JP6666705B2 - 生体状態推定装置、生体状態推定方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
生体状態推定装置、生体状態推定方法及びコンピュータプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6666705B2 JP6666705B2 JP2015242479A JP2015242479A JP6666705B2 JP 6666705 B2 JP6666705 B2 JP 6666705B2 JP 2015242479 A JP2015242479 A JP 2015242479A JP 2015242479 A JP2015242479 A JP 2015242479A JP 6666705 B2 JP6666705 B2 JP 6666705B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- physical condition
- basic physical
- biological
- time
- estimating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 131
- 238000004590 computer program Methods 0.000 title claims description 16
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 146
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 83
- 230000001164 bioregulatory effect Effects 0.000 claims description 35
- 230000002567 autonomic effect Effects 0.000 claims description 26
- 208000019914 Mental Fatigue Diseases 0.000 claims description 23
- 230000035807 sensation Effects 0.000 claims description 20
- 230000003925 brain function Effects 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 206010016256 fatigue Diseases 0.000 description 56
- 230000013632 homeostatic process Effects 0.000 description 41
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 26
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 24
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 22
- 230000002889 sympathetic effect Effects 0.000 description 22
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 210000000750 endocrine system Anatomy 0.000 description 11
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 10
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 9
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 9
- 210000003403 autonomic nervous system Anatomy 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000009183 running Effects 0.000 description 8
- 210000000709 aorta Anatomy 0.000 description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 6
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 6
- 230000001734 parasympathetic effect Effects 0.000 description 6
- 238000000546 chi-square test Methods 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 230000008035 nerve activity Effects 0.000 description 5
- 210000005037 parasympathetic nerve Anatomy 0.000 description 5
- 230000009711 regulatory function Effects 0.000 description 5
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 5
- 206010049565 Muscle fatigue Diseases 0.000 description 4
- 206010041349 Somnolence Diseases 0.000 description 4
- 210000000467 autonomic pathway Anatomy 0.000 description 4
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 4
- 230000003284 homeostatic effect Effects 0.000 description 4
