DE102004005433A1

DE102004005433A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Analyse des psychophysiologischen Zustands eines Individuums

Info

Publication number: DE102004005433A1
Application number: DE102004005433A
Authority: DE
Inventors: Roberto Consuegra Schlenker; Rodriguez Andrea Valdes; Mario Michaelis; Michael Wollny; Eycke Langhans
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2005-08-25

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Analyse des psychophysiologischen Zustands eines Individuums, bei dem ein psychophysiologischer Indikator erfasst und in ein korrespondierendes Signal (SIG) umgesetzt wird, dieses Signal (SIG) auf das Auftreten eines charakteristischen Merkmals untersucht wird und aus dem Auftreten des charakteristischen Merkmals eine Folgerung getroffen wird, wobei das Signal (SIG) auf das Auftreten eines bereitgehaltenen und mit einer Folgerung verknüpften Referenzmusters (RM) untersucht wird.
Weiterhin vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Analyse des psychophysiologischen Zustands eines Individuums, mit einer Sensoranordnung (10) zur Erzeugung eines Signals (SIG), welches mit einem psychophysiologischen Indikator korrespondiert, einer Auswerteeinheit (20) zur Durchführung der Auswertung des Signals (SIG) der Sensoranordnung (10) und einer Benutzerschnittstelle (30) zur Bedienung der Vorrichtung und/oder zur Ausgabe des Ergebnisses der Auswertung, wobei die Auswerteeinheit (20) zur Erkennung eines Referenzmusters (RM) in dem Signal (SIG) der Sensoranordnung (10) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse des psychophysiologischen Zustands eines Individuums, bei dem ein psychophysiologischer Indikator erfaßt und in ein korrespondierendes Signal umgesetzt wird, dieses Signal zur Auswertung auf charakteristische Merkmale untersucht wird und das Ergebnis der Auswertung ausgegeben wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Analyse des psychophysiologischen Zustands eines Individuums, mit einer Sensoranordnung zur Erzeugung eines Signals, welches mit einem psychophysiologischen Indikators korrespondiert, eine Auswerteeinheit zur Durchführung der Auswertung des Signals der Sensoranordnung und einer Benutzerschnittstelle zur Bedienung der Vorrichtung und/oder zur Ausgabe des Ergebnisses der Auswertung.

Aus der DE 195 43 406 C2 ist ein Meßfühler zum Messen der psychogalvanischen Hautreaktion bekannt. Die vorgeschlagene Vorrichtung erzeugt ein Spannungssignal, welches mit der Leitfähigkeit der Haut eines Individuums korrespondiert. Dieses zeitveränderliche Spannungssignal wird einer Auswerteeinheit zugeführt. Kriterien bei der Auswertung des Spannungssignals sind beispielsweise ein Absinken oder ein Ansteigen der Spannung innerhalb eines bestimmten Zeitraumes um einen bestimmten prozentualen Wert. So wird beispielsweise aus dem Absinken der Spannung innerhalb eines Zeitraumes von 2–5 sek. um wenigstens 5 %, vorzugsweise wenigstens 10 %, das Eintreten eines Entspannungszustandes des Individuums als Folge einer Situation gefolgert. Nachteilig ist hierbei insbesondere, daß die Kriterien zur Auswertung im wesentlichen auf mehr oder minder willkürlich festgelegten Grenzwerten beruht. Eine sichere Zuordnung der Werte des psychophysiologischen Indikators zu einem psychischen Zustand des Individuums ist so nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche den Aussagegehalt einer Analyse des psychophysiologischen Zustands eines Individuums verbessern.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Signal erzeugt, welches mit einem psychophysiologischen Indikator korrespondiert. Unter einem psychophysiologischen Indikator soll jeder physiologische Parameter verstanden werden, der zumindest teilweise durch die psychische Disposition des jeweiligen Individuums beeinflußt ist. Individuen sind dabei alle Lebewesen, die über eine Psyche verfügen, also insbesondere Menschen und höher entwickelte Tiere. Das erzeugte Signal kann beispielsweise ein digitales oder analoges elektrisches Signal sein.

