JP3142376B2 - 心理状態測定装置 - Google Patents
心理状態測定装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、外部刺激や外部環境に
対する人間の心理状態を定量的に特徴抽出して、その心
理状態を判定する心理状態測定装置に関する。
対する人間の心理状態を定量的に特徴抽出して、その心
理状態を判定する心理状態測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、人体の各部位について生理的計測
を行い、これらの計測データに基いて病気治療等のため
の医学的診断を行う技術が知られている（例えば、特開
平２−１９６３３４号公報参照）。
を行い、これらの計測データに基いて病気治療等のため
の医学的診断を行う技術が知られている（例えば、特開
平２−１９６３３４号公報参照）。
【０００３】又、人間の肉体を物理的にのみ測定するだ
けでなく、心理状態を定量的に解析して、医学的治療に
役立てる等の試みがなされるようになった。
けでなく、心理状態を定量的に解析して、医学的治療に
役立てる等の試みがなされるようになった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
らこのような要求が高まっているにも関わらず、人間の
抽象的な心理状態を定量的に解析することは極めて困難
であり、有効な手段が開発されていなかった。
らこのような要求が高まっているにも関わらず、人間の
抽象的な心理状態を定量的に解析することは極めて困難
であり、有効な手段が開発されていなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題に鑑みて成されたものであり、鋭意研究の結果、人間
の心理状態と、体内のヘモグロビンＨｂＯ2 、Ｈｂの濃
度変化等から求まる体内酸素濃度との間に一定の相関関
係があることに着目し、この酸素濃度の変化特性に基い
て人間の心理状態を定量的に特徴抽出すると共にその特
徴抽出結果から心理状態を判定するようにしたものであ
る。
題に鑑みて成されたものであり、鋭意研究の結果、人間
の心理状態と、体内のヘモグロビンＨｂＯ2 、Ｈｂの濃
度変化等から求まる体内酸素濃度との間に一定の相関関
係があることに着目し、この酸素濃度の変化特性に基い
て人間の心理状態を定量的に特徴抽出すると共にその特
徴抽出結果から心理状態を判定するようにしたものであ
る。
【０００６】即ち、被検者の体内に光を照射したときの
透過光の時間的変化を計測すると共に該透過光に基いて
体内の酸素濃度の時間的変化を計測する計測手段と、該
酸素濃度の時間的変化をフーリエ変換処理することによ
り周波数に対するスペクトラム分布を求める変換手段
と、該スペクトラム分布の包絡線に基いて特徴を抽出す
ると共に、該特徴抽出されたデータを、予め設定された
心理状態における体内酸素濃度変化のスペクトラム分布
の包絡線に基いて求められた相関データと比較すること
によって心理状態を判定する解析手段を備える構成とし
た。
透過光の時間的変化を計測すると共に該透過光に基いて
体内の酸素濃度の時間的変化を計測する計測手段と、該
酸素濃度の時間的変化をフーリエ変換処理することによ
り周波数に対するスペクトラム分布を求める変換手段
と、該スペクトラム分布の包絡線に基いて特徴を抽出す
ると共に、該特徴抽出されたデータを、予め設定された
心理状態における体内酸素濃度変化のスペクトラム分布
の包絡線に基いて求められた相関データと比較すること
によって心理状態を判定する解析手段を備える構成とし
た。
【０００７】
【作用】かかる構成の心理状態測定装置によれば、上記
計測手段が被検者の体内酸素濃度の時間的変化を計測
し、変換手段がその濃度変化を周波数軸上におけるスペ
クトラム分布に変換し、解析手段がそのスペクトラム分
布から特徴抽出を行って所定の心理状態を判定する。こ
こで、解析手段は、予め各種の外部刺激等に対する被検
者の心理状態における体内酸素濃度の変化のスペクトラ
ム分布の包絡線に基いて実験的に求められた相関データ
を有しており、特定の被検者を診断等した際に求まる上
記特徴抽出データと相関データを比較することによっ
て、特定の被検者の心理状態を判定する。
計測手段が被検者の体内酸素濃度の時間的変化を計測
し、変換手段がその濃度変化を周波数軸上におけるスペ
クトラム分布に変換し、解析手段がそのスペクトラム分
布から特徴抽出を行って所定の心理状態を判定する。こ
こで、解析手段は、予め各種の外部刺激等に対する被検
者の心理状態における体内酸素濃度の変化のスペクトラ
ム分布の包絡線に基いて実験的に求められた相関データ
を有しており、特定の被検者を診断等した際に求まる上
記特徴抽出データと相関データを比較することによっ
て、特定の被検者の心理状態を判定する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面と共に説明す
る。まず図１に基いて装置の構成を述べると、多次元酸
