(57)【要約】本発明は、ユーザのストレスレベルを決定し、ユーザのストレスレベルを決定する際に使用するヒストグラムを決定するためのデバイス、システム、及び方法に関する。このために、ユーザのストレス相関データ、例えば皮膚コンダクタンスデータなどの精神生理学的データと過去のデータのヒストグラムとが評価される。
2021524342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザのストレスレベルを決定するためのデバイスであって、
ストレス関連信号トレースを得るインターフェースと、
処理ユニットと、
を含み、
前記処理ユニットは、
前記得られたストレス関連信号トレースから現在のストレス関連信号値を導出し、
２つ以上の格納されたパーセンタイルストレス関連信号値を得て、
前記現在のストレス関連信号値を前記得られたパーセンタイルストレス関連信号値と比較して、前記現在のストレス関連信号値の対応するヒストグラムセクションを決定し、
前記決定されたヒストグラムセクションに割り当てられたストレスレベルを決定することによって、前記ユーザの現在のストレスレベルを決定することによって、
前記得られたストレス関連信号トレースを処理し、
前記現在のストレス関連信号値は、第１の期間における前記得られたストレス関連信号トレースのストレス相関パラメータの現在値を表し、
格納されたパーセンタイルストレス関連信号値は、ストレス関連信号ヒストグラムの２つ以上のパーセンタイルレベルのうちの１つにおける前記ストレス関連パラメータの値を表し、
前記ストレス関連信号ヒストグラムは、複数の第１の期間についてのストレス関連信号トレースから過去に導出されたストレス関連信号値の分布を表し、
前記ストレス関連信号ヒストグラムにおける前記２つ以上のパーセンタイルレベルは、前記ストレス関連信号ヒストグラムを３つ以上のヒストグラムセクションに分割し、
各ヒストグラムセクションは、ストレス関連信号値の数の異なる範囲を対象とし、異なるストレスレベルが割り当てられている、
デバイス。
【請求項２】
前記処理ユニットは、
前記現在のストレス関連信号値が導出された前記ストレス関連信号トレースと同じ曜日に取得されたストレス関連信号トレースのストレス関連信号値から得られる２つ以上の格納されたパーセンタイルストレス関連信号値を得て、
前記現在のストレス関連信号値を、前記同じ曜日に対応する前記得られたパーセンタイルストレス関連信号値と比較する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記処理ユニットは、
前記現在のストレス関連信号値が導出された前記ストレス関連信号トレースと２つ以上の同じ曜日に取得されたストレス関連信号トレースのストレス関連信号値から得られる２つ以上の格納されたパーセンタイルストレス関連信号値を得て、
前記得られたパーセンタイルストレス関連信号値から、加重平均パーセンタイルストレス関連信号値を決定し、
前記現在のストレス関連信号値を、前記加重平均パーセンタイルストレス関連信号値と比較する、請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記処理ユニットは、
第２の期間における複数の第１の期間について、前記得られたストレス関連信号トレースから複数のストレス関連信号トレースを導出し、
前記第２の期間における前記複数の第１の期間について、前記導出されたストレス関連信号値からストレス関連信号ヒストグラムを形成し、
前記ストレス関連信号ヒストグラムを３つ以上のヒストグラムセクションに分割する、前記ストレス関連信号ヒストグラム内の２つ以上のパーセンタイルレベルを決定し、
パーセンタイルストレス関連信号値を決定し、
前記ストレス関連信号ヒストグラムの前記２つ以上のパーセンタイルレベルについて決定された前記パーセンタイルストレス関連信号値を格納することによって、前記得られたストレス関連信号トレースを処理することによって、ヒストグラムを決定し、
ストレス関連信号値は、第１の期間における前記得られたストレス関連信号トレースのストレス相関パラメータの値を表し、
前記ストレス関連信号ヒストグラムは、複数の第１の期間について前記ストレス関連信号トレースから導出されたストレス関連信号値の分布を表し、
各ヒストグラムセクションは、ストレス関連信号値の数の異なる範囲を対象とし、
各パーセンタイルストレス関連信号値は、前記ストレス関連信号ヒストグラムの前記２つ以上のパーセンタイルレベルのうちの１つにおける前記ストレス関連信号を表す、請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記処理ユニットは、複数の第２の期間についてパーセンタイルストレス関連信号値を決定し、格納する、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記処理ユニットは、第３の期間について、複数の第２の期間について決定されたパーセンタイルストレス関連信号値を格納する、請求項４又は５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記処理ユニットは、
前記ストレス関連信号ヒストグラムの異なるヒストグラムセクションに異なるストレスレベルを割り当て、
前記パーセンタイルストレス関連信号値と共に、前記割り当てられたストレスレベルを格納する、請求項４から６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記ストレス関連信号トレースは、皮膚コンダクタンス測定トレースであり、前記ストレス関連信号値は、前記第１の期間における前記皮膚コンダクタンス測定トレースの立ち上がりエッジの高さの合計（ＳＲＥ）又はピーク数又は平均皮膚コンダクタンスレベルを表す、請求項１から７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記ストレス関連信号値は、ＳＲＥ値であり、
前記処理ユニットは、
前記得られたストレス関連信号トレースの一次導関数を決定し、
前記一次導関数におけるゼロ交差を検出し、
負から正へのゼロ交差の後に続く正から負へのゼロ交差を検出することによって立ち上がりエッジを検出し、
ｉ）第１の期間における検出された立ち上がりエッジの高さを合計するか、又は、ｉｉ）前記第１の期間よりも短い期間における検出された立ち上がりエッジの高さを合計し、前記合計に、前記第１の期間を前記短い期間で割った比によって表される乗算係数を乗算することによって、前記ＳＲＥ値を得ることによって、
前記第１の期間について前記得られたストレス関連信号トレースから前記ＳＲＥ値を導出する、請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記処理ユニットは、前記立ち上がりエッジの持続時間が最小の第４の期間を超える場合にのみ、検出された立ち上がりエッジを前記合計に加算する、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
ユーザからストレス関連信号を取得するためのセンサと、
請求項１から１０のいずれか一項に記載のデバイスと、
を含む、ユーザのストレスレベルを決定するためのシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムを含む、ユーザによって着用可能なウェアラブルデバイス。
【請求項１３】
ユーザのストレスレベルを決定するための方法であって、
得られたストレス関連信号トレースから現在のストレス関連信号値を導出するステップであって、前記現在のストレス関連信号値は、第１の期間における前記得られたストレス関連信号トレースのストレス相関パラメータの現在値を表す、ステップと、
２つ以上の格納されたパーセンタイルストレス関連信号値を得るステップであって、格納されたパーセンタイルストレス関連信号値は、ストレス関連信号ヒストグラムの２つ以上のパーセンタイルレベルのうちの１つにおける前記ストレス関連パラメータの値を表し、前記ストレス関連信号ヒストグラムは、複数の第１の期間についてのストレス関連信号トレースから過去に導出されたストレス関連信号値の分布を表し、前記ストレス関連信号ヒストグラムにおける前記２つ以上のパーセンタイルレベルは、前記ストレス関連信号ヒストグラムを３つ以上のヒストグラムセクションに分割し、各ヒストグラムセクションは、ストレス関連信号値の数の異なる範囲を対象とし、異なるストレスレベルに割り当てられている、ステップと、
