波形を前記目標呼吸波形に重ねて表示する［６］に記載の呼吸誘導方法。
［８］ 前記目標呼吸波形が極大値となる位置と、前記計測呼吸波形が極大値となる位置との差に基づいて、前記被験者の呼吸深度の一致度を評価し、評価結果を前記被験者に示す［７］に記載の呼吸誘導方法。
［９］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して視覚を通じて実行されるものであり、画面に前記目標呼吸波形を表示し、目標呼吸波形の進行方向に向かって時間の経過に従って目標呼吸波形の色を変化させることにより、前記被験者に呼吸を促す［６］～［８］のいずれかに記載の呼吸誘導方法。
［１０］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して視覚を通じて実行されるものであり、画面に目標となる呼吸の深度を第１図形で示し、該第１図形を収縮または拡張させることにより、前記被験者に呼吸を促す［６］に記載の呼吸誘導方法。
［１１］ 前記被験者の呼吸の深度を計測し、得られた呼吸の深度を示す第２図形を、前記第１図形に重ねて示す［１０］に記載の呼吸誘導方法。
［１２］ 前記第１図形の収縮度合いと前記第２図形の収縮度合いとの差に基づいて一致度を評価し、評価結果を前記被験者に示す［１１］に記載の呼吸誘導方法。
［１３］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して聴覚または触覚を通じて実行されるものであり、前記目標呼吸波形の極大値となる２５０～３５０ミリ秒前で前記被験者に呼気を促し、前記目標呼吸波形の極小値となる２５０～３５０ミリ秒前で前記被験者に吸気を促す［６］に記載の呼吸誘導方法。
［１４］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して聴覚を通じて実行されるものであり、目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程で音を２～６回発生し、極大から極小に向かう過程で音を２～６回発生させることにより、前記被験者に呼吸を促す［６］または［１３］に記載の呼吸誘導方法。
［１５］ 前記音を等間隔で発生させる［１４］に記載の呼吸誘導方法。
［１６］ 前記音を発生回数毎に変化させる［１４］または［１５］に記載の呼吸誘導方法。
［１７］ 前記極小から極大に向かう過程と、前記極大から極小に向かう過程で、前記音を変化させる［１４］～［１６］のいずれかに記載の呼吸誘導方法。
［１８］ 前記音の変化が、音程、音色、音量、または長さの少なくとも１つである［１６］または［１７］に記載の呼吸誘導方法。
［１９］ 前記被験者に対して呼吸を促すステップは、被験者に対して触覚を通じて実行されるものであり、目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程で被験者に２～６回刺激を与え、極大から極小に向かう過程で被験者に２～６回刺激を与えることにより、前記被験者に呼吸を促す［６］または［１３］に記載の呼吸誘導方法。
［２０］ 前記刺激を等間隔で与える［１９］に記載の呼吸誘導方法。
［２１］ 前記刺激を与える回数毎に前記刺激を変化させる［１９］または［２０］に記載の呼吸誘導方法。
［２２］ 前記極小から極大に向かう過程と、前記極大から極小に向かう過程で、前記刺激を変化させる［１９］～［２１］のいずれかに記載の呼吸誘導方法。
［２３］ 前記被験者に与える前記刺激が電気信号であり、前記刺激の変化が、電気信号の強さ、間隔、または長さの少なくとも１つである［２１］または［２２］に記載の呼吸誘導方法。
［２４］ 被験者の心拍間隔を測定し、測定経過時間に対する単位時間あたりの心拍数を示す変動波形であって極大値および極小値を連続して有している第１波形を取得する取得部と、前記第１波形が極大値となる位置の時間差を複数箇所分連続して測定し、該時間差の相対標準偏差が１５％以下となるまで被験者に深呼吸を促す深呼吸促進部と、目標となる呼吸の深度の時間的な変動波形であって吸気から呼気への転換点を示す極大値および呼気から吸気への転換点を示す極小値を連続して有している目標呼吸波形を生成する生成部と、を有しており、前記生成部では、前記第１波形が極大値となる位置の時間をＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｉ、・・・、Ｔｎ、前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間をｔ１、ｔ２、・・・、ｔｉ、・・・、ｔｎ、ｎを３以上の自然数とし、前記第１波形が極大値となる位置の時間Ｔｉと前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間ｔｉとの時間差（Ｔｉ－ｔｉ）を複数箇所分連続して算出し、該時間差が最小である周期を有する目標呼吸波形を生成することを特徴とする呼吸誘導装置。
【発明の効果】
【0008】
