(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象者の活動量の基準となる基準活動量を設定する基準活動量設定ユニットと、
前記対象者の生体情報を取得する生体情報取得ユニットと、
前記生体情報取得ユニットにより取得された前記生体情報から前記対象者が消費した前記活動量である消費活動量を算出する消費活動量算出ユニットと、
前記生体情報取得ユニットにより取得された前記生体情報から前記対象者が回復した前記活動量である回復量を算出する回復量算出ユニットと、
前記基準活動量設定ユニットにより設定された前記基準活動量、前記消費活動量算出ユニットにより算出された前記消費活動量、及び前記回復量算出ユニットにより算出された前記回復量から、前記対象者が保有する前記活動量である保有活動量を算出する保有活動量算出ユニットと、
を備える保有活動量算出装置。
【請求項２】
前記回復量算出ユニットは、前記生体情報取得ユニットにより取得された前記生体情報から前記対象者が睡眠状態であることを判別し、前記睡眠状態における前記生体情報に基づいて前記回復量を算出する、請求項１に記載の保有活動量算出装置。
【請求項３】
前記回復量算出ユニットは、前記睡眠状態における前記生体情報の脳波の睡眠紡錘波及びθ波のいずれかに基づいて前記回復量を算出する、請求項２に記載の保有活動量算出装置。
【請求項４】
前記回復量算出ユニットは、前記睡眠状態における前記生体情報から推定される前記対象者の眠りの深さに基づいて前記回復量を算出する、請求項２に記載の保有活動量算出装置。
【請求項５】
前記基準活動量設定ユニットは、前記保有活動量算出ユニットが直前に算出した前記保有活動量を前記基準活動量として設定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の保有活動量算出装置。
【請求項６】
前記保有活動量算出ユニットは、前記対象者の過去の前記消費活動量及び前記回復量の履歴に基づいて、前記保有活動量を算出するためのパラメータを補正する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の保有活動量算出装置。
【請求項７】
前記保有活動量算出ユニットにより算出された前記保有活動量を表示する表示ユニットをさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の保有活動量算出装置。
【請求項８】
前記保有活動量算出ユニットにより算出された前記保有活動量が所定値以下になったときに、前記保有活動量が前記所定値以下となったことを通知する通知ユニットをさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の保有活動量算出装置。
【請求項９】
生体活動量管理装置が実行する保有活動量算出方法であって、
対象者の活動量の基準となる基準活動量を設定する基準活動量設定工程と、
前記対象者の生体情報を取得する生体情報取得工程と、
前記生体情報取得工程で取得された前記生体情報から前記対象者が消費した前記活動量である消費活動量を算出する消費活動量算出工程と、
前記生体情報取得工程で取得された前記生体情報から前記対象者が回復した前記活動量である回復量を算出する回復量算出工程と、
前記基準活動量設定工程で設定された前記基準活動量、前記消費活動量算出工程で算出された前記消費活動量、及び前記回復量算出工程で算出された前記回復量から、前記対象者が保有する前記活動量である保有活動量を算出する保有活動量算出工程と、
を含む保有活動量算出方法。
【請求項１０】
対象者の活動量の基準となる基準活動量を設定する基準活動量設定ユニットと、
前記対象者の生体情報を取得する生体情報取得ユニットと、
前記生体情報取得ユニットにより取得された前記生体情報から前記対象者が消費した前記活動量である消費活動量を算出する消費活動量算出ユニットと、
前記生体情報取得ユニットにより取得された前記生体情報から前記対象者が回復した前記活動量である回復量を算出する回復量算出ユニットと、
前記基準活動量設定ユニットにより設定された前記基準活動量、前記消費活動量算出ユニットにより算出された前記消費活動量、及び前記回復量算出ユニットにより算出された前記回復量から、前記対象者が保有する前記活動量である保有活動量を算出する保有活動量算出ユニットと、
から構成される保有活動量算出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、保有活動量算出装置、保有活動量算出方法及び保有活動量算出システムに関し、対象者が保有する活動量を算出する保有活動量算出装置、保有活動量算出方法及び保有活動量算出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の健康を管理する装置が提案されている。例えば、特許文献１には、対象者の運動時間と睡眠時間とから、一日の疲労度を算出する健康管理装置が開示されている。特許文献１の装置は、疲労度に対する運動時間及び睡眠時間の影響の度合に基づいて、運動又は睡眠を選択し、対象者にいずれかを改善するアドバイスを提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２２２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記技術では、単に対象者の運動時間と睡眠時間とから、一日の疲労度を算出するだけであるため、対象者の保有する活動量（対象者が活動できる限界）を即時的に算出することができない。【０００５】
