JP5171094B2 - 自律神経機能又は／及びストレス度評価装置 - Google Patents

Description

本発明は、瞳孔対光反応を利用して被験者の自律神経機能又は／及びストレス度を評価する自律神経機能又は／及びストレス度評価装置に関する。

瞳孔は自律神経に支配されている器官であり、例えば、交感神経が緊張すると瞳孔はぐっと開き、副交感神経が緊張すると瞳孔は収縮することが知られている。被験者の前眼部にフラッシュ光を照射して前眼部の画像を時系列的に撮像し、撮像した画像に基づき「瞳孔径」を算出し、算出した「瞳孔径」を時系列的に取得することにより瞳孔対光反応を測定することにより自律神経機能を評価する研究がなされている。例えば、非特許文献１には、赤外線電子瞳孔計を用いて漢方薬服用前後の瞳孔対光反応を測定し、自律神経機能に対する漢方薬の影響を調べている（非特許文献１）。
「漢方薬が瞳孔反応に及ぼす影響について‐香蘇散を用いて‐若林安希乃，小田口浩，花輪壽彦 著」

非特許文献１は、「瞳孔径」を時系列的に取得した後、「時系列的に取得した瞳孔径から得る各パラメータに関する値」を取得する。非特許文献１に示されているパラメータは、（１）初期状態の瞳孔直径，（２）光刺激後の瞳孔最小径，（３）縮瞳率（％），（４）初期状態の瞳孔面積，（５）光刺激から最大縮瞳までの時間，（６）瞳孔径の２分の１まで変化するのに要した時間，（７）最大縮瞳までに要した時間，（８）最大縮瞳から散瞳して瞳孔径変化の６３％まで回復するのに要した時間，（９）縮瞳速度の最高値，（１０）散瞳速度の最高値，（１１）縮瞳加速度の最高値の１１種類が示されており、時系列的に取得した瞳孔
径から各パラメータに関する値を取得する。一方、非特許文献１は、性別・年代別に分析した「各パラメータに関する正常値」の報告を基に「各パラメータの標準値を示すレーダーチャート」を生成し、管理している。

そして、非特許文献１は、取得した「各パラメータに関する値」を、「各パラメータの標準値を示すレーダーチャート」と比較して総合的な視点により「特徴的なパラメータ」を判別し、「自律神経機能のタイプ」を評価している。すなわち、「時系列的に取得した瞳孔径から得る各パラメータに関する値」と「各パラメータの標準値を示すレーダーチャート」との比較は、総合的な視点により判別される「光刺激による瞳孔対光反応の特徴」から「自律神経機能のタイプ」を評価し、自律神経機能を客観的に評価している。なお、「自律神経機能のタイプ」は、例えば、バランス良好型、交感神経優位型、副交感神経優位型、交感神経過緊張型等がある。

しかしながら、非特許文献１は、「各パラメータに関する値」を、「各パラメータの標準値を示すレーダーチャート」と比較して総合的な視点により「特徴的なパラメータ」を判別したとしても、間違った「自律神経機能のタイプ」を評価してしまう場合がある。すなわち、眼球の大きさには個人差があり、例えば、眼球が大きい場合は、瞳孔径も標準値よりも大きくなるので、これを「特徴的なパラメータ」として判別したとしても、間違った「自律神経機能のタイプ」を評価してしまう。

また、「各パラメータに関する値」を、「各パラメータの標準値を示すレーダーチャート」と比較して総合的な視点により「特徴的なパラメータ」を判別したり、判別される「光刺激による瞳孔対光反応の特徴」から「自律神経機能のタイプ」を評価したりするのは十分な知識がある人でなければ行うことができず、また、そうした人が行っても時間がかかり正確性に欠けるという問題がある。

この点について、予め「各パラメータに関する値」を範囲別に示し、これを「各パラメータの標準値を示すレーダーチャート」と総合的な視点により比較するためにパターン別に組み合わせ、「自律神経機能のタイプ」や「当該タイプに関連付けられるコメントデータ」と関連付けて管理しておくことにより、十分な知識がない人でも短時間で正確に「自律神経機能のタイプ」や「当該タイプに関連付けられるコメントデータ」を評価、取得できる自律神経機能装置が考えられる。

