(57)【要約】  本発明は、メンタルバランス又はアンバランス推定システム１００、及び使用者１のメンタルバランス又はアンバランスのレベルを推定するための方法に関する。システムは、使用者１の皮膚コンダクタンスを感知するための皮膚コンダクタンスセンサ２０を備え、経時的な皮膚コンダクタンスが、皮膚コンダクタンス波形２２を生成する。システムは、さらに、皮膚コンダクタンス波形２２を受信して処理するための処理ユニット１０を備え、処理ユニットは、皮膚コンダクタンス波形２２での少なくとも１つの刺激応答２４を決定し、決定された少なくとも１つの刺激応答２４に基づいて、使用者１の推定コルチゾールレベル波形２８を決定し、推定コルチゾールレベル波形２８に基づいて、使用者１の推定されるメンタルバランス又はアンバランスのレベルを決定するように構成される。
2015503937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者のメンタルバランス又はアンバランスのレベルを推定するためのメンタルバランス又はアンバランス推定システムであって、
前記使用者の皮膚コンダクタンスを感知するための皮膚コンダクタンスセンサであって、経時的な前記皮膚コンダクタンスは、皮膚コンダクタンス波形を生成する、皮膚コンダクタンスセンサと、
前記皮膚コンダクタンス波形を受信して処理するための処理ユニットであって、前記処理ユニットは、前記皮膚コンダクタンス波形における少なくとも１つの刺激応答を決定し、前記少なくとも１つの刺激応答に基づいて、前記使用者の推定コルチゾールレベル波形を決定し、前記推定コルチゾールレベル波形に基づいて、前記使用者の推定メンタルバランス又はアンバランスレベルを決定する、処理ユニットと
を備える、システム。
【請求項２】
前記推定コルチゾールレベル波形を記憶するためのメモリをさらに備え、前記推定コルチゾールレベル波形は、複数の推定コルチゾール時間応答を累積することによって決定され、各推定コルチゾール時間応答は、１つの刺激応答に基づく、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
処理ユニットは、以下のように各コルチゾール時間応答を推定し、
【数１】
2015503937.tif 000006
ここで、ｇは利得であり、ｃｒは上昇係数であり、ｃｄは減衰係数である、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
推定コルチゾール時間応答は、前記システムに入力された前記使用者の性別を示す入力情報に依存する、請求項２又は３に記載のシステム。
【請求項５】
前記処理ユニットは、特定の開始時点における、前記少なくとも１つの刺激応答の１つを決定し、対応する推定コルチゾール時間応答は、その開始点を前記特定の開始時点に有し、将来の所定の終了時点におけるその終了点まで続く、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記対応する推定コルチゾール時間応答は、所定の上昇係数で、所定のピーク時点におけるそのピーク点まで上昇し、所定の減衰係数で、所定の終了時点におけるその終了点まで降下する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記所定のピーク時点は、前記特定の開始時点後、約３０分である、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記所定の終了時点は、入力情報が前記使用者として女性を示す場合には、前記特定の開始時点後、約９０分であり、且つ／又は、入力情報が前記使用者として男性を示す場合には、前記特定の開始時点後、約１５０分である、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記処理ユニットは、現時点に関する推定される前記メンタルバランス又はアンバランスのレベルを決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記処理ユニットは、将来の時点又は将来の期間に関する推定される前記メンタルバランス又はアンバランスのレベルを決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記使用者に前記メンタルバランス又はアンバランスのレベルを出力するための出力ユニットをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
使用者によって着用可能なウェアラブルデバイスであって、請求項１に記載のメンタルバランス又はアンバランス推定システムを備える、デバイス。
【請求項１３】
皮膚コンダクタンス波形を受信して処理するための処理ユニットであって、前記処理ユニットは、前記皮膚コンダクタンス波形における少なくとも１つの刺激応答を決定し、前記少なくとも１つの刺激応答に基づいてコルチゾールレベル波形を推定し、前記推定コルチゾールレベル波形に基づいて、使用者のメンタルバランス又はアンバランスのレベルを推定する、処理ユニット。
【請求項１４】
使用者のメンタルバランス又はンバランスのレベルを推定するためのメンタルバランス又はアンバランス推定方法であって、
皮膚コンダクタンス波形を受信するステップと、
前記皮膚コンダクタンス波形における少なくとも１つの刺激応答を決定するステップと、
前記少なくとも１つの刺激応答に基づいて、前記使用者のコルチゾールレベル波形を推定するステップと、
前記推定されたコルチゾールレベル波形に基づいて、前記使用者の前記メンタルバランス又はアンバランスのレベルを推定するステップと
を含む方法。
【請求項１５】
プログラムコード手段を備えるコンピュータプログラムであって、コンピュータ上で実行されると、前記コンピュータに請求項１４に記載の方法を実行させる、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、メンタルバランス又はアンバランス推定システム、及び使用者のメンタルバランス又はアンバランスのレベルを推定するための方法に関する。さらに、本発明は、使用者によって着用可能であり、そのようなメンタルバランス又はアンバランス推定システムを備えるウェアラブルデバイス、並びにそのような方法を実施する対応する処理ユニット及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
用語「アロスタシス」は、文献“Allostasis: A new paradigm to explain arousal pathology, In Fisher, S., Reason, J. (Eds.) Handbook of Life Stress, Cognition and Health, John Wiley and Sons, New York, (1988), p629-649”で紹介されている。ホメオスタシスは、身体の内部環境が、その構成器官の自己修正（負のフィードバック）作用によって一定に保たれることを強調する。アロスタシスは、知覚又は予想される要求を満たすように内部環境が変化することを強調する。即ち、アロスタシスは、身体が日常の事象に応答してホメオスタシスを維持する能動プロセスを指す。
【０００３】
論文“Central effects of stress hormones in health and disease: Understanding the protective and damaging effects of stress and stress mediators, B.S.McEwen, European Journal of Pharmacology 583 (2008), p174-185”に、健康状態及び疾病状態でのストレスホルモンの中枢効果が記載されている。ストレスは、脳内で始まり、脳、及び体の残りの部分に影響を及ぼす。急性のストレス応答（反応）は、神経系、心血管系、自律系、免疫系、及び代謝系の応答によって、適応及び生存を促す。慢性ストレスは、調節不全にされた上記の系により、病態生理を促進して、悪化させ得る。慢性ストレスの負担、及びそれに伴うヒトの行動の変化（喫煙、過食、飲酒、睡眠の質の低下；又は「ライフスタイル」と呼ばれる）は、アロスタティック過負荷と呼ばれる。慢性ストレスが健康に良くないことは明らかである。
