水曜の基礎実験終わりにHR,PV,SCのケーブルが何セットあるか確認している時、今まで使ってたPVアタッチメントは指の抑えがあまいよねということで新しく作ることに。
デザインはワークショップで使われるPVアタッチメントを元に、普段使ってるセンサーに合わせ設計をし直した。(デザインをスクショするの忘れてました…)
そして昨夜、新しいアタッチメントを3Dプリンターで作成。永田くんが「ABSなら浮くからアセトン塗った方がいいかもですね」と言ってたのでアセトンを塗ることに。この時どうやら塗りすぎていたらしく、今日のお昼に来てボードから剥がしたら悲惨なことに…

昨日のアタッチメントがこうなってしまったのでまた作り直した。

この写真からだとわかりづらいかもだけど、地味に浮いてるんですよね……
まぁとにかく刷り終わったので既存のPVセンサーのアタッチメントを付け替えておきました。

あ、完成品の写真忘れてた……

1.ストレス・リラックスと皮膚温

末梢循環のうち，特に手の指の血流は，精神的な現象との関連が古くから調べられてきました。この部位には，交感神経によってコントロールされている細い血管が多数集まっており，ストレス時には血管が収縮することで，血流量の現象，皮膚温の低下が認められます。一方で，眠い時やリラックスしている時は，交感神経活動が低下することで，この部位の血管は拡張し，血流が増加し，結果として皮膚温が上昇します。このような性質を利用して，指先の皮膚温は，緊張-リラックスの手がかりとして，心理学で古くから用いられています。皮膚温は，他の生体反応に比べ簡単に測れるのが特徴です。手作りの安価な計測器（下左図）を使い，センサーの装着もテープではりつけるだけなので簡単です（下右図）。

2.ダーツ練習中の皮膚温（平均的な変化）

下記は，10名のプレイヤーが，1m20cm離れた的に向かって，1人でダーツを行った際の皮膚温の変化を平均したものです（値は100倍されています）。0-120秒はダーツを行う前の安静状態（閉眼），120-240は，ダーツプレイ中，240-360はダーツ後の安静状態（閉眼）となっています。安静時には皮膚温の上昇が認められますが，ダーツ中は，0.5℃程度の皮膚温の低下が見られます。赤色で示された環境温は，23℃～24℃へと徐々に上昇を示しているため，皮膚温の低下は，なるべく良い点をとるようにダーツ課題に集中した結果と考えられます。

下記はダーツをしている時の様子です。

3.ダーツ練習中の皮膚温（個人の変化）

前述のグラフでは，平均で0.5℃程度の皮膚温低下と述べましたが，皮膚温の変化には大きな個人差があります。下記は，平均皮膚温を算出する際に用いられた10人の，個別の皮膚温変化です。多くのプレイヤーは，ダーツ開始後の120秒過ぎあたりで皮膚温が低下し始め，ダーツ後の安静時に再び皮膚温が上昇しています。しかし，player2とplayer6は，皮膚温が環境温に近く，冷え性の可能性が考えられます。ただし，どちらのプレイヤーも，ダーツ後には皮膚温が上昇しているため，実験者の前でダーツを行う事に対し，極度に緊張してしまった，つまり緊張しやすいタイプである可能性も考えられます。一方で，player5やplayer7は，まだダーツ中なのに，緊張が抜けてしまい，皮膚温が上昇し始めています。このような人は，ダーツに慣れている，またはリラックスしやすいタイプである可能性が考えられます。

4.ダーツ競技中の皮膚温（人前での対戦）

（準備中）

5.ダーツ競技中の皮膚温（トーナメント戦）

（準備中）

データ：Addarts150628

ジョイスティック版に改造・・・が、このジョイスティックは決まった方向以外には、非常に動きにくいですね・・・。もう少しちゃんとしたジョイスティックで動作チェックすることにしようと思います。

RM2

今日はアニメを視聴している最中の皮膚温を測定しました。以下にアニメ課題中の皮膚温を示します。

実験は前安静３分、課題5分30秒、後安静3分で行い、アニメは「アニメで分かる診療内科　14話」を視聴しました。課題に用いたアニメは5分30秒のショートアニメで、内容はギャグ要素が多いものでした。あまり皮膚温の変化ない方は体育の後で疲れていて集中できなかったそうです。

