(57)【要約】  本発明は、感情によって誘発されたコルチゾールの推定に基づいてユーザの感情状態を判定するためのデバイス、システム、及び方法に関する。デバイスは、神経ストレス反応に対応する１つ又は複数の測定された刺激反応を示す心理生理学的信号トレース２２を取得するためのインターフェース１１と、前記心理生理学的信号トレースを処理するための処理ユニット１２とを備え、前記処理ユニットは、前記心理生理学的信号トレース２２内の１つ又は複数の刺激反応２９を決定し、前記心理生理学的信号トレース２２内の決定された前記１つ又は複数の刺激反応２９に基づき、推定将来コルチゾールレベルトレース９３への第１の寄与９１を決定し、１つ又は複数の予期される将来の刺激反応９６に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレース９３への第２の寄与を決定９２し、前記推定将来コルチゾールレベルトレース９３への前記第１の寄与及び前記第２の寄与に基づき、前記ユーザの推定将来感情状態を決定する。本発明はさらに、対応するコンピュータプログラム及びウェアラブルデバイス３０に関する。
2020521571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感情誘発コルチゾール推定に基づきユーザの感情状態を決定するためのデバイスであって、前記デバイスは、
神経ストレス反応に対応する１つ又は複数の測定された刺激反応を示す心理生理学的信号トレースを取得するためのインターフェースと、
前記心理生理学的信号トレースを処理するための処理ユニットとを備え、前記処理ユニットは、
前記心理生理学的信号トレース内の１つ又は複数の刺激反応を決定し、
前記心理生理学的信号トレース内の決定された前記１つ又は複数の刺激反応に基づき、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の寄与を決定し、
１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の寄与を決定し、
前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び前記第２の寄与に基づき、前記ユーザの推定将来感情状態を決定する、デバイス。
【請求項２】
前記心理生理学的信号トレースは、経時的な前記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信号トレースである、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、
過去の第１の所定の時間窓における前記心理生理学的信号トレース内の決定された前記１つ又は複数の刺激反応に基づき、将来の第２の所定の時間窓における前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与を決定し、
前記第２の所定の時間窓において生じると予想される１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づき、前記将来の第２の所定の時間窓における前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の寄与を決定する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記予期される将来の刺激反応は、前記過去の第１の所定の時間窓における前記心理生理学的信号トレース内の１つ又は複数の過去の刺激反応に基づいて決定される、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第２の時間窓における前記１つ又は複数の刺激反応は、前記第１の時間窓における前記１つ又は複数の刺激反応に対して順番が同じ又は逆である、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の寄与を決定することは、前記心理生理学的信号トレースを外挿して、外挿された心理生理学的信号トレースを得ることと、前記外挿された心理生理学的信号トレース内の１つ又は複数の予期される将来の刺激反応を決定することと、前記１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の寄与を決定することとを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記処理ユニットは、前記外挿された心理生理学的信号トレースの少なくともあるセグメントが前記心理生理学的信号トレースのあるセグメントに対応するように、前記心理生理学的信号トレースを外挿する、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記処理ユニットは、前記外挿された心理生理学的信号トレースの少なくともあるセグメントが、時間に関して反転された、前記心理生理学的信号トレースのあるセグメントに対応するように、前記心理生理学的信号トレースを外挿する、請求項６に記載のデバイス。
【請求項９】
前記処理ユニットは、１つ又は複数の予期される将来の刺激反応を示す履歴データに基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の寄与を決定する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記処理ユニットは、
（ａ）１つ又は複数の第１の予期される将来の刺激反応に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の第２の寄与を決定して、
前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び前記第１の第２の寄与に基づき、前記ユーザの第１の推定将来感情状態を決定し、
（ｂ）ゼロ個以上の第２の予期される将来の刺激反応に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の第２の寄与を決定して、
前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の第２の寄与に基づき、前記ユーザの第２の推定将来感情状態を決定することによって、前記ユーザの第１及び第２の推定将来感情状態を決定する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の第２の寄与は、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の第２の寄与よりも低い、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
感情誘発コルチゾール推定に基づきユーザの感情状態を決定するためのシステムであって、前記システムは、
前記ユーザの神経ストレス反応に対応する１つ又は複数の測定された刺激反応を示す心理生理学的信号を測定するためのセンサと、
請求項１に記載のデバイスとを備える、システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムを備える、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１４】
感情誘発コルチゾール推定に基づきユーザの感情状態を判定するための方法であって、前記方法は処理ユニットによって実行され、前記方法は、
神経ストレス反応に対応する１つ又は複数の測定された刺激反応を示す心理生理学的信号トレースを取得するステップと、
前記心理生理学的信号トレース内の１つ又は複数の刺激反応を決定するステップと、
前記心理生理学的信号トレース内の決定された前記１つ又は複数の刺激反応に基づき、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の寄与を決定するステップと、
１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の寄与を決定するステップと、
前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び前記第２の寄与に基づき、前記ユーザの推定将来感情状態を決定するステップとを含む、方法。
【請求項１５】
前記方法はさらに、
過去の第１の所定の時間窓における前記心理生理学的信号トレース内の決定された前記１つ又は複数の刺激反応に基づき、将来の第２の所定の時間窓における前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与を決定するステップと、
前記第２の所定の時間窓において生じると予想される１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づき、前記将来の第２の所定の時間窓における前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の寄与を決定するステップとを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の寄与を決定するステップは、前記心理生理学的信号トレースを外挿して、外挿された心理生理学的信号トレースを取得するステップと、前記外挿された心理生理学的信号トレース内の１つ又は複数の予期される将来の刺激反応を決定するステップと、前記１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の寄与を決定するステップとを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記心理生理学的信号トレースを外挿するステップは、前記外挿された心理生理学的信号トレースの少なくともあるセグメントが、時間に関して反転された、前記心理生理学的信号トレースのあるセグメントに対応するように、前記心理生理学的信号トレースを外挿するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記方法はさらに、１つ又は複数の予期される将来の刺激反応を示す履歴データに基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の寄与を決定するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法はさらに、
