CN103596493A - 压力测量设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种用于确定用户（1）的压力水平（15）尤其是长期压力水平的压力测量设备（10）和方法。该压力测量设备（10）包括：输入接口（12），用于接收指示用户（1）的皮肤电导的皮肤电导信号（11），经过一段时间的皮肤电导信号（11）形成皮肤电导跟踪数据（13）。该压力测量设备（10）还包括处理单元（14），用于处理皮肤电导跟踪数据（13），处理单元（14）适于在皮肤电导跟踪数据(13)的至少一部分上确定在皮肤电导跟踪数据(13)的至少两个不同点之间的上升时间(tr)的值,确定上升时间(tr)值的频率分布,并且基于所确定的频率分布确定用户(1)的压力水平(15)。

Description

压力测量设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定用户压力水平尤其是长期压力水平的压力测量设备和方法。本发明还涉及一种可穿戴设备和一种压力测量系统，每一种都包括这样的压力测量设备。此外，本发明涉及一种实施这样的压力测量方法的计算机程序。
背景技术
皮肤电导（skin conductance）已知为诸如情绪之类的短期有效应变的量度。从这个意义上来说，典型地，使用皮肤电导信号的时相性分量（phasic component）（其具有秒级别的持续时间的上升和下降）来分析皮肤电导。
例如，J. Schumm、M. Bachlin、C. Setz、B. Arnrich、D. Roggen和G. Tröster的文章“Effect of movements on the electrodermal response after a startle event”，Second International Conference on Pervasive Computing Technologies for Healthcare，2008年，第315页至第318页公开了一种皮肤电活动（electrodermal activity，EDA）传感器，其经由手指带在手指处测量EDA，执行EDA的信号处理并同时测量手指的加速度。呈现了EDA上持续不便运动的影响。实施了作为运动的步行的受控速度和作为激励者的吃惊事件。通过测量皮肤的传导率来调查EDA。信号包括紧张性分量和叠加在紧张性分量上的快速改变的时相性分量。吃惊事件在信号的时相性部分中导致峰形反应。一种简单的具有阈值的峰检测算法应用于时相性信号。在C. Setz、B. Arnich、J. Schumm、R. La Marca、G. Tröster、 U. Ehlert的文章“Discriminating Stress From Cognitive Load Using a Wearable EDA Device”，IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine，第14卷第2号，2010年3月，第410页至第417页中也描述了类似设备。
当考虑从生理学信号确定压力水平时，重要的是区分短期压力与长期压力。通常按照吃惊反应或事件（即，用户面临有改变的背景，并且用户身体快速动作来适应新背景情况，从而导致生理学信号的改变）来概念化短期压力。当短期压力过于频繁地发生而不太可能从其恢复时，产生长期压力。该影响增强了，使得更多身体处理被改变或打乱，从而由于更弱的免疫系统、输家综合症等而可能导致生病。
例如，在B.McEwen的“Central effects of stress hormones in health and disease:Understanding the protective and damaging effects of stress and mediators”，European Journal on Pharmacology 583，2008，第174页至185页中公开了，一方面，剧烈压力（短期）反应经由神经系统的、心脏血管的自主免疫和新陈代谢系统的反应而促进了适应和生存，并且另一方面，慢性（长期）压力可以通过受异常调节的相同系统来促进并加剧病理生理异常。慢性（长期）压力的负担以及伴随着的个人行为的改变称作非稳态过载。