素濃度計測部１は複数の測定チャネルを有し、夫々の測
定チャネルには、特定波長の光を発光する発光部２、光
を受光する受光部３、信号処理部４及び記憶部５が備え
られている。尚、図では１つの測定チャネルを代表して
示す。
る。まず図１に基いて装置の構成を述べると、多次元酸
素濃度計測部１は複数の測定チャネルを有し、夫々の測
定チャネルには、特定波長の光を発光する発光部２、光
を受光する受光部３、信号処理部４及び記憶部５が備え
られている。尚、図では１つの測定チャネルを代表して
示す。
【０００９】又、各測定チャネルの発光部２には、発光
された光を伝送するための光伝送路を有する照射用光プ
ローブが接続され、各測定チャネルの受光部３には、受
光された光を伝送するための光伝送路を有する受光用光
プローブが接続されるようになっている。尚、図中に
は、複数の測定チャネルに接続される複数の照射用光プ
ローブと受光用光プローブをまとめて符号６で示してい
る。
された光を伝送するための光伝送路を有する照射用光プ
ローブが接続され、各測定チャネルの受光部３には、受
光された光を伝送するための光伝送路を有する受光用光
プローブが接続されるようになっている。尚、図中に
は、複数の測定チャネルに接続される複数の照射用光プ
ローブと受光用光プローブをまとめて符号６で示してい
る。
【００１０】そして、各測定チャネルの照射用光プロー
ブの先端と受光用光プローブの先端を、例えば、被検者
の思考に係わる部位（例えば、前頭葉）に近い額や頭部
に直接付着させて測定を行うと、照射用光プローブの先
端から前頭葉等に向けて光が照射され、人体（前頭葉）
内を透過してきた透過光が受光用光プローブを介して受
光部３に入力される。又、図示するように、複数の測定
チャネルの照射用光プローブと受光用光プローブを同時
に適用すると、多次元の測定を行うことができる。
ブの先端と受光用光プローブの先端を、例えば、被検者
の思考に係わる部位（例えば、前頭葉）に近い額や頭部
に直接付着させて測定を行うと、照射用光プローブの先
端から前頭葉等に向けて光が照射され、人体（前頭葉）
内を透過してきた透過光が受光用光プローブを介して受
光部３に入力される。又、図示するように、複数の測定
チャネルの照射用光プローブと受光用光プローブを同時
に適用すると、多次元の測定を行うことができる。
【００１１】信号処理部４は、受光部３で測定された光
の３波長成分の各減衰量に基いて人体血液中のヘモグロ
ビンＨｂＯ2 とＨｂの濃度を測定し、夫々の濃度の時間
的変化と、夫々の成分の和［ＨｂＯ2 ＋Ｈｂ］の時間的
変化とをデジタルデータにＡ／Ｄ変換して、記憶部５に
記憶させる。尚、このヘモグロビンＨｂＯ2 とＨｂの濃
度が体内酸素の濃度に対応しており、光の３波長成分の
各減衰量に基いて血液中のヘモグロビンＨｂＯ2 とＨｂ
の濃度を測定する原理は、浜松ホトニクス（株）社製の
製品（型番ＮＩＲ０−５００）と同様の原理が適用され
ている。
の３波長成分の各減衰量に基いて人体血液中のヘモグロ
ビンＨｂＯ2 とＨｂの濃度を測定し、夫々の濃度の時間
的変化と、夫々の成分の和［ＨｂＯ2 ＋Ｈｂ］の時間的
変化とをデジタルデータにＡ／Ｄ変換して、記憶部５に
記憶させる。尚、このヘモグロビンＨｂＯ2 とＨｂの濃
度が体内酸素の濃度に対応しており、光の３波長成分の
各減衰量に基いて血液中のヘモグロビンＨｂＯ2 とＨｂ
の濃度を測定する原理は、浜松ホトニクス（株）社製の
製品（型番ＮＩＲ０−５００）と同様の原理が適用され
ている。
【００１２】フーリエ変換部７は、記憶部５に一旦記憶
されたヘモグロビンＨｂＯ2 のデータ｛以下、ＤＡ(t)
とする｝と、ヘモグロビンＨｂのデータ｛以下、ＤＢ
(t) とする｝と、これらの成分の和のデータ｛以下、Ｄ
Ｃ(t) とする｝の夫々について高速デジタルフーリエ変
換（ＤＦＦＴ）を行い、データＤＡ(t) のフーリエ変換
データＦA (f) と、データＤＢ(t) のフーリエ変換デー
タＦB (f) と、データＤＣ(t) のフーリエ変換データＦ
C (f) を記憶部８に記憶させる。
されたヘモグロビンＨｂＯ2 のデータ｛以下、ＤＡ(t)
とする｝と、ヘモグロビンＨｂのデータ｛以下、ＤＢ
(t) とする｝と、これらの成分の和のデータ｛以下、Ｄ
Ｃ(t) とする｝の夫々について高速デジタルフーリエ変
換（ＤＦＦＴ）を行い、データＤＡ(t) のフーリエ変換
データＦA (f) と、データＤＢ(t) のフーリエ変換デー
タＦB (f) と、データＤＣ(t) のフーリエ変換データＦ
C (f) を記憶部８に記憶させる。
【００１３】解析部９は、記憶部８に記憶されたフーリ
エ変換データＦA (f) ，ＦB (f) ，ＦC (f) の夫々のス
ペクトラム包絡線を求め、この包絡線の山部と谷部の高
さ及びこれらの部分の周波数範囲を特徴データとして抽
出する。更に、解析部９には、図２に示すように、不特
定多数の被検者に対して各種の外部刺激等を与えたとき
の心理状態の統計的データＳ１〜Ｓｎと、該外部刺激等
に対して得られる上記ヘモグロビンＨｂＯ2 とＨｂの濃
