JP2018093997A - Biological state estimation device, biological state estimation method, computer program, and recording medium - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine tiredness in which a possibility of a feeling of the tiredness being masked is high, and which is hardly realized.SOLUTION: A biological state estimation device 100 includes: biological adjustment function element determination means 200 for analyzing a biological signal and obtaining a plurality of indexes involved in a biological adjustment function including indexes with high relevance to an autonomic nervous function, and physical and mental tiredness or feelings; and feeling-of-tiredness estimation means 300 for combining the plurality of indexes obtained by the biological adjustment function element determination means 200, and estimating whether or not the biological state is the state in which masking of a feeling of tiredness is generated.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、人の背部から得られる生体信号を用いて、生体の状態を推定する技術に関する。   The present invention relates to a technique for estimating a state of a living body using a biological signal obtained from a human back.

本発明者らは、特許文献1〜5等において、人の上体の中で背部の体表面に生じる振動を生体信号測定装置により検出し、人の状態を解析する技術を提案している。人の上体背部から検出される心臓と大動脈の運動から生じる音・振動情報は、心臓と大動脈の運動から生じる圧力振動であり、心室の収縮期及び拡張期の情報と、循環の補助ポンプとなる血管壁の弾力情報及び反射波の情報を含んでいる。すなわち、心臓と大動脈の運動から背部表面に生じる1Hz近傍の背部体表脈波(Aortic Pulse Wave(APW))を含む)や、心拍に伴って背部側に伝わる音(「疑似心音」(本明細書では胸部側から採取される心臓の音である心音に対して、背部側で採取される心臓の音を「疑似心音」とする))の情報を含んでいる。そして、心拍変動に伴う信号波形は交感神経系及び副交感神経系の神経活動情報を含み、大動脈の揺動に伴う信号波形には交感神経活動の情報を含んでいる。   In the patent documents 1 to 5 and the like, the present inventors have proposed a technique for detecting a vibration generated on the body surface of the back in a human upper body with a biological signal measuring device and analyzing a human state. Sound / vibration information detected from the heart and aorta motion detected from the upper back of a person is pressure vibration generated from the heart and aorta motion. Information on ventricular systole and diastole, circulation auxiliary pump, It includes elasticity information of the blood vessel wall and reflected wave information. That is, a back body surface pulse wave (including Aortic Pulse Wave (APW)) around 1 Hz generated on the back surface from the motion of the heart and aorta, and a sound transmitted to the back side with a heartbeat (“pseudo heart sound” (this specification) The book includes information on the heart sound, which is a heart sound collected from the chest side, as a “pseudo heart sound”). The signal waveform associated with heart rate variability includes sympathetic nervous system and parasympathetic nervous system nerve activity information, and the signal waveform associated with aortic oscillation includes sympathetic nerve activity information.

特許文献1では、採取した生体信号(音・振動情報)から抽出した1Hz近傍の背部体表脈波(APW)の時系列波形に所定の時間幅を適用してスライド計算を行って周波数傾きの時系列波形を求め、その変化の傾向から、例えば、振幅が増幅傾向にあるか、減衰傾向にあるかなどによって生体状態の推定を行っている。また、生体信号を周波数解析し、予め定めたULF帯域(極低周波帯域)からVLF帯域(超低周波帯域)に属する機能調整信号、疲労受容信号及び活動調整信号に相当する各周波数のパワースペクトルを求め、各パワースペクトルの時系列変化から人の状態を判定することも開示している。疲労受容信号は、通常の活動状態における疲労の進行度合いを示すため、これに併せて、機能調整信号や活動調整信号のパワースペクトルの優勢度合いを比較することにより、人の状態(交感神経優位の状態、副交感神経優位の状態など)を判定することができる。また、これら3つの信号に相当する周波数成分のパワースペクトルの値の合計を100とした際の各周波成分の分布率を時系列に求め、その分布率の時系列変化を利用して人の状態を判定することも開示している。   In Patent Document 1, slide calculation is performed by applying a predetermined time width to a time series waveform of a back body surface pulse wave (APW) near 1 Hz extracted from a collected biological signal (sound / vibration information), and a frequency slope is calculated. A time-series waveform is obtained, and the biological state is estimated from the tendency of the change depending on, for example, whether the amplitude tends to be amplified or attenuated. In addition, the biological signal is subjected to frequency analysis, and the power spectrum of each frequency corresponding to the function adjustment signal, fatigue acceptance signal, and activity adjustment signal belonging to a predetermined ULF band (very low frequency band) to VLF band (very low frequency band). And determining the state of a person from the time series change of each power spectrum. Since the fatigue acceptance signal indicates the degree of progress of fatigue in the normal activity state, in addition to this, by comparing the degree of dominance of the power spectrum of the function adjustment signal and the activity adjustment signal, Status, parasympathetic dominant status, etc.). In addition, the distribution rate of each frequency component is obtained in a time series when the sum of the power spectrum values of the frequency components corresponding to these three signals is set to 100, and the human condition is obtained using the time series change of the distribution rate. Is also disclosed.

特許文献2では、生体状態の定量化手法として、生体状態を体調マップ及び感覚マップとして表示する技術を提案している。これは、上記したAPWを周波数分析し、対象となる解析区間について、解析波形を両対数軸表示に表し、その解析波形を低周波帯域、中周波帯域、高周波帯域に分け、区分けした解析波形の傾きと、全体の解析波形の形とから一定の基準に基づいて解析波形の点数化を行い、それを座標軸にプロットしたものである。体調マップは、自律神経系の制御の様子を交感神経と副交感神経のバランスとして見たものであり、感覚マップは、体調マップに心拍変動の変化の様子を重畳させたものである。   Patent Document 2 proposes a technique for displaying a biological state as a physical condition map and a sensory map as a quantification method of the biological state. This is a frequency analysis of the APW described above, and for the analysis section to be analyzed, the analysis waveform is shown in a logarithmic axis display, the analysis waveform is divided into a low frequency band, a middle frequency band, and a high frequency band, and the divided analysis waveforms are divided. The analysis waveform is scored based on a certain standard from the slope and the shape of the entire analysis waveform, and plotted on the coordinate axes. The physical condition map is a state in which the state of control of the autonomic nervous system is viewed as a balance between the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve, and the sensory map is obtained by superimposing the state of change of heartbeat variability on the physical condition map.