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 4
- 210000001002 parasympathetic nervous system Anatomy 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 210000002820 sympathetic nervous system Anatomy 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 2
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 206010025482 malaise Diseases 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 206010003658 Atrial Fibrillation Diseases 0.000 description 1
- 238000000729 Fisher's exact test Methods 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 1
- 208000032140 Sleepiness Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000000443 biocontrol Effects 0.000 description 1
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 1
- 210000000748 cardiovascular system Anatomy 0.000 description 1
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 208000002173 dizziness Diseases 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 210000002837 heart atrium Anatomy 0.000 description 1
- 208000019622 heart disease Diseases 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 230000001631 hypertensive effect Effects 0.000 description 1
- 230000030214 innervation Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 1
- 230000036651 mood Effects 0.000 description 1
- 230000008450 motivation Effects 0.000 description 1
- 230000004118 muscle contraction Effects 0.000 description 1
- 230000036640 muscle relaxation Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 230000037321 sleepiness Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
- A61B5/165—Evaluating the state of mind, e.g. depression, anxiety
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1102—Ballistocardiography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/40—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
- A61B5/4029—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system for evaluating the peripheral nervous systems
- A61B5/4035—Evaluating the autonomic nervous system
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/40—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
- A61B5/4058—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system for evaluating the central nervous system
- A61B5/4064—Evaluating the brain
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/7246—Details of waveform analysis using correlation, e.g. template matching or determination of similarity
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/7264—Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
- A61B5/7278—Artificial waveform generation or derivation, e.g. synthesising signals from measured signals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