生理学信号的普遍问题是这些信号的良好解释。一般而言，必须知道在其中测量生理学信号的背景情况。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于确定用户的压力水平尤其是长期压力水平的（长期）压力测量设备和方法，其提供了与背景情况无关的压力水平检测。此外，本发明的目的是提供这样的不那么突出和/或昂贵的压力测量设备和方法。此外，本发明的目的在于提供一种包括这样的压力测量设备的可穿戴设备，一种包括这样的压力测量设备的压力测量系统以及一种实施这样的压力测量方法的计算机程序。
在本发明的第一方面中，呈现了一种用于确定用户的压力水平尤其是长期压力水平的压力测量设备，该设备包括输入接口，该输入接口用于接收指示用户的皮肤电导的皮肤电导信号，经过一段时间的皮肤电导信号形成皮肤电导跟踪数据。该设备还包括用于处理皮肤电导跟踪数据的处理单元，处理单元适于在皮肤电导跟踪数据的至少一部分上确定在皮肤电导跟踪数据的至少两个不同（时间）点之间的上升时间的值,确定上升时间值的频率分布,并且基于所确定的频率分布确定用户的压力水平。
在本发明的另一方面中，呈现了一种用户可穿戴的设备，该可穿戴设备包括压力测量设备和用于感测用户的皮肤电导的皮肤电导传感器。
在本发明的再一方面中，呈现了一种压力测量系统，其中，压力测量系统包括压力测量设备、用于感测用户的皮肤电导的皮肤电导传感器和用于向用户输出压力水平的输出设备。
在本发明的再一方面中，呈现了一种用于确定用户的压力水平尤其是长期压力水平的压力测量方法，所述方法包括：接收指示用户的皮肤电导的皮肤电导信号，经过一段时间的皮肤电导信号形成皮肤电导跟踪数据，并且处理皮肤电导跟踪数据，所述处理包括在皮肤电导跟踪数据的至少一部分上确定在皮肤电导跟踪数据的至少两个不同点之间的上升时间的值，确定上升时间值的频率分布，并且基于所确定的频率分布来确定用户的压力水平尤其是长期压力水平。
在本发明的再一方面中，呈现了一种计算机程序，其中，该计算机程序包括程序代码装置，该程序代码装置使得计算机在所述计算机程序在其上执行时执行压力测量方法的步骤。
本发明的基本思想是，通过上升时间值（在至少两个不同点尤其是正好两点之间的上升时间）来考虑皮肤电导跟踪的形状，并且使用这些上升时间值的频率分布来确定压力水平尤其是长期压力水平。上升时间基本上是形状量度。因此，在皮肤电导跟踪数据尤其是皮肤电导反应中的形状或上升时间值的种类用于确定用户的长期压力水平。已经发现，频率分布的类型尤其是其直方图表示的形状是用户的（缓慢增长的）血压（与高血压相关）的指示器，因此也是用户的长期压力水平的指示器。长期（或慢性）压力水平，如此的长期压力量化，取决于随着较长时间段，例如一周或多周的时间段而变的条件。根据本发明，给出了例如在若干小时的时间范围内的后来的压力源的累积影响的量化。通过使用本发明，可以评估长期压力水平（或非稳态负荷），在出现严重压力源之后，甚至可以给出在不久的将来的变化压力反应的预测。此外，本发明提供了一种不那么突出的设备，尤其是在其可以被集成到诸如腕套之类的可穿戴设备中时。此外，所需要的硬件便宜并且可以容易地小型化。此外，也可以提供不那么昂贵的设备。附加地，本发明允许与背景无关的压力测量。因此，不需要附加的背景信息，例如用户输入，因此可以提供一种简单的压力测量设备和系统，其可以测量用日常生活活动填充的全天的压力。
在从属权利要求中限定本发明的优选实施例。应该理解的是，所要求保护的压力测量方法、计算机程序、可穿戴设备和压力测量系统具有与所要求保护的压力测量设备相类似和/或相等同并且如从属权利要求中限定的优选实施例。
在一个实施例中，压力测量设备适于提取皮肤电导信号或皮肤电导跟踪数据的紧张性分量并且处理紧张性分量（为皮肤电导跟踪数据）。这可以例如由处理单元来实施。紧张性分量指示渐进的长期持续的皮肤电导变化。于是，可以在紧张性分量中确定上升时间值，因而上升跨越较长时间跨度。于是，这些值更具体地其频率分布可以用于确定长期压力水平。
在可替换或附加的实施例中，压力测量设备适于提取皮肤电导信号或皮肤电导跟踪数据的时相性分量并且处理时相性分量（为皮肤电导跟踪数据）。时相性分量指示短期的皮肤电导变化。于是，可以在时相性分量中确定上升时间值，因而上升跨越较短时间跨度。于是，这些值更具体地其频率分布可以用于确定长期压力水平。