本発明の一実施形態は、このような実情を考慮してなされたものであり、その目的は、即時的に対象者の保有する活動量を算出することができる保有活動量算出装置、保有活動量算出方法及び保有活動量算出システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態は、対象者の活動量の基準となる基準活動量を設定する基準活動量設定ユニットと、対象者の生体情報を取得する生体情報取得ユニットと、生体情報取得ユニットにより取得された生体情報から対象者が消費した活動量である消費活動量を算出する消費活動量算出ユニットと、生体情報取得ユニットにより取得された生体情報から対象者が回復した活動量である回復量を算出する回復量算出ユニットと、基準活動量設定ユニットにより設定された基準活動量、消費活動量算出ユニットにより算出された消費活動量、及び回復量算出ユニットにより算出された回復量から、対象者が保有する活動量である保有活動量を算出する保有活動量算出ユニットとを備える保有活動量算出装置である。【０００７】
この構成によれば、消費活動量算出ユニットは、生体情報取得ユニットにより取得された生体情報から対象者が消費した活動量である消費活動量を算出する。回復量算出ユニットは、生体情報取得ユニットにより取得された生体情報から対象者が回復した活動量である回復量を算出する。保有活動量算出ユニットは、基準活動量設定ユニットにより設定された基準活動量、消費活動量算出ユニットにより算出された消費活動量、及び回復量算出ユニットにより算出された回復量から、対象者が保有する活動量である保有活動量を算出する。このため、即時的に対象者の保有する活動量を算出することができる。【０００８】
この場合、回復量算出ユニットは、生体情報取得ユニットにより取得された生体情報から対象者が睡眠状態であることを判別し、睡眠状態における生体情報に基づいて回復量を算出することができる。【０００９】
この構成によれば、回復量算出ユニットは、生体情報取得ユニットにより取得された生体情報から対象者が睡眠状態であることを判別し、睡眠状態における生体情報に基づいて回復量を算出する。このため、対象者の活動量の回復に関連が深い睡眠状態の生体情報に基づいて回復量を算出することができる。【００１０】
この場合、回復量算出ユニットは、睡眠状態における生体情報の脳波の睡眠紡錘波及びθ波のいずれかに基づいて回復量を算出することができる。【００１１】
この構成によれば、回復量算出ユニットは、睡眠状態における生体情報の脳波の睡眠紡錘波及びθ波のいずれかに基づいて回復量を算出する。このため、眠りの深さから回復量を算出できない場合でも、回復量を算出することができる。【００１２】
また、回復量算出ユニットは、睡眠状態における生体情報から推定される対象者の眠りの深さに基づいて回復量を算出することができる。【００１３】
この構成によれば、回復量算出ユニットは、睡眠状態における生体情報から推定される対象者の眠りの深さに基づいて回復量を算出する。このため、対象者が年配者である場合のようにδ波の累積出現時間等では回復度を算出することができない場合でも、回復量を算出することができる。【００１４】
また、基準活動量設定ユニットは、保有活動量算出ユニットが直前に算出した保有活動量を基準活動量として設定することができる。【００１５】
この構成によれば、基準活動量設定ユニットは、保有活動量算出ユニットが直前に算出した保有活動量を基準活動量として設定する。このため、即時的に変動する対象者の保有活動量をより高精度で算出することができる。【００１６】
また、保有活動量算出ユニットは、対象者の過去の消費活動量及び回復量の履歴に基づいて、保有活動量を算出するためのパラメータを補正することができる。【００１７】
この構成によれば、保有活動量算出ユニットは、対象者の過去の消費活動量及び回復量の履歴に基づいて、保有活動量を算出するためのパラメータを補正する。このため、より対象者の実情に合った活動量の算出が可能となる。【００１８】
また、保有活動量算出ユニットにより算出された保有活動量を表示する表示ユニットをさらに備えることができる。【００１９】
この構成によれば、表示ユニットが、保有活動量算出ユニットにより算出された保有活動量を表示する。このため、即時的に対象者の保有する活動量を表示することができる。【００２０】
また、保有活動量算出ユニットにより算出された保有活動量が所定値以下になったときに、保有活動量が所定値以下となったことを通知する通知ユニットをさらに備えることができる。【００２１】