（ａ）１つ又は複数の第１の予期される将来の刺激反応に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の第２の寄与を決定して、
前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び前記第１の第２の寄与に基づき、前記ユーザの第１の推定将来感情状態を決定し、
（ｂ）ゼロ個以上の第２の予期される将来の刺激反応に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の第２の寄与を決定して、
前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の第２の寄与に基づき、前記ユーザの第２の推定将来感情状態を決定することによって、前記ユーザの第１及び第２の推定将来感情状態を決定するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
コンピュータ上で実行されたとき、請求項１４から１９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、感情によって誘発されたコルチゾールの推定に基づいてユーザの感情状態を判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、前記方法を実行するための対応するコンピュータプログラムに関する。本発明はさらに、ユーザによって着用可能であって、感情誘発コルチゾール推定に基づいてユーザの感情状態を判定するためのシステムを備えるウェアラブルデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ストレスは、心拍数の増加、発汗の増加による皮膚コンダクタンスの増加、及び約２０〜３０分遅れて放出されるストレスホルモンコルチゾールなどの一連の身体反応によって特徴づけられる。これらの身体的反応は、脅威、驚き、又はストレスを引き起こすその他の刺激若しくはイベントなどの現実的又は知覚的ストレッサーに対する適切な反応を促進する。しかし、コルチゾール値が高すぎると逆効果となり認知機能障害を引き起こし（Ｋｌａａｓｓｅｎ，Ｅ．Ｂ．，ｄｅ  Ｇｒｏｏｔ，Ｒ．Ｈ．，Ｅｖｅｒｓ，Ｅ．Ａ．，Ｎｉｃｏｌｓｏｎ，Ｎ．Ａ．，Ｖｅｌｔｍａｎ，Ｄ．Ｊ．，＆Ｊｏｌｌｅｓ，Ｊ（２０１３）、Ｃｏｒｔｉｓｏｌ  ａｎｄ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  ｆａｔｉｇｕｅ：  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｎ  ｍｅｍｏｒｙ  ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｈｅａｌｔｈｙ  ｍａｌｅｓ．  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ，９４（１），１６７−１７４）、リスクを取る行動の増加に起因して意思決定に影響を及ぼす。
【０００３】
発明者の先行する特許出願であるＷＯ２０１３／０７６６１５Ａ１（ＵＳ２０１４／０２８８４０１Ａ１に対応）は、感情誘発コルチゾール推定に基づいてユーザの精神的平衡又は不平衡のレベルを推定するための精神的平衡又は不平衡推定システム及び方法を開示する。
【０００４】
ＷＯ２０１３／０７６６１５Ａ１に開示されたシステムは、ユーザ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、経時的に感知された皮膚コンダクタンスは皮膚コンダクタンストレースを形成する。システムは、皮膚コンダクタンストレースを受け取って処理するための処理ユニットをさらに備え、処理ユニットは、皮膚コンダクタンストレース内の少なくとも１つの刺激反応を決定し、決定された少なくとも１つの刺激反応に基づきユーザの推定コルチゾールレベルトレースを決定し、推定コルチゾールレベルトレースに基づきユーザの精神的平衡又は不平衡の推定レベルを決定するように構成される。
【０００５】
ＷＯ２０１３／０７６６１５Ａ１に記載されているソリューションは、特に蓄積ストレス負荷のリアルタイム評価に有利なアプローチを提供し、ユーザがアロスタティックオーバーロードのリスクを軽減するのを支援することができる。
【発明の概要】
【０００６】
感情誘発コルチゾール推定に基づいてユーザの感情状態を判定するためのさらに改善されたデバイス、システム、及び方法、並びにそのようなシステムを含むウェアラブルデバイスや、そのような方法を実装するコンピュータプログラムを提供することは好適であろう。
【０００７】
本発明の第１の側面によれば、感情誘発コルチゾール推定に基づいてユーザの感情状態を判定するためのデバイスが提示され、前記デバイスは、
（神経ストレス反応に対応する１つ又は複数の測定された刺激反応を示す）心理生理学的信号トレースを取得するためのインターフェースと、
前記心理生理学的信号トレースを処理するための処理ユニットとを備え、前記処理ユニットは、
前記心理生理学的信号トレース内の１つ又は複数の刺激反応を決定し、
前記（測定された過去の）心理生理学的信号トレース内の決定された前記１つ又は複数の（過去の）刺激反応に基づき、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の寄与を決定し、
１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の寄与を決定し、
前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び前記第２の寄与に基づき、前記ユーザの推定将来感情状態を決定するように構成される。
【０００８】
本発明のさらなる側面によれば、感情誘発コルチゾール推定に基づいてユーザの感情状態を判定するためのシステムが提示され、前記システムは、前記ユーザの神経ストレス反応に対応する１つ又は複数の測定された刺激反応を示す心理生理学的信号を測定するためのセンサと、上記デバイスとを備える。
【０００９】
本発明の他の側面によれば、上記システムを備える、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。
本発明のさらに別の側面によれば、感情誘発コルチゾール推定に基づいてユーザの感情状態を判定するための方法が提示され、前記方法は、
神経ストレス反応に対応する１つ又は複数の測定された刺激反応を示す心理生理学的信号トレースを取得するステップと、
前記心理生理学的信号トレース内の１つ又は複数の刺激反応を決定するステップと、
前記（測定された過去の）心理生理学的信号トレース内の決定された前記１つ又は複数の（過去の）刺激反応に基づき、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の寄与を決定するステップと、
１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の寄与を決定するステップと、
前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び前記第２の寄与に基づき、前記ユーザの推定将来感情状態を決定するステップとを含む。
【００１０】
本発明のさらに別の側面では、コンピュータ上で実行されたとき、本明細書に記載の方法のステップを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対応するコンピュータプログラム、及び、プロセッサによって実行されたとき、本明細書に記載の方法を実行させるコンピュータプログラム製品を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。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態が従属請求項に定義されている。クレームされるデバイス、システム、ウェアラブルデバイス、方法、コンピュータプログラム、及び媒体は、クレームされる装置と同様及び／又は同一の好適な実施形態を有し、特に、従属請求項に定義されているもの及び本明細書に開示されているものを有し得る。また、本発明に係る方法及びコンピュータプログラム製品は、本発明に係るデバイス／システムの対応する特徴と同様の理由で有利である。
【００１２】
本発明は、過去の測定された皮膚コンダクタンストレース内の少なくとも１つの刺激反応に基づく、ユーザの推定コルチゾールレベルトレースへの第１の寄与のみを考慮するのではなく、１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づく、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の寄与も考慮されるという点で、発明者の以前の出願（上述のＷＯ２０１３／０７６６１５Ａ１）に記載のソリューションをさらに改善するというアイデアに基づくものである。