しかしながら、予め示す「各パラメータに関する値」の範囲を狭く取った場合、「各パラメータの標準値を示すレーダーチャート」と総合的な視点により比較するパターン別の組み合わせの数は膨大であり、さらにパラメータの種類が多い場合には大容量のメモリが必要になるという問題があり、一方、「各パラメータに関する値」の範囲を広く取った場合、パターン別の組み合わせの数を抑えることはできるが、その分、評価、取得する「自律神経機能のタイプ」や「当該タイプに関連付けられるコメントデータ」の信頼性が低くなるという問題がある。

さらに、上記非特許文献１は、複雑で時間がかかるパラメータが多く含まれているという問題がある。すなわち、上記非特許文献１は、演算を行うパラメータのうち、例えば、「初期状態の瞳孔面積（ｍｍ²）」や「縮瞳速度の最高値（ｍｍ／ｓ）」、「散瞳速度の最高値（ｍｍ／ｓ）」、「縮瞳加速度の最高値（ｍｍ／ｓ²）」等があるが、これらは、時系列的に取得する瞳孔径から単純に取得することができず、それぞれの演算は複雑で時間がかかるという問題がある。

そこで、本発明は、このような問題に着目し、（１）被験者の眼球の大きさに影響なく、（２）「各パラメータに関する値」と「各パラメータの標準値を示すレーダーチャート」との総合的な視点による比較をせず、さらに、（３）独自のパラメータを用いることにより、十分な知識がない人でも短時間で正確に、「自律神経機能のタイプ」を評価でき、これと併せて「ストレス度」も評価できる自律神経機能又は／及びストレス度評価装置を提供することを目的とする。

本発明の自律神経機能又は／及びストレス度評価装置は、被験者の前眼部にフラッシュ光を照射する照射手段と、前記前眼部を撮像する撮像手段と、撮像した前記前眼部の画像に基づいて算出する虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値を時系列的に取得する虹彩径及び瞳孔径演算手段と、当該時系列的に取得した虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値に基づいて自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を取得する自律神経機能／ストレス度演算手段とを備える自律神経機能及びストレス度評価装置であって、前記自律神経機能／ストレス度演算手段は、前記時系列的に取得した虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値から複数の所定パラメータに関する値を取得し、当該複数の所定パラメータに関する値について対応する自律神経機能又は／及びストレス度に関する複数の重み付け値を取得し、当該複数の重み付け値を加算して得る合計値に対応する自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を取得し、前記所定パラメータは、（１）縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値，（２）光刺激から縮瞳開始までの時間，（３）「縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値」−「最大縮瞳の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値」（縮瞳の幅），（４）縮瞳開始時から最大縮瞳時の角度，（５）最大縮瞳の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値の２％前から２％後の時間，（６）最大縮瞳時から６６６ｍｓ後間の角度，（７）最大縮瞳の５％前時から最大縮瞳時までの時間と、最大縮瞳時から最大縮瞳の５％回復（散瞳）後までの時間との割合のうちの少なくともいずれか一つを包含する、ことを特徴とする。虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値を時系列的に取得することにより、被験者の眼球の大きさに影響なく、また、時系列的に取得する虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値から複数の独自の所定パラメータに関する値に対応する重み付け値を取得し、当該複数の重み付け値について所定の演算を行って得る合計値に対応する自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を取得することができる。

また、本発明の自律神経機能又は／及びストレス度評価装置は、複数の所定パラメータに関する値の統計に基づいた自律神経機能又は／及びストレス度に関する複数の重み付け値を管理する重み付け値管理手段と、前記複数の重み付け値を加算して得る合計値の統計に基づいた自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を管理する自律神経機能／ストレス度管理手段とを備えることを特徴とする。自律神経機能又は／及びストレス度に関する重み付け値は、複数の独自の所定パラメータに関する値の統計に基づいており、これにより、取得する複数の所定パラメータに関する値に対応する重み付け値を取得することができ、また、自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値も、重み付け値について所定の演算を行って得る合計値の統計に基づいており、これにより、取得する合計値に対応する自律神経機能に関する値又は／及びストレス度を取得することができる。

さらに、本発明の自律神経機能又は／及びストレス度評価装置は、前記自律神経機能／ストレス度管理手段は、前記合計値の統計の平均値又は累積比率に基づく値を前記自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値として管理し、前記自律神経機能／ストレス度演算手段は、前記複数の重み付け値を加算して得る合計値に対応する統計の平均値又は累積比率に基づく値を取得することを特徴とする。各統計においては、それぞれ、自律神経の活動状態を表す範囲、自律神経疲労の度合いを表す範囲、ストレスを表す範囲を示している。自律神経の活動状態を表す範囲は、各統計において、交感神経の作用が強く表れ、副交感神経の作用が強く抑制されている範囲を示し、自律神経疲労の度合いを表す範囲は、各統計において、副交感神経の作用が強く表れ、交感神経の作用が強く抑制されている範囲を示す。また、ストレスを表す範囲は、各統計において、ストレスの作用が強くらわれる、平均値から逸脱している範囲を示す。このような特徴に基づいて合計値の統計の平均値又は累積比率に基づく値を自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値として管理している。