- A61B5/7282—Event detection, e.g. detecting unique waveforms indicative of a medical condition
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B7/00—Instruments for auscultation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B7/00—Instruments for auscultation
- A61B7/02—Stethoscopes
- A61B7/04—Electric stethoscopes
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
- G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/02007—Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02405—Determining heart rate variability
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
- A61B5/18—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state for vehicle drivers or machine operators
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
- A61B5/372—Analysis of electroencephalograms
- A61B5/374—Detecting the frequency distribution of signals, e.g. detecting delta, theta, alpha, beta or gamma waves
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physiology (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Neurology (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Psychology (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Social Psychology (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Developmental Disabilities (AREA)
- Hospice & Palliative Care (AREA)
- Child & Adolescent Psychology (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
前記第1基礎的体調推定手段は、前記自律神経機能への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、前記人の基礎的な体調を「不良」と推定し、前記肉体・精神疲労への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、前記人の基礎的な体調を「良好」と推定する手段であることが好ましい。
前記コンピュータプログラムの前記第2基礎的体調推定手順は、前記第1基礎的体調推定手順において「良好」又は「不良」と推定されない場合に、前記生体調節機能要素判定手順において判定された複数の前記生体調節機能要素のうち、前記感覚への関連性の高い指標の時系列変化から、前記人の基礎的な体調のレベルを、「良好」、「不良」又はそれらの「中間状態」のいずれかと推定する構成であることが好ましい。
一方、ピーク値は上記のように心拍変動の情報を反映しているが、心拍変動は主に副交感神経によって制御されている。そのため、ピーク値を見ると副交感神経の情報を捉えることができる。
機能点=後時間範囲の判定基準点+(後時間範囲の判定基準点−前時間範囲の判定基準点)×n、(但し、nは補正係数)
により求められる。
(a)周波数傾き時系列波形演算手段210から求められる指標
ゼロクロス法を用いた周波数傾き時系列波形において、振幅変化を比較し、複数回(通常、2〜4回の範囲で設定)連続で1つ前の振幅の9〜6割未満に変化する収束箇所が生じた場合(交感神経活動が低下し、眠気に抵抗できない状態に陥ったことを推定する指標)
(b)分布率演算手段220から求められる指標
ゼロクロス法を用いた周波数傾き時系列波形の分布率の時系列変化において、所定時間の範囲(通常、60〜120秒間の範囲で設定)で、0.0017Hzの分布率が急減(通常、減少率15%以上で設定)し、その間に0.0053Hzの分布率が急増(通常、増加率15%以上で設定)した場合(入眠予兆現象の出現を推定する指標)
(c)疲労曲線演算手段230から求められる指標
所定時間(通常、3〜10分の範囲で設定)の間における、ピーク検出法を用いた疲労曲線(ピーク検出法を用いた周波数傾き時系列波形の絶対値の積算の時系列波形)の傾きが、ゼロクロス法を用いた疲労曲線(ゼロクロス法を用いた周波数傾き時系列波形の絶対値の積算の時系列波形)の傾きよりも大きく変化する箇所が1箇所以上存在し、かつ、所定時間経過時に、ピーク検出法を用いた疲労曲線が所定の値以上に至った場合(副交感神経活動が極端に優位な状態であることを推定する指標)
(d)恒常性維持機能レベル演算手段240から求められる指標
18秒毎に得られる恒常性維持機能レベルのうち、普通レベルよりは低いレベル、上記の例ではレベル4〜6という注意判定が数回から十数回以上出現する場合(副交感神経活動が優位な状態と推定されるときに出現する指標)、あるいは、警告を要するレベル、上記の例ではレベル7〜11の警告判定が数回以上出現する場合(交感神経活動の急激な亢進や極端な低下などが推定されるときに出現する指標)
(e)基礎的体調「良好」と判定される場合の指標
