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デジ・ステーション


5分でわかる最新キーワード解説
「ストレス計測携帯アプリ」って何だ?

日々進歩するIT技術は、ともすると取り残されてしまいそうな勢いで進化の速度を高めています。そこでキーマンズネット編集部がお届けするのが「5分でわかる最新キーワード解説」。このコーナーを読めば、最新IT事情がスラスラ読み解けるようになることうけあい。忙しいアナタもサラっと読めてタメになる、そんなコーナーを目指します。今回のテーマは「ストレス計測携帯アプリ」。これさえあれば、ストレスを良い状態に維持しながら社会生活を快適に送ることができるようになるかも!?

1.「ストレス計測携帯アプリ」とは?

図1 全体のシステム構成
図1 全体のシステム構成

資料提供:KDDI研究所

「ストレス計測携帯アプリ」とは、携帯電話と耳クリップ型の脈拍センサを使うことで、簡単にストレスレベルを推定することができる携帯電話用アプリケーションのことだ。KDDI 研究所が開発したもので、医療/治療に利用するものではなく、健康管理に役立てることができるアプリケーションの1つという位置付けで実用化を目指している。詳しい内容は後回しにして、実際の使い方から説明しよう。

全体のシステム構成を「図1」に示す。「ストレス計測アプリケーション」がインストールされた携帯電話のイヤホン端子に「脈拍センサBOX」を接続する。(このとき、イヤホンマイクが利用できる設定にしておく必要がある)脈拍センサBOXには一般に市販されている安価な耳クリップ型の「脈拍センサ」を取り付ける。


図2 測定の様子
図2 測定の様子

資料提供:KDDI研究所

実際の測定では「図2」に示すように、耳たぶに脈拍センサを装着し、深呼吸をして気持ちを落ち着かせる。落ち着いたところで、アプリケーションを起動すると、測定が開始される。測定時間は2分半。

携帯電話の画面表示の様子を「図3」に示す。測定中は現在の脈拍数と測定残り時間が表示される。測定が終わると、ストレス度がパーセント(%)で表示される。平常時のストレス度の目安は85~100%という。

また、測定結果の画面に表示されている「信頼度」とは脈拍センサから取り込んだデータに対する精度を表しており、このパーセンテージが低いときは測定が正確に行われていない。

なお、測定中に携帯電話に着信があると、測定が中断され、また最初から測定し直さなければならなくなる。

図3 携帯電話の表示画面
図3 携帯電話の表示画面

資料提供:KDDI研究所

2.「ストレス計測携帯アプリ」開発経緯とその原理

開発までの経緯

ストレスが原因で健康を害したり、メンタル面で不安定になったりする人の割合が増えている今、どうやってストレスを評価・測定したらよいかが大きな課題になっている。これまでは、問診や心理テストで評価する方法が一般的に行われてきたが、最近では「脈拍」、「心拍」、「血圧」、「瞳孔」を測定して解析する方法や、「血液」、「唾液」、「尿」などに含まれているストレス関連物質の量を測定して解析する方法などの研究が進んでいる。しかし、いずれの方法も、個人で手軽にストレスを測定できるような製品としては提供されておらず、例えば、すでに実用化されている唾液アミラーゼ測定装置にしても個人で利用するには高価で、また筐体も大きなため、普段から持ち歩くには適していない。

一方、KDDIではシニア世代にもっと携帯電話を活用してもらうためのマーケティングを進めている中で、シニア世代が高い関心を示す健康管理分野での新規アプリケーション開発を目指していた。その結果、携帯電話と脈拍センサを使えば、安価で持ち運びに便利なストレス測定システムを実現できると判断、ストレス計測携帯アプリの開発に取り組むことになったのである。

ストレス計測携帯アプリの原理
図4 ストレス計測の原理
図4 ストレス計測の原理

資料提供:KDDI研究所

人間の脈拍は一定ではなく、速くなったり遅くなったりしており、脈拍と脈拍の時間間隔には「図4」に示すような揺らぎがある。この脈拍の間隔の揺らぎの周波数成分を解析してみると、0.15~0.4Hzくらいの高い周波数成分(HF)と、0.05~0.15Hzくらいの低い周波数成分(LF)のところに、周波数のピークが現れることが知られている。そして、HF成分は副交感神経の高揚が反映され、LF成分は副交感神経と交感神経の高揚が反映されると言われている。

一方、ストレス度は交感神経の高揚と関係があることが分かっているので、脈拍の間隔の揺らぎから得られる交感神経と副交感神経の活動バランスから、ストレス度を推定することができる。具体的には、このアプリケーションでは、LF/HF の周波数パワーの比を計算することでストレス度を推定している。こうした周波数成分の計算は携帯電話にインストールされているアプリケーションが処理している。

また、42名の社内モニタを使って、ストレス計測携帯アプリの測定結果と唾液アミラーゼ法による測定結果を比較したところ、ストレス計測携帯アプリの有効性を確認することができたという。


なお、脈拍センサBOXではどんな処理が行われているかというと、脈拍センサから受け取る信号にはノイズが含まれることもあるので、これを取り除き、アンプで信号を増幅してから1kHzの搬送波を使ってAM変調を行っている。なぜ、ここで変調を行うのかといえば、携帯電話のマイク入力は音声帯域だけを受け付けるようにフィルタが入っているので、脈拍センサからの信号をダイレクトに入力することができないからである。

3.「ストレス計測携帯アプリ」の適用分野

適用分野

ストレス計測携帯アプリが測定する値は、血圧などのように絶対値として使うデータではなく、あくまでも相対値として使うデータである。従って、日々の変化を測定しながら、「いつもと同じ」、「今日は特に上がっている」など、その変化を読み取って自分でストレス度を管理するスタイルになる。

具体的な適用例としては、「図5」のような日常生活の中での体調管理の目安として利用することが考えられる。例えば、エアコンやテレビ、オーディオ機器、照明器具などの家電製品と連携させることで、ストレスを解消するのに役立つ環境を提供したり、スポーツやハイキングなどの運動中のストレス度を定期的に測定することで、無理な運動を続けないようにしたりするといった使い方が考えられる。また、ストレス解消ゲームや癒し系コンテンツとの連携も考えられる。さらに、自動車の運転中、ストレス度が上がり過ぎると事故を起こす危険性があるので、これを回避するのにも役立てることができそうだ。

図5 ストレス計測携帯アプリの適用例
図5 ストレス計測携帯アプリの適用例

資料提供:KDDI研究所

実用化に向けて

今回試作したシステムでは、脈拍センサBOXのサイズが60×100×17mmなので、これをもっと小型化することが検討されている。また、女性がイヤリングをしている場合、耳クリップでは測定ができない。そこで耳クリップ型以外の脈拍センサも検討されており、耳たぶ以外、例えば指を使って精度よく測定できるようなユーザインターフェースの開発・改善も進められている。

取材協力 : 株式会社KDDI研究所

掲載日:2011年2月 9日

キーマンズネット

出典元:株式会社リクルート キーマンズネット 2011年1月5日掲載分

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