また、小築さんには皮膚温測定と同時にRMSSDの計算も行いました。以下にアニメ視聴中の前安静、課題、後安静のIBIを示します。

以下にアニメ視聴中の前安静、課題、後安静のrmssdを示します。

アニメを視聴すると、とてもリラックスするようです。

皮膚温の計測結果のファイル：t

IBIの計測結果のファイル：t rmssd

1.自己紹介時の皮膚温
ポータブル皮膚温同時測定器は、4人同時に皮膚温を測れるので学習にはもってこいだ。あとは、どういうプログラムで学習するかを定めるだけだ。ややベタではあるが、ゼミ内で二人一組になってもらい、自己紹介をしてもらった時のデータを掲載する。実験スケジュールは、子供用に作成した用紙にしたがって行った。前安静3分→自己紹介4分→後安静3分の計20分で、30秒おきに参加者非利き手人差し指の皮膚温を書き留めた。前安静で徐々に皮膚温が上昇し、課題で低下し、後安静で上昇するという傾向はあるものの、前安静から低下しっぱなしという人も多い（前安静から、自己紹介で何を話そうか考えている？）ため、全体としては下記右側のようなグラフとなる。やはり真の安静は課題後に訪れるという門地説は本当のようだ。

上図左側は個別グラフなのだが、

田原・鈴木→課題が嫌で予期不安も強いが、終わってしまえばすっかり忘れられる
吉田→課題中も皮膚温が上昇し続け「緊張しないの？」と聞きたくなる
小築→課題中は不安だが、課題前や課題後は何も考えないでいられる

などのような性格も現れているように思える。再現性もあるように思え、下記はダーツ中の脈波振幅（つまり血管の収縮度合い）だが、鈴木さんも田原さんも、自己紹介で皮膚温を測った時と笑えるほど一緒だ。

2.すごろく課題時の皮膚温
こちらは、授業で毎度おなじみの皮膚温すごろくを実施した結果だ。こちらはあまり安定した結果ではないように思える。最低でも、誰がどこであがったのかわかるようにしなければ・・・。あとは、グループによって測定時間が異なるので、どうやって平均値をとればいいのか分からないのも問題だ。。。大丈夫かなー、子ども大学もダーツにしちゃう！？

・・・すごろくでもやはり、吉田くんは緊張が一切みられない。。。

エクセルファイル：enshu_temp

月曜日に，座禅研究の打ち合わせのため，島津社長のオフィスに行ってきた。東京駅付近の駐車場料金は，1600円/hでなかなか殺人的だった。オフィスに設置された禅堂（和室）で，島津社長が実際に座禅を行っている最中のIBIを測定してきたのが下記の図だ。RMSSDは，16であまり高くはないように思える。

・・・そもそも，自作計測器で測定したIBIからRMSSDは正しく評価できてるのだろうか・・・？なんだか不安になってきたので，自分の体で検証してみることにした。今日は，ゼミ内実験でダーツトーナメントを行う日だった。実は，この実験がちゃんと計画どおりに行われるかが，かなり心配で，プレッシャーを感じていた。また，昨日東京からふじみ野まで戻ったあと，22：30まで計測器を皆で作ったせいで，かなり寝不足気味となっていた。IBIは，ゼミ前はかなり低めで，600-800msの間を維持しており，昼休みにちょっと眠っても800ms以上にはならないようだった。ゼミ内実験は概ねうまくいき，授業後は休憩時に800-900ms台のIBIが出るようになった。そこで，さらに副交感神経を活動させるよう自己コントロールに努めたところ，IBIは800-1000ms台へ突入し，さらに副交感神経を頑張らせたところ，1000-1200ms台のIBIも出るようになった。⑤の後には，気分的には，かなり頭がスッキリし活力が増したように感じた。