本発明では、被験者の心拍間隔を測定し、測定経過時間に対する単位時間あたりの心拍数を示す変動波形を被験者から取得し、得られた変動波形に基づいて目標呼吸波形を生成している。そして、生成した目標呼吸波形に沿った呼吸を被験者に促す呼吸誘導方法により、被験者をリラックス状態に誘導するまでの時間を短縮できる。その結果、被験者はストレスを感じることなく、短時間でリラックス状態となる。また、本発明によれば、短時間で被験者をリラックスさせることのできる呼吸誘導装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明に係る目標呼吸波形の生成方法は、被験者の心拍間隔を測定し、測定経過時間に対する単位時間あたりの心拍数を示す変動波形であって極大値および極小値を連続して有している第１波形を取得するステップ（以下、第１波形取得ステップということがある）と、前記第１波形が極大値となる位置の時間差を複数箇所分連続して測定し、該時間差の相対標準偏差が１５％以下となるまで被験者に深呼吸を促すステップ（以下、安定化ステップということがある）と、目標となる呼吸の深度の時間的な変動波形であって吸気から呼気への転換点を示す極大値および呼気から吸気への転換点を示す極小値を連続して有している目標呼吸波形を生成するステップ（以下、目標呼吸波形生成ステップということがある）と、を有している。そして本発明の目標呼吸波形の生成方法は、前記目標呼吸波形を生成するステップにおいて、前記第１波形が極大値となる位置の時間をＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｉ、・・・、Ｔｎ、前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間をｔ１、ｔ２、・・・、ｔｉ、・・・、ｔｎ、ｎを３以上の自然数としたとき、前記第１波形が極大値となる位置の時間Ｔｉと前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間ｔｉとの時間差（Ｔｉ－ｔｉ）を複数箇所分連続して算出し、該時間差が最小である周期を有する目標呼吸波形を生成するところに特徴を有している。
【0011】
以下、順を追って説明する。
【0012】
（第１波形取得ステップ）
第１波形取得ステップでは、被験者の心拍間隔を測定し、測定経過時間に対する単位時間あたりの心拍数を示す変動波形（以下、心拍変動波形ということがある。）を取得する。心拍変動波形は、極大値および極小値を連続して有しており、極大値は被験者の所定時間当たりの心拍数が増加から減少へ転じる点を示し、極小値は被験者の所定時間当たりの心拍数が減少から増加へ転じる点を示している。心拍変動波形は、例えば、拍動１回ごとのＲＲＩ（Ｒ－Ｒ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を用いて６０／ＲＲＩ（秒）から算出でき、他の方法を用いて算出してもよい。心拍変動波形を本発明では第１波形と呼ぶこととする。
第１波形取得ステップでは、被験者の心拍間隔を測定し、測定経過時間に対する単位時間あたりの心拍数を示す変動波形（以下、心拍変動波形ということがある。）を取得する。心拍変動波形は、極大値および極小値を連続して有しており、極大値は被験者の所定時間当たりの心拍数が増加から減少へ転じる点を示し、極小値は被験者の所定時間当たりの心拍数が減少から増加へ転じる点を示している。心拍変動波形は、例えば、拍動１回ごとのＲＲＩ（Ｒ－Ｒ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を用いて６０／ＲＲＩ（秒）から算出でき、他の方法を用いて算出してもよい。心拍変動波形を本発明では第１波形と呼ぶこととする。
【0013】
被験者から第１波形を取得する方法は特に限定されず、公知の心拍計を用いることができる。
【0014】
（安定化ステップ）
安定化ステップでは、前記第１波形が極大値となる位置のうち、隣り合う位置における時間の差（時間差）を複数箇所分連続して測定し、該時間差の相対標準偏差が１５％以下となるまで被験者に深呼吸を促す。被験者に深呼吸を促し、上記時間差の相対標準偏差を１５％以下とすることにより、被験者の所定時間当たりの心拍数を安定させることができる。上記時間差の相対標準偏差は、１０％以下とすることがより好ましく、更に好ましくは８％以下である。
安定化ステップでは、前記第１波形が極大値となる位置のうち、隣り合う位置における時間の差（時間差）を複数箇所分連続して測定し、該時間差の相対標準偏差が１５％以下となるまで被験者に深呼吸を促す。被験者に深呼吸を促し、上記時間差の相対標準偏差を１５％以下とすることにより、被験者の所定時間当たりの心拍数を安定させることができる。上記時間差の相対標準偏差は、１０％以下とすることがより好ましく、更に好ましくは８％以下である。
【0015】
時間差を測定する回数は特に限定されず、例えば、２回以上が好ましく、より好ましくは３回以上であり、上限は５回以下が好ましく、より好ましくは４回以下である。
【0016】