この構成によれば、通知ユニットが、保有活動量算出ユニットにより算出された保有活動量が所定値以下になったときに、保有活動量が所定値以下となったことを通知する。このため、対象者の保有する活動量が低くなったことを即時的に知ることができる。【００２２】
また、本発明の一実施形態は、生体活動量管理装置が実行する保有活動量算出方法であって、対象者の活動量の基準となる基準活動量を設定する基準活動量設定工程と、対象者の生体情報を取得する生体情報取得工程と、生体情報取得工程で取得された生体情報から対象者が消費した活動量である消費活動量を算出する消費活動量算出工程と、生体情報取得工程で取得された生体情報から対象者が回復した活動量である回復量を算出する回復量算出工程と、基準活動量設定工程で設定された基準活動量、消費活動量算出工程で算出された消費活動量、及び回復量算出工程で算出された回復量から、対象者が保有する活動量である保有活動量を算出する保有活動量算出工程とを含む保有活動量算出方法である。
【００２３】
また、本発明の一実施形態は、対象者の活動量の基準となる基準活動量を設定する基準活動量設定ユニットと、対象者の生体情報を取得する生体情報取得ユニットと、生体情報取得ユニットにより取得された生体情報から対象者が消費した活動量である消費活動量を算出する消費活動量算出ユニットと、生体情報取得ユニットにより取得された生体情報から対象者が回復した活動量である回復量を算出する回復量算出ユニットと、基準活動量設定ユニットにより設定された基準活動量、消費活動量算出ユニットにより算出された消費活動量、及び回復量算出ユニットにより算出された回復量から、対象者が保有する活動量である保有活動量を算出する保有活動量算出ユニットとから構成される保有活動量算出システムである。【００２４】
本発明の一実施形態の保有活動量算出システムでは、基準活動量設定ユニット、生体情報取得ユニット、消費活動量算出ユニット、回復量算出ユニット及び保有活動量算出ユニットそれぞれが必ずしも１つの装置ではなく、個別に存在しているシステムとすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一実施形態の保有活動量算出装置、保有活動量算出方法及び保有活動量算出システムによれば、即時的に対象者の保有する活動量を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係る生体活動量管理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る生体活動量管理装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】集中度とθ波との関係を示すグラフ図である。
【図４】θ波と反応時間との関係を示すグラフ図である。
【図５】主観、脳波及び反応の互いの相関を示す図である。
【図６】一日の保有活動量の増減を示すグラフ図である。
【図７】１回目の睡眠周期における深い眠り（睡眠段階４）の割合及び４回目の睡眠周期におけるＲＥＭ睡眠の割合の積と、回復量との関係を示すグラフ図である。
【図８】２０分間仮眠、抑制された徐波活動及び徐波活動それぞれの条件に対するθ波又は睡眠紡錘波のパワースペクトル密度を示すグラフ図である。
【図９】抑制された徐波活動及び徐波活動それぞれの条件に対するθ波又は睡眠紡錘波数を示すグラフ図である。
【図１０】θ波又は睡眠紡錘波数と回復量との関係を示すグラフ図である。
【図１１】第２実施形態に係る生体活動量管理システムを示すブロック図である。
【図１２】第２実施形態の表示装置に表示される表示画面を示す図である。
【図１３】第３実施形態に係る生体活動量管理システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る生体活動量管理装置１０は、生体情報取得部１１、特徴量算出部１２、消費活動量算出部１３、回復量算出部１４、基準活動量設定部１５、保有活動量算出部１６、活動量予測算出部１７、刺激提示部１８及び情報表示部１９を備えている。本実施形態の生体活動量管理装置１０は、対象者が所持する携帯端末として構成される。あるいは、本実施形態の生体活動量管理装置１０は、自動車、宿泊施設、医療機関及び一般家庭等に設置された装置として構成される。
【００２８】
生体情報取得部１１は、対象者の生体情報を取得する。生体情報取得部１１は、対象者の生体情報として、対象者の状態の推定に必要な心拍、脈波等の心拍動や、呼吸や、脳波や、加速度センサ等で計測された対象者の体動等の生理学的指標の内で少なくとも１以上を取得する。生体情報の取得方法は、接触あるいは非接触のいずれでも良い。例えば、生体情報取得部１１は、自動車の座席やステアリングホイールに設置された生理学的指標の検出装置や、圧電素子や、加速度センサ等とできる。生体情報取得部１１は、対象者の生体情報として、脳波を対象者の状態の推定の精度を向上させるために計測することができる。そのため、生体情報取得部１１は脳波を常時検出する必要はない。生体情報取得部１１は、対象者の脳波を１箇所以上で検出する。生体情報取得部１１は、対象者の運動による活動量の推定の精度を向上させるためや、心拍又は呼吸の計測のために、加速度を計測することができる。