度変化についてのスペクトラム包絡線の山部と谷部及び
これらの部分の周波数範囲を統計的に処理して得られる
特徴データＸ１〜Ｘｎとの相関データをルックアップテ
ーブル等の形態で予め記憶するデータベースが内蔵され
ている。
エ変換データＦA (f) ，ＦB (f) ，ＦC (f) の夫々のス
ペクトラム包絡線を求め、この包絡線の山部と谷部の高
さ及びこれらの部分の周波数範囲を特徴データとして抽
出する。更に、解析部９には、図２に示すように、不特
定多数の被検者に対して各種の外部刺激等を与えたとき
の心理状態の統計的データＳ１〜Ｓｎと、該外部刺激等
に対して得られる上記ヘモグロビンＨｂＯ2 とＨｂの濃
度変化についてのスペクトラム包絡線の山部と谷部及び
これらの部分の周波数範囲を統計的に処理して得られる
特徴データＸ１〜Ｘｎとの相関データをルックアップテ
ーブル等の形態で予め記憶するデータベースが内蔵され
ている。
【００１４】そして、解析部９は、実際の検診等で特定
の被検者を測定したときに得られるスペクトラム包絡線
の特徴データを該データベースの相関データと比較照合
することによって、外部刺激等の種類及び被検者の心理
状態を判定してその判定結果を出力する。
の被検者を測定したときに得られるスペクトラム包絡線
の特徴データを該データベースの相関データと比較照合
することによって、外部刺激等の種類及び被検者の心理
状態を判定してその判定結果を出力する。
【００１５】制御部１０は、上記データベースに格納さ
れている典型的な相関データだけでなく、他の判定用パ
ラメータを操作者がマニュアル操作で入力することがで
きるようになっている。即ち、解析部９のデータベース
には不特定多数の被検者を対象として得られた相関デー
タが記憶されているが、これらの相関データは統計処理
された典型的なデータであるので、実際の被検者の個人
差等に応じて、判定基準である相関データの各種パラメ
ータを微調整或いは変更する等の処理を行うことができ
るようになっている。又、相関データの各種パラメータ
を微調整或いは変更する等の処理を行うことができるこ
とから、この制御部９を操作することによって、特定の
被検者における相関データを新規に作成したり、別の不
特定多数の被検者における相関データを新規に作成した
り、更に、操作者が個人的に心理学的・医学的実験を行
う等の処理を支援することができるようになっている。
れている典型的な相関データだけでなく、他の判定用パ
ラメータを操作者がマニュアル操作で入力することがで
きるようになっている。即ち、解析部９のデータベース
には不特定多数の被検者を対象として得られた相関デー
タが記憶されているが、これらの相関データは統計処理
された典型的なデータであるので、実際の被検者の個人
差等に応じて、判定基準である相関データの各種パラメ
ータを微調整或いは変更する等の処理を行うことができ
るようになっている。又、相関データの各種パラメータ
を微調整或いは変更する等の処理を行うことができるこ
とから、この制御部９を操作することによって、特定の
被検者における相関データを新規に作成したり、別の不
特定多数の被検者における相関データを新規に作成した
り、更に、操作者が個人的に心理学的・医学的実験を行
う等の処理を支援することができるようになっている。
【００１６】次に、かかる構成の心理状態測定装置の作
用を説明する。まず、判別部９内にデータベース化され
ている相関データの各種パラメータを説明する。データ
ベースは、各種研究機関等において、不特定多数の被検
者に対して図１に示す本発明の心理状態測定装置を適用
した実験を行い、その統計的処理によって得られる典型
的な相関データが半導体読出し専用メモリ（ＲＯＭ）
や、磁気記録媒体、磁気ディスク等の各種記録媒体に記
憶され、各ユーザーが所有している夫々の心理状態測定
装置の解析部９にこれらの各種記録媒体を装着すること
によって判定動作が可能となる。又、上述したように、
ユーザーが制御部１０を操作することによって個人的に
データベースを作成することにより、判定動作が可能と
なる。尚、いずれのデータベース作成手順も原理は以下
に説明する通りである。
用を説明する。まず、判別部９内にデータベース化され
ている相関データの各種パラメータを説明する。データ
ベースは、各種研究機関等において、不特定多数の被検
者に対して図１に示す本発明の心理状態測定装置を適用
した実験を行い、その統計的処理によって得られる典型
的な相関データが半導体読出し専用メモリ（ＲＯＭ）
や、磁気記録媒体、磁気ディスク等の各種記録媒体に記
憶され、各ユーザーが所有している夫々の心理状態測定
装置の解析部９にこれらの各種記録媒体を装着すること
によって判定動作が可能となる。又、上述したように、
ユーザーが制御部１０を操作することによって個人的に
データベースを作成することにより、判定動作が可能と
なる。尚、いずれのデータベース作成手順も原理は以下
に説明する通りである。
【００１７】まず、図１に示すように、相関データを作