Dieses Signal wird nun auf das Auftreten eines Referenzmusters untersucht. Untersucht wird also nicht nur das Erreichen eines absolut oder relativ definierten Grenzwertes, sondern vielmehr der konkrete zeitliche Verlauf des Signals. Damit steigt die Selektivität des Analyseverfahrens. Es ist so möglich, eine nahezu unbegrenzte Zahl verschiedener psychophysiologischer Zustände zu erfassen und zu unterscheiden. Häufig ist es nun möglich, einem bestimmten Referenzmuster eine konkrete Aussage zuzuordnen. So konnte beispielsweise experimentell herausgefunden werden, daß der Hautwiderstand einer Person, die sich in einem Entspannungszustand befindet, einer ganz charakteristischen Schwankung unterliegt. Der Absolutwert des Hautwiderstandes schwankt jedoch von Experiment zu Experiment. Daher kann beispielsweise aus dem spezifischen Schwankungsmusters des Hautwiderstandes wesentlich sicherer auf das Eintreten eines Entspannungszu standes geschlossen werden, als aus der bloßen Betrachtung, mehr oder weniger willkürlich festgelegter Grenzwerte.

Zur Vorbereitung der Mustererkennung ist es häufig erforderlich, das empfangene Signal zu normieren, d. h. durch eine Addition einer Offsetkonstanten und durch Multiplikation mit einer Verstärkungskonstanten an das Referenzmuster anzupassen. Zum Auffinden der entsprechenden Konstanten können statistische Verfahren der Signalanalyse angewandt werden. Zur Unterdrückung von überlagerten Störungen, ist es häufig sinnvoll, das Sensorsignal zu filtern. Die kann beispielsweise durch analoge oder digitale Filterung erfolgen.

Die Mustererkennung kann durchgeführt werden, indem zu einer Vielzahl von Zeitpunkten überprüft wird, ob sich der aktuelle Wert des Signals innerhalb einer bestimmten Schwankungsbreite um den jeweiligen Wert des Referenzmuster befindet. Die zeitliche Synchronisation von Signal und Referenzmuster kann beispielsweise durch die Bestimmung des Zeitpunktes von Maximalwerten erfolgen.

Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Erfassung des psychischen Zustands von Individuen, die in ihrer Kommunikationsfähigkeit eingeschränkt sind. Hier ist beispielsweise an Säuglinge, Senioren oder Sprachbehinderte aber auch an Tiere zu denken. Dabei kann es sinnvoll sein, die Auswertung über ein beliebiges Kommunikationsmittel, beispielsweise über ein Telefonnetz oder ein sogenanntes Babyfon, an eine weitere Person, etwa an eine Pflege- oder Erziehungsperson, zu übertragen.

Als psychophysiologische Indikatoren können insbesondere biochemische Kenngrößen herangezogen werden. Beispielsweise kann die Zusammensetzung des Blutes, so etwa der Adrenalinspiegel, erfaßt und analysiert werden. Biochemische Parameter eignen sich besonders zu einer verläßlichen Analy se, das derartige Parameter durch das Individuum selbst kaum beeinflußbar sind.

Bevorzugt können jedoch biophysikalische Indikatoren verwendet werden. Derartige Indikatoren sind verhältnismäßig einfach erfaßbar. Geeignete Indikatoren sind beispielsweise die Hauttemperatur sowie Kenngrößen des Herz-Kreislauf-Systems. Hierunter fallen insbesondere die Herz- und Atemfrequenz, die Atemtiefe, der Blutdruck sowie die Durchblutung der Gefäße.

Besonders bevorzugt können jedoch bioelektrische psychophysiologische Indikatoren verwendet werden. Bioelektrische Vorgänge können durch einfache Elektroden an der Oberfläche des Körpers des Individuums erfaßt werden. Man erhält unmittelbar elektrische Signale, die verhältnismäßig einfach weiter verarbeitet werden können. Besonders geeignet sind elektrische Potentiale, die auf einer elektrischen Aktivität des Gehirns, eines Muskels, des Herzens, der Augen oder eines inneren Organs, wie etwa des Magens, beruhen.