【００２９】
特徴量算出部１２は、生体情報取得部１１によって取得された生体情報から、対象者の活動量の推定に必要な特徴量を算出する。特徴量算出部１２は、特徴量として、加速度が所定の閾値を超えているか否かを算出し、消費活動量算出部１３は、当該特徴量により、対象者の移動状態及び運動状態を推定しても良い。特徴量算出部１２は、心拍ゆらぎの特徴量として、拍動間隔の分散、標準偏差、変動係数を算出しても良い。特徴量算出部１２は、単位時間当たりの拍動間隔を周波数変換して、心拍ゆらぎの特徴量を算出しても良い。特徴量算出部１２は、対象者の脳波又は心拍から対象者の集中度を特徴量として算出しても良い。
【００３０】
消費活動量算出部１３は、特徴量算出部１２により算出された心拍の特徴量及び脳波の特徴量から、対象者の一日の各時刻に消費した活動量である消費活動量を算出する。消費活動量算出部１３は、上記特徴量をパラメータとする多項式からなる人間の状態推定式により、対象者の消費活動量を算出することができる。このため、消費活動量算出部１３は、連続的な値で対象者の消費活動量を算出することができる。また、消費活動量算出部１３は、心拍の特徴量及び脳波の特徴量を用いて消費活動量を算出することにより、対象者の精神的な負荷についても推定することができる。
【００３１】
回復量算出部１４は、特徴量算出部１２により算出された心拍の特徴量及び脳波の特徴量から、対象者の一日の各時刻に回復した活動量である回復量を算出する。回復量算出部１４は、回復量をＲＥＭ睡眠の割合、δ波の累積出現時間、及び睡眠紡錘波又はθ波の数や密度から算出することができる。回復量算出部１４は、回復量を上記の複数の特徴量を四則演算することにより算出することができる。このため、回復量算出部１４は、対象者の年齢によらず、回復量を算出することができる。
【００３２】
基準活動量設定部１５は、対象者の活動量の基準となる基準活動量を設定する。基準活動量設定部１５は、前日又は過去に対象者が保有し残存していた保有活動量を初期値である基準活動量として設定することができる。基準活動量設定部１５は、基準活動量を毎日再設定することができる。基準活動量設定部１５は、保有活動量算出部１６が現在算出した保有活動量を基準活動量として設定することができる。
【００３３】
保有活動量算出部１６は、基準活動量設定部１５により設定された基準活動量、消費活動量算出部１３により算出された消費活動量、及び回復量算出部１４により算出された回復量から、対象者が保有し残存する活動量である保有活動量を算出する。
【００３４】
活動量予測算出部１７は、対象者の過去の消費活動量及び回復量に関する情報が保存されたデータベースを有する。活動量予測算出部１７は、対象者の過去の消費活動量及び回復量に関する情報から、対象者の一日の保有活動量の変化を算出する。このため、本実施形態では、個々の対象者について、状態の変化を捉え、対象者の活動の限界前に報知することが可能となる。
【００３５】
刺激提示部１８は、保有活動量算出部１６が算出した保有活動量が所定の閾値以下となった場合や、保有活動量算出部１６が算出した保有活動量の変化量が所定の閾値以上となった場合や、特徴量算出部１２及び消費活動量算出部１３が算出した対象者の集中度又は消費活動量が所定の閾値以下となった場合や、特徴量算出部１２及び消費活動量算出部１３が算出した対象者の集中度又は消費活動量の変化量が所定の閾値以上となった場合に、対象者の集中を維持又は向上させるための刺激を提示する。刺激提示部１８は、対象者の状態それぞれに対応した刺激の提示の方法のマップを有していても良い。刺激提示部１８は、例えば、光、音、振動、温熱、冷風、匂い及び映像等の物理的な刺激を対象者に提示することができる。
【００３６】
情報表示部１９は、保有活動量算出部１６が算出した保有活動量や、活動量予測算出部１７が算出した対象者の一日の保有活動量の推移を対象者に表示する。情報表示部１９は、対象者が保有し残存する保有活動量に合わせて休憩や作業の予定を提案することができる。
【００３７】
以下、本実施形態の生体活動量管理装置１０の動作について説明する。図２に示すように、生体活動量管理装置１０の基準活動量設定部１５により、基準活動量の設定がされる（Ｓ１１）。生体活動量管理装置１０の生体情報取得部１１により、対象者の生体情報が取得される（Ｓ１２）。生体活動量管理装置１０の消費活動量算出部１３により対象者の消費活動量が算出され、生体活動量管理装置１０の回復量算出部１４により対象者の回復量が算出される（Ｓ１３）。生体活動量管理装置の保有活動量算出部１６により保有活動量が算出される（Ｓ１４）。算出された保有活動量に従い、保有活動量が所定値以下になったときに、刺激提示部１８は対象者に保有活動量が所定値以下になったことを刺激提示により提示する。情報表示部１９は即時的に対象者に現在の残存する保有活動量を表示する。なお、上記の基準活動量の設定（Ｓ１１）は、生体情報の取得（Ｓ１２）や、消費活動量、回復量の算出（Ｓ１３）の後に行われても良い。
【００３８】