【００１３】
ＷＯ２０１３／０７６６１５は、現在のコルチゾールレベルの良好な推定を提供できると認められる。また、ストレスホルモンコルチゾールの放出には、通常、その最大までに２０〜３０分の遅延が伴い、合計持続時間は約９０〜１５０分であるので、（過去に測定された）心理生理学的信号トレース内の１つ又は複数の刺激反応の測定は、現在のコルチゾールレベルの推定だけでなく、非常に近い将来（約１５分以下）に発生するコルチゾールレベルの推定又は予測も可能にする。現在の時点での皮膚コンダクタンスピークなどの刺激反応が２０〜３０分後に最大を迎えるコルチゾール寄与をもたらすことは確実なので、これは論理的である。
【００１４】
しかし、コルチゾールレベルトレースの推定は、現在の時点までの過去に行われた皮膚コンダクタンス測定にのみ基づくものであり、現在の時点と、コルチゾール予測が必要とされる潜在的な将来の時点との間に何が起こり得るかは考慮されていない。したがって、コルチゾールレベルは過小評価される可能性がある。将来、追加のストレス反応が引き起こされないという仮定は、ユーザが突然、刺激のない環境に変化するというシナリオとして見なすことができる。しかし、本明細書で提案されるソリューションは、人がストレッサーにさらされた状態にある場合、ストレッサーへの暴露は突然終了せずに、少なくとも近い将来において継続し得ると想定することが合理的であるという仮定に基づく。したがって、将来のコルチゾールへの関連付けられた寄与をもたらすと予想される１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づく推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の寄与が考慮されるという点で、コルチゾールレベル推定がさらに改善され得る。
【００１５】
これにより、本発明の一側面に係るソリューションは、（近い）将来におけるコルチゾール放出のより現実的かつ正確な推定を提供する。さらなる利点として、予測間隔の長さが延長され得る。
【００１６】
言い換えれば、過去の心理生理学的信号トレースは、現在の時点及びある程度近い将来の感情誘発コルチゾールの推定を可能にするが、本明細書で提案されるソリューションはそのような予測の精度を、現在の時点と、コルチゾール予測が計算される時点との間に生じ得るストレッサーの予想頻度及び深刻度の推定によって、さらに向上させることができる。
【００１７】
参照によりその全体が本明細書に援用されるＷＯ２０１３／０７６６１５Ａ１と同様に、基礎となる概念は、心理生理学的信号トレースの測定に基づき（例えば、皮膚コンダクタンス測定に基づき）、ストレスとリンクしている（唾液）コルチゾールレベルトレース（経時的なコルチゾールレベル）への（感情又はストレスに起因する）寄与を推定又はモデル化することである。刺激（又はストレッサー若しくは感情イベント）が、神経ストレス反応に対応する刺激反応（例えば、測定可能である皮膚コンダクタンスにおける反応（皮膚コンダクタンス反応））を（短い遅延を伴って）引き起こすことが知られている。ユーザの心理生理学的信号トレース（例えば、皮膚コンダクタンストレース）内の刺激反応（例えば、皮膚コンダクタンス反応）と、（唾液）コルチゾール時間反応との間には特定の関係があることがわかった。したがって、測定された刺激反応とその後のコルチゾール反応との間には特定の関係がある。特に、刺激反応にリンクされたコルチゾール反応には、特定の（時間）遅延が伴う。特に、この遅延は、刺激とその刺激反応との間の遅延よりもはるかに大きい。特に、皮膚コンダクタンストレース内のピークと対応するコルチゾール時間反応のピークとの間には特定の遅延があることがわかった。また、コルチゾール時間反応を累積したり、又は足し合わせたりできることがわかった。
【００１８】
同様に、（測定された過去の）心理生理学的信号トレース内の１つ又は複数の過去に決定された刺激反応に基づく推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の寄与、及び１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づく推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の寄与を累積又は足し合わせることも可能である。
【００１９】
この知見を用いると、（感情誘発）コルチゾールレベルはユーザの感情状態を示すので、ユーザの感情状態を、例えばＷＯ２０１３／０７６６１５Ａ１に記載されるユーザの精神的平衡又は不平衡のレベルを推定する形で推定することができる。
【００２０】
特に、測定された過去の刺激反応の第１の寄与、及び特定の将来の時間フレーム内の予期される将来の刺激反応に起因する第２の寄与の累積効果の定量化が提供され得る。したがって、本発明によれば、過去に測定された（深刻な）刺激（又はストレッサー）、及び発生すると予想される将来の刺激の影響を考慮に入れて、近い将来における変化したストレス反応の改善された予測を取得することができる。第２の寄与が考慮されない場合、将来コルチゾールレベルトレースが過小評価されるおそれがある。
【００２１】
一実施形態では、前記心理生理学的信号トレースは、経時的な前記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信号トレースである。この実施形態の利点は、皮膚コンダクタンスは例えばウェアラブルデバイスを用いて簡便に測定することができることであり、また、ユーザの神経ストレス反応の信頼できる指標を提供することがわかった。皮膚コンダクタンス信号トレースをＷＯ２０１３／０７６６１５Ａ１に詳細に記載されているように処理することで、１つ又は複数の刺激反応を決定することができる。加えて又は代替として、（速い）神経効果に関連付けられた他のパラメータ、例えば心拍数の増加、呼吸数の増加、瞳孔拡張、心拍変動（ＨＲＶ）、立毛筋（ｐｉｌｏｅｒｅｃｔｏｒ）の活性化、血管拡張や、より一般的にはＳＡＭ（ｓｙｍｐａｔｈｅｔｉｃ−ａｄｒｅｎｏ−ｍｅｄｕｌｌａｒｙ）経路に関連付けられたパラメータ、特に、神経ストレス反応に対応する刺激反応を示す／提供する（ノル）アドレナリン／アセチルコリン放出に関連付けられたパラメータの測定結果が評価され得る。
【００２２】
任意選択的に、前記処理ユニットは、過去の第１の所定の時間窓における前記心理生理学的信号トレース内の決定された前記１つ又は複数の刺激反応に基づき、将来の第２の所定の時間窓における前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与を決定し、前記第２の所定の時間窓において生じると予想される１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づき、前記将来の第２の所定の時間窓における前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の寄与を決定するように構成され得る。第１の時間窓は、現在の時点の直前であり得る。第２の時間窓は、現在の時点の直後にあり得る。好適には、前記処理ユニットは、前記第１の所定の時間窓内の１つ又は複数の過去の刺激反応に基づき、前記将来の第２の所定の時間窓内の１つ又は複数の予期される将来の刺激反応を決定するように構成される。これにより、第１の所定の時間窓内の刺激反応の影響が実質的に２回考慮される。ユーザが行っていたことを継続するとすれば、これは合理的な仮定である。
【００２３】
任意選択的に、前記予期される将来の刺激反応は、前記第１の所定の時間窓における前記心理生理学的信号トレース内の前記１つ又は複数の過去の刺激反応に基づいて決定される。例えば、予期される将来の刺激反応は、現在の時点の前の最後の数分間に基づいて、例えば、現在の時点の前の最後の５、１０、２０、又は３０分間における決定された刺激反応に基づいて決定され得る。急激な変化が起こる可能性は低いので、より新しいデータが考慮されることで精度が向上し得る。任意選択的に、心理生理学的信号トレース内の過去の刺激反応に関する情報が複数回使用され、例えば、現在の時点より前の第１の所定の時間窓の情報が、現在の時点の後の情報として複製され得る。この実施形態のさらなる利点は、メモリ要求が低減されることである。
【００２４】
任意選択的に、前記第２の時間窓における前記１つ又は複数の刺激反応は、前記第１の時間窓における前記１つ又は複数の刺激反応に対して順番が同じ又は逆であり得る。したがって、ユーザが行っていたことを継続するという仮定の下で正確な予測が立てられ得る。現在の時点に対して同様な絶対時間距離を有する情報の方がより高い相関が期待されるので、現在の時点の前の測定された刺激反応の順序に対して、現在の時点の後の予期される刺激の順序を逆にすることは合理的である。言い換えれば、１つ又は複数の刺激反応に関する情報は、現在の時点に関して好適にミラーリングされ得る。例えば、時間＋ｔ１（例えば５分後）における予期される刺激反応は、時間-ｔ１（例えば５分前）における決定された（測定された）刺激反応に対応し、時間＋ｔ２（例えば１０分後）における予期される刺激反応は、時間−ｔ２（例えば１０分前）における決定された（測定された）刺激反応に対応し得る。
【００２５】