【０００４】
ストレスの定量化は、例えば、国際公開第２００６／０９０３７１Ａ２号に記載されている。国際公開第２００６／０９０３７１Ａ２号は、使用者の１つ又は複数の生理学的パラメータを監視するためのシステム及び方法を開示する。システムは、１つ又は複数の生理学的パラメータを感知する１つ又は複数のウェアラブルセンサを備える。１つ又は複数の送信機が、モバイルモニタに、１つ又は複数の生理学的パラメータの値を示す信号をワイヤレスで送信する。モバイルモニタは、送信機から受信された信号を、専門知識を使用してリアルタイムで処理する第１の処理装置を備える。デバイスは、処理の結果の１つ又は複数の表示を提供する。一実施形態では、第１の処理装置は、第１の信号から、使用者の興奮状態を示すパラメータと、使用者の感情的状態を示すパラメータとの一方又は両方を計算するように構成される。さらに、使用者の興奮状態を示すパラメータの計算は、使用者の皮膚電気活動、心拍数、ＥＤＡ変動、及びＨＲ変動の任意の１つ又は複数に基づくアルゴリズムを使用して、使用者の交感神経活動又は副交感神経活動の評点を計算することを含むことができる。
【０００５】
現在、ストレスを定量化することだけでなく、実際に、（例えば、より厳しいライフスタイル又はより速いライフペースによる）ストレスのバランスを取ることがますます重要になっている。米国特許出願公開第２００９／０２６４７１１Ａ１号は、行動変容(behaviour modification)のための方法及び装置を開示する。動作中、装置は、どの状況が、望ましい及び望ましくない生理学的パラメータを引き起こすかを学習し、次いで、望ましくない行動を引き起こす状況に気付くように使用者に指導して、将来の発生を防止する。次いで、装置は、パラメータが高いステータスに達する前に、行動変容を推奨することがある。望ましくない生理学的パラメータを引き起こす状況が存在するときに使用者が警告されるので、装置は、望ましい生理学的パターンを生み出す活動又はコンテキストに置き換えるなど、状況を緩和するための方法を使用者に提案する。次いで、使用者は、状況を緩和するために、適切なステップを行うことができる。
【０００６】
しかしながら、アロスタシスからの逸脱及びアロスタティック過負荷の危険に関して、累積的ストレス負荷のリアルタイム査定を用いるシステムは、現在利用可能でない。従って、使用者のメンタルバランスを推定するための改良されたシステムを提供する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、改良されたメンタルバランス又はアンバランスシステム及び方法、並びにそのようなシステムを備えるウェアラブルデバイス、並びにそのような方法を実施する対応する処理ユニット及びコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、使用者のメンタルバランス又はアンバランスのレベルを推定するためのメンタルバランス又はアンバランス推定システムであって、使用者の皮膚コンダクタンスを感知するための皮膚コンダクタンスセンサを備え、経時的な皮膚コンダクタンスが、皮膚コンダクタンス波形を生成するシステムが提供される。このシステムは、さらに、皮膚コンダクタンス波形を受信して処理するための処理ユニットを備え、処理ユニットは、皮膚コンダクタンス波形での少なくとも１つの刺激応答を決定し、少なくとも１つの刺激応答に基づいて、使用者の推定コルチゾールレベル波形を決定し、推定コルチゾールレベル波形に基づいて、使用者の推定メンタルバランス又はアンバランスレベルを決定するように構成される。
【０００９】
本発明のさらなる態様では、使用者によって着用可能なウェアラブルデバイスであって、本発明によるメンタルバランス又はアンバランス推定システムを備えるデバイスが提供される。
【００１０】
本発明のさらなる態様では、処理ユニットが、皮膚コンダクタンス波形を受信して処理するために提供され、処理ユニットは、皮膚コンダクタンス波形での少なくとも１つの刺激応答を決定し、少なくとも１つの刺激応答に基づいてコルチゾールレベル波形を推定し、推定コルチゾールレベル波形に基づいて、使用者のメンタルバランス又はアンバランスのレベルを推定するように構成される。
【００１１】
本発明のさらなる態様では、使用者のメンタルバランス又はンバランスのレベルを推定するためのメンタルバランス又はアンバランス推定方法であって、皮膚コンダクタンス波形を受信するステップと、皮膚コンダクタンス波形での少なくとも１つの刺激応答を決定するステップと、少なくとも１つの刺激応答に基づいて、使用者のコルチゾールレベル波形を推定するステップと、推定されたコルチゾールレベル波形に基づいて、使用者のメンタルバランス又はアンバランスのレベルを推定するステップとを含む方法が提供される。
【００１２】
本発明の基本的な着想は、皮膚コンダクタンス測定に基づいて、（唾液中）コルチゾールレベル波形（経時的なコルチゾールレベル）を推定又はモデル化することである。刺激（又はストレス要因若しくは感情的事象）が、測定され得る皮膚コンダクタンス（又は皮膚コンダクタンス応答）での刺激応答を（短い潜伏期の後に）引き起こすことが知られている。本発明者らは、皮膚コンダクタンス波形での刺激応答（又は皮膚コンダクタンス応答）と、使用者の（唾液中）コルチゾール時間応答との間に特定の関係が存在することを見出している。即ち、測定された皮膚コンダクタンス応答（又は刺激応答）と、それに続くコルチゾール時間応答との間に特定の相関が存在する。刺激応答に連係されるコルチゾール応答は、特に、特定の（時間）潜伏期を有する。この潜伏期は、特に、刺激とその刺激応答との間の潜伏期よりもはるかに大きい。特に、皮膚コンダクタンス波形でのピークと、対応するコルチゾール時間応答のピークとの間に特定の潜伏期が存在することが判明している。また、本発明者らは、コルチゾール時間応答を、互いに累積又は加算することができることを見出している。
【００１３】
この知識を使用して、使用者のメンタルバランス又はアンバランスのレベルが推定され得る。メンタルバランスのレベルとメンタルアンバランスのレベルは、交換可能に使用され得ることを理解されたい。メンタルバランスは、メンタルアンバランスの逆であり、逆も成り立つ。高レベルのメンタルバランスは、低レベルのメンタルアンバランスに対応し、低レベルのメンタルバランスは高レベルのメンタルアンバランスに対応する。
【００１４】
特に、特定の時間枠（例えば、数時間の時間枠）内での後続の刺激（又はストレス要因）の累積的影響の定量化が提供され得る。本発明を用いて、アロスタティック負荷が査定され得るだけでなく、激しい刺激（又はストレス要因）の発生後、近い将来のストレス応答の変化の予測が与えられることができる。アロスタティック負荷は、累積的刺激応答の激しさ（又はバランス／アンバランス状態）と同様であるが、時間遅延がない。
【００１５】
システム又は方法は、（例えばウェアラブルデバイスを使用した）皮膚コンダクタンス測定から導出されるメンタルバランス（又はアンバランス）に関する尺度を推定又は導出する。メンタルバランス（又はアンバランス）のこの尺度又はレベルは、使用者（例えばヒト）のメンタルバランス（又はアンバランス）の現瞬間の状態の示唆を与えることができるだけでなく、今後のメンタルバランスのレベルの推定を行うこともできる。例えば、使用者は、後続の期間（例えば、次の６０分間）に生じ得るメンタルアンバランス期間に関して警告され得る。特に、激しい感情的事象の場合のアンバランスのレベルの推定又は予測は、特定の期間を将来に向かって（例えば、将来に向かって１５０分）延ばすことができる。従って、システム又は方法は、ヒトの健康に有害となり得る過剰ストレス状態を防止するように使用者（例えばヒト）をガイドすることができる。推定されるアンバランスレベルに基づいて、例えば将来に向かうそのような期間に車を運転しないようにという忠告の形態で、出力が使用者に対してレンダリングされ得る。さらに、システム又は方法は、場合によっては使用者の健康に有害である状況を予測するために、（例えば予定表からの）他の既知の今後の事象に関する今後のメンタルアンバランスの予想を使用することができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態は、従属クレームで定義される。特許請求される方法、ウェアラブルデバイス、又は処理ユニットが、特許請求されるシステム及び従属クレームで定義されるシステムと同様及び／又は同一の好ましい実施形態を有することを理解されたい。