消費活動量算出部１３による対象者の消費活動量の算出について説明する。生体情報取得部１１は、対象者の脳波、心拍、呼吸あるいは他の行動指標といった生体情報を取得する。特徴量算出部１２は、生体情報取得部１１により取得された生体情報から特徴量を算出する。特徴量算出部１２により算出された特徴量に基づいて、消費活動量算出部１３は消費活動量を算出する。
【００３９】
本実施形態では、消費活動量算出部１３は、対象者の集中度の低さから消費活動量を算出することができる。対象者の集中度は、例えば、対象者の光刺激への反応速度や、計算等の課題への解答結果や、遊戯等の結果より判断することができる。対象者の集中度の初期値は、対象者が夜間に７〜８時間睡眠をとった後に、覚醒後の集中度を対象者の集中度の初期値に設定することができる。また、個々の対象者を特定する年齢、性別等の情報から所定のデータベースを参照することで対象者の集中度の初期値を決定することができる。また、対象者に規則的な生活を数日間過ごしてもらい、そのときの集中度の平均値を対象者の集中度の初期値に設定することができる。
【００４０】
対象者の集中度は、必ずしも対象者に課題等を解答させることにより算出しなくとも良い。睡眠不足と光刺激等への反応時間とが線形関係であり、当該反応時間は対象者の疲労を反映していることは公知である。本発明者は、精神活動を示す脳活動と、消費活動量（疲労）に対する対象者の主観と、反応時間との間に相関があることを解明した。本発明者は、精神活動による消費活動量と睡眠による回復量について一元化できる可能性があると判断した。
【００４１】
図３に示すように、対象者の集中度が増加するに伴い、脳波のα波に対するθ波の割合は線形的に増大する。なお、対象者ごとの差異を少なくするため、図３のグラフでは、θ波の量をα波の量で除した値を縦軸としている。また、図４に示すように、脳波のα波に対するθ波の割合が増加するに伴い、対象者の光刺激等に対する反応時間は線形的に減少する。したがって、図５に示すように、主観的な対象者の集中度と脳波との間には相関があり、脳波と対象者の反応との間には相関があることから、主観的な対象者の集中度と反応との間には相関があると考えられる。よって、本実施形態では、脳波の特徴量に基づいて対象者の消費活動量、集中度あるいは対象者の精神的な負荷も算出することができる。
【００４２】
本実施形態では、対象者の集中度の低さから消費活動量を算出することができるため、特許文献１のような運動時間だけでは算出することができない対象者に対する負荷の強度を算出することができる。本実施形態では、一日の人間の集中、弛緩、眠気、覚醒及び睡眠状態等から対象者の消費活動量及び保有活動量を算出することが可能となる。
【００４３】
このため、本実施形態では図６に示すように、対象者の保有活動量、消費活動量及び回復量を一元化して可視化し、保有活動量の増減を示すことが可能となる。そのため、集中作業により保有活動量が低下した場合に、対象者があとどの程度活動が可能かを示すことができる。あるいは、翌日にその日と同程度の消費活動量が見込まれる場合に、集中作業後の睡眠時にどの程度の睡眠時間によりどの程度の回復量が必要であるかを示すことができる。
【００４４】
次に回復量算出部１４による対象者の回復量の算出について説明する。消費活動量算出部１３と同様に、特徴量算出部１２は、生体情報取得部１１により取得された生体情報から特徴量を算出し、特徴量算出部１２により算出された特徴量に基づいて、回復量算出部１４は回復量を算出する。
【００４５】
本実施形態では、回復量算出部１４は、睡眠時の対象者の眠りの深さから回復量を算出することができる。対象者が睡眠状態にあるか否かや、対象者の眠りの深さは、心拍、呼吸のいずれの特徴量からも算出することができる。また、回復量算出部１４は、対象者の体動から生体リズムモデルの眠りの深さを算出することができる。
【００４６】
本実施形態では、回復量算出部１４は、算出された眠りの深さのうち、睡眠段階４に相当する深い眠りと、ＲＥＭ睡眠の割合又はＲＥＭ睡眠の累積時間との乗算から回復量を算出することができる。例えば、図７に示すように、１回目の睡眠周期における深い眠り（睡眠段階４）の割合と４回目の睡眠周期におけるＲＥＭ睡眠の割合との積が増大するほど、回復量も線形的に増大する。このため、回復量算出部１４は、１回目の睡眠周期における深い眠り（睡眠段階４）の割合と４回目の睡眠周期におけるＲＥＭ睡眠の割合との積から、回復量を算出することができる。
【００４７】
ノンＲＥＭ睡眠が不足すると、反応時間が遅延することは公知である。しかし、対象者が４０歳を過ぎるとノンＲＥＭ睡眠の割合及びδ波は減少し、対象者が６０歳を過ぎるとδ波はほとんど出現しなくなる。したがって、対象者が年配者の場合は、δ波の累積量等だけでは、回復量を算出することはできない。しかしながら、本実施形態では、レム睡眠の割合により回復量を算出することができる。
【００４８】
一方、本実施形態では、回復量算出部１４は、睡眠時の対象者の脳波から回復量を算出することができる。上述のように対象者の加齢に伴いノンＲＥＭ睡眠の割合が低下するため、上記の手法では対象者の加齢に伴い回復量の正確な算出が困難な場合がある。そこで、回復量算出部１４は、対象者の脳波の特徴量として例えば睡眠紡錘波又はθ波の数や密度から回復量を算出することができる。