心配事が終わると心臓はゆっくりになり，さらに意図的に休むとさらにゆっくりになるようだった。さて，各期間とも1000beatほど計測しているが，RMSSDはどうだろうか？ゼミ前は，目をつぶっても10～20だったRMSSDは，授業後には急速に大きくなり，最大で50程度になった。僕のRMSSDは50辺りが限界といったところか？副交感神経活動は主観的な疲労感と結構対応が良いように思う。これ大丈夫なんじゃないだろうか？自作計測器（材料費3000円）でこんなに簡単に副交感神経活動が評価できるのなら，いろいろなシーンで使ってみてもいいんじゃないだろうか？

PPT：rmssd

Excel：nagano150512　shimazu　nagano150512-2　RSMMD150515

本日活躍したスタンドアロン心拍計たち

みなさん，心拍ゆらぎの解析したことあるだろうか？いろんな方法があるんだけど，RMSSDは割りと簡単に計算できて，広く使われるメジャーな心拍ゆらぎ評価法だ。

・RMSSD(ms)連続して隣接するRR間隔の差の２乗の平均値の平方根であり、迷走神経緊張強度の指標(http://www.trytech.co.jp/checkmyheart/glossary.html)

・…その他の時間領域解析としては、連続した心拍間隔の差の二乗平均平方根 (rMSSD)があり，（中略）心拍関係の副交感神経活動との関連が認められます。(http://www.qhrv.jp/dt_hrv_jp.htm)

などとある。つまり，RMSSDは，副交感神経がどの程度活動しているかの指標として用いられる。通常は，「自律神経系に異常がないか？」といった視点や「ストレスによってどれくらい副交感神経活動が抑制されるのか？」といった視点で，従属変数として用いられる。しかし，近年は逆の発想で，「RMSSD（副交感神経活動）が高いひとは，いろいろな課題のパフォーマンスが良い可能性がある」という視点で，独立変数として用いられる研究があり，ちょっと面白い。

たとえば，RMSSD高者とRMSSD低者（どちらも軍人）で，反応時間課題のパフォーマンスを比較したHansenらの研究（2003）では，RMSSDが高い人のほうが，反応時間が短く，正答数も多いという結果になっている（上段反応時間（値が低いほど速い），下段正答率）。

で，僕はこれから禅を行っている方々の心拍をはかり，ゆらぎを解析予定なのだけれど，さしあたって一番メジャーかつ簡単そうなRMSSDを自分の心拍で計算してみた。計算方法は，BIOPACの解析例ページが非常にわかりやすい。もう，下のエクセルだけで十分という感じだが，詳しく説明すると，下記のようになる。

1.IBIを計算する（AB列）
2.一拍先のIBI-現在のIBIで，IBIの差分値を算出する（C列）
3.IBI差分値の2乗を求める（D列）
4.IBI差分値の2乗の合計値を求める（E列）
5.さらにそれをサンプル数で割る（F列）
6.最後にルートをかけるとRMSSDになる（G列）

で，かねてより生産していた計測器をもちいてIBIを計算し，立位（アトリウムをウロウロ歩きまわる）と，座位（リクライニングチェアでネットサーフィンする）を比較してみることにした。どちらも1000拍ぶんIBIを測定したので結構時間がかかった。下記は，上段が立位のIBIで，ときどきRを逃しているので（青い縦線の位置）IBI計算後に修正した。下段は座位のIBIで，こちらはじっとしてたせいかIBIを逃している場所は少なかった。一見して判ることは，立位はIBIが低い（つまり心臓が速い）状態で，座位はIBIが高い（つまり心臓がゆっくり）状態であることだが，それだけでなく，座位のほうが細かな上下動（呼吸性のゆらぎ）が多く現れている事がわかる。このようなゆらぎがRMSSDとして評価されるわけだ。

で，BIOPAC方式のRMSSD計算法で，立位と座位のRMSSDを計算してみる。ついでに心拍数も計算してみた結果が下記のとおりだ。座位のほうがRMSSDが大きく，HRも低い。HRは交感神経活動と副交感神経活動の双方の影響をうけるが，RMSSDは冒頭で述べたように副交感神経活動との相関が高い事がしられているため，HRとは別に副交感神経活動の指標として個別に分析される事が多い。さしあたっては仮説どおりの結果で一安心。