在一个实施例中，处理单元适于在皮肤电导跟踪数据中检测峰值。按照这种方式，仅仅针对（所关心的）峰值而非整个皮肤电导跟踪数据来确定上升时间值。例如，可以确定针对各个（所检测的）峰值的上升时间值。这减少了计算时间。可以例如结合分离并处理紧张性和/或时相性分量的在先实施例来使用该实施例。
在该实施例的变型中，使用皮肤电导跟踪数据的斜率来检测峰值。与仅仅使用幅度的简单峰值检测相比，这提供了更有效的峰值检测。
在本实施例的另一变型中，处理单元适于在皮肤电导数据中将皮肤电导反应检测为峰值。该变型可以例如结合在先的检测皮肤电导跟踪数据的斜率的变型。此外，可以例如结合分离且处理皮肤电导信号的时相性分量的实施例而使用该变型。在该变型的变型中，处理单元适于针对各个（所检测的）皮肤电导反应确定上升时间值。例如，针对各个皮肤电导反应确定发作时间点（皮肤电导反应开始的时间点）和最大时间点（皮肤电导反应处于其最大量处的时间点），并且上升时间值在发作时间点与其对应的最大时间点之间。因此，仅仅针对皮肤电导反应确定上升时间值，这减少了计算时间和力气。
在再一实施例中，使用直方图表示来确定上升时间值的频率分布。这提供了一种容易的实现方式。
在再一实施例中，频率分布是累积频率分布。
在另一实施例中，基于所确定的频率分布的均匀度或峰度来确定压力水平。在本实施例的变型中，当所确定的频率分布不那么均匀（或较尖）时，压力水平较高，和/或当所确定的频率分布较均匀（或不那么尖）时，压力水平较低。这提供了一种确定长期压力水平的可靠方式。频率分布或其直方图表示的均匀度/峰度是血压的指示器/估计器，因而也是长期压力水平的指示器/估计器。
在再一实施例中，使用选自包括以下项的组的至少一个统计量度来确定压力水平：所确定的频率分布的标准偏差、平均值、方差、斜度和峰态。这允许以可靠的方式描述频率分布（或其直方图表示）的类型/形状。
在尤其是结合作为统计量度的标准偏差的本实施例的变型中，处理单元适于基于该统计量度尤其是标准偏差确定（用户的）所估计的（收缩）血压值。特别地，标准偏差是良好的统计量度，用于描述频率分布（或其直方图表示）的类型/形状并且从其确定用户的血压的指示器/估计器，以及因而确定长期压力水平。于是可以根据所估计的血压值来确定用户的（长期）压力水平。因此，从所估计的（收缩）血压值，或者所估计的经过一段时间的血压值，可以确定用户/病人的长期压力水平。
在再一变型中，当统计量度是所确定的频率分布的标准偏差时，在标准偏差较低时，压力水平较高，和/或在标准偏差较高时，压力水平较低。特别地，在确定所估计的血压值时，在标准偏差较低时，所估计的血压值较高，和/或在标准偏差较高时，所估计的血压值较低。因此，所估计的（收缩）血压值（或长期压力水平）与所确定的频率分布的统计量度尤其是标准偏差之间是负相关。对于具有高血压以及如此的缓慢增长的血压的用户/病人，他/她的（收缩）血压水平在较长时间段，尤其是若干小时或若干天或若干周内将处于高值。
在尤其是结合在先实施例或作为在先实施例的备选的再一实施例中，通过将所确定的频率分布与至少一个参考频率分布相比较来确定压力水平。例如，功能性距离用于将所确定的频率分布与至少一个参考频率分布相比较。例如，功能性距离可以是散度量度（比如，Kullback-Leibler散度）。所有这些量度都是用于已知与长期压力相关的血压的良好预测器。此外，还可以使用其他适当方式来确定压力水平，比如使用适当选择的分位数或分位数范围的确定的频率分布（或累积频率分布）。
在再一实施例中，压力测量设备适于形成经过多于1小时，尤其是多于6小时，多于12小时（半天），多于24小时（1天），或者甚至若干天或周的皮肤电导跟踪数据。这允许确定在较长时间段期间出现的长期压力。
在本实施例的变型中，处理单元适于处理经过多于1小时、尤其是多于6小时、多于12小时（半天）、多于24小时（一天）或者甚至若干天或周的皮肤电导跟踪数据。因此，所形成的皮肤电导跟踪数据的大部分或全部（而不是仅仅小部分）被处理，以便确定长期压力水平。
附图简要说明
通过参考在下文中描述的（多个）实施例，本发明的这些和其他方面将显而易见并得以阐明。在以下附图中：
图1示出了根据实施例的压力测量设备的示意图；
图2示出了根据实施例的压力测量系统的图示；
图3示出了根据实施例的可穿戴设备的透视图；
图4示出了示例性皮肤电导跟踪数据的图；
图5示出了图4的示例性皮肤电导跟踪数据的放大部分；
图6a和6b示出了频率分布的不同示例性直方图表示；以及
图7示出了示例性线性回归量的图。