前記現在のストレス関連信号値を前記得られたパーセンタイルストレス関連信号値と比較して、前記現在のストレス関連信号値の対応するヒストグラムセクションを決定するステップと、
前記決定されたヒストグラムセクションに割り当てられたストレスレベルを決定することによって、前記ユーザの現在のストレスレベルを決定するステップと、
を含む、方法。
【請求項１４】
第２の期間における複数の第１の期間についての前記得られたストレス関連信号トレースから複数のストレス関連信号値を導出するステップであって、ストレス関連信号値は、前記第１の期間における前記得られたストレス関連信号トレースのストレス相関パラメータの値を表す、ステップと、
前記第２の期間における前記複数の第１の期間についての前記導出されたストレス関連信号値からストレス関連信号ヒストグラムを形成するステップであって、前記ストレス関連信号ヒストグラムは、複数の第１の期間についての前記ストレス関連信号トレースから導出されたストレス関連信号値の分布を表す、ステップと、
前記ストレス関連信号ヒストグラムを３つ以上のヒストグラムセクションに分割する、前記ストレス関連信号ヒストグラムにおける２つ以上のパーセンタイルレベルを決定するステップであって、各ヒストグラムセクションは、ストレス関連信号値の数の異なる範囲を対象とする、ステップと、
パーセンタイルストレス関連信号値を決定するステップであって、各パーセンタイルストレス関連信号値は、前記ストレス関連信号ヒストグラムの前記２つ以上のパーセンタイルレベルのうちの１つにおける前記ストレス関連信号を表す、ステップと、
前記ストレス関連信号ヒストグラムの前記２つ以上のパーセンタイルレベルについて決定されたパーセンタイルストレス関連信号値を格納するステップと、
によって、ユーザのストレスレベルを決定する際に使用するヒストグラムを決定するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されると、請求項１３又は１４に記載の方法のステップを前記コンピュータに実行させるためのプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザのストレスレベルを決定するためのデバイス、システム及び方法に関する。本発明はさらに、ウェアラブルデバイス及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
精神的ストレスや情緒的ストレスは、しばしば心理的ストレスと呼ばれ、適切に対処されなければ健康を損なうことがある。短期間の心理的ストレスは、睡眠障害、疲労、頭痛、気分の変化を引き起こす。心理的ストレスが蓄積すると、不安、うつ病、慢性疲労、消化器系の問題、自己免疫疾患、心血管疾患などが起こる。さらにストレスとも呼ばれる心理的ストレスと、それに関連する併存疾患とは、大きな割合で世界中の身体又は精神障害の原因となっている。この知見は、ストレスが身体に有害な短期的及び長期的影響を及ぼすことを防止するために、適切な対処によるストレスの積極的な低減の必要性を明確に強調する。
【０００３】
ストレスは、心拍数の増加、皮膚コンダクタンスの上昇をもたらす（身体の複数の場所での）発汗の増加、及び２０〜３０分の遅延を伴うストレスホルモンのコルチゾールの放出を含む一連の身体反応によって特徴付けられる。これらの身体反応は、ストレスを引き起こす活動、イベント、又は他の刺激として定義される、実際の又は知覚されるストレス要因に対する適切な反応を促進する。しかし、コルチゾールレベルが高すぎると、格納能力が低下するため非生産的であり、また、危険な行動の増加により意思決定に影響を及ぼす。
【０００４】
大部分の人々にとって、ストレスという用語は否定的な意味を有するが、「ストレス」は一般に、「変化に対するあらゆる要求に対する身体の非特異的応答」と定義される。これは、コルチゾール放出を含むストレス誘起身体反応が負のストレスに限定されないことを示す。恋愛、性的興奮、生存集団における上首尾のハンティング、及びプレーヤが勝っているか負けているかに関係なくテーブルゲームをすることなどの肯定的な感情が実際にはコルチゾールの放出をトリガする。この結果、肯定的なストレスによってコルチゾールレベルが高くなりすぎた場合にも、有害な認知作用が生じることになる。したがって、ストレスは、精神的又は情緒的ストレスであるだけでなく、香辛料の入った料理を食べること、熱い部屋に入ること、及び活発な活動など、他のストレス要因によっても引き起こされ得る。
【０００５】
これらの悪影響は、人のストレスレベルを健康な境界内に保つことを重要にする。人のストレスレベルを正確に測定することは、基準の欠如によって妨げられている。多くの場合、心理学者は、有効なアンケートを使用して、人の感じているストレスレベルを得る。より客観的なストレス測定法は、血清又は唾液コルチゾールレベルである。２０〜３０分の遅延は、コルチゾールレベルを用いたストレスのリアルタイムモニタリングを不可能にする。
【０００６】
米国特許出願公開第２０１７／００７１５５１Ａ１号は、測定データのセットに基づいて計算された交感神経迷走神経バランス（ＳＶＢ）値に基づいて、ユーザのストレスレベルを決定するための方法を開示しており、この方法は、測定データのセットの第１の部分内の自律神経系（ＡＮＳ）活性マーカの数と、測定データのセットの第２の部分内の多数のＡＮＳ活性マーカの数とを含む比として心拍変動（ＨＲＶ）特性を決定することと、次いで、ＨＲＶ特性に基づいてユーザのストレスレベルを決定することとを含む。測定データのセットの第１及び第２の部分は、測定データのセットのヒストグラム表現を第１及び第２の部分に分割するユーザ固有のベースラインＳＶＢ値に基づいて選択される。さらに、このアプローチでは、データセットを記録する必要があり、これは少なくとも１分かかるため、リアルタイムモニタリングが妨げられる。
【０００７】
国際特許公開ＷＯ２０１７／１７８３５９Ａ１は、ユーザの睡眠有効性を改善するためのシステムと、ユーザの皮膚コンダクタンスデータを処理するための信号処理デバイスとを開示している。デバイスは、ユーザの皮膚コンダクタンスを示す皮膚コンダクタンスデータ信号を受信するための入力部と、皮膚コンダクタンスデータ信号を複数のエポックに分割するための分割部と、皮膚コンダクタンスデータ信号のピークを検出するためのピーク検出部と、エポックあたりの検出ピークの立ち上がりエッジ振幅の合計を計算するための計算部と、１日の経過中、エポックあたりの立ち上がりエッジ振幅の合計の過渡的挙動に基づいて、ユーザを感情状態に分類する解析部であって、１日の経過中、エポックあたりの立ち上がりエッジ振幅の合計が増加した場合に、ユーザを不健全な疲労状態に分類し、及び／又は、１日の経過中、エポックあたりの立ち上がりエッジ振幅の合計が減少した場合に、ユーザを健全な疲労状態に分類する解析部と、感情状態を示す出力信号を出力する出力部とを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、リアルタイムでユーザのストレスレベルを決定することを可能にする、改良されたデバイス、システム、及び方法、並びにウェアラブルデバイスを提供することを目的とする。本発明は、ユーザのストレスレベルを容易にかつ十分な信頼性をもって決定できるようにすることをさらなる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様では、ユーザのストレスレベルを決定するためのデバイスが提示される。デバイスは、
ストレス関連信号トレースを得るインターフェースと、
処理ユニットとを含む。
処理ユニットは、得られたストレス関連信号トレースから現在のストレス関連信号値を導出し、２つ以上の格納されたパーセンタイルストレス関連信号値を取得し、現在のストレス関連信号値を得られたパーセンタイルストレス関連信号値と比較して、現在のストレス関連信号値の対応するヒストグラムセクションを決定し、決定されたヒストグラムセクションに割り当てられたストレスレベルを決定することによって、ユーザの現在のストレスレベルを決定することによって、得られたストレス関連信号トレースを処理する。現在のストレス関連信号値は、第１の期間における得られたストレス関連信号トレースのストレス相関パラメータの現在値を表す。格納されたパーセンタイルストレス関連信号値は、ストレス関連信号ヒストグラムの２つ以上のパーセンタイルレベルのうちの１つにおけるストレス関連パラメータの値を表す。ストレス関連信号ヒストグラムは、複数の第１の期間についてのストレス関連信号トレースから過去に導出されたストレス関連信号値の分布を表す。ストレス関連信号ヒストグラムにおける２つ以上のパーセンタイルレベルは、ストレス関連信号ヒストグラムを３つ以上のヒストグラムセクションに分割し、各ヒストグラムセクションは、ストレス関連信号値の数の異なる範囲を対象とし、異なるストレスレベルが割り当てられている。