Besonders bevorzugt können elektrodermale Phänomene als psychophysiologische Indikatoren verwendet werden. Elektrodermale Phänomene sind elektrische Vorgänge in der Haut. Erfaßt werden können beispielsweise elektrische Potentialunterschiede oder der elektrodermale Widerstand. Diese Größen können praktisch am Ort ihres Entstehens, nämlich direkt an der Haut erfaßt werden. Hierdurch werden störende Fremdeinflüsse gering gehalten.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn dispositionsspezifische Referenzmuster bereitgehalten werden und aus dem Auftreten eines bestimmten dispositionsspezifischen Referenzmuster auf die Disposition des Individuums geschlossen wird. Unter der Disposition des Individuums kann der psychische und physische Zustand verstanden werden. Dispositionsspezifische Referenzmuster können durch empirische Experimente ermittelt werden. Sofern entsprechende Referenzmuster bekannt sind, können sowohl kurzfristige Dispositionen wie etwa Streßzustände oder aber auch langfristige Dispositionen wie etwa psychische Krankheiten erkannt werden. Ebenso kann auf die körperliche Verfassung des Individuums geschlossen werden, da psychophysiologische Reaktionen auch vom Gesundheitszustandes des Individuums geprägt werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn situationsspezifische Referenzmuster bereitgehalten werden und aus dem Auftreten eines bestimmte situationsspezifischen Referenzmuster auf die Situation des Individuums geschlossen wird. Die Situation beschreibt dabei die augenblickliche Lage, in der sich das Individuum befindet. Der Begriff Situation ist dabei weit zu verstehen. Er umfaßt alle Gegebenheiten, die eine Reaktion eines Individuums erforderlich machen. So entsteht beispielsweise eine spezifische Situation, wenn an das Individuum eine Problemstellung heran getragen wird oder wenn das Individuum ein Kraftfahrzeug führt. Situationsspezifische Referenzmuster können ebenfalls empirisch festgestellt werden. Sofern nun entsprechende situationsspezifische Referenzmuster vorliegen, können Situationen häufig erkannt werden, bevor sich das Individuum der konkreten Situation bewußt ist. So bewirkt etwa eine Gefahrensituation eine Veränderung der psychophysiologischen Indikatoren und zwar häufig bevor sich das Individuum der Gefahr bewußt ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn individuenspezifische Referenzmuster bereitgehalten werden und aus dem Auftreten eines bestimmten individuenspezifischen Referenzmusters auf das Individuum selbst geschlossen wird. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Verfahren bei mehreren Individuen angewendet werden soll. Sofern entsprechende individuenspezifische Referenzmuster bekannt sind, ist es möglich, mit dem Verfahren ein bestimmtes Individuum zu identifizieren.

Empirisch ermittelte Referenzmuster weisen häufig gleichzeitig dispositionsspezifische, situationsspezifische und individuenspezifische Komponenten auf. Idealerweise wird daher für jedes zu analysierende Individuum ein eigener Satz von Referenzmustern bereitgehalten. Hierbei ist es sinnvoll, für jede interessierende Situation einen Teilsatz dispositionsspezifischer Referenzmuster bereitzuhalten. Die Menge der hinterlegten Referenzmuster umfaßt also im Idealfall für jedes Individuum und jede Situation und jede Disposition ein eigenes Referenzmuster. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere Referenzmuster für jede Kategorie bereitzuhalten. Sofern mehrere psychophysiologische Indikatoren gleichzeitig untersucht werden sollen, ist selbstverständlich eine derartige Referenzmustermenge für jeden Indikator vorzuhalten.

Vorteilhaft ist es, wenn Referenzmuster anhand von vorbekannten Referenzmustern gebildet werden. Liegen beispielsweise mehrere Referenzmuster vor, die bei unterschiedlichen Individuen, welche sich jeweils in einem Angstzustand befunden haben, so ist es durch Mittelwertbildung möglich, ein Standardangstreferenzmuster, welches einen Angstzustand impliziert, zu ermitteln. Auch ist es möglich, Signalsequenzen der Sensoranordnung zur Generierung von Referenzmustern zu verwenden. Dabei ist es gegebenenfalls erforderlich, daß ein Bediener eine erfaßte Signalsequenz manuell einer Situation und/oder Disposition zuordnet. Auch ist es möglich, aus vorbekannten Standardmustern und aktuell erfaßten Signalsequenzen neue Referenzmuster zu bilden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn durch die Erkennung eines dispositions- und situationsspezifischen Referenzmusters der wahrscheinliche Verlauf der Situation und/oder eine Verhaltensempfehlung bestimmt wird. Dabei wird entweder zeitnah oder zeitgleich sowohl die Disposition als auch die Situation eines Individuums bestimmt und abgeglichen. Wird beispielsweise ein Erschöpfungszustand des Individuums und gleichzeitig eine Gefahrensituation erkannt, so kann gefolgert werden, daß das Individuum mit der Situation überfordert ist. Dies kann zu der Empfehlung führen, der Situation auszuweichen.