具体实施方式
图1示出了根据实施例的压力测量设备10尤其是长期压力测量设备的示意图。压力测量设备10包括输入接口12，输入接口12用于接收指示用户1的皮肤电导的皮肤电导信号11。例如，皮肤电导传感器20可以感测用户1的皮肤电导，并向输入接口12提供相应的皮肤电导信号11。经过一段时间的皮肤电导信号11形成皮肤电导跟踪数据13。例如，压力测量设备10可以包括存储器（在图1中未示出），其中，随着时间的推移，所接收的皮肤电导信号被存储，以生成皮肤电导跟踪数据13。
特别地，压力测量设备用于确定长期压力水平15（在下文中，简称为压力水平15）。因此，压力测量设备10可以适于形成经过多于1小时、多于6小时、多于12小时（半天）、多于24小时（一天）或者甚至若干天或周的皮肤电导跟踪数据13。因此，以上描述的存储器必须具有足够的容量来存储经过这段时间的皮肤电导信号。
压力测量设备10还包括用于处理皮肤电导跟踪数据13的处理单元14。处理单元14适于在皮肤电导跟踪数据13的至少一部分上确定在皮肤电导跟踪数据13的至少两个不同点之间的上升时间tr的值。这可以例如由第一确定装置14a来执行。此外，处理单元14适于确定上升时间tr值的频率分布。这可以例如由第二确定装置14b来执行。最后，处理单元14适于基于所确定的频率分布来确定用户1的压力水平15。这可以例如由第三确定装置14c来执行。应该理解的是，可以使用任何适当的硬件和/或软件来执行所描述的皮肤电导跟踪数据的处理。例如，可以以软件实施第一、第二和第三确定装置14a、14b、14c。
图1中的实施例的压力测量设备10还包括输出接口16，输出接口16用于输出指示压力水平15的输出数据17。例如，可以向输出设备40提供输出数据17，以向用户1输出压力水平15。
用于确定用户1的压力水平15尤其是长期压力水平的相应压力测量方法包括，接收指示用户1的皮肤电导的皮肤电导信号11，经过一段时间的皮肤电导信号11形成皮肤电导跟踪数据13，以及处理皮肤电导跟踪数据13。所述处理包括，在皮肤电导跟踪数据13的至少一部分上，确定在皮肤电导跟踪数据13的至少两个不同点之间的上升时间的值，确定所述上升时间值的频率分布，以及基于所确定的频率分布确定用户的压力水平15。可以使用包括程序代码装置的计算机程序，该程序代码装置使得计算机在所述计算机程序在其上执行时执行这样的压力测量方法的步骤。计算机可以是个人计算机或任何其它适当的计算机装置。例如，可以使用嵌入式处理器。计算机可以被集成到压力测量设备中，或者作为其的一部分。
图2示出了根据实施例的压力测量系统100的图示。压力测量系统100包括皮肤电导传感器20，皮肤电导传感器20用于感测用户1的皮肤电导。在图2中，皮肤电导传感器20被集成到用户1可穿戴的可穿戴设备尤其是腕套中。然而，皮肤电导传感器20还可以在其他适当身体部位处感测皮肤电导，比如在（多个）手指处，和/或在手的掌心或手掌侧。压力测量系统100还包括输出设备40，输出设备40用于向用户1输出压力水平15。输出设备40可以是便携式的，例如，被裁剪为如图2中所示的用户1的腰带。图2中所示的输出设备40包括用于显示压力水平15的显示装置41。可替换地或附加地，还可以使用声音、光和/或振动来向用户1输出压力水平15。
一般而言，输出设备40可以是单独设备（如图2中所示的那样），或者其可以被集成到例如皮肤电导传感器20或包括该传感器的可穿戴设备中。输出可以通过多种形态，比如音频（例如，声音）、视觉（例如光）、和/或触觉（例如，振动）反馈。
压力测量系统100还包括先前描述的压力测量设备10。压力测量设备10可以是单独的部件，或者可以被集成到可穿戴设备或输出设备40中。此外，压力测量设备10可以适于在压力水平15超过预定阈值时输出警告信号。输出设备40可以适于在接收到警告信号时向用户输出警告。按照这种方式，可以在应用中使用所述设备和所述系统，以便防止具有例如脑损伤的高风险的人群（比如，脑卒病人）免于变得过于紧张，并且因而造成高血压，从而导致潜在的脑损伤。压力测量系统100还可以包括附加设备，比如心电图（ECG）传感器，就像图2中所示的ECG胸带20a。ECG传感器可以感测用户1的心电图。可以从心电图确定心率变率（HRV），这也已知为涉及压力。按照这种方式，可以进一步丰富如以上说明的压力水平15的确定。一般而言，可以将长期压力测量与其他压力测量（可能地，（较）短期压力）相结合，以获得关于用户压力水平或状态的更丰富信息。可以例如通过诸如以上提及的ECG之类的生理学测量来获得这个附加的（短期）压力测量。然而，诸如BVP、呼吸、皮肤温度、脑电图学（EEG）/脑活动、活动测量（例如，通过加速度计）和/或问卷之类的其他适当测量也可以用于附加测量。