第１波形が極大値となる位置と、隣り合う極大値の位置との時間の差（時間差）を測定する手順について図面を用いて説明する。図１において、横軸は時間、縦軸は呼吸の深度を表しており、実線で示す曲線１は、被験者から取得した第１波形を示している。第１波形が極大値となる位置の時間をＴｉとし、当該極大値に隣り合う極大値の位置における時間をＴｉ＋１としたとき、第１波形が極大値となる位置における時間Ｔｉと時間Ｔｉ＋１との差（Ｔｉ＋１－Ｔｉ）を時間差とする。
【0017】
（目標呼吸波形生成ステップ）
目標呼吸波形生成ステップでは、被験者の目標となる呼吸の深度の時間的な変動波形（目標呼吸波形）を生成する。目標呼吸波形は、極大値および極小値を連続して有しており、極大値は吸気（吸う）から呼気（吐く）への転換点を示し、極小値は呼気（吐く）から吸気（吸う）への転換点を示している。
目標呼吸波形生成ステップでは、被験者の目標となる呼吸の深度の時間的な変動波形（目標呼吸波形）を生成する。目標呼吸波形は、極大値および極小値を連続して有しており、極大値は吸気（吸う）から呼気（吐く）への転換点を示し、極小値は呼気（吐く）から吸気（吸う）への転換点を示している。
【0018】
目標呼吸波形を生成するステップにおいては、前記第１波形が極大値となる位置の時間をＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｉ、・・・、Ｔｎとし、前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間をｔ１、ｔ２、・・・、ｔｉ、・・・、ｔｎとし、ｎを３以上の自然数としたとき、前記第１波形が極大値となる位置の時間Ｔｉと前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間ｔｉとの時間差（Ｔｉ－ｔｉ）を複数箇所分連続して算出し、該時間差が最小である周期を有する目標呼吸波形を生成する。
【0019】
時間差を測定する回数は特に限定されず、例えば、２回以上が好ましく、より好ましくは３回以上であり、上限は５回以下が好ましく、より好ましくは４回以下である。
【0020】
時間Ｔｉと時間ｔｉとの差（Ｔｉ－ｔｉ）を測定する手順について図面を用いて説明する。図２の（ａ）、図２の（ｂ）において、横軸は時間、縦軸は呼吸の深度を表しており、実線で示す曲線１は被験者から取得した第１波形を示しており、第１波形が極大値となる位置における時間をＴｉ、隣り合う極大値となる位置における時間をＴｉ＋１とする。一方、点線で示す曲線２は目標呼吸波形を示しており、目標呼吸波形が極大値となる位置の時間をｔｉ、隣り合う極大値となる位置における時間をｔｉ＋１とする。第１波形が極大値となる位置の時間Ｔｉと、目標呼吸波形が極大値となる位置の時間ｔｉの差が時間差（Ｔｉ－ｔｉ）となる。
【0021】
第１波形が極大値となる位置と前記目標呼吸波形が極大値となる位置は、図２の（ａ）に示すように、前記目標呼吸波形が極大値となる位置が、前記第１波形が極大値となる位置よりも時間的に手前でもよいし、図２の（ｂ）に示すように、前記目標呼吸波形が極大値となる位置が、前記第１波形が極大値となる位置よりも時間的に後でもよい。
【0022】
本発明に係る目標呼吸波形の生成方法では、上記時間差（Ｔｉ－ｔｉ）が最小である周期を有する目標呼吸波形を生成する。
【0023】
本発明では、第１波形が極小値となる位置の時間や、目標呼吸波形が極小値となる位置の時間ではなく、第１波形が極大値となる位置の時間と、目標呼吸波形が極大値となる位置の時間に着目している。各波形の最大値となる位置の時間の差に基づいて被験者に対して呼吸を誘導することにより、被験者の心拍変動波形と、被験者の実際の呼吸の深度の時間的な変動波形の位相を確実に一致させることができる。
【0024】
目標呼吸波形生成ステップで生成する前記目標呼吸波形は、極小値から極大値へ向かう時間よりも、極大値から極小値へ向かう時間の方が短くなるように生成してもよいが（即ち、極小値から極大値へ向かう時間に対し、極大値から極小値へ向かう時間が１倍未満の目標呼吸波形を生成してもよいが）、極小値から極大値へ向かう時間と極大値から極小値へ向かう時間は同じであるか、極小値から極大値へ向かう時間よりも極大値から極小値へ向かう時間の方が長い目標呼吸波形を生成することが好ましい。例えば、極小値から極大値へ向かう時間に対し、極大値から極小値へ向かう時間が１～１．５倍である目標呼吸波形を生成することがより好ましい。これにより、被験者の心拍変動波形と、被験者の実際の呼吸の深度の時間的な変動波形の位相を確実に一致させることができる。
【0025】
目標呼吸波形生成ステップで生成する前記目標呼吸波形は、経過時間に対して角速度が変動するｓｉｎ波であることが好ましい。
【0026】
本発明に係る目標呼吸波形の生成方法では、上記のステップで生成した目標呼吸波形をそのまま用いてもよいが、生成した目標呼吸波形の位相を時間軸に沿って４秒以内（より好ましくは２秒以内、更に好ましくは１秒以内）の範囲で移動させるステップを更に有することが好ましい。これにより、被験者の心拍変動波形と、被験者の実際の呼吸の深度の時間的な変動波形の位相を確実に一致させることができる。
【0027】
目標呼吸波形の位相を時間軸に沿って移動させる方向は、時間を遅らせる方向でもよいし、時間を早める方向でもよい。