任意選択的に、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の寄与を決定するステップは、前記心理生理学的信号トレースを外挿して、外挿された心理生理学的信号トレースを取得するステップと、前記外挿された心理生理学的信号トレース内の１つ又は複数の予期される将来の刺激反応を決定するステップと、前記１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の寄与を決定するステップとを含む。この実施形態の利点は、過去の測定された信号及び将来の予期される信号に対して同じ信号処理を継続的に適用できることである。ユーザが刺激反応を引き起こすそれまでの活動又はそのようなシナリオへの暴露を続ける場合、同様の心理生理学的信号トレースが予想され、現在の測定された心理生理学的信号が将来に外挿され得る。
【００２６】
任意選択的に、前記処理ユニットは、前記外挿された（将来の）心理生理学的信号トレースの少なくともあるセグメントが前記（測定された過去の）心理生理学的信号トレースのあるセグメントに対応するように、前記心理生理学的信号トレースを外挿するように構成され得る。したがって、信号トレースは少なくとも２回使用され、すなわち、（過去に）実際に測定された時間のために１回、及び将来の時間間隔の推定として１回使用され得る。例えば、将来の第２の時間窓の信号トレースは、過去の第１の時間窓のトレースに対応し得る。また、同じセグメントを２回保存する必要はないため、非常にメモリ効率の高い実装が可能となる。例えば、セグメントが保存されている同じメモリ部分をポインタが再度指定し得る。任意選択的に、前記外挿された心理生理学的信号を取得するために、近い過去の、好ましくは現在の時点の直前の心理生理学的信号トレースのセグメントが繰り返され得る。
【００２７】
任意選択的に、前記処理ユニットは、前記外挿された心理生理学的信号トレースの少なくともあるセグメントが、時間に関して反転された、前記心理生理学的信号トレースのあるセグメントに対応するように、前記心理生理学的信号トレースを外挿するように構成され得る。この実施形態の利点は、現在の時点に続く外挿された心理生理学的信号トレースの部分が、現在の時点の直前の心理生理学的信号トレースの部分に密接に関連していることである。
【００２８】
任意選択的に、前記処理ユニットは、１つ又は複数の予期される将来の刺激反応を示す履歴データに基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の寄与を決定するように構成され得る。例えば、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の寄与は、例えば、過去の日（例えば昨日、先週、同じ曜日、又は同様の休日若しくは就業日、又は類似する過去の測定された刺激反応のプロファイルを有する日）の同じ又は同様の期間からの１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づき決定され得る。
【００２９】
任意選択的に、前記処理ユニットは、１つ又は複数の予期される将来の刺激反応の重み付けされた組み合わせに基づき、前記１つ又は複数の予期される将来の刺激反応を決定するように構成され得る。例えば、セグメント複製、ミラーリング、平均化、及び／又は履歴データの使用などの上記方法のうちの１つ又は複数を使用した加重平均が使用され得る。同様に、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び前記第２の寄与に基づき前記ユーザの推定将来感情状態を決定する他に、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの１つ又は複数の追加寄与が考慮されてもよい。その場合、ユーザの推定将来感情状態はそれらに基づき決定され得る。
【００３０】
任意選択的に、前記処理ユニットは、
（ａ）１つ又は複数の第１の予期される将来の刺激反応に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の第２の寄与を決定して、
前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び前記第１の第２の寄与に基づき、前記ユーザの第１の推定将来感情状態を決定し、
（ｂ）ゼロ個以上の第２の予期される将来の刺激反応に基づき、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の第２の寄与を決定して、
前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の第２の寄与に基づき、前記ユーザの第２の推定将来感情状態を決定することによって、前記ユーザの第１及び第２の推定将来感情状態を決定するように構成され得る。この実施形態の利点は、複数の異なるシナリオを評価できることである。例えば、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の第２の寄与は、ユーザが行っていたことを継続するという仮定の下で決定され、一方、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の第２の寄与は、ユーザがストレッサーへの暴露を低減しようとするという仮定の下で決定され得る。例えば、ガイド付き呼吸、瞑想の開始、落ち着いた音楽や落ち着いた照明状況の提供など、ストレッサーへの対策の潜在的な効果が示され得る。当然ながら、ユーザがより激しい及び／又はよりストレスの多い状況にさらされる場合、推定将来感情状態に関する予測を行うことも可能である。さらに、複数の異なるプロファイル、特に、予期される将来の刺激への暴露の複数の異なる時間的プロファイル、及び対応する複数の予期される将来感情状態がシミュレートされてもよい。任意選択的に、ユーザが認知的により好ましくない状態に入ることが予想されるタイミング、及びその状態の予想継続期間が示され得る。
【００３１】
任意選択的に、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の第２の寄与は、前記推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の第２の寄与よりも低い。例えば、第２の推定は、ユーザが現在の時点からストレスを回避するという仮定に基づいて決定され得る。
【００３２】
任意選択的に、システムは、ユーザに将来感情状態を出力するための出力ユニットを備え得る。これにより、ユーザは、推定将来感情状態に関する情報を受け取ることができる。本明細書で使用されるユーザとの用語は、出力ユニットのユーザ、例えば臨床医や医療関係者を指してもよい。
【００３３】
好適には、ユーザの推定将来感情状態は、ユーザの瞬間的な感情状態（例えば、精神的平衡又は不平衡の状態）の指標を提供するだけでなく、複数の異なるシナリオにおけるユーザの将来感情状態の推定を行い得る。例えば、ユーザが行っていることを継続した場合には、後続する期間（例えば、次の３０分間）にかけてユーザが望ましくない推定将来感情状態になる可能性があることがユーザに警告され得る。特に、感情状態の推定又は予測、例えば激しい感情的イベントの場合における不平衡のレベルは、将来の特定の期間にかけて持続し得る（例えば、将来の１５０分間）。したがって、デバイス、システム、又は方法は、ユーザの健康に有害であり得る過度のストレス状態を回避するようにユーザ（例えば、人）をガイドすることができる。ユーザの推定将来感情状態に基づき、出力が、例えば、将来の前記のような期間にかけて車を運転するべきではないというアドバイスの形で、ユーザに提供され得る。さらに、様々なシナリオをユーザに提示することで、健康的な範囲内にとどまるためにどのようなストレッサーへの暴露が許容され得るかが示されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
本発明の上記及び他の側面は、以下に記載される実施形態を参照しながら説明され、明らかになるであろう。
【図１】図１は、ストレッサーに応じて生じる神経及びホルモンコルチゾール反応経路の図を示す。
【図２】図２は、例示的な刺激反応、及び対応するコルチゾール時間反応のグラフを示す。
【図３】図３は、複数の刺激及び対応するコルチゾール時間反応を有する例示的な皮膚コンダクタンストレースのグラフを示す。
【図４】図４は、ａ）皮膚コンダクタンストレースの第１の例、ｂ）皮膚コンダクタンストレースの１次導関数、及びｃ）推定唾液コルチゾールレベルトレースを示す。
【図５】図５は、感情誘発コルチゾール推定に基づいてユーザの感情状態を判定するためのシステムの一実施形態の概略図を示す。
【図６】図６は、感情誘発コルチゾール推定に基づいてユーザの感情状態を判定するための方法の概略図を示す。
【図７】図７は、ウェアラブルデバイスの概略図を示す。
【図８】図８は、心理生理学的信号トレース、時間ｔ０より前の決定された過去の刺激反応及び時間ｔ０より後の推定将来刺激反応、基準コルチゾールレベルトレース、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の寄与、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の寄与、並びに前記第１の寄与及び前記第２の寄与に基づく推定将来コルチゾールレベルトレースのグラフを示す。
【図９】図９は、図８の心理生理学的信号トレース、及び信号トレース全体についての検出された刺激反応のグラフを示す。