图3示出了用户可穿戴的可穿戴设备30的实施例的透视图。在图3的实施例中，可穿戴设备30的形式是包括腕带材料部分33和外套34的腕带。应该理解的是，也可以围绕诸如踝、脚或手之类的任何其他适当身体部位穿戴可穿戴设备30。在图3中，两个皮肤电导电极31、32被合并到腕带材料33中。皮肤电导电极31、32用于感测用户的皮肤电导。因此，可穿戴设备30包括皮肤电导传感器20。特别地，皮肤电导电极31、32可以被布置，以便接触腕的手掌侧（在正常情况下其中没有大量毛发）。因此，可以提供更好的皮肤电导测量。
此外，可穿戴设备30包括压力测量设备10，例如，参照图1描述的压力测量设备10。压力测量设备10可以被合并到可穿戴设备30的外套34中。可穿戴设备30还可以包括发射机，该发射机用于经由无线通信链路无线地发送数据，比如输出数据17。
图4示出了例如利用如图3中所示的可穿戴设备30测量的示例性皮肤电导跟踪数据13的图。x轴表示经过若干小时的一段时间的时间t，这里大约是5个半小时，从15:00（下午3点）到20:30 （晚上8:30）。因此，皮肤电导数据13是经过若干小时形成的。于是，处理单元14可以特别地适于处理经过若干小时的皮肤电导跟踪数据13。
在图4中，y轴表示以微西门子μS为单位测量的皮肤电导，也称作皮肤电反应（GSR）。皮肤电导跟踪数据13的各点指示在该特定时间点t由皮肤电导传感器20感测到的皮肤电导。情绪事件表现为具有较陡峭的上升斜率以及较缓和的下降斜率的峰。在图4中，各个峰对应于交感神经系统对情绪激发事件的反应（经由迷走神经向皮肤的汗腺传递）。
特别地，皮肤电导跟踪数据13包括或者是紧张性分量。紧张性分量指示渐进的长期持续的皮肤电导变化，因此由图4中所示的普通或基本形式的皮肤电导跟踪来表示。如例如图1中所示，压力测量设备10可以适于提取皮肤电导信号11的紧张性分量（在形成皮肤电导跟踪数据13之前），因此皮肤电导跟踪数据13仅包括（或是）紧张性分量（而没有时相性分量），并且然后紧张性分量由处理单元14进行处理。可替换地，压力测量设备10可以适于提取皮肤电导跟踪数据13的紧张性分量（在形成皮肤电导跟踪数据13之后），并且然后皮肤电导跟踪数据的紧张性分量由处理单元14进行处理。例如，从图4中所示的皮肤电导跟踪数据13，可以提取紧张性分量并进行处理。然后，可以在紧张性分量中确定上升时间tr值，因而上升跨越较长时间跨度。例如，可以使用例如用于向上到0.05Hz的频率的诸如低通滤波器之类的频率滤波器来提取紧张性分量。
可替换地或附加地，皮肤电导跟踪数据13可以包括或者是时相性分量。时相性分量指示短期的皮肤电导变化，因而可以由叠加在普通/基本（紧张性）形式的皮肤电导跟踪上的微小变化来表示，例如，图4中所示的线条的粗度（或颤动）。如例如图1中所示，压力测量设备10可以适于提取皮肤电导信号11的时相性分量（在形成皮肤电导跟踪数据13之前），因此皮肤电导跟踪数据13仅包括（或是）时相性分量（而没有紧张性分量），并且然后时相性分量由处理单元14进行处理。可替换地，压力测量设备10可以适于提取皮肤电导跟踪数据13的时相性分量（在形成皮肤电导跟踪数据13之后），并且然后皮肤电导跟踪数据的时相性分量由处理单元14进行处理。例如，从图4中所示的皮肤电导跟踪数据13，可以提取时相性分量并进行处理。于是，可以在时相性分量中确定上升时间tr值，因而上升跨越较短时间跨度。例如，可以使用例如用于大于0.05Hz的频率的诸如高通滤波器之类的频率滤波器来提取时相性分量。例如，也可以使用用于检测皮肤电导反应的方法（比如，例如已知为 SCRGAUGE的方法，参见Kolish P.的“SCRGAUGE- A Computer Program for the Detection and Quantification of SCRs”，1992年，Electrodermal Activity, Boucsein, W. ed., New York:Plenum:第432页至第442页，以引用的方式将其合并于此），如在下文中所说明的那样。