【００１７】
第１の実施形態では、システムは、さらに、推定コルチゾールレベル波形を記憶するためのメモリを備え、推定コルチゾールレベル波形は、複数の推定コルチゾール時間応答を累積することによって決定され、ここで、各推定コルチゾール時間応答は、１つの刺激応答に基づく。従って、コルチゾール時間応答は、互いに加算される。特に、各時点に関して、その時点に関する異なるコルチゾール時間応答のコルチゾールレベルが追加され得る。このようにして、特定の時間枠（例えば、数時間の時間枠）内での後続の刺激（又はストレス要因）の累積的影響の定量化が提供され得る。これらの累積されたコルチゾール応答に基づいて、メンタルバランス（又はアンバランス）のレベルが推定され得る。
【００１８】
この実施形態の変形形態では、処理ユニットは、以下のように、各コルチゾール時間応答を推定するように構成される。
【数１】
2015503937.tif 000003
ここで、ｇは利得であり、ｃｒは上昇係数であり、ｃｄは減衰係数である。このようにして、現実の使用者の唾液中コルチゾール応答に非常に近いコルチゾール応答の推定が提供され得る。
【００１９】
別の変形形態では、推定コルチゾール時間応答は、システムに入力された使用者の性別を示す入力情報に依存する。使用者の性別を考慮に入れることによって、メンタルバランス（又はアンバランス）のレベルのより正確な推定が与えられることができる。
【００２０】
別の変形形態では、処理ユニットは、特定の開始時点で、少なくとも１つの刺激応答の１つを決定するように構成され、対応する推定コルチゾール時間応答は、その開始点を上記の特定の開始時点に有し、将来の所定の終了時点でのその終了点まで続く。このようにすると、所定の終了時間の長さの将来の期間にわたってコルチゾールレベル波形を計算及び／又は評価することによって、将来における今後のメンタルバランス（又はアンバランス）のレベルの推定又は予測が提供され得るか、又は、所定の終了時間の長さの過去の期間にわたってコルチゾールレベル波形を計算及び／又は評価することによって、使用者のメンタルバランス（又はアンバランス）の現瞬間の状態の推定が提供され得る。
【００２１】
変形形態では、対応する推定コルチゾール時間応答は、所定の上昇係数で、所定のピーク時点でのそのピーク点まで上昇し、所定の減衰係数で、所定の終了時点でのその終了点まで降下する。このようにして、現実の使用者の唾液中コルチゾール応答に非常に近いコルチゾール応答の推定が提供され得る。単に一例として、上昇係数は、２７〜２９、特に２８であり得、減衰係数は、男性の場合には２２〜２４、特に２３であり得、減衰係数は、女性の場合には１４〜１６、特に１５であり得、利得は、男性の場合には１５４〜１５６、特に１５５であり得、及び／又は利得は、女性の場合には２６９〜２７１、特に２７０であり得る。
【００２２】
変形形態では、所定のピーク時点は、特定の開始時点後、約３０分である。皮膚コンダクタンス波形でのピークと、対応するコルチゾール時間応答のピークとの間のこの潜伏期は、現実に非常に近いことが示されている。
【００２３】
別の変形形態では、所定の終了時点は、入力情報が使用者として女性を示す場合には、特定の開始時点後、約９０分であり、入力情報が使用者として男性を示す場合には、特定の開始時点後、約１５０分である。男性と女性どちらに関するこれらの終了時点も、現実に非常に近いことが示されている。
【００２４】
さらなる実施形態では、処理ユニットは、皮膚コンダクタンスの１次微分でのピークを決定することによって、皮膚コンダクタンス波形での少なくとも１つの刺激応答を決定するように構成される。これは、皮膚コンダクタンス信号での刺激応答（又はストレス要因）を決定する容易な方法である。
【００２５】
変形形態では、コルチゾール時間応答のピーク点の高さは、皮膚コンダクタンス波形の１次微分でのピークの高さに比例する。従って、コルチゾールレベル、従ってメンタルバランスのレベル（又はアロスタティック負荷への寄与）は、皮膚コンダクタンス波形又は信号の１次微分でのピークの高さによって定量化される。
【００２６】
別の実施形態では、処理ユニットは、推定されたコルチゾールレベル波形に基づいて、様々なメンタルバランス（又はアンバランス）のレベルを示す少なくとも３つ（以上）の異なる状態を決定するように構成される。このようにして、貴重なフィードバック又は出力が、使用者に提供され得る。少なくとも３つの状態は、例えば、「安全なバランス」状態、「警戒喚起」状態、及び「措置の実行」状態（例えば、「緑色」状態、「黄色」状態、及び「赤色」状態）でよい。
【００２７】
別の実施形態では、処理ユニットは、現時点に関する推定されるメンタルバランス又はアンバランスのレベルを決定するように構成される。このようにすると、特に、過去の時間間隔のコルチゾールレベル波形を評価することによって、使用者のメンタルバランス（又はアンバランス）の現瞬間の状態の推定が提供され得る。
【００２８】
別の実施形態では、処理ユニットは、将来の時点又は将来の期間に関する推定されるメンタルバランス又はアンバランスのレベルを決定するように構成される。このようにすると、将来の時間間隔に関して考慮するコルチゾールレベル波形を評価することによって、将来における今後のメンタルバランス（又はアンバランス）の推定又は予測が提供され得る。
【００２９】
別の実施形態では、システムは、使用者にメンタルバランス又はアンバランスのレベルを出力するための出力ユニットを備える。このようにすると、使用者は、自分の現在の及び／又は予測されるメンタルバランス（又はアンバランス）のレベルに関する情報を得ることができる。次いで、使用者は、それに従って行動してもよい。
【００３０】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、本明細書で以下に述べられる実施形態から明らかになり、それらの実施形態を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】例示的なコルチゾール時間応答を示す図である。
【図２】皮膚コンダクタンスセンサによって測定された例示的な皮膚コンダクタンス波形を示す図である。
【図３】一実施形態によるメンタルバランス又はアンバランス推定システムを示す図である。
【図４】一実施形態によるメンタルバランス又はアンバランス推定方法を示す図である。
【図５】例示的な刺激応答と、対応するコルチゾール時間応答とを示す図である。
【図６】複数の刺激と、対応するコルチゾール時間応答とを有する例示的な皮膚コンダクタンス波形を示す図である。
【図７】ａ）皮膚コンダクタンス波形と、ｂ）皮膚コンダクタンス波形の１次微分と、ｃ）推定された唾液中コルチゾールレベル波形との第１の例を示す図である。
【図８】ａ）皮膚コンダクタンス波形と、ｂ）皮膚コンダクタンス波形の１次微分と、ｃ）推定された唾液中コルチゾールレベル波形との第２の例を示す図である。
【図９】一実施形態による、ウェアラブルデバイスの斜視図である。
【図１０】使用者と、一実施形態によるメンタルバランス又はアンバランス推定システムとを示す図である。
【図１１ａ−ｄ】それぞれ、一実施形態によるメンタルバランス又はアンバランス推定システムの出力ユニットを示す図である。
【図１２】一実施形態によるメンタルバランス又はアンバランス推定システム又は方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
従来、ストレスに関するホルモンであるコルチゾールの役割が研究されてきた。例えば、参照により本明細書に組み込まれる論文“Consistent Sex Differences in Cortisol Responses to Psychological Stress, Clemens Kirschbaum, Phd, Stefan Wust, and Dirk Hellhammer, Phd, Psychosomatic Medicine 54 (1992), p648-657”に、心理的ストレスの内分泌学的影響が記載されている。