また、本発明の自律神経機能又は／及びストレス度評価装置は、自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値に対応するコメントデータを管理するコメントデータ管理手段を備え、前記自律神経機能／ストレス度演算手段は、前記自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値に対応するコメントデータを取得することを特徴とする。これにより、十分な知識がない人でも短時間で正確に、「自律神経機能及びストレス度」を評価することができる。

さらに、本発明の自律神経機能又は／及びストレス度評価装置は、前記複数の所定パラメータは、前記時系列的に取得した虹彩径に対する瞳孔径の割合を二次元座標で表して取得することを特徴とする。これにより、時系列的に取得した虹彩径に対する瞳孔径の割合を「長さ」で扱うことにより、単純に読み取ることができ、演算時間を短縮して複数の所定パラメータに関する値を取得することができる。

以上、本発明によれば、（１）被験者の眼球の大きさに影響なく、（２）「各パラメータに関する値」と「各パラメータの標準値を示すレーダーチャート」との総合的な視点による比較をせず、さらに、（３）独自のパラメータを用いることにより、十分な知識がない人でも短時間で正確に、「自律神経機能のタイプ」を評価でき、これと併せて「ストレス度」も評価できる自律神経機能又は／及びストレス度評価装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は本実施の形態の自律神経機能又は／及びストレス度評価装置（以下、自律神経機能／ストレス度評価装置と表記する）１００の外観を示す。自律神経機能／ストレス度評価装置１００は、被験者が覗くレンズ１１０、被験者の前眼部を撮影しやすいよう、つまみ等で角度調整する角度調整機構１２０、前眼部の撮影から自律神経機能又は／及びストレス度に関する値を出力するまでの処理を行う本体部１３０、本体部１３０において出力する情報をモニタ、プリンタ、又はメモリ等に出力する出力部（図示しない）を備えている。

図２は本実施の形態の自律神経機能／ストレス度評価装置１００の内部構成を示す。自律神経機能／ストレス度評価装置１００は、その内部構成を大きく分けると、被験者の前眼部１に短時間のフラッシュ光を照射するフラッシュ光源１０１、前眼部１からの反射光を９０°方向へ反射させるハーフミラー１０２、ハーフミラー１０２の反射方向に対設して前眼部１を撮像するＣＣＤ等の撮像素子を内蔵する撮像装置１０３、撮像した前眼部１の画像に基づいて算出する虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値を時系列的に取得する虹彩径及び瞳孔径演算部１０４、時系列的に取得した虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値に基づいて自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を取得する自律神経機能／ストレス度演算部１０５、及びレンズの中心で前眼部１を撮影するために視野を誘導する視野誘導光源または視野を固定する固視光源１０６を備えている。

虹彩径及び瞳孔径演算部１０４、自律神経機能／ストレス度演算部１０５は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える周知のマイクロコンピュータで構成されており、ＲＯＭには撮像した前眼部１の画像に基づいて算出する虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値を時系列的に取得する演算を行うプログラム、時系列的に取得した虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値に基づいて自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を取得する演算を行うプログラム、及び、各種演算を行う際に用いるデータ等が記憶管理されている。ＣＰＵはＲＯＭに記憶管理されているプログラムに従い、各種演算を実行することにより、撮像した前眼部１の画像に基づいて自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を取得する。

図３は撮像装置１０３が撮像した前眼部１を示す。虹彩径及び瞳孔径演算部１０４は、撮像した前眼部１の画像に基づいて、画像の輝度差から虹彩３０１の端と瞳孔３０２の端とをそれぞれ抽出して各形状を特定する。すなわち、隣接した画素から得られる色を示す信号の差や割合等から求める比較値が閾値以上である画素の位置を境界点とし、当該比較値が近い境界点を結んで各形状として特定する。端側に位置する画素から順に中央側に向かって境界点を特定する処理を行った場合は、最初に虹彩の形状を特定し、最後に瞳孔の形状を特定する。一方、中央側に位置する画素から順に端側に向かって行った場合は、これと逆であり、最初に瞳孔の形状を特定し、最後に虹彩の形状を特定する。

