JPH105201A - Psychological state judging system - Google Patents

Psychological state judging system

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Publication number
JPH105201A
JPH105201A JP8162993A JP16299396A JPH105201A JP H105201 A JPH105201 A JP H105201A JP 8162993 A JP8162993 A JP 8162993A JP 16299396 A JP16299396 A JP 16299396A JP H105201 A JPH105201 A JP H105201A
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JP
Japan
Prior art keywords
heart rate
electrocardiographic
psychological state
interval
workload
Prior art date
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Application number
JP8162993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhide Yamamoto
泰秀 山本
Norimasa Kishi
則政 岸
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH105201A publication Critical patent/JPH105201A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to correctly evaluate and judge a psychological state, by amplifying and filtering electrocardiographic signals and calculating the fluctuation amount of electrocardiographic R wave intervals to evaluate and judge the psychological state. SOLUTION: When electrocardiographic data taken into an analyzing part 301 from an electrocardiograph part 200 is larger than a threshold value, the R wave interval (RR interval) is calculated from the difference of the time from that of previously exceeded the threshold value to calculate a cardiac rate and the cardiographic analysis data are displayed on an analytical data display part 302. Calculating the average and the variation of the RR interval, it is judged by a judging part 401 a concentration/tension state when the variation is small and a non-concentration/non-tension state when large, and the psychological judge result is displayed on a judge result display part 402. When a present cardiac rate is larger than a target cardiac rate, the indicated rate on a work indicating part 502 is made slower, and when smaller, made quicker.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、心理状態判定装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a psychological state determination device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の心理状態判定装置としては、図1
1に示すように、被検者に装着されたセンサー100に
より検出された心電信号が心電計測部200により計測
され、心電解析部300により心拍数等が解析され、作
業提示部500により作業提示される作業中の被検者の
心理状態が心理状態判定部400により評価判定される
という方法が一般的である。
2. Description of the Related Art FIG.
As shown in FIG. 1, an electrocardiographic signal detected by the sensor 100 mounted on the subject is measured by the electrocardiographic measuring unit 200, a heart rate and the like are analyzed by the electrocardiographic analyzing unit 300, and the work presenting unit 500 A general method is that the mental state of the subject during the work presented is evaluated and determined by the mental state determination unit 400.

【0003】図12に示すように心電図を構成するR波
とよばれる波の間隔(RR間隔)は、心拍数が一定でも
毎拍微妙に異なっていることが知られており、集中時や
緊張時にこの変動量が減少することが知られている。し
たがってRR間隔の変動量(ゆらぎ量)を指標として、
被検者の集中度/緊張度といった心理状態を評価判定で
きる。
[0003] As shown in FIG. 12, it is known that the interval (RR interval) of waves called R waves constituting an electrocardiogram is slightly different every beat even when the heart rate is constant. It is known that this amount of variation sometimes decreases. Therefore, using the fluctuation amount (fluctuation amount) of the RR interval as an index,
It is possible to evaluate and determine a psychological state such as the degree of concentration / strain of the subject.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、RR間隔は心
拍数の増減によっても変化してしまう。このため、心拍
数変化を伴う作業中(例:運動時の集中度判定)の心理
状態判定では、ゆらぎ量の変化の原因が心理状態変化
(例:集中/緊張)によるものなのか、心拍数変動によ
るものなのか区別ができなくなり、心理状態の評価判定
が正しくできなくなってしまうという問題があった。
However, the RR interval also changes as the heart rate increases or decreases. For this reason, in the psychological state determination during work involving a change in heart rate (eg, determination of the degree of concentration during exercise), whether the cause of the change in the fluctuation amount is a change in the mental state (eg, concentration / strain), There was a problem that it was not possible to distinguish whether the change was due to fluctuations, and the evaluation judgment of the psychological state could not be correctly performed.

【0005】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、心拍数が一定となるように作業負
荷を制御することでこの問題を解決する。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and solves this problem by controlling the workload so that the heart rate becomes constant.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、人体の心電を検出する心電検出手段と、
前記心電検出手段によって検出された心電信号を増幅濾
波する計測手段と、前記計測手段出力より心電のR波間
隔のゆらぎ量を計算する手段と、前記ゆらぎ量により心
理状態を評価判定する手段と、前記計測手段出力より心
拍数を計算する手段と、前記心拍数の値により作業負荷
量を制御する手段と、を有する構成とする。
According to the present invention, there is provided an electrocardiogram detecting means for detecting an electrocardiogram of a human body.
A measuring means for amplifying and filtering an electrocardiographic signal detected by the electrocardiographic detecting means; a means for calculating a fluctuation amount of an R-wave interval of the electrocardiogram from an output of the measuring means; Means, means for calculating a heart rate from the output of the measuring means, and means for controlling a workload based on the value of the heart rate.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0008】図1は、本発明の基本構成図を示すブロッ
ク図で、心電を検出するセンサー100、心電計測部2
00、心電解析部300、心理状態判定部400、作業
提示部500で構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration diagram of the present invention, wherein a sensor 100 for detecting an electrocardiogram and an electrocardiogram measuring section 2 are provided.
00, an electrocardiographic analysis unit 300, a psychological state determination unit 400, and a work presentation unit 500.