Zur Erkennung eines Referenzmusters ist es sinnvoll, das Referenzmuster und das Signal durch ein mathematisches Verfahren in einen Bildbereich zu transformieren und die Mustererkennung durch einen Vergleich der Transformierten durchzuführen. Hierzu kommen insbesondere folgende Transformationsverfahren in Betracht: Fourieranalyse, diskrete Fouriertransformation, Fast Fouriertransformation, Z-Transformation, Laplacetransformation, Schur-Cohen-Test, spektrale Korrelation und Faltung. Durch die Nutzung der genannten Verfahren ist eine sichere Mustererkennung mit verhältnismäßig geringem rechnerischen Aufwand möglich.

Vorteilhafterweise wird zur Auswertung des Signals und/oder zur Generierung und/oder zur Anpassung des Referenzmuster ein neuronaler Algorithmus verwendet. Bei einem neuronalen Algorithmus wird aus dem Referenzmuster eine Regressionsfunktion ermittelt, welche das Referenzmuster auf sich selbst abbildet. Diese Regressionsfunktion wird dann auf das Signal angewandt. Sofern das Signal ebenfalls auf sich selbst abgebildet wird, ist das jeweilige Referenzmuster erkannt. Eine absolute Übereinstimmung ist in der Realität zwar nicht zu erwarten, daher wird in der Regel eine gewisse Abweichung zugelassen. Ob die zulässige Abweichung eingehalten oder überschritten ist, kann mittels statistischer Verfahren überprüft werden. Ebenso kann ein Fuzzy Verfahren angewendet werden.

Weiterhin kann beim Auftreten eines bestimmten Referenzmusters eine Elektroakupunkturbehandlung durchgeführt werden. Hierzu können beispielsweise Elektroden verwendet werden, die auch zur Erfassung eines bioelektrischen psychophysiologischen Indikators verwendet werden. Die Parameter der Elektroakupunktur können auch von dem erkannten Referenzmuster abhängig gemacht sein. So ist es beispielsweise möglich, einer erkannten Übererregung des Individuums entgegen zu wirken.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Sensoranordnung zur Erzeugung eines Signals, eine Auswerteeinheit zur Auswertung des Signals und eine Benutzerschnittstelle auf. Dabei ist die Auswerteeinheit zur Erkennung von Referenzmustern in dem besagten Signal ausgebildet. Hierdurch läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren in einfacher automatisierter Weise durchführen, wodurch sich die genannten Vorteile ergeben.

Vorteilhafterweise weist die Auswerteeinheit eine zentrale Recheneinheit, insbesondere einen Mikroprozessor auf. Auch kann ein Speicher zum Speichern von Signalsequenzen der Sensoranordnung und/oder von verschiedenen Referenzmustern vorgesehen sein.

Vorteilhafterweise umfaßt die Auswerteeinheit eine Datenschnittstelle zum Datenaustausch mit einem weiteren Gerät. Dabei kann es sich insbesondere um einen Computer handeln. Hierdurch wird es möglich, Signalsequenzen der Sensoranordnung in dem weiteren Gerät zu archivieren oder zu verarbeiten. Auch wird so der Empfang weiterer Referenzmuster und/oder von Softwareaktualisierungen möglich. Neue Referenzmuster oder Softwareversionen können beispielsweise über das Internet zu dem jeweiligen Computer übertragen werden.

Vorteilhafterweise weist die Schnittstelle die Form einer Docking-Station auf. Über die Datenübertragung hinaus, kann die Docking-Station auch zur Energieübertragung verwendet werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Vorrichtung insgesamt portabel ausgeführt ist.

Vorteilhafterweise kann die Schnittstelle zur drahtlosen Datenübertragung ausgebildet sein. Die Datenübertragung kann dann beispielsweise akustisch, optisch im sichtbaren oder infraroten Bereich oder etwa magnetisch induktiv erfolgen. Hierdurch können beispielsweise Übertragungsprobleme durch verschmutzte Steckkontakte verhindert werden.

Vorteilhafterweise ist die Auswerteeinheit zur Erkennung eines für eine bestimmte Disposition, Situation und/oder ein bestimmtes Individuum spezifischen Referenzmusters ausgebildet. Auch ist es möglich, die Vorrichtung so auszubilden, daß die durchgeführten Auswertealgorithmen oder Ausgaben von einer bestimmten Disposition, Situation oder vom Individuum abhängig durchgeführt wird. Wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise beim Führen eines Kraftfahrzeugs, also einer bestimmten Situation, genutzt, kann beispielsweise ein Auswertealgorithmus zur Überwachung der Fahrtüchtigkeit gestartet werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie unmittelbar am Körper, vorzugsweise am Unterarm, tragbar ist.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Sensoranordnung einen Meßwertaufnehmer aufweist, welcher in der Vorrichtung integriert ist. Störende Leitungen zum Meßwertaufnehmer werden so vermieden und die Handhabung der Vorrichtung erleichtert.