【0028】
本発明には、上記の目標呼吸波形の生成方法で得られた目標呼吸波形に沿った呼吸をするように前記被験者に対して呼吸を促すステップ（以下、呼吸誘導ステップということがある）を有する呼吸誘導方法も含まれる。即ち、目標呼吸波形に沿った呼吸をするように被験者に呼吸を促すことにより、第１波形が極大値となる位置と、被験者の実際の呼吸の深度を計測して生成する時間的な変動波形（以下、計測呼吸波形ということがある。）が極大値となる位置を一致させることができ、被験者をリラックスさせることができる。また、本発明の呼吸誘導方法によれば、被験者から所定時間当たりの心拍数の時間的な変動波形を取得するだけで被験者に誘導する呼吸のリズムを設定できるため、上記非特許文献１のような個人の共鳴周波数を求めるステップが不要となり、被験者は短時間でリラックスできる。
【0029】
被験者に対して呼吸を促すステップにおいて、被験者に対して呼吸を促す方法は、例えば、視覚を通じて促すもの、聴覚を通じて促すもの、触覚を通じて促すものが挙げられ、これらのうち、少なくとも１つ以上を用いることが好ましい。視覚を通じて促すとは、スマートフォンなどの画面に少なくとも呼気を開始するタイミングおよび吸気を開始するタイミングを表示することにより、被験者に呼気を開始するタイミングおよび吸気を開始するタイミングを認識させ、呼吸を促すことを意味する。聴覚を通じて促すとは、音を用いて少なくとも呼気を開始するタイミングおよび吸気を開始するタイミングを被験者に認識させ、呼吸を促すことを意味する。触覚を通じて促すとは、被験者に物理的な刺激を与えることによって少なくとも呼気を開始するタイミングおよび吸気を開始するタイミングを被験者に認識させ、呼吸を促すことを意味する。
【0030】
被験者に対して呼吸を促すステップを、被験者に対して視覚を通じて実行する場合は、例えば、画面に前記目標呼吸波形を表示し、且つ前記被験者の実際の呼吸の深度を計測して時間的な計測呼吸波形を生成し、得られた計測呼吸波形を前記目標呼吸波形に重ねて表示することが好ましい。計測呼吸波形を目標呼吸波形に重ねて表示することにより、被験者は自身の実際の呼吸の深度と目標となる呼吸の深度とのズレを認識しやすくなる。
【0031】
計測呼吸波形を生成する場合は、前記目標呼吸波形が極大値となる位置と、前記計測呼吸波形が極大値となる位置との差に基づいて、前記被験者の呼吸深度の一致度を評価し、評価結果を前記被験者に示すことが好ましい。被験者に評価結果を示すことにより、被験者が実際の呼吸の深度と目標となる呼吸の深度とのズレを認識しやすくなる。また、被験者が、自身の一致度の高さを認識することができれば、被験者は満足感を得ることができる。呼吸深度の一致度は、例えば、前記目標呼吸波形が極大値となる位置と、前記計測呼吸波形が極大値となる位置との差が４秒以内である場合に、一致していると評価することが好ましい。前記計測呼吸波形が極大値となる位置との差は、２秒以内であることがより好ましく、更に好ましくは１秒以内である。
【0032】
被験者に対して呼吸を促すステップを、被験者に対して視覚を通じて実行する場合は、画面に前記目標呼吸波形のみを表示してもよいが、例えば、画面に前記目標呼吸波形を表示し、目標呼吸波形の進行方向に向かって時間の経過に従って目標呼吸波形の色、線の種類、線の太さを変化させることにより、前記被験者に呼吸を促すことが好ましい。
【0033】
目標呼吸波形の色、線の種類、線の太さを変化させることにより、被験者は吸気から呼気へ転換するタイミングや呼気から吸気へ転換するタイミングを認識しやすくなる。前記目標呼吸波形の色は、色相、彩度、および明度のうち少なくとも１つを変化させればよい。
【0034】
目標呼吸波形の線の種類を変化させて被験者に呼吸を促す場合の一例を図３に示す。図３において、点線１１は、目標呼吸波形生成ステップで得られた目標呼吸波形を示しており、図３の左側から右側へ、目標呼吸波形を点線１１から実線１１ａに順次変化させることによって、時間の経過を示すことができる。
【0035】
被験者に対して呼吸を促すステップを、被験者に対して視覚を通じて実行する場合は、例えば、画面に目標となる呼吸の深度を第１図形で示し、該第１図形を収縮または拡張させることにより、前記被験者に呼吸を促すことも好ましい態様である。画面に第１図形を示し、該第１図形を収縮または拡張させることにより、被験者は呼吸の深度を直感的に認識でき、吸気と呼気のタイミングを容易に認識できる。
【0036】
第１図形の形状は特に限定されず、例えば、円形、楕円形、矩形、多角形、ハート形、スペード形、クローバー形、ダイヤ形、またはこれらの組み合わせであってもよい。また、第１図形は、平面図形に限定されず、立体的に示した図形であってもよい。
【0037】
画面としては、スマートフォン、タブレット端末、ノート型パソコンなどの携帯端末の画面や、テレビの画面、パーソナルコンピューターの画面、液晶ディスプレイなどが挙げられる。
【0038】