【００３３】
参照により本明細書に組み込まれる“Studies on adaptation, Selye H., Endocrinology 21(1937) p169-188”に記載されているように、視床下部−下垂体−副腎系（ＨＰＡ:hypothalamus-pituitary-adrenal axis）が、刺激のない条件下でも、身体的及び感情的ストレスなどの負担の下でも、哺乳類生物体の重要な生理学的機能を果たす。副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン（ＣＲＨ:corticotrophin-releasing hormone）によって仲介される中枢神経系内の構造に対する影響に加えて、ＨＰＡのほとんどの末梢効果及び中枢効果は、それぞれ主要グルココルチコイドホルモンコルチゾール（ヒトの場合）又はコルチコステロン（齧歯類の場合）によって変調される。一日を通じて適度なコルチゾールレベルが存在することが、心血管機能など基本的な生理学的プロセスのために必須である。他方で、参照により本明細書に組み込まれる“Physiological functions of glucocorticoids in stress and their relation to pharmacological actions, Munck A, Guyre PM, Holbrook NJ, Endocr Rev 5 (1984) p25-44”に記載されているように、活発なグルココルチコイド応答は、ストレス要因によってもたらされる悪影響を相殺又は防止することが示されている。
【００３４】
上記のKirschbaumらによる論文には、実験室環境における、心理社会的ストレスプロトコルに対する健康な青年及び成人の副腎皮質応答が記載されている。男性と女性どちらに関しても、唾液中のコルチゾールの反復測定によって、この応答の時間発展が決定されている。
【００３５】
図１は、例示的なコルチゾール時間応答を示す。図１は、上記のKirschbaumらによる論文に開示されている、男性（黒丸）と女性（白丸）に関するストレス応答によって引き起こされるコルチゾール時間応答を示す。コルチゾール時間応答は、経時的なコルチゾールレベル（図１では、ｎｍｏｌ／ｌの単位で測定された絶対値）の波形である。図１は、上記のKirschbaumらによる論文に開示されている結果であるが、一般的なコルチゾール時間応答を表す。この一般的なコルチゾール時間応答が、本発明に関連する。
【００３６】
本発明者らは、皮膚コンダクタンス波形での刺激応答（又は皮膚コンダクタンス応答）と、使用者の（唾液中）コルチゾール時間応答との間に特定の関係が存在することを見出している。即ち、測定された皮膚コンダクタンス応答（又は刺激応答）と、それに続くコルチゾール時間応答との間に特定の相関が存在する。刺激応答に連係されたコルチゾール応答は、特に、特定の（時間）潜伏期を有する。この潜伏期は、特に、刺激とその刺激応答との間の潜伏期よりもはるかに大きい。また、本発明者らは、コルチゾール時間応答を、互いに重ねて累積又は加算することができることを見出している。この知識を使用して、使用者のメンタルバランス又はアンバランスのレベルが推定され得る。
【００３７】
図２は、皮膚コンダクタンスセンサによって測定された例示的な皮膚コンダクタンス波形を示す。センサは、例えば、本明細書で開示されるウェアラブルデバイスに組み込まれることも、ウェアラブルデバイスを用いて計測されることもできる。図２でのｘ軸は、数時間の期間にわたる時間ｔを表し、ここでは、１６時（午後４時）頃から２２時３０分（午後１０時３０分）までである。従って、皮膚コンダクタンス波形は、数時間にわたって生成される。図２で、ｙ軸は、測定された皮膚コンダクタンス値を表し、これは、電気皮膚応答（ＧＳＲ:galvanic skin response）又は皮膚電気活動（ＥＤＡ:electrodermal activity）とも呼ばれ、μＳの単位で測定される。皮膚コンダクタンス波形の各点は、その特定の時点ｔで皮膚コンダクタンスセンサによって感知された皮膚コンダクタンス値を示す。皮膚コンダクタンス（又はＧＳＲ若しくはＥＤＡ）は、皮膚の導電率の尺度であり、これは、皮膚の水分レベル、即ち汗腺活動と共に変化する。感情的事象又は刺激は、より急峻な上昇勾配と、よりなだらかな下降勾配とを有するピークとして現れる。図２で、各ピークは、（迷走神経を介して皮膚の汗腺に伝達される）感情を刺激する事象に対する交換神経系の応答に対応する。このピークは、皮膚コンダクタンス応答（又は刺激応答）とも呼ばれる。感情を刺激する事象又は刺激は、身体的ストレスとみなされ得る身体運動とは対照的に、生理的ストレスとみなされ得る。従って、感情的事象又は刺激は、測定され得る皮膚コンダクタンス（又は皮膚コンダクタンス応答）における刺激応答を（短い潜伏期の後に）引き起こす。
【００３８】
図３は、一実施形態によるメンタルバランス又はアンバランス推定システム１００を示す。使用者のメンタルバランス又はアンバランスのレベル１２を推定（又は決定）するためのメンタルバランス又はアンバランス推定（又は決定）システムは、使用者の皮膚コンダクタンスを感知するための皮膚コンダクタンスセンサ２０を備える。経時的にセンサ２０によって測定された皮膚コンダクタンスは、皮膚コンダクタンス波形２２を生成する。さらに、システムは、皮膚コンダクタンス波形２２を受信して処理するための処理ユニット１０（又はメンタルバランス／アンバランスレベル推定ユニット、若しくはメンタルバランス／アンバランスレベル推定器）を備える。処理ユニット１０は、限定はしないが、例えば、マイクロプロセッサ／マイクロコントローラ、又は埋込型のマイクロコントローラなど、任意のタイプの適切な処理ユニット又は処理装置であり得る。皮膚コンダクタンスセンサ２０と処理ユニット１０とは、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）の一部であることも、又は２つの別個のデバイス内にあることもできることを理解されたい。
【００３９】
処理ユニット１０は、（例えば、皮膚コンダクタンスの１次微分を決定することによって）皮膚コンダクタンス波形２２での少なくとも１つの刺激応答を決定し、決定された少なくとも１つの刺激応答に基づいて、使用者のコルチゾールレベル波形を推定し、推定されたコルチゾールレベル波形に基づいて、使用者の推定メンタルバランス／アンバランスレベル１２を決定（又は計算）するように構成される。任意選択的に、図３に破線で示されるように、システムは、メンタルバランス又はアンバランスのレベル１２を使用者に対して出力又はレンダリングするための出力ユニット４０を備えることができる。出力ユニット４０と処理ユニット１０とは、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）の一部であることも、又は２つの別個のデバイス内にあることもできることを理解されたい。
【００４０】
さらに、システムは、推定されたコルチゾールレベル波形２８を記憶するためのメモリ１１を備えることができる。処理ユニット１０は、コルチゾールレベル波形２８をメモリ１１に記憶することができ、及び／又は記憶された波形をメモリ１１から読み出すことができる。処理ユニット１０は、各決定された刺激応答２４に関する推定コルチゾール時間応答２６を決定（又は計算）するように構成される。次いで、推定コルチゾール時間応答２６は、メモリ内のコルチゾールレベル又はコルチゾールレベル波形２８に追加される。従って、コルチゾールレベル波形２８を推定するために複数の推定コルチゾール時間応答２６が累積されて、コルチゾールレベル波形２８は、メモリ１１に記憶される。より具体的には、各時点に関して、その時点に関する異なるコルチゾール時間応答のコルチゾールレベルが追加又は累積される。メモリは、例えばメモリレジスタやＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）など、任意の適切なメモリであり得る。メモリ１１と処理ユニット１０とは、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）の一部であることも、２つの別個のデバイス内であることもあり得ることを理解されたい。