Vorteilhafterweise weist die Sensoranordnung eine Elektrodenanordnung mit einer Vielzahl von Elektronen auf. Geeignete Elektrodenpaare können dann durch die Meßelektronik anhand von den erfaßten elektrischen Signalen bestimmt werden. Soll beispielsweise eine elektrische Spannung erfaßt werden, so ist dasjenige Elektrodenpaar am geeignetsten, welches den größten Spannungswert liefert.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Sensoranordnung zur Erkennung von Akupunkturpunkten anhand von elektrischen Eigenschaften der Haut ausgebildet ist. Kriterium für das Auffinden eines geeigneten Akupunkturpunktes ist dabei eine hohe elektrodermale Aktivität, also eine hohe Schwankungsbreite der Amplitude der elektrischen Parameter.

Weitere Vorteile der Erfindung sind im folgenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigt
1 eine Blockdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Vorrichtung 1 umfaßt eine Sensoreinrichtung 10 mit einer Elektrodenanordnung 11, einem Temperatursensor 13 sowie einer Meßelektronik 12. Der Temperatursensor 13 ist zur Erfassung der Körpertemperatur eines Individuums als psychophysiologischer Indikator ausgebildet. Die Elektrodenanordnung 11 umfaßt neun Elektroden, welche mit E1–E9 bezeichnet sind. Wird die Elektrodenanordnung 11 mit der Hautoberfläche eines Individuums in Kontakt gebracht, so können bioelektrische Potentiale unmittelbar abgegriffen werden. Zwischen jedem denkbaren Elektrodenpaar entsteht so eine bestimmte Spannung. Die Meßelektronik 12 wählt nun anhand von vorgegebenen Kriterien ein geeignetes Meßelektrodenpaar aus. Im Regelfall ist dasjenige Elektrodenpaar am geeignetsten, welches des höchsten Spannungswert liefert. Weiteres mögliches Kriterium ist jedoch eine möglichst große Veränderung des jeweils gemessenen Signals im Zeitverlauf. Soll beispielsweise aus dem aufgenommenen elektrischen Spannungssignal auf die Herztätigkeit rückgeschlossen, so kommt es weniger auf die absolute Höhe der Spannung als vielmehr auf deren Pulsieren an.
Mit der gezeigten Elektrodenanordnung ist es aber auch möglich, den elektrischen Widerstand der Haut zu bestimmen. Zur Erfassung des Hautwiderstandes wird prinzipiell eine Spannung oder ein Strom über zwei Meßelektroden in die Haut eingeleitet. Der resultierende Strom bzw. die resultierende Spannung ist dann ein Maß für den Hautwiderstand. Bei der Analyse des Hautwiderstandes kommt es weniger auf dessen absoluten Wert als vielmehr auf dessen Veränderung im Zeitverlauf an. Die Meßelektronik 12 erfaßt also für jedes denkbare Elektrodenpaar die Schwankungsbreite des gemessenen elektrischen Hautwiderstands. Danach wird dasjenige Elektrodenpaar ausgewählt, welches die größte Schwankungsbreite des Hautwiderstandes zeigt.
Die Meßelektronik 12 erzeugt ein elektrisches Signal SIG₁, welches mit der erfaßten bioelektrischen Größe, also beispielsweise mit dem Hautwiderstand, korreliert. Weiterhin erzeugt die Meßelektronik 12 ein Signal SIG₂, welches mit der gemessenen Hauttemperatur korreliert. Die Signal SIG₁ und SIG₂ werden kontinuierlich an die Auswerteeinheit 20 übertragen. Für beide Signale ist ein beispielhafter Ausschnitt graphisch dargestellt. Die Übertragung der Signale SIG von der Sensoranordnung 10 zur Auswerteeinheit 20 kann analog oder digital erfolgen.