成するための不特定多数の個々の被検者に照射用光プロ
ーブと受光用光プローブを装着させ、様々な外部刺激を
与えた状態で測定を行う。例えば、クレペリン検査の計
算を行わせる等の、外部刺激とそれに対する人間の心理
状態との相関関係が心理学的・医学的に実証されている
各種の検査方法が適用される。
成するための不特定多数の個々の被検者に照射用光プロ
ーブと受光用光プローブを装着させ、様々な外部刺激を
与えた状態で測定を行う。例えば、クレペリン検査の計
算を行わせる等の、外部刺激とそれに対する人間の心理
状態との相関関係が心理学的・医学的に実証されている
各種の検査方法が適用される。
【００１８】このような外部刺激等を被検者に与えて測
定を行うと、照射用光プローブを介して被検者に光が照
射され、被検者の前頭葉等を透過してきた透過光が受光
用光プローブを介して受光部３に入力され、信号処理部
４がこの透過光からヘモグロビンＨｂＯ2 とＨｂの時間
的濃度変化、及びこれらの和［ＨｂＯ2 ＋Ｈｂ］のデー
タを記憶部５に格納する。
定を行うと、照射用光プローブを介して被検者に光が照
射され、被検者の前頭葉等を透過してきた透過光が受光
用光プローブを介して受光部３に入力され、信号処理部
４がこの透過光からヘモグロビンＨｂＯ2 とＨｂの時間
的濃度変化、及びこれらの和［ＨｂＯ2 ＋Ｈｂ］のデー
タを記憶部５に格納する。
【００１９】図３（ａ）〜（ｅ）は、ある被検者に対し
て、比較的短時間に５回のクレペリン検査の計算を行わ
せた場合のヘモグロビンＨｂＯ2 の時間的濃度変化の一
例を示し、横軸は計測時間（秒）、縦軸は濃度（μｍｏ
ｌ／ｌ）である。そして、測定開始時点ｔ１から夫々の
図（ａ）〜（ｅ）の時点ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６
までの期間に上記クレペリン検査の計算を行わせ、これ
らの時点ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６以後は計算を中
止させると、ヘモグロビンＨｂＯ2 の濃度は、計算を行
っている間は増加し、計算を行わないと減少するという
結果が得られる。即ち、緊張状態或いはストレスを受け
た心理状態ではヘモグロビンＨｂＯ2 の濃度が増加し、
逆にリラックスした状態ではヘモグロビンＨｂＯ2 の濃
度が減少するという相関関係がこのような実験結果から
確認され、このような相関関係を示すデータが記憶部５
に格納されることとなる。
て、比較的短時間に５回のクレペリン検査の計算を行わ
せた場合のヘモグロビンＨｂＯ2 の時間的濃度変化の一
例を示し、横軸は計測時間（秒）、縦軸は濃度（μｍｏ
ｌ／ｌ）である。そして、測定開始時点ｔ１から夫々の
図（ａ）〜（ｅ）の時点ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６
までの期間に上記クレペリン検査の計算を行わせ、これ
らの時点ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６以後は計算を中
止させると、ヘモグロビンＨｂＯ2 の濃度は、計算を行
っている間は増加し、計算を行わないと減少するという
結果が得られる。即ち、緊張状態或いはストレスを受け
た心理状態ではヘモグロビンＨｂＯ2 の濃度が増加し、
逆にリラックスした状態ではヘモグロビンＨｂＯ2 の濃
度が減少するという相関関係がこのような実験結果から
確認され、このような相関関係を示すデータが記憶部５
に格納されることとなる。
【００２０】又、他の種類の外部刺激を与えて測定した
場合を図４に示すと、これは、長時間にわたって連続し
て上記計算を行わせた場合の測定例であり、同図（ａ）
はヘモグロビンＨｂＯ2 の濃度変化、同図（ｂ）はヘモ
グロビンＨｂの濃度変化、同図（ｃ）はこれらの和［Ｈ
ｂＯ2 ＋Ｈｂ］の変化を示し、時点ｔ１〜ｔ２では緊張
状態でクレペリン検査の計算を行わせ、時点ｔ２〜ｔ３
ではリラックスした状態で計算を行わせ、更に、時点ｔ
３〜ｔ４では再び緊張状態でクレペリン検査の計算を行
わせた場合を示す。尚、図中の「△」印は、４０秒毎に
ほぼ同数の計算を行わせたことを示す。この図４から明
らかなことは、所定時間毎の計算量に関係なく、緊張状
態ではヘモグロビンＨｂＯ2 の濃度が増加するのに対し
て、ヘモグロビンＨｂの濃度が暫減し、リラックスした
状態ではヘモグロビンＨｂＯ2 の濃度が減少し、更に、
前頭葉内のヘモグロビンの総量［ＨｂＯ2 ＋Ｈｂ］は、
緊張状態では増加し、リラックスした状態では減少する
という相関関係を確認することができる。
場合を図４に示すと、これは、長時間にわたって連続し
て上記計算を行わせた場合の測定例であり、同図（ａ）
はヘモグロビンＨｂＯ2 の濃度変化、同図（ｂ）はヘモ
グロビンＨｂの濃度変化、同図（ｃ）はこれらの和［Ｈ
ｂＯ2 ＋Ｈｂ］の変化を示し、時点ｔ１〜ｔ２では緊張
状態でクレペリン検査の計算を行わせ、時点ｔ２〜ｔ３
ではリラックスした状態で計算を行わせ、更に、時点ｔ
３〜ｔ４では再び緊張状態でクレペリン検査の計算を行