【００４１】
図４は、一実施形態によるメンタルバランス又はアンバランス推定方法を示す。使用者のメンタルバランス又はアンバランスのレベルを推定するための方法は、皮膚コンダクタンス波形を受信するステップＳ１と、（例えば皮膚コンダクタンスの１次微分を決定することによって）皮膚コンダクタンス波形での少なくとも１つの刺激応答を決定するステップＳ２と、決定された少なくとも１つの刺激応答に基づいて、使用者のコルチゾールレベル波形を推定するステップＳ３と、推定されたコルチゾールレベル波形に基づいて、使用者の推定メンタルバランス又はアンバランスレベルを決定するステップＳ４とを含む。また、これらのステップは、処理ユニット、又はコンピュータにこれらのステップを実施させるためのプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラムによって行われ得る。任意選択的に、破線で示されるように、この方法は、さらに、使用者にメンタルバランス又はアンバランスのレベルを出力するステップＳ５を含むことができる。
【００４２】
一例では、推定されたメンタルバランス（又はアンバランス）のレベルは、過去の時間間隔（例えば、女性の場合には過去に向かって９０分、男性の場合には過去に向かって１５０分）のコルチゾールレベル波形を計算及び／又は評価することによって、現時点（又は現瞬間）に関して決定される。例えば、処理ユニット１０は、過去の期間（例えば、過去の９０分）にわたるコルチゾールレベル波形２８をメモリ１１から読み出して、現時点に関するメンタルバランスのレベルを決定することができる。別の例では、推定されたメンタルバランス（又はアンバランス）のレベルは、将来の時間間隔（例えば、女性の場合には将来に向かって９０分、男性の場合には将来に向かって１５０分）のコルチゾールレベル波形を計算及び／又は評価することによって、将来の時点（又は将来の期間）に関して決定又は予測される。例えば、処理ユニット１０は、将来の期間（例えば、将来の９０分）に関するコルチゾールレベル波形２８をメモリ１１から読み出して、将来の時点に関するメンタルバランスのレベルを決定することができる。
【００４３】
図５は、皮膚コンダクタンス波形２２の例示的な刺激応答２４（又は皮膚コンダクタンス応答）（図５の上図）と、対応するコルチゾール時間応答２６（図５の下図）とを示す。図５で見られ得るように、刺激応答２４は、特定の開始時点ｔ１で決定され、対応する推定コルチゾール時間応答２６は、その開始点を上記の特定の開始時点ｔ１に有し、将来の所定の終了時点ｔ３でのその終了点まで続く。より具体的には、コルチゾール時間応答２６は、所定の上昇係数ｃｒで、所定のピーク時点ｔ２でのそのピーク点Ｐまで上昇し、所定の減衰係数ｃｄで、所定の終了時点ｔ３でのその終了点まで降下する。そのようなコルチゾール時間応答２６（又は応答曲線）は、以下の式を使用して推定又はモデル化され得ることが判明している。
【数２】
2015503937.tif 000004
ここで、ｇは利得であり、ｃｒは上昇係数であり、ｃｄは減衰係数である。特に、時間ｔは、分の単位で測定され得る。利得ｇは、ピーク点Ｐの高さに対応する。従って、コルチゾール時間応答曲線２６は、３つの主要な記述子、即ち、利得ｇ、上昇係数ｃｒ、及び減衰係数ｃｄを有する関数でモデル化し得る。このようにして、現実の使用者の唾液中コルチゾール応答に非常に近いコルチゾール応答の推定が提供され得る。刺激応答（又はストレス応答）及び対応するコルチゾール応答は、男性と女性で明確に異なる。従って、推定コルチゾール応答２６は、システム１００に入力される、例えば処理ユニット１０に入力される、使用者の性別を示す入力情報に依存し得る。情報は、例えば、使用者インターフェースを介して入力されることも、システム内にハードコードされることもあり得る。使用者の性別を考慮に入れることによって、メンタルバランス（又はアンバランス）のレベルのより正確な推定又は決定が与えられ得る。例えば、所定の終了時点ｔ３は、使用者の性別に依存する。特に、所定の終了時点ｔ３は、入力情報が女性を示す場合には、特定の開始時点ｔ１後、約９０分であり得、入力情報が男性を示す場合には、約１５０分であり得る。下降曲線は漸近線であるので、これらの値は、コルチゾール応答が（完全にではないが）実質的に消えているように選択される。従って、終了時点ｔ３で、コルチゾール時間応答のコルチゾールレベルは、ゼロであるか、又はゼロに近付く。
【００４４】
以下の表Ｉは、上の式（１）に従う、男性及び女性に関する心理社会的刺激（又はストレス要因）に対する３つの唾液中コルチゾール応答係数に関するモデリング結果を示す。表Ｉで見られ得るように、上昇係数ｃｒは、両方の性別に関して等しく、一方、減衰係数ｃｄは、大きく異なる。利得ｇは、男性に比べて、女性ではほぼ２倍である。
【表１】
2015503937.tif 000005
【００４５】
推定コルチゾール時間応答（経時的なコルチゾールレベル）は、実際のコルチゾール波形のコルチゾールベースレベルに追加的なものであり得る。コルチゾールの１日の波形において、常に、時間帯に依存するベースレベルが存在する。例えば、ベースレベルは、朝は、ヒトを目覚めさせるように高く、夜は、睡眠を促すように低い値に下がる。コルチゾールベースレベルのこれらの効果は、システムによって考慮に入れられるべきではない。本明細書で開示されるコルチゾール時間応答（曲線）は、コルチゾールベースレベルに追加するコルチゾールレベル量である。この追加の量は、特定の時間間隔（例えば約１５０分）後に消滅される。従って、推定コルチゾール時間応答のコルチゾールレベルは、実際の（絶対値）コルチゾールレベルの推定値ではない。
【００４６】
時間的に重畳する累積された（唾液中）コルチゾール応答が、推定コルチゾールレベル応答を生み出す。推定コルチゾールレベル波形が、皮膚コンダクタンス波形での刺激（又はストレス／興奮ピーク）に連動されるので、皮膚コンダクタンス波形での刺激（又はストレス要因）の発生の時間的な影響が、推定コルチゾールレベル波形で見えるようになる。後続の刺激（又はストレス要因）は、明らかに、重畳するコルチゾール応答を引き起こす。
【００４７】
従って、推定コルチゾールレベル波形２８は、複数の推定コルチゾール時間応答２６を累積することによって決定され得て、ここで、各推定コルチゾール時間応答２６は、１つの刺激応答２４に基づく。このようにして、特定の時間枠（例えば、数時間の時間枠）内での後続の刺激（又はストレス要因）の累積的影響の定量化が提供され得る。これらの累積されたコルチゾール応答に基づいて、メンタルバランス（又はアンバランス）のレベルが推定され得る。
【００４８】
図６は、複数の刺激２４ａ〜ｈと、対応するコルチゾール時間応答２６ａ〜ｈとを有する例示的な皮膚コンダクタンス波形２２を示す。特に、図６は、女性の皮膚コンダクタンス波形２２を示す。皮膚コンダクタンス波形２２は、複数の刺激２４ａ〜ｈ（又はストレス／興奮ピーク）を有する。各刺激応答２４ａ〜ｈに、対応する又はそれぞれの唾液中コルチゾール応答曲線２６ａ〜ｈが連動される。図６で見られ得るように、ピーク点Ｐの所定のピーク時点（図５でのｔ２）は、開始時点後、約３０分である。
【００４９】
次いで、時間的に重畳する複数の推定コルチゾール時間応答（例えば、一方では、図６でのコルチゾール応答２６ａ及び２６ｂ、他方では、コルチゾール応答２６ｃ〜ｈ）を累積することによって、推定コルチゾールレベル波形２８が決定される。従って、メンタルバランスは、ヒトの気分／ストレス状態が、細胞内コルチゾールに連係される累積的唾液中コルチゾールに関係付けられると仮定することによって、ヒトの気分／ストレス状態に対する後続の刺激（又はストレス要因）の累積的影響に基づいて決定又は推定される。
【００５０】