图5示出了图4的示例性皮肤电导跟踪数据13的放大部分，例如，图4中所示的皮肤电导跟踪数据13的几分钟（例如，约3分钟）。处理单元12适于在图5的皮肤电导跟踪数据13中检测峰值。特别地，处理单元12适于在皮肤电导跟踪数据13中将皮肤电导反应SCR1、SCR2、SCR3（参见图5）检测为峰值。例如，使用皮肤电导跟踪数据13的斜率来检测皮肤电导反应SCR1、SCR2、SCR3。通过估计在皮肤电导跟踪数据13的后续点处坡的斜率或倾斜度来检测皮肤电导反应SCR。如果斜率超过给定值，则确定存在皮肤电导反应SCR。然后，针对各个皮肤电导反应SCR1、SCR2、SCR3，确定发作时间点to1、to2、to3（SCR开始时的时间点）和最大时间点tm1、tm2、tm3（SCR处于其最大量时的时间点）。通过沿着曲线向后移动到最大曲率的点，来实施皮肤电导反应SCR的发作时间点to的检测。通过向前移动直到斜率变为负为止，来实施皮肤电导反应SCR的最大时间点tm的检测。然后，在（各个）发作时间点to1、to2、to3与其对应的最大时间点tm1、tm2、tm3之间确定上升时间tr1、tr2、tr3的值。因此，参见图5，所检测的各个皮肤电导反应SCR1、SCR2、SCR3的上升时间tr的值被确定。对于各个皮肤电导反应SCR1、SCR2、SCR3，上升时间tr1、tr2、tr3的值分别在（正好）两个不同点to1、to2、to3（发作时间点）和tm1、tm2、tm3（最大时间点）之间。
附加地，也可以确定各个皮肤电导反应的其他值。在一个示例中，可以附加地确定幅度（幅度范围）amp1、amp2、amp3。特别地，可以例如在（各个）发作时间点to1、to2、to3与其对应的最大时间点tm1、tm2、tm3之间确定与各个上升时间tr1、tr2、tr3相对应的幅度amp1、amp2、amp3。在另一示例中，还可以附加地在皮肤电导跟踪数据下跌到皮肤电导反应SCR1、SCR2、SCR3的幅度的1/2以下时的点处确定半恢复时间trec/2。如果在合理的时间量内皮肤电导跟踪数据没有下跌到该值，则可以通过具有正好在局部最大量之后出现的负斜率的皮肤电导跟踪的外推（extrapolation）来估计半恢复时间trec/2。
接下来，特别地使用直方图表示来确定这些确定的上升时间tr的值的频率分布。图6a和6b示出了这样的频率分布的两个不同示例性直方图表示。x轴表示上升时间tr,y轴表示频率.可替换地,y轴也可以表示累积频率,在这种情况下,频率分布将是累积频率分布。例如，大于100，尤其是大于400或大于800个的峰值或皮肤电导反应可以用于频率分布或直方图表示。直方图表示可以例如是归一化的。
然后，基于所确定的频率分布或其直方图表示来确定用户1的压力水平15。特别地，可以基于所确定的频率分布或直方图表示的均匀度或峰度来确定压力水平15。例如，确定的是，当所确定的频率分布或直方图表示不那么均匀（或较尖）时，压力水平15较高。类似地，确定的是，当所确定的频率分布或直方图表示较均匀（或不那么尖）时，压力水平15较低。如可以在图6a中所见，频率分布或直方图表示不那么均匀。因此，在这种情况下，确定的是，压力水平15较高。如可以在图6b中所见，频率分布或直方图表示较均匀。因此，确定的是，压力水平15较低。因此，频率分布或直方图表示的均匀度或形状可以用于确定长期压力水平15。
可以使用至少一个统计量度来确定压力水平15，所述至少一个统计量度选自包括以下项的组：所确定的频率分布或其直方图表示的标准偏差、平均值、方差、斜度和峰态。特别地，可以使用所确定的频率分布或其直方图表示的标准偏差std来确定压力水平15。如果具有n个值xi，i=1，2，...，n，则标准偏差std是
Figure 2012800290836100002DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
。
在计算表示法中，标准偏差是，std = SQRT(l/(n-l)SUM((x-m)2))=SQRT(l/(n-l)(n*m2+SUM(x2)-2*m*SUM(x))。这仅仅需要管理值的数目n、和值SUM(x)和值的平方和SUM(x2)。因此，需要仅仅少许计算电能来在较长时间段期间管理该统计量度。
已经发现，频率分布或直方图表示的这些统计量度，尤其是标准偏差，是已知与长期压力相关的血压的良好指示器。尤其是当统计量度是所确定的频率分布的标准偏差时，在标准偏差较低时，压力水平较高，和/或在标准偏差较高时，压力水平较低。