基礎的体調「良好」に相当する基準として、本実施形態では、体調マップ演算手段250から求められる時系列変化が、一つ手前の演算結果が出力されるポイント(上記のように、1点目、2点目は所定の時間経過後に出力されるが、3点目以降は数分毎に出力される)を座標原点に合わせた際に、次のポイントが第4象限にプロットされ、かつ、感覚マップ演算手段260から求められる時系列変化が、同じく一つ手前のポイントを座標原点に合わせた際に、X軸方向に所定以上離隔してプロットされる場合に、「良好」と推定するように設定している(図8のS120で「Yes」の場合)。
次に、基礎的体調推定手段300を構成する第1基礎的体調推定手段310の推定基準、第2基礎的体調推定手段320の推定基準の設定に関する実験結果を説明する。
生体信号測定装置として生体信号測定装置1が運転席のシートバックに装着され、生体信号測定装置1により測定される背部音・振動情報のデータが入力されるコンピュータである生体状態推定装置100が搭載されている自動車に被験者を着座させて走行させた。なお、生体状態推定装置100は、株式会社デルタツーリング製、商品名「スリープバスター」を用いた。
(1)周波数傾き時系列波形演算手段210から求められる指標が上記(a)の条件を満たすか否かの検討
(a)の条件は、2回連続で1つ前の振幅の9割未満に変化する波形の収束箇所が1回以上生じているか否かに設定し、被験者の主観と対比したカイ二乗検定を行った。2×2クロステーブルを次表に示すが、p=0.24、正答率は67%であった。
(b)の条件は、90秒間で、0.0017Hzの分布率が20%以上減少し、その間に0.0053Hzの分布率が20%以上増加する場合に設定し、被験者の主観と対比したカイ二乗検定を行った。2×2クロステーブルを次表に示すが、p=0.11、正答率は69%であった。
(c)の条件は、6分間の範囲で、ピーク検出法を用いた疲労曲線の傾きが、ゼロクロス法を用いた疲労曲線の傾きの1.5倍以上に変化する箇所が1箇所以上存在し、かつ、ピーク検出法を用いた疲労曲線が30分経過時に0.03より大きくなっている場合に設定し、被験者の主観と対比したカイ二乗検定を行った。2×2クロステーブルを次表に示すが、p=0.19、正答率は64%であった。
(d)の条件は、6分間で上記の例でレベル4〜6という判定が10回以上、又は、レベル7〜11の判定が7回以上出現する場合に設定し、被験者の主観と対比したカイ二乗検定を行った。2×2クロステーブルを次表に示すが、p=0.018、正答率は71%であった。
55例の走行データの全てについて、体調マップ演算手段250により、測定開始から最初の判定結果を座標原点に合わせた際に2番目の判定結果の座標点が第4象限にプロットされるか否かを調べた。同じく、55例の走行データの全てについて、感覚マップ演算手段260により、測定開始から最初の判定結果を座標原点に合わせた際に2番目の判定結果の座標点がX軸の正方向に所定目盛り以上(本実験例では、主観評価「良好」の38例中多くの事例(23例)の離隔距離が目盛り5以上であったため、当該目盛り5以上に設定)離隔してプロットされるか否かを調べた。体調マップ演算手段250及び感覚マップ演算手段260の演算結果が、両方とも、上記条件を満たす場合が、第1基礎的体調推定手段310において基礎的体調「良好」という推定結果となるが、被験者の主観と対比したカイ二乗検定の結果は、次表のとおりである。p=0.095、正答率は56%であった。
生体状態推定装置100の恒常性維持機能レベル演算手段240によって求められる恒常性維持機能レベルのうち、レベル1〜6の合計出現数を1として、交感神経活動が優位な状態を示すレベル2及び副交感神経活動が優位な状態を示すレベル4の出現割合を求めた。これらを55例の全てについて行い、ベイズ推定を用いて次の確率表を作成した。
次に、運輸事業者のトラックの運転席に、生体信号測定装置1として、(株)デルタツーリング製、スリープバスター(登録商標)を装着し、職業運転手の生体信号を採取して、実験例1で示した各推定基準が設定された生体状態推定装置100により、図8に示したフローチャートに従った分析を実施し、被験者の30分毎の体調を、「良」、「中間」、「不良」の3段階で推定した。被験者である職業運転手は、20歳代から50歳代までの男性7名で、全被験者の総運行回数71回を対象に分析を行った。また、各被験者には、運行当日の自身の主観的な体調を、運行終了後、「絶不調」(レベル:1)から「絶好調」(レベル:5)までの5段階で申告させた。
11 コアパッド
12 スペーサパッド
13 センサ
100 生体状態推定装置
200 生体調節機能要素判定手段
210 周波数傾き時系列波形演算手段
220 分布率演算手段
230 疲労曲線演算手段
240 恒常性維持機能レベル演算手段
250 体調マップ演算手段
260 感覚マップ演算手段
300 基礎的体調推定手段
310 第1基礎的体調推定手段
320 第2基礎的体調推定手段
Claims (8)
- 生体信号測定装置により測定した人の生体信号を分析し、生体状態を推定する生体状態推定装置であって、
前記生体信号が前記生体信号測定装置により背部から採取される音・振動情報であり、
前記背部から採取される音・振動情報を分析して、脳機能、自律神経機能、肉体・精神疲労又は感覚との関連性の高いゆらぎに起因する指標を含む、生体調節機能要素の状態の変動を示す複数の指標を、それぞれ予め設定された所定の判定時間毎に算出してその時系列変化を求める生体調節機能要素判定手段と、
前記生体調節機能要素判定手段における前記各生体調節機能要素の各判定時間よりも長く設定される基礎的体調推定時間に対応した、前記人の基礎的な体調を推定する基礎的体調推定手段と、
前記基礎的体調推定手段によって推定される前記人の基礎的な体調のレベルを、前記所定の基礎的体調推定時間の経過毎に出力する基礎的体調出力手段と
を有し、
前記基礎的体調推定手段は、
前記生体調節機能要素判定手段により求められた前記各生体調節機能要素に関する各時系列変化のうち、優先順位の高い前記生体調節機能要素の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、前記所定の基礎的体調推定時間における前記人の基礎的な体調を、所定のレベルと推定する第1基礎的体調推定手段と、