画面に目標となる呼吸の深度を第１図形で示す場合は、前記被験者の実際の呼吸の深度を計測し、得られた実際の呼吸の深度を示す第２図形を、前記第１図形に重ねて示すことが好ましい。第２図形の形状は、前記第１図形の形状として例示したものが挙げられる。第２図形の形状は、第１図形の形状と異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。同じであることにより、被験者は目標となる呼吸の深度と、被験者の実際の呼吸の深度との差を認識しやすくなる。
【0039】
第１図形と第２図形を重ねて示した状態の一例を図４に示す。図４において、実線１２は第１図形を示しており、図４に矢印で示す半径方向に収縮または拡張させることにより、被験者に視覚を通じて目標とさせる呼吸の深度を示すことができる。
【0040】
呼吸の深度は、例えば、上記図３に示した目標呼吸波形が示す呼吸の深度の最大値を、第１図形が半径方向に最も拡張した状態として表示し、上記図３に示した目標呼吸波形が示す呼吸の深度の最小値を、第１図形が半径方向に最も収縮した状態として表示することができる。例えば、図４に示した実線１２を、目標呼吸波形が示す呼吸の深度の最大値とし、実線１２ａを、目標呼吸波形が示す呼吸の深度の最小値として表示してもよい。一方、点線１３は、第２図形を示しており、第２図形は、矢印で示す半径方向に収縮または拡張し、収縮または拡張の幅が、被験者の実際の呼吸の深度を示している。図４に示すように、画面に、目標呼吸波形が示す呼吸の深度の最大値を実線１２で示し、目標呼吸波形が示す呼吸の深度の最小値を実線１２ａで示す場合は、被験者は、点線１３の収縮幅が、実線１２および実線１２ａの幅に収まるように呼吸を繰り返せばよい。
【0041】
第２図形を第１図形に重ねて示す場合は、前記第１図形の収縮度合いと、前記第２図形の収縮度合いとの差に基づいて、第１図形と第２図形の大きさが一致している時間の一致度を評価し、評価結果を前記被験者に示すことが好ましい。被験者に評価結果を示すことにより、被験者が実際の呼吸の深度と目標となる呼吸の深度とのズレを認識しやすくなる。また、被験者が、自身の一致度の高さを認識することができれば、被験者は満足感を得ることができる。
【0042】
刺激に対する被験者の反応速度は、通常、視覚を通じて受けた刺激に対する反応速度よりも聴覚および触覚を通じて受けた刺激に対する反応速度の方が遅い。従って、被験者に対して呼吸を促すステップを、被験者に対して聴覚または触覚を通じて実行する場合は、反応の遅れを加味して被験者に対して呼吸を促すことが好ましい。即ち、被験者に対して呼吸を促すステップを、被験者に対して聴覚または触覚を通じて実行する場合は、被験者に対して目標呼吸波形に沿った呼吸をするように促してもよいが、例えば、前記目標呼吸波形の極大値となる２５０～３５０ミリ秒前で前記被験者に呼気を促し、前記目標呼吸波形の極小値となる２５０～３５０ミリ秒前で前記被験者に吸気を促すことが好ましい。目標呼吸波形が極大値となる位置は、吸気から呼気への転換点であるため、目標呼吸波形が極大値となる位置の時間よりも所定時間手前で被験者に呼気を促すことにより、被験者の呼吸深度が目標呼吸波形に一致しやすくなる。一方、目標呼吸波形が極小値となる位置は、呼気から吸気への転換点であるため、目標呼吸波形が極小値となる位置の時間よりも所定時間手前で被験者に吸気を促すことにより、被験者の呼吸深度が目標呼吸波形に一致しやすくなる。被験者に呼気を促すタイミングは、目標呼吸波形の極大値となる位置の時間より２８０～３３０ミリ秒前とすることがより好ましく、更に好ましくは２９０～３１０ミリ秒前である。被験者に吸気を促すタイミングは、目標呼吸波形の極小値となる位置の時間より２８０～３３０ミリ秒前とすることがより好ましく、更に好ましくは２９０～３１０ミリ秒前である。
【0043】
被験者に対して呼吸を促すステップを、被験者に対して聴覚または触覚を通じて実行する場合において、目標呼吸波形の極大から極小に向かう過程で被験者に複数回にわたって呼気を促す際は、被験者に最初の吸気を促すタイミングを、目標呼吸波形が極大値となる位置の時間よりも所定時間手前とすることが好ましく、目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程で被験者に複数回にわたって吸気を促す際は、被験者に最初の呼気を促すタイミングを、目標呼吸波形が極小値となる位置の時間よりも所定時間手前とすることが好ましい。
【0044】
被験者に対して呼吸を促すステップを、被験者に対して聴覚を通じて実行する場合は、被験者に呼気を開始させるタイミングと、被験者に吸気を開始させるタイミングにおいて音を鳴らすことにより、呼気を開始するタイミングと吸気を開始するタイミングを被験者に認識させることができる。
【0045】
音は、被験者に呼気を開始させるタイミングと、被験者に吸気を開始させるタイミングで、それぞれ鳴らせばよく、更に、目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程で音を複数回発生し、極大から極小に向かう過程で音を複数回発生させることが好ましい。極小から極大、または極大から極小に向かう過程で音を複数回発生させることにより、前記被験者は、音に合わせて息を吸ったり、吐いたりできる。極小から極大、または極大から極小に向かう過程で発生させる音の回数は特に限定されないが、例えば、２～６回が好ましい。極小から極大に向かう過程で発生させる音の回数と、極大から極小に向かう過程で発生させる音の回数は同じであってもよいし、異なっていてもよく、同じであることが好ましい。音の発生回数を同じにすることにより、被験者は安心感を抱き、リラックスしやすくなる。