【００４９】
図８に示すように、抑制されていない睡眠の徐波活動における睡眠紡錘波又はθ波のパワースペクトル密度は、対象者に与えた刺激により抑制された徐波活動における睡眠紡錘波又はθ波のパワースペクトル密度や、２０分間の短い仮眠における睡眠紡錘波又はθ波のパワースペクトル密度に比べて大きいことが判る。一方、図９より、抑制された徐波活動におけるθ波又は睡眠紡錘波の数と、抑制されていない徐波活動におけるθ波又は睡眠紡錘波の数との間には有意差は見られないことがわかる。さらに、図１０に示すように、θ波又は睡眠紡錘波の数が多くなるほど、線形的に回復量も増大することが判る。したがって、眠りの深さを検出することができない場合でも、回復量算出部１４は、θ波又は睡眠紡錘波の数により対象者の回復量を算出することができる。
【００５０】
睡眠紡錘波又はθ波は対象者の脳波から直接算出することができる。睡眠紡錘波又はθ波は、周波数解析、ウェーブレット解析、波形認識法等のいずれかによって検出することができる。対象者の脳波を検出することができない場合は、対象者の睡眠段階２の経過時間から睡眠紡錘又はθ波を算出することができる。
【００５１】
保有活動量算出部１６による対象者の保有活動量の算出は、例えば、（保有活動量＝ａ１×基準活動量−ａ２×消費活動量＋ａ３×回復量）といった状態式に、測定で得られたパラメータを代入することにより行われる。ａ１〜ａ３は任意の補正係数である。これらの補正係数は、過去における対象者の消費活動量及び回復量の履歴から設定及び変更されることができる。
【００５２】
本実施形態によれば、消費活動量算出部１３は、生体情報取得部１１により取得された生体情報から対象者が消費した活動量である消費活動量を算出する。回復量算出部１４は、生体情報取得部１１により取得された生体情報から対象者が回復した活動量である回復量を算出する。保有活動量算出部１６は、基準活動量設定部１５により設定された基準活動量、消費活動量算出部１３により算出された消費活動量、及び回復量算出部１４により算出された回復量から、対象者が保有する活動量である保有活動量を算出する。このため、即時的に対象者の保有する活動量を算出することができる。
【００５３】
本実施形態によれば、回復量算出部１４は、生体情報取得部１１により取得された生体情報から対象者が睡眠状態であることを判別し、睡眠状態における生体情報に基づいて回復量を算出する。このため、対象者の活動量の回復に関連が深い睡眠状態の生体情報に基づいて回復量を算出することができる。
【００５４】
本実施形態によれば、回復量算出部１４は、睡眠状態における生体情報の脳波の睡眠紡錘波及びθ波のいずれかに基づいて回復量を算出する。このため、眠りの深さから回復量を算出できない場合でも、回復量を算出することができる。
【００５５】
本実施形態によれば、回復量算出部１４は、睡眠状態における生体情報から推定される対象者の眠りの深さに基づいて回復量を算出する。このため、対象者が年配者である場合のようにδ波の累積出現時間等では回復度を算出することができない場合でも、回復量を算出することができる。
【００５６】
本実施形態によれば、基準活動量設定部１５は、保有活動量算出部１６が直前に算出した保有活動量を基準活動量として設定する。このため、即時的に変動する対象者の保有活動量をより高精度で算出することができる。
【００５７】
本実施形態によれば、保有活動量算出部１６は、対象者の過去の消費活動量及び回復量の履歴に基づいて、保有活動量を算出するためのパラメータを補正する。このため、より対象者の実情に合った活動量の算出が可能となる。
【００５８】
本実施形態によれば、情報表示部１９が、保有活動量算出部１６により算出された保有活動量を表示する。このため、即時的に対象者の保有する活動量を表示することができる。
【００５９】
本実施形態によれば、刺激提示部１８は、保有活動量算出部１６が算出した保有活動量が所定の閾値以下となった場合に、対象者の集中を維持又は向上させるための刺激を提示する。このため、対象者の集中を維持又は向上させるとともに、対象者の保有する活動量が低くなったことを即時的に報知することができる。
【００６０】
以下、本発明の第２実施形態について説明する。上記第１実施形態では、対象者の保有活動量を算出するための各構成要素が一つの装置内に備えられていたが、本実施形態では、対象者の保有活動量を算出するための各構成要素が複数のユニットに分離されて備えられたシステムとして構成されている。図１１に示すように、本実施形態の保有活動量算出システム１００ａは、ワイヤレス心電センサ２１と携帯端末５０とを有する。
【００６１】
ワイヤレス心電センサ２１は、対象者の胸部にディスポ電極により取り付けられる。ワイヤレス心電センサ２１は、対象者の心電を計測し、計測結果を通常の無線通信やbluetooth（登録商標）等の近距離無線通信により携帯端末５０に送信する。
【００６２】