つづいて、虹彩径及び瞳孔径演算部１０４は、特定した虹彩形状から虹彩径を取得し、特定した瞳孔形状から瞳孔径を取得する。虹彩径は、はじめに、特定した虹彩形状から虹彩の中心位置を正確に特定する必要がある。本実施の形態において、虹彩の中心位置の特定は、取得した虹彩形状のほぼ中心を定め、その位置から所定方向にある虹彩の端までの長さと、その逆方向にある虹彩の端までの長さとが同一である位置を中心位置として特定する。すなわち、中心を定めた位置から両方向にある虹彩端が対称となっている位置を特定する。ここでいう、所定方向とは、例えば、水平、垂直あるいは所定角度の方向等がある。そして、そのような虹彩の中心位置を特定した後、所定方向の長さを虹彩径として取得する。ここでいう所定方向も、例えば、水平、垂直あるいは所定角度の方向等がある。また、瞳孔径の取得も虹彩径の取得と同様であり、はじめに瞳孔の中心位置を特定した後、所定方向の長さを瞳孔径として取得する。ここでいう所定方向も、例えば、水平、垂直あるいは所定角度の方向等があり、その方向は虹彩径を取得する方向と同方向である。その後、虹彩径及び瞳孔径演算部１０４は、取得した虹彩径及び瞳孔径から虹彩径に対する瞳孔径の割合を順次算出し、虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値を時系列的に取得していく。図４は虹彩径及び瞳孔径演算部１０４が時系列的に取得する虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値を示す。なお、本実施の形態では、虹彩径に対する瞳孔径の割合を取得するが、これに所定係数を乗じたものを管理しても良い。

図５は自律神経機能／ストレス度演算部１０５における処理の流れを示すフロー図である。自律神経機能／ストレス度演算部１０５は、図５に示すとおり、虹彩径及び瞳孔径演算部１０４において時系列的に取得した虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値を取得し（ステップ５０１）、それに基づいて複数の所定パラメータに関する値を取得し（ステップ５０２）、当該複数の所定パラメータに関する値について、複数の所定パラメータに関する値の統計に基づいた自律神経機能又は／及びストレス度に関する重み付け値を管理する重み付け値管理部５０１から対応する複数の重み付け値を取得し（ステップ５０３）、当該複数の重み付け値について所定の演算を行って合計値を取得し（ステップ５０４）、当該合計値について、合計値の統計に基づいた自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を管理する自律神経機能／ストレス度管理部５０２から対応する自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を取得する。

本実施の形態で用いる複数の所定パラメータは、（１）縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値（図６参照），（２）光刺激から縮瞳開始までの時間（図７参照），（３）「縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値」−「最大縮瞳の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値（縮瞳の幅）」（図８参照），（４）縮瞳開始時から最大縮瞳時の角度（図９参照），（５）最大縮瞳の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値の２％前から２％後の時間（図１０参照），（６）最大縮瞳時から６６６ｍｓ後間の角度（図１１参照），（７）最大縮瞳の５％前時から最大縮瞳時までの時間と、最大縮瞳時から最大縮瞳の５％回復（散瞳）後までの時間との割合（図１２参照）等を用いる。これらのパラメータは、図６乃至図１２に示すとおり、虹彩径に対する瞳孔径の割合及び時間から求めることができ、これらを二次元座標で表して「長さ」で扱うことにより、単純に読み取ることができ、演算時間を短縮して複数の所定パラメータに関する値を取得することができる。なお、本実施の形態で用いる複数の所定パラメータは、全て用いる形態、組み合わせて用いる形態、上記に挙げるパラメータ以外に他のパラメータと併せて用いる形態等が考えられる。

一方、自律神経機能／ストレス度演算部１０５の内部又は外部に備える重み付け値管理部５０１には、複数の所定パラメータに関する値の統計の平均値に基づいた自律神経機能又は／及びストレス度に関する重み付け値を管理している。複数の所定パラメータに関する値の統計は、予め性別・年代別に分析された報告があり、各統計において、それぞれ、自律神経の活動状態を表す範囲、自律神経疲労の度合いを表す範囲、ストレスを表す範囲を示している。自律神経の活動状態を表す範囲は、各統計において、交感神経の作用が強く表れ、副交感神経の作用が強く抑制されている範囲を示し、自律神経疲労の度合いを表す範囲は、各統計において、副交感神経の作用が強く表れ、交感神経の作用が強く抑制されている範囲を示す。また、ストレスを表す範囲は、各統計において、ストレスの作用が強くらわれる、平均値から逸脱している範囲を示す。自律神経機能に関する重み付け値は、自律神経の活動状態の度合いを表す値と、自律神経疲労の度合いを表す値とを示す。また、ストレス度に関する重み付け値は、ストレスの度合いを表す値を示す。