前記第1基礎的体調推定手段における推定対象とならない場合に、前記第1基礎的体調推定手段において用いた前記生体調節機能要素よりも優先順位の低い他の生体調節機能要素に関する前記時系列変化を用い、前記人の基礎的な体調を、所定の基準に基づいて分類される所定のレベルと推定する第2基礎的体調推定手段と
を有し、
前記基礎的体調出力手段が、前記第1基礎的体調推定手段又は前記第2基礎的体調推定手段によって推定される前記人の基礎的な体調のレベルを出力することを特徴とする生体状態推定装置。 - 前記第1基礎的体調推定手段は、前記生体調節機能要素判定手段において判定された複数の前記生体調節機能要素のうち、前記自律神経機能への関連性の高い指標又は前記肉体・精神疲労への関連性の高い指標の時系列変化を用い、その時系列変化が所定の基準を満たす場合に、前記人の基礎的な体調のレベルを、「良好」又は「不良」と推定する請求項1記載の生体状態推定装置。
- 前記第1基礎的体調推定手段は、前記自律神経機能への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、前記人の基礎的な体調を「不良」と推定し、前記肉体・精神疲労への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、前記人の基礎的な体調を「良好」と推定する手段である請求項2記載の生体状態推定装置。
- 前記第2基礎的体調推定手段は、前記第1基礎的体調推定手段において「良好」又は「不良」と推定されない場合に、前記生体調節機能要素判定手段において判定された複数の前記生体調節機能要素のうち、前記感覚への関連性の高い指標の時系列変化から、前記人の基礎的な体調のレベルを、「良好」、「不良」又はそれらの「中間状態」のいずれかと推定する請求項2又は3記載の生体状態推定装置。
- コンピュータを用いて、生体信号測定装置により測定した人の生体信号を分析し、生体状態を推定する生体状態推定方法であって、
前記生体信号が前記生体信号測定装置により背部から採取される音・振動情報であり、
前記背部から採取される音・振動情報を分析して、脳機能、自律神経機能、肉体・精神疲労又は感覚との関連性の高いゆらぎに起因する指標を含む、生体調節機能要素の状態の変動を示す複数の指標を、それぞれ予め設定された所定の判定時間毎に算出してその時系列変化を求める生体調節機能要素判定手順と、
前記生体調節機能要素判定手順における前記各生体調節機能要素の各判定時間よりも長く設定される基礎的体調推定時間に対応した、前記人の基礎的な体調を推定する基礎的体調推定手順と、
前記基礎的体調推定手順によって推定される前記人の基礎的な体調のレベルを、前記所定の基礎的体調推定時間の経過毎に出力する基礎的体調出力手順と
を有し、
前記基礎的体調推定手順は、
前記生体調節機能要素判定手順により求められた前記各生体調節機能要素に関する各時系列変化のうち、優先順位の高い前記生体調節機能要素の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、前記所定の基礎的体調推定時間における前記人の基礎的な体調を、所定のレベルと推定する第1基礎的体調推定手順と、
前記第1基礎的体調推定手順における推定対象とならない場合に、前記第1基礎的体調推定手順において用いた前記生体調節機能要素よりも優先順位の低い他の生体調節機能要素に関する前記時系列変化を用い、前記人の基礎的な体調を、所定の基準に基づいて分類される所定のレベルと推定する第2基礎的体調推定手順と
を有し、
前記基礎的体調出力手順が、前記第1基礎的体調推定手順又は前記第2基礎的体調推定手順によって推定される前記人の基礎的な体調のレベルを出力することを特徴とする生体状態推定方法。 - 生体状態推定装置としてのコンピュータに、
生体信号測定装置により測定した人の生体信号を分析し、生体状態を推定する生体状態推定手順を実行させるコンピュータプログラムであって、
前記生体信号が前記生体信号測定装置により背部から採取される音・振動情報であり、
前記生体状態推定手順として、
前記背部から採取される音・振動情報を分析して、脳機能、自律神経機能、肉体・精神疲労又は感覚との関連性の高いゆらぎに起因する指標を含む、生体調節機能要素の状態の変動を示す複数の指標を、それぞれ予め設定された所定の判定時間毎に算出してその時系列変化を求める生体調節機能要素判定手順と、
前記生体調節機能要素判定手順における前記各生体調節機能要素の各判定時間よりも長く設定される基礎的体調推定時間に対応した、前記人の基礎的な体調を推定する基礎的体調推定手順と、
前記基礎的体調推定手順によって推定される前記人の基礎的な体調のレベルを、前記所定の基礎的体調推定時間の経過毎に出力する基礎的体調出力手順と
を実行させ、
前記基礎的体調推定手順は、
前記生体調節機能要素判定手順により求められた前記各生体調節機能要素に関する各時系列変化のうち、優先順位の高い前記生体調節機能要素の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、前記所定の基礎的体調推定時間における前記人の基礎的な体調を、所定のレベルと推定する第1基礎的体調推定手順と、
前記第1基礎的体調推定手順における推定対象とならない場合に、前記第1基礎的体調推定手順において用いた前記生体調節機能要素よりも優先順位の低い他の生体調節機能要素に関する前記時系列変化を用い、前記人の基礎的な体調を、所定の基準に基づいて分類される所定のレベルと推定する第2基礎的体調推定手順と
を実行し、
前記基礎的体調出力手順が、前記第1基礎的体調推定手順又は前記第2基礎的体調推定手順によって判定される前記人の基礎的な体調のレベルを出力することを特徴とするコンピュータプログラム。 - 前記第1基礎的体調推定手順は、前記生体調節機能要素判定手順において判定された複数の前記生体調節機能要素のうち、前記自律神経機能への関連性の高い指標又は前記肉体・精神疲労への関連性の高い指標の時系列変化を用い、その時系列変化が所定の基準を満たす場合に、前記人の基礎的な体調のレベルを、「良好」又は「不良」と推定する請求項6記載のコンピュータプログラム。