Die Auswerteeinheit 20 umfaßt eine zentrale Recheneinheit 22, die hier als Mikroprozessor ausgeführt ist, sowie einen Speicher 21 und eine Schnittstelle 23. Im Speicher 21 ist eine Vielzahl von Referenzmustern RM hinterlegt.
In 1 ist ein Teil der hinterlegten Referenzmuster RM bildlich dargestellt. Jedes Referenzmuster RM weist einen vierstelligen Index auf. Die erste Stelle des Indexes gibt an, ob das jeweilige Referenzmuster RM bei der Auswertung des Signals SIG₁ oder bei der Auswertung des Signals SIG₂ herangezogen werden soll. Die zweite Stelle des Indexes beschreibt die Zugehörigkeit des Referenzmusters RM zu einer bestimmten Disposition. Alle Referenzmuster RM, welche beispielsweise mit einem Entspannungszustand korrelieren, weisen folglich an der zweiten Indexstelle denselben Wert auf. Die Zugehörigkeit eines Referenzmusters zu einer spezifischen Situation wird durch die dritte Stelle des Indexes kenntlich gemacht. Die letzte Stelle des Indexes beschreibt schließlich die Zugehörigkeit eines Referenzmusters zu einem bestimmten Individuum.
Im laufenden Betrieb wird nun durch die zentrale Recheneinheit 22 das ankommende Signal SIG₁ fortwährend mit sämtlichen Referenzmustern verglichen, die an der ersten Stelle des Indexes mit einer 1 gekennzeichnet sind. Im bildlich dargestellten Ausschnitt des Signals SIG₁ wird hier beispielhaft das Referenzmuster RM₁₁₁₁ erkannt. Hieraus läßt sich nun der Schluß ziehen, daß sich der Proband in der Disposition 1, also beispielsweise einem Ruhezustand, befindet. Weiterhin kann gefolgert werden, daß sich der Proband in der Situation 1 befindet, welches beispielsweise eine Situation mit geringen äußeren Anforderungen entspricht. Schließlich kann gefolgert werden, daß es sich um die Person 1 handelt. Der bildlich dargestellte Ausschnitt des Signals SIG₂ entspricht dem Referenzmuster RM₂₁₁₂. Diese Übereinstimmung weist ebenfalls auf die Disposition 1 und auf die Situation 1 hin. Jedoch würde die Auswertung ergeben, daß es sich bei dem Probanden um die Person 2 handelt. Die durch beide Analysen gewonnenen Erkenntnisse, nämlich der Hinweis auf Disposition 1 und Situation 1 werden von der Auswerteeinheit 20 an die Benutzerstelle 30 übermittelt und dort in dem Display 31 zur Darstellung gebracht. Da die Identifikation des Probanden fehlgeschlagen ist, kann die Auswerteeinheit den Benutzer über das Display 31 zur Eingabe seiner Identität über das Tastenfeld 32 auffordern. Identifiziert sich der Proband beispielsweise als Person 1, so kann nun das Referenzmuster RM₂₁₁₂ in das Referenzmuster RM₂₁₁₁ umindexiert werden.
Sofern die durch Auswertung der Signale SIG₁ und SIG₂ Hinweise auf eine problematische Kombination zwischen Disposition und Situation des Individuums erhalten werden, kann über das Display 31 eine Warnmeldung ausgegeben werden. Dies kann z.B. dann sein, wenn die Disposition einem Erschöpfungszustand entspricht und die Situation eine solche ist, die eine erhöhte Leistungsfähigkeit des Individuums erfordert, also etwa das Führen eines Kraftfahrzeugs.