【0009】図2に、本発明の基本動作フローを示す。 ●心電解析(ブロック図300) f−1−100 計測した心電信号より心拍数を計算し、その変動を調べ
る。 ●作業負荷量制御(ブロック図500) f−1−400 目標心拍数と現在の心拍数が同じ場合は作業量はそのま
まとする。 f−1−200,f−1−500 目標心拍数に対し現在の心拍数が大きい場合は作業量を
一定量減少させる。 f−1−300,f−1−600 目標心拍数に対し現在の心拍数が小さい場合は作業量を
一定量増加させる。
FIG. 2 shows a basic operation flow of the present invention. ● Electrocardiographic analysis (block diagram 300) f-1-100 The heart rate is calculated from the measured electrocardiographic signal, and its fluctuation is examined. ● Workload control (block diagram 500) f-1-400 When the target heart rate and the current heart rate are the same, the work amount is kept as it is. f-1-200, f-1-500 When the current heart rate is higher than the target heart rate, the work amount is reduced by a certain amount. f-1-300, f-1-600 When the current heart rate is smaller than the target heart rate, the work amount is increased by a certain amount.

【0010】f−1−700 上記動作を繰り返す。 ●心理状態の判定(ブロック図400) f−1−800 RR間隔を計算し、その変動を調べる。 f−1−900,f−1−1000 RR間隔変動に対応した心理状態判定を行う。 例:RR間隔変動小→集中/緊張状態 RR間隔変動大→非集中/非緊張状態 以上の動作により心拍数を一定に保つことで、心拍数変
動によるRR間隔変動を除去でき、集中/緊張等の心理
状態変化によるRR間隔変動を検出することができる。
F-1-700 The above operation is repeated. ● Judgment of mental state (block diagram 400) f-1-800 RR interval is calculated and its variation is examined. f-1-900, f-1-1000 A psychological state determination corresponding to the RR interval fluctuation is performed. Example: RR interval fluctuation small → concentration / tension state RR interval fluctuation large → non-concentration / non-tension state By keeping the heart rate constant by the above operation, RR interval fluctuation due to heart rate fluctuation can be eliminated, and concentration / tension etc. RR interval fluctuation due to a change in the mental state of the user can be detected.

【0011】(第1の実施の形態)図3は、本発明の第
1の実施の形態を示す図である。
(First Embodiment) FIG. 3 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【0012】本実施の形態は被検者の前に設置された作
業表示部に提示される指示に被検者が反応する精神負荷
作業で、指示の提示速度を変えることで作業負荷量を制
御して一定心拍状態とし、この条件下でRR間隔により
集中/緊張状態を評価するものである。なお被検者の反
応を計測する部分については本発明とは別内容のため省
略した。
The present embodiment is a mental workload operation in which the subject responds to an instruction presented on a task display unit installed in front of the subject. The amount of workload is controlled by changing the speed at which the instruction is presented. A constant heartbeat state is obtained, and under these conditions, the concentration / tension state is evaluated based on the RR interval. The part for measuring the reaction of the subject is omitted because it is different from the present invention.

【0013】100は心電を検出するセンサー、200
は心電計測部で増幅器201とフィルター202で構成
される。300は心電解析部で解析部301と解析結果
表示部302で構成される。400は心電解析部300
の解析結果により心理状態の判定を行う心理状態判定部
で判定部401と判定結果表示部402で構成される。
500は被検者に作業の提示を行う作業提示部で作業負
荷制御部501と作業表示部502とで構成される。
Reference numeral 100 denotes a sensor for detecting an electrocardiogram;
Is an electrocardiogram measuring unit, which comprises an amplifier 201 and a filter 202. Reference numeral 300 denotes an electrocardiogram analysis unit which includes an analysis unit 301 and an analysis result display unit 302. 400 is an electrocardiogram analysis unit 300
This is a psychological state determination unit that determines a mental state based on the analysis result, and includes a determination unit 401 and a determination result display unit 402.
Reference numeral 500 denotes a work presentation unit that presents a work to the subject, and includes a work load control unit 501 and a work display unit 502.