わせた場合を示す。尚、図中の「△」印は、４０秒毎に
ほぼ同数の計算を行わせたことを示す。この図４から明
らかなことは、所定時間毎の計算量に関係なく、緊張状
態ではヘモグロビンＨｂＯ2 の濃度が増加するのに対し
て、ヘモグロビンＨｂの濃度が暫減し、リラックスした
状態ではヘモグロビンＨｂＯ2 の濃度が減少し、更に、
前頭葉内のヘモグロビンの総量［ＨｂＯ2 ＋Ｈｂ］は、
緊張状態では増加し、リラックスした状態では減少する
という相関関係を確認することができる。
【００２１】更に、図５も同様に、長時間にわたって測
定し、同図（ａ）はヘモグロビンＨｂＯ2 の濃度変化、
同図（ｂ）はヘモグロビンＨｂの濃度変化、同図（ｃ）
はこれらの和［ＨｂＯ2 ＋Ｈｂ］の変化を示した場合で
あり、期間τａでは緊張状態で４０秒毎にほぼ同数のク
レペリン検査の計算を行わせ、期間τｂでは計算を中止
させてリラックスさせた場合を示す。この図５から明ら
かなことは、緊張して計算作業を行わせるとヘモグロビ
ンＨｂＯ2 とＨｂの濃度の振幅変化が小さくなり、逆に
何もしないリラックスした状態では振幅変化が大きくな
る。
定し、同図（ａ）はヘモグロビンＨｂＯ2 の濃度変化、
同図（ｂ）はヘモグロビンＨｂの濃度変化、同図（ｃ）
はこれらの和［ＨｂＯ2 ＋Ｈｂ］の変化を示した場合で
あり、期間τａでは緊張状態で４０秒毎にほぼ同数のク
レペリン検査の計算を行わせ、期間τｂでは計算を中止
させてリラックスさせた場合を示す。この図５から明ら
かなことは、緊張して計算作業を行わせるとヘモグロビ
ンＨｂＯ2 とＨｂの濃度の振幅変化が小さくなり、逆に
何もしないリラックスした状態では振幅変化が大きくな
る。
【００２２】更に、図６は他の思考作業として、英文和
訳を行わせたときの測定結果を示し、同図（ａ）はヘモ
グロビンＨｂＯ2 の濃度変化、同図（ｂ）はヘモグロビ
ンＨｂの濃度変化、同図（ｃ）はこれらの和［ＨｂＯ2
＋Ｈｂ］の変化を示し、期間τａでは約２分間の短時間
の計算作業をさせ、期間τｂでは約１分３０秒の休息を
とらせ、期間τｃでは約９分間の長時間の計算作業を行
わせた場合を示す。この図６から明らかなことは、期間
τａの比較的短期間の作業ではヘモグロビンの濃度の振
幅変化が小さく、休息の期間τｂではこの振幅変化が小
さくなり、期間τｃ中の前半では期間τａの場合と同様
に濃度の振幅変化が小さいが、後半では振幅変化が大き
くなり、作業量の変化に応じて心理状態も変化すること
が確認できる。
訳を行わせたときの測定結果を示し、同図（ａ）はヘモ
グロビンＨｂＯ2 の濃度変化、同図（ｂ）はヘモグロビ
ンＨｂの濃度変化、同図（ｃ）はこれらの和［ＨｂＯ2
＋Ｈｂ］の変化を示し、期間τａでは約２分間の短時間
の計算作業をさせ、期間τｂでは約１分３０秒の休息を
とらせ、期間τｃでは約９分間の長時間の計算作業を行
わせた場合を示す。この図６から明らかなことは、期間
τａの比較的短期間の作業ではヘモグロビンの濃度の振
幅変化が小さく、休息の期間τｂではこの振幅変化が小
さくなり、期間τｃ中の前半では期間τａの場合と同様
に濃度の振幅変化が小さいが、後半では振幅変化が大き
くなり、作業量の変化に応じて心理状態も変化すること
が確認できる。
【００２３】このように、各種の外部刺激を与えて、夫
々の条件下で図１の多次元酸素濃度計測装置１による測
定を行うことによって、例えば、図７（ａ）の期間τａ
に示すような緊張状態でのヘモグロビンＨｂＯ2 のデー
タＤＡ(t) と、図７（ｃ）の期間τｃに示すような精神
的疲労を感じた状態でのヘモグロビンＨｂＯ2 のデータ
ＤＡ(t) と、図７（ｅ）の期間τｅに示すようなリラッ
クスした状態でのヘモグロビンＨｂＯ2 のデータＤＡ
(t) と、上記の他のデータＤＢ(t) ，ＤＣ(t) が記憶部
５に蓄えられることとなる。
々の条件下で図１の多次元酸素濃度計測装置１による測
定を行うことによって、例えば、図７（ａ）の期間τａ
に示すような緊張状態でのヘモグロビンＨｂＯ2 のデー
タＤＡ(t) と、図７（ｃ）の期間τｃに示すような精神
的疲労を感じた状態でのヘモグロビンＨｂＯ2 のデータ
ＤＡ(t) と、図７（ｅ）の期間τｅに示すようなリラッ
クスした状態でのヘモグロビンＨｂＯ2 のデータＤＡ
(t) と、上記の他のデータＤＢ(t) ，ＤＣ(t) が記憶部
５に蓄えられることとなる。
【００２４】フーリエ変換部７は、記憶部５に蓄えられ
た各種条件に対応するヘモグロビンＨｂＯ2 のデータＤ
Ａ(t) と、ヘモグロビンＨｂのデータＤＢ(t) と、和の
データＤＣ(t) の夫々について高速デジタルフーリエ変
換を行い、データＤＡ(t) のフーリエ変換データＦ
A (f) と、データＤＢ(t) のフーリエ変換データＦ
B (f)と、データＤＣ(t) のフーリエ変換データＦC (f)
を発生し、記憶部８に格納させる。即ち、図７（ａ）
のデータＤＡ(t) がフーリエ変換されると、図７（ｂ）
に示すように低周波数でスペクトラムの山部（ピーク）
が発生し、図７（ｃ）のデータＤＡ(t) がフーリエ変換