携帯端末５０は、対象者や対象者の親族等の関係者が所持する携帯電話機や腕時計やモバイル型パーソナルコンピュータ等である。携帯端末５０は、上記第１実施形態の生体活動量管理装置１０の消費活動量算出部１３、回復量算出部１４、基準活動量設定部１５、保有活動量算出部１６、活動量予測算出部１７、刺激提示部１８及び情報表示部１９を備える他、心拍特徴量算出部２２及び脳波特徴量推定部２３を備える。
【００６３】
心拍特徴量算出部２２は、ワイヤレス心電センサ２１が計測した対象者の心電に関する情報の内、Ｒ波の間隔（ＲＲＩ）から心拍数ＨＲを算出し、１分間のＲＲＩから分散ＲＲＶを算出する。
【００６４】
脳波特徴量推定部２３は、心拍特徴量算出部２２が算出したＨＲ及びＲＲＶを説明変数とし、対象者の脳波のθ波のパワーを被説明変数とする線形回帰モデルを用いて対象者のθ波を推定する。これにより、本実施形態の保有活動量算出システム１００ａでは、実際に対象者の脳波を測定しなくとも、対象者のθ波の情報を得ることができる。脳波特徴量推定部２３は、上記方法に限定されず、対象者の脳波を様々な機械学習手法により推定することができる。
【００６５】
消費活動量算出部１３は、上記第１実施形態と同様に、脳波特徴量推定部２３により推定されたθ波のパワーから対象者の消費活動量を算出する。消費活動量算出部１３は、対象者が運動を行った場合には、加速度センサ等により検出され最大加速度、加速度の累積値等から対象者の運動負荷を推定することができる。消費活動量算出部１３は、対象者が停止状態、歩行状態及び高負荷運動状態のいずれかの状態であるかを判定する。消費活動量算出部１３は、それらの状態の累積時間から対象者の疲労度（消費活動量）を算出する。保有活動量算出部１６は、基準活動量から消費活動量算出部１３が算出した消費活動量を減算して対象者の保有活動量を算出する。
【００６６】
情報表示部１９は具体的には、携帯端末や腕時計の液晶ディスプレイである。情報表示部１９には、例えば図１２に示すような表示画面２１０が表示される。表示画面２１０は、集中度表示枠２２０、歩行状態表示枠２３０及び保有活動量表示枠２４０を有する。集中度表示枠２２０は対象者の集中度を示す。歩行状態表示枠２３０は、対象者が停止状態、歩行状態及び高負荷運動状態のいずれかの状態であるかを表示する。保有活動量表示枠２４０は、対象者の集中度や保有活動量の増減をグラフとして表示する。
【００６７】
刺激提示部１８は具体的には、音声スピーカやヴァイブレータであり、保有活動量算出部１６が算出した保有活動量が所定の閾値以下となった場合や、保有活動量算出部１６が算出した保有活動量の変化量が所定の閾値以上となった場合や、消費活動量算出部１３が算出した対象者の集中度又は消費活動量が所定の閾値以下となった場合や、消費活動量算出部１３が算出した対象者の集中度又は消費活動量の変化量が所定の閾値以上となった場合に、対象者の集中を維持又は向上させるための刺激を提示する。
【００６８】
本実施形態では、例えば、対象者が朝に起床すると、腕時計の文字盤上に保有活動量が表示されるため、自己の保有活動量を把握することができる。また、前日の睡眠内容から自己の回復度合や眠りの質を把握し、振り返ることも可能となる。対象者は、情報表示部１９から保有活動量の履歴や運動又は休息についてのアドバイスを取得することができる。本実施形態では、時間が許せば情報表示部１９に表示される簡単な遊戯を行う。保有活動量算出部１６は、対象者の遊戯中の反応時間から現在の保有活動量を補正する。
【００６９】
本実施形態では、刺激提示部１８が、保有活動量算出部１６により算出された保有活動量が所定値以下になったときに、保有活動量が所定値以下となったことを通知する。このため、対象者や対象者の親族等の関係者は、対象者の保有する活動量が低くなったことを即時的に知ることができる。
【００７０】
本実施形態のシステムでは、システムの構成要素それぞれが必ずしも１つの装置ではなく、各構成要素が個別に存在しているシステムとすることができる。そのため、利便性が向上する。
【００７１】
以下、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、対象者の過去の活動量に関するデータがネットワークに接続されたサーバに保存され、当該データにより対象者の保有活動量を予測する。これにより、本実施形態では、対象者が活動限界に至る前に報知することができる可能性が増大する。
【００７２】
図１３に示すように本実施形態の保有活動量算出システム１００ｂは、ワイヤレス心電センサ２１、携帯端末６０、ネットワーク１７０及びサーバ１８０を備える。また、本実施形態の保有活動量算出システム１００ｂは、選択的にワイヤレス脳波測定装置１１０、ワイヤレスカロリー算出装置１３０及びワイヤレス瞳孔観測装置１４０等を備える。ワイヤレス脳波測定装置１１０、ワイヤレスカロリー算出装置１３０及びワイヤレス瞳孔観測装置１４０等は、自動車、宿泊施設、医療機関及び一般家庭等に設置された装置とすることができ、携帯端末６０に内蔵された装置とすることもできる。
【００７３】
