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他社製品とBiocom社測定機器(HRS-PE)の差異

セル・エクササイズは、世界初の科学的根拠のあるトレーニングです。

自律神経機能の測定システムの販売

他社製品との差異について

現在発売されている自律神経測定器の1つとBiocom社製品の自律神経測定器との測定方法、操作性、データ管理、センサー、機器開発のバックボーン、信頼性などの面より比較したレポートになります。


□測定方法

他社製品→PPGセンサー

PPGセンサーを使って耳たぶや指先の末梢血管を流れる血流量の変化(交感神経と副交感神経の活動レベルの変化/血管の拡張と収縮により血流量が変化する)を、赤外線を照射して血液(ヘモグロビン)に吸収/反射される量の変化で測定する原理。


Biocom社→測定形式に関しては他社製品と同様

但しPPGセンサー、ECGセンサー共にワイヤレスセンサーあり



□健常値比較サンプルデータの根拠

他社製品→韓国との事(販社ではわからないとの事)



Biocom社→東京大学大学院 教育学研究科より日本人の健常値データの提供

Biocom社により日本人用に編纂



□操作性 画面

他社製品→PC画面において全編日本語対応になっており一目で操作がわかりやすい。

但し交感神経と副交感神経のバランスグラフが一目ではわかりづらい。



Biocom社→PC画面において全編英語対応になっており一目での操作性は悪い。

但しわかりやすいアイコンでの操作の為グローバルスタンダードといえる。

専門家にとっては一目で交感神経と副交感神経のバランスグラフがわかりやすい。



□データの管理・プロトコル

他社製品→excelへのデータ交換可能。データの蓄積可能。経時観察可能。

プロトコル作成は不可能



Biocom社→Excelへのデータ交換可能。データの蓄積可能。経時観察可能。プロトコル作成は可能

よって複数のプロトコルを作成できるBIOCOM社製は専門家や研究者へも使用適正がある。



□操作性、機器の移動

他社製品→CD+パルスアナライザー+USBケーブル+ACアダプター+PC

接続に手間、電源がない所で長期の使用ができない。

PCとセンサーの間にパルスアナライザー+USBケーブル+ACアダプターを設置しなければならず移動、設置に手間がかかる。



Biocom社→CD+HRM-02センサーもしくはワイヤレスセンサー+PCのみ

設置、計測に手間がかからない。手軽である。



□有線、無線、ECG

他社製品→PPGセンサーのみ

但し ECGセンサー、PPG、ECG共にワイヤレスなし。被験者との距離が離れれない。

ワイヤレスセンサーがない理由 → 販社に確認。

「測定精度が落ちる為との事」



Biocom社→PPGセンサー、ECGセンサー、PPG、ECG共にワイヤレスセンサーあり。

ワイヤレスセンサーがある事で被験者との距離(15m程度)が離れての計測も可能でありまたワイヤーがない事で、煩わしさがなく手軽である。




□機器の正確性

他社製品→不明



Biocom社→自律神経測定システムの精度のデータ処理テスト

1.米国心臓病学会(AHA)のデータベースを使った心拍間隔との比較

2.マサチューセッツ工科大のべスイスラエル病院(MIT-BIH)のデータベー

スを使った心拍間隔との比較

3.ノイズ ストレス テスト(NST)データベースを使った心拍間隔との比較



ソフトウエア許認可の為の検証テスト



1.MIT-BIHに基づく時間領域心拍変動指標との比較

2.デジタルテストパターンの測定に基づく時間領域心拍変動指標との比較

3.インスティテュート オブ ハートマス(IHM)の測定に基づく周波数領域

心拍変動指標との比較

他により製品の正確性を確認



PPGとECGの測定値の差に関しても、これはBiocom社のとEastern North Carolina Universityの研究によりPPGデータが十分にECGデータに近く(PPGシグナルの正確さを求めるテストの有意検定で98%以上)と確認。



□他社製品機器使用時の測定データ関する疑問

他社製品における自律神経バランス分析結果に関して

2分30秒と5分間の測定時間設定が可能であるが

同一人物、同一環境、同一時間(10分以内)による測定結果が
TP、LF、HFが1.5倍~3倍以上の測定値の違いがある。



2.また他機器によりTP、LF、HFの数値の高い数値を示しているが他社製品による自律神経バランス分析結果 HF値が異常に低い等の測定結果。

以上より測定結果の不正確性の懸念がある。



推察

1.に関しては不明であるが

2.に関しては心拍の大きな揺らぎに関しては異常心拍としてシステムが把握しデータとして排除している可能性。



□論文

他社製品→

バイオフィード学会「心拍変動を用いた不安の自律神経機能評価について」

広島修道大学 大学院人文科学研究科



「指尖脈波を用いためまい患者の自律神経機能評価」

日野市立病院 耳鼻咽喉科 慶応大学医学部耳鼻咽喉科



Biocom社→

Biocom社の製品を使った研究文献リスト



Effect of Chiropractic Care on Heart Rate Variability and Pain in
Multisite Clinical Study. John Zhang, MD, Ph.D, Douglas Dean, Ph.D, Dennis

Nosco, Ph.D, Dennis Stratholopus, DC, and Minas Floros, DC. Journal of

Manipulative and Physiological Therapeutics. May 2006. Vol. 29, N4.

p.267-274.