（１）縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合（図６参照）は、音声，写真や用語などの提示に対して好奇心、興味または快刺激がある場合は、瞳孔径が拡大するという特徴があり、一方、不快刺激がある場合は、最初のうち瞳孔径は拡大するが、これを繰り返すことにより、瞳孔径が縮小するという特徴がある。また、暗算や記憶作業を行った後は瞳孔径が拡大するという特徴もあり、さらに、内分泌系その他の変化を伴った際も瞳孔径が拡大するという特徴がある（図１３参照）。このような特徴に基づいて、「縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合」のパラメータに関する値の統計に基づいた重み付け値は、当該値が平均値よりも大きい範囲を交感神経優位として自律神経の活動状態の度合いを表す値の重み付け値を設定し、小さい範囲を副交感神経優位として自律神経疲労の度合いを表す値の重み付け値を設定し、さらに、平均値から逸脱している範囲をストレス作用がある範囲としてストレスの度合いを表す値の重み付け値を設定する。また、縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値の統計から、平均は４０％から６０％であり、また、縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値の統計から、１８歳前後をピークとして加齢とともに小さくなり、また、当該値が２０％から３０％の被験者は、一過性または常習性の薬物摂取（解熱剤、降血圧剤その他）又は疾患（糖尿病他）による恐れがあることも解った。

（２）光刺激から縮瞳開始までの時間（図７参照）は、光刺激で生じた網膜電位が視神経を経由して中脳動眼神経ＥＷ（副交感）核に伝わり、そこから副交感神経反射パルスが逆に神経線維を経由して末梢（瞳孔括約筋）に伝わり縮瞳させるまでのプロセス時間を示し、神経伝達・情報処理時間（求心系・遠心系電位伝達と脳判断時間）を表すパラメータである。この時間が短ければ交感神経が優位であり、一方、長ければ副交感神経が優位であるという特徴がある（図１４参照）。このような特徴に基づいて、「光刺激から縮瞳開始までの時間」のパラメータに関する値の統計に基づいた重み付け値は、当該値が平均値よりも短い範囲を交感神経優位として自律神経の活動状態の度合いを表す値の重み付け値を設定し、長い範囲を副交感神経優位として自律神経疲労の度合いを表す値の重み付け値を設定し、さらに、平均値から逸脱している範囲をストレス作用がある範囲としてストレスの度合いを表す値の重み付け値を設定する。

（３）「縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値」−「最大縮瞳の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値（縮瞳の幅）」（図８参照）は、縮瞳の反応を評価するパラメータである。縮瞳時は、主に副交感神経の反応が影響するが、交感神経の反応が全くないわけではなく、副交感神経の反応を惹起する交感神経の影響もある。この値が大きれば交感神経が優位であり、一方、小さければ副交感神経が優位であるという特徴がある（図１５参照）。このような特徴に基づいて、「縮瞳の幅」のパラメータに関する値の統計に基づいた重み付け値は、当該値が平均値よりも大きい範囲を交感神経優位として自律神経の活動状態の度合いを表す値の重み付け値を設定し、小さい範囲を副交感神経優位として自律神経疲労の度合いを表す値の重み付け値を設定し、さらに、平均値から逸脱している範囲をストレス作用がある範囲としてストレスの度合いを表す値の重み付け値を設定する。

（４）縮瞳開始時から最大縮瞳時の角度（図９参照）は、縮瞳の速度を評価するパラメータである。この値が小さければ交感神経が優位であり、一方、大きければ副交感神経が優位であるという特徴がある（図１６参照）。このような特徴に基づいて、「縮瞳開始時から最大縮瞳時の角度」のパラメータに関する値の統計に基づいた重み付け値は、当該値が平均値よりも小さい範囲を交感神経優位として自律神経の活動状態の度合いを表す値の重み付け値を設定し、大きい範囲を副交感神経優位として自律神経疲労の度合いを表す値の重み付け値を設定し、さらに、平均値から逸脱している範囲をストレス作用がある範囲としてストレスの度合いを表す値の重み付け値を設定する。