【００１０】
一実施形態では、処理ユニットは、第２の期間における複数の第１の期間について、得られたストレス関連信号トレースから複数のストレス関連信号トレースを導出し、第２の期間における複数の第１の期間について導出されたストレス関連信号値からストレス関連信号ヒストグラムを形成し、ヒストグラムを３つ以上のヒストグラムセクションに分割する、ストレス関連信号ヒストグラム内の２つ以上のパーセンタイルレベルを決定し、パーセンタイルストレス関連信号値を決定し、ストレス関連信号ヒストグラムの２つ以上のパーセンタイルレベルについて決定されたパーセンタイルストレス関連信号値を格納することによって、得られたストレス関連信号トレースを処理することによって、ヒストグラムを決定する。ストレス関連信号値は、第１の期間における得られたストレス関連信号トレースのストレス相関パラメータの値を表す。ストレス関連信号ヒストグラムは、複数の第１の期間についてストレス関連信号トレースから導出されたストレス関連信号値の分布を表す。各ヒストグラムセクションは、ストレス関連信号値の数の異なる範囲を対象とする。各パーセンタイルストレス関連信号値は、ストレス関連信号ヒストグラムの２つ以上のパーセンタイルレベルのうちの１つにおけるストレス関連信号を表す。
【００１１】
本発明のさらなる態様では、ユーザからストレス関連信号を取得するためのセンサと、本明細書に開示されるデバイスとを含む、ユーザのストレスレベルを決定するためのシステムが提示される。
【００１２】
本発明のさらなる態様では、本明細書に開示されるシステムを含む、ユーザによって着用可能なウェアラブルデバイスが提示される。
【００１３】
本発明のさらに別の態様では、対応する方法、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されると、コンピュータに本明細書に開示される方法のステップを実行させるプログラムコード手段を含むコンピュータプログラム、並びにプロセッサによって実行されるときに、本明細書で開示される方法を実行させるコンピュータプログラム製品をその中に格納する非一時的コンピュータ可読記録媒体が提供される。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に規定される。特許請求されている方法、システム、ウェアラブルデバイス、コンピュータプログラム、及び媒体は、特許請求されているデバイスと同様の及び／又は同一の好ましい実施形態、特に従属請求項に規定され、本明細書に開示されているような実施形態を有することを理解されたい。
【００１５】
本発明は、ストレス相関データ、例えば、皮膚コンダクタンスデータ、心拍変動データ又は呼吸パターンデータなどの精神生理学的データの履歴データに基づく正規化及びランク付け方法を提供する。ストレスレベルのリアルタイム又はリアルタイムに近い評価を得るために、高速ストレス反応、例えば精神生理学的ストレス反応に関連する測定データが測定され、評価される。この高速応答は、適切なセンサ、例えば、皮膚コンダクタンスセンサなどの精神生理学的センサを用いて測定される。センサは、本発明に従って評価されるストレス関連信号トレースを供給する。本コンテキストにおけるストレス関連信号は、ユーザが晒されているストレスに何らかの形で関連し、それによって影響され、かつ、ユーザのストレスに関する情報を導出することができる信号を意味する。
【００１６】
提案されるデバイス、システム、及び方法は、リアルタイムで人のストレスレベルを測定及び決定することを可能にする。人のストレス反応は、皮膚コンダクタンスなどの適切なモダリティを用いて評価される。ある時間（例えば、例示的な実装形態では１日の６〜１０時間）の間、短期間当たり（例えば、例示的な実装形態では１分当たり）の累積ストレス反応がヒストグラムとして収集される。これらのヒストグラムは、特定の期間（例えば、例示的な実装形態では過去３週間）にわたって収集され、格納される。実際のストレス反応（つまり、実際のストレス関連信号トレースから取られた値の何らかのデータ処理の結果である立ち上がりエッジの合計（ＳＲＥ）の現在値）が履歴データと比較されて、人のストレスレベルが得られる。例えば、ストレススペクトル全体が５つのストレスレベルを含む場合、人のストレスレベルは、実際のレベルが、ヒストグラムによって表される履歴データの８０％のパーセンタイルを超えるときに、最高レベルにランク付けされる。したがって、提案されるランキングにより、所与のヒストグラムを使用して人のストレスレベルのリアルタイム評価が可能になる。
【００１７】
本発明の一態様によれば、ストレスレベルは、実際の測定値に基づいてリアルタイムで決定される。本発明の別の態様によれば、ヒストグラムが決定及び格納されて、これにより、ヒストグラムを使用して、ストレス関連信号の実際の測定から後にストレスレベルを決定できる。提案されるデバイスは、好ましくは、測定データ、特にストレス関連信号トレースを、センサから直接に又は測定データを格納するメモリから得る（すなわち、取り出す又は受信する）ためのインターフェースを含む。
【００１８】
ユーザのストレスレベルを決定するためのデバイスの一実施形態では、処理ユニットは、現在のストレス関連信号値が導出されたストレス関連信号トレースと週の同じ日に取得されたストレス関連信号トレースのストレス関連信号値から得られた２つ以上の格納されたパーセンタイルストレス関連信号値を得て、現在のストレス関連信号値を、週の同じ日に対応する、得られたパーセンタイルストレス関連信号値と比較する。これにより、ストレスレベルの決定精度が向上する。
【００１９】
ユーザのストレスレベルを決定するためのデバイスの一実施形態では、処理ユニットは、現在のストレス関連信号値が導出されたストレス関連信号トレースと２つ以上の同じ曜日に取得されたストレス関連信号トレースのストレス関連信号値から得られた２つ以上の格納されたパーセンタイルストレス関連信号値を得て、得られたパーセンタイルストレス関連信号値から、加重平均パーセンタイルストレス関連信号値を決定し、現在のストレス関連信号値を、加重平均パーセンタイルストレス関連信号値と比較する。したがって、１つのオプションとして、得られたパーセンタイルストレス関連信号値は、等しく加重されるか、又は所定の重みで荷重されてもよい。重み付けは、ストレスの決定をより正確にする。
【００２０】
ユーザのストレスレベルの決定において使用するヒストグラムを決定するためのデバイスの一実施形態では、処理ユニットは、複数の第２の期間についてパーセンタイルストレス関連信号値を決定し、格納する。好ましくは、第２の期間は、１時間〜１週間の範囲、特に６〜２４時間、好ましくは、６〜１０時間の範囲の期間である。したがって、ヒストグラムは、パーセンタイルストレス関連信号値のより大きな集合を含み、これを部分的に又は全面的に使用して、現在のストレスレベルを決定する。ヒストグラムのためのデータを得るための好ましい期間は、例えば、１日のうちの６〜１２時間である。
【００２１】
処理ユニットはさらに、第３の期間について、複数の第２の期間について決定されたパーセンタイルストレス関連信号値を格納する。好ましくは、第３の期間は、１日〜１年の範囲、特に１週間〜３ヶ月の範囲、好ましくは、２又は３週間の期間である。したがって、ストレス関連信号ヒストグラムデータセットは、例えば、過去２１日又は２８日間にわたるユーザのストレス状態を反映する２１日又は２８日間の毎日についての１日当たりのパーセンタイルストレス関連信号値（各々が１つのストレス関連信号ヒストグラムを形成する）のセットを含む。すなわち、ストレス関連信号ヒストグラムデータセットは、例えば、１日当たりに１つで複数のストレス関連信号ヒストグラムを含む。次に、これらのデータを使用して、実際の測定値に基づいてユーザの現在のストレスレベルを判断できる。一般に、３ヶ月を超えて得られたヒストグラムを格納することは、季節的影響が皮膚コンダクタンスレベルにも影響を及ぼし始めるので、あまり有利ではない。
【００２２】
別の実施形態では、処理ユニットは、ストレス関連ヒストグラムの異なるヒストグラムセクションに異なるストレスレベルを割り当て、割り当てられたストレスレベルを、パーセンタイルストレス関連信号値と共に格納する。これにより、ストレス関連信号値の現在の測定値に基づいて、ユーザのストレスレベルを簡単かつリアルタイムに決定できる。