- 前記第2基礎的体調推定手順は、前記第1基礎的体調推定手順において「良好」又は「不良」と推定されない場合に、前記生体調節機能要素判定手順において判定された複数の前記生体調節機能要素のうち、前記感覚への関連性の高い指標の時系列変化から、前記人の基礎的な体調のレベルを、「良好」、「不良」又はそれらの「中間状態」のいずれかと推定する請求項7記載のコンピュータプログラム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/576,774 US20180296152A1 (en) | 2015-09-28 | 2016-09-15 | Biological state estimation device, biological state estimation method, and computer program |
PCT/JP2016/077274 WO2017057022A1 (ja) | 2015-09-28 | 2016-09-15 | 生体状態推定装置、生体状態推定方法及びコンピュータプログラム |
EP16851196.2A EP3357423A4 (en) | 2015-09-28 | 2016-09-15 | Biological state estimation device, biological state estimation method, and computer program |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015190495 | 2015-09-28 | ||
JP2015190495 | 2015-09-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017064364A JP2017064364A (ja) | 2017-04-06 |
JP6666705B2 true JP6666705B2 (ja) | 2020-03-18 |
Family
ID=58493479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015242479A Active JP6666705B2 (ja) | 2015-09-28 | 2015-12-11 | 生体状態推定装置、生体状態推定方法及びコンピュータプログラム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180296152A1 (ja) |
EP (1) | EP3357423A4 (ja) |
JP (1) | JP6666705B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108618765B (zh) * | 2018-05-04 | 2020-10-27 | 哈尔滨理工大学 | 基于脉搏波和人体三维姿态的心脑血管疾病突发风险实时监测***及方法 |
KR102193898B1 (ko) * | 2018-12-28 | 2020-12-22 | 한국 한의학 연구원 | 산림 치유 프로그램 평가 방법 및 산림 치유 프로그램 평가 시스템 |
JP7320807B2 (ja) | 2019-02-14 | 2023-08-04 | デルタ工業株式会社 | 体調判定装置及びコンピュータプログラム |
JP6694542B1 (ja) * | 2019-10-11 | 2020-05-13 | 株式会社オー | プログラム、情報処理方法、及び情報処理端末 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8604932B2 (en) * | 1992-05-05 | 2013-12-10 | American Vehicular Sciences, LLC | Driver fatigue monitoring system and method |
RU2330607C2 (ru) * | 2001-06-13 | 2008-08-10 | Компьюмедикс Лимитед | Способ и устройство для мониторинга сознания |
JP2004090724A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Pioneer Electronic Corp | 移動体用再生制御システム、移動体用再生制御方法並びに移動体用再生制御プログラムおよびそれを記録した記録媒体 |
US7254439B2 (en) * | 2004-01-06 | 2007-08-07 | Monebo Technologies, Inc. | Method and system for contactless evaluation of fatigue of an operator |
JP4497081B2 (ja) * | 2005-10-31 | 2010-07-07 | トヨタ自動車株式会社 | 人の状態検出装置 |
JP5022530B2 (ja) * | 2007-07-20 | 2012-09-12 | 株式会社デルタツーリング | 疲労度演算装置及びコンピュータプログラム |
US10154790B2 (en) * | 2007-08-21 | 2018-12-18 | University College Dublin, National University Of Ireland | Method and system for monitoring sleep |
CN101872171B (zh) * | 2009-04-24 | 2012-06-27 | 中国农业大学 | 基于信息融合的驾驶员疲劳状态识别方法和*** |
WO2011046178A1 (ja) * | 2009-10-14 | 2011-04-21 | 株式会社デルタツーリング | 生体状態推定装置、生体状態推定システム及びコンピュータプログラム |