【0046】
被験者に対して呼吸を促すステップを、被験者に対して聴覚を通じて実行する場合について、図面を用いて具体的に説明する。図５は、目標呼吸波形生成ステップで得られた目標呼吸波形に基づいて、音を鳴らすタイミングを説明するための模式図である。横軸は、時間を示しており、縦軸は、呼吸の深度を示している。曲線１１は、目標呼吸波形生成ステップで得られた目標呼吸波形を示しており、目標呼吸波形が極大値となる位置の時間をｔ１、ｔ２、・・・で示している。なお、図５では、目標呼吸波形が極小値となる位置の時間をｕ１、ｕ２、・・・で示している。目標呼吸波形上に示した黒丸（●）は、音を鳴らすタイミングの一例を示している。
【0047】
図５に示すように、音は、目標呼吸波形が極小値となる位置の時間ｕ１（図５中、黒丸ａ０で示す）と、目標呼吸波形が極大値となる位置の時間ｔ２（図５中、黒丸ｂ０で示す）で、それぞれ鳴らせばよい。図５に示した黒丸ａ０は、被験者に吸気を開始させるタイミングを示しており、図５に示した黒丸ｂ０は、被験者に呼気を開始させるタイミングを示している。
【0048】
図５では、極小から極大に向かう過程で、音を４回（図５では、黒丸ａ１～黒丸ａ４で示す）鳴らしており、これにより、被験者に吸気を促すことができる。また、図５では、極大から極小に向かう過程で、音を４回（図５では、黒丸ｂ１～黒丸ｂ４で示す）鳴らしており、これにより、被験者に呼気を促すことができる。
【0049】
図５において、音ａ４として、吸気を促す音の代わりに、呼気を促す音を鳴らすことが好ましく、呼気を促す音ａ４を鳴らすタイミングは、目標呼吸波形の極大値となる位置の時間ｔ２より２５０～３５０ミリ秒前で鳴らすことが好ましい。図５において、音ｂ４として、呼気を促す音の代わりに、吸気を促す音を鳴らすことが好ましく、吸気を促す音ｂ４を鳴らすタイミングは、目標呼吸波形の極小値となる位置の時間ｕ２より２５０～３５０ミリ秒前で鳴らすことが好ましい。呼気を促す音ａ４を鳴らすタイミングは、目標呼吸波形の極大値となる位置の時間ｔ２より２８０～３３０ミリ秒前で鳴らすことがより好ましく、更に好ましくは２９０～３１０ミリ秒前である。吸気を促す音ｂ４を鳴らすタイミングは、目標呼吸波形の極小値となる位置の時間ｕ２より２８０～３３０ミリ秒前で鳴らすことがより好ましく、更に好ましくは２９０～３１０ミリ秒前である。
【0050】
目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程と、極大から極小に向かう過程で、それぞれ音を複数回発生させる場合は、音を非等間隔で発生させてもよいし、音を等間隔で発生させてもよいが、等間隔で発生させることが好ましい。等間隔で発生させることにより、被験者は安心感を抱き、リラックスしやすくなる。
【0051】
被験者に呼気を開始させるタイミングと、被験者に吸気を開始させるタイミングで発生させる音は、同じでもよいが、変化させることが好ましい。一方、目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程と、極大から極小に向かう過程で、それぞれ音を発生させる場合は、前記極小から極大に向かう過程と、前記極大から極小に向かう過程で、同じ種類の音を発生させてもよいし、音を変化させてもよいが、音を変化させることが好ましい。音を変化させることにより、被験者は息を吐けばよいのか、息を吸えばよいのかを認識しやすくなる。
【0052】
目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程と、極大から極小に向かう過程で、それぞれ音を複数回発生させる場合は、毎回同じ種類の音を発生させてもよいし、発生回数毎に音を変化させてもよいが、発生回数毎に音を変化させることが好ましい。音を変化させることで、被験者は息を吸っている区間の終了時点や息を吐いている区間の終了時点を認識しやすくなる。
【0053】
音の変化は、例えば、音程、音色、音量、または長さのうち少なくとも１つであることが好ましい。
【0054】
被験者に対して呼吸を促すステップを、被験者に対して触覚を通じて実行する場合は、被験者に呼気を開始させるタイミングと、被験者に吸気を開始させるタイミングにおいて刺激を与えることにより、呼気を開始するタイミングと吸気を開始するタイミングを被験者に認識させることができる。刺激は、被験者に呼気を開始させるタイミングと、被験者に吸気を開始させるタイミングで、それぞれ１回ずつ与えればよく、更に、目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程で複数回刺激を与え、極大から極小に向かう過程で複数回刺激を与えることが好ましい。極小から極大、または極大から極小に向かう過程で複数回刺激を与えることにより、前記被験者は、刺激に合わせて息を吸ったり、吐いたりできる。