【００２３】
上記の第１の期間は、好ましくは１０秒〜１０分の範囲、特に３０秒〜２分の範囲、好ましくは１分の期間である。したがって、上述した計算のために、ストレス関連信号トレースは、例えば１分の信号部分に分割され、次いで、別々に評価されて、現在のストレス関連信号値を決定し、現在のストレス関連信号値から現在のストレスレベルが決定される。
【００２４】
好ましい実施形態では、ストレス関連信号トレースは、皮膚コンダクタンス測定トレースであり、ストレス関連信号値は、第１の期間における皮膚コンダクタンス測定トレースの立ち上がりエッジの高さの合計（ＳＲＥ）又はピーク数又は平均皮膚コンダクタンスレベルを表す。このコンテキストでは、立ち上がりエッジの合計（本明細書ではＳＲＥと呼ぶ。SＲＥＨと呼ぶこともある）は、期間当たり（例えば、１分当たり）の立ち上がりエッジの高さの合計を表す。
【００２５】
有効な立ち上がりエッジの例示的な下限は、１秒とすることができる。立ち上がりエッジは、中断することなく立ち上がる皮膚コンダクタンストレースの一部である。立ち上がりエッジの高さは、立ち上がりエッジの頂部における皮膚コンダクタンス値と、立ち上がりエッジの底部における皮膚コンダクタンス値との差である。立ち上がりエッジの持続時間は、立ち上がりエッジの頂部の皮膚コンダクタンスデータ点のタイムスタンプと、立ち上がりエッジの底部の皮膚コンダクタンスデータ点のタイムスタンプとの差である。
【００２６】
ストレス関連信号値の一実施形態としての現在のＳＲＥ値は、この期間内のすべての立ち上がりエッジの高さを合計することによって得られる。別のオプションは、より短い期間、例えば、過去６秒又は１０秒だけの間、立ち上がりエッジの高さを合計し、次いで、この合計に、それぞれ、１０又は６の対応する係数を乗算して、１分間の現在のＳＲＥ値を得ることである。次いで、（１分間の）この現在のＳＲＥ値を、１分間当たりのＳＲＥ値の以前の測定値から得られた、より長い期間、例えば、３週間について利用可能な１つ以上のヒストグラムのパーセンタイルストレス関連信号値（ここでは、パーセンタイルＳＲＥ値）と比較できる。一般に、６秒又は１０秒の測定ではなく、１〜６０秒の範囲の他の期間及び対応する乗算係数を使用してもよい。
【００２７】
第１の期間について得られたストレス関連信号トレースからＳＲＥ値を導出するために、様々なオプションが存在する。好ましいオプションによれば、処理ユニットは、得られたストレス関連信号トレースの一次導関数を決定し、一次導関数におけるゼロ交差を検出し、負から正へのゼロ交差に続く正から負のゼロ交差を検出することによって立ち上がりエッジを検出し、ｉ）第１の期間における検出された立ち上がりエッジの高さを合計するか、又はｉｉ）第１の期間よりも短い期間における検出された立ち上がりエッジの高さを合計し、その合計に、第１の期間を短い期間で割った比によって表される乗算係数を乗算することによって、ＳＲＥ値を得ることによって、ＳＲＥ値を導出する。
【００２８】
これにより、処理ユニットは、立ち上がりエッジの持続時間が、好ましくは０．１秒〜１０秒の範囲、特に０．３秒〜１．５秒の範囲、好ましくは１秒の期間である最小の第４の期間を超える場合にのみ、検出された立ち上がりエッジを合計に加算する。したがって、雑音であるか又は外乱によって引き起こされたものであり得る非常に短い立ち上がりエッジは、ストレスレベル決定の信頼性を改善するために無視される。例示的な実施形態では、０．６秒又は１秒を第４の期間として使用する。これは、有効ピークを特徴付けるための妥当な期間である。立ち上がりエッジ持続時間の上限期間として、１．５〜２秒の値を使用してもよいが、高血圧者又は幼い子供の場合、このような立ち上がりエッジは非常に短くしてもよい。新生児の場合、約０．２５秒である。
【００２９】
ストレス関連ヒストグラムの２つ以上のパーセンタイルレベルのセットは、所定数のパーセンタイルレベルを含んでよい。好ましくは、それらは、ＳＲＥヒストグラムを等しい大きさのヒストグラムセクションに細分するように選択される。例えば、パーセンタイルレベルのセットは、３３％及び６６％のパーセンタイルレベル（すなわち、３つのヒストグラムセクションを有するための２つのレベル）、２５％、５０％及び７５％のパーセンタイルレベル（すなわち、４つのヒストグラムセクションを有するための３つのレベル）、２０％、４０％、６０％及び８０％のパーセンタイルレベル（すなわち、５つのヒストグラムセクションを有するための４つのレベル）、又は、１６．６％、３３．３％、５０％、６６．６％及び８３．３％のパーセンタイルレベル（すなわち、６つのヒストグラムセクションを有するための５つのレベル）を含み得る。他の数、例えば、対数的に又は指数的に配置されたパーセンタイルレベル及び／又はヒストグラムセクションなどのより多くのレベル又は非均等に分布されたレベルも可能である。
【００３０】
別の実施形態では、ストレス関連信号トレースは、心拍変動トレースであり、ストレス関連信号値は、第１の期間における心拍数変動トレースの高周波数対低周波数比を表す。あるいは、ストレス関連信号トレースは、呼吸パターントレースであり、ストレス関連信号値は、第１の期間における呼吸数を表す。あるいは、ストレス関連信号トレースは、第１の期間における筋肉張力を表す筋電図である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかになり、それを参照して説明される。
【００３２】
【図１】図１は、本発明によるシステム及びデバイスの概略図を示す。
【図２】図２は、ウェアラブルデバイスの形の本発明によるシステムの例示的な実装形態を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、皮膚コンダクタンストレース図を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示す同じ時間間隔における計算されたストレスレベル図を示す。
【図４】図４は、本発明によるユーザのストレスレベルを決定するための方法の一実施形態のフローチャートを示す。
【図５】図５は、本発明による、ユーザのストレスレベルを決定する際に使用するヒストグラムを決定するための方法の一実施形態のフローチャートを示す。
【図６】図６は、本発明による方法の別の実施形態のフローチャートを示す。
【図７】図７は、絶対立ち上がり高さを使用して皮膚コンダクタンストレース、決定されたストレスレベル、及びＳＲＥ値を示す図を示す。
【図８】図８は、図７に示す図に対応するヒストグラム図を示す。
【図９】図９は、正規化された立ち上がりエッジ高さを使用して皮膚コンダクタンストレース、決定されたストレスレベル、及びＳＲＥ値を示す図である。
【図１０】図１０は、図９に示す図に対応するヒストグラム図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、本発明によるシステム１００の例示的な実施形態の概略図を示す。システム１００は、ユーザの皮膚コンダクタンスなどのストレス関連信号を測定するためのセンサ２０を含む。センサ２０によって測定されたストレス関連信号は、時間の経過と共にストレス関連信号トレース２２を形成し、これは一般に、神経ストレス反応に対応する１つ以上の測定された刺激反応を示す。システム１００はさらに、ユーザのストレスレベルを決定するための及び／又はストレスレベルを決定する際に使用するヒストグラムを決定するためのデバイス１０を含む。好ましくは、デバイス１０は両方の目的に使用される。
【００３４】
デバイス１０は、ストレス関連信号トレース２２を得る（すなわち、センサ２０又は（図示しない）メモリから受信又は取り出す）ためのインターフェース１１と、ストレス関連信号トレース２２を処理するための処理ユニット１２とを含む。処理ユニット１２は、例えば、マイクロプロセッサ／マイクロコントローラ、又はそれに応じて適合される埋め込みマイクロコントローラなどの任意のタイプの適切な処理ユニット又はプロセッサとすることができるが、それらに限定されない。インターフェース１１は、センサ２０又はメモリからデータを得るための任意の種類のインターフェース、例えば、無線又は有線のデータインターフェース又は信号線とすることができる。センサ２０及びデバイス１０は、同じデバイス（例えば、ウェアラブルデバイス又はリストバンド）の一部であっても、別個のデバイスとして又は別個のデバイス内に実装されてもよいことが理解されるであろう。以下、処理ユニット１２によって行われる処理を詳細に説明する。