An Internet-Based Athlete Assessment, Analysis, Intervention and Database
Center: Your Personal Sport Psychology Consultant. Dr. Roland A. Carlstedt,

Ph.D. July, 2005.

Heart Rate Variability in Verifying Treatment Efficacy of Thought Field
Therapy. Robert L Bray, Ph.D., LCSW, CTS, TFTdx and Monica Pignotti, MSW,

CSW. 2005.

The Healing Codes Proves it can lower Stress Levels according to Heart
Rate Variability testing. By Inland Empire Boot Camp. December, 2005.

A Randomized Controlled Trial of a Controlled Breathing Protocol on Heart
Rate Variability following Myocardial Infraction or Coronary Artery Bypass

Graft Surgery. Jenny L. Adams PhD, Peter Julian MA, Matthew Hubbard MS,

Julie Hartman MS, Sallie Baugh BA, CLC, Wendy Segrest MS, Jenny Russell NP,

Kevin Wheelan MD.Journal of Cardiopulmonary Rehabilitation. October, 2005.

Tapping the healer within. Roger Callahan, Ph.D, Richard Trubo. 2001.
McGraw-Hill, 240p.

High Impact Hypnosis. Lawrence Leyton. Positive Health, February 2001.


Heart Rate Variability as an Outcome Measure for Thought Field Therapy in
Clinical Practice. Monica Pignotti, Mark Steinberg, Ph.D. Journal of

Clinical Psychology. October 2001. p.1193-1206.

The Impact of Thought Field Therapy on Heart Rate Variability (HRV).
Roger Callahan, Ph.D, Journal of Clinical Psychology. October 2001.



Thought Field Therapy clinical applications: Utilization in an HMO in
behavioral medicine and behavioral health services. Caroline Sakai, David

Paperny, Marvin Mathews, Greg Tanida, Geri Boyd, Alan Simons, Charlene

Yamamoto, Carolyn Mau, Lynn Nutter Journal of Clinical Psychology. August

Resonant Frequency Biofeedback Training to Increase Cardiac Variability:
Rationale and Manual for Training. Paul M. Lehrer, Evgeny Vaschillo, Bronya

Vaschill. Applied Psychophysiology and Biofeedback. September 2000. Vol.25,

N3, p.177-191.

他国内でも論文あり。



□バックボーン

他社製品→不明



Biocom社→

1:PTSD治療の為のバイオフィードバックとニューロフィードバックの進歩
負傷兵:トラウマの克服
最適パフォーマンス訓練の為のバイオフィードバックプログラム:East Carolina 大学 と米海兵隊負傷兵大隊イーストの共同プログラム(米国国防省)
ロシア科学院医学的生物学的問題研究所(IMBP)
火星への有人宇宙飛行(MARS‐500プロジェクト)に関する地上実験



エクスプレスプロジェクト

教育により子供たちの感情的レベル(EQ)を高める
英国 サザンプトン市教育委員会



上記のような国際的プロジェクトにて採用



□まとめ

PPGセンサーを使って耳たぶや指先の末梢血管を流れる血流量の変化(交感神経と副交感神経の活動レベルの変化/血管の拡張と収縮により血流量が変化する)を、赤外線を照射して血液(ヘモグロビン)に吸収/反射される量の変化で測定する原理は他社製品およびBiocom社とも同じです。

両社との大きな差は、単なる「先尖容積脈波検査」ではなく、脈波信号処理とそのデータを使って行う心拍変動解析結果の精度だと考えます。心拍変動解析の世界標準を使っているとか、高速フーリエ変換法(FFT)を使っているとか、自己回帰法(AR)を使っているとか、の理論的(数学的)な情報ではなく、機器(アルゴリズム)の精度そのものを証明するデータがあるかどうか、又、テスト結果を比較評価する基準となる「健常値」が内蔵されているとすると、その健常値(データ)の信頼性を証明する研究論文の出所、など、Biocomのようにこれら全てを証明できる情報があるのかどうかだと考えます。