处理单元14可以适于基于统计量度尤其是标准偏差来确定估计的（尤其是收缩的）血压值。然后可以根据所估计的血压值来确定用户的（长期）压力水平。因此，从所估计的（收缩的）血压值，或者所估计的经过一段时间的血压值，可以确定用户/病人的长期压力水平。
在标准偏差较低时，所估计的血压值较高，和/或在标准偏差较高时，所估计的血压值较低。因此，所估计的（收缩的）血压值（或长期压力水平）与所确定的频率分布的统计量度尤其是标准偏差之间是负相关。这将在下文中进行说明。
图7示出了示例性线性回归量的图。x轴表示上升时间tr值的频率分布的标准偏差std。y轴表示收缩血压BP。实线代表对于给定的std(tr)测量，所估计的血压BP的线性回归量：BP = a+std *b。图7中所示的示例的相关是-0.75，在生理学测量的背景下，这被认为是非常高的。因此，标准偏差std（tr）可以被认为是收缩血压的良好指示器。所估计的血压BP的线性回归量随着std（tr）增加而减少，这表明所测量的std的较高值对应于血压的较低值（也由负相关指示）。
为了具体说明线性回归量的精度，图7中的“+”标记指示针对不同病人的基于皮肤电导测量和同时的收缩血压测量的测量值。图7中的虚线指示围绕线性回归量线（实线）的置信界限，在这里指示围绕该线性回归量的95%的置信区间，如此的，其中（对于std（tr）的各个可能值）预期将出现所估计的血压值中的95%的区域。应该注意，置信范围极大地取决于测量的数目。因此，一般而言，用特定置信范围，例如用大于80%尤其是大于90%，特别地大于95%的概率，确定所估计的（尤其是收缩的）血压。
在图7中所示的示例中，例如使用图4的皮肤电导跟踪数据和/或图6a和图6b的直方图表示，在近似3小时的时间段期间，计算所估计的血压值。重要的是注意，通过使用其中用户可以实施各种各样的任务的这样的长时间段，皮肤电导跟踪数据13或所确定的皮肤电导反应或峰值包括很好地反映日常生活的范围广泛的背景影响。因此，这表明上升时间的值的标准偏差的统计量度完全独立于背景。因此，该统计量度很好地适于以下情况：其中人们在日常生活中较长时间地穿戴压力测量设备，其中许多不同背景情况影响其皮肤电导。
可替换地或附加地，可以通过将所确定的频率分布与至少一个参考频率分布尤其是一组参考频率分布相比较来确定压力水平15。例如，功能性距离可以用于将所确定的频率分布与至少一个参考频率分布相比较。在一个示例中，功能性距离是散度量度（比如，Kullback-Leibler散度）。例如，参考频率分布或直方图可以用于各类压力水平（或血压水平）。一旦进行了新测量，就可以使用散度量度来计算新频率分布或直方图表示与参考频率分布中的每一个之间的相似度。然后，确定最密切的参考频率分布以及其对应的压力水平/所估计的血压值。该方法需要至少一个尤其是一组参考频率分布的公式化，其是一次性动作并且可以是预定义的，例如硬编码到设备中。可以通过机器学习自动化（多个）参考频率分布的公式化，所述机器学习并入了相同的相似度量度（例如，散度量度）。例如，可以通过“学习矢量量化”来学习参考频率分布。
因此，所确定的频率分布与至少一个参考频率分布的比较可以包括以下步骤中的一项或多项：
-（在开始比较之前，曾经）创建至少一个参考频率分布（尤其是至少两个参考频率分布），例如，每一个血压类型（例如，BP类：{0-70, 71-100, 101-130, 131-Inf]）一个参考频率分布，
-对于每次确定（长期）压力水平或估计的血压值，将所确定的频率分布（或其直方图表示）与（多个）参考分布中的每一个相比较，尤其是通过计算并使用它们之间的（例如，由散度量度提供的）功能性距离来比较，
-对于每次确定（长期）压力水平或血压估计，通过选择具有最小散度量度值的参考频率分布来选择最密切参考频率分布。
附加地，可以输出对应的（长期）压力水平或估计的血压值（血压值（BP）标签）（例如，71-100）。
尽管已经在附图和上述说明书中详细地说明并描述了本发明，但是这种说明和描述应认为是说明性或示例性的，而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。在实践所要求保护的发明中，本领域技术人员可以通过学习附图、公开和所附权利要求来理解和实现所公开实施例的其他变型。