【００３５】
任意選択的に、図１に破線で示すように、システム１００は、決定されたストレスレベル２４をユーザに出力又はレンダリングするための出力ユニット４０を含む。例えば、出力ユニット４０として、ストレスレベル増加を控えめに合図するＬＥＤ又はブザーを使用できる。ストレスレベルは、例えば、５つのストレスレベルを使用する場合に、最も低いレベルに対して青色、次いで緑色、黄色、オレンジ色、そして、最も高いストレスレベルに対して赤色で合図するプログラマブルＬＥＤに通信されてもよい。出力ユニット４０及びデバイス１０は、同じデバイス（例えば、ウェアラブルデバイス又はリストバンド）の一部であっても、別個のデバイスとして又は別個のデバイス内に実装されてもよいことが理解されるであろう。例えば、システム１００の出力ユニット４０は、同じ場所又は遠隔の場所にあるスマートフォン又は他の情報処理エンティティによって実装されてもよい。それに応じて、処理ユニット１２はまた、例えば、対応するアプリケーションを実行することによって前述の機能を行うスマートフォンによって、又は対応するソフトウェアを実行する別の適切なコンピューティングデバイスによって実装されてもよい。
【００３６】
システム１００はさらに、少なくとも、ヒストグラム又はヒストグラムを特徴付ける特定のデータを格納するためのメモリ１３を含む。また、過去にユーザについて決定されたストレスレベルデータを格納してもよい。以下、詳細に説明する。メモリ１３は、デバイス１０の一部であっても、外部メモリであってもよい。メモリは、例えば、メモリレジスタ又はＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などの任意の適切なメモリとすることができる。メモリ１３及び処理ユニット１２は、同じデバイス（例えば、ウェアラブルデバイス又はリストバンド）の一部であっても、別個のデバイスとして又は別個のデバイス内に実装されてもよいことが理解されるであろう。
【００３７】
図２は、ユーザによって着用可能なウェアラブルデバイス３０の一実施形態を示す。この実施形態では、ウェアラブルデバイス３０は、スマートウォッチの形で実装される。スマートウォッチは、リストバンド３３とケーシング３４とを含む。リストバンド３３は、ユーザの手首の周りに巻き付けられる。ウェアラブルデバイスはまた、足首又は手といった身体の別の適切な部分の周りに着用されるか、又は身体の他の部分への取り付けのために、例えば、パッチの形で適合されることが理解されるであろう。
【００３８】
ウェアラブルデバイス３０は、ユーザのストレスレベルを決定するための提案されたシステム１００を含む。このようにして、対応するシステム１００が、目立たずかつ着用可能な形態で提供される。あるいは、ウェアラブルデバイス３０は、センサ２０、この実施形態では皮膚コンダクタンスセンサ２０のみを含んでいてもよい。システム１００のデバイス１０は、遠隔の場所にあっても、遠隔デバイス（例えば、リモートコンピュータ、スマートフォン、又は患者モニタ）内に実装されていてもよい。
【００３９】
以下では、本発明を、皮膚コンダクタンストレースをストレス関連信号トレースとして使用し、立ち上がりエッジの合計（ＳＲＥ）値（実際にはある期間内の立ち上がりエッジの高さの合計を表す）をストレス関連信号値として使用する特定の実施形態を参照して、より詳細に説明する。
【００４０】
センサ２０は、皮膚コンダクタンス測定ユニット（図示せず）と組み合わせられた第１の皮膚コンダクタンス電極３１及び第２の皮膚コンダクタンス３２を含む皮膚コンダクタンスセンサ２０とすることができる。図２の実施形態では、２つの皮膚コンダクタンス電極３１、３２はウェアラブルデバイスのケーシング内に組み込まれているが、これらを、手首の下側に接触するように、例えばリストバンド３３に組み込むことも可能である。皮膚コンダクタンス電極３１、３２は、ユーザがウェアラブルデバイス３０を着用したときに手首の上側に接触するように配置できる。皮膚コンダクタンスセンサを含むウェアラブルデバイスの例示的な実装形態は、フィリップス社のＤｉｓｃｒｅｅｔ  ｔｅｎｓｉｏｎ  ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、ＤＴＩ−４である。
【００４１】
皮膚コンダクタンスセンサ２０は、皮膚コンダクタンス電極３１、３２間のユーザ２の皮膚コンダクタンスを測定する。このために、皮膚コンダクタンス測定センサは、少なくとも２つの皮膚コンダクタンス電極間に電圧を印加するための電圧発生器、少なくとも２つの電極間の電流を感知するための感知ユニット、及び／又は感知された電流に基づいて皮膚コンダクタンスを計算するための計算ユニットを含む。経時的に測定された皮膚コンダクタンスは、この実施形態では、ストレス関連信号トレース（又はデータ）を形成する。ストレス関連信号トレース（又はデータ）は、例えば、ウェアラブルデバイス３０のメモリに格納されても、外部ユニットに（無線で、又は有線もしくは信号線を介して）送信されてもよい。
【００４２】
皮膚コンダクタンス測定センサ２０及び／又はデバイス１０（図１に示す）は、ウェアラブルデバイス３０のケーシング３４に組み込まれてよい。ウェアラブルデバイス３０はさらに、ユーザの測定データ、決定されたＳＲＥ値、ヒストグラムデータ、及び／又は決定されたストレスレベル１６などのデータを、無線又は有線通信リンクを介して送信するための送信器を含む。しかしながら、デバイス１０又は処理ユニット１２はまた、別個の部品又はデバイスとして、又は、別個の部品又はデバイス内に実装されてもよく、この場合、ウェアラブルデバイス３０は、送信器を介して該別個の部品又はデバイスにストレス関連データを送信することが理解されるであろう。
【００４３】
有利には、システム１００はまた、ユーザのストレスレベルを出力するための出力ユニット４０を含む。出力ユニット４０は、別個のデバイスであっても、例えば、スマートウォッチの形の、センサ２０を含むウェアラブルデバイス３０に組み込まれてもよい。さらに、例えば、対応するアプリケーションを実行するスマートフォン、タブレット、又はＰＣである外部出力ユニット４０を使用し、デバイス１０又はウェアラブルデバイス３０に結合してもよい。
【００４４】
以下では、皮膚コンダクタンスデータを例示的なストレス関連測定データ、この実施例では、心理生理学的測定データとして使用して、提案されるアプローチの詳細を説明する。皮膚コンダクタンスデータから測定される人の経験した感情（特にストレス）の強度を導出するために、分類方法が使用される。この分類によれば、決定されたストレスレベル（感情的強度とも呼ぶ）は、この例示的な実施形態では、１〜５の範囲の整数値を有する。他の値及び範囲も一般に可能である。
【００４５】
図３に、同じ時間間隔での皮膚コンダクタンストレース（図３Ａ）と、計算されたストレスレベル（図３Ｂ）とを示す。反応性は速いが、ストレスレベル値は最高値で飽和するように見えることが分かる。
【００４６】
一実施形態では、ストレスレベルに個人帯域幅が使用される。個人のストレスレベルの範囲がわかっている場合、真に強い感情のみが最大ストレスレベル値をもたらす。したがって、この実施形態では、個人のストレスレベルの範囲は、ある量の皮膚コンダクタンスデータ、例えば１日以上の皮膚コンダクタンスデータが利用可能になったときに導出される。
【００４７】
以下では、本発明の実施形態について、特に、ユーザのストレスレベルを決定するためのヒストグラムの決定及び使用について、より詳細に説明する。本発明の一態様によれば、過去のデータのヒストグラムが使用される。すなわち、イベント検出は、実際の値を過去のデータのヒストグラムと比較することに基づいている。さらに、ストレスレベルの計算のためにステップが適用され、これに従って、ＳＲＥ値、すなわち、時間周期当たり（例えば、１分当たり）の立ち上がりエッジの高さの合計を表すＳＲＥ値が、皮膚コンダクタンスレベルの代わりに使用される。
【００４８】
図４は、本発明による、ユーザのストレスレベルを決定するための方法２００の一実施形態のフローチャートを示す。図１に示すデバイス１０の処理ユニット１２が、この方法２００を実行し得る。
【００４９】
第１のステップ２０１では、得られたストレス関連信号トレース２２から現在の立ち上がりエッジの合計（ＳＲＥ）値が導出される。現在のＳＲＥ値は、得られたストレス関連の信号トレースにおける、第１の時間、例えば１分間における現在のＳＲＥを表す。この現在のＳＲＥ値は、より短い時間間隔、例えば、６〜１０秒間隔でＳＲＥを測定することによって得ることができ、ＳＲＥ値が計算される。この時間間隔において、ＳＲＥ値が計算され、乗算係数（例えば、６秒間隔では１０、１０秒間隔では６）が乗算されて、１分当たりの現在のＳＲＥ値が得られ、毎分の値から構成されるヒストグラムとの比較が可能になる。