【0014】次に動作を説明する。 ●心拍数とRR間隔計算(ブロック図300、図4、図
6) f−2−100 解析部301に取り込まれた心電データV[t]はあら
かじめ設定されたしきい値Thと比較される。 f−2−200,f−2−300,f−2−400,f
−2−500 心電データV[t]がしきい値Thより大きい場合、心
電データV[t]の時刻R[i]とし、前回心電データ
がThを超えた時刻R[i−1]との差よりRR間隔R
RI[i]を算出する。 RRI[i]=R[i]−R[i−1] f−2−700 次式より心拍数B[i]を算出し、作業負荷制御動作を
行う。 B[i]=60/RRI[i] 以上の動作により解析された心電解析結果が、解析結果
表示部302で表示される。なおB[i]は任意の区間
の平均値を用いても良い。 ●心理状態判定(ブロック図400、図6) f−2−600,f−2−800,f−2−900 N個のRRIの値よりRRIの平均値と分散値RRVを
算出し、分散値より集中度判定を行う。 判定例:分散値小→集中/緊張状態 分散値大→非集中/非緊張状態 f−2−1000 上記動作を繰り返す。以上の動作により判定された心理
状態判定結果が、判定結果表示部402で表示される。 ●作業負荷制御(ブロック図500、図5、図7) f−3−100 心拍数の現在値B[i]と目標心拍数Btを比較する。 f−3−400 B[i]=Btならば提示速度Vはそのままとする。 f−3−200,f−3−500 B[i]>Btならば提示速度V=V−Vdとし、提示
速度を遅くすることで作業量を減少させ、心拍数を減少
させる。 f−3−300,f−3−600 B[i]<Btならば提示速度V=V+Vdとし、提示
速度を速くすることで作業量を増加させ、心拍数を増加
させる。 f−3−700 以上の動作を繰り返すことで心拍数を一定に保つ。図5
に本実施の形態における実験負荷制御及び心拍数変化例
を示す。以上の動作により、作業中の心拍数を一定に保
ち心拍数変動によるRRV変動を除去することにより、
心理状態変化によるRRV変動のみを検出することがで
き、より精度の高い心理状態判定結果を得ることができ
る。
Next, the operation will be described. ● Calculation of heart rate and RR interval (block diagrams 300, 4 and 6) f-2-100 The electrocardiographic data V [t] taken into the analyzer 301 is compared with a preset threshold Th. . f-2-200, f-2-300, f-2-400, f
-2-500 When the electrocardiogram data V [t] is larger than the threshold value Th, the time R [i] of the electrocardiogram data V [t] is used, and the time R [i-1] at which the electrocardiogram data last exceeded Th. RR interval R
Calculate RI [i]. RRI [i] = R [i] -R [i-1] f-2-700 The heart rate B [i] is calculated from the following equation, and the workload control operation is performed. B [i] = 60 / RRI [i] The electrocardiographic analysis result analyzed by the above operation is displayed on the analysis result display unit 302. Note that B [i] may use an average value of an arbitrary section. ● Psychological state judgment (block diagram 400, FIG. 6) f-2-600, f-2-800, f-2-900 The average value and the variance value RRV of the RRI are calculated from the N RRI values, and the variance value is calculated. More concentration level judgment is performed. Judgment example: small variance value → concentration / strain state Large variance value → non-concentration / non-stress state f-2-1000 The above operation is repeated. The mental state determination result determined by the above operation is displayed on the determination result display unit 402. ● Workload control (block diagrams 500, 5, and 7) f-3-100 The current heart rate B [i] is compared with the target heart rate Bt. f-3-400 If B [i] = Bt, the presentation speed V is left as it is. f-3-200, f-3-500 If B [i]> Bt, the presentation speed is set to V = V−Vd, and the presentation speed is reduced to reduce the amount of work and reduce the heart rate. f-3-300, f-3-600 If B [i] <Bt, the presentation speed is set to V = V + Vd, and by increasing the presentation speed, the amount of work is increased and the heart rate is increased. f-3-700 The heart rate is kept constant by repeating the above operation. FIG.
FIG. 9 shows an example of experimental load control and heart rate change in this embodiment. By the above operation, the heart rate during the work is kept constant, and the RRV fluctuation due to the heart rate fluctuation is removed.
Only the RRV fluctuation due to the mental state change can be detected, and a more accurate mental state determination result can be obtained.