（５）最大縮瞳の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値の２％前から２％後の時間（図１０参照）は、縮瞳、散瞳のプロセスを評価するパラメータである。縮瞳、散瞳のプロセスは、副交感神経の反応、交感神経の増加、副交感神経の弛緩、交感神経の反応の順で遷移する。当該パラメータは、特に、交感神経の増加、副交感神経の弛緩の状態を取得することにより、瞳孔括約筋、散大筋を評価する。この値が短ければ交感神経が優位であり、一方、長ければ副交感神経が優位であるという特徴がある（図１７参照）。このような特徴に基づいて、「縮瞳開始時から最大縮瞳時の角度」のパラメータに関する値の統計に基づいた重み付け値は、当該値が平均値よりも短い範囲を交感神経優位として自律神経の活動状態の度合いを表す値の重み付け値を設定し、長い範囲を副交感神経優位として自律神経疲労の度合いを表す値の重み付け値を設定し、さらに、平均値から逸脱している範囲をストレス作用がある範囲としてストレスの度合いを表す値の重み付け値を設定する。

（６）最大縮瞳時から６６６ｍｓ後間の角度（図１１参照）は、散瞳の速度を評価するパラメータである。散瞳時は、主に交感神経の反応が影響するが、副交感神経の反応が全くないわけではなく、交感神経の反応を惹起する副交感神経の影響もある。この値が小さければ交感神経が優位であり、一方、大きければ副交感神経が優位であるという特徴がある（図１８参照）。このような特徴に基づいて、「最大縮瞳時から６６６ｍｓ後間の角度」のパラメータに関する値の統計に基づいた重み付け値は、当該値が平均値よりも小さい範囲を交感神経優位として自律神経の活動状態の度合いを表す値の重み付け値を設定し、大きい範囲を副交感神経優位として自律神経疲労の度合いを表す値の重み付け値を設定し、さらに、平均値から逸脱している範囲をストレス作用がある範囲としてストレスの度合いを表す値の重み付け値を設定する。

（７）「最大縮瞳の５％前時から最大縮瞳時までの時間と、最大縮瞳時から最大縮瞳の５％回復（散瞳）後までの時間との割合（図１２参照）は、主に副交感神経の反応が表れる縮瞳時と主に交感神経の反応が表れる散瞳時の瞳孔対光反応の相対評価をするパラメータである。この値が小さければ交感神経が優位であり、一方、大きければ副交感神経が優位であるという特徴がある（図１９参照）。このような特徴に基づいて、「最大縮瞳の５％前時から最大縮瞳時までの時間と、最大縮瞳時から最大縮瞳の５％回復（散瞳）後までの時間との割合」のパラメータに関する値の統計に基づいた重み付け値は、当該値が平均値よりも小さい範囲を交感神経優位として自律神経の活動状態の度合いを表す値の重み付け値を設定し、大きい範囲を副交感神経優位として自律神経疲労の度合いを表す値の重み付け値を設定し、さらに、平均値から逸脱している範囲をストレス作用がある範囲としてストレスの度合いを表す値の重み付け値を設定する。

重み付け値管理部５０１は、以上のようにして設定される複数の所定パラメータに関する値の統計の平均値に基づいた自律神経機能又は／及びストレス度に関する重み付け値を管理する。なお、（１）縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合，（２）光刺激から縮瞳開始までの時間，（３）縮瞳の幅，（４）縮瞳開始時から最大縮瞳時の角度，（５）最大縮瞳の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値の２％前から２％後の時間，（６）最大縮瞳時から６６６ｍｓ後間の角度，（７）「最大縮瞳の５％前時から最大縮瞳時までの時間と、最大縮瞳時から最大縮瞳の５％回復（散瞳）後までの時間との割合等は、フラッシュ光の照度や時間等により値が異なるので、全く同じ条件の統計を用いなければならない。

自律神経機能／ストレス度演算部１０５は、取得した複数の所定パラメータに関する値について、対応する複数の重み付け値を重み付け値管理部５０１から取得した後、所定の演算を行って合計値を取得する。本実施の形態において、複数の重み付け値に対して行う所定の演算は、単に加算により合計値を取得する。なお、それ以外の形態で合計値を取得するようにしても良く、例えば、乗算により合計値を取得する形態、各パラメータに関する値の重要度に応じた係数を乗じて合計値を取得する形態が考えられる。