【００５０】
第２のステップ２０２において、特定ＳＲＥヒストグラム２３から、２つ以上の格納されたパーセンタイルＳＲＥ値が得られる。格納されたパーセンタイルＳＲＥ値は、ＳＲＥヒストグラム２３の２つ以上のパーセンタイルレベルの１つにおけるＳＲＥを表す。ＳＲＥヒストグラムは、例えば、メモリ（例えば、図１に示すメモリ１３）に格納され、そこから得られる。
【００５１】
ＳＲＥヒストグラムは、複数の第１の期間のストレス関連信号トレースから過去に導出されたＳＲＥ値の分布を表す。図８に、例示的なＳＲＥヒストグラム５０を示す。ｘ軸には、第２の期間についての非ゼロＳＲＥ値の数（ここでは１０時間、すなわち、１分当たり１つのＳＲＥ値で合計最大６００個のＳＲＥ値。一般に、本実施形態では、ゼロ値が省略されるので６００個未満のＳＲＥ値）が示され、ｙ軸には、第２の期間（ここでは１０時間）によってカバーされる複数の第１の期間（ここでは６００個）についての第１の期間（ここでは１分）当たりのＳＲＥ値が示される。ＳＲＥヒストグラム５０における２つ以上（ここでは４つ）のパーセンタイルＳＲＥ値５１、５２、５３、５４が、ＳＲＥヒストグラムを３つ以上（ここでは５つ）のヒストグラムセクション５５、５６、５７、５８、５９に分割する。図８に示すＳＲＥヒストグラム５０では、４つのパーセンタイル２０％、４０％、６０％、及び８０％が使用され、これらに対して対応するパーセンタイルレベル５１、５２、５３、５４が決定される。したがって、各ヒストグラムセクション５５、５６、５７、５８、５９は、ＳＲＥ値の数の異なる範囲をカバーし、異なるストレスレベルに割り当てられる。例えば、ヒストグラムセクション５５は、ストレスレベル１（低ストレス）に割り当てられ、ヒストグラムセクション５９はストレスレベル５（高ストレス）に割り当てられる。１つのオプションによれば、完全なＳＲＥヒストグラムがメモリ（例えば、図１に示されるメモリ１３）に格納され得る。しかしながら、一般に、別のオプションで提供されるように、５つのヒストグラムセクションを区別し、したがって、現在のＳＲＥ値が既知である場合に現在のストレスレベルを決定することを可能にする４つのパーセンタイルＳＲＥ値５１、５２、５３、５４のみを格納することで十分である。
【００５２】
したがって、後続のステップ２０３では、現在のＳＲＥ値が、得られたパーセンタイルＳＲＥ値（すなわち、図８に示す例示的ＳＲＥヒストグラムの４つのパーセンタイルＳＲＥ値５１、５２、５３、５４）と比較され、当該現在のＳＲＥ値についての対応するヒストグラムセクションが決定される。例えば、現在のＳＲＥ値が１００である場合、それは、第１のパーセンタイルＳＲＥ値５１と第２のパーセンタイルＳＲＥ値５２との間にあり、したがって、ストレスレベル２が割り当てられている第２のヒストグラムセクションにある。言い換えれば、ユーザに対して、現在、ＳＲＥ値１００が測定されている場合、ＳＲＥヒストグラムから、ユーザがストレスレベル２を有することを瞬時に決定できる。これはステップ２０４において行われる。ここでは、決定されたヒストグラムセクションに割り当てられたストレスレベルを決定することによって、ユーザの現在のストレスレベル２４が決定される。
【００５３】
ＳＲＥ値は、絶対高さ（単位：μＳ）又は正規化（相対）高さ（パーセンテージの増加として表す。単位なし）から計算できる。一実装形態では、１００のレベルを使用でき、この場合、レベルは、ある人が０％（ストレスを受けていない）と１００％（非常にストレスを受けている）との間のパーセンテージでストレスを受けていることを示すストレスパーセンテージを意味する。
【００５４】
この方法の様々な実施形態及び修正形態が存在する。例えば、複数の日についての複数のＳＲＥヒストグラムが格納されている場合、現在のストレスレベルを決定するために、現在の日と同じ曜日のＳＲＥヒストグラムが選択されるか、又は、いくつかの週の同じ曜日のＳＲＥヒストグラムの平均（又は加重平均）が形成されて使用される。同じユーザから得られたＳＲＥヒストグラムのみが使用されることが好ましいが、一実施形態では、類似又は同一の個人的特徴（例えば、年齢、体重、健康状態、性別、職業、趣味など）を有する複数の他の人についてのＳＲＥヒストグラムが使用されてもよい。このようなヒストグラムはまた、使用の最初の日に、有意義なデータをユーザに与えるのに役立つ。ヒストグラムは、クラウド内の外部サーバ、ローカルネットワーク、又はユーザのデバイス自体に格納されてよい。さらに、一実施形態では、ストレス（ＳＲＥの代わりに）は、１分当たりの立ち上がりエッジ周波数（ピーク周波数）又は１分当たりの平均皮膚コンダクタンスレベルによって皮膚コンダクタンストレースから導出することもできる。
【００５５】
図５は、本発明による、ユーザのストレスレベルを決定する際に使用するヒストグラムを決定するための方法３００の一実施形態のフローチャートを示す。この方法３００もまた、図１に示すデバイス１０の処理ユニット１２によって実行され得る。好ましくは、方法２００及び３００の両方がデバイス１０の処理ユニット１２によって実行され、それによって、ＳＲＥヒストグラムを生成するためのデータが収集され、現在のストレスレベルが決定される。あるいは、方法２００及び３００は、別個のデバイスによって実行されてもよい。
【００５６】
第１のステップ３０１において、第２の期間にわたる複数の第１の期間について、得られたストレス関連信号トレース２２から複数のＳＲＥ値が導出される。第２のステップ３０２において、第２の期間にわたる複数の第１の期間について、導出されたＳＲＥ値からＳＲＥヒストグラムが形成される。第３のステップ３０３において、ＳＲＥヒストグラムにおいて、ヒストグラムを３つ以上のヒストグラムセクションに分割する２つ以上のパーセンタイルレベルが決定される。第４のステップ３０４において、ＳＲＥヒストグラムの２つ以上のパーセンタイルレベルのうちの１つにおけるＳＲＥをそれぞれ表す複数のパーセンタイルＳＲＥ値が決定される。第５のステップ３０５において、ＳＲＥヒストグラムの２つ以上のパーセンタイルレベルについて決定されたパーセンタイルＳＲＥ値が格納される。格納されたパーセンタイルＳＲＥ値によって記述されるこのＳＲＥヒストグラムは、次に、図４に示す方法２００においてＳＲＥヒストグラム２３として使用される。
【００５７】
図６は、本発明による方法４００の別のより詳細な実施形態のフローチャートを示す。
【００５８】
第１のステップ４０１において、例えば、センサ２０によって現在測定されて、オンザフライで皮膚コンダクタンスデータが得られる。皮膚コンダクタンスデータは、時間の経過と共に皮膚コンダクタンストレース２２を形成する。
【００５９】
オプションのステップ４０２において、皮膚コンダクタンストレースから高周波ノイズがフィルタ除去される。例えば、クロスオーバーとして０．５Ｈｚを使用する。
【００６０】
ステップ４０３において、第１の期間当たり（例えば、１分当たり）の（正規化された又は絶対）立ち上がりエッジの合計（ＳＲＥ）が、皮膚コンダクタンスの一次導関数を使用して、測定された皮膚コンダクタンスデータの皮膚コンダクタンストレース２２から導出される。
【００６１】
ステップ４０４において、皮膚コンダクタンストレースの第１の導出のゼロ交差が決定される。皮膚コンダクタンストレースの時間依存性の一次導関数の負から正へのゼロ交差は、立ち上がりエッジの開始を示す。皮膚コンダクタンストレースの時間依存性の一次導関数の次のゼロ交差（正から負）は、立ち上がりエッジの終わりを示す。
【００６２】
ステップ４０５において、線形方法を使用して、開始時の皮膚コンダクタンス値を立ち上がりエッジの終わりにおける皮膚コンダクタンス値から差し引いて、立ち上がりエッジ高さが生成される。あるいは、対数方法を使用して、終わり値又は高さを開始値で割ることによって、皮膚コンダクタンストレースの立ち上がりエッジを定量化してもよい。正規化を使用するさらに別の代替案では、開始時の皮膚コンダクタンス値を頂部の皮膚コンダクタンス値から抽出し、これを開始値で割る。
【００６３】