【図１０】図１０は、図８のグラフの拡大部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、ストレッサーに応じて生じる異なる神経及びホルモンコルチゾール反応経路の図を示す。被験者１がストレッサー２を経験するとき、ストレスに対する神経及びホルモンコルチゾール反応の異なる経路、すなわち、速いコルチゾール反応（例えば、数秒程度）をもたらすＳＡＭ（ｓｙｍｐａｔｈｅｔｉｃ−ａｄｒｅｎｏ−ｍｅｄｕｌｌａｒｙ）経路１０１と、遅いコルチゾール反応（例えば、数分程度）をもたらすＨＰＡ（ｈｙｐｏｔｈａｌａｍｉｃ−ｐｉｔｕｉｔａｒｙ−ａｄｒｅｎａｌ）経路１０２が存在する。ＳＡＭ経路１０１は、（ノル）アドレナリン／アセチルコリン放出１０３、及び０．５〜５秒後に続いて生じる速い神経効果１０４をもたらす。そのような速い神経効果には、心拍数の増加、呼吸数の増加、血圧の上昇、血糖値の増加、瞳孔の拡大、消化器系の減速、（アセチルコリンを介する）発汗などが含まれ得る。一方、ＨＰＡ経路１０２はコルチゾール放出１０５をもたらし、そしてコルチゾール放出は遅いホルモン効果１０６を引き起こす。これは、例えば２０〜３０分後に最も顕著であり、血圧の上昇、感情記憶の向上、警戒（ｖｉｇｉｌａｎｃｅ）の増加、肝臓内のグリコーゲンからグルコースの生産の増加などを含む。１つ又は複数の（測定された）刺激反応を示す心理生理学的信号トレースから速い神経効果を決定することにより、速い神経効果を、神経ストレス反応に対応する刺激反応として特定できることがわかった。以下の非限定的な例では、心理生理学的信号トレースは、時間経過に伴う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信号トレースであり、刺激反応は皮膚コンダクタンス反応である。さらなる詳細については、ＷＯ２０１３／０７６６１５で提供される背景情報を参照されたい。
【００３６】
図２は、皮膚コンダクタンストレース（図２の上図）の例示的な刺激反応２４（ここでは皮膚コンダクタンス反応ＳＣ）、及び対応するコルチゾール時間反応２６（図２の下図）のグラフを示す。図２に見られるように、刺激反応２４は、特定の開始時点ｔ１において決定され、対応するコルチゾール時間反応２６は、特定の開始時点ｔ１に始点を有し、未来の所定時間ｔ３における終点まで続く。より具体的には、コルチゾール時間反応２６は、所定のピーク点時間ｔ２におけるピーク点Ｐまで、所定の上昇係数ｃｒで上昇し、所定の時間ｔ３における終点まで、所定の減衰係数ｃｄで下降する。このようなコルチゾール時間反応２６（又は反応曲線）は、次の方程式を使用して推定又はモデル化できることがわかった。
【数１】
2020521571.tif 000003
ここで、ＣＯ（ｔ）はコルチゾール時間反応であり、ｇはゲインであり、ｃｒは上昇係数であり、ｃｄは減衰係数である。特に、時間ｔは分単位で測定され得る。ゲインｇはピーク点Ｐの高さに対応する。したがって、コルチゾール時間反応２６は、ゲインｇ、上昇係数ｃｒ、及び減衰係数ｃｄの３つの記述子を有する関数でモデル化することができる。このようにして、実際のユーザの唾液コルチゾール反応に近似するコルチゾール反応の推定を提供することができる。
【００３７】
刺激反応（又はストレス反応）及び対応するコルチゾール反応は、明らかに男女間で異なる。したがって、推定コルチゾール時間反応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）、ユーザの性別を示す入力情報に依存し得る。情報は、例えば、ユーザインターフェースを使用して入力されたり、又はシステムにハードコーディングされたりし得る。ユーザの性別を考慮に入れることにより、コルチゾールレベルをより正確に推定し、したがって、ユーザの推定（将来）感情状態をより正確に推定することができる。例えば、所定の終了時点ｔ３はユーザの性別に依存し得る。特に、入力情報が女性を示す場合、所定の終了時点ｔ３は特定の開始時点ｔ１から約９０分であり、入力情報が男性を示す場合は約１５０分であり得る。あるいは、同じ終点ｔ３を両方の性別に使用してもよく、例えば、ｔ３は両方の性別で１８０分であり得る。下降曲線は漸近線であるため、これらの値は、コルチゾール反応が実質的に消滅する（厳密にはしないが）ように選択される。したがって、終了時点ｔ３において、コルチゾール時間反応のコルチゾールレベルはゼロである又はゼロに近い。
【００３８】
表１は、上記の式（１）に基づく、男性と女性についての心理社会的刺激（又はストレッサー）に対する３つの唾液コルチゾール反応係数のモデリング結果を示す。表１では例示的な値が提供されている。この例では、上昇時定数ｃｒは男女ともにほぼ等しくなる一方、減衰時定数ｃｄは大きく異なり得る。ゲインパラメータｇは、男性よりも女性の方が約１．５倍大きくなる可能性がある。
【表１】
2020521571.tif 000004
【００３９】
推定コルチゾール時間反応（経時的なコルチゾールレベル）は、実際のコルチゾールトレースのコルチゾールベースレベルに対して付加的であり得る。コルチゾールの１日トレースでは、時刻に依存するベースレベルが常に存在し得る。コルチゾール反応曲線は、例えば４．２ｎｍｏｌ／ｌのベースラインコルチゾール値を有し得る。例えば、朝は人を起床させるために値が高く、夕方は睡眠を促進するために低い値に下がる。システムは、コルチゾールベースレベルのこれらの影響を必ずしも考慮する必要はなく、任意に選択され得る。本明細書に開示されるコルチゾール時間反応（曲線）は、コルチゾールベースレベルに対して付加的なコルチゾールレベル量として考えることができる。この追加量は、特定の期間（例えば約１５０分）後に消滅する。したがって、推定コルチゾール時間反応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。
【００４０】
時間的に重複する累積（唾液）コルチゾール反応は、刺激反応に基づいて決定される推定コルチゾールレベルトレースを生成する。推定コルチゾールレベルトレースは心理生理学的信号トレース（ここでは皮膚コンダクタンストレース）における刺激（又はストレス／覚醒ピーク）に結合されるため、推定コルチゾールレベルトレースにおいて、刺激（又はストレッサー）の発生及び皮膚コンダクタンストレースの時間的効果を見ることができる。連続する刺激（又はストレッサー）は、明らかにコルチゾール反応の重複を引き起こす。
【００４１】
したがって、推定コルチゾールレベルトレース２８は、複数の推定コルチゾール時間反応２６を累積することにより決定され、ここで、各推定コルチゾール時間反応２６が１つの刺激反応２４に基づく。それぞれが刺激反応２４に対応する複数のコルチゾール時間反応２６を含む推定コルチゾールレベルトレース２８は、例えば式（１）によって与えられ、図２の下のグラフに示されるように、それぞれの皮膚コンダクタンスピーク（の高さ）を用いてテンプレートコルチゾール反応曲線の畳み込みを展開することによって決定され得る。このようにして、特定の時間枠（例えば、数時間の時間枠）における連続する複数の刺激（又はストレッサー）の累積効果の定量化を提供することができる。これらの累積されたコルチゾールコルチゾール反応に基づいて、精神的平衡（又は不平衡）のレベルなどの感情状態を推定することができる。好適な精神状態は、過剰刺激と刺激不足との間である。
【００４２】
図３は、複数の刺激２４ａ〜ｈ及び対応するコルチゾール時間反応２６ａ〜ｈを有する例示的な皮膚コンダクタンストレース２２を示す。特に、図６は、女性の皮膚コンダクタンストレース２２を示す。皮膚コンダクタンストレース２２は、複数の刺激２４ａ〜ｈ（又はストレス／覚醒ピーク）を有する。各刺激反応２４ａ〜ｈには、対応する又はそれぞれの唾液コルチゾールコルチゾール反応曲線２６ａ〜ｈが結合している。図６からわかるように、ピーク点Ｐの事前定義されたピーク時点（図２のｔ２）は、開始時点から約３０分後である。
【００４３】
次に、時間的に重複する複数の推定コルチゾール時間反応を累積することにより、推定コルチゾールレベルトレース２８が決定される（例えば、一方では図６のコルチゾールコルチゾール反応２６ａ及び２６ｂ、他方ではコルチゾールコルチゾール反応２６ｃ〜ｈ）。したがって、感情状態は、連続する複数の刺激（又はストレッサー）の累積効果に基づき（例えば、人の気分／ストレス状態に基づき）、細胞内コルチゾールに結び付けられている累積唾液コルチゾールに累積効果が関連付けられていると仮定することにより、決定又は推定され得る。
【００４４】
図４は、皮膚コンダクタンストレース２２の第１の例（図４ａ））、皮膚コンダクタンストレースの１次導関数２２’（図４ｂ））、及び推定唾液コルチゾールレベルトレース２８（図４ｃ））を示す。特に、図４ａ）は平滑化された皮膚コンダクタンスを示し、図４ｂ）は皮膚コンダクタンスの一次導関数ｄ（ＳＣ）／ｄｔ及び対応するピーク（細い垂直線として示されている）を示し、図４ｃ）は推定累積コルチゾールを示す。
【００４５】
図５は、感情誘発コルチゾール推定に基づいてユーザの感情状態を判定するためのシステム１００の例示的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等の心理生理学的信号を測定するためのセンサ２０を備える。センサ２０によって経時的に測定された心理生理学的信号は、心理生理学的信号トレース２２を形成する。システム１００はさらに、感情誘発コルチゾール推定に基づいてユーザの感情状態を判定するためのデバイス１０を備える。デバイス１０は、心理生理学的信号トレース２２（神経ストレス反応に対応する１つ又は複数の測定された刺激反応２４を示す）を取得するためのインターフェース１１、及び心理生理学的信号トレース２２を処理するための処理ユニット１２を備える。処理ユニット１２は、例えば、限定はされないが、適切に適合されたマイクロプロセッサ／マイクロコントローラ又は組み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であり得る。任意選択的に、処理ユニット１２は、本明細書に記載の機能、すなわち心理生理学的信号トレースの処理を達成するために、本明細書に記載の方法のステップを独立して実行するように構成された、又は、本明細書に記載の方法のステップ若しくはサブルーチンを複数のプロセッサが協働して実行するように構成された複数のマイクロプロセッサを含み得る。さらに、システム１００／デバイス１０がクラウドコンピューティングシステム内に実装される場合、様々なハードウェアコンポーネントが別々の物理システムに属し得る。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）の一部であってもよいし、又は別個のデバイス内に存在し得ることが理解されるであろう。
