iPhoneアプリで脈拍とストレス状態を解析!うつや疲労の原因、「ストレス」を科学的に測定

[`evernote` not found]

カメラに指をあてるだけで「ストレス」を測定できるただ一つの健康管理アプリ”ストレススキャン”

ストレススキャン

アプリをダウンロードし、2分間、iPhoneカメラに指をあててみてください。あなたの今のストレスを確認することができます。

iPhoneのカメラで心拍の波(脈波)を指先の変化から読取り、その内容を解析して、ストレス状態を数値で表します。

ストレススキャンダウンロード

ストレスの科学的な測定は全世界で注目をあびています。

今までは、専門家による問診や専用の端末機器がないと測ることが困難であった”ストレス”を、「ストレススキャン」はiPhoneのカメラを通じ て測定することを可能にしました。現在、同種のアルゴリズムを搭載したモバイルアプリケーションが全世界で6000万ダウンロードを超えています。
「ストレススキャン」は、心拍変動解析という指先の毛細血管から、血のめぐりの状態を読み取る技術をもとに開発されています。このような心拍変動解析を用いた「ストレス測定」は、米国で同様のアルゴリズムを搭載したモバイルアプリケーションが累計6000万ダウンロード(2013年7月現在)に達するほどの注目を集める分野に成長しています。

 

日常生活での疲労の原因となるストレスのチェック、メンタルヘルスの管理はもちろん、職場でのストレス、過労やうつ病の予防、疲労感や倦怠感から生じるミスや事故の予防、疲労やストレスによって症状が変化する傷病の研究、スポーツ選手のコンデショニング、PTSD(心的外傷後ストレス障害)の治療支援、さらにはNASA(アメリカ航空宇宙局)の宇宙開発でも飛行士の健康管理に用いられるなど、日常生活から高度な専門分野にまで広く活用されています。

 

近年では、日本国内でも医療機関、官公庁、大手自動車メーカー、大手電子機器メーカーなどで採用されるようになり、一般企業からも過労やうつ病対策の一環として科学的なストレス測定が注目を集めるようになっています。

日常的にストレスを測定することで、心身の病気、怪我、事故などを引き起こしやすいストレス状態をいち早く察知し、予防を可能にするものとして大きな期待が寄せられています。今後のさらなる研究で、人類が疲労やストレスと気軽にむきあえる日が、訪れました。

 

ストレスの原因“ストレッサー”とは?

ストレス測定の結果を通して、自分がどのような時にストレスを感じてしまうのか?あるいは、ストレスを感じないのかということを確認することがで きます。ストレスは身体に対して悪いものというイメージが強いかもしれません。しかし、健康で充実した生活を送るために必要な刺激でもあるため、ご自身のストレス傾向を掴んで頂くことはとても重要です。

 

現代社会は、ストレスの原因が蔓延しています。ストレスを発生させる原因は「ストレッサー」と呼ばれています。人間関係や仕事などの実際に体験する出来事だけでなく、視覚や聴覚などの五感を通じて感じる、あらゆる外部からの刺激がストレッサーになります。ですから、一概に「ストレッサー」は心身にとって悪いものではない、ということをまずは理解して頂くことが肝要です。

 

体験では、下記のようなものがストレッサーとなります。

仕事、人間関係、受験、就職、離婚、家族の死、恋愛、失恋、通勤、ダイエットなど、、、

外部からの刺激として、は下記のようなものがストレッサーとなります。

音、明暗、匂い、温度、湿度、空間の広さ、振動、圧迫感、痛みや痒みなど、、、

実際にどのようなストレッサーからどれほど大きな影響を受けるかは、生まれ持った性格や育った環境などによって個人差があります。個人のストレス測定においても、ちょっとした心理的同様や身体的な負荷状態によって、結果に違いが生じます。

 

自律神経の乱れを読み取り、ストレス状態を測定!

「ストレススキャン」で読み取っている”ストレス指数”は、”自律神経のバランスの乱れ”を示しています。自律神経のバランスの乱れを数値化する ことで、慢性疲労などの疾病の初期症状を見逃さないようにすることが可能となります。
人のからだには意識的に体を動かす運動神経と、無意識に心拍や呼吸、内蔵の働きを調節している自律神経が存在します。生命維持に不可欠な機能の多くを自律神経がコントロールしているのです。さらにその自律神経は「交感神経」と「副交感神経」からなり、車のアクセルとブレーキのように、交感神経は主に興奮状態を、副交感神経は主にリラックス状態を司ってあらゆる体内のバランスを保つことで、人は健康な状態を維持しています。

この二種類の自律神経のバランスが「ストレッサー」をはじめとした何らかの原因により乱れ、健康な状態から外れることをストレス状態と捉えます。 「ストレススキャン」は指先から測定した心拍の波形を、専門的な分析で交感神経と副交感神経の成分に分けることで自律神経機能の状態を解析し、その結果を用いてストレスの測定を可能にしています。

 

スマートフォンでの脈拍測定のしくみ

脈拍計測には、光を吸収するというヘモグロビンの性質を利用しています。血管が収縮しているときはヘモグロビンが少なく受光素子への入射光が多くなり、血管が拡張しているときはヘモグロビンが多く受光素子への入射光が少なくなる。