ステップ４０６において、立ち上がりエッジの持続時間が第２の（より短い）期間、例えば１秒（一般に、０．１秒〜１０秒の範囲、特に０．５秒〜１．５秒の範囲の持続時間）を超えるという基準（「持続時間基準」と呼ぶ）が満たされる、第１の（より長い）期間、例えば１分におけるすべての立ち上がりエッジの高さが合計され、例えば、第１の期間当たりの、例えば１分当たりの（有効）立ち上がりエッジの高さの合計が生成される。しかしながら、立ち上がりエッジは、次の第１の期間、例えば、次の１分に続いてもよいことに留意されたい。この立ち上がりエッジが持続時間基準を満たす場合、ステップ４０６において、第１の期間の終わり、例えば１分の終わりまでのその寄与は、その第１の期間、例えばその１分に帰する。この立ち上がりエッジの残りの部分は、次の１分に帰する。この立ち上がりエッジが持続時間基準を満たさない場合、合計には算入されず、雑音又は動きアーチファクトが原因であると考えられる。
【００６４】
ステップ４０７において、ある（例えば、予め設定された）第３の期間（例えば、１日〜１年の範囲、特に１週間〜１ヶ月の範囲、好ましくは２週間又は３週間）の間、第１の期間当たりの立ち上がりエッジの合計はメモリに格納され、例えば、ＦＩＦＯ（先入れ先出し）バッファに入れられる。
【００６５】
一実装態様では、好ましい設定は、１日１０時間の期間（すなわち、第２の期間は１０時間）及び１分当たり１つのデータ点（すなわち、第１の期間は１分）である。最小有効日の基準（「有効日基準」を表す）は、午前８時〜午後６時の時間ウィンドウ内の最小６時間に設定され得る。これは、有効な１日に対して３６０〜６００のデータ点を与える。別の例示的な時間ウィンドウは、午前６時〜午前１２時であってもよい。第２の期間は中断される必要はないが、好ましくは利用可能であれば、週の同じ日の値を平均化するために、同じ日内である。別のヒストグラム比較は、夜間、すなわち、実際の睡眠データを履歴データと比較するために午後１２時から午前６時までの間の６時間について指定できる。ヒストグラムを形成するための他のオプションは、丸１週間、丸１カ月、１シーズン、又は丸１年のヒストグラムである。
【００６６】
有効日基準が満たされるとすぐに、ステップ４０８において、ＳＲＥヒストグラムの４値のダウンサンプリングバージョンを不揮発性メモリ、例えばメモリ１３に格納できる。このステップでは、１つのＳＲＥヒストグラムについて、（図８を参照して上述したように）パーセンタイルＳＲＥ値がＳＲＥヒストグラムを特徴付ける４つのサンプリングである所望のパーセンタイルレベル（例えば、２０％、４０％、６０％、及び８０％）で導出される。ステップ４０９において、これらの４つのパーセンタイルＳＲＥ値が、この特定の日について、メモリに格納される。
【００６７】
分類の一実施形態では、ストレスレベルは１〜５（又は０〜４）の範囲であるので、４つのパーセンタイルＳＲＥ値（本明細書ではクロスオーバー値とも呼ぶ）のみが格納される。例えば、１から２へのクロスオーバーは、２０％パーセンタイルに最も近い１分当たりのＳＲＥ値である。３６０個の値のヒストグラムでは、これは６０番目の値であり、１４４０個の値では、これは２８８番目の値である。したがって、２から３へのクロスオーバーは、４０％パーセンタイル、すなわち、５７６／１４４０個の値の１２０／３６０番目の値であり、以下同様である。これは、５分割用のＳＲＥヒストグラムベースのストレスレベルのクロスオーバーを示す、すなわち、ＳＲＥヒストグラムが５つのヒストグラムセクションに分割される場合の表１に示されている。６時間では、最大３６０個のヒストグラム値が得られ、１０時間では、最大６００個のヒストグラム値が得られ、丸１日では、最大１４４０個のヒストグラム値が得られる。
【表１】
2021524342.tif 000003
【００６８】
これらの有効日データが格納されると、有効日数が１だけ増加される。データ収集が有効日のデータ格納瞬間の後に継続する場合、ヒストグラムは、サイズが増加し続ける。真夜中（午前０時）までの２時間ごとに、有効な日データは、そのときに使用可能なヒストグラムを使用して再計算され、不揮発性メモリに格納される。最終的に、午前０時に、最終バージョンが計算され、格納される。
【００６９】
空の新しいヒストグラムは、午前０時に又はデバイスのスイッチが入れられたときに開始する。データ収集の中断（非着用状態）は、特定の期間（１時間など）まで無視される。その後に着用状態が再び検出されると、空の新しいヒストグラムが開始する。
【００７０】
ヒストグラムデータが不揮発性メモリにおいて利用可能である日にデバイスが開始されると、ステップ４０６に直ぐ続くステップ４１０において、１分当たりの立ち上がりエッジの現在の合計値がこれらの値に関してランク付けされる。例えば、クロスオーバー値２‐３及び３‐４間の１分当たりのＳＲＥ値は、３のストレスレベル値を得る。
【００７１】
毎日のクロスオーバー値を各曜日に格納してもよい。したがって、各曜日に有効な日数が存在し得る。月曜日には、格納された月曜日値が、利用可能な場合に使用される。これにより、労働日と余暇日とを区別できる。毎日のクロスオーバー値の平均化は、それらが利用可能になるとすぐに、すなわち、有効日数が１を超えるとすぐに行われてよい。最大複数日、例えば３週間の履歴データを格納できる。
【００７２】
一実施形態では、１日の平均値が加重方式で計算される：
加重平均ｔ＝１／２（ｔ−１）＋１／３（ｔ−２）＋１／６（ｔ−３）
ここで、ｔは特定の曜日、例えば火曜日である。３週間を超えて格納する場合には、上記の式を、合計においてより多くの項（１週間につき１つの項）だけ拡張することができる。表２に、完全なデータセット、特に個人のストレスレベル範囲を導出するためのヒストグラムの計算の一例を示す。
【表２】
2021524342.tif 000004
【００７３】
提案した方法を用いて、個人の皮膚コンダクタンス値の範囲が決定され、そこから、例えば１〜５の個人のストレスレベル（ストレスレベル値）を導出できる。軽微な感情は低いストレスレベルを与え、十分に強い感情のみが最高値である８０％パーセンタイルを超え、最高値をランク付けし、したがって、望ましくない飽和が防止される。
【００７４】
図７に、絶対立ち上がりエッジ高さを使用して皮膚コンダクタンストレース（Ａ）、決定されたストレスレベル（Ｂ）及びＳＲＥ値（Ｃ）を示す図を示す。図８は、図７に示す図に対応するヒストグラム５０の図を示す。この実施形態では、１分当たりの皮膚コンダクタンスの累積増加は、絶対立ち上がりエッジ高さを合計することによって計算される。１分の終わりにまだ立ち上がっている立ち上がりエッジ（ピークとも呼ぶ場合がある）は、共に考慮される２つの部分に分割される。すべての正の合計は、サイズ順に配列される。２０％、４０％、６０％及び８０％のパーセンタイルは、それぞれストレスレベル２、３、４及び５のクロスオーバーである。
【００７５】
図９は、正規化された立ち上がりエッジ高さを使用して皮膚コンダクタンストレース（Ａ）、決定されたストレスレベル（Ｂ）及びＳＲＥ値（Ｃ）を示す図を示す。図１０は、図９に示す図に対応するヒストグラム６０の図を示す。この実施形態では、１分当たりの皮膚コンダクタンスの累積増加は、正規化された立ち上がりエッジ高さ（＝立ち上がりエッジ高さ／ベースレベル）を合計することによって計算される。ベースレベルは、立ち上がりエッジの開始時の皮膚コンダクタンス値である。１分の終わりにまだ立ち上がっている立ち上がりエッジは、共に考慮される２つの部分に分割される。すべての正の和は、サイズ順に配列される。２０％、４０％、６０％及び８０％のパーセンタイルは、それぞれストレスレベル２、３、４及び５のクロスオーバーである。図７及び図９の比較から分かるように、ＳＲＥヒストグラム６０のパーセンタイルＳＲＥ値６１〜６４は、ＳＲＥヒストグラム５０のパーセンタイルＳＲＥ値５１〜５４とは幾分異なる。
【００７６】
本発明の例示的な実施形態の上記の説明では、皮膚コンダクタンスをストレスの尺度として使用した。特に、皮膚コンダクタンスのピーク周波数及び平均レベルは、皮膚コンダクタンスを用いてストレスを測定するための一般に受け入れられている尺度である。この方法は、心拍変動又は呼吸パターンなどのストレスの他の既知の尺度に、ごくわずかな修正又は修正なしで適用することができる。
【００７７】
心拍変動では、ある期間、例えば、１分間における拍動間隔（すなわち、心拍間の間隔）の逆数の周波数スペクトルが使用される。０．０４〜０．１５Ｈｚなどの低周波（ＬＦ）帯と、０．１５〜０．４Ｈｚなどの高周波（ＨＦ）帯の２つの周波数帯域が使用される。これらの周波数帯域は、拍動間隔の変動のリズムを表す。ＬＦ／ＨＦ比は、ストレスに関連していると報告されている。皮膚コンダクタンスに類似して、ＬＦ／ＨＦ比は、拍動間隔の１日のトレースの各分から計算される。これらの値は昇順に並べられ、２０％、４０％、６０％、及び８０％の値が格納され、翌日使用されて、リアルタイムＬＦ／ＨＦ比を５点ストレスレベルにランク付けする。