特許文献3〜5では、恒常性維持機能レベルを判定する手段を開示している。恒常性維持機能レベル判定する手段は、周波数傾き時系列波形の微分波形の正負、周波数傾き時系列波形を積分した積分波形の正負、ゼロクロス法を利用した周波数傾き時系列波形とピーク検出法を利用した周波数傾き時系列波形をそれぞれ絶対値処理して得られた各周波数傾き時系列波形の絶対値等のうち、少なくとも1つ以上を用いて判定する。これらの組み合わせにより、恒常性維持機能のレベルがいずれに該当するかを求める。例えば、周波数傾きと積分値を用いて、所定以上の場合に「恒常性維持機能レベル1」と判定し、あるいは、微分値が所定位置以下であって、かつ、2つの絶対値のうちの「ピーク優位」の場合に「恒常性維持機能レベル4」と判定するように設定できる。これらの組み合わせ、判定の際の閾値等は多数の被験者のデータを統計処理して決定している。また、恒常性維持機能のレベルは、例えば、5〜7段階に分け、恒常性維持機能の優れる場合(集中度合いの高い場合等)から、恒常性維持機能が劣る場合(過緊張状態の場合、脇見運転等による集中力の低下等)を判定する。モニタに表示するに当たっては、5〜7段階のレベルを文字で表示したり、あるいは、中間レベル(普通の状態)以上の場合には、一括して恒常性維持機能が優れる場合と判定し、それよりも下の場合には一括して恒常性維持機能が劣る場合と判定し、それぞれについて、モニタに異なる色彩表示がなされるように設定したりすることも開示されている。   Patent Documents 3 to 5 disclose means for determining the homeostasis maintenance function level. Consistency maintenance function level judgment means uses positive / negative of differential waveform of frequency gradient time series waveform, positive / negative of integral waveform integrating frequency gradient time series waveform, frequency gradient time series waveform using zero cross method and peak detection method The determination is made using at least one of the absolute values of the frequency gradient time series waveforms obtained by performing absolute value processing on the frequency gradient time series waveforms. Based on these combinations, the level of the homeostasis maintenance function is determined. For example, using a frequency gradient and an integral value, if the value is equal to or greater than a predetermined value, it is determined as “constancy maintaining function level 1”, or the differential value is equal to or less than a predetermined position and “ In the case of “peak advantage”, it can be set to be determined as “constancy maintaining function level 4”. These combinations, threshold values for determination, and the like are determined by statistically processing data of a large number of subjects. Moreover, the level of the homeostasis maintenance function is divided into, for example, 5 to 7 stages, from the case where the homeostasis maintenance function is excellent (when the degree of concentration is high, etc.) to the case where the homeostasis maintenance function is inferior (in the case of an overtension state, Decrease of concentration due to driving aside) When displaying on the monitor, the level of 5 to 7 levels is displayed with characters, or if it is higher than the intermediate level (normal state), it is judged that the homeostasis maintenance function is excellent, and that In other cases, it is determined that the homeostasis maintenance function is inferior collectively, and the monitor is set so that different color displays are made.

非特許文献1では、指尖容積脈波情報に関し、交感神経の情報を反映するパワー値の周波数傾き時系列波形を求め、それを絶対値処理した積分値を疲労度として時系列にプロットし、これにより疲労曲線を描き、筋疲労を捉える技術が開示されている。非特許文献2では、エアパックセンサを用いて人の背部から取得した生体信号を同様の手法で演算処理して疲労曲線を描き、筋疲労を捉える技術が開示されている。すなわち、交感神経の情報を反映したパワー値の周波数傾き時系列波形(APWの場合にはゼロクロス法による周波数傾き時系列波形)を用いることによって筋疲労の状態を把握することができる。   In Non-Patent Document 1, regarding fingertip plethysmogram information, a frequency gradient time series waveform of a power value reflecting sympathetic nerve information is obtained, and an integral value obtained by processing the absolute value is plotted as a fatigue level in time series. Thus, a technique for drawing a fatigue curve and capturing muscle fatigue is disclosed. Non-Patent Document 2 discloses a technique for capturing muscle fatigue by computing a biological signal obtained from a human back using an air pack sensor and drawing a fatigue curve using a similar method. That is, the state of muscle fatigue can be grasped by using a frequency gradient time-series waveform of power values reflecting sympathetic information (in the case of APW, a frequency gradient time-series waveform by the zero cross method).

特開2011−167362号公報JP 2011-167362 A 特開2012−239480号公報JP 2012-239480 A WO2011/046178号公報WO2011 / 046178 特開2014−117425号公報JP 2014-117425 A 特開2014−223271号公報JP 2014-223271 A

原著「指尖容積脈波情報を用いた長時間着座疲労の簡易評価法の開発」藤田悦則(外8名)、人間工学 Vol.40、No.5(’04)Original "Development of a simple evaluation method for long-term sitting fatigue using fingertip volume pulse wave information" Yasunori Fujita (8 others), Ergonomics Vol. 40, no. 5 (’04) 「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

上記した技術は、いずれも、生体調節機能に関してゆらぎに起因する各要素を分析して人の状態を判定するものであるが、生体信号に対する演算処理がそれぞれ異なり、出力される判定結果として、入眠予兆のタイミングを判定したり、疲労の度合いを判定したり、恒常性維持機能レベルの変化を判定したり、それぞれの目的に応じたものとなっている。しかし、これらは、いずれも別々に出力される。特許文献4では、入眠予兆現象、切迫睡眠現象、覚低走行状態、恒常性維持機能レベル、初期疲労状態、気分判定など、生体調節機能のゆらぎに起因する各要素に関する複数の指標の時系列変化を1台の装置で判定し、それらを1つのモニタに出力する技術も開示しているが、いずれにしても、各指標の時系列変化を個別に判定していることに変わりない。   Each of the above-described techniques is to determine each person's state by analyzing each element caused by fluctuations related to the bioregulatory function. The timing of the sign is determined, the degree of fatigue is determined, the change in the homeostasis maintenance function level is determined, and the purpose is determined. However, these are all output separately. In Patent Literature 4, time-series changes of a plurality of indicators related to each element caused by fluctuations in the biological regulation function, such as a sleep onset symptom phenomenon, an imminent sleep phenomenon, a low running state, a homeostasis maintenance function level, an initial fatigue state, and mood determination However, in any case, the time-series change of each index is individually determined.

ところで、人は疲労すると疲労感を感じるが、物事に集中して視野が狭くなっている場合など、実際に体に疲労が生じているにも拘わらず、疲労感として自覚しない場合がある。つまり、人が感じる疲労感は、体に生じている疲労とは必ずしも一致しない。疲労が生じる部位は主に自律神経の中枢である視床下部と前帯状回であり、その疲労を自覚する部位は眼窩前頭野であるが、モチベーションや達成感を司る脳の前頭葉の働きにより、眼窩前頭野で発した疲労感がマスキングされてしまうことが知られている。そのため、疲労感を自覚しない間に、疲労が蓄積してしまう場合があり、疲労感がマスキングされた状態を推定できることが望まれる。   By the way, when a person gets tired, he / she feels tiredness. However, there is a case where a person feels fatigued even though the body is actually fatigued, such as when the field of view concentrates on things and the field of view is narrow. That is, the feeling of fatigue that a person feels does not necessarily coincide with the fatigue that occurs in the body. The areas where fatigue occurs are mainly the hypothalamus and frontal gyrus, which are the centers of the autonomic nerves, and the area that recognizes the fatigue is the orbital frontal cortex, but the function of the frontal lobe of the brain, which controls motivation and achievement, It is known that the feeling of fatigue generated in the frontal area is masked. For this reason, there is a case where fatigue accumulates without being aware of the feeling of fatigue, and it is desired that a state in which the feeling of fatigue is masked can be estimated.

本発明は上記に鑑みなされたものであり、疲労感のマスキングが生じる状態を推定可能とすることにより、自覚なき疲労の蓄積を抑制につなげることができる技術を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the above, and makes it a subject to provide the technique which can connect accumulation | storage of unconsciousness fatigue by making it possible to estimate the state where masking of a feeling of fatigue occurs.

上記課題を解決するため、本発明者が鋭意検討し、次の点に着目して本発明を完成するに至った。すなわち、人の上体背部から検出される心臓と大動脈の運動から生じる音・振動情報、特に、それらのうちの1Hz近傍の背部体表脈波(APW)は、血管の弾性情報や反射波の情報等を含んでいる。このため、背部体表脈波(APW)を解析して後述の周波数傾き時系列波形を求めることにより、生体調節機能要素である生体の総合的なゆらぎの情報を求めることができる。このゆらぎの情報の中で周波数毎の変動の様子を捉えると、周波数毎の分布率が脳波(θ波、α波、β波)のゆらぎの要素が反映された変動の仕方をとるため、その時系列波形を用いて解析することにより、脳波のどの周波数帯域が支配的なゆらぎなのかといったゆらぎの情報を捉えることができる。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor diligently studied and came to complete the present invention paying attention to the following points. That is, sound / vibration information generated from the motion of the heart and aorta detected from the upper back of a person, in particular, the back body surface pulse wave (APW) in the vicinity of 1 Hz among them is the elasticity information of the blood vessels and the reflected wave. Contains information. For this reason, by analyzing the back body surface pulse wave (APW) and obtaining a frequency gradient time-series waveform described later, it is possible to obtain information on the overall fluctuation of the living body which is a bioregulatory functional element. In this fluctuation information, if the state of fluctuation for each frequency is captured, the distribution rate for each frequency takes the fluctuation method reflecting the fluctuation element of the brain wave (θ wave, α wave, β wave). By analyzing using the series waveform, fluctuation information such as which frequency band of the electroencephalogram is the dominant fluctuation can be captured.

また、ゼロクロス法による周波数傾き時系列波形が、自律神経系の支配するところにある一方で、脳波のゆらぎを反映しているところは、ゼロクロス法による周波数傾き時系列波形を周波数解析し、その中で、0.0017Hzに代表される機能調整信号、0.0035Hzに代表される疲労受容信号、0.0053Hzに代表される活動調整信号の3点の周波数成分のパワースペクトル比で示されるものであり、いわば周波数解析したパワースペクトルの形を表す3点の周波数成分の分布率は、その急変する部位を自律神経反応というよりも内分泌系の機能の発現を示す部位として捉えられると考えられる。   In addition, while the frequency-slope time-series waveform by the zero-cross method is under the control of the autonomic nervous system, the frequency-sequential time-series waveform by the zero-cross method is frequency-analyzed. The function adjustment signal typified by 0.0017 Hz, the fatigue acceptance signal typified by 0.0035 Hz, and the activity spectrum signal typified by 0.0053 Hz are represented by power spectrum ratios of three frequency components. In other words, the distribution rate of the three frequency components representing the shape of the power spectrum obtained by frequency analysis can be considered as a site showing the expression of endocrine function rather than an autonomic nervous reaction.

また、ゼロクロス法により求めた周波数傾き時系列波形は、絶対値処理することにより交感神経の発現の度合いを示し、ピーク検出法により求めた周波数傾き時系列波形は副交感神経の発現の度合いを示す。よって、これらを用いることで生体調節機能の発現の様子をより詳しく捉えることができる。例えば、ゼロクロス法により求めた周波数傾き時系列波形を絶対値処理し、これを積分することで人の疲労の度合いを示す疲労曲線が求められ、筋疲労の状態を把握できる。   The frequency gradient time series waveform obtained by the zero cross method indicates the degree of sympathetic nerve expression by performing absolute value processing, and the frequency gradient time series waveform obtained by the peak detection method indicates the degree of parasympathetic nerve expression. Therefore, by using these, it is possible to capture the expression of the biological regulation function in more detail. For example, an absolute value process is performed on a frequency gradient time series waveform obtained by the zero cross method, and by integrating this, a fatigue curve indicating the degree of human fatigue is obtained, and the state of muscle fatigue can be grasped.

また、ゼロクロス法を用いた各周波数傾き時系列波形の微分波形の正負、ゼロクロス法又はピーク検出法の各周波数傾き時系列波形の絶対値等のうち、少なくとも1つ以上を用いることにより、恒常性維持機能レベルの変動の様子を捉えることができる。疲労曲線、恒常性維持機能レベルの時系列波形も、周波数傾き時系列波形から派生したものであり、自律神経系、脳機能等のゆらぎの情報を反映した指標となる。これに加え、肉体・精神疲労への関連性の高い指標(体調マップ、感覚マップ)、及び、感覚への関連性の高い指標(恒常性維持機能レベルの注意、警告に相当するレベルの頻度から求められる疲労として意識する感覚あるいは倦怠感等が生じている頻度)も求める。これらは、脳、自律神経系、内分泌系の各機能のゆらぎの様子を複数の観点から捉えているものであり、これらの複数種類のゆらぎの指標を組み合わせれば、疲労感のマスキングの生じる可能性の有無を推定できる可能性があると考えた。   Further, by using at least one or more of positive / negative of the differential waveform of each frequency gradient time series waveform using the zero cross method, the absolute value of each frequency gradient time series waveform of the zero cross method or the peak detection method, etc. It is possible to capture changes in the maintenance function level. The time series waveform of the fatigue curve and the homeostasis maintenance function level is also derived from the frequency gradient time series waveform, and is an index reflecting information on fluctuations in the autonomic nervous system, brain function, and the like. In addition to this, indicators that are highly relevant to physical and mental fatigue (physical condition map, sensory map), and indicators that are highly relevant to sensation (attention level of homeostasis function level, frequency of the level equivalent to warning) The frequency at which a sense of fatigue or fatigue that is required as fatigue is required is also obtained. These capture the fluctuations of each function of the brain, autonomic nervous system, and endocrine system from multiple viewpoints. Combining these multiple types of fluctuation indicators can cause fatigue masking. We thought that it was possible to estimate the presence or absence of gender.

すなわち、本発明の生体状態推定装置は、
人の背部に当接される生体信号測定装置から得られる生体信号を用いて、生体状態を推定する生体状態推定装置であって、
前記生体信号を分析して、自律神経機能、肉体・精神疲労又は感覚との関連性の高い指標を含む、生体調節機能に関与する複数の指標を求める生体調節機能要素判定手段と、
前記生体調節機能要素判定手段により求められた複数の指標を組み合わせて、前記生体状態として、疲労感のマスキングが生じている状態であるか否かを推定する疲労感推定手段と
を有することを特徴とする。
That is, the biological state estimation apparatus of the present invention is
A biological state estimation device that estimates a biological state using a biological signal obtained from a biological signal measurement device that is in contact with a human back,
A bioregulatory function element determination unit that analyzes the biosignal and obtains a plurality of indices related to the bioregulatory function, including an index that is highly related to autonomic nervous function, physical / mental fatigue, or sensation;
Fatigue sensation estimating means for estimating whether or not the biological condition is a state where fatigue masking is occurring by combining a plurality of indices obtained by the biological adjustment functional element determination means. And

前記疲労感推定手段は、
分析対象の前記生体信号についての前記自律神経機能への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、前記疲労感のマスキングが生じている状態と推定する第1推定手段と、
前記第1推定手段により前記疲労感のマスキングが生じている状態と推定されない分析対象の前記生体信号について、前記肉体・精神疲労への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、疲労感のマスキングが生じていない状態と推定する第2推定手段と、
前記第2推定手段において前記疲労感のマスキングが生じていない状態と推定されない分析対象の前記生体信号について、所定の基準に基づき、少なくとも、前記疲労感のマスキングが生じている状態及び前記疲労感のマスキングが生じていない状態のいずれかに分類する第3推定手段と
を有することが好ましい。
The fatigue estimation means is
First estimation means that estimates that the state of masking of fatigue occurs when a time-series change of an index highly relevant to the autonomic nervous function of the biological signal to be analyzed satisfies a predetermined criterion When,
With respect to the biological signal to be analyzed that is not estimated to be a state in which the first estimator masks the feeling of fatigue, the time series change of the index highly relevant to the physical / mental fatigue satisfies a predetermined criterion A second estimating means for estimating that no fatigue masking has occurred,
The biological signal to be analyzed that is not estimated to be in a state in which no fatigue masking has occurred in the second estimating means, based on a predetermined criterion, at least the state in which the fatigue feeling masking has occurred and the fatigue feeling It is preferable to have the 3rd estimation means classify | categorized into either of the states which masking has not arisen.

本発明の生体状態推定方法は、人の背部に当接される生体信号測定装置から得られる生体信号を用いて、生体状態を推定する生体状態推定方法であって、
前記生体信号を分析して、自律神経機能、肉体・精神疲労又は感覚との関連性の高い指標を含む、生体調節機能に関与する複数の指標を求め、
前記複数の指標を組み合わせて、前記生体状態として、疲労感のマスキングが生じている状態であるか否かを推定する
ことを特徴とする。
The biological state estimation method of the present invention is a biological state estimation method for estimating a biological state using a biological signal obtained from a biological signal measurement device that is in contact with a human back,
Analyzing the biological signal, to obtain a plurality of indicators involved in the bioregulatory function, including indicators highly related to autonomic nervous function, physical / mental fatigue or sensation,
By combining the plurality of indices, it is estimated whether or not the biological state is a state in which fatigue masking occurs.

本発明の生体状態推定方法は、分析対象の前記生体信号についての前記自律神経機能への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、前記疲労感のマスキングが生じている状態と推定する第1推定手順を実施し、
前記第1推定手順により前記疲労感のマスキングが生じている状態と推定されない分析対象の前記生体信号について、前記肉体・精神疲労への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、疲労感のマスキングが生じていない状態と推定する第2推定手順を実施し、
前記第2推定手順において前記疲労感のマスキングが生じていない状態と推定されない分析対象の前記生体信号について、所定の基準に基づき、少なくとも、前記疲労感のマスキングが生じている状態及び前記疲労感のマスキングが生じていない状態のいずれかに分類する第3推定手順を実施して、
前記疲労感のマスキングが生じている状態であるか否かを推定する構成とすることが好ましい。
In the biological state estimation method of the present invention, when the time series change of the index highly relevant to the autonomic nerve function for the biological signal to be analyzed satisfies a predetermined criterion, the fatigue feeling masking occurs. Performing a first estimation procedure to estimate that
With respect to the biological signal to be analyzed that is not estimated to be in a state where the masking of the feeling of fatigue has occurred by the first estimation procedure, the time series change of the index highly related to the physical / mental fatigue satisfies a predetermined criterion The second estimation procedure for estimating that no fatigue masking has occurred,
Based on a predetermined standard, at least the state of the fatigue feeling masking and the fatigue feeling of the biological signal to be analyzed that is not estimated as the state where the fatigue feeling masking does not occur in the second estimation procedure Perform a third estimation procedure to classify any of the states where masking has not occurred,
It is preferable to make a configuration for estimating whether or not the fatigue masking is occurring.

本発明のコンピュータプログラムは、生体状態推定装置としてのコンピュータに、人の背部に当接される生体信号測定装置から得られる生体信号を分析させ、生体状態を推定する手順を実行させるコンピュータプログラムであって、
前記生体信号を分析して、自律神経機能、肉体・精神疲労又は感覚との関連性の高い指標を含む、生体調節機能に関与する複数の指標を求める手順と、
前記複数の指標を組み合わせて、前記生体状態として、疲労感をマスキングして疲労感のマスキングが生じている状態であるか否かを推定する手順と
を実行させる。
The computer program of the present invention is a computer program that causes a computer as a biological state estimation device to analyze a biological signal obtained from a biological signal measurement device that is in contact with a human back and to execute a procedure for estimating a biological state. And
Analyzing the biological signal, and obtaining a plurality of indicators involved in the biological regulation function, including an indicator highly related to autonomic nervous function, physical / mental fatigue or sensation;
Combining the plurality of indices, a procedure for performing masking of a feeling of fatigue and estimating whether the feeling of fatigue is masked as the biological state is executed.

本発明のコンピュータプログラムは、前記疲労感のマスキングが生じている状態であるか否かを推定する手順では、
分析対象の前記生体信号についての前記自律神経機能への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、前記疲労感のマスキングが生じている状態と推定する第1推定手順を実行させ、
前記第1推定手順により前記疲労感のマスキングが生じている状態と推定されない分析対象の前記生体信号について、前記肉体・精神疲労への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、疲労感のマスキングが生じていない状態と推定する第2推定手順を実行させ、
前記第2推定手順において前記疲労感のマスキングが生じていない状態と推定されない分析対象の前記生体信号について、所定の基準に基づき、少なくとも、前記疲労感のマスキングが生じている状態及び前記疲労感のマスキングが生じていない状態のいずれかに分類する第3推定手順を実行させる構成とすることが好ましい。
In the computer program of the present invention, the procedure for estimating whether or not the fatigue masking is in a state occurs,
A first estimation procedure for estimating a state in which the masking of the feeling of fatigue occurs when a time-series change of an index highly relevant to the autonomic nervous function of the biological signal to be analyzed satisfies a predetermined criterion And execute
With respect to the biological signal to be analyzed that is not estimated to be in a state where the masking of the feeling of fatigue has occurred by the first estimation procedure, the time series change of the index highly related to the physical / mental fatigue satisfies a predetermined criterion A second estimation procedure for estimating that no fatigue masking has occurred,
Based on a predetermined standard, at least the state of the fatigue feeling masking and the fatigue feeling of the biological signal to be analyzed that is not estimated as the state where the fatigue feeling masking does not occur in the second estimation procedure It is preferable to adopt a configuration in which the third estimation procedure for classifying into any state where masking has not occurred is executed.

また、本発明は、生体状態推定装置としてのコンピュータに、人の背部に当接される生体信号測定装置から得られる生体信号を分析させ、生体状態を推定する手順を実行させる前記のコンピュータプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。   According to another aspect of the present invention, there is provided a computer program that causes a computer as a biological state estimation device to analyze a biological signal obtained from a biological signal measurement device that is in contact with a human back and to execute a procedure for estimating a biological state. A recorded computer-readable recording medium is provided.

本発明によれば、自律神経機能、肉体・精神疲労又は感覚との関連性の高いゆらぎに起因する指標を含む、生体調節機能要素の状態の変動を示す複数の指標を組み合わせているため、疲労感のマスキングの生じる可能性を捉えることができる。   According to the present invention, the combination of a plurality of indicators indicating fluctuations in the state of the bioregulatory functional element, including indicators caused by fluctuations highly related to autonomic nervous function, physical / mental fatigue, or sense, The possibility of feeling masking can be captured.

図1(a)は、本発明の一の実施形態において用いた背部体表脈波を測定する生体信号測定装置の一例を示した分解図であり、図1(b)は、その要部断面図である。FIG. 1A is an exploded view showing an example of a biological signal measuring apparatus for measuring a back body surface pulse wave used in one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 図2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模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the biological state estimation apparatus according to one embodiment of the present invention. 図3(a)は、周波数傾き時系列波形演算手段により求められるゼロクロス法、ピーク検出法による周波数傾き時系列波形の一例を示した図であり、図3(b)は、振幅の変動を判別するために図3(a)をスムージング処理した波形である。FIG. 3A is a diagram showing an example of a frequency slope time series waveform obtained by the zero cross method and the peak detection method obtained by the frequency slope time series waveform calculating means, and FIG. FIG. 3A shows a waveform obtained by performing the smoothing process. 図4は、分布率演算手段により求められる分布率の時系列波形の一例を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a time-series waveform of the distribution rate obtained by the distribution rate calculating means. 図5は、疲労曲線演算手段により求められる疲労曲線の一例を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a fatigue curve obtained by the fatigue curve calculation means. 図6は、恒常性維持機能レベル演算手段により求められる恒常性維持機能レベルの時系列波形の一例を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a time series waveform of the homeostatic function level obtained by the homeostatic function level calculating means. 図7(a)は、体調マップ演算手段により求められる体調マップの一例を示した図であり、図7(b)は、感覚マップ演算手段により求められる感覚マップの一例を示した図である。FIG. 7A is a diagram showing an example of a physical condition map obtained by the physical condition map calculating means, and FIG. 7B is a diagram showing an example of a sensory map obtained by the sensory map calculating means. 図8は、疲労感推定手段による推定ステップを説明するためのフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart for explaining an estimation step by the fatigue estimator. 図9(a),(b)は、実験例1における心電図のRR間隔の時系列データ及びAPWのゆらぎ波形の近似線の傾き角度を示した図である。FIGS. 9A and 9B are diagrams showing the RR interval time series data of the electrocardiogram and the inclination angle of the approximate line of the APW fluctuation waveform in Experimental Example 1. FIG. 図10は、実験例1の実車走行実験におけるAPWのゆらぎ波形の近似線の傾き角度を示した図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the inclination angle of the approximate line of the APW fluctuation waveform in the actual vehicle running experiment of Experimental Example 1. 図11は、実験例1の実車走行実験における推定結果を示した図である。FIG. 11 is a diagram showing an estimation result in an actual vehicle running experiment of Experimental Example 1. 図12は、実験例2における推定結果の推移を示した図である。FIG. 12 is a diagram showing a transition of estimation results in Experimental Example 2. 図13は、実験例2において、一運行ごとの走行時間(車を運転していた時間)と各判定数を示した分布図である。FIG. 13 is a distribution diagram showing the travel time (time during which the car was driven) and the number of determinations for each operation in Experimental Example 2. 図14は、実験例2における走行時間のばらつきを2週間単位で示した図である。FIG. 14 is a diagram showing the variation in travel time in Experimental Example 2 in units of two weeks. 図15は、実験例2において、判定結果を月単位で集計し、曜日毎の警告の頻出回数を示した図である。FIG. 15 is a diagram illustrating the number of warnings for each day of the week by counting the determination results on a monthly basis in Experimental Example 2.

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。本発明において採取する生体信号は、背部から採取される音・振動情報(以下、「背部音・振動情報」)である。背部音・振動情報には、上記のように、人の上体背部から検出される心臓と大動脈の運動から生じる音・振動情報であり、心室の収縮期及び拡張期の情報と、血液循環の補助ポンプとなる血管壁の弾性情報及び血圧による弾性情報並びに反射波の情報、すなわち、背部体表脈波(APW)や疑似心音情報を含んでいる。また、心拍変動に伴う信号波形は交感神経系及び副交感神経系の神経活動情報(交感神経の代償作用を含んだ副交感神経系の活動情報)を含み、大動脈の揺動に伴う信号波形には交感神経活動の情報や内分泌系の情報を含んでいるため、異なる観点から生体調節機能要素を判定するのに適している。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the embodiments of the present invention shown in the drawings. The biological signal collected in the present invention is sound / vibration information collected from the back (hereinafter, “back sound / vibration information”). As described above, the back sound / vibration information is sound / vibration information generated from the motion of the heart and aorta detected from the upper back of a person, and includes information on ventricular systole and diastole, blood circulation It includes elasticity information of the blood vessel wall serving as an auxiliary pump, elasticity information based on blood pressure, and reflected wave information, that is, back body surface wave (APW) and pseudo heart sound information. The signal waveform associated with heart rate variability includes sympathetic and parasympathetic nervous system activity information (parasympathetic activity information including the compensation of sympathetic nerves), and the signal waveform associated with aortic oscillation is sympathetic. Since it contains information on neural activity and information on the endocrine system, it is suitable for determining bioregulatory functional elements from different viewpoints.

生体信号を採取するための生体信号測定装置は、例えば、圧力センサを用いることも可能であるが、好ましくは、(株)デルタツーリング製の居眠り運転警告装置(スリープバスター(登録商標))で使用されている生体信号測定装置1を用いる。図1は生体信号測定装置1の概略構成を示したものである。この生体信号測定装置1は、乗物の運転席に組み込んで使用することができ、手指を拘束することなく生体信号を採取できる。   For example, a pressure sensor can be used as a biological signal measuring device for collecting a biological signal, but preferably, it is used in a drowsy driving warning device (Sleep Buster (registered trademark)) manufactured by Delta Touring Co., Ltd. The biological signal measuring apparatus 1 is used. FIG. 1 shows a schematic configuration of the biological signal measuring apparatus 1. This biological signal measuring apparatus 1 can be used by being incorporated in a driver's seat of a vehicle, and can collect a biological signal without restraining fingers.

生体信号測定装置1を簡単に説明すると、図1(a),(b)に示したように、上層側から順に、第一層11、第二層12及び第三層13が積層された三層構造からなり、三次元立体編物等からなる第一層11を生体信号の検出対象である人体側に位置させて用いられる。従って、人体の体幹背部からの生体信号、特に、心室、心房、大血管の振動に伴って発生する生体音(体幹直接音ないしは生体音響信号)を含む心臓・血管系の音・振動情報(背部体表脈波(APWを含む))は、生体信号入力系である第一層11にまず伝播される。第二層12は、第一層11から伝播される生体信号、特に心臓・血管系の音・振動を共鳴現象又はうなり現象によって強調させる共鳴層として機能し、ビーズ発泡体等からなる筐体121、固有振動子の機能を果たす三次元立体編物122、膜振動を生じるフィルム123を有して構成される。第二層12内において、マイクロフォンセンサ14が配設され、音・振動情報を検出する。第三層13は、第二層12を介して第一層11の反対側に積層され、外部からの音・振動入力を低減する。   The biological signal measuring apparatus 1 will be briefly described. As shown in FIGS. 1A and 1B, the first layer 11, the second layer 12, and the third layer 13 are stacked in order from the upper layer side. The first layer 11 made of a layer structure and made of a three-dimensional solid knitted fabric or the like is used by being positioned on the human body side that is a detection target of a biological signal. Therefore, sound / vibration information of the heart / vascular system including biological signals from the back of the trunk of the human body, in particular, biological sounds generated by vibrations of the ventricle, the atrium, and the large blood vessels (direct trunk sound or bioacoustic signal). (Back body surface pulse wave (including APW)) is first propagated to the first layer 11 which is a biological signal input system. The second layer 12 functions as a resonance layer that emphasizes the biological signal propagated from the first layer 11, particularly the sound / vibration of the heart / vascular system by a resonance phenomenon or a beat phenomenon, and a casing 121 made of a bead foam or the like. And a three-dimensional solid knitted fabric 122 that functions as a natural vibrator, and a film 123 that generates membrane vibration. A microphone sensor 14 is provided in the second layer 12 to detect sound / vibration information. The third layer 13 is laminated on the opposite side of the first layer 11 via the second layer 12 to reduce external sound / vibration input.

次に、本実施形態の生体状態推定装置100の構成について図2に基づいて説明する。生体状態推定装置100は、生体調節機能要素判定手段200及び疲労感推定手段300を有して構成されている。生体状態推定装置100は、コンピュータ(マイクロコンピュータ等も含む)から構成され、コンピュータを、生体調節機能要素判定手段200及び疲労感推定手段300等として機能させる手順を実行させるコンピュータプログラムが記憶部に記憶されている。また、生体状態推定装置100は、生体調節機能要素判定手段200及び疲労感推定手段300等を、コンピュータプログラムにより所定の手順で動作する電子回路である生体調節要素判定回路及び疲労感推定回路等として構成することもできる。なお、以下の説明において、生体調節機能要素判定手段200及び疲労感推定手段300以外で「手段」が付されて表現された構成も、電子回路部品として構成することが可能であることはもちろんである。   Next, the configuration of the biological state estimation apparatus 100 of the present embodiment will be described based on FIG. The biological state estimation device 100 includes a biological adjustment functional element determination unit 200 and a fatigue estimation unit 300. The biological state estimation device 100 is configured by a computer (including a microcomputer), and a computer program that executes a procedure for causing the computer to function as the biological adjustment functional element determination unit 200 and the fatigue estimation unit 300 is stored in the storage unit. Has been. In addition, the biological state estimation device 100 uses the biological adjustment function element determination unit 200, the fatigue feeling estimation unit 300, and the like as a biological adjustment element determination circuit, a fatigue feeling estimation circuit, and the like that are electronic circuits that operate according to a predetermined procedure using a computer program. It can also be configured. In the following description, it is obvious that a configuration expressed by adding “means” other than the biological adjustment functional element determination unit 200 and the fatigue estimation unit 300 can also be configured as an electronic circuit component. is there.

また、コンピュータプログラムは、記録媒体に記憶させてもよい。この記録媒体を用いれば、例えば上記コンピュータに上記プログラムをインストールすることができる。ここで、上記プログラムを記憶した記録媒体は、非一過性の記録媒体であっても良い。非一過性の記録媒体は特に限定されないが、例えば 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が挙げられる。また、通信回線を通じて上記プログラムを上記コンピュータに伝送してインストールすることも可能である。   The computer program may be stored in a recording medium. If this recording medium is used, the program can be installed in the computer, for example. Here, the recording medium storing the program may be a non-transitory recording medium. The non-transitory recording medium is not particularly limited, and examples thereof include a recording medium such as a flexible disk, a hard disk, a CD-ROM, an MO (magneto-optical disk), a DVD-ROM, and a memory card. It is also possible to install the program by transmitting it to the computer through a communication line.

生体調節機能要素判定手段200は、本実施形態では、上記の生体信号測定装置1により測定された生体信号である背部音・振動情報を分析し、人の基礎的な体調の推定に用いる生体調節機能要素に関する複数種類の指標を、それぞれ予め設定された所定の判定時間毎に算出してその時系列変化を求める。   In the present embodiment, the biological adjustment functional element determination unit 200 analyzes the back sound / vibration information, which is a biological signal measured by the biological signal measuring device 1 described above, and is used for estimation of a basic physical condition of a person. A plurality of types of indices related to the functional elements are calculated at predetermined time intervals that are set in advance, and their time series changes are obtained.

生体調節機能要素判定手段200において判定される複数種類の生体調節機能要素は限定されるものではないが、少なくとも、脳機能や自律神経機能への関連性の高い指標、肉体・精神疲労への関連性の高い指標、及び、感覚への関連性の高い指標を含むものであることが好ましい。これらは、人の恒常性維持機能に影響を与える脳波のゆらぎの変動の様子、あるいは、体温調節機能に代表される生体調節機能が仕事をする様子を示す指標であり、体調により各調節機能に与える影響が大きいためである。   A plurality of types of bioregulatory function elements determined by the bioregulatory function element determining means 200 are not limited, but at least an index highly relevant to brain function and autonomic nerve function, and relation to physical / mental fatigue It is preferable that the index includes a highly sensitive index and an index highly related to sense. These are indicators that show fluctuations in EEG fluctuations that affect human homeostasis functions, or how bioregulatory functions represented by body temperature control functions work. This is because the influence is large.

脳機能や自律神経機能への関連性の高い指標としては、例えば、採取した生体信号を処理して得られる周波数傾きの時系列波形、上記従来技術の項で説明した3つの信号の分布率の時系列波形、疲労曲線、恒常性維持機能レベルの判定の時系列の変動が挙げられる。周波数傾きの時系列波形は、恒常性維持機能の調節作用のベースにあるものはゆらぎを示すものであり、そのゆらぎは二律背反性のある機能のバランスをうまく調整し、人の自律神経機能との関連性を特に高く示している。これは統計的な手法による裏付けがなされていることである。分布率から求められた各周波数帯域の時系列波形は、ゆらぎのリズムに間接的に関与する脳波の種類(θ波、α波、β波)に対応し、人の脳機能及び自律神経機能に加え、内分泌系の調節機能との関連性を高く示している。恒常性は、内分泌系、自律神経系など様々な調節システムによって保たれるため、そのレベルの変動は、脳、自律神経系及び内分泌系のゆらぎによる調節性能とも深く関連している。   Examples of indices highly relevant to brain function and autonomic nerve function include time-series waveforms of frequency gradients obtained by processing collected biological signals, and the distribution ratios of the three signals described in the above section of the prior art. Examples include time-series waveforms, fatigue curves, and time-series fluctuations in the determination of the homeostasis maintenance function level. The time-series waveform of the frequency gradient shows fluctuations that are at the base of the regulation of the homeostatic function, and the fluctuations are well-balanced to balance the function of anti-trait, Relevance is particularly high. This is supported by statistical methods. The time-series waveform of each frequency band obtained from the distribution rate corresponds to the types of brain waves (θ waves, α waves, β waves) that are indirectly related to fluctuation rhythms, and functions in human brain function and autonomic nerve function. In addition, it is highly related to the regulatory function of the endocrine system. Since homeostasis is maintained by various regulatory systems such as the endocrine system and the autonomic nervous system, fluctuations in the level are deeply related to the regulatory performance due to fluctuations in the brain, autonomic nervous system and endocrine system.

生体調節機能要素判定手段200は、上記の脳機能、自律神経機能及び内分泌系のゆらぎの変動の仕方を捉える指標を求める演算手段として、周波数傾きの時系列波形を求める周波数傾き時系列波形演算手段210、分布率を求める分布率演算手段220、疲労曲線を求める疲労曲線演算手段230、及び恒常性維持機能レベルを求める恒常性維持機能レベル演算手段240とを有している。   The bioregulatory function element determining means 200 is a frequency slope time series waveform computing means for obtaining a time series waveform of a frequency slope as a computing means for obtaining an index that captures how the fluctuations of the brain function, autonomic nervous function and endocrine system fluctuate. 210, a distribution rate calculating means 220 for obtaining a distribution rate, a fatigue curve calculating means 230 for obtaining a fatigue curve, and a constancy maintaining function level calculating means 240 for obtaining a constancy maintaining function level.

周波数傾き時系列波形演算手段210は、生体信号測定装置1のセンサ14から得られる背部音・振動情報をフィルタリング処理した1Hz近傍の背部体表脈波(APW)の時系列波形から周波数の時系列波形を求めた後、周波数の時系列波形をスライド計算して周波数傾き時系列波形を求める(図3(a),(b)参照)。周波数傾き時系列波形演算手段210は、本発明者らによる上記特許文献1等に開示されているように、背部体表脈波(APW)の時系列波形において、正から負に切り替わる点(ゼロクロス点)を用いる手法(ゼロクロス法)と、背部体表脈波(APW)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(ピーク検出法)の2つの方法がある。   The frequency gradient time series waveform calculation means 210 is a time series of frequencies from the time series waveform of the back body surface pulse wave (APW) near 1 Hz obtained by filtering the back sound / vibration information obtained from the sensor 14 of the biological signal measuring apparatus 1. After obtaining the waveform, the time-series waveform of the frequency is slid to calculate the frequency-gradient time-series waveform (see FIGS. 3A and 3B). The frequency gradient time series waveform calculation means 210 is a point (zero cross) that switches from positive to negative in the time series waveform of the back body surface pulse wave (APW) as disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 by the present inventors. Point method) (zero-cross method) and a method of obtaining a time-series waveform using a maximum value (peak point) by smoothing and differentiating the time-series waveform of the back body surface pulse wave (APW) (peak detection method) There are two ways.