指をカメラにあてLEDを点灯して撮影。鼓動にあわせて輝度が変化しているのがわかる。

ストレスレベルについて

  • ストレスレベル評価の方法とスケール表示は、心拍リズム分布パターン特性に基づいて判断されたストレスレベルの推定値であって、血液中のストレスホルモンを測定するなどの直接的な測定方法とは異なり、又そのような測定方法による結果との比較評価をしていない事を理解して下さい。
  • アルゴリズムの作成に当たっては、複数の被験者を対象に、リラックス状態、通常の安静状態、神経的覚醒状態、強い精神的負荷状態、激しい感情状態の中でのストレス反応としての心拍リズムを観察しました。その結果、それぞれの状態における被験者の心拍リズムに特有のパターンが見られた為、それらのパターンからストレスレベルとしての指標が計算できると考えました。又、この経験的観察から得られたストレスレベルの幅は、テスト回数を増やしていくと負荷のレベルの違いによって更に大きくなっていく可能性を考慮して±10%の余裕を持たせました。
    最初のテスト結果としての被験者のストレスレベルは、ディフォルトとして設定された通常の安静状態での「健常値域」を基準にしたストレスレベルとの比較で評価されますが、「健常値域」は個人的にそれぞぞれ異なるとの理解から、その後テスト回数が増えていく中で、ディフォルトとしての評価基準(スケール)が、個人それぞれに適した評価基準に修正されるようになっています(学習能力)。
  • この評価方法を使う上で非常に大切な事は、テスト結果の解釈の仕方です。我々は上記の実験に基づく心拍リズムのパターンから、ストレスレベルを、大変低いストレス、低いストレス、普通のストレス、高いストレス、大変高いストレス、と等分に以下の5段階に分けました:

大変低いストレスレベル

数値範囲 0-20

この範囲は、身体がリラックスしている時の生理的状態を示しています。これは通常、副交感神経調節機能が顕著に優勢で、元気回復プロセスが順調である事に関係しています。この状態の時は、心拍数が低く心拍変動が非常に大きいのが特徴です。

低いストレスレベル

数値 20-40

この範囲は、生理的にアイドル(活動待機)状態を示しています。これは通常、エキサイティングと落ち着きがダイナミックな均衡を保ち、身体のエネルギー消費が非常に効率的で、自律神経調節機能がバランスのとれた状態に関係しています。この状態の時は、心拍数は安静時の時と同じで、心拍変動が大きいのが特徴です。

普通のストレスレベル

数値 40-60

この範囲は、普通の精神的もしくは軽い肉体的仕事をこなす時の生理的状態を示しています。これは通常、交感神経調節機能が僅かに優勢で、エネルギー消費が大きくなり始めている事に関係しています。この状態の時は、心拍数が安静状態の時より高く、心拍変動が安静状態の時より少し小さいのが特徴です。

高いストレスレベル

数値 60-80

この範囲は、通常でない状態によるマイナスの感情もしくは労作の時の、高い過覚醒の生理的状態を示しています。これは通常、交感神経調節機能がかなり優位で、エネルギー消費が大きい事に関係しています。この状態は、心拍数が高く、心拍変動が安静状態の範囲よりも低いのが特徴です。

大変高いストレスレベル

数値 80-100

この範囲は、通常よりもはるかに異常な状態によりマイナスの感情もしくは労作の時の、大変高い過覚醒の生理的状態を示しています。これは通常、完全な交感神経優位で副交感神経機能が抑制された、エネルギー消費が大変大きい事に関係しています。この状態は、心拍数が大変高く、心拍変動がほとんどないのが特徴です。

このストレスレベル評価方法は、消費者向けアプリケーションとして、シンプルで実際の日常生活に即した解釈として使われる事により意味を持つと考えています。

 

ストレス測定は、自律神経のバランス測定!

自律神経は、主に興奮状態を司る交感神経と、主にリラックス状態を司る副交感神経からなります。「ストレススキャン」は、この2つの神経系が上手 くバランスをとっている状態を、ストレスが少ない状態と認識します。
「ストレススキャン」は、心拍の波形から自律神経機能の状態を読取り、交感神経と副交感神経のバランスを解析します。「自律神経のバランス」が崩れていたり、バランスが良くても健康的な状態よりも共に高すぎたり、低すぎたりする場合をストレスの影響と捉えて数値化します。

 

たとえば、交感神経機能が高く、副交感神経機能が低い場合は、緊張した状態と捉えられます。リラックスが必要な状態です。不眠や過労につながることもあります。交感神経機能が低く、副交感神経機能が高い場合には、低緊張な状態と捉えます。リラックス度が高く、活力に欠ける状態です。共に低い状態では、慢性疲労やうつの状態に陥っている可能性があります。トップアスリートなどに特徴的な、ふたつの神経のレベルが共に高い場合には、興奮状態とリラックス状態が共存し、活力や集中力の高い状態と考えられています。

 

「ストレススキャン」はこれらの結果を解析し、ストレス状態のみをわかりやすく0から100の独自の数値で表します。 今後は、交感神経機能と副交感神経機能のバランスをグラフで表示する、より専門的なアプリケーションの制作を予定しています。

 

ストレススキャンダウンロード
[`evernote` not found]