【0055】
極小から極大、または極大から極小に向かう過程で被験者に与える刺激の回数は特に限定されないが、例えば、２～６回が好ましい。極小から極大に向かう過程で被験者に与える刺激の回数と、極大から極小に向かう過程で被験者に与える刺激の回数は同じであってもよいし、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。被験者に与える刺激の回数を同じにすることにより、被験者は安心感を抱きやすく、リラックスしやすくなる。
【0056】
被験者に対して呼吸を促すステップを、被験者に対して触覚を通じて実行する場合について、目標呼吸波形生成ステップで得られた目標呼吸波形に基づいて、被験者に刺激を与えるタイミングは、上記図５と同様に設定すればよい。即ち、図５において、目標呼吸波形上に示した黒丸（●）の位置で、被験者に対して刺激を与えればよい。被験者に刺激を与える場合においても刺激を示す黒丸ａ４のタイミングは、目標呼吸波形の極大値となる位置の時間ｔ２より２５０～３５０ミリ秒前とすることが好ましく、刺激を示すｂ４のタイミングは、目標呼吸波形の極小値となる位置の時間ｕ２より２５０～３５０ミリ秒前とすることが好ましい。
【0057】
目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程と、極大から極小に向かう過程で、被験者にそれぞれ複数回の刺激を与える場合は、刺激を非等間隔で与えてもよいし、刺激を等間隔で与えてもよいが、刺激を等間隔で与えることが好ましい。刺激を等間隔で与えることにより、被験者は安心感を抱きやすく、リラックスしやすくなる。
【0058】
目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程と、極大から極小に向かう過程で、被験者にそれぞれ刺激を与える場合は、前記極小から極大に向かう過程と、前記極大から極小に向かう過程で、同じ種類の刺激を与えてもよいし、刺激を変化させてもよいが、刺激を変化させることが好ましい。与える刺激を変化させることにより、被験者は息を吐けばよいのか、息を吸えばよいのかを認識しやすくなる。
【0059】
目標呼吸波形の極小から極大に向かう過程と、極大から極小に向かう過程で、被験者にそれぞれ刺激を複数回与える場合は、同じ種類の刺激を毎回与えてもよいし、刺激を与える回数毎に刺激を変化させてもよく、刺激を与える回数毎に刺激を変化させることが好ましい。刺激を変化させることで、被験者は息を吸っている区間の終了時点や息を吐いている区間の終了時点を認識しやすくなる。
【0060】
被験者に与える刺激の種類は特に限定されず、例えば、電気信号、圧力などが挙げられる。
【0061】
被験者に与える刺激が電気信号の場合は、前記刺激の変化が、電気信号の強さ、間隔、または長さのうち少なくとも１つであることが好ましい。
【0062】
本発明に係る呼吸誘導方法を用いて被験者の呼吸を誘導することにより、被験者を短時間でリラックスさせることができるため、本発明に係る呼吸誘導方法は、例えば、被検者の緊張感を短時間で解したい際に好適に用いることができる。被検者の緊張感を短時間で解したい状況とは、例えば、人前でのプレゼンテーション前、面接前、お客様対応前、研修前、受験前（試験前）、入眠前、創作活動前、鑑賞前、発表会前、演奏会前、フィジカルトレーニング前、競技前、競技中、リハビリテーション前、嗜好品の摂取抑制中（例えば、禁煙、酒類摂取抑制、甘味類摂取抑制など）、ギャンブル抑制前の精神統一中、ギャンブル抑制中などが挙げられる。競技としては、例えば、運動競技が挙げられ、具体的には、ゴルフ、野球、サッカー、射撃系、テニス、ヨガ、禅、武道、ｅスポーツなどが挙げられる。本発明に係る呼吸誘導方法は、人間関係により受けたストレスの解消や、メンタルセルフケア、瞑想、ヘルスツーリズムなどに好適に用いることができる。
【0063】
本発明には、被験者の心拍間隔を測定し、測定経過時間に対する単位時間あたりの心拍数を示す変動波形であって極大値および極小値を連続して有している第１波形を取得する取得部と、前記第１波形が極大値となる位置の時間差を複数箇所分連続して測定し、該時間差の相対標準偏差が１５％以下となるまで被験者に深呼吸を促す深呼吸促進部と、目標となる呼吸の深度の時間的な変動波形であって吸気から呼気への転換点を示す極大値および呼気から吸気への転換点を示す極小値を連続して有している目標呼吸波形を生成する生成部と、を有する呼吸誘導装置も含まれ、前記生成部では、前記第１波形が極大値となる位置の時間をＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｉ、・・・、Ｔｎ、前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間をｔ１、ｔ２、・・・、ｔｉ、・・・、ｔｎ、ｎを３以上の自然数とし、前記第１波形が極大値となる位置の時間Ｔｉと前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間ｔｉとの時間差（Ｔｉ－ｔｉ）を複数箇所分連続して算出し、該時間差が最小である周期を有する目標呼吸波形を生成する呼吸誘導装置が含まれる。