されると、図７（ｄ）に示すように低周波数と高周波数
でスペクトラムの山部が２個発生し、図７（ｅ）のデー
タＤＡ(t) がフーリエ変換されると、図７（ｆ）に示す
ように何個かのスペクトラムの山部が発生するようにな
る。
た各種条件に対応するヘモグロビンＨｂＯ2 のデータＤ
Ａ(t) と、ヘモグロビンＨｂのデータＤＢ(t) と、和の
データＤＣ(t) の夫々について高速デジタルフーリエ変
換を行い、データＤＡ(t) のフーリエ変換データＦ
A (f) と、データＤＢ(t) のフーリエ変換データＦ
B (f)と、データＤＣ(t) のフーリエ変換データＦC (f)
を発生し、記憶部８に格納させる。即ち、図７（ａ）
のデータＤＡ(t) がフーリエ変換されると、図７（ｂ）
に示すように低周波数でスペクトラムの山部（ピーク）
が発生し、図７（ｃ）のデータＤＡ(t) がフーリエ変換
されると、図７（ｄ）に示すように低周波数と高周波数
でスペクトラムの山部が２個発生し、図７（ｅ）のデー
タＤＡ(t) がフーリエ変換されると、図７（ｆ）に示す
ように何個かのスペクトラムの山部が発生するようにな
る。
【００２５】解析部９は、図７（ｂ）（ｄ）（ｆ）に示
すようなスペクトラム分布の包絡線を求め、山部の高さ
Ｈ1 〜Ｈ6 と周波数範囲Ｗ1 〜Ｗ6 等を夫々の外部刺激
毎の特徴データとして抽出する。そして、不特定多数の
被検者における多数の解析結果を統計的に処理すること
により、外部刺激及び被検者の心理状態に対する典型的
な特徴データを作成し、これらを相関データとするデー
タベースを作成する。そして、このように作成された相
関データのデータベースが各ユーザーが所有する心理状
態測定装置の解析部９に装着される。
すようなスペクトラム分布の包絡線を求め、山部の高さ
Ｈ1 〜Ｈ6 と周波数範囲Ｗ1 〜Ｗ6 等を夫々の外部刺激
毎の特徴データとして抽出する。そして、不特定多数の
被検者における多数の解析結果を統計的に処理すること
により、外部刺激及び被検者の心理状態に対する典型的
な特徴データを作成し、これらを相関データとするデー
タベースを作成する。そして、このように作成された相
関データのデータベースが各ユーザーが所有する心理状
態測定装置の解析部９に装着される。
【００２６】次に、各ユーザーが所有する心理状態測定
装置によって特定の被検者を検診等する場合の動作を説
明する。尚、この場合は被検者に外部刺激等を与えるこ
となく測定を行うことによって現在の心理状態を判定す
る。
装置によって特定の被検者を検診等する場合の動作を説
明する。尚、この場合は被検者に外部刺激等を与えるこ
となく測定を行うことによって現在の心理状態を判定す
る。
【００２７】測定を開始すると、上記同様に、照謝用光
プローブを介して被検者に光が照謝され、その透過光が
受光用光プローブを介して測定され、信号処理部４がヘ
モグロビンＨｂＯ2 とＨｂの時間的濃度変化、及び総量
［ＨｂＯ2 ＋Ｈｂ］の時間的変化のデータが記憶部５に
保持される。そして、フーリエ変換部７がこれらのデー
タについてフーリエ変換して記憶部８に格納する。更
に、解析部９が記憶部８のフーリエ変換データのスペク
トラム包絡線を求めて山部と周波数範囲の特徴データを
抽出し、この特徴データをデータベースの相関データと
比較照合し、最も近似した相関データから被検者の心理
状態を判定し、その判定結果を出力する。
プローブを介して被検者に光が照謝され、その透過光が
受光用光プローブを介して測定され、信号処理部４がヘ
モグロビンＨｂＯ2 とＨｂの時間的濃度変化、及び総量
［ＨｂＯ2 ＋Ｈｂ］の時間的変化のデータが記憶部５に
保持される。そして、フーリエ変換部７がこれらのデー
タについてフーリエ変換して記憶部８に格納する。更
に、解析部９が記憶部８のフーリエ変換データのスペク
トラム包絡線を求めて山部と周波数範囲の特徴データを
抽出し、この特徴データをデータベースの相関データと
比較照合し、最も近似した相関データから被検者の心理
状態を判定し、その判定結果を出力する。
【００２８】又、被検者の個人差等によって確定的な判
定結果が得られないような場合に、操作者が、制御部１
０からデータベースの相関データとは異なる各種の特徴
パラメータのデータを入力すると、最も近似した特徴パ
ラメータに対応した判定結果を出力する。
定結果が得られないような場合に、操作者が、制御部１
０からデータベースの相関データとは異なる各種の特徴
パラメータのデータを入力すると、最も近似した特徴パ
ラメータに対応した判定結果を出力する。
【００２９】このように、この実施例によれば、被検者
のヘモグロビン濃度（即ち、体内酸素濃度）の時間的変
化を計測し、その濃度変化を周波数軸上におけるスペク
トラム分布に変換し、そのスペクトラム分布から特徴抽
出を行って、予め実験的に求められた各種の外部刺激等
に対する各スペクトラム分布の相関データとを比較参照
することによって心理状態を判定するようにしたので、
人間の心理状態を容易に解析することが可能となる。こ