もし、これら全ての証明を持っていたとしても、Biocomのように米国国防省におけるPTSD症状に苦しむ負傷帰還兵の治療や、ロシア科学院医学的生物学的問題研究所(IMBP)MARS-500のような国際的なプロジェクトで採用される為に合格しなければならない厳しいテストで認められなければなりません。

他社製品に関しては被験者の自律神経機能評価の傾向をとらえるには良いのかもしれませんが開発ロジック、健常値の比較データ、機器の精度の点から正確な測定には疑問が残ります。



自律神経測定機器に関するお問い合わせはこちら
 

順天堂大学での自律神経に関する取り組み(研究)と将来展望
順天堂大学大学院医学研究科 病院管理学
小林弘幸   末武 信宏


これまで我々は、順天堂大学大学院 医学研究科において スポトロジーセンターでの構想の下、健脳プロジェクトとして自律神経に関する研究を進めてきました。

以下、これまでの研究論文の一部を掲載します。

1. Yukishita T, Lee K, Kim S, Yumoto Y, Kobayashi A, Shirasawa T, Kobayashi H: Age and sex-dependent alterations in heart rate variability: profiling the characteristics of men and women in their 30s. Anti-Aging Medicine 7: 94-100, 2010
2. Suetake N, Morita Y, Suzuki D, Lee K, Kobayashi H: Evaluation of autonomic nervous system by heart rate variability and differential count of leukocytes in athletes.  Health 2: 1191-1198, 2010
3. Yumoto Y, Yukishita T, Lee K, Kobayashi H: The efficacy of recovery care with cool veil serum. Health 2: 1432-1436, 2010
4. Saita M, Naito T, Boku S, Watanabe Y, Suzuki M, Oka F, Takahashi M, Sakurai T, Sugihara E, Haniu T, UeharaY, Mitsuhashi K, Fukuda H, Isonuma H, Lee K, Kobayashi H: The efficacy of ma-huang-tang(maoto) against influenza. Health 3: 300-303, 2011
5. Negoro H, Kobayashi H, Uehara Y: Endogenous prostaglandin D2 synthesis inhibits e-selectin generation in human umbilical vein endothelial cells. Health 3: 304-311, 2011
6. Kim S, Yukishita T, Lee K, Yokota S, Nakata K, Suzuki D, Kobayashi H: The effect of mild-pressure hyperbaric therapy (Oasis O2) on fatigue and oxidative stress. Health 3: 432-436, 2011
7. Tsumaki M, Saita Y, Ikeda H, Kaneko K,, Yukishita T, Lee K, Kim S, Yokota S, Suetake N, Kobayashi H: Effect of enpishin (press tack acupuncture needles) on autonomic function, WBC count and oxidative stress. Health 3: 437-443, 2011
8. Keiko L, Omiya Y, Yuzurihara M, Kase Y, Kobayashi H: Antinociceptive effect of paeoniflorin via spinal alpha2-adrenoceptor activation in diabetic mice. European Journal of Pain, 2011
9. Keiko L, Kobayashi H : Antispasmodic effect of shakuyakukanzoto. European Journal of Pain, 2011 (in Press)

これまでの研究により自律神経の果たす役割、臨床への応用、社会への応用が明確になりました。
我々の研究では、自律神経機能測定およびトレーニングは 以下の事項が可能であると其々のエビデンスが得られています。

・メディカルチェック(生体情報管理)

・各種セラピーが与える身体への影響の評価(音楽療法、アロマセラピーetc.)

・ストレスケア

・PTSDの克服

・教育(集中力強化と感情知能レベルの向上)

・突然死の予見

・アスリート(一般成人)のコンディショニングおよびトレーニング


自律神経機能の検査、トレーニングはすでに欧米では、ストレスケア他、宇宙開発プログラムにおける宇宙飛行士の生体情報管理、軍事プログラムにおけるPTSD管理、治療、教育分野における子供たちの教育 EQ(感情レベル指標)、突然死の予見、アスリートや健常人のメディカルチェックといった生体情報管理や治療に応用されています。国内においても今後、自律神経に関する研究が進み臨床への応用が加速すると想定されます。

1:PTSD治療の為のバイオフィードバックとニューロフィードバックの進歩
負傷兵:トラウマの克服

最適パフォーマンス訓練の為のバイオフィードバックプログラム:East Carolina 大学 と米海兵隊負傷兵大隊イーストの共同プログラム(米国国防省)