US20120075122A1 (en) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | Honeywell International Inc. | Alert generation and related aircraft operating methods |
ES2366219B1 (es) * | 2010-12-24 | 2012-09-27 | Fico Mirrors, S.A. | Método y sistema de medida de parámetros fisiológicos. |
JP5892678B2 (ja) * | 2011-05-14 | 2016-03-23 | 株式会社デルタツーリング | 生体状態推定装置及びコンピュータプログラム |
JP6118097B2 (ja) * | 2012-12-14 | 2017-04-19 | 株式会社デルタツーリング | 運転時生体状態判定装置及びコンピュータプログラム |
-
2015
- 2015-12-11 JP JP2015242479A patent/JP6666705B2/ja active Active
-
2016
- 2016-09-15 US US15/576,774 patent/US20180296152A1/en not_active Abandoned
- 2016-09-15 EP EP16851196.2A patent/EP3357423A4/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3357423A4 (en) | 2018-10-17 |
EP3357423A1 (en) | 2018-08-08 |
US20180296152A1 (en) | 2018-10-18 |
JP2017064364A (ja) | 2017-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6118097B2 (ja) | 運転時生体状態判定装置及びコンピュータプログラム | |
JP5961235B2 (ja) | 睡眠/覚醒状態評価方法及びシステム | |
JP6209396B2 (ja) | 運転支援装置及びコンピュータプログラム | |
JP6757532B2 (ja) | 睡眠段階判定装置、睡眠段階判定方法、睡眠段階判定プログラム | |
JP6666705B2 (ja) | 生体状態推定装置、生体状態推定方法及びコンピュータプログラム | |
US8852116B2 (en) | Psychiatric symptom and psychiatric disorder onset risk evaluation method and evaluator using heart rate variability index | |
KR101854812B1 (ko) | 시청각 콘텐츠와 생체신호 분석을 활용한 정신증상 평가 시스템 | |
US20180263512A1 (en) | Heart rate monitoring device, system, and method for increasing performance improvement efficiency | |
JP6291922B2 (ja) | 睡眠深度判定装置 | |
JP4636861B2 (ja) | 快適感評価装置 | |
JP6836265B2 (ja) | 生体状態推定装置、生体状態推定方法、コンピュータプログラム及び記録媒体 | |
WO2017057022A1 (ja) | 生体状態推定装置、生体状態推定方法及びコンピュータプログラム | |
JP6813897B2 (ja) | 生体状態推定装置、生体状態推定方法、コンピュータプログラム及び記録媒体 | |
JP2019170665A (ja) | 疲労判定装置、疲労判定方法及びプログラム | |
JP6209395B2 (ja) | 生体状態推定装置及びコンピュータプログラム | |
JP6557489B2 (ja) | 生体状態推定装置及びコンピュータプログラム | |
JP2020130264A (ja) | 体調判定装置及びコンピュータプログラム | |
JP6588035B2 (ja) | 生体状態分析装置及びコンピュータプログラム | |
EP2862509A1 (en) | Psychiatric symptom and psychiatric disorder onset risk evaluation method and evaluator using heart rate variability index | |
JP2017124014A (ja) | 眠気検知プログラム、眠気検知方法および眠気検知装置 | |
JP2016112144A (ja) | 生体状態分析装置及びコンピュータプログラム | |
JP2015112117A (ja) | 生体状態判定装置及びコンピュータプログラム | |
JP7212419B2 (ja) | 安全運転管理システム、睡眠不足判定装置、睡眠データ測定装置、ユーザ識別情報入力装置、制御方法及びプログラム | |
JP2015109888A (ja) | 疲労の評価方法 | |
JP2018015462A (ja) | 眠気検知プログラム、眠気検知方法および眠気検知装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181205 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190815 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20191010 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191212 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200217 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6666705 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |