JP2012239480A - Biological state estimation device and computer program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for further accurately acquiring the state of a person.SOLUTION: A frequency time-series waveform is acquired from a time-series waveform of biological signal, and a time-series waveform of frequency slope is further acquired. The time-series waveform of frequency slope is subjected to frequency analysis so as to acquire the number of break points that show a bifurcation phenomenon in each regression line on the basis of difference in the values of power spectral densities and difference in slopes of the regression lines, and a shape score based on the number of break points is acquired. A determination reference point is acquired using at least one of a regional score and the shape score of each regression line, and the state of a person is determined on the basis of the time-series change of the determination reference points. By acquiring scores, this configuration enables to determine the state of a person accurately and objectively.

Description

本発明は、生体信号を採取し、所定状態との相対変化から生体の状態を推定する技術に関する。   The present invention relates to a technique for collecting a biological signal and estimating a biological state from a relative change from a predetermined state.

運転中の運転者の生体状態を監視することは、近年、事故予防策等として注目されている。本出願人は、特許文献1〜3において、シートクッション部に圧力センサを配置し、臀部脈波を採取して分析し、入眠予兆現象を判定する手法を開示している。   In recent years, monitoring the biological state of a driver during driving has attracted attention as an accident prevention measure or the like. In Patent Documents 1 to 3, the present applicant discloses a method of determining a sleep onset symptom by arranging a pressure sensor in a seat cushion portion, collecting and analyzing a heel pulse wave.

具体的には、脈波の時系列波形を、それぞれ、SavitzkyとGolayによる平滑化微分法により、極大値と極小値を求める。そして、5秒ごとに極大値と極小値を切り分け、それぞれの平均値を求める。求めた極大値と極小値のそれぞれの平均値の差の二乗をパワー値とし、このパワー値を5秒ごとにプロットし、パワー値の時系列波形を作る。この時系列波形からパワー値の大域的な変化を読み取るために、ある時間窓Tw(180秒)について最小二乗法でパワー値の傾きを求める。次に、オーバーラップ時間Tl(162秒)で次の時間窓Twを同様に計算して結果をプロットする。この計算(移動計算)を順次繰り返してパワー値の傾きの時系列波形を得る。一方、脈波の時系列波形をカオス解析して最大リアプノフ指数を求め、上記と同様に、平滑化微分によって極大値を求め、移動計算することにより最大リアプノフ指数の傾きの時系列波形を得る。   Specifically, the maximum value and the minimum value of the time series waveform of the pulse wave are obtained by the smoothing differential method using Savitzky and Golay, respectively. Then, the maximum value and the minimum value are divided every 5 seconds, and the average value of each is obtained. The square of the difference between the average values of the obtained local maximum and local minimum is used as a power value, and this power value is plotted every 5 seconds to create a time series waveform of the power value. In order to read the global change of the power value from this time series waveform, the gradient of the power value is obtained by the least square method for a certain time window Tw (180 seconds). Next, the next time window Tw is similarly calculated at the overlap time Tl (162 seconds), and the result is plotted. This calculation (movement calculation) is sequentially repeated to obtain a time series waveform of the gradient of the power value. On the other hand, the maximum Lyapunov exponent is obtained by chaos analysis of the time series waveform of the pulse wave, the maximum value is obtained by smoothing differentiation, and the time series waveform of the gradient of the maximum Lyapunov exponent is obtained by moving calculation.

そして、パワー値の傾きの時系列波形と最大リアプノフ指数の傾きの時系列波形が逆位相となっており、さらには、パワー値の傾きの時系列波形で低周波、大振幅の波形が生じている波形を、入眠予兆を示す特徴的な信号と判定し、その後に振幅が小さくなったポイントを入眠点と判定している。   The time series waveform of the power value slope and the time series waveform of the maximum Lyapunov exponent slope are in opposite phase, and furthermore, the time series waveform of the power value slope has a low frequency and large amplitude waveform. The waveform is determined as a characteristic signal indicating a sleep onset sign, and the point at which the amplitude subsequently decreases is determined as the sleep onset point.

また、特許文献4として、内部に三次元立体編物を挿入した空気袋(エアパック)を備え、このエアパックを人の背部に対応する部位に配置し、エアパックの空気圧変動を測定し、得られた空気圧変動の時系列データから人の生体信号を検出し、人の生体の状態を分析するシステムを開示している。また、非特許文献1及び2においても、腰腸肋筋に沿うようにエアパックセンサを配置して人の生体信号を検出する試みを報告している。このエアパックの空気圧変動は、心臓の動きに伴う下行大動脈の揺れによるものであり、特許文献1及び2の臀部脈波を利用する場合よりも、心臓の動きにより近い状態変化を捉えることができる。   Further, as Patent Document 4, an air bag (air pack) in which a three-dimensional solid knitted fabric is inserted is provided, and the air pack is disposed at a portion corresponding to a person's back to measure air pressure fluctuations of the air pack. A system for detecting a human biological signal from the obtained time-series data of air pressure fluctuation and analyzing the state of the human biological body is disclosed. Non-Patent Documents 1 and 2 also report attempts to detect a human biological signal by arranging an air pack sensor along the lumbar gluteal muscle. This air pressure fluctuation of the air pack is due to shaking of the descending aorta accompanying the movement of the heart, and it is possible to capture a state change closer to the movement of the heart than when using the buttocks pulse wave of Patent Documents 1 and 2. .

特開2004−344612号公報JP 2004-344612 A 特開2004−344613号公報JP 2004-344613 A WO2005/092193A1公報WO2005 / 092193A1 publication 特開2007−90032号公報JP 2007-90032 A

「原著・指尖容積脈波情報を用いた入眠予兆現象計測法の開発」藤田悦則(外8名)、人間工学 Vol41、No.4(’05)“Original, Development of a method for measuring the symptoms of falling asleep using fingertip plethysmogram information” Yasunori Fujita (8 others), Ergonomics Vol 41, No. 1 4 (’05) 「非侵襲型センサによって測定された生体ゆらぎ信号の疲労と入眠予知への応用」、落合直輝(外6名)、第39回日本人間工学会 中国・四国支部大会 講演論文集、平成18年11月25日発行、発行所:日本人間工学会 中国・四国支部事務局"Application of biological fluctuation signals measured by non-invasive sensors to fatigue and sleep prediction", Naoki Ochiai (6 others), 39th Annual Meeting of the Japan Ergonomics Society, Chugoku-Shikoku Branch, 2006 Issued on May 25, Publisher: Japan Ergonomics Society Chugoku-Shikoku Branch Office 「非侵襲生体信号センシング機能を有する車両用シートの試作」、前田慎一郎(外4名)、第39回日本人間工学会 中国・四国支部大会 講演論文集、平成18年11月25日発行、発行所:日本人間工学会 中国・四国支部事務局"Prototype of vehicle seat with non-invasive biological signal sensing function", Shinichiro Maeda (4 others), 39th Japan Ergonomics Society China-Shikoku Branch Conference, Proceedings, November 25, 2006 Place: Japan Ergonomics Society Chugoku / Shikoku Branch Office

特許文献1〜4及び非特許文献1〜3の技術は、上記したように、パワー値の傾きの時系列波形と最大リアプノフ指数の傾きの時系列波形が逆位相となり、かつ、パワー値の傾きの時系列波形で低周波、大振幅の波形が生じた時点をもって入眠予兆現象と捉えている。   As described above, in the techniques of Patent Documents 1 to 4 and Non-Patent Documents 1 to 3, the time-series waveform of the power value gradient and the time-series waveform of the gradient of the maximum Lyapunov exponent are in opposite phases, and the power value gradient When the low-frequency and large-amplitude waveforms occur in the time-series waveform, it is regarded as a sleep onset symptom phenomenon.

また、本出願人は、特願2009−237802として次のような技術も提案している。すなわち、生体信号測定手段により得られる生体信号の時系列波形から周波数の時系列波形を求め、この周波数の時系列波形から求められる周波数傾き時系列波形と周波数変動時系列波形を用いた技術であり、周波数傾き時系列波形の正負、周波数傾き時系列波形の積分波形の正負、周波数傾き時系列波形と周波数変動時系列波形とを重ねて出力した場合における逆位相の出現(逆位相の出現が入眠予兆を示す)等を組み合わせて人の状態を判定する技術である。   The present applicant has also proposed the following technique as Japanese Patent Application No. 2009-237802. In other words, it is a technique that obtains a time series waveform of a frequency from a time series waveform of a biological signal obtained by a biological signal measuring means, and uses a frequency gradient time series waveform and a frequency variation time series waveform obtained from the time series waveform of this frequency. , Positive / negative of frequency slope time series waveform, positive / negative of integral waveform of frequency slope time series waveform, appearance of reverse phase when frequency slope time series waveform and frequency fluctuation time series waveform are output overlaid (appearance of reverse phase falling asleep) This is a technique for determining a person's condition by combining the signs).

本出願人は、上記のように生体信号を用いた人の状態を把握する技術を提案しているが、人の状態をより正確に把握する技術の提案が常に望まれている。また、人の状態を把握する手法が複数あれば、それらを併用することにより、さらに、正確に人の状態を把握することが可能となる。本発明は上記に鑑みなされたものであり、生体信号を新たな分析方法を用いて分析し、人の状態を把握する技術を提供することを課題とする。   Although the present applicant has proposed a technique for grasping a person's state using a biological signal as described above, a proposal for a technique for grasping a person's state more accurately is always desired. Further, if there are a plurality of methods for grasping the state of the person, it becomes possible to grasp the state of the person more accurately by using them together. The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a technique for analyzing a biological signal using a new analysis method and grasping the state of a person.

ここで、人の恒常性はゆらぎで維持され、その周波数帯域はVLF領域とULF領域にあるとされている。一方、心疾患の一つである心房細動において、心・循環系のゆらぎの特性が切り替わるところは、0.0033Hzと言われており、0.0033Hz近傍のゆらぎの変化を捉えることで、恒常性維持に関する情報が得られる。そこで、本発明者は、まず、0.0033Hz近傍の0.0035Hz(計算の便宜上0.0033Hzではなく0.0035Hzとした)を中心とした長周期領域(低周波帯域)についての解析を行うことに着目した。一方、本発明者の実験により、長周期領域よりも、短い周期の領域において、人のストレスに対する適応状態や、快適あるいは不快と感じる状態により、変化する特徴的なゆらぎが、0.01Hzを中心とした中周期領域(中周波帯域)と、0.0225Hzを中心とした短周期領域(高周波帯域)に出現することを見出し、これらのゆらぎの状態の変化を追跡することで、体調や感覚に関する生体の状態(全身状態)を推定できると考え、本発明を完成するに至った。   Here, human constancy is maintained by fluctuation, and the frequency band is assumed to be in the VLF region and the ULF region. On the other hand, in atrial fibrillation, which is one of heart diseases, the place where the characteristics of fluctuations of the heart and circulatory system are switched is said to be 0.0033 Hz. By capturing fluctuations around 0.0033 Hz, Information on sex maintenance can be obtained. Therefore, the present inventor first performs analysis on a long period region (low frequency band) centered on 0.0035 Hz in the vicinity of 0.0033 Hz (for convenience of calculation, 0.0035 Hz is used instead of 0.0033 Hz). Focused on. On the other hand, according to experiments by the present inventor, characteristic fluctuations that change depending on a person's state of adaptation to stress and a state of feeling comfortable or uncomfortable in a shorter period than in a long period are centered on 0.01 Hz. It is found that it appears in the medium period region (medium frequency band) and the short period region (high frequency band) centered on 0.0225 Hz, and by tracking changes in these fluctuation states, It was considered that the state of the living body (whole body state) can be estimated, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の生体状態推定装置は、生体信号測定手段により採取した生体信号を用いて、生体の状態を推定する生体状態推定装置であって、前記生体信号測定手段により得られる所定の測定時間における生体信号の時系列波形から、周波数の時系列波形を求める周波数演算手段と、前記周波数演算手段により得られた前記生体信号の周波数の時系列波形において、所定のオーバーラップ時間で設定した所定の時間窓毎に前記周波数の傾きを求める移動計算を行い、時間窓毎に得られる前記周波数の傾きの時系列変化を周波数傾き時系列波形として出力する周波数傾き時系列解析演算手段と、前記周波数傾き時系列解析演算手段から得られる所定時間範囲における周波数傾き時系列波形を周波数解析し、パワースペクトル密度と周波数との関係を示す解析波形を所定時間範囲毎に出力する周波数解析手段と、前記周波数解析手段により出力される各解析波形について、所定周期領域毎に回帰直線を求める回帰直線演算手段と、前記周期領域毎に求められる各回帰直線を、その傾きに基づいて領域得点を付与すると共に、隣接する周波数領域における回帰直線間のパワースペクトル密度の値の較差及び回帰直線間の傾きの違いに基づき、各回帰直線全体における分岐現象を示す折れ点数を求め、その折れ点数に基づいた形状得点を付与し、前記領域得点及び形状得点の少なくとも一方を用いて、各解析波形についての判定基準点を求める判定基準点算出手段と、前記判定基準点算出手段により求められる前記各解析波形の判定基準点の時系列の変化を基に、生体の状態を推定する状態推定手段とを具備することを特徴とする。   That is, the biological state estimation device of the present invention is a biological state estimation device that estimates a biological state using a biological signal collected by the biological signal measuring unit, and a predetermined measurement time obtained by the biological signal measuring unit. A frequency calculation means for obtaining a time series waveform of a frequency from a time series waveform of the biological signal in the above, and a predetermined time set with a predetermined overlap time in the time series waveform of the frequency of the biological signal obtained by the frequency calculation means A frequency slope time series analysis calculating means for performing a movement calculation for obtaining the slope of the frequency for each time window, and outputting a time series change of the slope of the frequency obtained for each time window as a frequency slope time series waveform; and the frequency slope Frequency analysis of the frequency gradient time series waveform in the predetermined time range obtained from the time series analysis calculation means, the power spectrum density and frequency A frequency analysis unit that outputs an analysis waveform indicating a relationship for each predetermined time range; a regression line calculation unit that obtains a regression line for each predetermined period region for each analysis waveform output by the frequency analysis unit; and for each period region Each regression line determined in step (1) is assigned a region score based on its slope, and each regression line is based on a difference in power spectral density values between regression lines in the adjacent frequency domain and a difference in slope between regression lines. Determine the number of break points that indicate the branching phenomenon in the whole, give a shape score based on the number of break points, and use the at least one of the area score and the shape score to determine a decision reference point for each analysis waveform And the state of the living body is estimated based on the time series change of the determination reference point of each analysis waveform obtained by the determination reference point calculation means. Characterized by comprising a state estimator.

前記回帰直線演算手段は、分析対象の解析波形を、長周期領域、中周期領域及び短周期領域に分けて、前記回帰直線を求めることが好ましい。前記回帰直線演算手段は、前記長周期領域、中周期領域及び短周期領域のそれぞれにおいて設定した前記解析波形の重心を前記回帰直線の中心として求めることが好ましい。前記回帰直線演算手段は、前記長周期領域においては、前記回帰直線の中心を境界として、ULF領域とVLF領域にさらに分けてそれぞれについて回帰直線を求め、ULF領域の回帰直線及びVLF領域の回帰直線の各傾きの積が所定値以下か否かを判定し、所定値以下の場合には前記ULF領域及びVLF領域の各回帰直線を採用し、所定値を上回る場合には前記長周期領域の全体における前記回帰直線を採用することが好ましい。   The regression line calculation means preferably obtains the regression line by dividing the analysis waveform to be analyzed into a long period area, a medium period area, and a short period area. Preferably, the regression line calculation means obtains the center of gravity of the analysis waveform set in each of the long period area, the medium period area, and the short period area as the center of the regression line. The regression line calculation means obtains a regression line for each of the ULF region and the VLF region, with the center of the regression line as a boundary in the long period region, and obtains a regression line for the ULF region and a regression line for the VLF region. It is determined whether or not the product of each slope is equal to or less than a predetermined value. If the product is less than the predetermined value, the regression lines of the ULF region and the VLF region are adopted. It is preferable to employ the regression line in FIG.

前記判定基準点算出手段は、前記領域得点として、前記各領域における各回帰直線の傾きを略水平状態、上向き及び下向きの3つに分け、略水平状態の得点を基準として、上向きの場合と下向きの場合とで得点を増減させる構成であることが好ましい。前記判定基準点算出手段は、前記形状得点として、前記折れ点数が少ないほど高得点を付与する構成であることが好ましい。前記判定基準点算出手段は、前記折れ点数を、隣接する周期領域の2つの回帰直線間において、パワースペクトル密度の値の較差が所定以上の場合、及び、隣接する周期領域の2つの回帰直線間において、パワースペクトル密度の値の較差が所定以内であって2つの回帰直線の傾きの角度の違いが予め設定した所定角度以上の場合に、それぞれ折れ点としてカウントする構成とすることが好ましい。   The determination reference point calculation means divides the slope of each regression line in each region into three as a substantially horizontal state, upward and downward as the region score, and the upward and downward cases with respect to the score in the substantially horizontal state as a reference It is preferable that the score be increased or decreased in the case of. It is preferable that the determination reference point calculation unit is configured to give a higher score as the shape score as the number of breakage points is smaller. The determination reference point calculation means calculates the number of break points between two regression lines in adjacent periodic regions and the difference between power spectral density values between two regression lines in adjacent periodic regions and between two regression lines in adjacent periodic regions. When the difference between the values of the power spectral density is within a predetermined range and the difference between the inclination angles of the two regression lines is equal to or larger than a predetermined angle, it is preferable that each be counted as a break point.

前記状態推定手段は、比較対象の前後2つの時間範囲における解析波形の判定基準点間において、次式:機能点=後時間範囲の判定基準点+(後時間範囲の判定基準点−前時間範囲の判定基準点)×n、(但し、nは補正係数)により求められる機能点を時系列に求め、機能点の時系列変化から、生体の状態を推定する構成であることが好ましい。前記周波数演算手段は、前記生体信号の時系列波形におけるゼロクロス点を用いて周波数の時系列波形を求めるゼロクロス検出手段と、前記生体信号の時系列波形のピーク点を用いて周波数の時系列波形を求めるピーク検出手段とのいずれか少なくとも一方の手段を備えることが好ましい。
前記状態推定手段は、前記ゼロクロス検出手段を用いた周波数の時系列波形から得られる第1の判定基準点と、前記ピーク検出手段を用いた周波数の時系列波形から得られる第2の判定基準点とを用い、前記第1の判定基準点に基づく指標を一方の軸に、前記第2の判定基準点に基づく指標を他方の軸にとり、第1の判定基準点と第2の判定基準点とから求められる座標の時系列変化を求め、生体の状態を推定する構成であることが好ましい。
The state estimation means calculates the following equation between the determination reference points of the analysis waveform in the two time ranges before and after the comparison target: functional point = determination reference point in the later time range + (determination reference point in the later time range−previous time range) It is preferable that a function point obtained by (determination reference point) × n (where n is a correction coefficient) is obtained in a time series, and the state of the living body is estimated from the time series change of the function points. The frequency calculation means includes a zero cross detection means for obtaining a time series waveform of a frequency using a zero cross point in the time series waveform of the biological signal, and a frequency time series waveform using a peak point of the time series waveform of the biological signal. It is preferable that at least one of the required peak detection means is provided.
The state estimation means includes a first determination reference point obtained from a frequency time-series waveform using the zero-cross detection means, and a second determination reference point obtained from a frequency time-series waveform using the peak detection means. And the index based on the first determination reference point is on one axis, the index based on the second determination reference point is on the other axis, and the first determination reference point and the second determination reference point are It is preferable that the time-series change of coordinates obtained from the above is obtained to estimate the state of the living body.

前記状態推定手段は、前記座標同士を結んだ座標時系列変化線が、1/fの傾きに近似した変化傾向であると判定された場合には快適と判定し、上下方向に変化していると判定された場合には不快と判定する構成とすることが好ましい。   The state estimation means determines that the coordinate time-series change line connecting the coordinates is a change tendency approximating the inclination of 1 / f, determines that it is comfortable, and changes in the vertical direction. If it is determined, it is preferable that the configuration is determined as uncomfortable.

前記状態推定手段は、前記第1の判定基準点に基づく指標を一方の軸に、前記第2の判定基準点に基づく指標を他方の軸にとった座標系を象限毎に、活性・適応領域、活性・抵抗領域、耐性・抵抗領域、耐性・適応領域に区分し、異なる測定時間において求められた複数の前記座標時系列変化線同士を比較した場合に、比較対象の前記座標時系列変化線の全体の移動方向により、体調を推定する手段を有することが好ましい。   The state estimation means includes an active / adaptive region for each quadrant of a coordinate system having an index based on the first determination reference point on one axis and an index based on the second determination reference point on the other axis. The coordinate time-series change line to be compared is divided into a plurality of coordinate time-series change lines obtained at different measurement times by dividing into an active / resistance region, a resistance / resistance region, and a resistance / adaptive region. It is preferable to have means for estimating the physical condition according to the overall movement direction.

前記座標時系列変化線の全体の主な移動方向が、
活性・適応領域及び耐性・適応領域間である場合に、体調良好と推定し、
活性・抵抗領域及び耐性・適応領域間である場合に、通常状態と推定し、
耐性・抵抗領域及び活性・適応領域間である場合に、体調の急変のおそれのある状態と推定する構成とすることが好ましい。
さらに、ピーク検出手段を用いた周波数の時系列波形において、所定のオーバーラップ時間で設定した所定の時間窓毎に周波数の平均値を求める移動計算を行い、時間窓毎に得られる周波数の平均値の時系列変化を周波数変動時系列波形として出力する周波数変動演算手段を有し、前記状態推定手段は、前記ゼロクロス検出手段を用いた周波数の時系列波形から求められる前記機能点に対応する指標を一方の軸にとると共に、前記周波数変動演算手段により求められる周波数変動時系列波形の所定の時間幅における変化量に対応する指標を他方の軸にとり、前記機能点と前記変化量とから求められる座標の時系列変化を求め、感覚に関する生体の状態を推定する構成とすることが好ましい。
The overall main moving direction of the coordinate time series change line is:
If it is between the active / adapted region and the tolerance / adapted region, it is estimated that the physical condition is good,
When it is between the active / resistance region and the tolerance / adaptation region, it is assumed to be a normal state,
It is preferable to adopt a configuration in which it is estimated that there is a risk of sudden change in physical condition when the region is between the resistance / resistance region and the active / adaptive region.
Furthermore, in the time-series waveform of the frequency using the peak detecting means, the movement calculation for obtaining the average value of the frequency for each predetermined time window set with the predetermined overlap time is performed, and the average value of the frequency obtained for each time window. Frequency variation calculation means for outputting the time series change as a frequency fluctuation time series waveform, and the state estimation means provides an index corresponding to the functional point obtained from the time series waveform of the frequency using the zero cross detection means. Coordinates obtained from the functional point and the amount of change on one axis and an index corresponding to the amount of change in the predetermined time width of the frequency variation time-series waveform obtained by the frequency variation calculating means on the other axis It is preferable to obtain a time-series change in order to estimate the state of the living body related to a sense.

また、本発明のコンピュータプログラムは、生体信号測定手段により採取した生体信号を用いて、生体の状態を推定する生体状態推定装置に設定されるコンピュータプログラムであって、前記生体信号測定手段により得られる所定の測定時間における生体信号の時系列波形から、周波数の時系列波形を求める周波数演算手順と、前記周波数演算手順により得られた前記生体信号の周波数の時系列波形において、所定のオーバーラップ時間で設定した所定の時間窓毎に前記周波数の傾きを求める移動計算を行い、時間窓毎に得られる前記周波数の傾きの時系列変化を周波数傾き時系列波形として出力する周波数傾き時系列解析演算手順と、前記周波数傾き時系列解析演算手順から得られる所定時間範囲における周波数傾き時系列波形を周波数解析し、パワースペクトル密度と周波数との関係を示す解析波形を所定時間範囲毎に出力する周波数解析手順と、前記周波数解析手順により出力される各解析波形について、所定周期領域毎に回帰直線を求める回帰直線演算手順と、前記周期領域毎に求められる各回帰直線を、その傾きに基づいて領域得点を付与すると共に、隣接する周波数領域における回帰直線間のパワースペクトル密度の値の較差及び回帰直線間の傾きの違いに基づき、各回帰直線全体における分岐現象を示す折れ点数を求め、その折れ点数に基づいた形状得点を付与し、前記領域得点及び形状得点の少なくとも一方を用いて、各解析波形についての判定基準点を求める判定基準点算出手順と、前記判定基準点算出手順により求められる前記各解析波形の判定基準点の時系列の変化を基に、生体の状態を推定する状態推定手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。   The computer program of the present invention is a computer program set in a biological state estimating device that estimates a biological state using a biological signal collected by the biological signal measuring unit, and is obtained by the biological signal measuring unit. A frequency calculation procedure for obtaining a time series waveform of a frequency from a time series waveform of a biological signal at a predetermined measurement time, and a time series waveform of the frequency of the biological signal obtained by the frequency calculation procedure, with a predetermined overlap time A frequency slope time series analysis calculation procedure for performing a movement calculation to obtain the slope of the frequency for each predetermined time window set, and outputting a time series change in the slope of the frequency obtained for each time window as a frequency slope time series waveform; , The frequency slope time series waveform in the predetermined time range obtained from the frequency slope time series analysis calculation procedure is the frequency solution. A frequency analysis procedure for outputting an analysis waveform indicating the relationship between power spectral density and frequency for each predetermined time range, and a regression for obtaining a regression line for each predetermined period region for each analysis waveform output by the frequency analysis procedure. The linear calculation procedure and each regression line obtained for each of the periodic areas are given a region score based on the slope, and the difference between the power spectral density values between the regression lines in the adjacent frequency domain and between the regression lines Based on the difference in slope, the number of break points indicating the bifurcation phenomenon in each regression line is obtained, a shape score based on the number of break points is given, and at least one of the area score and the shape score is used for each analysis waveform. Determination reference point calculation procedure for determining a determination reference point, and time system of determination reference points for each analysis waveform determined by the determination reference point calculation procedure Change based on the, characterized in that to perform the state estimation procedure for estimating the state of a living body to the computer.

前記回帰直線演算手順は、分析対象の解析波形を、長周期領域、中周期領域及び短周期領域に分けて、前記回帰直線を求めることが好ましい。前記回帰直線演算手順は、前記長周期領域、中周期領域及び短周期領域のそれぞれにおいて設定した前記解析波形の重心を前記回帰直線の中心として求めることが好ましい。前記回帰直線演算手順は、前記長周期領域においては、前記回帰直線の中心を境界として、ULF領域とVLF領域にさらに分けてそれぞれについて回帰直線を求め、ULF領域の回帰直線及びVLF領域の回帰直線の各傾きの積が所定値以下か否かを判定し、所定値以下の場合には前記ULF領域及びVLF領域の各回帰直線を採用し、所定値を上回る場合には前記長周期領域の全体における前記回帰直線を採用する構成とすることが好ましい。   In the regression line calculation procedure, the regression line is preferably obtained by dividing the analysis waveform to be analyzed into a long period area, a medium period area, and a short period area. In the regression line calculation procedure, it is preferable that a center of gravity of the analysis waveform set in each of the long period area, the middle period area, and the short period area is obtained as the center of the regression line. In the regression line calculation procedure, in the long period region, the regression line is further divided into a ULF region and a VLF region with the center of the regression line as a boundary, and a regression line in the ULF region and a regression line in the VLF region are obtained. It is determined whether or not the product of each slope is equal to or less than a predetermined value. If the product is less than the predetermined value, the regression lines of the ULF region and the VLF region are adopted. It is preferable that the regression line is adopted.

前記判定基準点算出手順は、前記領域得点として、前記各領域における各回帰直線の傾きを略水平状態、上向き及び下向きの3つに分け、略水平状態の得点を基準として、上向きの場合と下向きの場合とで得点を増減させる構成であることが好ましい。   In the determination reference point calculation procedure, as the area score, the slope of each regression line in each area is divided into three, roughly horizontal state, upward and downward, and the upward and downward cases are based on the score of the substantially horizontal state. It is preferable that the score be increased or decreased in the case of.

前記判定基準点算出手順は、前記形状得点として、前記折れ点数が少ないほど高得点を付与する構成であることが好ましい。   It is preferable that the determination reference point calculation procedure has a configuration in which, as the shape score, a higher score is given as the number of break points is smaller.

前記判定基準点算出手順は、前記折れ点数を、隣接する周期領域の2つの回帰直線間において、パワースペクトル密度の値の較差が所定以上の場合、及び、隣接する周期領域の2つの回帰直線間において、パワースペクトル密度の値の較差が所定以内であって2つの回帰直線の傾きの角度の違いが予め設定した所定角度以上の場合に、それぞれ折れ点としてカウントする構成であることが好ましい。   In the determination reference point calculation procedure, the number of break points is calculated between two regression lines in adjacent periodic regions, and when the difference in the value of power spectral density is not less than a predetermined value, and between two regression lines in adjacent periodic regions. When the difference between the values of the power spectral density is within a predetermined range and the difference between the inclination angles of the two regression lines is equal to or greater than a predetermined angle, it is preferable that each be counted as a break point.

前記状態推定手順は、比較対象の前後2つの時間範囲における解析波形の判定基準点間において、次式:
機能点=後時間範囲の判定基準点+(後時間範囲の判定基準点−前時間範囲の判定基準点)×n、(但し、nは補正係数)
により求められる機能点を時系列に求め、機能点の時系列変化から、生体の状態を推定する構成であることが好ましい。
The state estimation procedure is performed between the determination reference points of the analysis waveform in the two time ranges before and after the comparison target:
Function point = Judgment reference point of the later time range + (Judgment reference point of the later time range-Judgment reference point of the previous time range) x n (where n is a correction coefficient)
It is preferable that the function point obtained by the above is obtained in time series, and the state of the living body is estimated from the time series change of the function point.

前記周波数演算手順は、前記生体信号の時系列波形におけるゼロクロス点を用いて周波数の時系列波形を求めるゼロクロス検出手順と、前記生体信号の時系列波形のピーク点を用いて周波数の時系列波形を求めるピーク検出手順とのいずれか少なくとも一方の手順を備えることが好ましい。   The frequency calculation procedure includes a zero cross detection procedure for obtaining a time series waveform of a frequency using a zero cross point in a time series waveform of the biological signal, and a time series waveform of a frequency using a peak point of the time series waveform of the biological signal. It is preferable to provide at least one of the desired peak detection procedures.

前記状態推定手順は、前記ゼロクロス検出手順を用いた周波数の時系列波形から得られる第1の判定基準点と、前記ピーク検出手順を用いた周波数の時系列波形から得られる第2の判定基準点とを用い、
前記第1の判定基準点に基づく指標を一方の軸に、前記第2の判定基準点に基づく指標を他方の軸にとり、
第1の判定基準点と第2の判定基準点とから求められる座標の時系列変化を求め、生体の状態を推定することが好ましい。
The state estimation procedure includes a first determination reference point obtained from a frequency time-series waveform using the zero-cross detection procedure, and a second determination reference point obtained from a frequency time-series waveform using the peak detection procedure. And
An index based on the first determination reference point is taken on one axis, an index based on the second determination reference point is taken on the other axis,
It is preferable to estimate a time-series change in coordinates obtained from the first determination reference point and the second determination reference point and estimate the state of the living body.

前記状態推定手順は、前記座標同士を結んだ座標時系列変化線が、1/fの傾きに近似した変化傾向であると判定された場合には快適と判定し、上下方向に変化していると判定された場合には不快と判定することが好ましい。   The state estimation procedure determines that the coordinate time-series change line connecting the coordinates is a change tendency approximating to a 1 / f slope, and determines that it is comfortable and changes vertically. It is preferable to determine that it is uncomfortable.

前記状態推定手順は、前記第1の判定基準点に基づく指標を一方の軸に、前記第2の判定基準点に基づく指標を他方の軸にとった座標系を象限毎に、活性・適応領域、活性・抵抗領域、耐性・抵抗領域、耐性・適応領域に区分し、異なる測定時間において求められた複数の前記座標時系列変化線同士を比較した場合に、比較対象の前記座標時系列変化線の全体の移動方向により、体調を推定することが好ましい。   The state estimation procedure includes an active / adaptive region in each quadrant of a coordinate system having an index based on the first determination reference point on one axis and an index based on the second determination reference point on the other axis. The coordinate time-series change line to be compared is divided into a plurality of coordinate time-series change lines obtained at different measurement times by dividing into an active / resistance region, a resistance / resistance region, and a resistance / adaptive region. It is preferable to estimate the physical condition based on the overall movement direction.

前記座標時系列変化線の全体の主な移動方向が、
活性・適応領域及び耐性・適応領域間である場合に、体調良好と推定し、
活性・抵抗領域及び耐性・適応領域間である場合に、通常状態と推定し、
耐性・抵抗領域及び活性・適応領域間である場合に、体調の急変のおそれのある状態と推定することが好ましい。
さらに、ピーク検出手順を用いた周波数の時系列波形において、所定のオーバーラップ時間で設定した所定の時間窓毎に周波数の平均値を求める移動計算を行い、時間窓毎に得られる周波数の平均値の時系列変化を周波数変動時系列波形として出力する周波数変動演算手順を有し、前記状態推定手順は、前記ゼロクロス検出手順を用いた周波数の時系列波形から求められる前記機能点に対応する指標を一方の軸にとると共に、前記周波数変動演算手順により求められる周波数変動時系列波形の所定の時間幅における変化量に対応する指標を他方の軸にとり、前記機能点と前記変化量とから求められる座標の時系列変化を求め、感覚に関する生体の状態を推定することが好ましい。
The overall main moving direction of the coordinate time series change line is:
If it is between the active / adapted region and the tolerance / adapted region, it is estimated that the physical condition is good,
When it is between the active / resistance region and the tolerance / adaptation region, it is assumed to be a normal state,
It is preferable to presume that there is a risk of sudden change in physical condition between the resistance / resistance region and the active / adaptive region.
Furthermore, in the time-series waveform of the frequency using the peak detection procedure, movement calculation is performed to obtain the average value of the frequency for each predetermined time window set with the predetermined overlap time, and the average value of the frequency obtained for each time window A frequency fluctuation calculation procedure for outputting a time series change as a frequency fluctuation time series waveform, wherein the state estimation procedure uses an index corresponding to the functional point obtained from the frequency time series waveform using the zero cross detection procedure. Coordinates obtained from the function point and the amount of change on one axis and an index corresponding to the amount of change in the predetermined time width of the frequency variation time-series waveform obtained by the frequency variation calculation procedure on the other axis It is preferable to obtain a time-series change in order to estimate the state of the living body related to a sense.

本発明は、生体信号の時系列波形から周波数の時系列波形を求め、さらに、周波数傾きの時系列波形を求めて周波数解析する手段を有する。このような傾き時系列解析を施すことで、3〜5分間の長周期の成分からなる時系列波形を作り、短時間の計測データでありながら、24時間分の時系列波形を周波数解析した結果と同様の傾向を示すデータを得ることができる。そして、周波数解析波形を所定周期領域毎に、好ましくは、長周期領域、中周期領域及び短周期領域に区分し、それらについて回帰直線を求め、その結果を、所定の基準を用いて得点化し、それらの時系列変化を捉えることで、体調及び感覚に関する状態を推定することができる。なお、感覚とは、状態が変化したときに相対的に感じるものであり、状態が変化することで快適感あるいは不快感を生じることになる。従って、例えば不快状態が継続すると、不快状態が普通と感じるようになり、人はそれに適応したということになる。これらの状態変化を捉えるために、周波数解析波形の時系列変化を把握することが重要となる。   The present invention has means for obtaining a time series waveform of a frequency from a time series waveform of a biological signal, and further obtaining a time series waveform of a frequency gradient to perform frequency analysis. By performing such a gradient time series analysis, a time series waveform consisting of components with a long period of 3 to 5 minutes is created, and the result of frequency analysis of the time series waveform for 24 hours while being short-time measurement data Data showing the same tendency as can be obtained. Then, the frequency analysis waveform is divided into predetermined period areas, preferably divided into a long period area, an intermediate period area, and a short period area, a regression line is obtained for them, and the result is scored using a predetermined criterion, By capturing these time-series changes, it is possible to estimate a state related to physical condition and sense. Note that the sense is a relative feeling when the state changes, and a feeling of comfort or discomfort is caused by the change of the state. Thus, for example, if the unpleasant state continues, the uncomfortable state will feel normal and the person has adapted to it. In order to capture these state changes, it is important to grasp the time series change of the frequency analysis waveform.

すなわち、傾き時系列波形を用いることで、短時間の計測で、24時間程度の長時間の計測をしなければ特徴が現れない0.5Hz近傍に心房、心室及び大動脈の揺れ具合の体表脈波を捉えることができ、生体の状態推定を行う上で有効であり、長周期領域の変化を捉えることで、生体の恒常性維持機能に関する変化を中心的に捉えることができ、中周期領域及び短周期領域の変化を捉えることで、病変等によって生じる生体内環境の変化に対するストレスや快・不快状態に関する変化を推定することができる。そして、現在の状態推定はもとより、将来起こりえる体調の急変シグナルをも捉えることも可能である。この際、上記した回帰直線を求めて得点化する手法は、これらの変化を顕著に捉えるのに有効である。   In other words, by using a time-series waveform of inclination, the body surface pulse of the atrial, ventricular, and aortic swaying in the vicinity of 0.5 Hz, where characteristics do not appear unless long-time measurement is performed for about 24 hours, is performed. It can capture waves and is effective in estimating the state of the living body, and by capturing changes in the long-period region, it can capture changes related to the homeostasis maintenance function of the living body. By capturing the change in the short-period region, it is possible to estimate a change in stress and a pleasant / unpleasant state with respect to a change in the in vivo environment caused by a lesion or the like. In addition to the current state estimation, it is also possible to capture sudden changes in physical condition that may occur in the future. At this time, the above-described method of obtaining a regression line and scoring it is effective in recognizing these changes remarkably.

図1は、本発明の一の実施形態において用いた生体信号測定手段を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a biological signal measuring means used in one embodiment of the present invention. 図2は、上記実施形態に係る生体信号測定手段の他の態様を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing another aspect of the biological signal measuring means according to the embodiment. 図3は、上記生体信号測定手段をシートに組み込む過程を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing a process of incorporating the biological signal measuring means into the sheet. 図4は、本発明の一の実施形態に係る生体状態推定装置の構成を示した図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the biological state estimation apparatus according to an embodiment of the present invention. 図5は、生体信号測定手段から得られる出力信号から、ゼロクロス検出手段により時系列波形を求める方法と、ピーク検出手段により時系列波形を求める方法を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a method for obtaining a time-series waveform by the zero-cross detecting unit and a method for obtaining a time-series waveform by the peak detecting unit from the output signal obtained from the biological signal measuring unit. 図6(a)〜(e)は、状態推定手段によって作成される座標時系列変化線の作成方法を説明するための図である。FIGS. 6A to 6E are diagrams for explaining a method for creating a coordinate time-series change line created by the state estimating means. 図7(a)〜(e)は、試験例1における解析波形及び算出した機能点を示した図である。7A to 7E are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 1. FIG. 図8(a)〜(e)は、試験例1における解析波形及び算出した機能点を示した図である。8A to 8E are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 1. FIG. 図9(a)〜(e)は、試験例1における解析波形及び算出した機能点を示した図である。9A to 9E are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 1. FIG. 図10(a)〜(e)は、試験例1における解析波形及び算出した機能点を示した図である。10A to 10E are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 1. FIG. 図11(a)〜(d)は、試験例1における解析波形及び算出した機能点を示した図である。11A to 11D are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 1. FIG. 図12(a)〜(d)は、試験例1における解析波形及び算出した機能点を示した図である。12A to 12D are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 1. FIG. 図13(a)〜(h)は、試験例1における解析波形及び算出した機能点を示した図である。FIGS. 13A to 13H are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 1. FIG. 図14(a)〜(h)は、試験例1における解析波形及び算出した機能点を示した図である。14A to 14H are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 1. FIG. 図15(a)〜(b)は、試験例1における体調変化度を示したグラフである。15A to 15B are graphs showing the degree of change in physical condition in Test Example 1. FIG. 図16は、試験例1の測定結果に基づく座標時系列変化線を示した図である。FIG. 16 is a diagram showing a coordinate time series change line based on the measurement result of Test Example 1. FIG. 図17(a)は、試験例1の被験者の官能評価を示した図であり、図17(b)は座標時系列変化線を用いた全身状態の判定手法を説明するための図である。FIG. 17A is a diagram showing sensory evaluation of the subject in Test Example 1, and FIG. 17B is a diagram for explaining a whole body state determination method using a coordinate time-series change line. 図18(a)〜(e)は、試験例2における解析波形及び算出した機能点を示した図である。18A to 18E are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 2. FIG. 図19(a)〜(e)は、試験例2における解析波形及び算出した機能点を示した図である。19A to 19E are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 2. FIG. 図20(a)〜(e)は、試験例2における解析波形及び算出した機能点を示した図である。20A to 20E are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 2. FIG. 図21(a)〜(e)は、試験例2における解析波形及び算出した機能点を示した図である。21A to 21E are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 2. FIG. 図22は、試験例2における体調変化度を示したグラフである。FIG. 22 is a graph showing the degree of physical condition change in Test Example 2. 図23は、試験例2の測定結果に基づく座標時系列変化線を示した図である。FIG. 23 is a diagram illustrating a coordinate time-series change line based on the measurement result of Test Example 2. 図24は、試験例2の被験者の官能評価を示した図である。FIG. 24 is a diagram showing sensory evaluation of the subject in Test Example 2. 図25は、試験例2の被験者の覚醒誘導姿勢における脳波、指尖容積脈波、心拍による解析結果を示した図である。FIG. 25 is a diagram illustrating an analysis result by an electroencephalogram, a fingertip plethysmogram, and a heartbeat in the awakening induction posture of the subject in Test Example 2. 図26は、試験例2の被験者のリラックス姿勢における脳波、指尖容積脈波、心拍による解析結果を示した図である。FIG. 26 is a diagram illustrating an analysis result based on an electroencephalogram, a fingertip volume pulse wave, and a heartbeat in the relaxed posture of the subject in Test Example 2. 図27(a)〜(f)は、試験例3における解析波形及び算出した機能点を示した図である。FIGS. 27A to 27F are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 3. FIG. 図28(a)〜(f)は、試験例3における解析波形及び算出した機能点を示した図である。28A to 28F are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 3. FIG. 図29(a)〜(f)は、試験例3における解析波形及び算出した機能点を示した図である。29A to 29F are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 3. FIG. 図30(a)〜(f)は、試験例3における解析波形及び算出した機能点を示した図である。30A to 30F are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 3. FIG. 図31(a)〜(b)は、試験例3における体調変化度を示したグラフである。31A to 31B are graphs showing the degree of physical condition change in Test Example 3. FIG. 図32は、試験例3の測定結果に基づく座標時系列変化線を示した図である。FIG. 32 is a diagram showing a coordinate time-series change line based on the measurement result of Test Example 3. 図33は、試験例3の被験者の官能評価を示した図である。FIG. 33 is a diagram showing sensory evaluation of the subject in Test Example 3. 図34は、試験例3の被験者の覚醒誘導姿勢における脳波、指尖容積脈波、心拍による解析結果を示した図である。FIG. 34 is a diagram showing an analysis result based on an electroencephalogram, a fingertip volume pulse wave, and a heartbeat in the awakening induction posture of the subject in Test Example 3. 図35は、試験例3の被験者のリラックス姿勢における脳波、指尖容積脈波、心拍による解析結果を示した図である。FIG. 35 is a diagram showing an analysis result based on an electroencephalogram, a fingertip volume pulse wave, and a heartbeat in the relaxed posture of the subject in Test Example 3. 図36(a)〜(f)は、試験例4における解析波形及び算出した機能点を示した図である。36 (a) to 36 (f) are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 4. FIG. 図37(a)〜(f)は、試験例4における解析波形及び算出した機能点を示した図である。37 (a) to 37 (f) are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 4. FIG. 図38(a)〜(f)は、試験例4における解析波形及び算出した機能点を示した図である。38A to 38F are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 4. 図39(a)〜(f)は、試験例4における解析波形及び算出した機能点を示した図である。39A to 39F are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 4. FIG. 図40(a)〜(b)は、試験例4における体調変化度を示したグラフである。40 (a) to 40 (b) are graphs showing the degree of change in physical condition in Test Example 4. 図41は、試験例4の測定結果に基づく座標時系列変化線を示した図である。FIG. 41 is a diagram showing a coordinate time-series change line based on the measurement result of Test Example 4. 図42は、試験例4の被験者の官能評価を示した図である。FIG. 42 is a diagram showing sensory evaluation of the subject in Test Example 4. 図43は、試験例4の被験者の脳波、指尖容積脈波、心拍による解析結果を示した図である。FIG. 43 is a diagram illustrating analysis results of the subject of Test Example 4 based on brain waves, fingertip volume pulse waves, and heartbeats. 図44は、試験例4の被験者の頭部加速度を示した図である。FIG. 44 is a diagram showing the head acceleration of the subject in Test Example 4. 図45は、試験例4の被験者の頭部加速度を示した図であり、図44の続きである。FIG. 45 is a diagram showing the head acceleration of the subject in Test Example 4, and is a continuation of FIG. 図46は、試験例4の被験者の頭部加速度及び他の指標を合わせて示した図である。FIG. 46 is a diagram showing the head acceleration of the subject in Test Example 4 and other indices together. 図47(a)〜(f)は、試験例5における解析波形及び算出した機能点を示した図である。47A to 47F are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 5. FIG. 図48(a)〜(f)は、試験例5における解析波形及び算出した機能点を示した図である。48A to 48F are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 5. FIG. 図49(a)〜(f)は、試験例5における解析波形及び算出した機能点を示した図である。49A to 49F are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 5. FIG. 図50(a)〜(f)は、試験例5における解析波形及び算出した機能点を示した図である。50 (a) to 50 (f) are diagrams showing analysis waveforms and calculated functional points in Test Example 5. FIG. 図51(a)〜(b)は、試験例5における体調変化度を示したグラフである。51A to 51B are graphs showing the degree of physical condition change in Test Example 5. FIG. 図52は、試験例5の測定結果に基づく座標時系列変化線を示した図である。52 is a diagram showing a coordinate time-series change line based on the measurement result of Test Example 5. FIG. 図53は、試験例5の被験者の官能評価を示した図である。FIG. 53 is a diagram showing sensory evaluation of the subject in Test Example 5. 図54は、試験例5の被験者の覚醒誘導姿勢における脳波、指尖容積脈波、心拍による解析結果を示した図である。FIG. 54 is a diagram showing an analysis result based on an electroencephalogram, a fingertip volume pulse wave, and a heartbeat in the awakening induction posture of the subject in Test Example 5. 図55は、試験例5の被験者のリラックス姿勢における脳波、指尖容積脈波、心拍による解析結果を示した図である。FIG. 55 is a diagram showing analysis results based on an electroencephalogram, a fingertip plethysmogram, and a heartbeat when the subject of Test Example 5 is in a relaxed posture. 図56は、試験例6における各被験者の機能点の分布を示した図である。FIG. 56 is a diagram showing the distribution of functional points of each subject in Test Example 6. 図57は、試験例6における被験者別の機能点の得点の平均値と標準偏差の分布を示した図である。FIG. 57 is a diagram showing a distribution of average values and standard deviations of functional scores for each subject in Test Example 6. 図58は、試験例6において健常、未病、病気と判定された被験者の割合を示した図である。FIG. 58 is a diagram showing the ratio of subjects determined to be healthy, non-disease, and disease in Test Example 6. 図59は、試験例6において自己申告による体調別に、健常、未病、病気と判定された割合を示した図である。FIG. 59 is a diagram showing the proportions determined as healthy, non-disease, and illness according to physical condition based on self-report in Test Example 6. 図60は、試験例6の被験者の急変リスクの割合を示した図である。FIG. 60 is a diagram showing the ratio of the sudden change risk of the subject in Test Example 6. 図61(a)〜(c)は試験例7の判定手法を説明するための図である。61A to 61C are diagrams for explaining the determination method of Test Example 7. FIG. 図62(a)〜(c)は試験例7の判定結果を示した図である。62A to 62C are diagrams showing the determination results of Test Example 7. FIG. 図63(a)〜(c)は試験例7の判定結果を示した図である。63A to 63C are diagrams showing the determination results of Test Example 7. FIG. 図64(a)〜(c)は試験例7の判定結果を示した図である。FIGS. 64A to 64C are diagrams showing the determination results of Test Example 7. FIG. 図65(a)〜(c)は試験例7の判定結果を示した図である。65A to 65C are diagrams showing the determination results of Test Example 7. FIG.

以下、図面に示した本発明の実施形態に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。図1及び図2は、本実施形態に係る生体状態推定装置60の分析対象である生体信号である体表脈波、ここでは心部揺動波(人の上体の背部から検出される心房と心室の動き及び大動脈の揺動に伴う体表脈波であり、心臓の動きが直接的に反映される生体信号)を採取する生体信号測定手段1を示した図であり、図3は、該生体信号測定手段1を自動車用のシート100に組み込む過程を示した図である。まず、この生体信号測定手段1について説明する。生体信号測定手段1は、三次元立体編物10、三次元立体編物支持部材15、フィルム16、板状発泡体21,22、振動センサ30を有して構成される。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the embodiments of the present invention shown in the drawings. 1 and 2 are body surface pulse waves, which are biological signals to be analyzed by the biological state estimating apparatus 60 according to the present embodiment, in this case, heart sway waves (atrium detected from the back of a human upper body). FIG. 3 is a diagram showing a biological signal measuring means 1 that collects a biological signal that is a body surface pulse wave accompanying the motion of the ventricle and the aorta and directly reflects the motion of the heart. It is the figure which showed the process in which this biosignal measuring means 1 is integrated in the seat 100 for motor vehicles. First, the biological signal measuring means 1 will be described. The biological signal measuring means 1 includes a three-dimensional solid knitted fabric 10, a three-dimensional solid knitted fabric support member 15, a film 16, plate-like foams 21 and 22, and a vibration sensor 30.

三次元立体編物10は、例えば、特開2002−331603号公報に開示されているように、互いに離間して配置された一対のグランド編地と、該一対のグランド編地間を往復して両者を結合する多数の連結糸とを有する立体的な三次元構造となった編地である。   For example, as disclosed in JP-A-2002-331603, the three-dimensional solid knitted fabric 10 includes a pair of ground knitted fabrics spaced apart from each other and a pair of ground knitted fabrics that reciprocate between the pair of ground knitted fabrics. The knitted fabric has a three-dimensional three-dimensional structure having a large number of connecting yarns for joining the two.

一方のグランド編地は、例えば、単繊維を撚った糸から、ウェール方向及びコース方向のいずれの方向にも連続したフラットな編地組織(細目)によって形成され、他方のグランド編地は、例えば、短繊維を撚った糸から、ハニカム状(六角形)のメッシュを有する編み目構造に形成されている。もちろん、この編地組織は任意であり、細目組織やハニカム状以外の編地組織を採用することもできるし、両者とも細目組織を採用するなど、その組み合わせも任意である。連結糸は、一方のグランド編地と他方のグランド編地とが所定の間隔を保持するように、2つのグランド編地間に編み込んだものである。本実施形態では、三次元立体編物の固体振動、特に、連結糸の弦振動を検出するものであるため、連結糸はモノフィラメントから構成することが好ましいが、採取する生体信号の種類に応じて共振周波数を調整するため、連結糸もマルチフィラメントから構成することもできる。   One ground knitted fabric is formed by, for example, a flat knitted fabric structure (fine stitches) that is continuous in both the wale direction and the course direction from a yarn obtained by twisting a single fiber. For example, a knitted structure having a honeycomb-shaped (hexagonal) mesh is formed from a yarn obtained by twisting short fibers. Of course, this knitted fabric structure is arbitrary, and it is also possible to adopt a knitted fabric structure other than a fine structure or a honeycomb shape, and a combination thereof is also arbitrary, such as adopting a fine structure for both. The connecting yarn is knitted between two ground knitted fabrics so that one ground knitted fabric and the other ground knitted fabric maintain a predetermined distance. In this embodiment, since the solid vibration of the three-dimensional solid knitted fabric, in particular, the string vibration of the connecting yarn is detected, the connecting yarn is preferably composed of a monofilament. However, the resonance depends on the type of biological signal to be collected. In order to adjust the frequency, the connecting yarn can also be composed of multifilaments.

また、三次元立体編物10は、厚み方向の荷重−たわみ特性が、測定板上に載置して直径30mm又は直径98mmの加圧板で加圧した際に、荷重100Nまでの範囲で、人の臀部の筋肉の荷重−たわみ特性に近似したバネ定数を備えることが好ましい。具体的には直径30mmの加圧板で加圧した際の当該バネ定数が0.1〜5N/mmの範囲、又は、直径98mmの加圧板で加圧した際の当該バネ定数が1〜10N/mmであるものを用いることが好ましい。人の臀部の筋肉の荷重−たわみ特性に近似していることにより、三次元立体編物と筋肉とが釣り合い、心拍、呼吸、心房や大動脈の揺動などの生体信号が伝播されると、三次元立体編物が人の筋肉と同様の振動を生じることになり、生体信号を大きく減衰させることなく伝播できる。   Further, the three-dimensional solid knitted fabric 10 has a load-deflection characteristic in the thickness direction that is placed on a measurement plate and pressed with a pressure plate having a diameter of 30 mm or 98 mm in diameter within a range up to a load of 100 N. It is preferable to provide a spring constant approximating the load-deflection characteristics of the muscles of the buttocks. Specifically, the spring constant when pressed with a pressure plate with a diameter of 30 mm is in the range of 0.1 to 5 N / mm, or the spring constant when pressed with a pressure plate with a diameter of 98 mm is 1 to 10 N / mm. It is preferable to use one that is mm. By approximating the load-deflection characteristics of the muscles of the human buttocks, the three-dimensional knitted fabric balances with the muscles, and when biological signals such as heartbeat, breathing, atrial and aortic oscillations are propagated, the three-dimensional The three-dimensional knitted fabric generates vibration similar to that of human muscles, and can propagate a biological signal without greatly attenuating it.

このような三次元立体編物としては、例えば、以下のようなものを用いることができる。なお、各三次元立体編物は、必要に応じて複数枚積層して用いることもできる。   As such a three-dimensional solid knitted fabric, for example, the following can be used. Each three-dimensional solid knitted fabric can be used by stacking a plurality of pieces as necessary.

(1)製品番号:49076D(住江織物(株)製)
材質:
表側のグランド編地・・・300デシテックス/288fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸と700デシテックス/192fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸との撚り糸
裏側のグランド編地・・・450デシテックス/108fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸と350デシテックス/1fのポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメントとの組み合わせ
連結糸・・・・・・・・・350デシテックス/1fのポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント
(1) Product number: 49076D (manufactured by Sumie Textile Co., Ltd.)
Material:
Front side ground knitted fabric: twisted yarn of 300 dtex / 288 f polyethylene terephthalate fiber false twisted yarn and 700 dtex / 192 f polyethylene terephthalate fiber false twisted yarn Back side ground knitted fabric: 450 dtex / 108 f polyethylene Combination of terephthalate fiber false twisted yarn and 350 decitex / 1f polytrimethylene terephthalate monofilament Linked yarn ... 350 decitex / 1f polytrimethylene terephthalate monofilament

(2)製品番号:49011D(住江織物(株)製)
材質:
グランド編地(縦糸)・・・600デシテックス/192fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸
グランド編地(横糸)・・・300デシテックス/72fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸
連結糸・・・・・・・・・800デシテックス/1fのポリエチレンテレフタレートモノフィラメント
(2) Product number: 49011D (manufactured by Sumie Textile Co., Ltd.)
Material:
Ground knitted fabric (warp) ... 600 dtex / 192f polyethylene terephthalate fiber false twisted yarn Ground knitted fabric (weft) ... 300 dtex / 72f polyethylene terephthalate fiber false twisted yarn Linked yarn ... ... 800 decitex / 1f polyethylene terephthalate monofilament

(3)製品番号:49013D(住江織物(株)製)
材質:
表側のグランド編地・・・450デシテックス/108fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸の2本の撚り糸
裏側のグランド編地・・・450デシテックス/108fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸の2本の撚り糸
連結糸・・・・・・・・・350デシテックス/1fのポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント
(3) Product number: 49013D (manufactured by Sumie Textile Co., Ltd.)
Material:
Front side ground knitted fabric: two twisted yarns of 450 dtex / 108f polyethylene terephthalate fiber false twisted yarn Back side ground knitted fabric ... 450 twists of polyethylene terephthalate fiber false twisted yarn of 108 dtex / 108f Connecting thread: 350 dtex / 1f polytrimethylene terephthalate monofilament

(4)製品番号:69030D(住江織物(株)製)
材質:
表側のグランド編地・・・450デシテックス/144fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸の2本の撚り糸
裏側のグランド編地・・・450デシテックス/144fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸と350デシテックス/1fのポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメントとの組み合わせ
連結糸・・・・・・・・・350デシテックス/1fのポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント
(4) Product number: 69030D (manufactured by Sumie Textile Co., Ltd.)
Material:
Front side ground knitted fabric: 2 twisted yarns of 450 dtex / 144 f polyethylene terephthalate fiber false twisted yarn Back side ground knitted fabric ... 450 dtex / 144 f polyethylene terephthalate fiber false twisted yarn and 350 dtex / 1 f Combined with polytrimethylene terephthalate monofilaments of linking yarns ... 350 dtex / 1f polytrimethylene terephthalate monofilaments

(5)旭化成せんい(株)製の製品番号:T24053AY5−1S (5) Product number manufactured by Asahi Kasei Fibers Co., Ltd .: T24053AY5-1S

板状発泡体21,22は、ビーズ発泡体により構成することが好ましい。ビーズ発泡体としては、例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン及びポリエチレンのいずれか少なくとも一つを含む樹脂のビーズ法による発泡成形体が用いることができる。ビーズ発泡体からなる板状発泡体21,22は、個々の微細なビーズを構成している発泡により形成された球状の樹脂膜の特性により、微小な振幅を伴う生体信号を膜振動として伝播する。この膜振動が三次元立体編物に弦振動として伝わり、これらの膜振動と弦振動が重畳され、生体信号は、膜振動と弦振動が重畳されることによって増幅された機械振動として、後述する振動センサ30により検出される。従って、生体信号の検出が容易になる。   The plate-like foams 21 and 22 are preferably composed of bead foams. As the bead foam, for example, a foam molded body by a bead method of a resin containing at least one of polystyrene, polypropylene, and polyethylene can be used. The plate-like foams 21 and 22 made of bead foam propagate biosignals with minute amplitudes as membrane vibrations due to the characteristics of spherical resin films formed by foaming that constitute individual fine beads. . This membrane vibration is transmitted to the three-dimensional solid knitted fabric as a string vibration, the membrane vibration and the string vibration are superimposed, and the biological signal is a vibration described later as a mechanical vibration amplified by the superposition of the membrane vibration and the string vibration. Detected by sensor 30. Therefore, detection of a biological signal becomes easy.

板状発泡体21,22をビーズ発泡体から構成する場合、発泡倍率は25〜50倍の範囲で、厚さがビーズの平均直径以下に形成されていることが好ましい。例えば、30倍発泡のビーズの平均直径が4〜6mm程度の場合では、板状発泡体21,22の厚さは3〜5mm程度にスライスカットする。これにより、板状発泡体21,22に柔らかな弾性が付与され、振幅の小さな振動に共振した固体振動を生じやすくなる。なお、板状発泡体21,22は、本実施形態のように、三次元立体編物10を挟んで両側に配置されていても良いが、いずれか片側、好ましくは、シートバック側のみに配置した構成とすることもできる。   When the plate-like foams 21 and 22 are formed of bead foams, the foaming ratio is preferably in the range of 25 to 50 times and the thickness is preferably less than the average diameter of the beads. For example, when the average diameter of 30 times expanded beads is about 4 to 6 mm, the thickness of the plate-like foams 21 and 22 is sliced to about 3 to 5 mm. As a result, soft elasticity is imparted to the plate-like foams 21 and 22, and solid vibration resonating with vibration having a small amplitude is easily generated. The plate-like foams 21 and 22 may be arranged on both sides of the three-dimensional solid knitted fabric 10 as in the present embodiment, but are arranged on either one side, preferably only on the seat back side. It can also be configured.

ここで、三次元立体編物10は、幅40〜100mm、長さ100〜300mmの範囲の短冊状のものが用いられる。この大きさのものだと、三次元立体編物10に予備圧縮(連結糸に張力が発生する状態)を生じやすくなり、人と三次元立体編物10との間で平衡状態が作りやすい。本実施形態では、人が背部が当接した際の違和感軽減のため、脊柱に対応する部位を挟んで対象に2枚配設するようにしている。三次元立体編物10を簡単に所定位置に配置するようにするため、図1に示したように、三次元立体編物10は三次元立体編物支持部材15に支持させた構成とすることが好ましい。三次元立体編物支持部材15は、板状に成形され、脊柱に対応する部位を挟んで対称位置に、縦長の配置用貫通孔15a,15aが2つ形成されている。三次元立体編物支持部材15は、上記板状発泡体21,22と同様に、板状に形成されたビーズ発泡体から構成することが好ましい。三次元立体編物支持部材15をビーズ発泡体から構成する場合の好ましい発泡倍率、厚さの範囲は上記板状発泡体21,22と同様である。但し、生体信号により膜振動をより顕著に起こさせるためには、三次元立体編物10,10の上下に積層される板状発泡体21,22の厚さが、三次元立体編物支持部材15の厚さよりも薄いことが好ましい。   Here, the three-dimensional solid knitted fabric 10 is a strip having a width of 40 to 100 mm and a length of 100 to 300 mm. With this size, preliminary compression (a state in which tension is generated in the connecting yarn) is likely to occur in the three-dimensional solid knitted fabric 10, and an equilibrium state is easily created between the person and the three-dimensional solid knitted fabric 10. In this embodiment, in order to reduce a sense of incongruity when a person comes into contact with the back, two sheets are arranged on the object with a portion corresponding to the spinal column in between. In order to easily arrange the three-dimensional solid knitted fabric 10 at a predetermined position, the three-dimensional solid knitted fabric 10 is preferably supported by a three-dimensional solid knitted fabric support member 15 as shown in FIG. The three-dimensional three-dimensional knitted fabric support member 15 is formed in a plate shape, and two vertically arranged through holes 15a and 15a are formed at symmetrical positions with a portion corresponding to the spine. The three-dimensional three-dimensional knitted fabric support member 15 is preferably composed of a bead foam formed in a plate shape, like the plate foams 21 and 22. When the three-dimensional three-dimensional knitted fabric support member 15 is composed of a bead foam, a preferable foaming ratio and thickness range are the same as those of the plate-like foams 21 and 22. However, in order to cause the membrane vibration more remarkably by the biological signal, the thickness of the plate-like foams 21 and 22 laminated on the upper and lower sides of the three-dimensional solid knitted fabrics 10 and 10 is set to It is preferable that the thickness is smaller than the thickness.

三次元立体編物支持部材15に形成した配置用貫通孔15a,15aに、2つの三次元立体編物10,10を挿入配置した状態で、三次元立体編物10,10の表側及び裏側にフィルム16,16を積層する。本実施形態では、配置用貫通孔15a,15aの周縁部にフィルム16,16の周縁部を貼着して積層する。なお、配置用貫通孔15a,15aの形成位置(すなわち、三次元立体編物10,10の配設位置)は、心房と心室及び大動脈(特に、「下行大動脈」)の拍出に伴う動きによって生じる揺れ及び大動脈弁の動きを検知可能な領域に相当する位置とすることが好ましい。この結果、三次元立体編物10,10は、上下面が板状発泡体21,22によりサンドイッチされ、周縁部が三次元立体編物支持部材15によって取り囲まれており、板状発泡体21,22及び三次元立体編物支持部材15が共振箱(共鳴箱)の機能を果たす。なお、大動脈の壁は、動脈の中でも弾力性に富んでおり、心臓から直接送り出される血液の高い圧力を受け止めることができ、また、心臓の左心室からでたばかりのところには逆流防止の弁である大動脈弁がある。このため、三次元立体編物の位置を上記の位置にすると、生体の定常性維持のための脳と自律神経系の負のフィードバック機構の動きをよく捉えることができる。   In the state where the two three-dimensional solid knitted fabrics 10 and 10 are inserted and arranged in the placement through holes 15a and 15a formed in the three-dimensional solid knitted fabric support member 15, the film 16 on the front side and the back side of the three-dimensional solid knitted fabric 10 and 10 16 are stacked. In the present embodiment, the peripheral portions of the films 16 and 16 are attached to the peripheral portions of the placement through holes 15a and 15a and laminated. Note that the formation positions of the placement through holes 15a and 15a (that is, the placement positions of the three-dimensional solid knitted fabrics 10 and 10) are generated by the movement accompanying the atrium, ventricle, and aorta (particularly, the “descending aorta”). It is preferable to set the position corresponding to a region in which shaking and movement of the aortic valve can be detected. As a result, the three-dimensional solid knitted fabrics 10 and 10 are sandwiched between the upper and lower surfaces by the plate-shaped foams 21 and 22 and the peripheral portion is surrounded by the three-dimensional solid knitted fabric support member 15. The three-dimensional solid knitted fabric support member 15 functions as a resonance box (resonance box). The wall of the aorta is rich in elasticity among the arteries, and can receive the high pressure of blood that is pumped directly from the heart. There is a certain aortic valve. For this reason, when the position of the three-dimensional solid knitted fabric is set to the above position, the movement of the negative feedback mechanism between the brain and the autonomic nervous system for maintaining the continuity of the living body can be well understood.

また、三次元立体編物支持部材15よりも、三次元立体編物10,10の方が厚いものを用いることが好ましい。つまり、三次元立体編物10,10を配置用貫通孔15a,15aに配置した場合には、三次元立体編物10,10の表面及び裏面が、該配置用貫通孔15a,15aよりも突出するような厚さ関係とする。これにより、フィルム16,16の周縁部を配置用貫通孔15a,15aの周縁部に貼着すると、三次元立体編物10,10は厚み方向に押圧されるため、フィルム16,16の反力による張力が発生し、該フィルム16,16に固体振動(膜振動)が生じやすくなる。一方、三次元立体編物10,10にも予備圧縮が生じ、三次元立体編物の厚さ形態を保持する連結糸にも反力による張力が生じて弦振動が生じやすくなる。なお、フィルム16,16は、三次元立体編物10,10の表側及び裏側の両側に設けることが好ましいが、いずれか少なくとも一方に設けた構成とすることも可能である。   Further, it is preferable to use a material in which the three-dimensional solid knitted fabrics 10 and 10 are thicker than the three-dimensional solid knitted fabric support member 15. That is, when the three-dimensional solid knitted fabrics 10 and 10 are arranged in the placement through holes 15a and 15a, the front and back surfaces of the three-dimensional solid knitted fabrics 10 and 10 protrude from the placement through holes 15a and 15a. Thickness. Thereby, since the three-dimensional solid knitted fabrics 10 and 10 are pressed in the thickness direction when the peripheral portions of the films 16 and 16 are attached to the peripheral portions of the placement through holes 15a and 15a, the reaction force of the films 16 and 16 Tension is generated and solid vibration (membrane vibration) is likely to occur in the films 16 and 16. On the other hand, pre-compression occurs also in the three-dimensional solid knitted fabrics 10 and 10, and the connecting yarn that holds the thickness form of the three-dimensional solid knitted fabric is also subjected to tension due to reaction force, and string vibration is likely to occur. In addition, although it is preferable to provide the films 16 and 16 on both sides of the front side and the back side of the three-dimensional solid knitted fabrics 10 and 10, it is also possible to have a configuration provided on at least one of them.

三次元立体編物10,10の連結糸は、一対のグランド編地間に掛け渡されるため、いわばコイル状に巻かれた長い弦となり、上下の節点に共振箱(共鳴箱)の機能を果たすフィルム16,16及び板状発泡体21,22が配設されている。心拍変動に代表される生体信号は、低周波であるため、このような長い弦と多数の節点を備えた共振システムにより増幅される。つまり、連結糸の弦振動が多数の節点を介してフィルム16,16の膜振動及び板状発泡体21,22のビーズの膜振動を起こさせ、これらが重畳して作用し、増幅される。なお、三次元立体編物の連結糸の節点間の間隔、すなわち、連結糸の配置密度は高いほど好ましい。   Since the connecting yarn of the three-dimensional solid knitted fabric 10, 10 is stretched between a pair of ground knitted fabrics, it becomes a long string wound in a coil shape, and a film that functions as a resonance box (resonance box) at upper and lower nodes. 16 and 16 and plate-like foams 21 and 22 are disposed. Since a biological signal typified by heart rate variability has a low frequency, it is amplified by a resonance system having such a long string and a large number of nodes. That is, the string vibration of the connecting yarn causes the film vibration of the films 16 and 16 and the film vibration of the beads of the plate-like foams 21 and 22 through a large number of nodes, which act in an overlapping manner and are amplified. In addition, the space | interval between the nodes of the connection thread | yarn of a three-dimensional solid knitted fabric, ie, the arrangement | positioning density of a connection thread | yarn, is so preferable.

また、フィルム16,16を板状発泡体21,22側に予め貼着して一体化しておき、板状発泡体21,22を三次元立体編物支持部材15に積層するだけで、フィルム16,16を三次元立体編物10,10の表側及び裏側に配置できる構成とすることも可能である。但し、三次元立体編物10,10に予備圧縮を付与するためには、上記のように、フィルム16,16を三次元立体編物支持部材15の表面に固着することが好ましい。また、図1のように、三次元立体編物10毎に対応してフィルムを配設するのではなく、図2に示したように、2つの三次元立体編物10,10を両方とも覆うことのできる大きさのフィルム16を用いるようにしてもよい。   Further, the films 16 and 16 are adhered to the plate-like foams 21 and 22 in advance and integrated, and the plate-like foams 21 and 22 are simply laminated on the three-dimensional three-dimensional knitted fabric support member 15. It is also possible to adopt a configuration in which 16 can be arranged on the front side and the back side of the three-dimensional solid knitted fabrics 10 and 10. However, in order to apply pre-compression to the three-dimensional solid knitted fabrics 10, 10, it is preferable to fix the films 16, 16 to the surface of the three-dimensional solid knitted fabric support member 15 as described above. In addition, as shown in FIG. 1, a film is not disposed corresponding to each three-dimensional solid knitted fabric 10, but two two-dimensional solid knitted fabrics 10, 10 are covered as shown in FIG. You may make it use the film 16 of the magnitude | size which can be used.

フィルム16,16としては、例えば、心拍変動を捉えるには、ポリウレタンエラストマーからなるプラスチックフィルム(例えば、シーダム株式会社製、品番「DUS605−CDR」)を用いることが好ましい。但し、フィルム16,16は固有振動数が合致すれば共振による膜振動を生じるため、これに限るものではなく、採取する対象(心拍、呼吸、心房や心室及び大動脈の揺動等)に応じた固有振動数を有するものを使用することが好ましい。例えば、後述の試験例で示したように、伸縮性の小さい素材、例えば、熱可塑性ポリエステルからなる不織布(例えば、帝人(株)製のポリエチレンナフタレート(PEN)繊維(1100dtex)から形成した2軸織物(縦:20本/inch、横:20本/inch))を用いることも可能である。また、例えば、伸度2 0 0 % 以上、1 0 0 % 伸長時の回復率が8 0 % 以上である弾性繊維不織布( 例えば、K B セーレン( 株) 製、商品名「エスパンシオーネ」) を用いることも可能である。   For example, a plastic film made of polyurethane elastomer (for example, product number “DUS605-CDR” manufactured by Seadam Co., Ltd.) is preferably used as the films 16 and 16 in order to capture heart rate fluctuation. However, since the films 16 and 16 generate membrane vibration due to resonance if the natural frequencies match, this is not restrictive, and it depends on the object to be collected (heartbeat, breathing, shaking of the atrium, ventricle, and aorta). It is preferable to use one having a natural frequency. For example, as shown in a test example described later, a biaxially formed material made of a material having low stretchability, for example, a nonwoven fabric made of thermoplastic polyester (for example, polyethylene naphthalate (PEN) fiber (1100 dtex) manufactured by Teijin Ltd.) It is also possible to use a woven fabric (length: 20 / inch, width: 20 / inch). Further, for example, an elastic fiber nonwoven fabric having an elongation of 200% or more and a recovery rate of 100% or more at 80% or more (for example, trade name “Espancione” manufactured by KB Seiren Co., Ltd.) It is also possible to use.

振動センサ30は、上記したフィルム16,16を積層する前に、いずれか一方の三次元立体編物10に固着して配設される。三次元立体編物10は一対のグランド編地と連結糸とから構成されるが、各連結糸の弦振動がグランド編地との節点を介してフィルム16,16及び板状発泡体21,22に伝達されるため、振動センサ30は感知部30aを三次元立体編物10の表面(グランド編地の表面)に固着することが好ましい。振動センサ30としては、マイクロフォンセンサ、中でも、コンデンサ型マイクロフォンセンサを用いることが好ましい。本実施形態では、マイクロフォンセンサを配置した部位(すなわち、三次元立体編物10を配置した配置用貫通孔15a)の密閉性を考慮する必要がないため、マイクロフォンセンサのリード線の配線は容易に行うことができる。本実施形態では、上記したように、生体信号に伴う人の筋肉及び骨格を介した体表面の振動は、三次元立体編物10だけでなく、板状発泡体21,22、フィルム16にも伝播され、それらが振動(弦振動、膜振動)して重畳されて増幅する。よって、振動センサ30は、三次元立体編物10に限らず、振動伝達経路を構成する板状発泡体21,22及びフィルム16に、その感知部30aを固定することもできる。なお、本実施形態では、三次元立体編物10、三次元立体編物支持部材15、板状発泡体21,22、フィルム16が生体信号を機械的に増幅させるため、これらが機械的増幅デバイスを構成する。   The vibration sensor 30 is fixedly disposed on one of the three-dimensional solid knitted fabrics 10 before the above-described films 16 and 16 are laminated. The three-dimensional three-dimensional knitted fabric 10 is composed of a pair of ground knitted fabrics and connecting yarns, and the string vibration of each connecting yarn is applied to the films 16 and 16 and the plate-like foams 21 and 22 via the nodes with the ground knitted fabric. In order to be transmitted, the vibration sensor 30 preferably fixes the sensing unit 30a to the surface of the three-dimensional solid knitted fabric 10 (the surface of the ground knitted fabric). As the vibration sensor 30, it is preferable to use a microphone sensor, in particular, a condenser microphone sensor. In this embodiment, since it is not necessary to consider the sealing property of the portion where the microphone sensor is disposed (that is, the placement through hole 15a where the three-dimensional solid knitted fabric 10 is disposed), the lead wire of the microphone sensor is easily wired. be able to. In the present embodiment, as described above, the vibration of the body surface via the human muscle and skeleton accompanying the biological signal propagates not only to the three-dimensional solid knitted fabric 10 but also to the plate-like foams 21 and 22 and the film 16. These are vibrated (string vibration, membrane vibration) and superimposed and amplified. Therefore, the vibration sensor 30 is not limited to the three-dimensional solid knitted fabric 10, and the sensing unit 30 a can be fixed to the plate-like foams 21 and 22 and the film 16 constituting the vibration transmission path. In this embodiment, since the three-dimensional solid knitted fabric 10, the three-dimensional solid knitted fabric support member 15, the plate-like foams 21, 22 and the film 16 mechanically amplify the biological signal, these constitute a mechanical amplification device. To do.

上記した生体信号測定手段1は、例えば、図3に示したように、自動車用シート100のシートバックフレーム110に被覆される表皮120の内側に配置される。なお、配置作業を容易にするため、生体信号測定手段1を構成する三次元立体編物10、三次元立体編物支持部材15、フィルム16、板状発泡体21,22、振動センサ30等は予めユニット化しておくことが好ましい。   For example, as shown in FIG. 3, the above-described biological signal measuring unit 1 is disposed inside the skin 120 covered by the seat back frame 110 of the automobile seat 100. In order to facilitate the arrangement work, the three-dimensional solid knitted fabric 10, the three-dimensional solid knitted fabric support member 15, the film 16, the plate-like foams 21, 22, the vibration sensor 30 and the like constituting the biological signal measuring means 1 are previously united. It is preferable to make it.

上記した生体信号測定手段1は、三次元立体編物10と三次元立体編物10の周辺に積層される板状発泡体21,22とを備えた機械的増幅デバイス、好ましくは、三次元立体編物10と板状発泡体21,22との間にフィルム16が配設された機械的増幅デバイスを有し、この機械的増幅デバイスに振動センサが取り付けられた構成である。心拍、呼吸、心房や心室及び大動脈の揺動などの人の生体信号による体表面の微小振動は、板状発泡体21,22、フィルム16及び三次元立体編物10に伝播されるが、板状発泡体21,22及びフィルム16では膜振動を生じ、三次元立体編物には糸の弦振動を生じさせる。    The biological signal measuring means 1 described above is a mechanical amplification device including a three-dimensional solid knitted fabric 10 and plate-like foams 21 and 22 laminated around the three-dimensional solid knitted fabric 10, preferably the three-dimensional solid knitted fabric 10. And the plate-like foams 21 and 22 have a mechanical amplification device in which a film 16 is disposed, and a vibration sensor is attached to the mechanical amplification device. Microvibrations on the body surface due to human biological signals such as heartbeat, breathing, shaking of the atrium, ventricle, and aorta are propagated to the plate-like foams 21, 22, the film 16, and the three-dimensional solid knitted fabric 10. The foams 21 and 22 and the film 16 cause membrane vibration, and the three-dimensional solid knitted fabric causes yarn string vibration.

さらに言えば、三次元立体編物10は、一対のグランド編地間に連結糸が配設されてなるが、人の筋肉の荷重−たわみ特性に近似した荷重−たわみ特性を備えている。従って、三次元立体編物10を含んだ機械的増幅デバイスの荷重−たわみ特性を筋肉のそれに近似させたものにして、それを筋肉に隣接して配置されることで、筋肉及び三次元立体編物間の内外圧差が等しくなり、心拍、呼吸、心房や心室及び大動脈の揺動などの生体信号を正確に伝えることができ、これにより、三次元立体編物10を構成する糸(特に、連結糸)に弦振動を生じさせることができる。また、三次元立体編物10に積層された板状発泡体21,22、好ましくはビーズ発泡体は、ビーズの有する柔らかな弾性と小さな密度により各ビーズに膜振動が生じやすい。フィルム16は、周縁部を固定し、人の筋肉の荷重−たわみ特性に近似する三次元立体編物で弾性支持することにより、所定の張力が生じるため、膜振動が生じやすい。すなわち、生体信号測定手段1によれば、心拍、呼吸、心房や心室及び大動脈の揺動などの生体信号により、筋肉の荷重−たわみ特性に近似する荷重−たわみ特性をもつ機械的増幅デバイス内の板状発泡体21,22やフィルム16に膜振動が生じると共に、人の筋肉の荷重−たわみ特性に近似した荷重−たわみ特性を有する三次元立体編物10に弦振動が生じる。そして、三次元立体編物10の弦振動は再びフィルム16等の膜振動に影響を与え、これらの振動が重畳して作用する。その結果、生体信号に伴って体表面から入力される振動は、弦振動と膜振動との重畳によって増幅された固体振動として直接振動センサ30により検出されることになる。   Further, the three-dimensional solid knitted fabric 10 includes a connecting yarn disposed between a pair of ground knitted fabrics, and has a load-deflection characteristic approximate to a load-deflection characteristic of human muscles. Therefore, the load-deflection characteristic of the mechanical amplifying device including the three-dimensional solid knitted fabric 10 is approximated to that of the muscle, and it is arranged adjacent to the muscle, so that the muscle and the three-dimensional solid knitted fabric are arranged. The internal and external pressure differences are equal, and biological signals such as heartbeat, respiration, atrial and ventricular and aortic oscillations can be accurately transmitted, and thus, the yarn (particularly the connecting yarn) constituting the three-dimensional solid knitted fabric 10 can be transmitted. String vibration can be generated. Further, the plate-like foams 21 and 22, preferably bead foams, laminated on the three-dimensional solid knitted fabric 10 tend to cause membrane vibration on each bead due to the soft elasticity and small density of the beads. Since the film 16 has a peripheral edge fixed and elastically supported by a three-dimensional solid knitted fabric that approximates the load-deflection characteristics of human muscles, a predetermined tension is generated, and thus membrane vibration is likely to occur. That is, according to the biological signal measuring means 1, in a mechanical amplifying device having a load-deflection characteristic that approximates a load-deflection characteristic of a muscle by a biological signal such as heartbeat, respiration, atrial, ventricular and aortic swinging. Membrane vibrations are generated in the plate-like foams 21 and 22 and the film 16, and string vibrations are generated in the three-dimensional solid knitted fabric 10 having a load-deflection characteristic approximate to the load-deflection characteristic of human muscles. The string vibration of the three-dimensional solid knitted fabric 10 again affects the film vibration of the film 16 and the like, and these vibrations are superimposed and act. As a result, the vibration input from the body surface along with the biological signal is directly detected by the vibration sensor 30 as a solid vibration amplified by superposition of the string vibration and the membrane vibration.

本発明で使用する生体信号測定手段1としては、従来のように密閉袋内の空気圧変動を検出する構成としたものを用いることも可能であるが、体積と圧力が反比例関係にあるため、密閉袋の体積を小さくしないと圧力変動を検出しにくい。これに対し、上記した生体信号測定手段1によれば、空気圧変動ではなく、上記のように、機械的増幅デバイス(三次元立体編物10、板状発泡体21,22、フィルム16)に伝播される増幅された固体振動を検出するものであるため、その容積(体積)が検出感度の観点から制限されることはほとんどなく、心拍、呼吸、心房や心室及び大動脈の揺動等に伴う振幅の小さな振動を感度良く検出できる。このため、多様な体格を有する人に対応できる。従って、上記生体信号測定手段1は、乗物用シートのように、多様な体格を有する人が利用し、さらに多様な外部振動が入力される環境下においても感度良く生体信号を検出できる。また、密閉構造を作る必要がないため、製造工程が簡素化され、製造コストも下げることができ、量産に適している。   As the biological signal measuring means 1 used in the present invention, it is possible to use a conventional configuration for detecting the air pressure fluctuation in the sealed bag, but since the volume and the pressure are in inverse proportion, the sealed It is difficult to detect pressure fluctuations unless the bag volume is reduced. On the other hand, according to the biological signal measuring means 1 described above, it is propagated to the mechanical amplification devices (three-dimensional solid knitted fabric 10, plate-like foams 21, 22, and film 16) as described above, not the air pressure fluctuation. The volume (volume) is rarely limited from the viewpoint of detection sensitivity, and the amplitude associated with heartbeat, breathing, atrial and ventricular and aortic oscillations, etc. Small vibrations can be detected with high sensitivity. For this reason, it can respond to people with various physiques. Therefore, the biosignal measuring means 1 can detect a biosignal with high sensitivity even in an environment where people having various physiques, such as a vehicle seat, and various external vibrations are input. Further, since it is not necessary to make a sealed structure, the manufacturing process is simplified, the manufacturing cost can be reduced, and it is suitable for mass production.

なお、上記した生体信号測定手段1は、シート100の表皮120の内側に組み込んでいるが、表皮120の表面に後付で取り付けるシート用クッションに組み込むようにしてもよい。但し、後付で取り付ける場合は、三次元立体編物が体重により予備圧縮が生じやすいように、シートと三次元立体編物との間に、硬い面を設けることが、例えば、面剛性の高い三次元立体編物、あるいは、ポリプロピレンなどの合成樹脂製の厚さ1〜2mm程度のプレートを挿入するなどすることが好ましい。例えば、柔らかい圧縮特性をもつシートの場合、三次元立体編物が予備圧縮されず、そのために生体信号が反射されずに吸収されてしまうが、上記のような硬い面を設けることにより、このようなシート側の圧縮特性のばらつきが吸収され、振幅の大きな生体信号がとりやすくなる。   In addition, although the above-mentioned biological signal measuring means 1 is incorporated in the inside of the skin 120 of the seat 100, it may be incorporated in a seat cushion that is attached to the surface of the skin 120 later. However, when attaching as a retrofit, it is preferable to provide a hard surface between the sheet and the three-dimensional solid knitted fabric so that the three-dimensional solid knitted fabric is likely to be pre-compressed due to the weight. It is preferable to insert a three-dimensional knitted fabric or a plate having a thickness of about 1 to 2 mm made of synthetic resin such as polypropylene. For example, in the case of a sheet having a soft compression characteristic, a three-dimensional solid knitted fabric is not pre-compressed, and thus a biological signal is absorbed without being reflected, but by providing a hard surface as described above, Variations in the compression characteristics on the sheet side are absorbed, and a biological signal having a large amplitude is easily obtained.

次に、生体状態推定装置60の構成について図4に基づいて説明する。生体状態推定装置60は、周波数演算手段610、周波数傾き時系列解析演算手段620、周波数解析手段630、回帰直線演算手段640、判定基準点算出手段650及び状態推定手段660を有して構成される。生体状態推定装置60は、コンピュータから構成され、周波数演算手段610により周波数演算手順が実行され、周波数傾き時系列解析演算手段620により周波数傾き時系列解析演算手順が実行され、周波数解析手段630により周波数解析手順が実行され、回帰直線演算手段640により回帰直線演算手順が実行され、判定基準点算出手段650により判定基準点算出手順が実行され、状態推定手段660により状態推定手順が実行される。なお、コンピュータプログラムは、フレキシブルディスク、ハードディスク、CD−ROM、MO(光磁気ディスク)、DVD−ROM、メモリカードなどの記録媒体へ記憶させて提供することもできるし、通信回線を通じて伝送することも可能である。   Next, the configuration of the biological state estimation device 60 will be described with reference to FIG. The biological state estimation device 60 includes a frequency calculation unit 610, a frequency gradient time series analysis calculation unit 620, a frequency analysis unit 630, a regression line calculation unit 640, a determination reference point calculation unit 650, and a state estimation unit 660. . The biological state estimation device 60 is configured by a computer, the frequency calculation unit 610 executes a frequency calculation procedure, the frequency gradient time series analysis calculation unit 620 executes the frequency gradient time series analysis calculation procedure, and the frequency analysis unit 630 executes the frequency calculation. An analysis procedure is executed, a regression line calculation procedure is executed by the regression line calculation means 640, a determination reference point calculation procedure is executed by the determination reference point calculation means 650, and a state estimation procedure is executed by the state estimation means 660. The computer program can be provided by being stored in a recording medium such as a flexible disk, a hard disk, a CD-ROM, an MO (magneto-optical disk), a DVD-ROM, or a memory card, or transmitted through a communication line. Is possible.

周波数演算手段610は、生体信号測定手段1の振動センサ30から得られ出力信号の時系列データ(APW)、好ましくは、フィルタリング処理(例えば、体動などにより生じた周波数成分を除去するフィルタリング処理)された所定の周波数領域の時系列データにおける周波数の時系列波形を求める。   The frequency calculation means 610 is time-series data (APW) of the output signal obtained from the vibration sensor 30 of the biological signal measurement means 1, preferably filtering processing (for example, filtering processing for removing frequency components generated by body movement). A time-series waveform of the frequency in the time-series data in the predetermined frequency region is obtained.

周波数演算手段610には、生体信号測定手段1の振動センサから得られる出力信号の時系列波形において、正と負との切り替わり地点(以下、「ゼロクロス点」という)を用いて周波数の時系列波形を求める方法(以下、「ゼロクロス検出手段」という)と、生体信号測定手段1の振動センサから得られる出力信号の時系列波形を平滑化微分して極大値(ピーク点)を用いて時系列波形を求める方法(以下、「ピーク検出手段」という)の2つの方法がある。   The frequency calculation unit 610 uses a time point waveform of the output signal obtained from the vibration sensor of the biological signal measurement unit 1 and uses a switching point between positive and negative (hereinafter referred to as “zero cross point”) to generate a time series waveform of frequency. And a time series waveform using a local maximum value (peak point) obtained by smoothing and differentiating the time series waveform of the output signal obtained from the vibration sensor of the biological signal measuring means 1 (hereinafter referred to as “zero cross detection means”). There are two methods (hereinafter referred to as “peak detection means”).

ゼロクロス検出手段は、APWの基本周波数の変動の様子を捉えるのに適し、ピーク検出手段は心拍数すなわちAPWの複合波、例えば心拍数としてカウントされる高周波成分の周波数変動と基本周波数の変動の様子を捉えるのに適している。そして、ゆらぎ解析には、ゼロクロス検出手段・ピーク検出手段により求められた時系列波形に傾き時系列解析を適用することにした。   Zero cross detection means is suitable for capturing APW fundamental frequency fluctuation, and peak detection means is heart rate, that is, APW composite wave, for example, frequency fluctuation of high frequency component counted as heart rate and fundamental frequency fluctuation. It is suitable for capturing. In the fluctuation analysis, the slope time series analysis is applied to the time series waveform obtained by the zero cross detection means / peak detection means.

すなわち、ゼロクロス検出手段のよる傾き時系列波形を絶対値処理した波形は、交感神経の出現状態を反映し、ピーク検出手段によるものは、副交感神経の出現状態を反映している。そこで、ゼロクロス検出手段を、自律神経系の制御で対処されるストレス適応と、その結果となる体調を表す指標に用いることにした。一方、快適又は不快と感じることにより生じる興奮と鎮静、あるいは満足と不満足という感覚(快・不快の感覚)に連動するものとしては、主に心拍数の周波数変動に連動するピーク検出手段による周波数変動の時系列波形と、覚醒と睡眠に連動するゼロクロス検出手段による傾き時系列波形の周波数分析によるゆらぎ波形を得点化したものとを併せて指標化した。   That is, the absolute value processed waveform of the tilt time series waveform by the zero cross detection means reflects the appearance state of the sympathetic nerve, and the waveform by the peak detection means reflects the appearance state of the parasympathetic nerve. Therefore, we decided to use the zero-cross detection means as an index for stress adaptation that is handled by control of the autonomic nervous system and the resulting physical condition. On the other hand, the frequency fluctuations by the peak detection means mainly linked to the frequency fluctuations of the heart rate are linked to the excitement and sedation caused by feeling comfortable or uncomfortable, or the feeling of satisfaction and dissatisfaction (feeling of pleasure / discomfort). The time series waveform and the fluctuation waveform obtained by frequency analysis of the tilt time series waveform by the zero cross detection means linked to wakefulness and sleep were indexed together.

ゼロクロス検出手段(ゼロクロス手順)は、まず、ゼロクロス点を求めたならば、それを例えば5秒毎に切り分け、その5秒間に含まれる時系列波形のゼロクロス点間の時間間隔の逆数を個別周波数fとして求め、その5秒間における個別周波数fの平均値を当該5秒間の周波数Fの値として採用する(図5の[1]のステップ)。そして、この5秒毎に得られる周波数Fをプロットすることにより、周波数の時系列波形を求める(図5の[2]のステップ)。ピーク検出手段(ピーク検出手順)は、例えば、SavitzkyとGolayによる平滑化微分法により極大値を求める。次に、例えば5秒ごとに極大値を切り分け、その5秒間に含まれる時系列波形の極大値であるピーク点(波形の山側頂部)間の時間間隔の逆数を個別周波数fとして求め、その5秒間における個別周波数fの平均値を当該5秒間の周波数Fの値として採用する(図5の[1]のステップ)。そして、この5秒毎に得られる周波数Fをプロットすることにより、周波数の時系列波形を求める(図5の[2]のステップ)。   The zero-cross detection means (zero-cross procedure) first obtains the zero-cross point, for example, cuts it every 5 seconds, and calculates the reciprocal of the time interval between the zero-cross points of the time-series waveform included in the 5 seconds as the individual frequency f. And the average value of the individual frequencies f in the 5 seconds is adopted as the value of the frequency F in the 5 seconds (step [1] in FIG. 5). A frequency time series waveform is obtained by plotting the frequency F obtained every 5 seconds (step [2] in FIG. 5). The peak detection means (peak detection procedure) obtains a maximum value by, for example, a smoothing differential method using Savitzky and Golay. Next, for example, the maximum value is cut every 5 seconds, and the reciprocal of the time interval between the peak points (the peak portions on the peak side of the waveform) included in the time series waveform included in the 5 seconds is obtained as the individual frequency f. The average value of the individual frequencies f in the second is adopted as the value of the frequency F in the five seconds (step [1] in FIG. 5). A frequency time series waveform is obtained by plotting the frequency F obtained every 5 seconds (step [2] in FIG. 5).

周波数傾き時系列解析演算手段620は、周波数演算手段610によって、ゼロクロス検出手段又はピーク検出手段を用いて得られた生体信号測定手段1の振動センサの出力信号の周波数の時系列波形(APW)から、所定の時間幅の時間窓を設定し、時間窓毎に最小二乗法により振動センサの出力信号の周波数の傾きを求め、その時系列波形を出力する構成である。具体的には、まず、ある時間窓Tw1における周波数の傾きを最小二乗法により求めてプロットする(図5の[3],[5]のステップ)。次に、オーバーラップ時間Tl(図5の[6]のステップ)で次の時間窓Tw2を設定し、この時間窓Tw2における周波数の傾きを同様に最小二乗法により求めてプロットする。この計算(移動計算)を順次繰り返し、出力信号の周波数の傾きの時系列変化を周波数傾き時系列波形として出力する(図5の[8]のステップ)。なお、時間窓Twの時間幅は180秒に設定することが好ましく、オーバーラップ時間Tlは162秒に設定することが好ましい。これは、本出願人による上記特許文献3(WO2005/092193A1公報)において示したように、時間窓Twの時間幅及びオーバーラップ時間Tlを種々変更して行った睡眠実験から、特徴的な信号波形が最も感度よく出現する値として選択されたものである。   The frequency gradient time series analysis calculation means 620 is obtained from the frequency time series waveform (APW) of the output signal of the vibration sensor of the biological signal measurement means 1 obtained by the frequency calculation means 610 using the zero cross detection means or the peak detection means. In this configuration, a time window having a predetermined time width is set, the slope of the frequency of the output signal of the vibration sensor is obtained by the least square method for each time window, and the time-series waveform is output. Specifically, first, the frequency gradient in a certain time window Tw1 is obtained by the least square method and plotted (steps [3] and [5] in FIG. 5). Next, the next time window Tw2 is set at the overlap time Tl (step [6] in FIG. 5), and the frequency gradient in this time window Tw2 is similarly obtained by the least square method and plotted. This calculation (movement calculation) is sequentially repeated, and the time-series change in the frequency gradient of the output signal is output as a frequency-gradient time-series waveform (step [8] in FIG. 5). The time width of the time window Tw is preferably set to 180 seconds, and the overlap time Tl is preferably set to 162 seconds. As shown in Patent Document 3 (WO2005 / 092193A1) by the present applicant, this is a characteristic signal waveform from a sleep experiment in which the time width of the time window Tw and the overlap time Tl are variously changed. Is selected as the value that appears most sensitively.

周波数解析手段630は、周波数傾き時系列解析演算手段620から得られる周波数傾き時系列波形を周波数解析し、パワースペクトルを求める手段である。   The frequency analysis unit 630 is a unit that performs frequency analysis on the frequency gradient time-series waveform obtained from the frequency gradient time-series analysis calculation unit 620 and obtains a power spectrum.

回帰直線演算手段640は、周波数解析手段630により出力される解析波形(ゆらぎ波形)について、所定の周期領域(周波数範囲)毎に回帰直線を求める手段である。   The regression line calculation means 640 is a means for obtaining a regression line for each predetermined period region (frequency range) for the analysis waveform (fluctuation waveform) output from the frequency analysis means 630.

回帰直線演算手段640における所定の周波数領域毎とは、上記のように、人の恒常性を維持するゆらぎがVLF領域及びULF領域に存在することから、本実施形態では、これらの領域内で所定の周期領域を設定した。具体的には、恒常性維持に関係する全体的な状態を示す0.0033Hz近傍の0.0035Hzを中心とした長周期領域(低周波帯域)と、末梢系に対応するバリアーの反応のようなストレスに対する適応状態や快・不快の状態に関係する0.01Hzを中心とした中周期領域(中周波帯域)及び0.0225Hzを中心とした短周期領域(高周波帯域)である。0.01Hzを中心とした中周期領域(中周波帯域)及び0.0225Hzを中心とした短周期領域(高周波帯域)は、ストレスに対する適応状態や快・不快の状態に関係するゆらぎが振幅の大きな変動を生み、これが分岐現象をつくることになるので、振幅変動の大きいところを統計的に調べて結果見出したものである。そこで、本実施形態では、これらの中心周波数が中央値となる範囲として、長周期領域を、0.0035Hzを中心とした0.001Hz〜0.006Hzの範囲に、中周期領域を、0.01Hzを中心とした0.006Hz〜0.015Hzに、短周期領域を、0.015Hz〜0.03Hzにそれぞれ設定した。   For each predetermined frequency region in the regression line calculation means 640, as described above, fluctuations that maintain human constancy exist in the VLF region and the ULF region. The periodic area was set. Specifically, such as a long-period region (low frequency band) around 0.0035 Hz around 0.0033 Hz indicating the overall state related to maintenance of homeostasis and a barrier reaction corresponding to the peripheral system They are an intermediate period region (medium frequency band) centered at 0.01 Hz and a short period region (high frequency band) centered at 0.0225 Hz, which are related to stress adaptation and pleasant / unpleasant states. The medium period region centered on 0.01 Hz (medium frequency band) and the short period region centered on 0.0225 Hz (high frequency band) have large amplitudes of fluctuations related to stress adaptation and comfort / discomfort. Since this causes fluctuations and this creates a bifurcation phenomenon, the results of statistical investigation of the places where the amplitude fluctuations are large have been found. Therefore, in the present embodiment, as a range in which these center frequencies become the median value, the long period region is in the range of 0.001 Hz to 0.006 Hz centered on 0.0035 Hz, and the medium period region is 0.01 Hz. The short period region was set to 0.015 Hz to 0.03 Hz, respectively, at 0.006 Hz to 0.015 Hz.

回帰直線演算手段640は、上記した各周期領域において、それぞれの中心周波数を中央値として最小二乗法により回帰直線を求める。   The regression line calculation means 640 obtains a regression line by the least square method with each center frequency as the median value in each periodic region.

また、回帰直線演算手段640は、ULF領域とVLF領域との境界である0.0035Hz(なお、ULF領域とVLF領域の境界は0.0033Hzとされているが、本実施形態では、計算の便宜上0.0035Hzに設定している。)から、長周期領域をさらに2つに分け、ULF領域の回帰直線及びVLF領域の回帰直線をそれぞれ求める手段を有している。   In addition, the regression line calculation means 640 has a 0.0035 Hz boundary between the ULF region and the VLF region (note that the boundary between the ULF region and the VLF region is 0.0033 Hz, but in this embodiment, for convenience of calculation. Therefore, the long period region is further divided into two, and a unit for obtaining a regression line in the ULF region and a regression line in the VLF region is provided.

従って、回帰直線演算手段640は、長周期領域では、長周期領域全体で0.0035Hzを中心とした1本の回帰直線を求める演算と、ULF領域及びVLF領域の各回帰直線を求める演算とを実行する。そして、さらに、回帰直線演算手段640は、ULF領域の回帰直線及びVLF領域の回帰直線の各傾きの積が所定値以下か否かを判定し、所定値以下の場合にはULF領域及びVLF領域の各回帰直線を採用し、所定値を上回る場合には長周期領域の全体における0.0035Hzを中心とした回帰直線を採用する。   Therefore, the regression line calculation means 640 performs, in the long period region, an operation for obtaining one regression line centered on 0.0035 Hz in the entire long period region and an operation for obtaining each regression line in the ULF region and the VLF region. Run. Further, the regression line calculation means 640 determines whether the product of the slopes of the regression line in the ULF region and the regression line in the VLF region is equal to or less than a predetermined value. If the product is equal to or less than the predetermined value, the ULF region and the VLF region are determined. Each regression line is adopted, and if it exceeds a predetermined value, a regression line centered on 0.0035 Hz in the entire long-period region is adopted.

これは、長周期領域は、入眠予兆現象など、特に人が全身状態を大きく変えようとする場合に生じるため、前兆現象としては、眠気となって現れてくる。そうすると、VLF領域は1/fとなり、1本の回帰直線で表される。ところが、これから睡眠が迫ってくる切迫した状態になると、VLF領域が大きくなってくる。そうなると、V字形、逆V字形が生じ、これが切迫した眠気となって現れる。そのため、常に、0.0035Hzを中心とした1本の回帰直線のみとすると、眠気へ進む状態変化の過渡期を広く捉えることになるため、眠気の強弱が分からなくなる。そこで、ULF領域及びVLF領域の2本の回帰直線を求める構成としたものである。   This occurs because the long-period region particularly occurs when a person tries to change his / her whole body state greatly, such as a sleep onset sign phenomenon, and thus appears as sleepiness. Then, the VLF region is 1 / f and is represented by one regression line. However, the VLF region becomes larger in an imminent state where sleep is imminent. When this happens, a V-shape and an inverted V-shape appear, and this appears as impending sleepiness. For this reason, if only one regression line centered on 0.0035 Hz is always used, the transitional period of the state change toward sleepiness is widely recognized, and the strength of sleepiness cannot be understood. Therefore, the configuration is such that two regression lines of the ULF region and the VLF region are obtained.

判定基準点算出手段650は、回帰直線演算手段640により上記周期領域毎に求められる各回帰直線を、その傾きに基づいて領域得点を付与すると共に、各回帰直線全体の形状得点を求め、この領域得点及び形状得点の少なくとも一方を用いて、生体の状態を推定するための判定基準点を算出する。   The determination reference point calculation means 650 gives an area score based on the slope of each regression line obtained for each periodic area by the regression line calculation means 640 and obtains a shape score for each regression line as a whole. A determination reference point for estimating the state of the living body is calculated using at least one of the score and the shape score.

領域得点は、各回帰直線の傾きに応じた得点である。各回帰直線の傾きを略水平状態、上向き及び下向きの3つに分けて付与する。下向きの場合には略水平状態の得点よりも高い得点を付与し、上向きの場合には略水平状態の得点よりも低い得点を付与する。傾きが上向きの場合には、自律神経系の制御が亢進している状態であり、傾きが下向きの場合には、自律神経系の制御が安定している状態であるため、略水平状態を基準として、前者を低くし、後者を高くしたものである。回帰直線の傾きが略水平状態であるか否かは、例えば、水平に対して±1〜±10度の範囲に収まった場合に略水平状態と判定するように設定できる。なお、略水平状態は、自律神経系の制御の方向性が定まっておらず、混沌としている状態あるいは強制的な精神面でのコントロールが入っているような耐えている状態を示すと考えられる。   The area score is a score corresponding to the slope of each regression line. The slope of each regression line is given by dividing it into three substantially horizontal states, upward and downward. In the case of downward, a score higher than the score in the substantially horizontal state is given, and in the case of upward, a score lower than the score in the substantially horizontal state is given. When the tilt is upward, the autonomic nervous system control is enhanced.When the tilt is downward, the autonomic nervous system control is stable. The former is lowered and the latter is raised. Whether or not the slope of the regression line is in a substantially horizontal state can be set, for example, so as to determine that it is in a substantially horizontal state when it falls within a range of ± 1 to ± 10 degrees with respect to the horizontal. In addition, it is thought that the substantially horizontal state shows the endurance state where the direction of control of the autonomic nervous system is not fixed and is in a state of being chaotic or having forced mental control.

形状得点は、回帰直線演算手段640により求められた各回帰直線を併せた全体の形状に関する得点である。隣接する各回帰直線の端部同士を相互に仮想的に結んだ仮想接続線を想定すると、隣接する2つの回帰直線がほぼ一直線になる場合もあれば、隣接する2つの回帰直線の傾きの違い及びパワースペクトル密度の値の違いにより、いずれか少なくとも一方の回帰直線と仮想接続線との間で折れ点が生じる場合もある。この折れ点は分岐現象であり、その数は、本出願人が先に提案した特願2011−43428に開示の試験結果によれば、健康で覚醒・リラックス・安定状態では1つ又はゼロであり、健康であっても眠気があったり、疲労状態であったりする場合には、折れ点の数が増加し、同様に、病気の状態でも折れ点の数が増加することが分かっている。そこで、隣接する周期領域の2つの回帰直線間において、パワースペクトル密度の値の較差が所定以上の場合、及び、隣接する周期領域の2つの回帰直線間において、パワースペクトル密度の値の較差が所定以内であって2つの回帰直線の傾きの角度の違いが予め設定した所定角度以上の場合に、それぞれ折れ点としてカウントする。なお、隣接する2つの回帰直線のパワースペクトル密度の値の較差が所定以内であって、2つの回帰直線の傾きの角度の違いが、予め設定した所定角度以内の場合には、一直線とみなし、両者間に折れ点はないと判定する。   The shape score is a score related to the overall shape including the regression lines obtained by the regression line calculation means 640. Assuming a virtual connection line that virtually connects the ends of adjacent regression lines to each other, the two adjacent regression lines may be almost straight, or the slope difference between two adjacent regression lines Depending on the difference in the value of the power spectral density, there may be a break point between at least one of the regression lines and the virtual connection line. According to the test results disclosed in Japanese Patent Application No. 2011-43428 previously proposed by the applicant, the number of breaks is one or zero in a healthy, awakened, relaxed, and stable state. It is known that the number of break points increases when the subject is healthy but sleepy or is in a fatigue state, and similarly, the number of break points also increases in the diseased state. Therefore, when the difference in power spectral density value between two regression lines in adjacent periodic regions is greater than or equal to a predetermined value, and between two regression lines in adjacent periodic regions, the difference in power spectral density value is predetermined. When the difference between the inclination angles of the two regression lines is equal to or larger than a predetermined angle set in advance, each is counted as a break point. In addition, when the difference between the values of the power spectral density values of two adjacent regression lines is within a predetermined range, and the difference between the inclination angles of the two regression lines is within a predetermined angle, it is regarded as a straight line. It is determined that there is no break point between them.

形状得点は、本実施形態では折れ点数が少ないほど高得点となるように設定している。例えば、折れ点が3箇所の場合:0点、折れ点が2箇所の場合:1点、折れ点が1箇所の場合:2点、折れ点がない場合:3点というように設定する。なお、これはあくまで一例であり、このように設定することで、健康でリラックスして安定状態にあるほど得点が高くなるが、例えば、それが逆になるように設定することも可能である。   In this embodiment, the shape score is set so that the smaller the number of break points, the higher the score. For example, when there are 3 break points: 0 points, when there are 2 break points: 1 point, when there is 1 break point: 2 points, when there are no break points: 3 points. Note that this is merely an example, and by setting in this way, the score becomes higher as the subject is healthy, relaxed, and stable, but for example, it is also possible to set the opposite.

状態推定手段660は、判定基準点算出手段650により求められる各解析波形(ゆらぎ波形)の判定基準点の時系列の変化を基に、生体の状態を推定する。判定基準点は、上記したように、恒常性維持、ストレスに対する適応状態や快・不快の状態、疲労、未病、病気及び健常等の体調に関する状態(ここで、これらを含めて「全身状態」という)に関係するゆらぎ波形の周波数を一定基準のもとで得点化したものである。従って、その得点の時系列変化は、全身状態がどのように変化したかを推定でき、さらに、その傾向から、今後起こりえる状態の変化の可能性、特に、現在の恒常性維持の状態から急変を推定できる。状態推定手段660は、このような判定基準点の時系列の変化を捉え、状態の変化を推定できるものであれば、その手法は限定されるものではないが、本実施形態では、体調の変化の推定及び全身状態の変化の推定に適する次の2つの手法を用いた。   The state estimation unit 660 estimates the state of the living body based on the time series change of the determination reference point of each analysis waveform (fluctuation waveform) obtained by the determination reference point calculation unit 650. As described above, the judgment reference point is a state related to physical condition such as maintenance of homeostasis, adaptation to stress, comfort / discomfort, fatigue, non-disease, illness, and health (here, including “general condition”) The frequency of the fluctuation waveform related to (1) is scored on a constant basis. Therefore, the time-series change of the score can estimate how the whole body condition has changed, and further, from the tendency, the possibility of a change in the state that can occur in the future, especially the sudden change from the current homeostatic state. Can be estimated. As long as the state estimation unit 660 can capture such a time-series change of the determination reference point and can estimate the change of the state, the method is not limited, but in the present embodiment, the change of the physical condition The following two methods suitable for estimation of the above and changes in the general state were used.

A)体調の変化の推定に適する状態推定手段660:
比較対象の前後2つの時間範囲における解析波形の判定基準点間において、次式:
機能点=後時間範囲の判定基準点+(後時間範囲の判定基準点−前時間範囲の判定基準点)×n、(但し、nは補正係数)
により求められる機能点を時系列に求めていく手段である。
A) State estimation means 660 suitable for estimating changes in physical condition:
Between the judgment reference points of the analysis waveform in the two time ranges before and after the comparison target, the following formula:
Function point = Judgment reference point of the later time range + (Judgment reference point of the later time range-Judgment reference point of the previous time range) x n (where n is a correction coefficient)
This is a means for obtaining the functional points obtained by the above in time series.

なお、n(補正係数)は、解析対象とする周波数領域(周波数帯)の数で決定する。本実施形態では、長周期領域、中周期領域及び短周期領域の3つの周波数領域での変化を捉えているため、n=3に設定した。   Note that n (correction coefficient) is determined by the number of frequency regions (frequency bands) to be analyzed. In the present embodiment, n = 3 is set because changes in the three frequency domains of the long period area, the medium period area, and the short period area are captured.

また、ここで用いる判定基準点は、領域得点と形状得点とを合わせた得点である。領域得点は、恒常性を維持するためのゆらぎの安定度を示すものであり、形状得点は、分岐現象から健康状態や病気状態などを推定し、同定するものであるため、機能点はそれらを合わせた得点を用いて求めることが好ましい。この機能点の時系列変化は、好調の場合にはプラス側で推移し、不調の場合にはマイナス側で推移する。従って、好調、不調の時間的変化を容易に判定することができる。なお、この手段において、ゼロクロス検出手段により周波数時系列波形を求めた場合には、交感神経に関係した恒常性維持に関する変化の状態が得られ、ピーク検出手段により周波数時系列波形を求めた場合では、副交感神経に関係した恒常性維持に関する変化の状態が得られる。全身状態は、自律神経系の制御によって恒常性の維持が保たれ、交感神経と副交感神経のバランスで制御の様子と全身状態が変化していく。   Further, the determination reference point used here is a score obtained by combining the region score and the shape score. Area scores indicate the stability of fluctuations to maintain homeostasis, and shape scores estimate and identify health and disease states from bifurcation phenomena. It is preferable to use the combined score. The time-series change of this functional point changes on the positive side when favorable, and on the negative side when not good. Therefore, it is possible to easily determine the time change between good and bad. In this means, when the frequency time-series waveform is obtained by the zero cross detection means, the state of change relating to homeostasis related to the sympathetic nerve is obtained, and when the frequency time-series waveform is obtained by the peak detection means, A state of change related to homeostasis related to parasympathetic nerves is obtained. In the general state, homeostasis is maintained by controlling the autonomic nervous system, and the state of control and the general state change according to the balance between the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve.

B)全身状態の変化の推定に適する状態推定手段660:
交感神経系の活動状態を示すゼロクロス検出手段を用いた周波数の時系列波形から得られる第1の判定基準点と、副交感神経系の活動状態を示すピーク検出手段を用いた周波数の時系列波形から得られる第2の判定基準点とを用い、第1の判定基準点に基づく指標を一方の軸に、第2の判定基準点に基づく指標を他方の軸にとり、第1の判定基準点と第2の判定基準点とから求められる全身状態の変化の様子を座標の時系列変化として求める手段である。
B) State estimation means 660 suitable for estimating changes in the general state:
From the first determination reference point obtained from the frequency time-series waveform using the zero-cross detecting means indicating the active state of the sympathetic nervous system and the time-series waveform of the frequency using the peak detecting means indicating the active state of the parasympathetic nervous system The obtained second determination reference point is used, the index based on the first determination reference point is taken on one axis, the index based on the second determination reference point is taken on the other axis, and the first determination reference point and This is a means for obtaining the state of change of the whole body state obtained from the two determination reference points as a time series change of coordinates.

第1の判定基準点と第2の判定基準点とを併せた時系列変化は、次のように求められる。例えば、ゼロクロス検出手段を用いて得られる第1判定基準点を横軸とし、ピーク検出手段を用いて得られる第2判定基準点を縦軸とする。ゼロクロス検出手段を用いた周波数傾き時系列波形は、上記のように交感神経の状態を表し、そのピーク検出手段を用いた周波数傾き時系列波形は、上記のように、副交感神経の状態を表す。そこで、交感神経優位で副交感神経の働きが小さい状態、副交感神経優位で交感神経の働きが小さい状態、及びこれらの中間状態を座標系に示した。   A time-series change that combines the first determination reference point and the second determination reference point is obtained as follows. For example, the first determination reference point obtained using the zero cross detection means is taken as the horizontal axis, and the second determination reference point obtained using the peak detection means is taken as the vertical axis. The frequency gradient time series waveform using the zero cross detection means represents the state of the sympathetic nerve as described above, and the frequency gradient time series waveform using the peak detection means represents the state of the parasympathetic nerve as described above. Therefore, the coordinate system shows a state where the parasympathetic nerve is dominant and the parasympathetic nerve is small, the parasympathetic nerve is dominant and the sympathetic nerve is small, and an intermediate state thereof.

具体的には、交感神経優位で副交感神経の働きが小さい領域を活性・抵抗領域とし、副交感神経優位で交感神経の働きが小さい場合を耐性・適応領域とした。交感神経亢進の状態から機能が低下し副交感神経優位の状態に変化する過程の中間状態を耐性・抵抗領域とし、副交感神経優位の状態から交感神経が亢進し交感神経優位の状態に変化する過程の中間状態を活性・適応領域とした。そして座標系の4つの象限が、これらに対応するように、座標系を設定した(図6(e)参照)。   Specifically, a region where the sympathetic nerve is dominant and the parasympathetic nerve is small is defined as an active / resistance region, and a case where the parasympathetic nerve is dominant and the sympathetic nerve is small is defined as a resistance / adaptation region. The intermediate state of the process in which the function decreases from the sympathetic nerve-enhanced state to the parasympathetic dominant state is defined as the resistance / resistance region, and the process in which the sympathetic nerve increases from the parasympathetic dominant state to the sympathetic dominant state The intermediate state was defined as the active / adapted region. Then, the coordinate system was set so that the four quadrants of the coordinate system correspond to these (see FIG. 6 (e)).

状態推定手段660は、所定の時間幅での解析波形(ゆらぎ波形)毎に求められる第1の判定基準点及び第2の判定基準点を用いて、上記のように設定した座標系にプロットし、それらを時系列に結んだ座標時系列変化線を作成する。具体的には、まず、初期値としては、測定最初の時間幅における第1及び第2の判定基準点からそれぞれ求められた各機能点を用いる。この初期値の座標を基準として、時間幅毎に求められる第1及び第2の判定基準点に用いた回帰直線の傾きを利用して次の座標をプロットし、全ての座標を結び、座標時系列変化線を作成する。本実施形態では、例えば、初期値から次の時間幅に関する座標をプロットする場合、当該時間幅において得られる回帰直線の傾きについて、座標上の移動幅を傾き毎に設定し、プロット位置を求める。すなわち、回帰直線が略水平状態の場合はいずれの場合もゼロとして、いずれの方向にも動かさず、上向きの場合又は下向きの場合にはプロット位置を移動させる。本実施形態では、ゼロクロス検出手段による得られた回帰直線では、上向きの場合に−1移動し、下向きの場合に+1移動するように設定すると共に、ピーク検出手段により得られた回帰直線では、上向きの場合に+1移動し、下向きの場合に−1移動するように設定した。これにより、座標時系列変化線が作成される。   The state estimation means 660 uses the first determination reference point and the second determination reference point obtained for each analysis waveform (fluctuation waveform) in a predetermined time width, and plots them in the coordinate system set as described above. , Create a coordinate time series change line connecting them in time series. Specifically, first, as the initial value, each function point obtained from each of the first and second determination reference points in the first measurement time width is used. Using the initial coordinates as a reference, the following coordinates are plotted using the slopes of the regression lines used for the first and second determination reference points obtained for each time width, and all the coordinates are connected. Create a series change line. In the present embodiment, for example, when plotting coordinates relating to the next time width from the initial value, the movement width on the coordinates is set for each slope and the plot position is obtained for the slope of the regression line obtained in the time width. That is, when the regression line is in a substantially horizontal state, it is set to zero in any case, and the plot position is moved when it is upward or downward without moving in any direction. In the present embodiment, the regression line obtained by the zero cross detection means is set so that it moves -1 when it is upward and +1 when it is downward, and the regression line obtained by the peak detection means is upward. In this case, the movement is set to +1, and in the case of downward, the movement is set to -1. Thereby, a coordinate time series change line is created.

図6は、本実施形態における状態推定手段660によって作成される座標時系列変化線の具体的な作成方法である。   FIG. 6 shows a specific method for creating the coordinate time-series change line created by the state estimation unit 660 in the present embodiment.

まず、初期位置をプロットする。例えば、ゼロクロス検出手段を用いた第1の判定基準点から求めた機能点が+2で、ピーク検出手段を用いた第2の判定基準点から求めた機能点が+4であるとすると、横軸(X軸)=+2、縦軸(Y軸)=+4の座標を初期位置としてプロットする(図6(e))。   First, the initial position is plotted. For example, if the functional point obtained from the first determination reference point using the zero cross detection means is +2 and the functional point obtained from the second determination reference point using the peak detection means is +4, the horizontal axis ( The coordinates of X axis) = + 2 and the vertical axis (Y axis) = + 4 are plotted as initial positions (FIG. 6E).

次に、4.8〜30minまでの解析波形の回帰直線に基づいて、30分後の全身状態を示す位置に座標を移動する。ゼロクロス検出手段を用いた解析波形の長周期領域の回帰直線は下向きであるためX軸に+1、中周期領域の回帰直線は上向きであるためX軸に−1、短周期領域の回帰直線は下向きであるためX軸に+1と順に動かす(図6(a))。ピーク検出手段を用いた解析波形の長周期領域の回帰直線は下向きであるためY軸に−1、中周期領域の回帰直線は下向きであるためY軸に−1、短周期領域の回帰直線は略水平であるため0と順に動かす(図6(c))。その結果、図6(e)に示したように、30分後の全身状態の位置が求められる。   Next, based on the regression line of the analysis waveform from 4.8 to 30 min, the coordinates are moved to a position indicating the whole body state after 30 minutes. The regression line in the long-period region of the analysis waveform using the zero cross detection means is downward, so that the X-axis is +1, the middle-cycle region is straight upward, the regression line is -1, and the short-cycle region regression line is downward Therefore, it is moved in the order of +1 on the X axis (FIG. 6A). Since the regression line in the long period region of the analysis waveform using the peak detection means is downward, the regression line in the Y axis is −1, the regression line in the middle period region is downward, −1 in the Y axis, and the regression line in the short period region is Since it is substantially horizontal, it is moved in order from 0 (FIG. 6C). As a result, as shown in FIG. 6E, the position of the whole body state after 30 minutes is obtained.

次に、16.8〜36.6minの解析波形の回帰直線に基づいて、37分後の全身状態を示す位置に座標を移動する。ゼロクロス検出手段を用いた解析波形の長周期領域の回帰直線は上向きであるためX軸に−1、中周期領域の回帰直線は上向きであるためX軸に−1、短周期領域の回帰直線は下向きであるためX軸に+1と順に動かす(図6(b))。ピーク検出手段を用いた解析波形の長周期領域の回帰直線は下向きであるためY軸に−1、中周期領域の回帰直線は下向きであるためY軸に−1、短周期領域の回帰直線は下向きであるためY軸に−1と順に動かす(図6(d))。その結果、図6(e)に示したように、37分後の全身状態の位置が求められる。そして、初期位置、30分の全身状態を示す位置、37分の全身状態を示す位置の各座標を結ぶと座標時系列変化線が作成される。   Next, based on the regression line of the analysis waveform of 16.8 to 36.6 min, the coordinates are moved to a position indicating the whole body state after 37 minutes. The regression line of the long period region of the analysis waveform using the zero cross detection means is upward, so that the X axis is −1, the middle period region of the regression line is upward, −1 on the X axis, and the short period region of the regression line is Since it is downward, it is moved in the order of +1 on the X axis (FIG. 6B). Since the regression line in the long period region of the analysis waveform using the peak detection means is downward, the regression line in the Y axis is −1, the regression line in the middle period region is downward, −1 in the Y axis, and the regression line in the short period region is Since it is downward, it is moved in order of -1 on the Y axis (FIG. 6D). As a result, as shown in FIG. 6E, the position of the whole body state after 37 minutes is obtained. A coordinate time-series change line is created by connecting the coordinates of the initial position, the position indicating the whole body state for 30 minutes, and the position indicating the whole body state for 37 minutes.

状態推定手段660は、このようにして座標時系列変化線を作成したならば、各座標時系列変化線が主にいずれの領域に含まれるかを判定する。すなわち、活性・抵抗領域(図中「フーフー」で表示した象限(フーフー領域))、耐性・適応領域(図中「ユウユウ」で表示した象限(ユウユウ領域))、耐性・抵抗領域(図中「ヘトヘト」で表示した象限(ヘトヘト領域))、活性・適応領域(図中「ハツラツ」で表示した象限(ハツラツ領域))のいずれに含まれるかを判定する(図17(b)に示した座標参照)。活性・抵抗領域(フーフー領域)であれば、交感神経優位で安定し、攻撃性の高い状態が続いていると判定し、耐性・適応領域(ユウユウ領域)であれば、副交感神経優位で安定しリラックスした状態が続いていると判定し、耐性・抵抗領域(ヘトヘト領域)であれば、交感神経の機能低下が生じながら副交感神経優位な状態に変化していきつつある、だるく憂鬱感を感じる領域と判定し、活性・適応領域(ハツラツ領域)であれば、交感神経が亢進して副交感神経優位な状態から交感神経優位な状態に移行しつつある、集中度が高く緊張した状態と判定する。   When the state estimation unit 660 creates the coordinate time series change line in this way, the state estimation unit 660 determines in which region each coordinate time series change line is mainly included. That is, the active / resistance region (quadrant indicated by “Foo-Foo” in the figure (Foo-Fu region)), the tolerance / adaptive region (quadrant indicated by “Yu-Yu” in the drawing (Yu-Yu region)), and the tolerance / resistance region (“ It is determined whether it is included in the quadrant (hetthorn region) indicated by “Hetohet”) or the active / adaptive region (quadrant (hatsuhatsu region) indicated by “hatsuhatsu” in the figure) (coordinates shown in FIG. 17B) reference). It is determined that the active / resistance region (Fu Fu region) is stable with sympathetic dominance, and the state of high aggression continues, and if it is the tolerance / adaptation region (Yuyu region), it is stable with parasympathetic dominance. A region where you feel that you are feeling relaxed when it is judged that you are in a relaxed state, and if you are in a tolerance / resistance region (hetoheto region), the parasympathetic nerve is declining while the sympathetic nerve function is decreasing. If it is an active / adapted region (sparkling region), it is determined that the sympathetic nerve is enhanced and the state is shifting from the parasympathetic dominant state to the sympathetic dominant state and the concentration level is high and tense.

ここで、図17(b)では、各象限に45度の斜線を設定している。この斜線上が、上記した領域の特徴が最も現れている部分である。例えば、所定の計測時間にわたって交感神経活動が副交感神経活動よりも明確に優位な状態が継続して続けば、フーフー領域の45度の斜線上に座標がプロットされる。しかし、実際には、交感神経優位の中で様々な副交感神経活動が行われ、かつ、交感神経活動及び副交感神経活動が共に変化するため、斜線上にプロットされるとは限らず、ハツラツ領域の特徴が混在したり、ヘトヘト領域の特徴が混在したりする。このため、45度の斜線で各領域を区切ることにより、例えば、フーフー領域の中で斜線の右上側に座標がプロットされる場合には、その時点では、フーフー領域の特徴が高いながらもハツラツ領域の特徴が混在しているということであり、逆に左下側に座標がプロットされる場合には、フーフー領域の特徴が高いながらもヘトヘト領域の特徴が混在しているということである。
なお、図17(b)及び後述の各試験例の判定結果(図16、図23、図32、図41、図52)において示した座標系では、横軸のプラス側を「適応」、マイナス側を「抵抗」と設定し、縦軸のプラス側を「活性」、マイナス側を「耐性」と設定しているが、これを、心理学上の用語で表現すると次のようになる。すなわち、交感神経活動に関連する横軸は、プラス方向に値が大きくなるほど「プラスの「発揮」大」となり、マイナス方向に値が大きくなるほど「マイナスの「発揮」大」となる。副交感神経活動に関連する縦軸は、プラス方向に値が大きくなるほど「プラスの「求められている」大」となり、マイナス方向に値が大きくなるほど「マイナスの「求められている」大」となる。そして、座標原点(0,0)に近づくほど、「発揮」及び「求められている」はいずれも小さくなる。このように心理学上の用語で設定すると、例えば、「ハツラツ領域」は「プラスの「発揮」大」でかつ「プラスの「求められている」大」の領域となり、「ハツラツ」あるいは「集中・高揚・緊張・喜び」として表現した領域の意味合いにマッチする。
Here, in FIG. 17B, a 45 degree oblique line is set in each quadrant. The shaded area is the portion where the above-described region feature is most apparent. For example, if the state in which the sympathetic nerve activity is clearly superior to the parasympathetic nerve activity continues over a predetermined measurement time, the coordinates are plotted on the 45-degree diagonal line of the fu-fu region. However, in reality, various parasympathetic nerve activities are performed in the sympathetic nerve dominant, and both the sympathetic nerve activity and the parasympathetic nerve activity change, and therefore, they are not necessarily plotted on the diagonal lines, Features may be mixed, or features in the hefty region may be mixed. For this reason, by dividing each region by 45 degrees oblique lines, for example, when coordinates are plotted on the upper right side of the oblique lines in the foo-fu region, at that time, while the features of the foo-fu region are high, If the coordinates are plotted on the lower left side, the features of the hoo-hue region are mixed even though the features of the fu-fu region are high.
In the coordinate system shown in FIG. 17B and the determination results of each test example described later (FIGS. 16, 23, 32, 41, and 52), the positive side of the horizontal axis is “adaptive”, minus The side is set to “resistance”, the positive side of the vertical axis is set to “activity”, and the negative side is set to “resistance”. This can be expressed in psychological terms as follows. That is, the horizontal axis related to the sympathetic nerve activity becomes “positive“ exhibition ”large” as the value increases in the positive direction, and “minus“ exhibition ”large” as the value increases in the negative direction. The vertical axis related to parasympathetic nerve activity becomes “positive“ required ”large” as the value increases in the positive direction, and “negative“ required ”large” as the value increases in the negative direction. . Then, the closer to the coordinate origin (0, 0), the smaller the “demonstration” and “required”. In this way, in terms of psychology, for example, the “hatsatsu area” is a “plus“ demonstration ”large” and “plus“ demanded ”large” area.・ Matches the meaning of the area expressed as “uplifting, tension, and joy”.

状態推定手段660は、それぞれの座標時系列変化線について、1/fの傾きに近似した変化傾向であると判定された場合には快適と判定し、上下方向に変化していると判定された場合には不快と判定するように設定することもできる。例えば、活性・抵抗領域において、座標時系列変化線の傾きが1/f傾きに近いほど、攻撃性の高いというベース状態の中でも、快適感が高いため比較的リラックスした傾向にあると推定でき、逆に、耐性・適応領域において上下方向に伸びる座標時系列変化線であれば、リラックスしたベース状態の中でも不快感が高いため機能低下が生じていると推定でき、より細かな状態推定に役立つ。   The state estimation unit 660 determines that each coordinate time series change line has a change tendency approximate to a 1 / f slope, and determines that the change is in the vertical direction. In some cases, it may be set to be determined as uncomfortable. For example, in the active / resistance region, it can be estimated that the closer the inclination of the coordinate time series change line is to 1 / f inclination, the higher the aggression, and the relatively relaxed tendency because the feeling of comfort is high. On the contrary, if the coordinate time series change line extends in the vertical direction in the tolerance / adaptive region, it can be estimated that the function is deteriorated due to high discomfort even in the relaxed base state, which is useful for finer state estimation.

一方、状態推定手段660は、ある状態(ある時間帯)において求めたある一つの座標時系列変化線と、他の状態(他の時間帯)において求めた他の座標時系列変化線との全体の主な移動方向を判定する。   On the other hand, the state estimation unit 660 performs the entire process of one coordinate time series change line obtained in a certain state (a certain time zone) and another coordinate time series change line obtained in another state (another time zone). The main direction of movement is determined.

そして、主な移動方向が、活性・適応領域及び耐性・適応領域間である場合に、体調良好の中で疲労が進行している状態で、健康的な疲労感と安定化傾向を示すと推定し、活性・抵抗領域及び耐性・適応領域間である場合には、比較的おだやかな状態変化となって通常状態と推定し、耐性・抵抗領域及び活性・適応領域間である場合には、急激な変化・変動に伴うリバウンド、つまり体調の急変の可能性が示唆される状態と推定する。これらの領域は、上記したように、交感神経、副交感神経の状態に対応して設定した領域であり、活性・適応領域及び耐性・適応領域間で移動する場合は、副交感神経優位の安定状態と、交感神経の亢進が行われている状態との間での移動であるため、リラックス状態の中でハツラツとした状態があるため、体調が良好で元気な状態での変化と推定できる。活性・抵抗領域及び耐性・適応領域間で移動する場合は、交感神経優位の状態と副交感神経優位の状態とが切り替わるものであるため、大きな変動を伴わず、比較的ゆっくりとした状態の切り替わりを示し、通常の体調や感覚の切り替わり範囲であり、通常状態における変化と推定できる。耐性・抵抗領域及び活性・適応領域間である場合には、ヘトヘト感を感じる状態とハツラツとした感覚を感じる状態との急激な変化であり、急激な変化に体調がついて行かず、体調自体が急変のおそれのある状態と推定できる。なお、「主な移動方向」とは、座標時系列変化線が、複数の領域を跨って移動したりする場合もあるため、Y軸に沿った移動量又は斜めの仮想軸に沿った移動量が、他の軸に沿った移動量よりも大きいことをいう。   And when the main direction of movement is between active / adaptive area and tolerance / adaptive area, it is estimated that it shows healthy fatigue and stabilization tendency in a state of fatigue in good physical condition. However, if it is between the active / resistance region and the tolerance / adaptation region, it is assumed to be a normal state with a relatively gentle change, and if it is between the resistance / resistance region and the activity / adaptation region, it is abrupt. It is presumed that the rebound caused by a change or change, that is, a state of suggesting the possibility of sudden change in physical condition. As described above, these regions are regions set corresponding to the state of the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve, and when moving between the active / adaptive region and the tolerance / adaptive region, Since it is a movement between the state where sympathetic nerve enhancement is performed and there is a state of fluttering in a relaxed state, it can be estimated that the change is in a healthy and healthy state. When moving between the active / resistance region and the tolerance / adaptation region, the sympathetic nerve dominant state and the parasympathetic nerve dominant state are switched. This is a range of normal physical condition and sense switching, and can be estimated as a change in the normal state. When it is between the tolerance / resistance region and the active / adaptation region, it is a sudden change between a state of feeling sensation and a state of feeling a sensation, and the physical condition itself does not follow the sudden change. It can be estimated that there is a risk of sudden change. Note that the “main movement direction” means that the coordinate time-series change line may move across a plurality of regions, so the movement amount along the Y axis or the movement amount along the oblique virtual axis. Is larger than the amount of movement along the other axis.

以下、試験例に基づき、判定手段660における判定方法をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the determination method in the determination unit 660 will be described in more detail based on test examples.

(試験例1)
図1に示した生体信号測定手段1を、(株)デルタツーリング製、シートクッションである商品名「ツインランバー」の背部の裏側に積層し、自動車用シートに取り付け、被験者を着座させ、座位姿勢での心房や心室及び大動脈の揺動による生体信号、いわゆる体表脈波(以下、「心部揺動波」というが、「APW」と略記する場合もある)を採取した。なお、生体信号測定手段1を構成する板状発泡体21,22及び三次元立体編物支持部材15は、ビーズの平均直径が約5mmで、厚さ3mmにスライスカットしたビーズ発泡体を用いた。三次元立体編物10は、住江織物(株)製、製品番号:49011Dで、厚さ10mmのものであった。フィルム16は、シーダム株式会社製、品番「DUS605−CDR」を用いた。被験者は、70歳代の健康な男性である。また、上記自動車用シートを助手席に搭載して、停止状態の静的条件下で測定する試験と、その後自動車を走行させながら測定した実車走行試験とを行った。
(Test Example 1)
The biosignal measuring means 1 shown in FIG. 1 is laminated on the back side of the product name “Twin Lumber” made by Delta Touring Co., Ltd., seat cushion, attached to the car seat, seated on the subject, and sitting posture A biological signal, i.e., a so-called body surface pulse wave (hereinafter referred to as “heart swing wave”, but may be abbreviated as “APW”), was collected by swinging of the atrium, ventricle and aorta. The plate-like foams 21 and 22 and the three-dimensional three-dimensional knitted fabric support member 15 constituting the biological signal measuring means 1 were bead foams having an average bead diameter of about 5 mm and slice-cut to a thickness of 3 mm. The three-dimensional solid knitted fabric 10 was manufactured by Sumie Textile Co., Ltd., product number: 49011D, and had a thickness of 10 mm. As the film 16, a product number “DUS605-CDR” manufactured by Seadam Co., Ltd. was used. The test subject is a healthy man in his 70s. In addition, a test in which the above-mentioned automobile seat was mounted on the passenger seat and measured under static conditions in a stopped state, and an actual vehicle running test that was measured while running the automobile were performed.

生体信号測定手段1から得られた心部揺動波を周波数演算手段610においてゼロクロス(0x)検出手段及びピーク(peak)検出手段を適用して処理し、それぞれについて周波数の時系列波形を求め、各周波数の時系列波形を、周波数傾き時系列解析演算手段620により処理して周波数の傾きの時系列波形を求めた。次に、周波数解析手段630は、各周波数傾き時系列波形を周波数解析し、それぞれパワースペクトルを求め、横軸に周波数(対数値)を、縦軸にパワースペクトル密度(対数値)をとって解析波形(ゆらぎ波形)を表示した。   The heart fluctuation wave obtained from the biological signal measuring means 1 is processed by applying a zero cross (0x) detecting means and a peak detecting means in the frequency calculating means 610, and a time series waveform of the frequency is obtained for each, The time series waveform of each frequency was processed by the frequency slope time series analysis calculation means 620 to obtain the time series waveform of the frequency slope. Next, the frequency analysis unit 630 performs frequency analysis on each time-gradient waveform of each frequency gradient to obtain a power spectrum, and analyzes the frequency (logarithmic value) on the horizontal axis and the power spectral density (logarithmic value) on the vertical axis. The waveform (fluctuation waveform) was displayed.

図7及び図8は、静的条件下で行った試験の結果であり、図7は、ゼロクロス検出手段を適用して得られた結果であり、図8は、ピーク検出手段を適用して得られた結果である。図7及び図8の(a)は、測定開始4.8〜30.3minの解析波形であり、(b)は4.8〜19.8minの解析波形であり、(c)は5.1〜24.9minの解析波形であり、(d)は10.2〜30.3minの解析波形であり、(a)〜(d)の各図に記載の得点は、判定基準点算出手段650により求められた判定基準点であり、(e)はそれらから求めた機能点を示す。   7 and 8 show the results of tests performed under static conditions, FIG. 7 shows the results obtained by applying the zero-cross detection means, and FIG. 8 shows the results obtained by applying the peak detection means. Is the result. (A) of FIG.7 and FIG.8 is an analysis waveform of 4.8-30.3min of measurement start, (b) is an analysis waveform of 4.8-19.8min, (c) is 5.1. The analysis waveform of ˜24.9 min, (d) is the analysis waveform of 10.2 to 30.3 min, and the scores described in each of the drawings (a) to (d) are obtained by the determination reference point calculation means 650. (E) shows the function points obtained from them.

なお、この判定基準点の領域得点を求める際、回帰直線が、水平に対して±4.5度以内の場合を略水平状態とした。また、隣接する2つの回帰直線のパワースペクトル密度の値の較差が対数値で0.2以内であって、2つの回帰直線の傾きの角度の違いが15度以内の場合には、一直線とみなし、両者間に折れ点はないと判定する。また、領域得点は、略水平状態で1点を基準として、上向きの場合には0点、下向きの場合には2点とした。形状得点は、折れ点の箇所がない場合に3点、折れ点が1箇所の場合に2点、折れ点が2箇所の場合に1点、折れ点が3箇所の場合に3点と設定した。   When determining the area score of this determination reference point, the case where the regression line was within ± 4.5 degrees with respect to the horizontal was regarded as a substantially horizontal state. Also, if the difference between the power spectral density values of two adjacent regression lines is less than 0.2 logarithmically, and the difference in the inclination angle of the two regression lines is less than 15 degrees, it is regarded as a straight line. It is determined that there is no break point between them. In addition, the area score was set to 0 in the upward direction and 2 in the downward direction, with 1 point as a reference in a substantially horizontal state. The shape score is set to 3 points when there is no break point, 2 points when there is 1 break point, 1 point when there are 2 break points, and 3 points when there are 3 break points. .

これにより、ゼロクロス検出手段を用いた第1判定基準点を求める図7(a)の解析波形では、長周期領域、中周期領域及び短周期領域共に、回帰直線が下向きであるため、領域得点が2+2+2=6点となり、折れ点が3箇所であるため、形状得点が0点となる。従って、その第1判定基準点は両者を合わせた6点となる。図7(b)の解析波形では、長周期領域、中周期領域及び短周期領域共に、回帰直線が下向きであるため、領域得点が2+2+2=6点となり、折れ点が0箇所であるため、形状得点が3点となる。従って、その第1判定基準点は両者を合わせた9点となる。図7(c)の解析波形では、長周期領域が下向き、中周期領域が上向き、短周期領域が略水平状態であるため、領域得点が2+0+1=3点となり、折れ点が3箇所であるため形状得点が0点で、第1判定基準点は3点となる。図7(d)の解析波形では、長周期領域が下向き、中周期領域が上向き、短周期領域が上向きであるため、領域得点が2+0+0=2点となり、折れ点が3箇所であるため形状得点が0点で、第1判定基準点は2点となる。   Accordingly, in the analysis waveform of FIG. 7A for obtaining the first determination reference point using the zero-cross detection means, the regression line is downward in both the long period area, the middle period area, and the short period area. Since 2 + 2 + 2 = 6 points and there are three break points, the shape score is 0 points. Therefore, the first determination reference point is 6 points in total. In the analysis waveform of FIG. 7B, since the regression line is downward in all of the long period area, the medium period area, and the short period area, the area score is 2 + 2 + 2 = 6 points, and there are 0 break points. The score is 3 points. Therefore, the first determination reference point is 9 points, which is a combination of both. In the analysis waveform of FIG. 7C, the long period region is downward, the middle period region is upward, and the short period region is in a substantially horizontal state, so the region score is 2 + 0 + 1 = 3 points and there are three break points. The shape score is 0, and the first determination reference point is 3. In the analysis waveform of FIG. 7D, since the long-period region is downward, the middle-period region is upward, and the short-period region is upward, the region score is 2 + 0 + 0 = 2 points, and there are three break points, so the shape score Is 0, and the first determination reference point is 2.

一方、ピーク検出手段を用いた第2判定基準点を求める図8(a)の解析波形では、長周期領域、中周期領域及び短周期領域共に、回帰直線が下向きであるため、領域得点が2+2+2=6点となり、折れ点が3箇所であるため、形状得点が0点となる。従って、その第2判定基準点は両者を合わせた6点となる。図8(b)の解析波形では、長周期領域が略水平状態、中周期領域及び短周期領域共に、回帰直線が下向きであるため、領域得点が1+2+2=5点となり、折れ点が1箇所であるため、形状得点が2点となる。従って、その第2判定基準点は両者を合わせた7点となる。図8(c),(d)の解析波形は、いずれも、長周期領域、中周期領域及び短周期領域共に下向きであるため、領域得点が2+2+2=6点となり、折れ点が3箇所であるため形状得点が0点で、第2判定基準点はいずれも6点となる。   On the other hand, in the analysis waveform of FIG. 8A for obtaining the second determination reference point using the peak detection means, the regression line is downward in both the long period region, the middle period region, and the short period region, so the region score is 2 + 2 + 2 = 6 points, and since there are 3 break points, the shape score is 0 points. Therefore, the second determination reference point is 6 points in total. In the analysis waveform of FIG. 8 (b), since the regression line is downward for both the long period region and the middle period region and the short period region, the area score is 1 + 2 + 2 = 5 points, and there is one break point. Therefore, the shape score is 2 points. Therefore, the second determination reference point is 7 points in total. Since the analysis waveforms in FIGS. 8C and 8D are all downward in the long period area, the medium period area, and the short period area, the area score is 2 + 2 + 2 = 6 points, and there are three break points. Therefore, the shape score is 0 point, and the second determination reference points are all 6 points.

図9〜図10は、「小谷SA〜与島PA」間を走行した際の試験結果であり、図9は、ゼロクロス検出手段を適用して得られた結果であり、図9(a)〜(d)に示した得点は、領域得点と形状得点とを合わせた第1判定基準点を示し、(e)は、第1判定基準点を用いて求めた機能点を示す。図10は、ピーク検出手段を適用して得られた結果であり、図10(a)〜(d)に示した得点は、領域得点と形状得点とを合わせた第2判定基準点を示し、(e)は、第2判定基準点を用いて求めた機能点を示す。   9 to 10 are test results when traveling between “Otani SA and Yoshima PA”, and FIG. 9 is a result obtained by applying the zero cross detection means. The score shown in (d) indicates a first determination reference point obtained by combining the region score and the shape score, and (e) indicates a functional point obtained using the first determination reference point. FIG. 10 shows the results obtained by applying the peak detection means, and the scores shown in FIGS. 10 (a) to 10 (d) indicate the second determination reference points obtained by combining the region scores and the shape scores. (E) shows a functional point obtained using the second determination reference point.

図11〜図12は、「与島PA〜山越」間を走行した際の試験結果であり、図11は、ゼロクロス検出手段を適用して得られた結果であり、図11(a)〜(c)に示した得点は、領域得点と形状得点とを合わせた第1判定基準点を示し、(d)は、第1判定基準点を用いて求めた機能点を示す。図12は、ピーク検出手段を適用して得られた結果であり、図12(a)〜(c)に示した得点は、領域得点と形状得点とを合わせた第2判定基準点を示し、(d)は、第2判定基準点を用いて求めた機能点を示す。   FIGS. 11 to 12 are test results when traveling between “Yoshima PA and Yamakoshi”, and FIG. 11 is a result obtained by applying the zero cross detection means, and FIGS. The score shown in c) indicates a first determination reference point obtained by combining the area score and the shape score, and (d) indicates a functional point obtained using the first determination reference point. FIG. 12 shows the results obtained by applying the peak detection means, and the scores shown in FIGS. 12 (a) to 12 (c) indicate the second determination reference points obtained by combining the region scores and the shape scores. (D) indicates functional points obtained using the second determination reference points.

図13〜図14は、「山越〜石鎚山SA」間を走行した際の試験結果であり、図13は、ゼロクロス検出手段を適用して得られた結果であり、図13(a)〜(g)に示した得点は、領域得点と形状得点とを合わせた第1判定基準点を示し、(h)は、第1判定基準点を用いて求めた機能点を示す。図14は、ピーク検出手段を適用して得られた結果であり、図14(a)〜(g)に示した得点は、領域得点と形状得点とを合わせた第2判定基準点を示し、(h)は、第1判定基準点を用いて求めた機能点を示す。   FIGS. 13 to 14 are test results when traveling between “Yamakoshi and Ishizuchiyama SA”, and FIG. 13 is a result obtained by applying the zero-cross detection means, and FIGS. The score shown in g) indicates a first determination reference point obtained by combining the region score and the shape score, and (h) indicates a functional point obtained using the first determination reference point. FIG. 14 shows the results obtained by applying the peak detection means, and the scores shown in FIGS. 14A to 14G indicate the second determination reference points that combine the region scores and the shape scores. (H) indicates a functional point obtained using the first determination reference point.

図15(a)は、状態推定手段660により、図7、図9、図11及び図13のゼロクロス検出手段を適用した第1判定基準点から機能点を求め、それを時系列にプロットした図である。   FIG. 15A is a diagram in which functional points are obtained from the first determination reference points to which the zero cross detection means of FIGS. 7, 9, 11 and 13 are applied by the state estimation means 660 and plotted in time series. It is.

例えば、静的状態では、図7(e)に示したように、まず、初期値は、「前時間範囲の判定基準点」として「4.8〜19.8min」の第1判定基準点を用い、「後時間範囲の判定基準点」として「4.8〜30.3min」の第1判定基準点を用いる。これを上記式にあてはめると、6+(6−9)×3=−3点が機能点となる。25分の機能点は、「前時間範囲の判定基準点」として「4.8〜19.8min」の第1判定基準点を用い、「後時間範囲の判定基準点」として「5.1〜24.9min」の第1判定基準点を用いる。これを上記式にあてはめると、25分の機能点は、3+(3−9)×3=−15点となる。30分の機能点は、「前時間範囲の判定基準点」として「5.1〜24.9min」の第1判定基準点を用い、「後時間範囲の判定基準点」として「10.2〜30.3min」の第1判定基準点を用いる。これを上記式にあてはめると、30分の機能点は、2+(2−3)×3=−1点となる。   For example, in the static state, as shown in FIG. 7E, first, the initial value is the first determination reference point of “4.8 to 19.8 min” as “the determination reference point of the previous time range”. The first determination reference point of “4.8-30.3 min” is used as the “determination reference point of the later time range”. When this is applied to the above equation, 6+ (6-9) × 3 = −3 points becomes a functional point. The functional point of 25 minutes uses the first determination reference point of “4.8 to 19.8 min” as the “determination reference point of the previous time range”, and “5.1 to“ the determination reference point of the subsequent time range ”. The first determination reference point of “24.9 min” is used. When this is applied to the above equation, the functional point of 25 minutes is 3+ (3-9) × 3 = −15 points. The 30-minute functional point uses the first determination reference point of “5.1 to 24.9 min” as the “previous time range determination reference point” and the “next time range determination reference point” as “10. A first determination reference point of “30.3 min” is used. When this is applied to the above equation, the functional point for 30 minutes is 2+ (2-3) × 3 = −1 point.

「小谷SA〜与島PA」間を走行した際の機能点は、図9(e)に示したように、初期値=−6点、40分=6点、50分=3点となる。「与島PA〜山越」間を走行した際の機能点は、図11(d)に示したように、初期値=−4点、40分=−4点となる。「山越〜石鎚山SA」間を走行した際の機能点は、図13(h)に示したように、初期値=6点、40分=20点、50分=4点、60分=15点、70分=−19点、80分=10点となる。   As shown in FIG. 9E, the functional points when traveling between “Otani SA and Yoshima PA” are the initial value = −6 points, 40 minutes = 6 points, and 50 minutes = 3 points. As shown in FIG. 11D, the functional points when traveling between “Yoshima PA and Yamakoshi” are the initial value = −4 points and 40 minutes = −4 points. As shown in FIG. 13H, the functional points when traveling between “Yamagoe and Ishizuchiyama SA” are as follows: initial value = 6 points, 40 minutes = 20 points, 50 minutes = 4 points, 60 minutes = 15 Points, 70 minutes = −19 points, 80 minutes = 10 points.

図15(b)は、状態推定手段660により、図8、図10、図12及び図14のピーク検出手段を適用した第2判定基準点から機能点を求め、それを時系列にプロットした図である。求め方は上記と同様であり、静的状態の機能点は、図8(e)に示したように、初期値=3点、25分=3点、30分=8点となる。「小谷SA〜与島PA」間を走行した際の機能点は、図10(e)に示したように、初期値=11点、40分=−3点、50分=7点となる。「与島PA〜山越」間を走行した際の機能点は、図12(d)に示したように、初期値=5点、40分=13点となる。「山越〜石鎚山SA」間を走行した際の機能点は、図14(h)に示したように、初期値=2点、40分=6点、50分=19点、60分=15点、70分=−15点、80分=19点となる。   FIG. 15B is a diagram in which functional points are obtained from the second determination reference points to which the peak detecting means of FIGS. 8, 10, 12 and 14 are applied by the state estimating means 660 and plotted in time series. It is. The calculation method is the same as described above, and the functional points in the static state are the initial value = 3 points, 25 minutes = 3 points, and 30 minutes = 8 points, as shown in FIG. As shown in FIG. 10E, the functional points when traveling between “Otani SA and Yoshima PA” are the initial value = 11 points, 40 minutes = −3 points, and 50 minutes = 7 points. As shown in FIG. 12D, the functional points when traveling between “Yoshima PA and Yamakoshi” are the initial value = 5 points and 40 minutes = 13 points. As shown in FIG. 14H, the functional points when traveling between “Yamagoe and Ishizuchiyama SA” are as follows: initial value = 2 points, 40 minutes = 6 points, 50 minutes = 19 points, 60 minutes = 15. Points, 70 minutes = -15 points, 80 minutes = 19 points.

図15(a)から、ゼロクロス検出手段を利用して求めた機能点は、走行前の静的状態ではマイナス側すなわち不調側で推移している。しかし、走行を始めると、プラス側すなわち好調側で機能点が推移している。従って、この被験者は、ゼロクロス検出手段を利用して求めた機能点の推移から、走行状態で交感神経が活性化され好調になる傾向があると言える。   From FIG. 15 (a), the functional point obtained using the zero cross detection means changes on the negative side, that is, on the malfunctioning side in the static state before traveling. However, when the vehicle starts to run, the function points shift on the positive side, that is, on the positive side. Therefore, it can be said that this test subject tends to become favorable because the sympathetic nerve is activated in the running state from the transition of the functional point obtained by using the zero cross detecting means.

図15(b)では、走行前の静的状態及び走行中も含め、ピーク検出手段を利用して求めた機能点は、ほぼプラス側すなわち好調側で推移しており、全体としてリラックスしていると言える。   In FIG. 15 (b), the functional points obtained using the peak detecting means including the static state before traveling and during traveling are almost positive, that is, favorable, and are relaxed as a whole. It can be said.

但し、「山越〜石鎚山SA」間を走行した際の70分においては、ゼロクロス検出手段を利用して求めた機能点及びピーク検出手段を利用して求めた機能点のいずれも−15点であり、70分において、不調の程度が大きくなっていることわかる。   However, in the 70 minutes when traveling between “Yamakoshi and Ishizuchiyama SA”, both the functional point obtained using the zero-cross detecting means and the functional point obtained using the peak detecting means are −15 points. Yes, it can be seen that at 70 minutes, the degree of malfunction has increased.

一方、図16は、状態推定手段660により、第1の判定基準点に基づく指標を横軸(X軸)に、第2の判定基準点に基づく指標を縦軸(Y軸)にとり、第1の判定基準点と第2の判定基準点とから求められる座標の時系列変化を求めた図である。求め方は、図6で説明したとおりであり、静的状態、「小谷SA〜与島PA」間の走行時、「与島PA〜山越」間の走行時、「山越〜石鎚山SA」間の走行時について、それぞれ座標時系列変化線を座標系上に描画した。   On the other hand, in FIG. 16, the state estimation unit 660 takes the index based on the first determination reference point on the horizontal axis (X axis) and the index based on the second determination reference point on the vertical axis (Y axis). It is the figure which calculated | required the time-sequential change of the coordinate calculated | required from this determination reference point and the 2nd determination reference point. The calculation method is as described in FIG. 6, in a static state, when traveling between “Otani SA and Yoshima PA”, when traveling between “Yoshima PA and Yamakoshi”, and between “Yamagoe and Ishizuchiyama SA” For each of the runs, a coordinate time series change line was drawn on the coordinate system.

例えば、静的状態では、初期位置として、図7及び図8の初期値の機能点の座標:(ゼロクロス検出手段を利用して求めた機能点,ピーク検出手段を利用して求めた機能点)=(−3,3)をプロットする。次に、「4.8〜19.8min」では、X軸方向に+3、Y軸方向に−2移動し、20分後の全身状態の位置を(0,1)にプロットする。次に、「5.1〜24.9min」では、X軸方向に0、Y軸方向に−3移動し、25分後の全身状態の位置を(0,−2)にプロットする。次に、「10.2〜30.3min」では、X軸方向に−1、Y軸方向に−3移動し、30分後の全身状態の位置を(−1,−5)にプロットする。そして、これらの座標を結び、静的状態における座標時系列変化線が作成される。   For example, in the static state, as the initial position, the coordinates of the functional points of the initial values in FIGS. 7 and 8: (functional points obtained using zero-cross detecting means, functional points obtained using peak detecting means) = (− 3,3) is plotted. Next, in “4.8 to 19.8 min”, the position is moved to +3 in the X-axis direction and −2 in the Y-axis direction, and the position of the whole body state after 20 minutes is plotted at (0, 1). Next, in “5.1 to 24.9 min”, 0 is moved in the X-axis direction, −3 is moved in the Y-axis direction, and the position of the whole body state after 25 minutes is plotted at (0, −2). Next, in “10.2 to 30.3 min”, the position is moved to −1 in the X-axis direction and −3 in the Y-axis direction, and the position of the whole body state after 30 minutes is plotted at (−1, −5). Then, the coordinate time series change line in the static state is created by connecting these coordinates.

同様に、「小谷SA〜与島PA」間の走行時、「与島PA〜山越」間の走行時、「山越〜石鎚山SA」間の走行時について座標時系列変化線を作成する。   Similarly, coordinate time-series change lines are created for traveling between “Otani SA and Yoshima PA”, traveling between “Yoshima PA and Yamakoshi”, and traveling between “Yamakoshi and Ishizuchiyama SA”.

この図から、各状態間において、座標時系列変化線の主な移動方向は、活性・抵抗領域及び耐性・適応領域間であり、通常状態と推定できる。被験者の官能評価を示したものが図17(a)であるが、官能評価値の移動方向は、座標時系列変化線の移動方向に符合する。   From this figure, the main movement direction of the coordinate time-series change line between the states is between the active / resistance region and the tolerance / adaptive region, and can be estimated as the normal state. FIG. 17A shows the sensory evaluation of the subject. The movement direction of the sensory evaluation value coincides with the movement direction of the coordinate time-series change line.

一方、座標時系列変化線を個別に見ると、いずれも、初期位置よりも縦軸に沿って低下する傾向にある。これは、疲労が蓄積され、睡眠状態に移行する過程で体がリラックスしていくことにより、副交感神経優位の状態に推移していくためである。この推移の仕方は、図17(a)の官能評価値の推移と同様である。   On the other hand, when the coordinate time-series change lines are individually viewed, both tend to decrease along the vertical axis from the initial position. This is because fatigue accumulates and the body relaxes in the process of transitioning to a sleep state, and thus shifts to a parasympathetic dominant state. The manner of this transition is the same as the transition of the sensory evaluation value in FIG.

さらに細かく見ると、静的状態では、フーフー領域とハツラツ領域が混在した状態から、ヘトヘト領域とユウユウ領域が混在した状態に変化しており、試験のために乗車した直後は元気な状態であったが、車の中で静的状態でデータ測定している間に疲労が蓄積されたものと判定できる。「与島PA〜山越」間では、フーフー領域の中でハツラツ領域の特徴が混在した状態からヘトヘト領域が混在した状態に変化しており、走行により交感神経活動が活発化しているが、徐々に疲労が蓄積されてきたと判定できる。「小谷SA〜与島PA」間の走行時は、フーフー領域とハツラツ領域が混在した状態の中で推移しており、総じて交感神経優位の状態が維持されているが、縦軸にほぼ垂直に低下していることから、疲労の蓄積が生じたものと判定できる。   Looking more closely, in the static state, it changed from the state where the Fu-Fu area and the Hatsatsu area were mixed to the state where the Hetohe area and the Yuu-Yu area were mixed, and was in a healthy state immediately after boarding for the test. However, it can be determined that fatigue has accumulated during data measurement in a vehicle in a static state. Between “Yoshima PA and Yamakoshi”, the sympathetic nerve activity has been activated due to running, although the characteristics of the Hatsutsu region in the Fu-Fu region have changed to a state in which the Hetohet region has been mixed. It can be determined that fatigue has accumulated. When traveling between “Otani SA and Yoshima PA”, the Fu-Fu area and the Hatsura area are mixed, and the sympathetic dominant state is maintained as a whole, but it is almost perpendicular to the vertical axis. Since it is decreasing, it can be determined that accumulation of fatigue has occurred.

ここで、静的状態で19分頃からと、「山越〜石鎚山SA」間において、被験者は30分過ぎから睡眠状態になった(観察者の視察及び測定後の被験者の自己申告)。静的状態では拘束感の高い状態での睡眠で質の悪い睡眠となり、座標時系列変化線は垂直に近い状態で下降していき、眠たいのに疲労感が残るものになっている。一方、「山越〜石鎚山SA」間の座標時系列変化線を見ると、ハツラツ領域から次第にユウユウ領域の特徴が大きくなる傾向で、30分過ぎ以降は、1/fに近い傾きになっており、このことから、被験者がリラックスして質のよい睡眠に至ったことを示している。但し、40.2分以降からは、傾きの乱れが生じており、若干寝起きが悪く疲労感が残るやや質の悪い睡眠に変化していることがわかる。図17(a)の官能評価値を見ると、「山越〜石鎚山SA」間では、満足度が上昇しており、睡眠の効果が現れたものと考えられる。   Here, from about 19 minutes in the static state, between “Yamakoshi and Mt. Ishizuchi SA”, the subject became a sleep state after 30 minutes (observation of the observer and self-report of the subject after the measurement). In the static state, sleep with a high sense of restraint results in poor quality sleep, and the coordinate time-series change line descends in a state close to vertical, leaving a feeling of fatigue despite wanting to sleep. On the other hand, looking at the coordinate time-series change line between “Yamakoshi and Ishizuchiyama SA”, the characteristics of the Yuyu area gradually increase from the Hatsura area, and after 30 minutes, the slope is close to 1 / f. This indicates that the subject was relaxed and had a good quality sleep. However, from 40.2 minutes onward, it can be seen that the inclination is disturbed and the sleep is slightly worse and the feeling of fatigue remains and the sleep quality is slightly worse. Looking at the sensory evaluation values in FIG. 17A, it is considered that the degree of satisfaction has increased between “Yamagoe and Ishizuchiyama SA”, and the effect of sleep has appeared.

(試験例2)
図1に示した生体信号測定手段1を、(株)デルタツーリング製、シートクッションである商品名「ツインランバー」の背部の裏側に積層し、自動車用シートに取り付け、被験者を着座させ、座位姿勢(覚醒誘導姿勢(図では「覚醒姿勢」と表示))で心房や心室及び大動脈の揺動による生体信号(以下、「心部揺動波」というが、「APW」と略記する場合もある)を採取した。また、シートバックを通常の座位姿勢(覚醒誘導姿勢)よりも大腿部と脊柱の開度を広げた座位姿勢(リラックス姿勢(図では「寝姿勢」と表示))でも生体信号(APW)を採取した。生体信号測定手段1のその他の構成は、試験例1のものと同じである、また、被験者は40歳代の健康な男性である。なお、図25及び図26は、試験中に測定した脳波、指尖容積脈波、心拍による解析結果を示したものであり、図25は覚醒誘導姿勢の結果を、図26はリラックス姿勢の結果を示し、覚醒誘導姿勢では試験中、被験者は覚醒状態であり、リラックス姿勢では、試験中盤と終盤において睡眠状態であった。
(Test Example 2)
The biosignal measuring means 1 shown in FIG. 1 is laminated on the back side of the product name “Twin Lumber” made by Delta Touring Co., Ltd., seat cushion, attached to the car seat, seated on the subject, and sitting posture A biological signal (hereinafter referred to as “heart swing wave”, but sometimes abbreviated as “APW”) due to swinging of the atrium, ventricle, and aorta in the arousal guiding posture (shown as “wakening posture” in the figure)) Were collected. In addition, even when the seatback is in a sitting position (relaxed position (shown as “sleeping position” in the figure)) in which the opening of the thigh and the spinal column is wider than the normal sitting position (wake-up guiding position) Collected. The other structure of the biological signal measuring means 1 is the same as that of Test Example 1, and the subject is a healthy male in his 40s. 25 and 26 show the results of analysis based on the electroencephalogram, fingertip volume pulse wave, and heartbeat measured during the test. FIG. 25 shows the result of the awakening induced posture, and FIG. 26 shows the result of the relaxed posture. In the wakefulness induction posture, the subject was in the wakefulness state during the test, and in the relaxed posture, the subject was in the sleep state during the middle and final stages of the test.

図18〜図21の(a)は、測定開始4.8〜30.3minの解析波形であり、(b)は4.8〜19.8minの解析波形であり、(c)は5.1〜24.9minの解析波形であり、(d)は10.2〜30.3minの解析波形であり、各図に記載の得点は、判定基準点算出手段650により求められた判定基準点である。   (A) of FIGS. 18-21 is an analysis waveform of 4.8-30.3min of measurement start, (b) is an analysis waveform of 4.8-19.8min, (c) is 5.1. (D) is an analysis waveform of 10.2 to 30.3 min, and the score shown in each figure is a determination reference point obtained by the determination reference point calculation means 650. .

(覚醒誘導姿勢(図では「覚醒姿勢」と表示))
ゼロクロス検出手段を用いた第1判定基準点は、図18(a)では3点、図18(b)では6点、図18(c)では3点、図18(d)では3点であった。ピーク検出手段を用いた第2判定基準点は、図19(a)では4点、図19(b)では4点、図19(c)では3点、図19(d)では4点であった。
(Wake-up posture (displayed as “wake-up posture” in the figure))
The first determination reference points using the zero-cross detection means are 3 points in FIG. 18A, 6 points in FIG. 18B, 3 points in FIG. 18C, and 3 points in FIG. It was. The second determination reference points using the peak detecting means are 4 points in FIG. 19 (a), 4 points in FIG. 19 (b), 3 points in FIG. 19 (c), and 4 points in FIG. 19 (d). It was.

(リラックス姿勢(図では「寝姿勢」と表示))
ゼロクロス検出手段を用いた第1判定基準点は、図20(a)では4点、図20(b)では5点、図20(c)では9点、図20(d)では6点であった。ピーク検出手段を用いた第2判定基準点は、図21(a)では3点、図21(b)では8点、図21(c)では7点、図21(d)では4点であった。
(Relaxing posture (shown as “sleeping posture” in the figure))
The first determination reference points using the zero cross detecting means are 4 points in FIG. 20A, 5 points in FIG. 20B, 9 points in FIG. 20C, and 6 points in FIG. 20D. It was. The second determination reference points using the peak detecting means are 3 points in FIG. 21 (a), 8 points in FIG. 21 (b), 7 points in FIG. 21 (c), and 4 points in FIG. 21 (d). It was.

図22は、状態推定手段660により、図18及び図20のゼロクロス検出手段を適用した第1判定基準点かから求めた機能点、並びに、図19及び図21のピーク検出手段を適用した第2判定基準点から求めた機能点を、それぞれ時系列にプロットした図である。求め方は試験例1と同様であり、いずれも概ね−5点から+5点の範囲であり、通常の状態の中でのゆらぎの範囲に収まっている。また、リラックス姿勢でのゼロクロス検出手段による機能点では、25分で+20点以上となり、体調の回復過程であることもわかる。従って、この被験者は、全体としては通常の健康状態であるが、寝ることにより体調(疲労)の回復も図られることがわかる。なお、実験は、睡眠状態をリラックス姿勢で行い、覚醒状態を覚醒誘導姿勢で行ってAPWを採取した。また、睡眠から覚醒、すなわち、リラックス姿勢から覚醒誘導姿勢の順で行った。   FIG. 22 shows a functional point obtained from the first determination reference point to which the zero-cross detection unit in FIGS. 18 and 20 is applied by the state estimation unit 660 and a second in which the peak detection unit in FIGS. 19 and 21 is applied. It is the figure which plotted the function point calculated | required from the determination reference point in time series, respectively. The method of obtaining is the same as in Test Example 1, and all of them are in the range of -5 points to +5 points, and are within the fluctuation range in the normal state. In addition, the functional point by the zero cross detection means in the relaxed posture becomes +20 points or more in 25 minutes, and it can be seen that it is a recovery process of physical condition. Therefore, although this test subject is in a normal health state as a whole, it can be seen that the physical condition (fatigue) can be recovered by sleeping. In the experiment, the sleep state was performed in a relaxed posture and the awake state was performed in a wake-inducing posture, and APW was collected. In addition, the sleep was awakened, that is, the relaxed posture was followed by the awakening induced posture.

図23は、状態推定手段660により、第1の判定基準点に基づく指標を横軸(X軸)に、第2の判定基準点に基づく指標を縦軸(Y軸)にとり、第1の判定基準点と第2の判定基準点とから求められる座標の時系列変化を求めた図である。求め方は、試験例1と同様であり、「覚醒誘導姿勢」と「リラックス姿勢」の2つの状態での座標時系列変化線を描画した。   In FIG. 23, the state estimation means 660 takes the index based on the first determination reference point on the horizontal axis (X axis) and the index based on the second determination reference point on the vertical axis (Y axis). It is the figure which calculated | required the time-sequential change of the coordinate calculated | required from a reference point and a 2nd determination reference point. The method of obtaining is the same as in Test Example 1, and the coordinate time-series change lines in two states of “wakefulness induction posture” and “relaxation posture” are drawn.

その結果、概ね、座標時系列変化線の主な移動方向は、活性・抵抗領域及び耐性・適応領域間であり、通常状態と推定できる。   As a result, the main movement direction of the coordinate time-series change line is generally between the active / resistance region and the tolerance / adaptive region, and can be estimated as a normal state.

一方、座標時系列変化線を個別に見ると、いずれも、初期位置よりも縦軸に沿って低下する傾向にある。これは、疲労が蓄積され、睡眠状態に移行する過程で体がリラックスしていくことにより、副交感神経優位の状態に推移していくためである。   On the other hand, when the coordinate time-series change lines are individually viewed, both tend to decrease along the vertical axis from the initial position. This is because fatigue accumulates and the body relaxes in the process of transitioning to a sleep state, and thus shifts to a parasympathetic dominant state.

さらに詳細には、覚醒誘導姿勢は、フーフー領域とヘトヘト領域の特徴が混在した領域で変化しており、交感神経優位の状態から副交感神経優位に移行する過程と判定できる。また、座標時系列変化線の変化量が小さく、疲労感の少ない状態で覚醒誘導姿勢での実験が行われたことがわかる。一方リラックス姿勢における座標時系列変化線は、ユウユウ領域でありながら、ヘトヘト領域の特徴に近いところで推移しており、基本的体調がやや不調気味といえるが、座標時系列変化線の傾きは、1/fに近く、比較的質のよい睡眠がとれ、リラックス状態を併用しながら機能回復の途上にあると判定できる。がわかる。   More specifically, the arousal induction posture changes in a region where characteristics of the fu-fu region and the het-heto region are mixed, and can be determined as a process of shifting from a sympathetic dominant state to a parasympathetic dominant. Further, it can be seen that the experiment in the awakening guidance posture was performed in a state where the amount of change in the coordinate time series change line was small and there was little fatigue. On the other hand, the coordinate time-series change line in the relaxed posture is a region close to the characteristics of the het-heto region even though it is in the Yuu-Yu region, and it can be said that the basic physical condition is somewhat awkward, but the slope of the coordinate time-series change line is 1 It is possible to determine that it is close to / f, has a relatively good quality sleep, and is in the process of function recovery while using a relaxed state. I understand.

(試験例3)
20歳代男性被験者について、試験例2と同じ条件で、通常の座位姿勢(覚醒誘導姿勢(図では「覚醒姿勢」と表示))及び大腿部と脊柱の開度を広げた座位姿勢(リラックス姿勢(図では「寝姿勢」と表示))で生体信号(APW)を採取した。なお、図34及び図35は、試験中に測定した脳波、指尖容積脈波、心拍による解析結果を示したものであり、図34は覚醒誘導姿勢の結果を、図35はリラックス姿勢の結果を示すが、これらの図から、被験者は、いずれも前半は若干うとうとしている傾向が見られるが、後半は覚醒していることがわかる。
(Test Example 3)
For male subjects in their 20s, under the same conditions as in Test Example 2, a normal sitting posture (wakefulness-inducing posture (shown as “wakefulness posture” in the figure)) and a sitting posture with a wide opening of the thigh and spine (relaxed) A biological signal (APW) was collected in the posture (shown as “sleeping posture” in the figure). 34 and 35 show the analysis results based on the electroencephalogram, fingertip plethysmogram, and heartbeat measured during the test. FIG. 34 shows the result of the awakening induced posture, and FIG. 35 shows the result of the relaxed posture. From these figures, it can be seen that the subjects tend to be slightly dull in the first half but are awake in the second half.

図27〜図30の(a)は、測定開始4.8〜19.8minの解析波形であり、(b)は4.8〜30minの解析波形であり、(c)は20.1〜39.9minの解析波形であり、(d)は30〜49.8minの解析波形であり、(e)は40.2〜60minの解析波形である。各図(a)〜(e)に記載の得点は、判定基準点算出手段650により求められた判定基準点である。また、各図の(f)は算出した機能点を示す。   (A) of FIGS. 27-30 is an analysis waveform of 4.8-19.8min of measurement start, (b) is an analysis waveform of 4.8-30min, (c) is 20.1-39. .9 min analysis waveform, (d) is 30 to 49.8 min analysis waveform, and (e) is 40.2 to 60 min analysis waveform. The scores described in each of the drawings (a) to (e) are the determination reference points obtained by the determination reference point calculation means 650. Moreover, (f) of each figure shows the calculated functional point.

(覚醒誘導姿勢(図では「覚醒姿勢」と表示))
ゼロクロス検出手段を用いた第1判定基準点は、図27(a)では6点、図27(b)では4点、図27(c)では5点、図27(d)では6点、図27(e)では8点であった。ピーク検出手段を用いた第2判定基準点は、図28(a)では4点、図28(b)では4点、図28(c)では7点、図28(d)では7点、図28(e)では4点であった。
(Wake-up posture (displayed as “wake-up posture” in the figure))
The first determination reference point using the zero cross detection means is 6 points in FIG. 27A, 4 points in FIG. 27B, 5 points in FIG. 27C, 6 points in FIG. In 27 (e), it was 8 points. The second determination reference points using the peak detecting means are 4 points in FIG. 28 (a), 4 points in FIG. 28 (b), 7 points in FIG. 28 (c), 7 points in FIG. In 28 (e), it was 4 points.

(リラックス姿勢(図では「寝姿勢」と表示))
ゼロクロス検出手段を用いた第1判定基準点は、図29(a)では7点、図29(b)では4点、図29(c)では2点、図29(d)では8点、図29(e)では3点であった。ピーク検出手段を用いた第2判定基準点は、図30(a)では6点、図30(b)では4点、図30(c)では2点、図30(d)では1点、図30(e)では4点であった。
(Relaxing posture (shown as “sleeping posture” in the figure))
The first determination reference point using the zero cross detection means is 7 points in FIG. 29A, 4 points in FIG. 29B, 2 points in FIG. 29C, 8 points in FIG. In 29 (e), it was 3 points. The second determination reference points using the peak detecting means are 6 points in FIG. 30A, 4 points in FIG. 30B, 2 points in FIG. 30C, 1 point in FIG. In 30 (e), it was 4 points.

図31(a)は、状態推定手段660により、図27及び図29のゼロクロス検出手段を適用した第1判定基準点から求めた機能点を、及び、図31(b)は、状態推定手段660により、図28及び図30のピーク検出手段を適用した第2判定基準点から求めた機能点を、それぞれ時系列にプロットした図である。求め方は試験例1と同様である。   FIG. 31A shows the function points obtained from the first determination reference point to which the zero cross detection means of FIGS. 27 and 29 are applied by the state estimation means 660, and FIG. 31B shows the state estimation means 660. FIG. 31 is a diagram in which the functional points obtained from the second determination reference points to which the peak detection means of FIGS. 28 and 30 are applied are plotted in time series. The method of obtaining is the same as in Test Example 1.

ゼロクロス検出手段を用いた結果を見ると、覚醒誘導姿勢では徐々に機能点が高くなっており、交感神経が徐々に活性化されている。リラックス姿勢では、中途で急激に機能点が高くなったものの測定終了時点では急低下しており、交感神経の活動の上下動が大きい。これは、被験者がリラックスできずにリラックス姿勢を維持することにより生じた局部的な痛みに耐えているものといえる。この点を、ピーク検出手段を用いた結果に照らすと、覚醒誘導姿勢では副交感神経の機能が機能点が徐々に低下しており、交感神経優位の中で過ごしていることがわかる。一方、リラックス姿勢では、前半は耐えている状態が続いているが、50分以降で機能点の急激な立ち上がりを示し、疲労感は伴うものの副交感神経優位の中でリラックスしていったものと推定できる。   Looking at the results using the zero-cross detection means, the functional point gradually increases in the arousal induction posture, and the sympathetic nerve is gradually activated. In the relaxed posture, the functional point suddenly increased in the middle, but suddenly decreased at the end of the measurement, and the up and down movement of the sympathetic nerve activity was large. It can be said that this means that the test subject can withstand the local pain caused by maintaining a relaxed posture without being able to relax. In light of the result of using the peak detection means, it can be seen that the function of the parasympathetic nerve is gradually decreased in the arousal induction posture, and the sympathetic nerve dominates. On the other hand, in the relaxed posture, the first half continued to endure, but after 50 minutes it showed a sudden rise in the functional point, and although it was accompanied by fatigue, it was presumed that it was relaxed in the parasympathetic dominant it can.

図32は、状態推定手段660により、第1の判定基準点に基づく指標を横軸(X軸)に、第2の判定基準点に基づく指標を縦軸(Y軸)にとり、第1の判定基準点と第2の判定基準点とから求められる座標の時系列変化を求めた図である。求め方は、試験例1と同様であり、「覚醒誘導姿勢」と「リラックス姿勢」の2つの状態での座標時系列変化線を描画した。   In FIG. 32, the state estimation means 660 takes the index based on the first determination reference point on the horizontal axis (X-axis) and the index based on the second determination reference point on the vertical axis (Y-axis). It is the figure which calculated | required the time-sequential change of the coordinate calculated | required from a reference point and a 2nd determination reference point. The method of obtaining is the same as in Test Example 1, and the coordinate time-series change lines in two states of “wakefulness induction posture” and “relaxation posture” are drawn.

その結果、概ね、座標時系列変化線の主な移動方向は、フーフー領域とヘトヘト領域との混在範囲からヘトヘト領域とユウユウ領域の混在範囲であるため、通常状態の移動方向に近いが、全体としてだるさを感じている体調不調気味であると判定できる。実際、この被験者は、若干風邪気味であり、試験翌日には発熱し、インフルエンザに罹患していることがわかった。   As a result, the main movement direction of the coordinate time series change line is generally from the mixed range of the Fu-Fu area and the Hetoheto area to the mixed area of the Hetoheto area and the Yuyu area, so it is close to the moving direction in the normal state, but as a whole It can be determined that the person feels dull and feels sick. In fact, this subject was slightly cold, fevered the day after the test, and found to have influenza.

一方、座標時系列変化線を個別に見ると、2つの座標時系列変化線のうち、覚醒誘導姿勢においては、ヘトヘト領域とユウユウ領域の中で変化しており、最初にほぼ垂直に急低下し、不快の徴候を示すが、その後1/fに近い傾きになっている。被験者は、1/fのゆらぎを示す中盤で睡眠に入っており、その後は覚醒しているが、覚醒状態でもリラックスしていることがわかる。これに対し、リラックス姿勢では、フーフー領域とヘトヘト領域の混在範囲において、初期位置に対して縦軸に沿って上昇する方向に変化しており、リラックス方向ではなく、緊張方向への変化であるため、リラックス姿勢ではこの被験者は何かに耐えており、リラックスできていない状態が40分から50分の間で継続したことを示している。   On the other hand, when the coordinate time-series change lines are individually viewed, the wakefulness-inducing posture of the two coordinate time-series change lines changes in the heel-height region and the yuyu-yu region. It shows signs of discomfort, but after that it has a slope close to 1 / f. It can be seen that the subject is asleep in the middle of the 1 / f fluctuation and is awake after that, but is also relaxed in the awake state. On the other hand, in the relaxed posture, in the mixed range of the fu-fu region and the het-heet region, the direction changes along the vertical axis with respect to the initial position, and it is a change in the tension direction, not the relaxation direction. In the relaxed position, this test subject endured something, indicating that the unrelaxed state continued for 40 to 50 minutes.

図33は、覚醒誘導姿勢及びリラックス姿勢において、測定前後で行った官能評価の結果である。官能評価において、覚醒誘導姿勢ではリラックス方向に変化しているが、リラックス姿勢では逆方向に変化しており、図32の測定結果から判断される変化と符合している。   FIG. 33 shows the results of sensory evaluation performed before and after measurement in the awakening induction posture and the relaxed posture. In the sensory evaluation, the awakening induction posture changes in the relaxation direction, but the relaxation posture changes in the reverse direction, which is consistent with the change determined from the measurement result of FIG.

(試験例4)
図36〜図46は試験例3と同じ20歳代男性被験者のデータである。このうち、図36及び図37は、インフルエンザ発症時のデータであるが、これは、試験例3の図27及び図28と同じデータである。比較しやすくするために再掲している。図38及び図39は、インフルエンザが治癒し、十分に体力が回復した後(試験例3の測定日から2週間経過後)に、覚醒誘導姿勢で測定した健常時のデータである。
(Test Example 4)
36 to 46 are data of male subjects in their twenties in the same manner as Test Example 3. Among these, FIG. 36 and FIG. 37 are data at the time of the onset of influenza, but this is the same data as FIG. 27 and FIG. Reprinted for ease of comparison. FIG. 38 and FIG. 39 are normal data measured in the awakening induction posture after the influenza was cured and the physical strength was sufficiently recovered (after 2 weeks from the measurement date of Test Example 3).

図40(a)は、状態推定手段660により、図36及び図38のゼロクロス検出手段を適用した第1判定基準点かから求めた機能点を、並びに、図40(b)は、状態推定手段660により、図37及び図39のピーク検出手段を適用した第2判定基準点から求めた機能点を、それぞれ時系列にプロットした図である。求め方は試験例1と同様である。   FIG. 40A shows functional points obtained from the first determination reference point to which the zero cross detection unit of FIGS. 36 and 38 is applied by the state estimation unit 660, and FIG. 40B shows the state estimation unit. FIG. 40 is a diagram in which functional points obtained from a second determination reference point to which the peak detection unit of FIGS. 37 and 39 is applied are plotted in time series according to 660. The method of obtaining is the same as in Test Example 1.

ゼロクロス検出手段を用いた結果を見ると、インフルエンザ発症時は、試験例3で説明したように徐々に機能点が高くなっており、交感神経が徐々に活性化されている。健常時は基本的に機能点が高いが、50分で急低下している。この点について、図43の他の指標によるデータを見ると、約50分を境に、睡眠から深睡眠に移行していることがわかるが、図40(a)の機能点の急低下は、この事象に対応しているものと推定できる。従って、機能点が所定以上急低下した場合に、このような状態変化が現れたと状態推定手段660が判定するように設定できる。なお、深睡眠に移行したか否かは、図44〜図46に示した頭部加速度の変化が他と比較して著しく小さく安定していることからもわかる。   Looking at the results using the zero-cross detection means, at the time of the onset of influenza, as described in Test Example 3, the functional point gradually increases, and the sympathetic nerve is gradually activated. In normal times, the functional point is basically high, but suddenly drops in 50 minutes. In this regard, when looking at the data based on the other indices in FIG. 43, it can be seen that the transition from sleep to deep sleep occurs at about 50 minutes, but the sudden drop in the functional point in FIG. It can be estimated that this corresponds to this event. Accordingly, it can be set so that the state estimating means 660 determines that such a state change has occurred when the functional point has suddenly decreased more than a predetermined value. Whether or not it has shifted to deep sleep can also be understood from the fact that changes in head acceleration shown in FIGS. 44 to 46 are significantly smaller and more stable than others.

図40(b)のピーク検出手段を用いた結果では、インフルエンザ発症時では副交感神経の機能が機能点が徐々に低下しており、交感神経優位の中で過ごしていることがわかる。一方、健常時では、機能点にほとんど変化がない。これは、試験中、被験者が、浅睡眠、睡眠、深睡眠と、段階を経た本格的な眠りに入ったためと考えられる。   The result of using the peak detection means of FIG. 40 (b) shows that the function of the parasympathetic nerve is gradually reduced at the time of the onset of influenza, and the sympathetic nerve is dominant. On the other hand, there is almost no change in the functional point in normal times. This is considered to be because the subject entered into a full-fledged sleep through the stages of light sleep, sleep, deep sleep during the test.

図41は、状態推定手段660により、第1の判定基準点に基づく指標を横軸(X軸)に、第2の判定基準点に基づく指標を縦軸(Y軸)にとり、第1の判定基準点と第2の判定基準点とから求められる座標の時系列変化を求めた図である。求め方は、試験例1と同様であり、「インフルエンザ発症時」と「健常時」の2つの状態での座標時系列変化線を描画した。   In FIG. 41, the state estimation means 660 takes the index based on the first determination reference point on the horizontal axis (X axis) and the index based on the second determination reference point on the vertical axis (Y axis). It is the figure which calculated | required the time-sequential change of the coordinate calculated | required from a reference point and a 2nd determination reference point. The method of obtaining was the same as in Test Example 1, and a coordinate time series change line was drawn in two states of “when influenza occurred” and “normally”.

まず、座標時系列変化線の主な移動方向であるが、これは、2つの測定時点が2週間と大きくあき、体調の基準(健常時、インフルエンザ発症時)が全く異なるためであり、この移動方向をもって体調の変化を見ることはできない。   First, the main movement direction of the coordinate time series change line is because the two measurement time points are as large as two weeks, and the physical condition criteria (healthy, at the onset of influenza) are completely different. You cannot see changes in physical condition with direction.

そこで、個別に座標時系列変化線を見ると、インフルエンザ発症時は、上記のように、最初にほぼ垂直に急低下し、不快の徴候を示し、その後睡眠に入っているが、耐性・抵抗領域(ヘトヘト領域)から耐性・適応領域(ユウユウ領域)に跨って推移しており、基本的な体調が不調気味であることがわかる。   Therefore, looking at the coordinate time series change line individually, at the time of the onset of influenza, as shown above, it suddenly dropped almost vertically first, showing signs of discomfort, and then went into sleep, but the resistance / resistance region It changes from the (hefty region) to the tolerance / adaptation region (Yuyu region), and it can be seen that the basic physical condition is unwell.

これに対し、健常時には、前半は1/fに近い傾きで低下しながら、50分以降は上向きになっており、すなわち、ユウユウ領域の中でハツラツ領域の特徴が徐々に大きくなり、質の高い睡眠により、体力が早期に回復したことを示す。   On the other hand, in the normal state, the first half is decreasing at a slope close to 1 / f and is upward after 50 minutes. In other words, the features of the hatsutsu area gradually increase in the yuyu area, and the quality is high. It shows that physical strength recovered early by sleep.

なお、図43に示した各指標の中で、特に、本出願人が先に特願2010−244832として提案した0.0017Hz、0.0035Hz、0.0053Hzの3つの信号の分布率から状態を判定する手法による図を見ると、0.0017Hzの分布率が急低下し、かつ0.053Hzの分布率が急上昇する変化を示す部分がある。この部分は、状態の急変を示すシグナルであり、22分から25分、入眠点の直前、45分前後に見られる。このうち、入眠点の直前のシグナルは、すぐに入眠に入るタイミングが切迫したことのシグナルという意味で「切迫睡眠現象」と定義した。そして、その前に生じた22分〜25分のシグナルは、入眠直前の「切迫睡眠現象」が現れることを予兆したシグナルであるため「切迫睡眠予兆現象」と定義した。また、45分前後は上記のように深睡眠への移行シグナルと考えられる。   43, among the indicators shown in FIG. 43, in particular, the state is determined from the distribution ratios of three signals of 0.0017 Hz, 0.0035 Hz, and 0.0053 Hz previously proposed by the applicant as Japanese Patent Application No. 2010-244832. Looking at the figure based on the determination method, there is a portion showing a change in which the distribution rate of 0.0017 Hz rapidly decreases and the distribution rate of 0.053 Hz rapidly increases. This part is a signal indicating a sudden change in state, and is seen from 22 to 25 minutes, just before the sleep point, around 45 minutes. Of these, the signal immediately before the sleep point was defined as the “immediate sleep phenomenon” in the sense of the signal that the timing of entering sleep immediately was imminent. And since the signal of 22 to 25 minutes that occurred before that was a signal that predicted that the “imminent sleep phenomenon” immediately before falling asleep would appear, it was defined as the “imminent sleep sign phenomenon”. Moreover, about 45 minutes is considered to be a transition signal to deep sleep as described above.

図43の指尖容積脈波傾き時系列信号では、5分〜10分の間、10分〜15分の間でそれぞれパワー値の傾き時系列変動と歳代リアプノフ指数の傾きの時系列変動が逆位相を示す領域がある。これは、本出願人により、そのような状態を示す信号を入眠予兆現象として捉えることは既に公知であり、入眠点よりもほぼ10分〜20分前に現れる。指尖容積脈波の傾き時系列信号では、このような入眠予兆現象を捉えられるものの、入眠点により近い時点で特徴的な現象(上記の「切迫睡眠現象」「切迫睡眠予兆現象」)を明確に捉えることは困難であった。しかし、上記のように0.0017Hz、0.0035Hz、0.0053Hzの3つの信号の分布率の時系列変化を見ることで、「切迫睡眠現象」「切迫睡眠予兆現象」を示す特徴的なシグナルを捉えられることがわかった。また、それだけでなく、睡眠後においても、0.0017Hzの分布率が急低下し、かつ0.053Hzの分布率が急上昇すると、状態の変化(睡眠から深睡眠への変化)が捉えられることがわかった。   In the fingertip plethysmogram slope time series signal of FIG. 43, the power value slope time series fluctuation and the age-related Lyapunov exponent slope time series fluctuation are between 5 minutes and 10 minutes and 10 minutes to 15 minutes, respectively. There is a region showing an antiphase. This is already known by the present applicant to recognize a signal indicating such a state as a sleep onset symptom phenomenon, and appears approximately 10 to 20 minutes before the sleep onset point. The time series signal of the fingertip plethysmogram can capture such a predictive sleep phenomenon, but it clearly identifies the phenomena that are closer to the sleep point ("immediate sleep phenomenon" and "immediate sleep predictor"). It was difficult to capture. However, as described above, characteristic signals indicating “imminent sleep phenomenon” and “imminent sleep sign phenomenon” are obtained by observing the time series change of the distribution ratio of three signals of 0.0017 Hz, 0.0035 Hz, and 0.0053 Hz. I understood that Not only that, but also after sleep, if the distribution rate at 0.0017 Hz drops sharply and the distribution rate at 0.053 Hz rises rapidly, a change in state (change from sleep to deep sleep) can be captured. all right.

図44〜図46の頭部加速度の変化を見ると、前後の加速度と比較して、頭部の動揺が大きくなったり、逆に小さくなったりする変化の出現した時点が、図43で捉えられる上記の事象が出現した時点にほぼ一致している。具体的には、図46でまとめて示したように、指尖容積脈波の時系列変動で捉えられる入眠予兆現象のときには、頭部動揺を示す図形が大きく乱れている。これに対し、APWによる分布率の時系列信号で捉えられる切迫睡眠予兆現象は、頭部動揺の図形の面積が小さくなり動きが小さくなっており、切迫睡眠現象では再び図形の面積が大きくなるが、その直後から面積は小さくなり、45分前後の深睡眠の移行時では極めて面積が小さくなっている。これらのことから、指尖容積脈波又はAPWで捉えた信号を分析して判定できる現象は、頭部動揺という外観的な変化から推定できる現象と一致していることがわかる。   44 to 46, the time point at which a change in which the head sway increases or decreases compared with the longitudinal acceleration appears can be seen in FIG. It almost coincides with the time when the above events appear. Specifically, as collectively shown in FIG. 46, in the case of the sleep onset symptom phenomenon captured by the time series fluctuation of the fingertip volume pulse wave, the figure indicating head fluctuation is greatly disturbed. On the other hand, the imminent sleep symptom phenomenon captured by the APW distribution rate time-series signal has a smaller area of the head swaying figure and a smaller movement, and the imminent sleeping phenomenon increases the area of the figure again. Immediately thereafter, the area becomes smaller, and the area becomes extremely small at the time of transition to deep sleep around 45 minutes. From these facts, it can be seen that the phenomenon that can be determined by analyzing the fingertip volume pulse wave or the signal captured by the APW coincides with the phenomenon that can be estimated from the appearance change of head fluctuation.

(試験例5)
40歳代男性被験者について、試験例2,3と同じ条件で、通常の座位姿勢(覚醒誘導姿勢(図では「覚醒姿勢」と表示))及び大腿部と脊柱の開度を広げた座位姿勢(リラックス姿勢(図では「寝姿勢」と表示))でも生体信号(APW)を採取した。なお、図54及び図55は、試験中に測定した脳波、指尖容積脈波、心拍による解析結果を示したものであり、図54は覚醒誘導姿勢の結果を、図55はリラックス姿勢の結果を示すが、これらの図から、被験者は、いずれも試験中浅い眠りに陥った状態であった。
(Test Example 5)
For a 40-year-old male subject under the same conditions as in Test Examples 2 and 3, a normal sitting position (awake-inducing posture (shown as “wake-up position” in the figure)) and a sitting position with the thigh and spinal column opened wide The biological signal (APW) was collected even in a relaxed posture (indicated as “sleeping posture” in the figure). 54 and 55 show the analysis results based on the electroencephalogram, fingertip plethysmogram, and heartbeat measured during the test. FIG. 54 shows the result of the awakening induced posture, and FIG. 55 shows the result of the relaxed posture. However, from these figures, all of the subjects fell into a light sleep during the test.

図47〜図50の(a)は、測定開始4.8〜19.8minの解析波形であり、(b)は4.8〜30minの解析波形であり、(c)は20.1〜39.9minの解析波形であり、(d)は30〜49.8minの解析波形であり、(e)は40.2〜60minの解析波形である。各図(a)〜(e)に記載の得点は、判定基準点算出手段650により求められた判定基準点である。また、各図の(f)は算出した機能点を示す。   (A) of FIGS. 47 to 50 is an analysis waveform at a measurement start of 4.8 to 19.8 min, (b) is an analysis waveform of 4.8 to 30 min, and (c) is 20.1-39. .9 min analysis waveform, (d) is 30 to 49.8 min analysis waveform, and (e) is 40.2 to 60 min analysis waveform. The scores described in each of the drawings (a) to (e) are the determination reference points obtained by the determination reference point calculation means 650. Moreover, (f) of each figure shows the calculated functional point.

(覚醒誘導姿勢(図では「覚醒姿勢」と表示))
ゼロクロス検出手段を用いた第1判定基準点は、図47(a)では7点、図47(b)では6点、図47(c)では6点、図47(d)では6点、図47(e)では4点であった。ピーク検出手段を用いた第2判定基準点は、図48(a)では8点、図48(b)では3点、図48(c)では3点、図48(d)では1点、図48(e)では3点であった。
(Wake-up posture (displayed as “wake-up posture” in the figure))
The first determination reference point using the zero-cross detection means is 7 points in FIG. 47 (a), 6 points in FIG. 47 (b), 6 points in FIG. 47 (c), 6 points in FIG. In 47 (e), it was 4 points. The second determination reference points using the peak detecting means are 8 points in FIG. 48 (a), 3 points in FIG. 48 (b), 3 points in FIG. 48 (c), 1 point in FIG. In 48 (e), it was 3 points.

(リラックス姿勢(図では「寝姿勢」と表示))
ゼロクロス検出手段を用いた第1判定基準点は、図49(a)では5点、図49(b)では4点、図49(c)では4点、図49(d)では4点、図49(e)では4点であった。ピーク検出手段を用いた第2判定基準点は、図50(a)では7点、図50(b)では3点、図50(c)では3点、図50(d)では6点、図50(e)では4点であった。
(Relaxing posture (shown as “sleeping posture” in the figure))
The first determination reference points using the zero-cross detection means are 5 points in FIG. 49 (a), 4 points in FIG. 49 (b), 4 points in FIG. 49 (c), 4 points in FIG. In 49 (e), it was 4 points. The second determination reference points using the peak detecting means are 7 points in FIG. 50 (a), 3 points in FIG. 50 (b), 3 points in FIG. 50 (c), 6 points in FIG. In 50 (e), it was 4 points.

図51(a)は、状態推定手段660により、図47及び図49のゼロクロス検出手段を適用した第1判定基準点かから求めた機能点を、並びに、図51(b)は、状態推定手段660により、図48及び図50のピーク検出手段を適用した第2判定基準点から求めた機能点を、それぞれ時系列にプロットした図である。求め方は試験例1と同様である。   51A shows functional points obtained from the first determination reference point to which the zero cross detection means of FIGS. 47 and 49 are applied by the state estimation means 660, and FIG. 51B shows the state estimation means. FIG. 52 is a diagram in which functional points obtained from a second determination reference point to which the peak detection unit of FIGS. 48 and 50 is applied by 660 are plotted in time series. The method of obtaining is the same as in Test Example 1.

ゼロクロス検出手段を用いた結果を見ると、覚誘導醒姿勢ではいずれも第1判定基準点の大きな変化はなく、交感神経のゆらぎの少ない睡眠状態での変化と考えられる。ピーク検出手段では、リラックス姿勢では、50分までは副交感神経の上昇がみられ、睡眠でリラックスしていったことが認められるが、残りの10分間は、機能点の低下がみられ、寝ることで疲れが生じた様相を示している。一方、覚醒誘導姿勢では、40分までは機能点の上昇が認められ、その後、若干の低下後、再び機能点の上昇が認められる。これは睡眠により機能が回復してリラックスしていった状態と判断される。   Looking at the results using the zero-cross detection means, it is considered that there is no significant change in the first determination reference point in the sense-guided awake posture, and the change is in the sleep state where the fluctuation of the sympathetic nerve is small. With the peak detection means, in the relaxed posture, the parasympathetic nerve increased until 50 minutes, and it was observed that the patient relaxed with sleep, but the remaining 10 minutes showed a decrease in functional points and went to sleep. This shows the appearance of fatigue. On the other hand, in the awakening induction posture, an increase in the functional point is recognized until 40 minutes, and then the functional point is increased again after a slight decrease. This is considered to be a state in which the function has been restored by sleep and has been relaxed.

図52は、状態推定手段660により、第1の判定基準点に基づく指標を横軸(X軸)に、第2の判定基準点に基づく指標を縦軸(Y軸)にとり、第1の判定基準点と第2の判定基準点とから求められる座標の時系列変化を求めた図である。求め方は、試験例1と同様であり、「覚醒誘導姿勢」と「リラックス姿勢」の2つの状態での座標時系列変化線を描画した。   In FIG. 52, the state estimation unit 660 takes the index based on the first determination reference point on the horizontal axis (X axis) and the index based on the second determination reference point on the vertical axis (Y axis). It is the figure which calculated | required the time-sequential change of the coordinate calculated | required from a reference point and a 2nd determination reference point. The method of obtaining is the same as in Test Example 1, and the coordinate time-series change lines in two states of “wakefulness induction posture” and “relaxation posture” are drawn.

その結果、概ね、座標時系列変化線の主な移動方向は、縦軸に沿った方向であり、体調良好と推定できる。   As a result, the main movement direction of the coordinate time-series change line is generally along the vertical axis, and it can be estimated that the physical condition is good.

一方、座標時系列変化線を個別に見ると、2つの座標時系列変化線のうち、覚醒誘導姿勢において、右肩上がりの傾きになっており、ユウユウ領域においてヘトヘト領域の特徴を示す範囲から、ハツラツ領域の特徴を示す範囲に近づいており、睡眠によって徐々にリラックスした後、機能回復していったことがわかる。これに対し、リラックス姿勢では、ユウユウ領域においてヘトヘト領域の特徴を示す範囲の中で変化しており、睡眠の後、1/fに近いゆらぎの中で急降下を示し、その後、若干1/fに近くなっている。これは、睡眠したにも拘わらずあまり疲労がとれなかったことを示している。つまり、この被験者は、覚醒誘導姿勢では、リラックスして睡眠し、機能回復できたが、リラックス姿勢ではあまりリラックスできず、疲れがとれなかったと言える。   On the other hand, when looking at the coordinate time series change line individually, of the two coordinate time series change lines, in the awakening guidance posture, it is a slope that rises to the right, and from the range that shows the characteristics of the hetoheto region in the Yuu region, It is close to the range showing the characteristics of the hearth region, and it can be seen that the function recovered after gradually relaxing by sleeping. On the other hand, in the relaxed posture, the range changes within the range indicating the characteristics of the heptoh region in the Yuu region, shows a sudden drop in fluctuations close to 1 / f after sleep, and then slightly decreases to 1 / f It ’s close. This indicates that although he slept, he did not get much fatigue. In other words, it can be said that this test subject was able to relax and sleep and recover its function in the awakening-induced posture, but was not able to relax so much in the relaxed posture and could not get tired.

(試験例6)
図1に示した生体信号測定手段1を、(株)デルタツーリング製、シートクッションである商品名「ツインランバー」の背部の裏側に積層し、トラックの運転席に取り付け、運転中の被験者の心房や心室及び大動脈の揺動による生体信号(以下、「心部揺動波」というが、「APW」と略記する場合もある)を採取した。被験者数は、延べ153名であった。
(Test Example 6)
The biological signal measuring means 1 shown in FIG. 1 is laminated on the back side of the back of the product name “Twin Lumber” made by Delta Touring Co., Ltd., and attached to the driver's seat of the truck. And a biological signal (hereinafter, referred to as “heart swing wave” but sometimes abbreviated as “APW”) by swinging the ventricle and the aorta. The total number of subjects was 153.

図56は、状態推定手段660により、ゼロクロス検出手段を適用した第1判定基準点から求めた各被験者の機能点の分布を示した図である。横軸は機能点の点数で縦軸は人数を示す。点数が高いほど、適応性、対応性、快適性が高く、点数が低いほど、適応性、対応性、快適性が低下し、疲労の度合いが高くなっていることを示す。また、それぞれの実験の際にその時点の体調を各被験者に「好調」・「普通」・「不調」の3つに分けて自己申告させたが、得点分布を示す各棒グラフには、この自己申告による体調別の人数も併せて表示した。   FIG. 56 is a diagram showing the distribution of functional points of each subject obtained by the state estimation unit 660 from the first determination reference point to which the zero cross detection unit is applied. The horizontal axis indicates the number of functional points, and the vertical axis indicates the number of people. The higher the score, the higher the adaptability, compatibility, and comfort, and the lower the score, the lower the adaptability, compatibility, and comfort, and the higher the degree of fatigue. Also, during each experiment, each subject's physical condition was self-reported in three categories: “good”, “normal” and “bad”. The number of people by physical condition as reported is also displayed.

その結果、「好調」の被験者は得点の高い範囲における分布率が高く、「不調」の被験者は得点の低い範囲における分布率が高い傾向にあり、「普通」は、3点前後を中心に分布していた。「好調」と自己申告した被験者の平均点は7.38点、「普通」と自己申告した被験者の平均点は3.54点、「不調」と自己申告した被験者の平均点は1.92点であった。従って、「好調」と自己申告した被験者ほど得点が高く、「不調」と自己申告した被験者ほど得点が低いことから、状態推定手段660により求めた機能点と体調とは正の相関を示すことがわかる。   As a result, “good” subjects tend to have a high distribution rate in the high score range, “bad” subjects tend to have a high distribution rate in the low score range, and “normal” is distributed around 3 points. Was. The average score of subjects who self-reported “good” was 7.38 points, the average score of subjects who self-reported “normal” was 3.54 points, and the average score of subjects who self-reported “bad” was 1.92 points Met. Therefore, the score of the subject self-reported as “good” is higher, and the score of the subject self-reported as “bad” is lower. Therefore, the functional score obtained by the state estimation means 660 and the physical condition may show a positive correlation. Recognize.

図57は、図56を別の視点から解析したもので、被験者別の機能点の得点の平均値と標準偏差の分布図を示す。ここに、傾向別に被験者を二つの群、GroupA(高適応力グループ)、GroupB,C(低適応力グループ)に分けられる。低適応力と判定された運転手は外部変動に適応する際に基本となる1/fのゆらぎ直線に崩れが生じ、得点のバラツキが大きくなる。つまり、危険回避する際に、リラックスして集中力が高い状態で対応できずに、あわてたり、あせったりし、その危険回避能力にバラツキがでる可能性が示唆される。そして、体調は、不調と自己申告している例が多い。しかし、ここで「不調」と回答している運転手は自覚があるため、注意深く対処できる可能性があるが、自覚していない運転手は、想定外のことが起きた場合はエラーをする可能性が高くなる。ここに、外部からのコントロールを必要とする運転手がいることになる。   FIG. 57 is an analysis of FIG. 56 from another viewpoint, and shows a distribution diagram of the average value and standard deviation of the score of functional points for each subject. Here, subjects are divided into two groups, Group A (high adaptability group), Group B, and C (low adaptability group) according to the tendency. A driver determined to have a low adaptability has collapsed in the 1 / f fluctuation straight line, which is a basic factor when adapting to external fluctuations, resulting in large variations in scores. In other words, when avoiding danger, it is suggested that there is a possibility that the risk avoidance ability may vary due to being intimidated or dying without being able to respond in a relaxed and high concentration state. And, there are many examples of self-reported physical condition. However, since the driver who answered “not good” here is aware, there is a possibility that it can be dealt with carefully, but a driver who is not aware may make an error if something unexpected happens. Increases nature. There are drivers who need external control here.

図58は、状態推定手段660により健常、未病、病気と判定された被験者の割合を示した図である。状態推定手段660は、ゼロクロス検出手段を適用した第1判定基準点の高低に、分岐現象を示す折れ点数に基づいた形状得点を参照し、所定の閾値を設定し、所定以上の得点の場合に「健常」、所定以下の得点の場合に「病気」、その間の得点を「未病」として設定した。図58に示したように、「健常」と判定された割合は41%、「未病」と判定された割合は42%、「病気」と判定された割合は17%であった。   FIG. 58 is a diagram showing the proportion of subjects determined to be healthy, non-disease, and diseased by the state estimation means 660. FIG. The state estimation unit 660 refers to the shape score based on the number of break points indicating the branching phenomenon at the level of the first determination reference point to which the zero-cross detection unit is applied, sets a predetermined threshold value, and when the score exceeds a predetermined level “Healthy” was set as “disease” when the score was less than or equal to a predetermined score, and the score during that time was set as “not sick”. As shown in FIG. 58, the ratio determined as “healthy” was 41%, the ratio determined as “non-disease” was 42%, and the ratio determined as “disease” was 17%.

図59は、自己申告による体調(好調、普通、不調)別に、健常、未病、病気と判定された割合を示した図である。「普通」や「好調」と申告している運転手は「未病」の確率が高く、「不調」と申告している運転手は病気の確率が高いことが推察され、状態推定手段660による判定が自己申告に対応していることがわかる。   FIG. 59 is a diagram showing the proportions determined as healthy, non-disease, and illness according to physical condition (good, normal, poor) by self-report. It is inferred that a driver who declares “normal” or “good” has a high probability of “not sick”, and a driver who declares “unwell” has a high probability of illness. It can be seen that the judgment corresponds to self-reporting.

図60は、状態推定手段660により推測した急変リスクの割合を示した図である。急変リスクの判定は、試験例1〜4と同様に、状態推定手段660により、第1の判定基準点に基づく指標を横軸(X軸)に、第2の判定基準点に基づく指標を縦軸(Y軸)にとり、第1の判定基準点と第2の判定基準点とから求められる座標の時系列変化を求めることにより行った。すなわち、この座標時系列変化線の移動方向により判定した。図60において、星印1つの領域は、主な移動方向が活性・適応領域及び耐性・適応領域間で体調良好と推定される場合であり、星印2つの領域は、主な移動方向が活性・抵抗領域及び耐性・適応領域間である場合で通常状態と推定される場合であり、星印3つの領域は、主な移動方向が耐性・抵抗領域及び活性・適応領域間で体調の急変のおそれのある状態と推定される場合である。その結果、33%の被験者が急変のおそれのある状態と推定された。   FIG. 60 is a diagram showing the rate of sudden change risk estimated by the state estimation means 660. FIG. As in Test Examples 1 to 4, the sudden change risk is determined by the state estimation unit 660 with the index based on the first determination reference point on the horizontal axis (X axis) and the index based on the second determination reference point vertically. For the axis (Y-axis), the determination was performed by determining the time series change of coordinates obtained from the first determination reference point and the second determination reference point. That is, the determination was made based on the movement direction of the coordinate time-series change line. In FIG. 60, the region with one star is a case where the main moving direction is estimated to be in good condition between the active / adaptive region and the tolerance / adaptive region, and the region with two stars is active in the main moving direction.・ It is a case where it is assumed that it is a normal state when it is between the resistance region and tolerance / adaptation region. The main movement direction of the three stars is the sudden change in physical condition between the resistance / resistance region and the active / adaptation region. This is a case where it is estimated that there is a possibility of a fear. As a result, it was estimated that 33% of subjects were in a state of abrupt change.

(試験例7)
次に、人がどう感じているのかという感覚の変化、知覚感覚器の変化の様子を主として捉える方法について説明する。ここでは、試験例1のデータを用い、状態推定手段660により、次のような処理を行った。その結果が、図62(c)、図63(c)、図64(c)及び図65(c)である。これらの図は、図16に示された結果を加味すると共に、ゼロクロス検出手段を周波数解析して得られた機能点(図62〜図65の(a))と、ピーク検出手段により得られた周波数変動の時系列波形(図62〜図65の(b))から求められるグラフの変化量(傾き)とを用いて示したものである。
(Test Example 7)
Next, a description will be given of a method for mainly capturing changes in the sense of how a person feels and changes in the perceptual sensory organ. Here, using the data of Test Example 1, the state estimation means 660 performed the following processing. The results are shown in FIGS. 62 (c), 63 (c), 64 (c) and 65 (c). These figures take into consideration the results shown in FIG. 16 and the functional points obtained by frequency analysis of the zero cross detection means ((a) of FIGS. 62 to 65) and the peak detection means. It is shown using the amount of change (slope) of the graph obtained from the time-series waveform of the frequency variation ((b) of FIGS. 62 to 65).

ここで、周波数変動の時系列波形は、上記した周波数演算手段610により得られた時系列波形において、所定のオーバーラップ時間で設定した所定の時間窓毎に周波数の平均値を求める移動計算を行い、時間窓毎に得られる周波数の平均値の時系列変化を周波数変動時系列波形として出力したものである。本発明の生体状態推定装置のコンピュータプログラムである周波数変動演算手順により実行される周波数変動演算手段により求められる。ピーク検出手段による周波数変動の時系列波形は、心拍数の周波数変動に連動しているため、周波数変動の時系列波形の変化量(傾き)が増加、減少、停滞のいずれであるかにより、心拍数が増加、減少、停滞のいずれであるかを高い感度で容易に判定でき、人がそのときに感じている知覚(この知覚は、心拍数の増減を色濃く反映しているため)をより直接的に反映する指標である。   Here, the time series waveform of the frequency fluctuation is a time series waveform obtained by the above-described frequency calculation means 610, and movement calculation is performed to obtain an average value of the frequency for each predetermined time window set with a predetermined overlap time. The time series change of the average value of the frequency obtained for each time window is output as a frequency fluctuation time series waveform. It is calculated | required by the frequency fluctuation | variation calculation means performed by the frequency fluctuation | variation calculation procedure which is a computer program of the biological condition estimation apparatus of this invention. Since the time series waveform of frequency fluctuations by the peak detector is linked to the frequency fluctuation of the heart rate, the heart rate depends on whether the amount of change (slope) of the time series waveform of frequency fluctuations is increased, decreased, or stagnant. Easily determine whether the number is increasing, decreasing, or stagnant with high sensitivity, and more directly perceive the person feels at that time (because this perception reflects the increase or decrease in heart rate) It is an index that reflects it.

そこで、この試験例7では、状態推定手段660が、交感神経の出現状態が反映されるゼロクロス検出手段による周波数解析結果から求めた上記の機能点と、ピーク検出手段による周波数変動の時系列波形による判定結果を加味した状態推定を行った。図61(a)〜(c)に基づき、その演算方法を説明する。   Therefore, in Test Example 7, the state estimation unit 660 uses the function points obtained from the frequency analysis result by the zero-cross detection unit reflecting the appearance state of the sympathetic nerve and the time series waveform of the frequency fluctuation by the peak detection unit. The state estimation which considered the judgment result was performed. The calculation method will be described with reference to FIGS.

図61は、試験例1の静的状態におけるデータを用いたものである。まず、図16から、静的状態の座標時系列変化線がいずれの位置で変化しているかを判定する。ここでは、「活性・適応領域(ハツラツ領域)」及び「耐性・適応領域(ユウユウ領域)」の属する右側の象限の場合には、「満足側(ポジティブ側)」と判定し、「活性・抵抗領域(フーフー領域)」及び「耐性・抵抗領域(ヘトヘト領域)」の属する左側の象限の場合には、「不満側(ネガティブ側)」と判定する。図16は、ゼロクロス検出手段及びピーク検出手段の両方から求められる周波数解析結果を利用して求めた座標時系列変化線であり、自律神経活動に従った測定時における基本的な状態変化が現れている。そこで、この図16から判定できる状態変化を参照情報として捉え、人がそのときに感じている知覚をより直接的に反映する指標である周波数変動の時系列波形の変化量(傾き)を加味した座標を作成する。   61 uses data in the static state of Test Example 1. FIG. First, from FIG. 16, it is determined at which position the coordinate time-series change line in the static state is changing. Here, in the case of the right quadrant to which the “activity / adaptation region (hatsatsu region)” and the “resistance / adaptation region (development region)” belong, it is determined as “satisfactory side (positive side)” and “activity / resistance” In the case of the left quadrant to which the “region (Foo Fu region)” and the “resistance / resistance region (heft region)” belong, it is determined as “unsatisfied side (negative side)”. FIG. 16 is a coordinate time series change line obtained by using the frequency analysis result obtained from both the zero-cross detection means and the peak detection means, and a basic state change at the time of measurement according to the autonomic nerve activity appears. Yes. Therefore, the state change that can be determined from FIG. 16 is regarded as reference information, and the amount of change (slope) of the time-series waveform of the frequency fluctuation, which is an index that directly reflects the perception that the person feels at that time, is added. Create coordinates.

図16の静的状態の座標時系列変化線は、不満側に片寄っているため、不満側での変化がベースになる。この情報により、人の自律神経系の活動のベースになっている象限を捉え、図61(c)の座標系の中では、基本的には左側の象限への変化となる。そして、ゼロクロス検出手段を周波数解析して得られた機能点を横軸に、ピーク検出手段により得られた周波数変動の時系列波形の所定時間幅における変化量(傾き)を縦軸にとっていく。   Since the coordinate time series change line in the static state in FIG. 16 is shifted toward the dissatisfied side, the change on the dissatisfied side is the base. With this information, the quadrant that is the base of the activity of the person's autonomic nervous system is captured, and in the coordinate system of FIG. 61 (c), basically the change to the left quadrant. The functional points obtained by frequency analysis of the zero cross detection means are plotted on the horizontal axis, and the amount of change (slope) in the predetermined time width of the time series waveform of the frequency fluctuation obtained by the peak detection means is plotted on the vertical axis.

まず、初期位置は、縦軸をゼロとして、静的状態におけるゼロクロス検出手段を用いた周波数解析から、初期位置の機能点−3点(図61(a)参照)を図61(c)の座標系にプロットする。次に、25分における機能点((5〜20min(4.8〜19.8min)vs5〜25min(5.1〜24.9min))−15点分を横軸に沿って移動し、図61(b)のピーク検出手段により得られた周波数変動の時系列波形の変化量(傾き)を判定する。測定開始から被験者の状態がある程度安定するまでの最初の5〜7分程度は無視する。すると、この図61(b)では、7分過ぎから5分間程度傾きが上昇しており、その近似線Aを求め、この近似線Aの傾きa(tanθ=0.839)に近似線Aの時間幅240秒を掛け合わせ、それを100で割った値2.014を求める。同様に、近似線B、近似線C、近似線Dの25分までの値を求め、合計する。ここでは、(近似線A:2.014)+(近似線B:−5.187)+(近似線C:6.277)+(近似線D:−7.797)=−4.69となる。つまり、25分における縦軸方向は、初期位置よりも−4.69目盛りを移動させる。その結果、図61(c)に示したように、25分の座標(−18,−4.69)が求まる。次に、30分では、機能点が−1で、図61(b)の25分過ぎの傾きが、近似線Dの傾きと近似線Eの傾きに相当するため、それらを計算すると−2.62となる。よって、25分の座標から、(−1,−2.62)分移動させ、30分の座標(−19,−7.31)を求める。そして、各座標を連結すると、図61(c)に示した座標の変化線が求められる。図61(c)から、本試験例の判定によれば、この被験者は、不満側の憂鬱領域に変化していることがわかる。   First, with respect to the initial position, the vertical axis is set to zero, and from the frequency analysis using the zero cross detection means in the static state, the function point of the initial position—three points (see FIG. 61A) is represented by the coordinates in FIG. 61C. Plot into the system. Next, the functional point at 25 minutes ((5 to 20 min (4.8 to 19.8 min) vs. 5 to 25 min (5.1 to 24.9 min)) − 15 points is moved along the horizontal axis, and FIG. The amount of change (slope) of the time-series waveform of the frequency fluctuation obtained by the peak detecting means in (b) is determined, and the first 5 to 7 minutes from the start of measurement until the subject's state is stabilized to some extent is ignored. Then, in FIG. 61 (b), the slope has increased for about 5 minutes after 7 minutes. The approximate line A is obtained, and the approximate line A is found at the slope a (tan θ = 0.839) of the approximate line A. Multiply the time width by 240 seconds and divide by 100 to obtain a value of 2.014. Similarly, the approximate line B, the approximate line C, and the approximate line D are obtained up to 25 minutes and summed up. (Approximation line A: 2.014) + (Approximation line B: −5.187) + (Approximate line C: 6.277) + (Approximate line D: −7.797) = − 4.69 That is, the vertical axis direction at 25 minutes moves −4.69 scale from the initial position. As a result, the coordinates (-18, -4.69) of 25 minutes are obtained as shown in Fig. 61. Next, at 30 minutes, the function point is -1, and Fig. 61 (b) ), The inclination after 25 minutes corresponds to the inclination of the approximate line D and the inclination of the approximate line E, so that they are calculated to be −2.62. .62) is moved, and the coordinates (-19, -7.31) of 30 minutes are obtained, and when the coordinates are connected, the change line of the coordinates shown in Fig. 61 (c) is obtained. From c), according to the determination of this test example, it can be seen that the subject has changed to a depressed region of dissatisfaction.

図16の結果では、フーフー領域とハツラツ領域が混在した状態から、ヘトヘト領域とユウユウ領域が混在した状態に変化しているが、被験者が実際に知覚している気分は、憂鬱な気分がより強いことがわかる。
図62〜図65が、図16の静的状態、「小谷SA〜与島PA」間の走行時、「与島PA〜山越」間の走行時、「山越〜石鎚山SA」間の走行時にそれぞれ対応する。
In the result of FIG. 16, the state where the Fu-Fu area and the Hatsatsu area are mixed is changed to the state where the Hetoheto area and the Yuu-Yu area are mixed, but the mood actually perceived by the subject is more depressed. I understand that.
62 to 65 are the static states of FIG. 16, when traveling between “Otani SA and Yoshima PA”, when traveling between “Yoshima PA and Yamakoshi”, and when traveling between “Yamagoe and Ishizuchiyama SA”. Each corresponds.

まず、図62の静的状態であるが、これは、図61における判定方法の説明で用いたものと全く同様であり、図63〜図65の表示に合わせて再掲したものである。詳細は、図61で説明したとおりである。   First, the static state of FIG. 62 is exactly the same as that used in the description of the determination method in FIG. 61, and is reprinted in accordance with the displays of FIGS. Details are as described in FIG.

図63(a)〜(c)は、「小谷SA〜与島PA」間の走行時の解析結果であり、不満側からスタートして、憂鬱とリラックスの中間の通常の気分の中で比較的落ち着いている状態から、次第に集中度が高くなりやや満足側に移行していることがわかる。   63 (a) to 63 (c) are analysis results when traveling between “Otani SA and Yoshima PA”, starting from the dissatisfied side, and relatively in the normal mood between depression and relaxation From the state of being calm, it can be seen that the degree of concentration gradually increases and has shifted slightly to the satisfaction side.

図64(a)〜(c)は、「与島PA〜山越」間の走行時の解析結果であり、不満側からスタートして、徐々にイライラ感が強くなっていくことがわかる。   FIGS. 64 (a) to (c) are analysis results during travel between “Yoshima PA and Yamakoshi”, and it can be seen that the feeling of irritation gradually increases from the dissatisfied side.

図65(a)〜(c)は、「山越〜石鎚山SA」間の走行時の結果であり、満足側からスタートして、集中とリラックスの中で、走行実験が行われていることがわかる。   65 (a) to 65 (c) are results when traveling between “Yamagoe and Ishizuchiyama SA”, and it is shown that a running experiment is being conducted while concentrating and relaxing, starting from the satisfaction side. Recognize.

これらの結果を図16の結果と対比すると、いずれもほぼ類似の領域にある一方で、試験例1の判定が積分情報の結果としての傾向を示し、試験例7の判定が、変化していく傾向を示しているため、より被験者が感じている感覚に近く、被験者の知覚がより強く反映され、人の主観的な気分を判定する上では、試験例7の判定の方が、被験者の実際の感覚に近いと言える。但し、試験例1により得られる図16の方が、交感神経及び副交感神経の様子を同じ手法で反映しているため、体調に関する全身状態の客観的な情報を得る場合には、図16の手法の方が好ましいと言える。   When these results are compared with the results of FIG. 16, all are in a substantially similar region, but the determination of Test Example 1 shows a tendency as a result of the integration information, and the determination of Test Example 7 changes. Since it shows a tendency, it is closer to the sensation felt by the subject, the subject's perception is more strongly reflected, and in determining the subjective mood of the person, the determination in Test Example 7 is more actual for the subject. It can be said that it is close to the sense. However, since FIG. 16 obtained by Test Example 1 reflects the state of the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve by the same method, when obtaining objective information on the general state of the physical condition, the method of FIG. Can be said to be preferable.

本発明は、自動車などの乗物のシートに生体信号測定手段を配置して、乗員の眠気などの状態を推定する場合に限らず、家庭内に配置される椅子、事務用椅子等に生体信号測定手段を配置して状態推定を行うことに適用することもできる。また、病院や介護施設におけるベッドなどの寝具に生体信号測定手段を配置し、背部の体表脈波(APW)を捉え、上記した生体信号測定装置により解析して、人の状態推定を行うことに適用することもできる。これにより、寝ている人(特に、病人、介護を要する人)の健康状態を表示手段のモニタに示される画面により容易に把握することができる。また、背部のAPWに限らず、生体信号測定手段を胸部及び腹部にも当接し、胸部及び腹部からの体表脈波を採取し、背部のAPWと併せて解析することで上記のような、様々な部位に発生する状態の変化を伴う病気等の判定、さらには、好き・嫌いの五感に関する状態変化、好悪感情の変化の判定等にも用いることができる。   The present invention is not limited to the case where biological signal measuring means is disposed on a vehicle seat such as an automobile to estimate the state of occupant sleepiness, etc., but the biological signal measurement is performed on a chair, office chair, etc. It can also be applied to state estimation by arranging means. In addition, a biological signal measuring means is arranged on a bed such as a bed in a hospital or a nursing facility, a body surface pulse wave (APW) of the back is captured, and analyzed by the above-described biological signal measuring device to estimate a human state. It can also be applied to. Thereby, it is possible to easily grasp the health status of a sleeping person (especially a sick person or a person who needs care) from the screen displayed on the monitor of the display means. In addition to the APW of the back, the biological signal measuring means is also brought into contact with the chest and abdomen, the body surface pulse wave from the chest and abdomen is collected, and analyzed together with the APW of the back as described above, It can also be used for determination of diseases associated with changes in states occurring in various parts, determination of state changes related to likes / dislikes of the five senses, changes in bad feelings, and the like.

また、本発明は、人に限らず、恒温動物等の動物の体表面に生体信号測定手段を当接し、採取される生体信号のゆらぎ及び心拍変動を、体調、病気の判断、好悪感情変化の判定等に利用することも可能である。   Further, the present invention is not limited to humans, but a biological signal measuring means is brought into contact with the body surface of an animal such as a constant temperature animal, and fluctuations and heart rate variability of the collected biological signal can be detected in terms of physical condition, disease determination, and change in feelings. It can also be used for determination and the like.

1 生体信号測定手段
10 三次元立体編物
15 三次元立体編物支持部材
15a 配置用貫通孔
16 フィルム
21,22 板状発泡体
30 振動センサ
100 シート
110 シートバックフレーム
120 表皮
60 生体状態推定装置
610 周波数演算手段
620 周波数傾き時系列解析演算手段
630 周波数解析手段
640 回帰直線演算手段
650 判定基準点算出手段
660 状態推定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Biosignal measuring means 10 3D solid knitted fabric 15 3D solid knitted fabric support member 15a Arrangement through-hole 16 Film 21, 22 Plate-like foam 30 Vibration sensor 100 Sheet 110 Seat back frame 120 Skin 60 60 Living body state estimation apparatus 610 Frequency calculation Means 620 Frequency gradient time series analysis calculation means 630 Frequency analysis means 640 Regression line calculation means 650 Determination reference point calculation means 660 State estimation means

Claims (28)

生体信号測定手段により採取した生体信号を用いて、生体の状態を推定する生体状態推定装置であって、
前記生体信号測定手段により得られる所定の測定時間における生体信号の時系列波形から、周波数の時系列波形を求める周波数演算手段と、
前記周波数演算手段により得られた前記生体信号の周波数の時系列波形において、所定のオーバーラップ時間で設定した所定の時間窓毎に前記周波数の傾きを求める移動計算を行い、時間窓毎に得られる前記周波数の傾きの時系列変化を周波数傾き時系列波形として出力する周波数傾き時系列解析演算手段と、
前記周波数傾き時系列解析演算手段から得られる所定時間範囲における周波数傾き時系列波形を周波数解析し、パワースペクトル密度と周波数との関係を示す解析波形を所定時間範囲毎に出力する周波数解析手段と、
前記周波数解析手段により出力される各解析波形について、所定周期領域毎に回帰直線を求める回帰直線演算手段と、
前記周期領域毎に求められる各回帰直線を、その傾きに基づいて領域得点を付与すると共に、隣接する周波数領域における回帰直線間のパワースペクトル密度の値の較差及び回帰直線間の傾きの違いに基づき、各回帰直線全体における分岐現象を示す折れ点数を求め、その折れ点数に基づいた形状得点を付与し、前記領域得点及び形状得点の少なくとも一方を用いて、各解析波形についての判定基準点を求める判定基準点算出手段と、
前記判定基準点算出手段により求められる前記各解析波形の判定基準点の時系列の変化を基に、生体の状態を推定する状態推定手段と
を具備することを特徴とする生体状態推定装置。
A biological state estimation device that estimates a biological state using a biological signal collected by a biological signal measuring means,
A frequency calculating means for obtaining a time series waveform of a frequency from a time series waveform of a biological signal at a predetermined measurement time obtained by the biological signal measuring means;
In the time-series waveform of the frequency of the biological signal obtained by the frequency calculation means, movement calculation is performed for obtaining a slope of the frequency for each predetermined time window set with a predetermined overlap time, and obtained for each time window. A frequency gradient time series analysis calculating means for outputting a time series change of the frequency gradient as a frequency gradient time series waveform;
Frequency analysis means for performing frequency analysis on a frequency slope time series waveform in a predetermined time range obtained from the frequency slope time series analysis calculation means, and outputting an analysis waveform indicating a relationship between power spectrum density and frequency for each predetermined time range;
For each analysis waveform output by the frequency analysis means, a regression line calculation means for obtaining a regression line for each predetermined period region;
Each regression line obtained for each periodic region is given a region score based on its slope, and based on a difference in power spectral density values between regression lines in adjacent frequency regions and a difference in slope between regression lines. The number of break points indicating the branching phenomenon in each regression line is obtained, a shape score based on the number of break points is assigned, and a determination reference point for each analysis waveform is obtained using at least one of the region score and the shape score. A determination reference point calculating means;
A biological state estimation device comprising: state estimation means for estimating a biological state based on a time-series change of the determination reference points of each analysis waveform obtained by the determination reference point calculation means.
前記回帰直線演算手段は、分析対象の解析波形を、長周期領域、中周期領域及び短周期領域に分けて、前記回帰直線を求める請求項1記載の生体状態推定装置。   The living body state estimation apparatus according to claim 1, wherein the regression line calculation means divides an analysis waveform to be analyzed into a long period region, a medium period region, and a short period region to obtain the regression line. 前記回帰直線演算手段は、前記長周期領域、中周期領域及び短周期領域のそれぞれにおいて設定した前記解析波形の重心を前記回帰直線の中心として求める請求項2記載の生体状態推定装置。   The living body state estimation device according to claim 2, wherein the regression line calculation means obtains the center of gravity of the analysis waveform set in each of the long period area, the middle period area, and the short period area as the center of the regression line. 前記回帰直線演算手段は、前記長周期領域においては、前記回帰直線の中心を境界として、ULF領域とVLF領域にさらに分けてそれぞれについて回帰直線を求め、ULF領域の回帰直線及びVLF領域の回帰直線の各傾きの積が所定値以下か否かを判定し、所定値以下の場合には前記ULF領域及びVLF領域の各回帰直線を採用し、所定値を上回る場合には前記長周期領域の全体における前記回帰直線を採用する請求項2又は3記載の生体状態推定装置。   The regression line calculation means obtains a regression line for each of the ULF region and the VLF region, with the center of the regression line as a boundary in the long period region, and obtains a regression line for the ULF region and a regression line for the VLF region. It is determined whether or not the product of each slope is equal to or less than a predetermined value. If the product is less than the predetermined value, the regression lines of the ULF region and the VLF region are adopted. The biological state estimation apparatus according to claim 2 or 3, wherein the regression line is used. 前記判定基準点算出手段は、前記領域得点として、前記各領域における各回帰直線の傾きを略水平状態、上向き及び下向きの3つに分け、略水平状態の得点を基準として、上向きの場合と下向きの場合とで得点を増減させる構成である請求項1〜4のいずれか1に記載の生体状態推定装置。   The determination reference point calculation means divides the slope of each regression line in each region into three as a substantially horizontal state, upward and downward as the region score, and the upward and downward cases with respect to the score in the substantially horizontal state as a reference The biological state estimating device according to claim 1, wherein the score is increased or decreased depending on the case. 前記判定基準点算出手段は、前記形状得点として、前記折れ点数が少ないほど高得点を付与する構成である請求項1〜5のいずれか1に記載の生体状態推定装置。   The biological condition estimation device according to claim 1, wherein the determination reference point calculation unit is configured to give a higher score as the shape score, the smaller the number of break points. 前記判定基準点算出手段は、前記折れ点数を、隣接する周期領域の2つの回帰直線間において、パワースペクトル密度の値の較差が所定以上の場合、及び、隣接する周期領域の2つの回帰直線間において、パワースペクトル密度の値の較差が所定以内であって2つの回帰直線の傾きの角度の違いが予め設定した所定角度以上の場合に、それぞれ折れ点としてカウントする請求項1〜6のいずれか1に記載の生体状態推定装置。   The determination reference point calculation means calculates the number of break points between two regression lines in adjacent periodic regions and the difference between power spectral density values between two regression lines in adjacent periodic regions and between two regression lines in adjacent periodic regions. In any one of Claims 1-6, when the difference between the values of the power spectral density is within a predetermined range and the difference between the inclination angles of the two regression lines is equal to or greater than a predetermined angle set in advance, each is counted as a break point. The biological state estimation apparatus according to 1. 前記状態推定手段は、比較対象の前後2つの時間範囲における解析波形の判定基準点間において、次式:
機能点=後時間範囲の判定基準点+(後時間範囲の判定基準点−前時間範囲の判定基準点)×n、(但し、nは補正係数)
により求められる機能点を時系列に求め、機能点の時系列変化から、生体の状態を推定する請求項1〜7のいずれか1に記載の生体状態推定装置。
The state estimation means calculates the following formula between the determination reference points of the analysis waveform in two time ranges before and after the comparison target:
Function point = Judgment reference point of the later time range + (Judgment reference point of the later time range-Judgment reference point of the previous time range) x n (where n is a correction coefficient)
The biological state estimation apparatus according to claim 1, wherein the functional points obtained by the step are obtained in a time series, and the state of the biological body is estimated from a time series change of the functional points.
前記周波数演算手段は、前記生体信号の時系列波形におけるゼロクロス点を用いて周波数の時系列波形を求めるゼロクロス検出手段と、前記生体信号の時系列波形のピーク点を用いて周波数の時系列波形を求めるピーク検出手段とのいずれか少なくとも一方の手段を備える請求項1〜8のいずれか1に記載の生体状態推定装置。   The frequency calculation means includes a zero cross detection means for obtaining a time series waveform of a frequency using a zero cross point in the time series waveform of the biological signal, and a frequency time series waveform using a peak point of the time series waveform of the biological signal. The biological state estimation apparatus according to any one of claims 1 to 8, comprising at least one means of a peak detection means to be obtained. 前記状態推定手段は、前記ゼロクロス検出手段を用いた周波数の時系列波形から得られる第1の判定基準点と、前記ピーク検出手段を用いた周波数の時系列波形から得られる第2の判定基準点とを用い、
前記第1の判定基準点に基づく指標を一方の軸に、前記第2の判定基準点に基づく指標を他方の軸にとり、
第1の判定基準点と第2の判定基準点とから求められる座標の時系列変化を求め、生体の状態を推定する請求項9記載の生体状態推定装置。
The state estimation means includes a first determination reference point obtained from a frequency time-series waveform using the zero-cross detection means, and a second determination reference point obtained from a frequency time-series waveform using the peak detection means. And
An index based on the first determination reference point is taken on one axis, an index based on the second determination reference point is taken on the other axis,
The living body state estimation apparatus according to claim 9, wherein a time series change of coordinates obtained from the first determination reference point and the second determination reference point is obtained to estimate the state of the living body.
前記状態推定手段は、前記座標同士を結んだ座標時系列変化線が、1/fの傾きに近似した変化傾向であると判定された場合には快適と判定し、上下方向に変化していると判定された場合には不快と判定する請求項10記載の生体状態推定装置。   The state estimation means determines that the coordinate time-series change line connecting the coordinates is a change tendency approximating the inclination of 1 / f, determines that it is comfortable, and changes in the vertical direction. The biological state estimation apparatus according to claim 10, wherein it is determined that the user feels uncomfortable. 前記状態推定手段は、前記第1の判定基準点に基づく指標を一方の軸に、前記第2の判定基準点に基づく指標を他方の軸にとった座標系を象限毎に、活性・適応領域、活性・抵抗領域、耐性・抵抗領域、耐性・適応領域に区分し、異なる測定時間において求められた複数の前記座標時系列変化線同士を比較した場合に、比較対象の前記座標時系列変化線の全体の移動方向により、体調を推定する手段を有する請求項11記載の生体状態推定装置。   The state estimation means includes an active / adaptive region for each quadrant of a coordinate system having an index based on the first determination reference point on one axis and an index based on the second determination reference point on the other axis. The coordinate time-series change line to be compared is divided into a plurality of coordinate time-series change lines obtained at different measurement times by dividing into an active / resistance region, a resistance / resistance region, and a resistance / adaptive region. The living body state estimation apparatus according to claim 11, further comprising means for estimating a physical condition based on an overall movement direction of the body. 前記座標時系列変化線の全体の主な移動方向が、
活性・適応領域及び耐性・適応領域間である場合に、体調良好と推定し、
活性・抵抗領域及び耐性・適応領域間である場合に、通常状態と推定し、
耐性・抵抗領域及び活性・適応領域間である場合に、体調の急変のおそれのある状態と推定する請求項11記載の生体状態推定装置。
The overall main moving direction of the coordinate time series change line is:
If it is between the active / adapted region and the tolerance / adapted region, it is estimated that the physical condition is good,
When it is between the active / resistance region and the tolerance / adaptation region, it is assumed to be a normal state,
The living body state estimation apparatus according to claim 11, wherein the state is estimated to be in a state where there is a risk of sudden change in physical condition when between the resistance / resistance region and the activity / adaptive region.
さらに、ピーク検出手段を用いた周波数の時系列波形において、所定のオーバーラップ時間で設定した所定の時間窓毎に周波数の平均値を求める移動計算を行い、時間窓毎に得られる周波数の平均値の時系列変化を周波数変動時系列波形として出力する周波数変動演算手段を有し、
前記状態推定手段は、前記ゼロクロス検出手段を用いた周波数の時系列波形から求められる前記機能点に対応する指標を一方の軸にとると共に、前記周波数変動演算手段により求められる周波数変動時系列波形の所定の時間幅における変化量に対応する指標を他方の軸にとり、
前記機能点と前記変化量とから求められる座標の時系列変化を求め、感覚に関する生体の状態を推定する請求項8記載の生体状態推定装置。
Furthermore, in the time-series waveform of the frequency using the peak detecting means, the movement calculation for obtaining the average value of the frequency for each predetermined time window set with the predetermined overlap time is performed, and the average value of the frequency obtained for each time window. A frequency fluctuation calculating means for outputting the time series change of as a frequency fluctuation time series waveform,
The state estimation means takes on one axis an index corresponding to the functional point obtained from the frequency time-series waveform using the zero-cross detection means, and the frequency fluctuation time-series waveform obtained by the frequency fluctuation calculation means. Take the index corresponding to the amount of change in a given time span on the other axis,
The biological state estimation apparatus according to claim 8, wherein a time-series change in coordinates obtained from the functional point and the amount of change is obtained, and a biological state relating to a sense is estimated.
生体信号測定手段により採取した生体信号を用いて、生体の状態を推定する生体状態推定装置に設定されるコンピュータプログラムであって、
前記生体信号測定手段により得られる所定の測定時間における生体信号の時系列波形から、周波数の時系列波形を求める周波数演算手順と、
前記周波数演算手順により得られた前記生体信号の周波数の時系列波形において、所定のオーバーラップ時間で設定した所定の時間窓毎に前記周波数の傾きを求める移動計算を行い、時間窓毎に得られる前記周波数の傾きの時系列変化を周波数傾き時系列波形として出力する周波数傾き時系列解析演算手順と、
前記周波数傾き時系列解析演算手順から得られる所定時間範囲における周波数傾き時系列波形を周波数解析し、パワースペクトル密度と周波数との関係を示す解析波形を所定時間範囲毎に出力する周波数解析手順と、
前記周波数解析手順により出力される各解析波形について、所定周期領域毎に回帰直線を求める回帰直線演算手順と、
前記周期領域毎に求められる各回帰直線を、その傾きに基づいて領域得点を付与すると共に、隣接する周波数領域における回帰直線間のパワースペクトル密度の値の較差及び回帰直線間の傾きの違いに基づき、各回帰直線全体における分岐現象を示す折れ点数を求め、その折れ点数に基づいた形状得点を付与し、前記領域得点及び形状得点の少なくとも一方を用いて、各解析波形についての判定基準点を求める判定基準点算出手順と、
前記判定基準点算出手順により求められる前記各解析波形の判定基準点の時系列の変化を基に、生体の状態を推定する状態推定手順と
をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
A computer program set in a biological state estimation device that estimates a biological state using a biological signal collected by a biological signal measuring means,
A frequency calculation procedure for obtaining a time series waveform of a frequency from a time series waveform of a biological signal at a predetermined measurement time obtained by the biological signal measuring means;
In the time-series waveform of the frequency of the biological signal obtained by the frequency calculation procedure, the movement calculation for obtaining the slope of the frequency is performed for each predetermined time window set with a predetermined overlap time, and is obtained for each time window. Frequency slope time series analysis calculation procedure for outputting the time series change of the frequency slope as a frequency slope time series waveform;
A frequency analysis procedure for performing frequency analysis of a frequency gradient time series waveform in a predetermined time range obtained from the frequency gradient time series analysis calculation procedure, and outputting an analysis waveform indicating a relationship between power spectrum density and frequency for each predetermined time range;
For each analysis waveform output by the frequency analysis procedure, a regression line calculation procedure for obtaining a regression line for each predetermined period region,
Each regression line obtained for each periodic region is given a region score based on its slope, and based on a difference in power spectral density values between regression lines in adjacent frequency regions and a difference in slope between regression lines. The number of break points indicating the branching phenomenon in each regression line is obtained, a shape score based on the number of break points is assigned, and a determination reference point for each analysis waveform is obtained using at least one of the region score and the shape score. Judgment reference point calculation procedure,
A computer program for causing a computer to execute a state estimation procedure for estimating a state of a living body based on a time-series change of a determination reference point of each analysis waveform obtained by the determination reference point calculation procedure.
前記回帰直線演算手順は、分析対象の解析波形を、長周期領域、中周期領域及び短周期領域に分けて、前記回帰直線を求める請求項15記載のコンピュータプログラム。   16. The computer program according to claim 15, wherein the regression line calculation procedure divides an analysis waveform to be analyzed into a long period area, a middle period area, and a short period area to obtain the regression line. 前記回帰直線演算手順は、前記長周期領域、中周期領域及び短周期領域のそれぞれにおいて設定した前記解析波形の重心を前記回帰直線の中心として求める請求項16記載のコンピュータプログラム。   The computer program according to claim 16, wherein the regression line calculation procedure obtains a center of gravity of the analysis waveform set in each of the long period area, the middle period area, and the short period area as a center of the regression line. 前記回帰直線演算手順は、前記長周期領域においては、前記回帰直線の中心を境界として、ULF領域とVLF領域にさらに分けてそれぞれについて回帰直線を求め、ULF領域の回帰直線及びVLF領域の回帰直線の各傾きの積が所定値以下か否かを判定し、所定値以下の場合には前記ULF領域及びVLF領域の各回帰直線を採用し、所定値を上回る場合には前記長周期領域の全体における前記回帰直線を採用する請求項16又は17記載のコンピュータプログラム。   In the regression line calculation procedure, in the long period region, the regression line is further divided into a ULF region and a VLF region with the center of the regression line as a boundary, and a regression line in the ULF region and a regression line in the VLF region are obtained. It is determined whether or not the product of each slope is equal to or less than a predetermined value. If the product is less than the predetermined value, the regression lines of the ULF region and the VLF region are adopted. The computer program according to claim 16 or 17, which employs the regression line. 前記判定基準点算出手順は、前記領域得点として、前記各領域における各回帰直線の傾きを略水平状態、上向き及び下向きの3つに分け、略水平状態の得点を基準として、上向きの場合と下向きの場合とで得点を増減させる請求項15〜18のいずれか1に記載のコンピュータプログラム。   In the determination reference point calculation procedure, as the area score, the slope of each regression line in each area is divided into three, roughly horizontal state, upward and downward, and the upward and downward cases are based on the score of the substantially horizontal state. The computer program according to any one of claims 15 to 18, wherein the score is increased or decreased in the case of. 前記判定基準点算出手順は、前記形状得点として、前記折れ点数が少ないほど高得点を付与する請求項15〜19のいずれか1に記載のコンピュータプログラム。   The computer program according to any one of claims 15 to 19, wherein the determination reference point calculation procedure gives a higher score as the shape score as the number of breakage points is smaller. 前記判定基準点算出手順は、前記折れ点数を、隣接する周期領域の2つの回帰直線間において、パワースペクトル密度の値の較差が所定以上の場合、及び、隣接する周期領域の2つの回帰直線間において、パワースペクトル密度の値の較差が所定以内であって2つの回帰直線の傾きの角度の違いが予め設定した所定角度以上の場合に、それぞれ折れ点としてカウントする請求項15〜20のいずれか1に記載のコンピュータプログラム。   In the determination reference point calculation procedure, the number of break points is calculated between two regression lines in adjacent periodic regions, and when the difference in the value of power spectral density is not less than a predetermined value, and between two regression lines in adjacent periodic regions. 21. The method according to any one of claims 15 to 20, wherein when the difference between the values of the power spectral density is within a predetermined range and the difference between the inclination angles of the two regression lines is equal to or greater than a predetermined angle, each is counted as a break point. The computer program according to 1. 前記状態推定手順は、比較対象の前後2つの時間範囲における解析波形の判定基準点間において、次式:
機能点=後時間範囲の判定基準点+(後時間範囲の判定基準点−前時間範囲の判定基準点)×n、(但し、nは補正係数)
により求められる機能点を時系列に求め、機能点の時系列変化から、生体の状態を推定する請求項15〜21のいずれか1に記載のコンピュータプログラム。
The state estimation procedure is performed between the determination reference points of the analysis waveform in the two time ranges before and after the comparison target:
Function point = Judgment reference point of the later time range + (Judgment reference point of the later time range-Judgment reference point of the previous time range) x n (where n is a correction coefficient)
The computer program according to any one of claims 15 to 21, wherein the functional point obtained by the step is obtained in time series, and the state of the living body is estimated from the time series change of the functional point.
前記周波数演算手順は、前記生体信号の時系列波形におけるゼロクロス点を用いて周波数の時系列波形を求めるゼロクロス検出手順と、前記生体信号の時系列波形のピーク点を用いて周波数の時系列波形を求めるピーク検出手順とのいずれか少なくとも一方の手順を備える請求項15〜22のいずれか1に記載のコンピュータプログラム。   The frequency calculation procedure includes a zero cross detection procedure for obtaining a time series waveform of a frequency using a zero cross point in a time series waveform of the biological signal, and a time series waveform of a frequency using a peak point of the time series waveform of the biological signal. The computer program according to any one of claims 15 to 22, comprising at least one of a desired peak detection procedure. 前記状態推定手順は、前記ゼロクロス検出手順を用いた周波数の時系列波形から得られる第1の判定基準点と、前記ピーク検出手順を用いた周波数の時系列波形から得られる第2の判定基準点とを用い、
前記第1の判定基準点に基づく指標を一方の軸に、前記第2の判定基準点に基づく指標を他方の軸にとり、
第1の判定基準点と第2の判定基準点とから求められる座標の時系列変化を求め、生体の状態を推定する請求項23記載のコンピュータプログラム。
The state estimation procedure includes a first determination reference point obtained from a frequency time-series waveform using the zero-cross detection procedure, and a second determination reference point obtained from a frequency time-series waveform using the peak detection procedure. And
An index based on the first determination reference point is taken on one axis, an index based on the second determination reference point is taken on the other axis,
24. The computer program according to claim 23, wherein a time series change in coordinates obtained from the first determination reference point and the second determination reference point is obtained to estimate the state of the living body.
前記状態推定手順は、前記座標同士を結んだ座標時系列変化線が、1/fの傾きに近似した変化傾向であると判定された場合には快適と判定し、上下方向に変化していると判定された場合には不快と判定する請求項24記載のコンピュータプログラム。   The state estimation procedure determines that the coordinate time-series change line connecting the coordinates is a change tendency approximating to a 1 / f slope, and determines that it is comfortable and changes vertically. 25. The computer program according to claim 24, wherein the computer program is determined to be uncomfortable when it is determined. 前記状態推定手順は、前記第1の判定基準点に基づく指標を一方の軸に、前記第2の判定基準点に基づく指標を他方の軸にとった座標系を象限毎に、活性・適応領域、活性・抵抗領域、耐性・抵抗領域、耐性・適応領域に区分し、異なる測定時間において求められた複数の前記座標時系列変化線同士を比較した場合に、比較対象の前記座標時系列変化線の全体の移動方向により、体調を推定する請求項25記載のコンピュータプログラム。   The state estimation procedure includes an active / adaptive region in each quadrant of a coordinate system having an index based on the first determination reference point on one axis and an index based on the second determination reference point on the other axis. The coordinate time-series change line to be compared is divided into a plurality of coordinate time-series change lines obtained at different measurement times by dividing into an active / resistance region, a resistance / resistance region, and a resistance / adaptive region. 26. The computer program according to claim 25, wherein the physical condition is estimated based on the overall movement direction of. 前記座標時系列変化線の全体の主な移動方向が、
活性・適応領域及び耐性・適応領域間である場合に、体調良好と推定し、
活性・抵抗領域及び耐性・適応領域間である場合に、通常状態と推定し、
耐性・抵抗領域及び活性・適応領域間である場合に、体調の急変のおそれのある状態と推定する請求項25記載のコンピュータプログラム。
The overall main moving direction of the coordinate time series change line is:
If it is between the active / adapted region and the tolerance / adapted region, it is estimated that the physical condition is good,
When it is between the active / resistance region and the tolerance / adaptation region, it is assumed to be a normal state,
26. The computer program according to claim 25, wherein the computer program estimates that there is a risk of sudden change in physical condition when the region is between the tolerance / resistance region and the active / adaptation region.
さらに、ピーク検出手順を用いた周波数の時系列波形において、所定のオーバーラップ時間で設定した所定の時間窓毎に周波数の平均値を求める移動計算を行い、時間窓毎に得られる周波数の平均値の時系列変化を周波数変動時系列波形として出力する周波数変動演算手順を有し、
前記状態推定手順は、前記ゼロクロス検出手順を用いた周波数の時系列波形から求められる前記機能点に対応する指標を一方の軸にとると共に、前記周波数変動演算手順により求められる周波数変動時系列波形の所定の時間幅における変化量に対応する指標を他方の軸にとり、
前記機能点と前記変化量とから求められる座標の時系列変化を求め、感覚に関する生体の状態を推定する請求項23記載のコンピュータプログラム。
Furthermore, in the time-series waveform of the frequency using the peak detection procedure, movement calculation is performed to obtain the average value of the frequency for each predetermined time window set with the predetermined overlap time, and the average value of the frequency obtained for each time window A frequency variation calculation procedure for outputting a time-series change of as a frequency variation time-series waveform,
In the state estimation procedure, an index corresponding to the functional point obtained from the time series waveform of the frequency using the zero cross detection procedure is taken on one axis, and the frequency fluctuation time series waveform obtained by the frequency variation calculation procedure is taken. Take the index corresponding to the amount of change in a given time span on the other axis,
24. The computer program according to claim 23, wherein a time series change of coordinates obtained from the functional point and the amount of change is obtained to estimate a state of a living body related to a sense.
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