Die Vorrichtung kann aber auch im Vorfeld einer Situation, die das Ausüben einer Tätigkeit des Individuums umfasst, eingesetzt werden. Im Vorfeld der betreffenden Tätigkeit werden die Signale SIG über einen längeren Zeitraum erfaßt und das Auftreten typischer Signalsequenzen SEQ protokolliert. Der Nutzer begibt sich dann in die jeweilige Situation bzw. übt die beabsichtigte Tätigkeit aus und bewertet schließlich, ob er Situation bewältigt hat bzw. die se Tätigkeit erfolgreich durchgeführt hat. Diese Bewertung gibt er über die Benutzerschnittstelle 30 an die Mikroprozessoreinheit weiter. Der Erfolgsgrad kann dann den zuvor erfassten Signalsequenzen SEQ zugeordnet werden. Diese Sequenzen SEQ können dann als Referenzmuster RM hinterlegt werden, denen, beispielsweise als fünfte Indexstelle, eine Erfolgswahrscheinlichkeit zugeordnet wird. Tritt die Situation erneut auf, bzw. wird die Tätigkeit später erneut ausgeführt, so kann aus dem Auftreten derartiger Referenzmuster bereits vor deren Abschluß mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit auf deren Erfolg geschlossen werden. Dies kann dann zu einer Anzeige, also etwa zu einer Warnmeldung bei wahrscheinlichem Mißerfolg, über das Display 31 führen.
Weiterhin ist die Auswerteeinheit 20 derart ausgebildet, daß Sequenzen SEQ, welche in den zugeführten Signalen SIG enthalten sind, im Speicher 21 hinterlegt werden können. Die Indizierung der Sequenzen SEQ erfolgt im allgemeinen nach demselben Prinzip, nach dem auch die Referenzmuster RM indiziert werden. Derartige Sequenzen SEQ können beispielsweise zur Generierung neuer Referenzmuster RM herangezogen werden. Die Zuordnung einer Sequenz SEQ zu einer bestimmten Disposition oder Situation kann manuell durch Eingabe über die Benutzerschnittstelle 30 erfolgen oder durch Vergleich mit Referenzmustern RM, welche einem anderen Nutzer zugeordnet sind.
Die Auswerteeinheit 20 weist eine Datenschnittstelle 23 auf, welche zum Datenaustausch mit einem externen Computer 40 ausgebildet ist. Über die Schnittstelle 23 können beispielsweise Softwareaktualisierungen durchgeführt werden. Die hierzu erforderlichen Programmpakete können beispielsweise über das Internet oder auch durch eine herkömmliche CD-ROM dem Computer 40 zugeführt werden. Auch ist es möglich, generierte und abgespeicherte Sequenzen SEQ an den Computer, beispielsweise zur Archivierung und/oder zur Langzeitauswertung zu übermitteln. So kann dann beispielsweise ermittelt werden, ob sich der psychophysiologische Zustand ei nes Individuums langfristig, beispielsweise durch eine psychologische Behandlung verändert. Es läßt sich weiterhin eine sinnvolle Aufgabenteilung zwischen dem Mikroprozessor 22 und dem im Regelfall leistungsfähigeren Computer 40 erzielen. Eine vereinfachte Echtzeitauswertung wird von der Vorrichtung 1 autonom durchgeführt, komplexere Langzeitauswertungen jedoch durch den hierfür geeigneteren Computer 40. Durch die Übertragungsmöglichkeiten für Referenzmuster RM und Sequenzen SEQ kann auch die vorzuhaltende Speicherkapazität des Speichers 21 begrenzt werden, ohne daß Abstriche bei der Funktionalität erforderlich sind.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Es sind Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche jederzeit möglich.