Carmen Russoniello, PhD,etc.
帰還兵のPTSDに対処する必要から、米国海兵隊とEast Carolina大学の心理学研究所・バイオフィードバック クリニックは合意書を交わし、East Carolina大学は2008年2月から治療・訓練サービスを開始。
HRV(心拍変動)バイオフィードバック訓練
自律神経失調はいくつかの医学的状態に関連付けられているが、糖尿病、心疾患、不安症、うつ病などの慢性的症状の原因となっている(Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology, 1996)。
RSA訓練が(HRV訓練とも呼ばれている)介入テクニックとしてとして使われた最近の研究で(Karavides et al., 2007)、特殊な呼吸法により自律神経訓練ができることが証明されている。訓練の結果、うつ症状が軽減されている。

2:RSA(呼吸性洞性不整脈)バイオフィードバックのHRV(心拍変動)とPTSD(心的外傷後ストレス障害)への効果:パイロットスタディ

Terri L. Zucker Kristin W.etc.
Published online: 25 April 2009  Springer Science+Business Media, LLC 2009
PTSDと自律神経機能障害のバイオマーカーである低いHRV(心拍変動)との間に重要な関係がある事が示唆されている。

3:ロシア科学院医学的生物学的問題研究所(IMBP)

火星への有人宇宙飛行(MARS‐500プロジェクト)に関する地上実験を2009‐2011にかけて行う


・500日間行われるこのプロジェクトの期間中、乗組員の健康評価と健康管理システムを含む、人間の生命維持サポートに関する様々な生物医学的テクノロジーのテストを試みる。特別に選ばれた6人の被験者は、火星までの飛行条件を模した隔離された気圧チェンバーにプロジェクトの期間中入れられる。
・MARS‐500プロジェクトでは乗組員の生体情報として自律神経機能レベルをモニタリングしている。
Roman M. Baevsky, PhD Professor, Head of Research Department for Biocybernetics

4:教育により子供たちの感情的レベル(EQ)を高める

エクスプレス プロジェクト
英国 サザンプトン市教育委員会は、市内の87校の学生を対象に、読み書き能力、計算能力、コンピューター操作能力と同様に、EQ 感情的知識(感情の健康管理)を高める為の技術向上に努めることを決意し大規模な実験プロジェクトを施行した。子供たちの感情コントロールと集中力を高めます。

5:アスリートのメディカルチェック(突然死の予見)

サッカー日本代表 松田直樹選手の突然死など、The Journal Circulationによると、若いアスリートの突然死の半分以上は潜在的な心臓疾患が原因であるとしている。その内、もっとも一般的な原因は肥大型心筋症を呼ばれる遺伝的なものである。この分野の研究で最も進んでいるMinneapolis Heart Institute Foundationによると、アスリートの突然死ではっきりと原因が分かっているのが、これまで30症例以上ある。肥大型心筋症もしくは心臓リズム障害に原因する他の微妙な心臓障害症状を抱える患者が、自律神経に問題がある事を示唆する研究論文がいくつかある。安静時でのHRVテスト、運動回復テストで、自律神経機能の異常とその変化の傾向を見つける事ができる可能性を示唆している。
突然心臓死、肥大型心筋症と自律神経に関する研究論文。
肥大型心筋症による突然死:血管系の自律神経制御変化の潜在的重要性
Department of Cardiology, University of Wales College of Medicine, Heath Park, Cardiff, UK Kokyu To Junkan. 1992 Dec;40(12):1209-13.

6:アスリートの能力向上

有名なプロテニスプレーヤーの実際の試合における心臓の働きをモニタリングし、勝った試合、負けた試合における心拍数の減少、増加、HRVスペクトル解析の観点から観察した彼の研究論文がある。
又、簡単な反応時間テストを使って、「反応時間が早ければ早いほど、(反応準備としての)心拍数の減少度合いが大きい」「ゴルフにおいては無名、有名選手を対象にした調査の結果、パットにおいて心拍数の減少が大きい選手の方がパットが上手(Boutcher and Zinsser,1990)、有名なライフル射撃の場合、明らかな心拍数の減少がみられた。(Hatfield,Laders, and Ray, 1984)

http://www.americanboardofsportpsychology.org/
http://sports.espn.go.com/espnmag/story?id=3640672

順天堂大学大学院医学研究科ではスポトロジーセンターで、健脳プロジェクトにおいて、小林弘幸教授の研究チーム(共同研究者 末武 信宏)が自律神経とスポーツ、アンチエイジング、ストレスケアへの応用を研究。これまでスポーツ分野へ導入し アスリートへの自律神経機能チェックおよび強化トレーニング(セル・エクササイズ)の評価を実施しています。

アスリートの実績は結果が得られやすいため評価が比較的容易に行えます。肉体的ストレス、精神的ストレスが極限下の環境でパフォーマンスを繰り広げるトップアスリートは研究対象として最適です。

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