【0015】(第2の実施の形態)図8は、本発明の第
2の実施の形態を示す図である。本実施の形態はトレー
ニング用の自転車エルゴメータのペダル負荷を制御する
肉体負荷作業で、ペダル踏力の重さを変えることで作業
負荷量を制御して一定心拍状態とし、運転時のRR間隔
変動による心理状態評価を行うものである。なおペダル
踏力の発生方法については説明は省略する。100は心
電を検出するセンサー、200は心電計測部で増幅器2
01とフィルター202で構成される。300は心電解
析部で解析部301と解析結果表示部302で構成され
る。400は心電解析部300の解析結果により心理状
態の判定を行う心理状態判定部で判定部401と判定結
果表示部402で構成される。500は肉体負荷を与え
る作業提示部で作業負荷制御部503と自転車エルゴメ
ータ504で構成される。600は被検者に心理状態判
定結果を提示する表示部である。
(Second Embodiment) FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. The present embodiment is a physical load operation for controlling a pedal load of a bicycle ergometer for training. The weight of the pedal depression force is used to control the amount of the work load so as to maintain a constant heartbeat state, and a psychological state due to RR interval fluctuation during driving. A condition evaluation is performed. The description of the method of generating the pedal effort is omitted. 100 is a sensor for detecting an electrocardiogram, 200 is an electrocardiogram measuring unit and an amplifier 2
01 and a filter 202. Reference numeral 300 denotes an electrocardiogram analysis unit which includes an analysis unit 301 and an analysis result display unit 302. Reference numeral 400 denotes a mental state determination unit that determines a mental state based on the analysis result of the electrocardiographic analysis unit 300, and includes a determination unit 401 and a determination result display unit 402. Reference numeral 500 denotes a work presentation unit that applies a physical load, and includes a work load control unit 503 and a bicycle ergometer 504. Reference numeral 600 denotes a display unit that presents a mental state determination result to the subject.

【0016】次に動作を説明する。心拍数とRRV計算
動作については第1の実施の形態と同じため省略する。 ●作業負荷制御(ブロック図500、図9、図10) f−3−100 心拍数の現在値B[i]と目標心拍数Btを比較する。 f−3−400 B[i]=Btならばペダル負荷Lはそのままとする。 f−3−200,f−3−500 B[i]>Btならばペダル負荷をL=L−Ldとし、
ペダル負荷を軽くすることで作業量を減少させ、心拍数
を減少させる。 f−3−300,f−3−600 B[i]<Btならばペダル負荷をL=L+Ldとし、
ペダル負荷を重くすることで作業量を増加させ、心拍数
を増加させる。 f−3−700 以上の動作を繰り返すことで心拍数を一定に保つ。図9
に本実施の形態における実験負荷制御及び心拍数変化例
を示す。以上の動作により、運動中の心拍数を一定に保
ち心拍数変動によるRRV変動を除去することにより、
運動中の集中/緊張によるRRV変動のみを検出するこ
とができ、運動時の心理状態評価が可能となる。
Next, the operation will be described. Since the heart rate and the RRV calculation operation are the same as in the first embodiment, they will not be described. ● Workload control (block diagrams 500, 9 and 10) f-3-100 The current heart rate B [i] is compared with the target heart rate Bt. f-3-400 If B [i] = Bt, the pedal load L remains unchanged. f-3-200, f-3-500 If B [i]> Bt, the pedal load is set to L = L−Ld,
Lightening the pedal load reduces the amount of work and reduces heart rate. f-3-300, f-3-600 If B [i] <Bt, the pedal load is set to L = L + Ld,
Increasing the pedal load increases the amount of work and increases the heart rate. f-3-700 The heart rate is kept constant by repeating the above operation. FIG.
FIG. 9 shows an example of experimental load control and heart rate change in this embodiment. By the above operation, by keeping the heart rate during exercise constant and removing the RRV fluctuation due to the heart rate fluctuation,
Only RRV fluctuation due to concentration / strain during exercise can be detected, and psychological evaluation during exercise can be performed.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、心拍数が
一定を保つように作業負荷を制御することで心拍数変動
によるRR間隔変動が除去できるため、RR間隔の変動
の原因を心理状態変化によるものと特定することができ
る。このため、従来例のようにRR間隔変動の原因が心
拍変動によるものなのか、心理状態変化によるものなの
か区別ができずに心理状態判定が正しくできなくなる、
という問題を解決することができる。
According to the present invention described above, since the RR interval fluctuation due to the heart rate fluctuation can be removed by controlling the workload so that the heart rate is kept constant, the cause of the RR interval fluctuation is the psychological state. It can be specified as a change. For this reason, as in the conventional example, it is not possible to distinguish whether the cause of the RR interval fluctuation is due to the heart rate fluctuation or the mental state change, and the mental state determination cannot be correctly performed.
Problem can be solved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の基本構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図2】本発明の基本動作フローを表す図である。FIG. 2 is a diagram showing a basic operation flow of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図4】心拍数計算方法を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a heart rate calculation method.