図７は、皮膚コンダクタンス波形２２（図７ａ））と、皮膚コンダクタンス波形の１次微分２２’（図７ｂ））と、推定された唾液中コルチゾールレベル波形２８（図７ｃ））との第１の例を示す。図８は、皮膚コンダクタンス波形２２（図８ａ））と、皮膚コンダクタンス波形の１次微分２２’（図８ｂ））と、推定された唾液中コルチゾールレベル波形２８（図８ｃ））との第２の例を示す。特に、図７ａ）又は図８ａ）は、平滑化処理された皮膚コンダクタンスを示し、図７ｂ）又は図８ｂ）は、皮膚コンダクタンスの１次微分ｄ（ＳＣ）／ｄｔと、対応するピーク（細い垂直線として示される）を示し、図７ｃ）又は図８ｃ）は、累積的コルチゾールを示す。基本的に、図７及び図８はそれぞれ、処理ユニット１０によって行われる信号処理を示し、この信号処理は、皮膚コンダクタンス波形又は信号２２に基づいて、推定されるメンタルバランス／アンバランスのレベル（又は累積的ストレス負荷）の決定をもたらす。
【００５１】
上で説明されたように、皮膚コンダクタンスセンサ２０は、（例えば２Ｈｚのレートで）皮膚コンダクタンスを測定する。次いで、皮膚コンダクタンス波形２２が生成される（図７ａ）又は図８ａ）参照）。次いで、処理ユニット１０は、皮膚コンダクタンスの１次微分２２’を決定して、刺激応答を決定する（図７ｂ）又は図８ｂ）参照）。処理ユニット１０は、皮膚コンダクタンスの１次微分でのピークを決定することによって、皮膚コンダクタンス波形での少なくとも１つの刺激応答を決定することができる。従って、各刺激応答は、（図７ｂ）又は図８ｂ）に細い垂直線で示される）皮膚コンダクタンスの１次微分でのピークとして現れる。次いで、処理ユニット１０は、複数の推定コルチゾール時間応答２６を累積することによって、推定コルチゾールレベル波形２８を推定又は決定し、各推定コルチゾール時間応答２６は、１つの刺激応答２４に基づく（図７ｃ）又は図８ｃ）参照）。次いで、処理ユニット１０は、推定コルチゾールレベル波形２８に基づいて、推定されるメンタルバランスのレベルを決定する。
【００５２】
上述されたように、感情的事象は、皮膚コンダクタンス波形２２又は信号でのピークをもたらす。これらのピークの立ち上がりエッジは、１次微分でのピークとして現れる。そのような刺激（又は感情的事象）の激しさ、及び従って、そのような事象のメンタルバランス又はアロスタティック負荷のレベルは、皮膚コンダクタンス波形又は信号の１次微分でのピークの高さによって定量化される。次いで、コルチゾール応答曲線２６（図１、又は図６の下図に示されるものなど）をメモリ又はブックキーピングレジスタ(bookkeeping register)に（例えば、女性の場合には将来に向かって９０分、及び男性の場合には将来に向かって１５０分にわたって）追加することによって、（唾液中）コルチゾールレベルに対するこれらの刺激（又は感情的事象）の寄与が決定される。（利得定数ｇによって制御される）事象のコルチゾール応答の高さ又はコルチゾール寄与は、その刺激応答に関する皮膚コンダクタンス波形２２の１次微分でのピークの高さに比例する。このようにして、感情を刺激する事象の影響は、唾液中（及び従って細胞内）コルチゾール濃度において、特定の期間、特に女性の場合には９０分、男性の場合には１５０分にわたって残る。現在のメンタルバランスステータスを査定するために、過去の事象をこれらの期間にわたって考慮する必要がある。従って、メンタルバランスの尺度は、一方で、一連の事象に関する高さ調節された（デルタ）ピークの畳み込みを計算し、他方で、式（１）でパラメータ化された男性又は女性の唾液中コルチゾール応答を計算することによって、蓄積された唾液中コルチゾールとして推定される。
【００５３】
ストレス要因がないとき、コルチゾールレベルは、特定の期間後、特に女性の場合には約９０分後、男性の場合には約１５０分後、コルチゾール時間応答曲線に従ってバックグラウンドレベルまで降下する。このとき、完全にバランスの取れた状態は、最後の大きな刺激又は刺激応答後、女性の場合には９０分、男性の場合には１５０分よりも長い時間経過した後の状態として定義される。完全にアンバランスの状態は、定義がより難しい。明らかに、わずか数分毎に際限なく続く一連の刺激（又はストレス要因）が生じるときには、定常状態が得られ、コルチゾールレベルは、知覚されるストレス要因の（累積的な）激しさに連係される。アロスタシス（過）負荷に関する文献によれば、そのような状況では、ある点で、アロスタティック過負荷に達したときに、ストレス応答が消える。定量的に定義するのが難しいにも関わらず、この状態は、「完全にアンバランス」という名称を割り当てられることができる。ヒトが突飛な行動を起こしやすいのは、この状態においてである。実用的な実装形態では、測定される特定の使用者の履歴（即ち、皮膚コンダクタンス測定から計算される最高コルチゾールレベル）に適応する「完全にアンバランス」の定義を行うことが常に可能である。
【００５４】
図７ｃ）に比べて、図８ｃ）ではさらに、累積的コルチゾールレベル又はコルチゾールレベル波形２８での３つの領域が示され、これらの領域は、メンタルバランス（又はアンバランス）の３つの対応する間隔又は領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃとされる。第１の領域１２ａでは、累積的コルチゾールレベルは、第１のしきい値ＴＨ１未満であり、第２の領域１２ｂでは、累積的コルチゾールレベルは、第１のしきい値ＴＨ１よりも高く、（第１のしきい値ＴＨ１よりも高い）第２のしきい値ＴＨ２未満であり、第３の領域１２ｃでは、累積的コルチゾールレベルは、第２のしきい値ＴＨ２よりも高い。各領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、メンタルバランス（又はアンバランス）の１つのレベル又は状態を示すか、又はそれらに対応する。第１の領域１２ａは、例えば、「安全なバランス」又は「緑色」レベル又は状態を示すことができ、第２の領域１２ｂは、「警戒喚起」又は「黄色」レベル又は状態を示すことができ、第３の領域１２ｃは、「措置の実行」又は「赤色」レベル又は状態を示すことができる。従って、図８ｃ）は、基本的には、「交通信号」カラーコードへの唾液中コルチゾールレベルの変換を示す。
【００５５】
アロスタティック負荷の例示的であるが限定的でない「交通信号」の解釈は、以下のようなものであり得る。「緑色」状態では、ヒトは、リラックスしており、落ち着いている。コルチゾールの特定のレベル（これは、ＵＭＡＣＬなど気分質問票によって試行中に決定され得る）で、「緑色」状態から「黄色」状態への移行が定義される。「黄色」レベル又は状態では、ヒトは、起こり得る危険を警戒しており、いくぶんストレスを受けている。「黄色」状態でのストレス要因に対する応答は、「緑色」状態のヒトの応答とは異なるようにはずである。「赤色」状態では、ヒトは、アロスタティック過負荷状態であり、ストレスのかかる事象の累積的影響がヒトに有害であるとみなされる。ヒトが非常に長い間「黄色」状態である場合、累積的アロスタティック負荷は、副腎疲労の現象を引き起こし、これは、感情的事象に対するコルチゾール応答の低下を伴う。コルチゾールは、警戒に関して、ヒトの活動に関する調整緩衝物質として機能するので、ヒトは、より長時間、より高い強度で警戒及び興奮状態のままである。ヒトは、この状態では、「イライラ」している。この場合、緑色状態と黄色状態の持続時間の割合は、バランスに関する尺度である。黄色状態に長時間留まり過ぎることは、ＨＰＡ系を消耗させ、赤色状態をもたらす。場合によっては、ストレス応答の統計から、副腎疲労による応答の低下が観察され得る。
【００５６】
図８でのコルチゾール曲線を詳細に観察すると、潜伏期が観察され得る。コルチゾールレベル波形２８は、ストレス要因後、約半時間（３０分）でピークを有する。これは、各感情的事象又はストレス要因に関して当て嵌まるが、この効果は、強い感情的事象又はストレス要因の場合に、よりはっきりと見える。この潜伏期は、システム（又はウェアラブルデバイス）の予測機能が、今後のピークを使用者（例えば、ウェアラブルデバイスの着用者）に警告できるようにする。そのような極大値では、新たなストレス要因に対する応答は、「普通の」ストレス応答とは異なる。応答は、よりアンバランスなものとなるはずであり、場合によっては、発作的な怒り、又は車の運転中にはロードレージ(road-rage)を引き起こすことさえある。図８の例では、一連のストレス要因後、不十分な回復しか可能にされず、「赤色」状態１２ｃでの期間をもたらした。約１時間の全く刺激のない（又は刺激応答のない）期間が、バランスをほぼ完全に回復した。