の結果、工場などで作業している作業員の心理状態を適
宜計測して作業状況を把握し、精神的な疲労度に応じて
休息を取らせたり、作業内容の改善を行う等の安全性確
保を目的に使用したり、医療診断に適用する等、広範囲
の分野での適用が可能となる。
のヘモグロビン濃度（即ち、体内酸素濃度）の時間的変
化を計測し、その濃度変化を周波数軸上におけるスペク
トラム分布に変換し、そのスペクトラム分布から特徴抽
出を行って、予め実験的に求められた各種の外部刺激等
に対する各スペクトラム分布の相関データとを比較参照
することによって心理状態を判定するようにしたので、
人間の心理状態を容易に解析することが可能となる。こ
の結果、工場などで作業している作業員の心理状態を適
宜計測して作業状況を把握し、精神的な疲労度に応じて
休息を取らせたり、作業内容の改善を行う等の安全性確
保を目的に使用したり、医療診断に適用する等、広範囲
の分野での適用が可能となる。
【００３０】尚、この実施例では、被検者の測定部位を
頭部とした場合を述べたが、これに限定されるものでは
なく、他の部位に適用してもよい。
頭部とした場合を述べたが、これに限定されるものでは
なく、他の部位に適用してもよい。
【００３１】又、この実施例で示した被検者に対する外
部刺激の種類は一例であって、これらに限定されるもの
ではなく、心理学的・医学的に実証されているものを適
用することが可能である。
部刺激の種類は一例であって、これらに限定されるもの
ではなく、心理学的・医学的に実証されているものを適
用することが可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
検者の体内酸素濃度の時間的変化を計測し、その濃度変
化を周波数軸上におけるスペクトラム分布に変換し、更
に、予め実験的に求められた各種の外部刺激等に対する
被検者の心理状態における体内酸素濃度の変化のスペク
トラム分布の包絡線に基いて求められた相関データと特
定の被検者を診断等した際に求まる上記特徴抽出データ
とを比較することによって、特定の被検者の心理状態を
判定するようにしたので、簡易に人間の心理状態を測定
することが可能となる。
検者の体内酸素濃度の時間的変化を計測し、その濃度変
化を周波数軸上におけるスペクトラム分布に変換し、更
に、予め実験的に求められた各種の外部刺激等に対する
被検者の心理状態における体内酸素濃度の変化のスペク
トラム分布の包絡線に基いて求められた相関データと特
定の被検者を診断等した際に求まる上記特徴抽出データ
とを比較することによって、特定の被検者の心理状態を
判定するようにしたので、簡易に人間の心理状態を測定
することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例による心理状態測定装置の概
略構成を示す構成図である。
略構成を示す構成図である。
【図２】解析部に予め備えられる相関データのデータ形
式を示す説明図である。
式を示す説明図である。
【図３】人間の心理状態と体内酸素濃度との間に相関関
係があることを示す実験データ例を示す図である。
係があることを示す実験データ例を示す図である。
【図４】人間の心理状態と体内酸素濃度との間に相関関
係があることを示す他の実験データ例を示す図である。
係があることを示す他の実験データ例を示す図である。
【図５】人間の心理状態と体内酸素濃度との間に相関関
係があることを示す更に他の実験データ例を示す図であ
る。
係があることを示す更に他の実験データ例を示す図であ
る。
【図６】人間の心理状態と体内酸素濃度との間に相関関
係があることを示す更に他の実験データ例を示す図であ
る。
係があることを示す更に他の実験データ例を示す図であ
る。
【図７】実施例の心理状態測定装置における特徴抽出原
理及び心理状態判定の原理を説明するための説明図であ
る。
理及び心理状態判定の原理を説明するための説明図であ
る。
１…多次元酸素濃度計測部、２…発光部、３…受光部、
４…信号処理部、５…記憶部、６…照謝用光プローブと
受光用光プローブ、７…フーリエ変換部、８…記憶部、
９…解析部、１０…制御部。
４…信号処理部、５…記憶部、６…照謝用光プローブと
受光用光プローブ、７…フーリエ変換部、８…記憶部、
９…解析部、１０…制御部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/16 A61B 5/145 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 被検者の体内に向けて光を照射し、その
透過光の時間的変化に基いて体内の酸素濃度の時間的変
化を計測する計測手段と、 該酸素濃度の時間的変化をフーリエ変換処理することに
より周波数に対するスペクトラム分布を求める変換手段
と、 該スペクトラム分布の包絡線に基いて特徴を抽出すると
共に、該特徴抽出されたデータを、予め設定された心理
状態に対する酸素濃度変化のスペクトラム分布の包絡線
に基いて求められた相関データと比較することによって