Claims

Verfahren zur Analyse des psychophysiologischen Zustands eines Individuums bei dem ein psychophysiologischen Indikator erfasst und in ein korrespondierendes Signal (SIG) umgesetzt wird, dieses Signal (SIG) auf das Auftreten eines charakteristisches Merkmals untersucht wird und aus dem Auftreten des charakteristischen Merkmals eine Folgerung getroffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal auf das Auftreten eines bereitgehaltenen und mit einer Folgerung verknüpften Referenzmusters (RM) untersucht wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein biochemischer psychophysiologischer Indikator verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein biophysikalischer psychophysiologischer Indikator verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein bioelektrischer psychophysiologischer Indikator verwendet wird.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrodermale Aktivität als psychophysiologischer Indikator verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dispositionsspezifisches Referenzmuster (RM) bereitgehalten wird und aus dem Auftreten dieses dispositionsspezifischen Referenzmusters (RM) auf die Disposition des Individuums geschlossen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein situationsspezifisches Referenzmuster (RM) bereitgehalten wird und aus dem Auftreten dieses situationsspezifischen Referenzmusters (RM) auf die Situation des Individuums geschlossen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein individuenspezifisches Referenzmuster (RM) bereitgehalten wird und aus dem Auftreten dieses individuenspezifischen Referenzmusters (RM) auf das Individuum geschlossen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenzmuster (RM) anhand von vorbekannten Referenzmustern (RM) und/oder Signalsequenzen (SIG) der Sensoranordnung und/oder von einer Bedieneraktion generiert oder adaptiert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Erkennung eines dispositions- und situationsspezifischen Referenzmusters (RM) der wahrscheinliche Verlauf der Situation und/oder eine Verhaltensempfehlung bestimmt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Mustererkennung das Signals (SIG) und das Referenzmuster (RM) durch ein mathematisches Verfahren transformiert wird und die Mustererkennung durch Vergleich der Transformierten erfolgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung des Signals (SIG) und/oder zur Generierung und/oder zur Anpassung des Referenzmusters (RM) ein neuronaler Algorithmus verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erkennen eines bestimmten Referenzmusters (RM) eine Elektroakupunkturbehandlung durchgeführt wird, deren Parameter von dem erkannten Referenzmuster (RM) abhängig sind.
Vorrichtung zur Analyse der psychophysiologischen Zustands eines Individuums, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einer Sensoranordnung (10) zur Erzeugung eines Signals (SIG), welches mit einem psychophysiologischen Indikator korrespondiert, einer Auswerteeinheit (20) zur Durchführung der Auswertung des Signals (SIG) der Sensoranordnung (10) und einer Benutzerschnittstelle (30) zur Bedienung der Vorrichtung und/oder zur Ausgabe des Ergebnisses der Auswertung, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) zur Erkennung eines Referenzmusters (RM) in dem Signal (SIG) der Sensoranordnung (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (10) zur Erzeugung eines Signals (SIG) aus gebildet ist, welches mit einem biochemischen psychophysiologischen Indikator korrespondiert.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (10) zur Erzeugung eines Signals (SIG) ausgebildet ist, welches mit einem biophysikalischen psychophysiologischen Indikator korrespondiert.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (10) zur Erzeugung eines Signals (SIG) ausgebildet ist, welches mit einem bioelektrischen psychophysiologischen Indikator korrespondiert.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (10) zur Erzeugung eines Signals (SIG) ausgebildet ist, welches mit dem elektrischen Widerstand der Haut korrespondiert.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) eine zentrale Recheneinheit (22), insbesondere einen Mikroprozessor (22) und/oder einen Speicher (21) zum Speichern wenigstens einer Signalsequenz (SEQ) der Sensoranordnung (10) und/oder von wenigstens einem besagten Referenzmuster (RM) aufweist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) eine Schnittstelle (23) zum Datenaustausch mit einem weiteren Gerät (40), insbesondere zum Übertragen wenigstens einer Signalsequenz (SEQ) der Sensoranordnung, beispielsweise zum Zwecke der Archivierung, und/oder zum Empfang wenigstens eines Referenzmuster (RM) und/oder von Softwareaktualisierungen an bzw. von einem Computer (40), aufweist.
Vorrichtung nach vorigem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (23) die Form einer Docking-Station aufweist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (23) zum drahtlosen Datenaustausch mit dem weiteren Gerät (40) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) zur Erkennung eines für eine bestimmte Disposition und/oder für eine bestimmte Situation eines Individuums spezifischen Referenzmusters (RM) in dem Signal (SIG) der Sensoranordnung (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) zur Durchführung von dispositionsspezifischen und/oder situationsspezifischen Auswertealgorithmen und/oder Ausgaben ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) zur Erkennung von individuenspezifischen Referenzmustern (RM) in dem Signal (SIG) der Sensoranordnung (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) zur Durchführung von individuenspezifischen Auswertealgorithmen und/oder Ausgaben ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) zur Generierung und/oder Adaption von individuenspezifischen und/oder situationsspezifi schen und/oder dispositionsspezifischen Referenzmustern (RM) anhand von vorbekannten Referenzmustern (RM) und/oder Signalsequenzen (SEQ) der Sensoranordnung (10) und/oder von einer Bedieneraktion ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) zur Bestimmung des wahrscheinlichen Verlaufs einer Situation und/oder von Verhaltensempfehlungen anhand von einem in dem Signal (SIG) der Sensoranordnung (10) erkannten Referenzmuster (RM) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) zum Zwecke der Auswertung des Signals (SIG) und/oder zur Generierung und/oder Anpassung eines besagten Referenzmusters (RM) zur Durchführung eines neuronalen Algorithmusses ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass sie unmittelbar am Körper, vorzugsweise am Unterarm, tragbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (10) einen Messwertaufnehmer (11, 13) aufweist, welcher in der Vorrichtung (1) integriert ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (10) eine Elektrodenanordnung (11) mit einer Vielzahl von Elektroden (E1–E9) aufweist und die Messelektronik (12) zur automatischen Auswahl der zum Abgreifen einer bioelektrischen Größe geeigneten Elektroden (E1–E9) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (10) zur Erkennung von Akupunkturpunkten anhand von elektrischen Eigenschaften der Haut ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zum Zwecke der Einwirkung auf die Disposition des Individuums zur Durchführung einer Elektroakupunktur ausgebildet ist, deren Parameter von einem in dem Signal (SIG) der Sensoranordnung (10) erkannten Referenzmuster (RM) abhängig sind.