ゼロクロス法では、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。そして、この5秒毎に得られる周波数Fを時系列にプロットすることにより、周波数の変動の時系列波形を求める。   In the zero cross method, when the zero cross point is obtained, it is divided every 5 seconds, for example, and the reciprocal of the time interval between the zero cross points of the time series waveform included in the 5 second is obtained as the individual frequency f. The average value of the individual frequency f is adopted as the value of the frequency F for 5 seconds. Then, by plotting the frequency F obtained every 5 seconds in time series, a time series waveform of frequency fluctuation is obtained.

ピーク検出法では、背部体表脈波(APW)の上記時系列波形を、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。そして、この5秒毎に得られる周波数Fを時系列にプロットすることにより、周波数の変動の時系列波形を求める。   In the peak detection method, the maximum value of the time series waveform of the back body surface pulse wave (APW) is obtained by, for example, the smoothing differential method using Savitzky and Golay. Next, for example, the local maximum value is divided every 5 seconds, the reciprocal of the time interval between the local maximum values of the time-series waveform included in the 5 seconds is obtained as the individual frequency f, and the average value of the individual frequency f in the 5 seconds is calculated This is adopted as the value of the frequency F for 5 seconds. Then, by plotting the frequency F obtained every 5 seconds in time series, a time series waveform of frequency fluctuation is obtained.

周波数傾き時系列波形演算手段210は、ゼロクロス法又はピーク検出法により求められた周波数の変動の時系列波形から、所定のオーバーラップ時間(例えば18秒)で所定の時間幅(例えば180秒)の時間窓を設定し、時間窓毎に最小二乗法により周波数の傾きを求め、その傾きの時系列波形を出力する。このスライド計算を順次繰り返し、APW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。   The frequency gradient time-series waveform computing means 210 has a predetermined overlap time (for example, 18 seconds) and a predetermined time width (for example, 180 seconds) from a time-series waveform of frequency fluctuations obtained by the zero cross method or the peak detection method. A time window is set, a frequency gradient is obtained for each time window by the method of least squares, and a time series waveform of the gradient is output. This slide calculation is sequentially repeated to output the APW frequency gradient time-series change as a frequency gradient time-series waveform.

背部体表脈波(APW)は、中枢系である心臓の制御の様子を主として含む生体信号、すなわち、動脈の交感神経支配の様子、並びに、交感神経系と副交感神経系の出現情報を含む生体信号であり、ゼロクロス法により求めた周波数傾き時系列波形(図3(a),(b)において「0x」と表示した波形)は、心臓の制御の状態により関連しており、交感神経の出現状態を反映しているが、ピーク検出法により求めた周波数傾き時系列波形(図3(a),(b)において「Peak」と表示した波形)は、心拍変動により関連している。従って、自律神経機能の状態をより明確に把握するためには、ゼロクロス法を用いて求めた周波数傾き時系列波形を用いることが好ましい。   The dorsal body surface wave (APW) is a biological signal mainly including the state of control of the heart, which is the central system, that is, the state of sympathetic innervation of the artery, and the appearance information of the sympathetic nervous system and the parasympathetic nervous system. The frequency-gradient time-series waveform obtained by the zero-cross method (the waveform indicated as “0x” in FIGS. 3A and 3B) is more related to the state of control of the heart, and the appearance of the sympathetic nerve Although reflecting the state, the time-series waveform of the frequency gradient obtained by the peak detection method (the waveform indicated as “Peak” in FIGS. 3A and 3B) is more related to the heartbeat variability. Therefore, in order to grasp the state of the autonomic nervous function more clearly, it is preferable to use a frequency gradient time series waveform obtained by using the zero cross method.

交感神経の活動は、血管弾性や血管径に影響を与え、さらに、血管壁からの反射波の影響が、人の背部から検出される音・振動情報に含まれる疑似心音情報(背部から検出されるため、心臓から背部表面までの間の筋肉、皮膚等により20Hz近傍の信号として検出される)の疑似I音(心音I音に相当)と疑似II音(心音II音に相当)の間の波形成分に重畳される。これが、ゼロクロス法におけるゼロクロス点間の幅と、ピーク検出法におけるピーク点間の幅とを異ならせる理由であり、ゼロクロス法では反射波の影響を受けた周期となっている。よって、ゼロクロス法による周波数傾き時系列波形を見ることで交感神経の情報を捉えることができる。
一方、ピーク値は上記のように心拍変動の情報を反映しているが、心拍変動は主に副交感神経によって制御されている。そのため、ピーク値を見ると副交感神経の情報を捉えることができる。
Sympathetic nerve activity affects vascular elasticity and diameter, and the influence of reflected waves from the vascular wall is simulated heart sound information (detected from the back) included in sound and vibration information detected from the human back. Therefore, between a pseudo I sound (corresponding to a heart sound I sound) and a pseudo II sound (corresponding to a heart sound II sound) detected by a muscle, skin, etc. between the heart and the back surface. It is superimposed on the waveform component. This is the reason why the width between the zero cross points in the zero cross method differs from the width between the peak points in the peak detection method, and the zero cross method has a period affected by the reflected wave. Therefore, it is possible to capture sympathetic nerve information by looking at the frequency gradient time-series waveform by the zero cross method.
On the other hand, the peak value reflects the information of heart rate variability as described above, but the heart rate variability is mainly controlled by the parasympathetic nerve. Therefore, parasympathetic information can be captured by looking at the peak value.

周波数傾き時系列波形演算手段210により得られるゼロクロス法による周波数傾き時系列波形は、睡眠前の所定のタイミングで眠気に対する抵抗として生じる交感神経活動の一時的亢進に伴って振幅が拡大し、長周期化する傾向を示した場合に、入眠予兆現象の指標と捉えられることが知られている(特許文献4参照)。また、入眠予兆現象を示す波形が出現した後、波形が収束傾向を示し、その後、より長周期の大きな変動ゆらぎを示すと、その長周期のゆらぎを示し始めたポイントが、入眠直前の切迫睡眠現象を示す指標と捉えられることが知られている。   The frequency gradient time series waveform obtained by the zero-cross method obtained by the frequency gradient time series waveform calculation means 210 has an amplitude that increases with a temporary increase in sympathetic nerve activity that occurs as resistance to sleepiness at a predetermined timing before sleep. It is known that when the tendency to change is shown, it can be regarded as an index of the predictive sleep phenomenon (see Patent Document 4). In addition, after a waveform showing a sleep onset symptom appears, the waveform shows a tendency to converge, and after that, when the fluctuation fluctuation of a long period is larger, the point at which the fluctuation of the long period starts to show the imminent sleep immediately before falling asleep. It is known that it can be regarded as an index indicating a phenomenon.