【図5】本実施の形態における実験負荷制御及び心拍数
変化例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of experimental load control and a change in heart rate in the present embodiment.

【図6】第1の実施の形態の心拍数とRRV計算フロー
を表す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a heart rate and RRV calculation flow according to the first embodiment.

【図7】第1の実施の形態の作業負荷制御フローを表す
図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a work load control flow according to the first embodiment.

【図8】本発明の第2の実施の形態を示すブロック図で
ある。
FIG. 8 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施の形態における実験負荷制
御及び心拍数変化例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of experimental load control and a change in heart rate according to the second embodiment of the present invention.

【図10】第2の実施の形態の作業負荷制御フローを表
す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a work load control flow according to the second embodiment.

【図11】従来の心理状態評価装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a conventional mental state evaluation device.

【図12】心電図を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an electrocardiogram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 心電センサー 200 心電計測部 201 増幅器 202 フィルター 300 心電解析部 301 解析部 302 解析結果表示部 400 心理状態判定部 401 判定部 402 判定結果表示部 500 作業提示部 501 作業負荷制御部 502 作業表示部 503 作業負荷制御部 504 自転車エルゴメータ 600 判定結果表示部 REFERENCE SIGNS LIST 100 electrocardiographic sensor 200 electrocardiographic measuring unit 201 amplifier 202 filter 300 electrocardiographic analyzing unit 301 analyzing unit 302 analysis result displaying unit 400 psychological state determining unit 401 determining unit 402 determining result displaying unit 500 work presenting unit 501 work load controlling unit 502 work Display unit 503 Work load control unit 504 Bicycle ergometer 600 Judgment result display unit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 人体の心電を検出する心電検出手段と、 前記心電検出手段によって検出された心電信号を増幅濾
波する計測手段と、 前記計測手段出力より心電のR波間隔のゆらぎ量を計算
する手段と、 前記ゆらぎ量により心理状態を評価判定する手段と、 前記計測手段出力より心拍数を計算する手段と、 前記心拍数の値により作業負荷量を制御する手段と、を
有することを特徴とする心理状態判定装置。
1. An electrocardiogram detecting means for detecting an electrocardiogram of a human body; a measuring means for amplifying and filtering an electrocardiographic signal detected by the electrocardiographic detecting means; Means for calculating a fluctuation amount; means for evaluating and determining a psychological state based on the fluctuation amount; means for calculating a heart rate from the output of the measuring means; and means for controlling a workload amount based on the value of the heart rate. A psychological state determination device characterized by having.
【請求項2】 請求項1に記載の心理状態判定装置にお
いて、 心拍数の増加に伴い作業負荷量を減少させること、を特
徴とする心理状態判定装置。
2. The psychological state determination device according to claim 1, wherein the workload is reduced as the heart rate increases.
【請求項3】 請求項1に記載の心理状態判定装置にお
いて、 心拍数の減少に伴い作業負荷量を増加させること、を特
徴とする心理状態判定装置。
3. The psychological state determining device according to claim 1, wherein the workload is increased as the heart rate decreases.
【請求項4】 請求項1乃至3に記載の心理状態判定装
置において、 心拍数が目標心拍数となるように作業負荷量を制御する
こと、を特徴とする心理状態判定装置。
4. The mental state determining apparatus according to claim 1, wherein the workload is controlled so that the heart rate becomes a target heart rate.
【請求項5】 請求項1乃至4に記載の心理状態判定装
置において、 精神的作業負荷量を制御する手段と、を有することを特
徴とする心理状態判定装置。
5. The psychological state determining apparatus according to claim 1, further comprising: means for controlling a mental workload.
【請求項6】 請求項1乃至4に記載の心理状態判定装
置において、 肉体的作業負荷量を制御する手段と、を有することを特
徴とする心理状態判定装置。
6. The psychological condition judging device according to claim 1, further comprising: means for controlling a physical workload.
JP8162993A 1996-06-24 1996-06-24 Psychological state judging system Pending JPH105201A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008114865A1 (en) * 2007-03-22 2008-09-25 Equos Research Co., Ltd. State evaluation device, and state evaluation program
US10039485B2 (en) 2015-06-15 2018-08-07 Medibio Limited Method and system for assessing mental state
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