ワイヤレス脳波測定装置１１０は、脳波センサ１１２及び脳波特徴量算出部１１４を有する。脳波センサ１１２及び脳波特徴量算出部１１４は、上記第１実施形態の特徴量算出部１２と同様に対象者の脳波の特徴量を算出する。
【００７４】
ワイヤレスカロリー算出装置１３０は、カメラ入力装置１３２及びカロリー算出部１３４を有する。カメラ入力装置１３２は、対象者が摂取する食物を撮影する。カロリー算出部１３４は、カメラ入力装置１３２が撮影した食物の画像から対象者が摂取したカロリー量を算出する。
【００７５】
ワイヤレス瞳孔観測装置１４０は、瞳孔センサ１４２及び瞳孔特徴量算出部１４４を有する。瞳孔センサ１４２は、対象者の瞳孔の動きを検出する。瞳孔特徴量算出部１４４は、瞳孔センサ１４２が検出した瞳孔の動きの特徴量を算出する。
【００７６】
ワイヤレス脳波測定装置１１０、ワイヤレスカロリー算出装置１３０及びワイヤレス瞳孔観測装置１４０等は、自動車、宿泊施設、医療機関及び一般家庭等に設置された装置である場合は、携帯端末６０を所持した対象者がこれらの装置が設置された場所に立ち寄った際に計測を行い、bluetooth（登録商標）等の近距離無線通信によって計測結果を携帯端末６０に送信する。
【００７７】
携帯端末６０は、対象者や対象者の親族等の関係者が所持する携帯電話機や腕時計やモバイル型パーソナルコンピュータ等である。携帯端末６０は、上記第２実施形態の心拍特徴量算出部２２等を備える他、パラメータ同定部２４を備える。パラメータ同定部２４は、例えば、（保有活動量＝ａ１×基準活動量−ａ２×消費活動量＋ａ３×回復量）といった保有活動量を算出するための状態式の補正係数ａ１〜ａ３等のパラメータを補正する。
【００７８】
活動量予測算出部１７は、対象者のスケジュール、消費活動量、回復量及び保有活動量等のデータを学習用のデータとしてネットワーク１７０を介してサーバ１８０に送信する。サーバ１８０には、対象者のスケジュール、消費活動量、回復量及び保有活動量等の学習データが蓄積され、一定量の学習データが蓄積されるとサーバ１８０は活動量予測算出部１７に学習データに基づいた補正係数ａ１〜ａ３等のパラメータの補正値を送信する。パラメータ同定部２４は、活動量予測算出部１７を介して受信した補正値に基づいて保有活動量を算出するための状態式の補正係数ａ１〜ａ３等のパラメータを補正する。
【００７９】
情報表示部１９は、キーパネル等により対象者の一日のスケジュールを記載可能である。携帯端末６０は、bluetooth（登録商標）等の近距離無線通信によって、ネットワーク１７０に接続されたパーソナルコンピュータに接続される。対象者がワイヤレス心電センサ２１等により計測を開始すると、そのときの対象者の心拍特徴量から対象者の消費活動量が算出される。対象者のスケジュールにおける行動、消費活動量、回復量及び保有活動量等のデータは学習用のデータとしてネットワーク１７０を介してサーバ１８０に蓄積される。一定量の学習データが蓄積されると、パラメータ同定部２４は当該データを基に保有活動量を算出するための状態式のパラメータ同定を行う。保有活動量算出部１６は同定されたパラメータを基に対象者の保有活動量を算出する。
【００８０】
本実施形態によれば、パラメータ同定部２４は、対象者の過去の消費活動量及び回復量の履歴に基づいて、保有活動量を算出するためのパラメータを補正する。このため、より対象者の実情に合った活動量の算出が可能となる。
【００８１】
本実施形態によれば、保有活動量算出システム１００ｂは、様々な装置から対象者の生体情報を取得できるため、対象者の活動量の算出の精度が向上する。
【００８２】
尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
上記の本発明の一実施形態の保有活動量算出装置、保有活動量算出方法及び保有活動量算出システムによれば、即時的に対象者の保有する活動量を算出することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０  生体活動量管理装置
１１  生体情報取得部
１２  特徴量算出部
１３  消費活動量算出部
１４  回復量算出部
１５  基準活動量設定部
１６  保有活動量算出部
１７  活動量予測算出部
１８  刺激提示部
１９  情報表示部
２１  ワイヤレス心電センサ
２２  心拍特徴量算出部
２３  脳波特徴量推定部
２４  パラメータ同定部
５０，６０  携帯端末
１００ａ，１００ｂ…保有活動量算出システム
１１０…ワイヤレス脳波測定装置
１１２…脳波センサ
１１４…脳波特徴量算出部
１３０…ワイヤレスカロリー算出装置
１３２…カメラ入力装置
１３４…カロリー算出部
１４０…ワイヤレス瞳孔観測装置
１４２…瞳孔センサ
１４４…瞳孔特徴量算出部
１７０…ネットワーク
１８０…サーバ
２１０…表示画面
２２０…集中度表示枠
２３０…歩行状態表示枠
２４０…保有活動量表示枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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