【００４６】
処理ユニット１２は、（例えば、心理生理学的信号トレースの一次導関数を評価することによって、又は他の特徴検出方法によって）心理生理学的信号トレース２２内の１つ又は複数の刺激反応２４を決定（又は計算）し、心理生理学的信号トレース内の決定された１つ又は複数の刺激反応に基づき、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の寄与を決定し、１つ又は複数の予期される将来の刺激反応に基づき、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の寄与を決定し、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の寄与及び第２の寄与に基づき、ユーザの推定将来感情状態を決定するように構成される。
【００４７】
任意選択的に、図５の破線によって示されるように、システムは、推定将来感情状態１６をユーザに出力又は表示するための出力ユニット４０を備え得る。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）の一部であってもよいし、又は２つの別個のデバイス内に存在し得る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、同じ場所又は離れた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得る。同様に、処理ユニット１２は、例えば、対応するアプリを実行することによって上記機能を実行するように適合された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得る。
【００４８】
システム１００は、推定将来コルチゾールレベルトレースを記憶するためのメモリ１３をさらに備え得る。推定将来コルチゾールレベルトレースは、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の寄与及び第２の寄与を累積することによって決定され得る。推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の寄与は、複数の推定コルチゾール時間反応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反応２６は、（測定された過去の）心理生理学的信号トレース内の決定された複数の刺激反応２４のうちの１つに基づく。同様に、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の寄与は、複数の推定コルチゾール時間反応を累積することによって決定され、各コルチゾール時間反応は、複数の予期される将来の刺激反応のうちの１つに基づく。
【００４９】
したがって、推定将来コルチゾールレベルトレースは、決定された刺激反応及び予期される将来刺激反応のそれぞれについて、対応する推定コルチゾール時間反応を推定将来コルチゾールレベルトレースに追加することによって確立され得る。したがって、複数の推定コルチゾール時間反応２６を累積することで将来のコルチゾールレベルトレースを推定し、メモリ１３に保存することができる。メモリ１３は、デバイス１０の一部であってもよいし、外部メモリであってもよい。より具体的には、各時点について、その時点の複数の異なるコルチゾール時間反応のコルチゾールレベルが加算又は累積され得る。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であり得る。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）の一部であってもよいし、又は２つの別個のデバイス内に存在し得ることが理解されるであろう。
【００５０】
図６は、感情誘発コルチゾール推定に基づいてユーザの感情状態を判定するための方法２００の概略図を示す。方法２００は、神経ストレス反応に対応する１つ又は複数の測定された刺激反応を示す心理生理学的信号トレース（データ）を取得する（すなわち、受け取る又は取り出す）第１のステップＳ１を含む。例えば、心理生理学的信号トレースは、センサ（又は前処理ユニット）からの出力データとして直接取得されてもよいし、又は、メモリや病院情報システム（ＨＩＳ）、若しくはユーザの電子健康記録（ＥＨＲ）などの記憶手段から取り出されてもよい。
【００５１】
次のステップＳ２において、心理生理学的信号トレース内の１つ又は複数の刺激反応が決定される（例えば、一次導関数を評価することにより）。ステップＳ３において、前のステップＳ２で決定された心理生理学的信号トレースに内の決定された１つ又は複数の刺激反応に基づいて、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の寄与が決定される。
【００５２】
ステップＳ４において、１つ又は複数の予期される将来刺激反応に基づいて、推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の寄与が決定され、ステップＳ５において、先行するステップＳ３及びＳ４で決定された推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１及び第２の寄与に基づいて、ユーザの推定将来感情状態が決定される。これらのステップは処理ユニットによって、又はコンピュータにこれら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によって実行されてもよい。
【００５３】
任意選択的に、破線で示されるように、上記方法はさらに、ユーザの推定将来感情状態を、例えばユーザ自身に又は医療従事者に出力するステップＳ６を含むことができる。
【００５４】
図７は、一実施形態に係る、ユーザによって着用可能なウェアラブルデバイス３０の実施形態を示す。この実施形態では、ウェアラブルデバイスはスマートウォッチの形態である。スマートウォッチは、リストバンド３３とケーシング３４を備える。リストバンド３３は、ユーザの手首の周りに巻かれ得る。ウェアラブルデバイスは、足首又は手などの身体の別の適切な部分の周りに装着されてもよく、又は、身体の他の部分への取り付けに適合させられてもよいことが理解されよう。
【００５５】
ウェアラブルデバイス３０はさらに、感情誘発コルチゾール推定に基づいてユーザの感情状態を判定するための、提案されるシステム１００を備え得る。このようにすることで、対応するシステム１００は、目立たず、着用可能な形式で提供され得る。あるいは、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のみを備えてもよく、システム１００のデバイス１０は、遠隔地に位置するか又は遠隔デバイス（例えば、遠隔コンピュータ、スマートフォン、又は患者モニタ）内に実装されてもよい。
【００５６】
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を含む。皮膚コンダクタンスセンサは、皮膚コンダクタンス測定ユニット（図示せず）と組み合わせて第１及び第２の皮膚コンダクタンス電極３１、３２を備え得る。図７の実施形態では、２つの皮膚コンダクタンス電極３１、３２がウェアラブルデバイスのケーシングに組み込まれているが、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、ウェアラブルデバイス３０がユーザによって着用されたときに手首の上側に接触するように配置され得る。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、Ｐｈｉｌｉｐｓのディスクリート張力インジケータＤＴＩ−４である。
【００５７】
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間のユーザ２の皮膚コンダクタンスを測定するように構成される。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間に電圧を印加する電圧発生器、少なくとも２つの電極間の電流を検知するための検知ユニット、及び／又は検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得る。この実施形態では、経時的に測定された皮膚コンダクタンスは、心理生理学的信号トレース（又はデータ）を形成する。心理生理学的信号トレース（又はデータ）は、例えば、ウェアラブルデバイス３０のメモリに保存され、又は（無線）送信機を使用して外部ユニットに（無線）送信され得る。皮膚コンダクタンス測定ユニット及び／又はデバイス１０（図５）は、ウェアラブルデバイス３０のケーシング３４に組み込まれてもよい。ウェアラブルデバイス３０はさらに、無線通信リンクを介してデータ（例えば、出力データ又はユーザの推定感情状態１６など）を無線送信するための送信機を備え得る。しかし、デバイス１０又は処理ユニット１２は別個の部品又はデバイスでもあり、その場合、ウェアラブルデバイス３０は（無線）送信機を介して心理生理学的データを別個の部品又はデバイスに送信することが理解されよう。