【００５７】
ここまで、「交通信号」カラーコード又は指示の形態での出力が説明されてきた。しかしながら、使用者へのメンタルバランスのレベル又は状態のフィードバック又は出力は、任意の他の適切な様式でも与えられ得ることを理解されたい。しかしながら、好ましい実施形態では、メンタルバランスの様々なレベルを示す３つ（以上）の異なる状態が識別される。「緑色」、「黄色」、及び「赤色」の代わりに、「リラックス」、「多忙」、及び「過負荷」、又は「:-)」、「:-|」、及び「:-(」など、他のコード又はシンボルが使用されることもある。
【００５８】
図９は、一実施形態による、使用者によって着用可能なウェアラブルデバイス３０の斜視図を示す。この実施形態では、ウェアラブルデバイス３０は、リストバンドの形態である。このリストバンドは、リストバンド材料部分３３と、ケーシング３４とを備える。リストバンド材料部分３３は、使用者の手首の周りに巻き付くことができる。ウェアラブルデバイス３０は、足首、脚、又は手など任意の他の適切な身体部位の周りにも着用され得ることを理解されたい。
【００５９】
ウェアラブルデバイス３０は、特に、本明細書で述べるメンタルバランス又はアンバランス推定システム１００を備えることができる。このようにすると、邪魔にならないウェアラブルな形態でメンタルバランス又はアンバランス推定システム１００が提供され得る。代替として、ウェアラブルデバイス３０は、皮膚コンダクタンスセンサ２０のみを備えることができ、システム１００の処理ユニット１０は、遠隔位置又はデバイス（例えば、リモートコンピュータ）に位置付けられ得る。
【００６０】
ウェアラブルデバイス３０は、皮膚コンダクタンスセンサ２０を備える。皮膚コンダクタンスセンサ２０は、皮膚コンダクタンス測定ユニット（図示せず）と組み合わせて、皮膚コンダクタンス電極３１、３２を備える。図９の実施形態では、２つの皮膚コンダクタンス電極３１、３２は、リストバンド材料部分３３に組み込まれる。ウェアラブルデバイス３０が使用者の身に付けられる又は使用者に着用されるとき、皮膚コンダクタンス電極３１、３２は、通常はそれほど毛が多くない手首の手掌側に接触するように配置され得る。このようにして、皮膚コンダクタンスのより良い測定が提供され得る。
【００６１】
皮膚コンダクタンス測定ユニットは、皮膚コンダクタンス電極３１、３２の間で使用者１の皮膚コンダクタンスを測定するように適合される。皮膚コンダクタンス電極３１、３２は、図９の実施形態では、リストバンド材料部分３３に組み込まれたワイヤを介して皮膚コンダクタンス測定ユニットに接続され得る。特に、皮膚コンダクタンス測定ユニット又はセンサは、少なくとも２つの皮膚コンダクタンス電極の間に電圧を印加するための電圧発生器、少なくとも２つの電極の間で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備えることができる。経時的に測定された皮膚コンダクタンスは、皮膚コンダクタンス波形（又はデータ）を生成する。皮膚コンダクタンス波形（又はデータ）は、例えば、ウェアラブルデバイス３０のメモリに記憶されることも、（ワイヤレス）送信機を使用して外部ユニットに（ワイヤレスで）送信されることもできる。
【００６２】
皮膚コンダクタンス測定ユニット及び／又は処理ユニット１０は、ウェアラブルデバイス３０のケーシング３４に組み込まれることができる。さらに、ウェアラブルデバイス３０は、出力データ又は推定レベル１２などのデータを、ワイヤレス通信リンクを介してワイヤレスで送信するための送信機を備えることができる。しかしながら、処理ユニット１０は、個別の部分であることもデバイスであることもでき、そのとき、ウェアラブルデバイス３０は、個別の部分又はデバイスに、（ワイヤレス）送信機を介して皮膚コンダクタンスデータを送信することを理解されたい。
【００６３】
図１０は、使用者１と、一実施形態によるメンタルバランス又はアンバランス推定システム１００とを示す。メンタルバランス又はアンバランス推定システム１００は、使用者１の皮膚コンダクタンスを感知するための皮膚コンダクタンスセンサ２０を備える。図１０で、皮膚コンダクタンスセンサ２０は、使用者１によって着用可能なリストバンドの形態でのウェアラブルデバイス３０に組み込まれる。しかしながら、皮膚コンダクタンスセンサ２０はまた、指、及び／又は手の手掌側など、他の適切な身体部位で皮膚コンダクタンスを感知することもできる。さらに、メンタルバランス又はアンバランス推定システム１００は、メンタルバランス又はアンバランスのレベル１２を使用者１に対して出力するための出力デバイス４０を備える。出力デバイス４０は、ポータブルであり得、例えば、図１０に示されるように使用者１のベルトにクリップ留めされ得る。図１０に示される出力デバイス４０は、メンタルバランス又はアンバランスのレベル１２を表示するための表示手段４１を備える。代替又は追加として、レベル１２は、音、光、及び／又は振動を使用して使用者１に対して出力され得る。出力デバイス４０は、（図１０に示されるような）個別のデバイスであることも、例えばセンサ２０を備えるウェアラブルデバイス３０に組み込まれることもできる。出力は、聴覚（例えば音）、視覚（例えば光）、及び／又は触覚（例えば振動）フィードバックなど様々なモダリティによるものであり得る。
【００６４】
メンタルバランス又はアンバランス推定システム１００は、さらに、図１０に示されるＥＣＧチェストベルト２０ａのような心電図（ＥＣＧ:electrocardiogram）センサなど追加のデバイスを備えることができる。ＥＣＧセンサは、使用者１の心電図を感知することができる。心電図から、ストレスに関係することが知られている心拍変動（ＨＲＶ:heart rate variability）が決定され得る。しかしながら、追加の測定のために、ＢＶＰ、呼吸、皮膚温度、脳波計測（ＥＥＧ:electroencephalography）／脳活動、活動測定（例えば、加速度計による）、及び／又は質問票など、他の適切な測定が使用され得る。
【００６５】
図１１ａ〜１１ｄは、それぞれ、一実施形態によるメンタルバランス又はアンバランス推定システム１００の出力ユニット４０を示す。図１０を参照して説明されたように、この例では、出力ユニット４０は、ディスプレイであるか、又はディスプレイを備える。図１１ａ〜ｄそれぞれにおいて、メンタルバランス（又はアンバランス）の状態又はレベルに関する情報は、カラー表示された速度計により伝達される。例えば、図１１ａの表示は、緑色であり得、「緑色」レベル又は状態を示し、図１１ｂの表示は、黄色であり得、「黄色」レベル又は状態を示し、図１１ｃの表示は、赤色であり得、「赤色」レベル又は状態を示し、図１１ｄの表示は、青色であり得、「青色」レベル又は状態を示す。従って、この例では、メンタルバランスの様々なレベルを示す４つの異なる状態が識別される。
【００６６】
一例では、この「交通信号」忠告表示は、本明細書で説明されるウェアラブルデバイス３０（又はリストバンド）の着用者に、近い将来（例えば、次の６０分）の「バランスの崩れる(out of balance)」期間に関して警告するために使用され得る。従って、ウェアラブルデバイス３０（又はリストバンド若しくはリストバンドＧＳＲセンサ）は、メンタルバランス／アンバランスのレベル（又はストレスレベル）を監視し、特定の時間枠（例えば、６０分）内で累積的ストレス応答を予測又は予想して、今後の、場合によっては有害な又は強い（感情的）アンバランス、又は高レベルのメンタルアンバランスを使用者に警告するために使用される。今後のメンタルアンバランスのレベルは、カラーコード化されたバー、又は（図１１ａ〜ｄに示されるように）ダッシュボードとして使用者に表示され、それにより、使用者は、自分が「赤色」状態又は区域に近付く瞬間をリストバンドディスプレイで見る。「赤色」区域に近付くことがシステム又はウェアラブルデバイス（例えばリストバンド）によって予想される場合、使用者は、例えば振動又は聴覚信号によって通知され得る。システム又はウェアラブルデバイス（例えばリストバンド）は、外部デバイス（例えばiPhone又はＰＣアプリケーション）と連動され得て、外部デバイスは、予測されるストレスピークに対処するための行動のヒント（例えば呼吸運動）、ストレスのかかる状況を避けるための忠告、ストレスのかかる状況にある場合には平静を保つための忠告、例えば、公園を散歩するなど、を提供することができる。また、外部デバイス（例えばiPhone又はＰＣ）は、ストレスを減少させることが知られている自然の画像の表示又はクラシック音楽を開始することもできる。