一方、自律神経機能／ストレス度演算部１０５の内部又は外部に備える自律神経機能／ストレス度管理部５０２には、各重み付け値に基づいて取得する合計値の統計を管理するとともに、統計の累積比率に基づいた自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を管理している。自律神経機能／ストレス度管理部５０２が管理する合計値の統計は、予め性別・年代別に分析された報告に基づいて取得する各重み付け値の合計値の統計を表したものである。本実施の形態において、合計値の統計は、図２０に示すように、重み付け値の合計値の増加に伴って重み付け値に対応する全体に対する比率を累積する累積比率により表す。重み付け値の合計値が大きければ大きいほど累積比率も大きくなり、評価対象の自律神経機能又は／及びストレス度が優位であることを示す。一方、重み付け値の合計値が小さければ小さいほど累積比率も小さくなり、評価対象の自律神経機能又は／及びストレス度が抑制されていることを示す。本実施の形態では、累積比率を自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値として管理しているが、累積比率に応じた係数を乗じて管理しても良い。

自律神経機能／ストレス度演算部１０５は、所定の演算を行って得る合計値に対応する自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を自律神経機能／ストレス度管理部５０２から取得する。例えば、図２１に示すように評価対象が「自律神経の活動状態の度合いを表す値の重み付け値の合計値（６）」を自律神経機能／ストレス度管理部５０２から取得した場合、対応する「自律神経の活動状態の累積比率に関する値（６４．４４）」を取得する。

また、ストレス度演算部１０５の内部又は外部に自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値に対応するコメントデータを管理するコメントデータ管理部（図示しない）を備えても良い。これにより、自律神経機能／ストレス度演算部１０５は、自律神経機能／ストレス度管理部５０２から取得した自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値に対応するコメントデータを取得することができる。図２２は、自律神経機能／ストレス度管理部５０２から取得した累積比率で表す自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値と、コメントデータの出力例を示す。

以上、本実施の形態によれば、（１）被験者の眼球の大きさに影響なく、（２）「各パラメータに関する値」と「各パラメータの標準値を示すレーダーチャート」との総合的な視点による比較をせず、さらに、（３）独自のパラメータを用いることにより、十分な知識がない人でも短時間で正確に、「自律神経機能のタイプ」を評価できる。

なお、本発明は、以上の形態により説明したが、その要旨を逸脱しない範囲で適宜に変更及び実施可能である。例えば、重み付け値の合計値の統計から取得する自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値は、重み付け値の合計値の統計の平均値を基に取得しても良い。例えば、図２３に示すように、重み付け値の合計値は、統計の平均値よりも大きければ大きいほど、評価対象の自律神経機能又は／及びストレス度が優位であることを示す。一方、統計の平均値よりも小さければ小さいほど、評価対象の自律神経機能又は／及びストレス度が抑制されていることを示す。このように、重み付け値の合計値の統計の平均値を基に自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を管理しても良い。この場合、統計の平均値に応じた係数を乗じて管理しても良い。図２４は、重み付け値の合計値の統計の平均値を基に取得する自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値と、コメントデータの出力例を示す。

また、本発明は、自律神経機能／ストレス度演算部１０５の内部又は外部に備える重み付け値管理部５０１には、複数の所定パラメータに関する値の統計の累積比率に基づいた自律神経機能又は／及びストレス度に関する重み付け値を管理しても良い。すなわち、各パラメータに関する値の統計を累積比率で表し、その増加や減少に基づいて自律神経機能又は／及びストレス度に関する重み付け値を設定し、管理しても良く、累積比率に応じた係数を乗じて管理しても良い。