【００５８】
好適には、システムはさらに、ユーザ１の感情状態を出力するための出力ユニットを備え得る。出力ユニット４０は、別個のデバイスでもよいし、又は例えば、スマートウォッチの形態のセンサ２０を備えるウェアラブルデバイス３０に組み込まれてもよい。また、外部出力ユニット４０（例えば、対応するアプリを実行するスマートフォン）を使用することで、デバイス１０又はウェアラブルデバイス３０と結合されてもよい。
【００５９】
図８は、本発明の非限定的な実施形態における、皮膚コンダクタンスセンサ２０により測定された皮膚コンダクタンストレースの形態の例示的な心理生理学的信号トレース２２を示す。横軸は、数時間の期間の時間ｔを示し、ここでは、真夜中から真夜中までの丸１日である。縦軸は、ガルバニック皮膚反応（ＧＳＲ）又は皮膚電気活動（ＥＤＡ）とも呼ばれる皮膚コンダクタンストレースの測定された皮膚コンダクタンス値ＳＣを示す（単位はμＳ）。皮膚コンダクタンストレースの各ポイントは、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検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、皮膚の電気伝導度の尺度であり、水分レベル、したがって汗腺の活動によって変化する。
【００６０】
感情的なイベント又は刺激は、通常、急な上昇勾配と緩やかな下降勾配を有するピークとして表れる。図８では、各ピークは感情を高めるイベントに対する交感神経系の反応に対応する（迷走神経を介して皮膚の汗腺に伝達される）。このピークは、皮膚コンダクタンス反応（又はより一般的には刺激反応）とも呼ばれる。身体的ストレスと見なすことができる身体的運動とは対照的に、感情を高めるイベント又は刺激は心理的ストレスと見なすことができる。したがって、感情的イベント又は刺激は、測定可能な皮膚コンダクタンスの刺激反応を引き起こす（図２に示されるように、短い遅延とともに）。皮膚コンダクタンスの例示的な特に顕著なピークが、図８の矢印２４ａ及び２４ｂによって示されている。上記のように、ストレス反応はさらに、より遅い時間スケールでの（例えば、２０〜３０分の遅延）ホルモン効果を含む。推定コルチゾールレベルトレースのピーク２４ａ及び２４ｂに対するｇ反応が、参照番号２６ａ及び２６ｂで示されている。ＷＯ２０１３／０７６６６１５Ａ１に例示的に記載されているように、心理生理学的信号トレース２２内の刺激反応は、一次導関数を取得して皮膚コンダクタンスピークを特定することにより決定することができる。
【００６１】
図８では、所定の時間間隔内、例えば１分以内に生じる刺激反応が、棒グラフ２９のトレースによって示されている。例えば、図８に示される棒グラフは、刺激反応の尺度として、１分あたりの立ち上がりエッジ振幅の合計を示し得る。そのため、この例では、棒グラフは皮膚コンダクタンス反応（ＳＣＲ）頻度、及び皮膚コンダクタンスレベル（ＳＣＬ）を表す。時間間隔（例えば１分あたり）あたりの立ち上がりエッジの合計は、皮膚コンダクタンスの１次導関数を使用して、皮膚コンダクタンスから導出され得る。皮膚コンダクタンスの時間依存の一次導関数の負から正のゼロ交差は、立ち上がりエッジの開始を示し得る。皮膚コンダクタンスの時間依存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了を示し得る。終了時の皮膚コンダクタンス値を開始時の皮膚コンダクタンス値で割ることで、立ち上がりエッジの高さを生成することができる。これは無次元の値である。任意選択的に、立ち上がりエッジの持続時間が評価されてもよい。例えば、立ち上がりエッジの持続時間が所定の持続時間（例えば、１分内に１秒）を超えるという基準を満たす全ての立ち上がりエッジの高さを合計して、１分あたりの（有効）立ち上がりエッジの高さの合計が生成されてもよい。立ち上がりエッジが次の１分間まで継続する可能性があることに留意されたい。任意選択的に、そのような立ち上がりエッジが持続時間の基準を満たす場合、その１分間の終了時までのその立ち上がりエッジの寄与がその１分間に帰されてもよい。残りの寄与は次の１分間に帰され得る。１分あたりの立ち上がりエッジの合計は、図８〜図１０の垂直バーである。一実施形態では、立ち上がりエッジ振幅の合計が、心理生理学的信号トレースにおける刺激反応として求められ得る。これに基づいて、テンプレートコルチゾール時間反応曲線（例えば、上記式（１）を参照）を用いて各皮膚コンダクタンス反応の畳み込みを展開することによって、推定コルチゾールレベルトレースが決定され得る。この例では、推定コルチゾールレベルトレース２８を取得するために、各分ごとに、テンプレートコルチゾール時間応答を用いて、トレース２９によって与えられるバーの高さの畳み込みが展開される。
【００６２】
図８は、丸１日の心理生理学的信号トレース２２を示し、トレースは、ここでは実際の実験的皮膚コンダクタンストレースである。本明細書の説明に従いユーザの推定将来コルチゾールレベルトレースの推定を評価するために、心理生理学的信号トレース２２、すなわち実際に測定されたデータは、時間ｔ０（例えば、１１：０４）によって示される特定の時点までしか利用可能でないと仮定される。したがって、図８では、（仮定の）現在時点が時間ｔ０における垂直破線によって示されている。ｔ０より前の時間は過去を指し、ｔ０より後の時間は未来を指す。本明細書に記載のソリューションを評価することを目的として、時間ｔ０の後の心理生理学的信号トレースの部分（２２’で示される）は将来にあると仮定され、将来コルチゾールレベルトレースの推定には使用することができない（参照番号９１、９２、９３を参照）。
【００６３】
比較のためのみに、時間ｔ０に続く推定コルチゾールレベルトレース２８’が、心理生理学的信号トレース２２’内の刺激反応も考慮して計算される。ここで、推定コルチゾールレベルトレース２８’は、基準コルチゾールレベルトレースとしての役割を果たす。
【００６４】
図９は、図８の心理生理学的信号トレース２２及び２２’の拡大部分、並びに、時間ｔ０の前の棒グラフ２９によって示される過去の刺激反応及び時間ｔ０の後の棒グラフ２９’によって示される刺激反応を含む信号トレース全体についての決定された刺激反応を示す。当然ながら、時間ｔ０ではまだ、将来の刺激反応２９’は利用可能ではない。
【００６５】
ここで図１０を参照すると、このグラフは、図８のグラフの９時から１３時までの拡大部分を示している。現在の時点ｔ０より前の時間については、心理生理学的信号トレース２２が利用可能であり、ここでは心理生理学的信号トレース内の刺激反応２９を、１分あたりの皮膚コンダクタンス信号２２内の累積立ち上がりエッジを示す立ち上がりエッジ振幅の合計として決定及び表すことができる。これらの刺激反応のそれぞれについて、図３においても例示されるように、推定コルチゾール時間反応２６を用いて刺激反応の畳み込みを計算することにより、対応する（遅延を伴う）コルチゾール反応を計算することができる。参照番号９１で示される曲線は、（測定された過去の）心理生理学的信号トレース内の決定された１つ又は複数の刺激反応２９に基づく（すなわち、時間ｔ０の前の実際に測定された心理生理学的データのみを考慮した（すなわち、ＷＯ２０１３／０７６６１５Ａ１に記載のコルチゾールレベルトレースを決定する方法））推定将来コルチゾールレベルトレース９３への第１の寄与を表す。したがって、この曲線は、あたかもユーザが突然、将来のストレッサーに全くさらされなくなるかのように、時間ｔ０以降の将来刺激反応を一切考慮しないケースを表す。
【００６６】
本開示に係るソリューションは、１つ又は複数の予期される将来の刺激反応９６に基づく推定コルチゾールレベルトレース９３への第２の寄与９２をさらに考慮する。本例では、時刻ｔ０の直後の第２の時間窓ｗ２（ここでは１１：０４〜１２：０４）内の予期される将来の刺激反応９６は、時刻ｔ０の直前の第１の時間窓ｗ１内の決定された刺激反応２９に対応する（ここでは１０：０４〜１１：０４）。それぞれの時間窓の長さは様々に選択され得る。したがって、決定された刺激反応２９は、現在の時点ｔ０の前の実際に測定された過去の心理生理学的信号トレース２２に基づいて決定される。本実施形態では、時間ｔ０の前の決定された刺激反応２９が、予期される刺激反応９６を得るために、時間ｔ０の後に本質的にミラーリングされる。これらの予期される刺激反応９６のそれぞれについて、例えば図３を参照して説明したように、コルチゾール時間反応２６を用いて畳み込みを計算することにより、コルチゾールレベルトレースへの寄与を再び決定することができる。畳み込みを計算することにより、それぞれの刺激反応のタイミング及び強度の両方が正しく考慮される。
【００６７】
したがって、図８及び図１０に示す例では、時間ｔ０の前の６０分間の過去の第１の所定の時間窓における心理生理学的信号トレース２２内の（測定された過去の）刺激反応２９に基づき、時刻ｔ０の後の６０分間の将来の第２の所定時間窓ｗ２について、推定将来コルチゾールレベルトレース９３への第１の寄与９１が決定される。この将来の第２の所定の時間窓ｗ２における推定将来コルチゾールレベルトレース９３への第２の寄与９２は、第２の所定の時間窓において生じると予想される１つ又は複数の予期される将来の刺激反応９６に基づく。本例では、予期される将来の刺激反応は、第１の所定の時間窓における過去の（測定された）刺激反応に対応し、前記刺激反応は、第１の時間窓における刺激反応に対して順番が逆転される。
【００６８】