在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以完成在权利要求书中记载的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载特定措施的纯粹事实并不表明不能有利地使用这些措施的组合。
计算机程序可以存储/分布在与其他硬件一起或者作为其他硬件的一部分提供的适当非暂时性介质上，比如，光学存储介质或固态介质上，但是计算机程序也可以以其他形式分布，比如经由互联网或其他有线或无线电信系统。
权利要求书中的任何附图标记不应该解释为限制范围。

Claims (15)

1. 一种用于确定用户（1）的压力水平（15）尤其是长期压力水平的压力测量设备（10），该设备（10）包括：
-输入接口（12），用于接收指示用户（1）的皮肤电导的皮肤电导信号（11），经过一段时间的皮肤电导信号（11）形成皮肤电导跟踪数据（13），以及
-处理单元（14），用于处理皮肤电导跟踪数据（13），处理单元（14）适于在皮肤电导跟踪数据(13)的至少一部分上确定在皮肤电导跟踪数据(13)的至少两个不同点之间的上升时间(tr)的值,确定上升时间(tr)值的频率分布,并且基于所确定的频率分布确定用户(1)的压力水平(15)。
2. 如权利要求1所述的压力测量设备（10），适于提取皮肤电导信号（11）或皮肤电导跟踪数据（13）的紧张性分量并处理该紧张性分量，和/或适于提取皮肤电导信号（11）或皮肤电导跟踪数据（13）的时相性分量并处理该时相性分量。
3. 如权利要求1所述的压力测量设备（10），其中处理单元适于在皮肤电导数据（13）中，尤其是使用皮肤电导跟踪数据（13）的斜率来检测峰值。
4. 如权利要求3所述的压力测量设备（10），其中处理单元（12）适于在皮肤电导数据（13）中将皮肤电导反应（SCR）检测为峰值，尤其是其中，处理单元（12）适于针对各个皮肤电导反应（SCR）确定上升时间的值。
5. 如权利要求1所述的压力测量设备（10），其中，使用直方图表示来确定上升时间值的频率分布。
6. 如权利要求1所述的压力测量设备（10），其中，基于所确定的频率分布的均匀度或峰度来确定压力水平（15）。
7. 如权利要求6所述的压力测量设备（10），其中，当所确定的频率分布不那么均匀时，压力水平（15）较高，和/或其中，当所确定的频率分布较均匀时，压力水平（15）较低。
8. 如权利要求1所述的压力测量设备（10），其中，使用选自包括以下项的组的至少一个统计量度来确定压力水平（15）：所确定的频率分布的标准偏差（std）、方差、斜度和峰态。
9. 如权利要求8所述的压力测量设备（10），其中，处理单元适于基于该统计量度尤其是标准偏差来确定所估计的血压值。
10. 如权利要求1所述的压力测量设备（10），其中，通过将所确定的频率分布与至少一个参考频率分布相比较来确定压力水平（15）。
11. 如权利要求1所述的压力测量设备（10），适于形成经过多于1小时，尤其是多于6小时，多于12小时，或者多于24小时的皮肤电导跟踪数据（13）。
12. 一种用户可穿戴的可穿戴设备（30），可穿戴设备（30）包括如权利要求1所述的压力测量设备（10），以及用于感测用户（1）的皮肤电导的皮肤电导传感器（20）。
13. 一种压力测量系统（100），包括：
-如权利要求1所述的压力测量设备（10），
-用于感测用户（1）的皮肤电导的皮肤电导传感器（20），以及
-输出设备（40），用于向用户（1）输出压力水平（15）。
14. 一种用于确定用户（1）的压力水平（15）尤其是长期压力水平的压力测量方法，该方法包括：
-接收指示用户（1）的皮肤电导的皮肤电导信号（11），经过一段时间的皮肤电导信号（11）形成皮肤电导跟踪数据（13），以及
-处理皮肤电导跟踪数据（13），所述处理包括：在皮肤电导跟踪数据(13)的至少一部分上确定在皮肤电导跟踪数据(13)的至少两个不同点之间的上升时间(tr)的值,确定上升时间(tr)值的频率分布,并且基于所确定的频率分布确定用户的压力水平(15)。
15. 一种包括程序代码装置的计算机程序，该程序代码装置使得计算机在所述计算机程序在其上执行时执行如权利要求14中所述的压力测量方法的步骤。
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