心理状態を判定する解析手段と、を備えたことを特徴と
する心理状態測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04174287A JP3142376B2 (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 心理状態測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04174287A JP3142376B2 (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 心理状態測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0614908A JPH0614908A (ja) | 1994-01-25 |
| JP3142376B2 true JP3142376B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=15976039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04174287A Expired - Fee Related JP3142376B2 (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 心理状態測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3142376B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011129861A1 (en) * | 2010-04-12 | 2011-10-20 | Anatoliy Omelchenko | Edible spoon for dissociating into consumable predetermined clumps in order to prevent dissociating into random granules that would make consumption more difficult |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5803909A (en) | 1994-10-06 | 1998-09-08 | Hitachi, Ltd. | Optical system for measuring metabolism in a body and imaging method |
| US6240309B1 (en) | 1995-10-06 | 2001-05-29 | Hitachi, Ltd. | Optical measurement instrument for living body |
| JP4274751B2 (ja) | 2001-07-03 | 2009-06-10 | オリンパス株式会社 | エンコーダ |
| JP3928051B2 (ja) | 2004-01-14 | 2007-06-13 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 心理状態評価装置 |
| JP4590555B2 (ja) | 2004-09-02 | 2010-12-01 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | 感性状態判別方法及び装置 |
| CN109215463B (zh) * | 2018-09-21 | 2020-08-28 | 河南大学 | 护理心理学的注意分配用实验装置 |
| CN112190263B (zh) * | 2020-10-09 | 2023-03-24 | 安徽美心信息科技有限公司 | 一种用于心理测量的分析系统及其分析方法 |
-
1992
- 1992-07-01 JP JP04174287A patent/JP3142376B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011129861A1 (en) * | 2010-04-12 | 2011-10-20 | Anatoliy Omelchenko | Edible spoon for dissociating into consumable predetermined clumps in order to prevent dissociating into random granules that would make consumption more difficult |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0614908A (ja) | 1994-01-25 |
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