【００６７】
図１２は、一実施形態によるメンタルバランス又はアンバランス推定システム又は方法の流れ図を示す。システム１００は、皮膚コンダクタンスセンサ２０、特にウェアラブルデバイス３０（又はリストバンドＧＳＲセンサ）と、過去の感情的事象（又は刺激）に基づくメンタルアンバランスレベル推定器１１０と、将来の時点又は期間（例えば、今後の６０分間）に関するメンタルアンバランスレベル予測器（又は予想器）１２０と、カレンダーアプリケーション１３０（又は電子予定表）とを備える。図１２で見られ得るように、皮膚コンダクタンスセンサ２０又はウェアラブルデバイス３０（又はリストバンドＧＳＲセンサ）は、過去の感情的事象（又は刺激）に基づくメンタルアンバランスレベル推定器１１０に、皮膚コンダクタンス波形を送信する。メンタルアンバランスレベル推定器１１０は、上で説明されたように、現時点に関する推定メンタルアンバランスレベルを決定する。次いで、この推定メンタルアンバランスレベルは、使用者のカレンダーアプリケーション１３０からのデータに関連付けられる、又は関係付けられる。このカレンダーアプリケーション１３０は、例えば、外部デバイス（例えば、ＰＣ、ラップトップ、モバイルフォン、iPhoneなど）で実施され得る。代替として、又は累積的に、皮膚コンダクタンスセンサ２０又はウェアラブルデバイス３０（又はリストバンドＧＳＲセンサ）は、皮膚コンダクタンス波形を、将来の時点又は期間（例えば、今後の６０分間）に関するメンタルアンバランスレベル予測器（又は予想器）１２０に送信する。メンタルアンバランスレベル予測器１２０は、上で説明されたように、将来の時点又は将来の期間に関する推定メンタルアンバランスレベルを決定する。次いで、この推定メンタルアンバランスレベルは、使用者のカレンダーアプリケーション１３０からのデータに関連付けられる、又は関係付けられる。このようにして、メンタルアンバランスのレベルは、使用者のカレンダー内の今後の事象に関して予測又は予想され得る。これは、特に、現在のメンタルアンバランスのレベルと、特定の将来の期間（例えば、次の６０分）に関する予測（予想）されるメンタルアンバランスのレベルとの両方を考慮することによって実現される。
【００６８】
メンタルアンバランスレベル推定器１１０及び／又はメンタルアンバランスレベル予測器１２０は、同じ処理ユニット内に実装されることも、別個の処理ユニット内に実装されることもできることを理解されたい。さらに、メンタルアンバランスレベル推定器１１０及び／又はメンタルアンバランスレベル予測器１２０の処理ユニットが、ウェアラブルデバイス３０（特にリストバンドＧＳＲセンサ）内に位置付けられても、又は外部デバイス（例えば、ＰＣ、ラップトップ、モバイルフォン、iPhoneなど）内に位置付けられ得ることを理解されたい。
【００６９】
図１２に示されるこの例では、本明細書で述べるシステム１００又はウェアラブルデバイス３０（例えば、リストバンド、又は手首に装着されるＧＳＲセンサ）は、外部デバイス（例えば、ＰＣ、ラップトップ、モバイルフォン、iPhoneなど）上で動作するアプリケーションと組み合わせて使用されて、メンタルアンバランスのレベルを推定又は監視し、このメンタルアンバランスのレベルを解析し、それを使用者の電子予定表からのデータに関係付けて、今後の事象に対するメンタルアンバランスのレベルを予測又は予想する。これは、使用者の現在のメンタルアンバランスのレベルと、特定の時間間隔（例えば６０分の時間枠）での使用者の予測されるメンタルアンバランスレベルとを考慮に入れることによって行われる。このシステムは、メンタルアンバランスのレベルが高くなりすぎないように予定表内の事象を計画することを容易にし、また、使用者に、高いメンタルアンバランスのレベルの場合に対処するための行動指導を提供する。
【００７０】
軽量であり邪魔にならないウェアラブルデバイスが、本明細書で述べられ、このウェアラブルデバイスは、ヒトの感情的負荷（感情価に関係なく。即ち、感情は、ポジティブであることもネガティブであることでき、どちらも感情的負荷を成す）の発生及び強度（メンタルバランス（又はアンバランス）のレベルとも呼ばれる）を測定し、さらに、このデータを処理し、デバイスの使用者（又は着用者）のための出力（例えば交通信号忠告機能）を送って、現在のステータスを信号で知らせる、及び／又はバランスの崩れる期間（例えば、次の６０分間中の）に関して警告する。
【００７１】
本明細書では、特にウェアラブルデバイスで行われる皮膚コンダクタンス測定から導出されるメンタルバランスに関する尺度を導出するためのシステムが説明された。この尺度は、ヒトのメンタルバランスの現瞬間の状態の示唆を与えることができるだけでなく、今後のメンタルバランスのレベルの推定を行うこともできる。従って、この尺度は、ヒトの健康に有害となり得る過剰ストレス状態を防止するようにヒトを手引きすることができる。さらに、このシステムは、場合によってはヒトの健康に有害である状況を予測するために、（例えば予定表からの）他の既知の今後の事象に関する今後のメンタルバランスの予想を使用することができる。
【００７２】
本発明が、図面及び上記の説明において詳細に例示されて説明されているが、そのような例示及び説明は、例示的又は説明的であり、限定的ではないものとみなされるべきである。従って、本発明は、開示される実施形態に限定されない。開示される実施形態に対する他の変形形態は、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲を検討することにより、当業者によって理解され、特許請求される発明を実施する際に実施され得る。
【００７３】
特許請求の範囲において、用語「備える」は、他の要素又はステップを除外せず、単数形は、複数を除外しない。単一の要素又は他のユニットが、特許請求の範囲に記載される複数の項目の機能を満たすことがある。特定の手段が相互に異なる従属クレームに記載されているということだけでは、これらの手段の組合せが有利に使用され得ないことを示さない。
【００７４】
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固体状態媒体など、適切な媒体に記憶／分散されることがあるが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介してなど、他の形態で分散されることもある。
【００７５】
特許請求の範囲内のいずれの参照符号も、範囲を限定するものと解釈されるべきでない。
【図３】
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【図４】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【図１２】
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【図１】
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【図２】
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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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【国際調査報告】
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