【００７８】
ストレスの別のインジケータは、筋肉の緊張である。肩、腰、及び顔のいくつかの筋肉は、ストレス下で張力が増加する。したがって、筋電図（ＥＭＧ）が、本発明に従って評価できる、筋肉張力を表す測定パラメータを提供する。
【００７９】
呼吸パターンでは、各特定の期間、例えば１分における平均呼吸周波数が、例えば１日の各分に取られる。これらの値は昇順に配置され、ここでも２０％、４０％、６０％及び８０％の値が翌日での使用のために格納されて、実際の呼吸周波数が評価され、それから、例えば５つのストレスレベルのうちの１つを決定する。
【００８０】
上述のすべての他の実施形態及び修正形態は、心拍変動又は呼吸パターンが皮膚コンダクタンスの代わりに使用される場合に相互に適用される。
【００８１】
本発明はまた、履歴データが利用できない場合にも使用できる。有効な日付基準が満たされるまで、起動後の１分当たりの立ち上がりエッジの合計のヒストグラムの作成を開始し、ヒストグラムが作成されるにつれてクロスオーバー値を適応させることができる。さらに、有効日又は更新されたクロスオーバーパーセンタイル値が、タイムスタンプ、例えば、曜日マーカと共に、例えば、不揮発性メモリに格納される。有効日は、各曜日について格納される。有効日数は、新しい有効日が利用可能になると増加される。履歴データが存在する場合、立ち上がりエッジ値の実際の合計をランク付けして、ストレスレベルが得られる。移動平均アルゴリズムを使用して、格納されたデータを用いて、新しい有効日の平均データが得られる。工場リセットとは、格納されているすべての値が消去されることを意味する。使用されているヒストグラムが、クラウド内のサーバやユーザ集団全体のインターネットなどにアップロードされると、ユーザは、最初の日に、ピアのデータに基づいて平均ヒストグラムを使用することを選択できる。
【００８２】
本発明は、ライフスタイルコーチング、又は攻撃的行動の前の怒りの攻撃又はシグナリングの治療における使用に特に有用である。一般に、本発明は、人のストレスレベルを必要とする、又は好ましくは使用するすべての用途に使用できる。
【００８３】
本発明によるデバイスの実施形態はまた、以下の形態をとることができる：
第２の期間が、１時間〜１週間の範囲、特定６〜２４時間の範囲の期間である、本明細書に開示されるデバイス。
【００８４】
第３の期間が、１日〜１年の範囲、特に１週間〜３ヶ月の範囲の期間である、本明細書に開示されるデバイス。
【００８５】
第１の期間が、１０秒〜１０分の範囲、特に３０秒〜２分の範囲、好ましくは１分の期間である、本明細書に開示されるデバイス。
【００８６】
第４の期間が、０．１秒〜１０秒の範囲、特に０．５秒〜１．５秒の範囲、好ましくは１秒の期間である、本明細書に開示されるデバイス。
【００８７】
ストレス関連信号ヒストグラムの２つ以上のパーセンタイルレベルが、３３％及び６６％のパーセンタイルレベル、２５％、５０％及び７５％のパーセンタイルレベル、２０％、４０％、６０％及び８０％のパーセンタイルレベル、又は、１６．６％、３３．３％、５０％、６６．６％及び８３．３％のパーセンタイルレベルを含む、本明細書に開示されるデバイス。
【００８８】
ストレス関連信号トレース（２２）が、心拍変動トレースであり、ストレス関連信号値が、第１の期間における心拍変動トレースの高周波数対低周波数比を表し、又は、ストレス関連信号トレース（２２）が、呼吸パターントレースであり、ストレス関連信号値が、第１の期間における呼吸数を表し、又は、ストレス関連信号トレース（２２）が、第１の期間における筋肉張力を表す筋電図である、本明細書に開示されるデバイス。
【００８９】
本開示のさらなる態様は、以下に関連する：
特に、請求項１に記載のデバイスによる使用のために、ユーザのストレスレベルの決定において使用するヒストグラムを決定するためのデバイスであって、このデバイスは、
ストレス関連信号トレース（２２）を得るインターフェース（１１）と、
処理ユニット（１２）とを含み、
処理ユニットは、第２の期間における複数の第１の期間について、得られたストレス関連信号トレースから複数のストレス関連信号値（ストレス関連信号値は、第１の期間における得られたストレス関連信号トレースのストレス相関パラメータの値を表す）を導出し、
第２の期間における複数の第１の期間について導出されたストレス関連信号値からストレス関連信号ヒストグラム（ストレス関連信号ヒストグラムは、複数の第１の期間のストレス関連信号トレースから導出されたストレス関連信号値の分布を表す）を形成し、
ストレス関連信号ヒストグラムを３つ以上のヒストグラムセクション（各ヒストグラムセクションは、ストレス関連信号値の数の異なる範囲を対象とする）に分割する、ストレス関連信号ヒストグラムにおける２つ以上のパーセンタイルレベルを決定し、
パーセンタイルストレス関連信号値（各値は、ストレス関連信号ヒストグラムの２つ以上のパーセンタイルレベルのうちの１つにおけるストレス関連信号を表す）を決定し、
ストレス関連信号ヒストグラムの２つ以上のパーセンタイルレベルについて決定されたパーセンタイルストレス関連信号値を格納することによって、
得られたストレス関連信号トレースを処理する。
【００９０】
特に、請求項１３に記載の方法による使用のために、ユーザのストレスレベルの決定において使用するヒストグラムを決定するための方法であって、この方法は、
第２の期間における複数の第１の期間について、得られたストレス関連信号トレースから複数のストレス関連信号値を導出するステップであって、ストレス関連信号値は、第１の期間における得られたストレス関連信号トレースのストレス相関パラメータの値を表す、ステップと、
第２の期間における複数の第１の期間について導出されたストレス関連信号値からストレス関連信号ヒストグラムを形成するステップであって、ストレス関連信号ヒストグラムは、複数の第１の期間のストレス関連信号トレースから導出されたストレス関連信号値の分布を表す、ステップと、
ストレス関連信号ヒストグラムを３つ以上のヒストグラムセクションに分割する、ストレス関連信号ヒストグラムにおける２つ以上のパーセンタイルレベルを決定するステップであって、各ヒストグラムセクションは、ストレス関連信号値の数の異なる範囲を対象とする、ステップと、
パーセンタイルストレス関連信号値を決定するステップであって、各値は、ストレス関連信号ヒストグラムの２つ以上のパーセンタイルレベルのうちの１つにおけるストレス関連信号を表す、ステップと、
ストレス関連信号ヒストグラムの２つ以上のパーセンタイルレベルについて決定されたパーセンタイルストレス関連信号値を格納するステップと
を含む。
【００９１】
本発明は、図面及び前述の説明において、詳細に図示及び説明されたが、このような図示及び説明は、例示的であり、限定的ではないと考えられるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変形は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、特許請求される発明を実施する際に当業者によって理解され、達成され得る。
【００９２】
特許請求の範囲において、「含む」という用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、単数形は、複数を排除するものではない。単一の要素又は他のユニットが、特許請求の範囲に列挙されるいくつかのアイテムの機能を果たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に使用することができないことを示すものではない。
【００９３】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に、又はその一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な非一時的媒体上に格納／分配することができるが、インターネット又は他の有線もしくは無線電気通信システムなどを介して、他の形態で分配することもできる。
【００９４】
特許請求の範囲におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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