【0064】
取得部としては、公知の心拍計を用いればよい。
【0065】
生成部としては、前記取得部で被験者から取得した第１波形を記憶する記憶部（例えば、メモリなど）と、記憶部で記憶した第１波形に基づいて目標呼吸波形を演算する演算部（例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）など）を少なくとも備えていればよい。
【0066】
深呼吸促進部としては、被験者に対して呼吸を、視覚を通じて促す機器であるか、聴覚を通じて促す機器であるか、触覚を通じて促す機器であり、これらのうち少なくとも一つを備えていればよい。
【0067】
被験者に対して呼吸を、視覚を通じて促す機器としては少なくとも表示画面を備えていればよく、聴覚を通じて促す機器としては少なくともスピーカーを備えていればよく、触覚を通じて促す機器としては少なくとも電気信号発生器や、コンプレッサーなどの加圧減圧器などを備えていればよい。
【0068】
本発明に係る呼吸誘導装置を用いれば、被験者を短時間でリラックスさせることができるため、本発明に係る呼吸誘導装置は、例えば、被検者の緊張感を短時間で解したい際に好適に用いることができる。被検者の緊張感を短時間で解したい状況は、上記で説明した通りである。また、本発明に係る呼吸誘導装置は、人間関係により受けたストレスの解消や、メンタルセルフケア、瞑想、ヘルスツーリズムなどに好適に用いることができる。
【0069】
本願は、２０２１年５月７日に出願された日本国特許出願第２０２１－７９３３１号に基づく優先権の利益を主張するものである。前記日本国特許出願第２０２１－７９３３１号の明細書の全内容が、本願に参考のため援用される。
【符号の説明】
【0070】
１ 第１波形
２ 目標呼吸波形
１１、１１ａ 目標呼吸波形
１２ 第１図形
１２ａ 目標呼吸波形が示す呼吸の深度の最小値
１３ 第２図形
２ 目標呼吸波形
１１、１１ａ 目標呼吸波形
１２ 第１図形
１２ａ 目標呼吸波形が示す呼吸の深度の最小値
１３ 第２図形
【要約】
被験者の呼吸を誘導することにより、被験者をリラックスさせる方法であって、短時間で被験者をリラックスさせることのできる呼吸誘導方法を提供する。
被験者の心拍間隔を測定し、測定経過時間に対する単位時間あたりの心拍数を示す変動波形であって極大値および極小値を連続して有している第１波形を取得するステップと、前記第１波形が極大値となる位置の時間差を複数箇所分連続して測定し、該時間差の相対標準偏差が１５％以下となるまで被験者に深呼吸を促すステップと、目標となる呼吸の深度の時間的な変動波形であって吸気から呼気への転換点を示す極大値および呼気から吸気への転換点を示す極小値を連続して有している目標呼吸波形を生成するステップと、を有しており、前記目標呼吸波形を生成するステップにおいて、前記第１波形が極大値となる位置の時間をＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｉ、・・・、Ｔｎ、前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間をｔ１、ｔ２、・・・、ｔｉ、・・・、ｔｎ、ｎを３以上の自然数としたとき、前記第１波形が極大値となる位置の時間Ｔｉと前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間ｔｉとの時間差（Ｔｉ－ｔｉ）を複数箇所分連続して算出し、該時間差が最小である周期を有する目標呼吸波形を生成する目標呼吸波形の生成方法。
被験者の心拍間隔を測定し、測定経過時間に対する単位時間あたりの心拍数を示す変動波形であって極大値および極小値を連続して有している第１波形を取得するステップと、前記第１波形が極大値となる位置の時間差を複数箇所分連続して測定し、該時間差の相対標準偏差が１５％以下となるまで被験者に深呼吸を促すステップと、目標となる呼吸の深度の時間的な変動波形であって吸気から呼気への転換点を示す極大値および呼気から吸気への転換点を示す極小値を連続して有している目標呼吸波形を生成するステップと、を有しており、前記目標呼吸波形を生成するステップにおいて、前記第１波形が極大値となる位置の時間をＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｉ、・・・、Ｔｎ、前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間をｔ１、ｔ２、・・・、ｔｉ、・・・、ｔｎ、ｎを３以上の自然数としたとき、前記第１波形が極大値となる位置の時間Ｔｉと前記目標呼吸波形が極大値となる位置の時間ｔｉとの時間差（Ｔｉ－ｔｉ）を複数箇所分連続して算出し、該時間差が最小である周期を有する目標呼吸波形を生成する目標呼吸波形の生成方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】