本発明の自律神経機能又は／及びストレス度評価装置の外観図 本発明の自律神経機能又は／及びストレス度評価装置の内部構成を示すブロック図 撮像装置が撮像した前眼部を示す図 虹彩径及び瞳孔径演算部が時系列的に取得する虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値を示す図 自律神経機能／ストレス度演算部における処理の流れを示すフロー図 「縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値」の部分を示す図 「光刺激から縮瞳開始までの時間」の部分を示す図 「縮瞳の幅」の部分を示す図 「縮瞳開始時から最大縮瞳時の角度」の部分を示す図 「最大縮瞳の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値の２％前から２％後の時間」の部分を示す図 「最大縮瞳時から６６６ｍｓ後間の角度」の部分を示す図 「最大縮瞳の５％前時から最大縮瞳時までの時間と、最大縮瞳時から最大縮瞳の５％回復（散瞳）後までの時間との割合」の部分を示す図 「縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合」のパラメータに関する値の統計と、それに基づいた重み付け値を示す図 「光刺激から縮瞳開始までの時間」のパラメータに関する値の統計と、それに基づいた重み付け値を示す図 「縮瞳の幅」のパラメータに関する値の統計と、それに基づいた重み付け値を示す図 「縮瞳開始時から最大縮瞳時の角度」のパラメータに関する値の統計と、それに基づいた重み付け値を示す図 「縮瞳開始時から最大縮瞳時の角度」のパラメータに関する値の統計と、それに基づいた重み付け値を示す図 「最大縮瞳時から６６６ｍｓ後間の角度」のパラメータに関する値の統計と、それに基づいた重み付け値を示す図 「最大縮瞳の５％前時から最大縮瞳時までの時間と、最大縮瞳時から最大縮瞳の５％回復（散瞳）後までの時間との割合」のパラメータに関する値の統計と、それに基づいた重み付け値を示す図 自律神経機能／ストレス度管理部が管理する各重み付け値の合計値と累積比率の統計を表した図 自律神経活動に関する重み付け値の合計値と、それに対応する累積比率の統計とコメントを示す図 自律神経機能／ストレス度管理部から取得した累積比率に基づいた自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値と、コメントデータの出力例を示す図 自律神経機能／ストレス度管理部が管理する各重み付け値の合計値と比率の統計を表した図 自律神経機能／ストレス度管理部から取得した統計の平均値に基づいた自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値と、コメントデータの出力例を示す図

符号の説明

１００ 自律神経機能／ストレス度評価装置
１０１ フラッシュ光源
１０２ ハーフミラー
１０３ 撮像装置
１０４ 虹彩径及び瞳孔径演算部
１０５ 自律神経機能／ストレス度演算部
１０６ 固視光源
１１０ レンズ
１２０ 角度調整機構
１３０ 本体部

Claims (5)

1. 被験者の前眼部にフラッシュ光を照射する照射手段と、
   前記前眼部を撮像する撮像手段と、
   撮像した前記前眼部の画像に基づいて算出する虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値を時系列的に取得する虹彩径及び瞳孔径演算手段と、
   当該時系列的に取得した虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値に基づいて自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を取得する自律神経機能／ストレス度演算手段とを備える自律神経機能又は／及びストレス度評価装置であって、
   前記自律神経機能／ストレス度演算手段は、前記時系列的に取得した虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値から複数の所定パラメータに関する値を取得し、当該複数の所定パラメータに関する値について対応する自律神経機能又は／及びストレス度に関する複数の重み付け値を取得し、当該複数の重み付け値を加算して得る合計値に対応する自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を取得し、
   前記所定パラメータは、（１）縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値，（２）光刺激から縮瞳開始までの時間，（３）「縮瞳開始前の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値」−「最大縮瞳の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値」（縮瞳の幅），（４）縮瞳開始時から最大縮瞳時の角度，（５）最大縮瞳の虹彩径に対する瞳孔径の割合に関する値の２％前から２％後の時間，（６）最大縮瞳時から６６６ｍｓ後間の角度，（７）最大縮瞳の５％前時から最大縮瞳時までの時間と、最大縮瞳時から最大縮瞳の５％回復（散瞳）後までの時間との割合のうちの少なくともいずれか一つを包含する、
   ことを特徴とする自律神経機能又は／及びストレス度評価装置。
2. 複数の所定パラメータに関する値の統計に基づいた自律神経機能又は／及びストレス度に関する複数の重み付け値を管理する重み付け値管理手段と、
   前記複数の重み付け値を加算して得る合計値の統計に基づいた自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値を管理する自律神経機能／ストレス度管理手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の自律神経機能又は／及びストレス度評価装置。
3. 前記自律神経機能／ストレス度管理手段は、前記合計値の統計の平均値又は累積比率に基づく値を前記自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値として管理し、
   前記自律神経機能／ストレス度演算手段は、前記複数の重み付け値を加算して得る合計値に対応する統計の平均値又は累積比率に基づく値を取得することを特徴とする請求項２に記載の自律神経機能又は／及びストレス度評価装置。
4. 自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値に対応するコメントデータを管理するコメントデータ管理手段を備え、
   前記自律神経機能／ストレス度演算手段は、前記自律神経機能に関する値又は／及びストレス度に関する値に対応するコメントデータを取得することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の自律神経機能又は／及びストレス度評価装置。
5. 前記複数の所定パラメータは、前記時系列的に取得した虹彩径に対する瞳孔径の割合を二次元座標で表して取得することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の自律神経機能又は／及びストレス度評価装置。

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