・・・僕のRMSSDは高群かな，低群かなー・・・。上記RMSSDは秒で計算されているので，1000倍すれば，ミリ秒単位になり論文と比較できる。僕は50くらいかな・・・座位＝安静時に50だから，LOW　HRVグループの平均値くらいだな（下図参照），これでは海兵隊で活躍できそうにない(T_T)　いやまてよ，この実験のサンプルって・・・・平均年齢23歳とある。分かった，きっと歳のせいだ（というのもHRVは加齢によって低下していくのだ）。　まぁどのみち海兵隊では活躍するのは無理ですね。

計算に用いたエクセルファイル：rMSSD

さて、久々の筋電図です。基本的な回路と動作については、伏田くんが報告してくれています。今回は、右手と左手の前腕部に電極を配置して（下図左）測ってみることにします。両手共に真ん中の電極は、一本にまとめてPatientGNDにつなぎます（下図中央）。回路は2系統用意します（下図右）。まだブレッドボード上で、電源は2セルのリチウムイオン電池です。初段の計装アンプLT1167は基本的に両電源が必要なので、通常は2セル合計7.4Vとして使うところを、+-3.7Vとして使っています。LT1167で増幅されたEMGは、次のLMC6484で、整流化とスムージング処理を受け、Arduinoでも扱いやすい0-5Vの値に変換されます。

Arduinoは0-5Vしか読めず、測定値が-になると変化が追えないので、NIのUSB-6008（ADコンバーター）を使ってチェックを行います。正しく動作すると、下記のようになります。ピンクが右手、オレンジが左手です。この回路はノイズが乗りやすく、PCは電源を外し、近隣の電化製品もすべて電源OFFで測定しています。ノイズが混入した場合は、ノイズも整流化→スムージングされて、筋電位がないにもかかわらず、あたかも電位が発生しているかのように表示されます。筋活動がなくても、出力値がある程度高い場合は、ノイズの混入を想定したほうがよいでしょう。スムージングまでまとめてやってくれるのは良いですが、生波形が見えないのはこういうところが怖いですね。

さて・・・。前回動作チェックをした時、①初段のLT1167から筋電位を検出できない、②次のLMC6484から出る整流化波形が、変なところに出る（本来0Vを中心に出るはずなのに、+0.9Vほどカサ上げされた値が出る）などの問題があって、「？？？」となり、作業を断念した。今回の調査から判明した結論として、上記症状を呈するLT1167とLMC6848は破損している可能性が高い。新品にすげ替えると、設計通りに動作するからだ。たしか手塚さんが、「一回逆につないだ」と言ってたような・・・。おそらく問題は電源部分で、+-を逆につなぐと、IC達が死亡するものと思われる。なにせ用途が用途だけに、これは絶対に避けたい。よく注意してとかそういう問題でなく、逆刺し防止用にコネクタをちゃんとつける、電源をリチウムイオン電池からチャージポンプ回路のマイナス電源に変えて逆刺しのダメージをなくす、などの工夫が必要なようだ。ともかく原因がわかったので前に進める。良かった・・・

（↑壊れたICたち）

新しくした機材の受信機のケーブルが前に使っていたものと異なります。

新しいケーブルはこれです。

ただし、ウサギとゴリラは今までのケーブルです。

前回のゼミで言おうと思ってて忘れていました…すいません…

メンテナンスしました。

長野追記：

今日は動かない計測器が何台かありました。「きりんは」，ECGの波形が出たりでなかったり・・・電池ボックスをさわると通電したりしなかったり・・・これは，電池ボックス部分のはんだが中途半端なのが原因で，北山くんがなおしてくれました。電池ボックスの足は太くてはんだしにくいので，作る時は注意してくださいね。「いぬ」は，皮膚コンダクタンスが出なかったですが，これはケーブルのせいのようです。しかし，このネーミング，どうにかならんものですかね。

今日は、永田・新井・中山の三氏が訪れた。スタンダロン心拍計を作成し、ジェットコースターで心拍を測ってみることにした。

壱号機はフセダ氏に譲与したため、写真を頼りに復活を試みた。感度の調整など、少々ソフトウェアの更新も行った。測定結果はHR表示で、上から永田、新井、中山氏の順。安静2分→コースター2分→安静2分の6分間。IBIデータなので、ひとによってサンプル数が異なる。

エクセルファイル：ジェットコースター

ソフトウェア：SimpleIBI150320