次に、推定コルチゾールレベルトレース２８’（すなわち、時間ｔ０の後の心理生理学的信号トレース２２’が利用可能であるという仮定の下での基準コルチゾールレベルトレース２８’）との比較を参照する。第１の寄与９１はすでに、コルチゾールレベルトレース２８’の最初の１０〜１５分の正確な近似を提供する。時間ｔ０の後の刺激反応に対するコルチゾール反応には待ち時間があり、その後でしか大きな寄与を提供しない（時間ｔ０の後の寄与を示す緩やかに上昇する曲線９２からわかるように）ので、これは合理的である。しかし、その後、第１の寄与９１は将来のコルチゾールレベルを過小評価する。
【００６９】
本明細書に記載のアプローチは、予期される将来の刺激反応９６に基づく推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の寄与９２も考慮に入れることによって、推定将来コルチゾールレベルトレース９３のさらなる改善を提供し、したがって、ユーザの将来の感情状態のより正確でよりロバストな推定を可能にする。推定将来コルチゾールレベルトレース９３は、第１の寄与９１及び第２の寄与９２の合計を含む。図１０において約１５分以降から見られるように、推定将来コルチゾールレベルトレース９３は、基準コルチゾールレベルトレース２８’とより密接に合致する。
【００７０】
なお、現在の時点ｔ０と、コルチゾール予測が必要な瞬間との間のストレッサーの予想頻度及び深刻度の推定を示す予期される将来の刺激反応は、様々な仮定に基づき、様々な方法で実行され得ることを理解されたい。上記で説明したように、１つの可能性は、ユーザが過去の期間に実行していたことを実行し続けると仮定することである。その場合、その後の時間について予想される心理生理学的信号トレースも、直近に測定された心理生理学的信号トレースに非常に類似する（例えば、皮膚コンダクタンス反応（ＳＣＲ）頻度及び皮膚コンダクタンスレベル（ＳＣＬ）、並びに対応する、時間セグメントあたりのＳＣＲ及びＳＣＬ変化の立ち上がりエッジの合計に関して）。したがって、現在の時点に先行する心理生理学的信号トレースの少なくとも一部を、現在の時点と予測される時点との間のストレッサーの予想頻度及び深刻度の推定の基礎とすることができる。例えば、コルチゾール予測が必要な時点が２８分先である場合、最後の２８分間の時間セグメントの皮膚コンダクタンス反応頻度及び皮膚コンダクタンスレベル、並びにＳＣＲ及びＳＣＬ変化の立ち上がりエッジの合計が、前記期間にユーザが遭遇するストレッサーの推定として考慮され得る。例えば、推定将来コルチゾールレベルトレースを決定する際に、過去２８分間における刺激反応が２回使用され、すなわち、（過去に）実際に測定された時間のために１回、そして将来の時間（すなわち、ｔ０に続く時間窓）のための推定として１回使用され得る。
【００７１】
好適には、図１０にも示されるように、心理生理学的トレース又はそれに基づいて決定された刺激反応は、最新の刺激反応が近い将来に使用され、より古い測定値又は刺激反応がより遠い将来に使用される反転された形式で使用され得る。このように入力をミラーリングすることにより、近い将来の推定が遠い将来の推定よりも信頼性が高いものになり、ユーザを指導するのに有利になり得る。加えて又は代替として、通常は最新の時間が最も信頼できるため、この時間に基づいて決定された最新の心理生理学的信号トレース及び／又は刺激反応を複数回考慮することも可能である。任意選択的に、例えば、所定の過去の時間窓における決定された１つ又は複数の刺激反応の平均を取ることにより、時間セグメントあたりの平均将来刺激反応（例えば、１分あたりの平均予想刺激反応寄与）が予期され得る。任意選択的に、ユーザがある過去の日（例えば昨日、又は先週の同じ曜日、又は同様の就業日若しくは休日）の同じ期間中に行っていたことを行うであろうという仮定に基づき、１つ又は複数の予期される将来の刺激反応が決定されてもよい。任意選択的に、上記の各オプションに基づく加重平均を、予期される将来の刺激反応を決定するために使用し、推定将来コルチゾールレベルトレースへの追加寄与を提供する予期される将来の刺激反応の寄与の推定として加重平均を採用することも可能である。
【００７２】
再び図１０を参照して、前記第１の寄与９１及び前記第２の寄与９２を含む推定将来コルチゾールレベルトレース９３に基づいて、ユーザの推定将来感情状態を決定することができる。例えば、図９に示されるように、推定将来コルチゾールレベルトレース９３が第１の閾値Ｔｈ１を超える場合、ユーザは過剰刺激状態９７に分類され、推定将来コルチゾールレベルトレース９３が第１の閾値Ｔｈ１と第２の閾値Ｔｈ２との間の範囲、すなわち９８によって示される範囲内にある場合、平衡（健康的）状態に分類され、コルチゾールレベルトレースが第２の閾値Ｔｈ２を下回る場合、過少刺激状態９９にあると分類され得る。したがって、コルチゾールレベルが高すぎ、認知能力が最適状態よりも低くなる可能性がある将来の期間について、ユーザに警告することができる。
【００７３】
さらに、システムは、将来のストレッサーへの暴露の様々な仮定に基づく複数の予測に基づいて、すなわち、（周波数及び／又は強度に関して）異なる複数の予期される刺激反応に基づいて指導を提供するように構成されてもよい。例えば、参照番号９３によって示されるトレースは、ユーザが最近／通常行っていることを継続するという仮定の下での予測として考えることができる。予測は、ユーザが最近していたことを継続する場合、ユーザがいつ認知的に最適ではない状態に入ることになるのか、及びその状態に留まると予想される期間を示し得る。一方、参照番号９１によって示されるトレースは、ユーザが時間ｔの後に突然、さらなるストレッサーにさらされなくなる、すなわち、ユーザが以後あらゆるストレスを回避するという仮定の下での予測として考えることができる。
【００７４】
また、一実施形態では、ユーザは異なる方向の指導を提供され、例えば、ユーザが過少刺激状態９９に近づいている場合、推定将来コルチゾールレベルトレースを健康的ゾーン９８まで上昇させるために、より挑戦的な活動に従事するようアドバイスが与えられ得る。
【００７５】
したがって、複数の異なるコルチゾール予測を考慮することにより、ユーザは、現在の活動を継続することと比較して、例えば（ストレスの無い）休憩をとる又はより挑戦的な活動に従事することの予想される有益な効果の推定を得ることができる。このオプションを実装するために、処理ユニットは、（ａ）１つ又は複数の第１の予期される将来の刺激反応に基づき推定将来コルチゾールレベルトレースへの第１の第２の寄与を決定し、推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び前記第１の第２の寄与に基づきユーザの第１の推定将来感情状態を決定することにより、ユーザの第１及び第２の推定将来感情状態を決定するように構成され得る。例えば、これは、ユーザが行っていたことを継続するケースであり得る。また、第２の推定将来感情状態は、ゼロ個以上の第２の予期される将来の刺激反応に基づき推定将来コルチゾールレベルトレースへの第２の第２の寄与を決定し、推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第２の第２の寄与に基づきユーザの第２の推定将来感情状態を決定することにより決定され得る。
【００７６】
結論として、本明細書で提案されるソリューションは、推定将来コルチゾールレベルトレースへの前記第１の寄与及び前記第２の寄与に基づき、ユーザの将来の感情状態の改善された推定を提供することができる。特に、将来推定精度がさらに向上し、また、信頼度の高い予測が可能な時間間隔を延長させることができる。
【００７７】
本発明は、図面及び上記において詳細に図示及び記載されているが、かかる図示及び記載は説明的又は例示的であり、非限定的であると考えられるべきである。本発明は、開示の実施形態に限定されない。開示の実施形態の他の変形例が、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲から、クレームされる発明に係る当業者によって理解及び実施され得る。
【００７８】
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、単数形は複数を除外しない。単一の要素又は他のユニットが、請求項に記載される複数のアイテムの機能を果たし得る。複数の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているからといって、これらの手段の組み合わせを好適に使用することができないとは限らない。
【００７９】
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他のハードウェアの一部として供給される光学記憶媒体又はソリッドステート媒体等の適切な媒体上で記憶及び／又は分配されてもよいし、インターネット又は他の有線若しくは無線テレコミュニケーションシステムを介して等の他の形態で分配されてもよい。
【００８０】
特許請求の範囲内のいかなる参照符号も、その範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ）】
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【図４ｂ）】
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【図４ｃ）】
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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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