分布率演算手段220は、まず、周波数傾き時系列波形演算手段210から得られる周波数傾き時系列波形をそれぞれ周波数分析して、心循環系のゆらぎの特性が切り替わる周波数である上記の0.0033Hzよりも低い周波数の機能調整信号、機能調整信号よりも高い周波数の疲労受容信号、及び疲労受容信号よりも高い周波数の活動調整信号に相当するULF帯域からVLF帯域に属する各周波数成分を抜き出す。次に、これらの周波数成分のそれぞれの分布率を時系列に求める。すなわち、3つの周波数成分のパワースペクトルの値の合計を1とした際の各周波数成分の割合を分布率として時系列に求める(図4参照)。   The distribution rate calculating means 220 first analyzes the frequency inclination time series waveforms obtained from the frequency inclination time series waveform calculating means 210, respectively, and from the above 0.0033 Hz, which is the frequency at which the fluctuation characteristics of the cardiovascular system are switched. Each frequency component belonging to the VLF band is extracted from the ULF band corresponding to the lower frequency function adjustment signal, the fatigue acceptance signal having a higher frequency than the function adjustment signal, and the activity adjustment signal having a higher frequency than the fatigue acceptance signal. Next, the distribution ratios of these frequency components are obtained in time series. That is, the ratio of each frequency component when the sum of the power spectrum values of the three frequency components is 1 is obtained as a distribution rate in time series (see FIG. 4).

本実施形態では、図4に示したように、機能調整信号として0.0017Hzの周波数成分を用い、疲労受容信号として0.0035Hzの周波数成分を用い、活動調整信号として0.0053Hzの周波数成分を用いている。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周波数は、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、自律神経の活動、恒常性維持に関する情報が得られる。また、0.0033Hz近傍以下と0.0053Hz近傍の周波数帯は、主に体温調節に関連するもので、0.01〜0.04Hzの周波数帯は自律神経の制御に関連するものと言われている。そして、本発明者らが実際に、生体信号に内在するこれら低周波のゆらぎを算出する周波数傾き時系列波形を求め、それを周波数解析したところ、0.0033Hzよりも低周波の0.0017Hz、0.0033Hz近傍の0.0035Hzを中心とする周波数帯のゆらぎと、さらにこれらこの2つ以外に、0.0053Hzを中心とする周波数帯のゆらぎがあることが確認できた。但し、各信号の周波数成分は個人差等により調整することも可能であり、機能調整信号は0.0033Hz未満の範囲で好ましくは0.001〜0.0027Hzの範囲で、疲労受容信号は0.002〜0.0052Hzの範囲で、活動調整信号は0.004〜0.007Hzの範囲で調整して用いることができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a frequency component of 0.0017 Hz is used as the function adjustment signal, a frequency component of 0.0035 Hz is used as the fatigue acceptance signal, and a frequency component of 0.0053 Hz is used as the activity adjustment signal. Used. In atrial fibrillation, which is one of the heart diseases, the frequency at which the fluctuation characteristics of the heart and circulatory system are switched is said to be 0.0033 Hz. By capturing fluctuations in the vicinity of 0.0033 Hz, Information on activities and homeostasis can be obtained. In addition, the frequency band near 0.0033 Hz or less and the band near 0.0053 Hz are mainly related to body temperature regulation, and the frequency band of 0.01 to 0.04 Hz is said to be related to autonomic nerve control. Yes. And when the inventors actually obtained a frequency gradient time-series waveform for calculating these low-frequency fluctuations inherent in the biological signal and analyzed it, 0.0017 Hz, which is a lower frequency than 0.0033 Hz, It was confirmed that there were fluctuations in the frequency band centered at 0.0035 Hz in the vicinity of 0.0033 Hz and fluctuations in the frequency band centered at 0.0053 Hz in addition to these two. However, the frequency component of each signal can be adjusted by individual differences, etc., the function adjustment signal is less than 0.0033 Hz, preferably 0.001 to 0.0027 Hz, and the fatigue acceptance signal is 0. In the range of 002 to 0.0052 Hz, the activity adjustment signal can be adjusted and used in the range of 0.004 to 0.007 Hz.

分布率演算手段220により求められる分布率の時系列変化は、特許文献2に示されているように、例えば、0.0017Hzの分布率が急低下し、かつ0.0053Hzの分布率が急上昇する変化を示す時点を切迫睡眠現象の出現時点と捉えることができる。   As shown in Patent Document 2, the time series change of the distribution ratio obtained by the distribution ratio calculation means 220 is, for example, a rapid decrease in the distribution ratio of 0.0017 Hz and a rapid increase in the distribution ratio of 0.0053 Hz. The time point showing the change can be regarded as the present time point of the impending sleep phenomenon.

疲労曲線演算手段230は、本発明者らの特開2009−22610号公報に開示されている手段であり、ゼロクロス法による求めた周波数傾き時系列波形を絶対値処理して積分値を算出し、この積分値を疲労度として所定の判定時間毎に求めて、時間に対応してプロットし、図5に示したような疲労曲線を求める手段である。筋活動は、筋肉の収縮又は弛緩であり、交感神経の情報を反映しているゼロクロス法による周波数傾き時系列波形の積分情報である疲労曲線は筋活動との相関性が高い(非特許文献1参照)。よって、疲労曲線では、その傾きが所定以上変動するポイントが特異点を示しており、各特異点は、増大する疲労に対応して、筋活動が生じたことを示すポイントや血流量が増大したポイントを示している。   The fatigue curve calculation means 230 is a means disclosed in the Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-22610 by the present inventors, calculates an integral value by performing absolute value processing on a frequency gradient time series waveform obtained by the zero cross method, This integrated value is a means for obtaining the fatigue curve as shown in FIG. 5 by obtaining the integrated value as the degree of fatigue at every predetermined judgment time and plotting it corresponding to the time. The muscle activity is muscle contraction or relaxation, and the fatigue curve, which is the integrated information of the frequency gradient time series waveform by the zero cross method reflecting the information of the sympathetic nerve, is highly correlated with the muscle activity (Non-patent Document 1). reference). Therefore, in the fatigue curve, the point where the slope fluctuates more than a predetermined value indicates a singular point, and each singular point corresponds to the increasing fatigue and the point indicating that muscle activity has occurred and the blood flow increased. Shows the point.

恒常性維持機能レベル判定手段240は、特許文献3に開示の技術に基づくものであり、周波数傾き時系列波形演算手段210により得られるゼロクロス法を用いた各周波数傾き時系列波形の微分波形の正負、周波数傾き時系列波形を積分した積分波形の正負、ゼロクロス法を利用した周波数傾き時系列波形とピーク検出法を利用した周波数傾き時系列波形をそれぞれ絶対値処理して得られた各周波数傾き時系列波形の絶対値等のうち、少なくとも1つ以上を用いて判定する。これらの組み合わせにより、恒常性維持機能のレベルがいずれに該当するかを求める。例えば、周波数傾きと積分値を用いて、所定以上の場合に「恒常性維持機能レベル1」と判定し、あるいは、微分値が所定位置以下であって、かつ、2つの絶対値のうちの「ピーク優位」の場合に「恒常性維持機能レベル4」と判定するように設定できる。そして、例えば、上記の条件を様々に組み合わせ、人の状態との相関をとり、レベル1〜3と判定される場合を、普通から良好な状態、レベル4〜6と判定される場合を、注意の必要な状態と判定する。また、入眠予兆や切迫睡眠の兆候が生じているなどと判定された場合には、直ちに警告を要するレベルとして、それぞれの状態によりレベル7〜11といった指標を付与する。株式会社デルタツーリング製、商品名「スリープバスター」では、恒常性維持機能レベル判定手段240による判定結果が、例えば、図6に示したように表示されるように設定されている。   The homeostasis maintenance function level determination unit 240 is based on the technique disclosed in Patent Document 3, and the positive / negative of the differential waveform of each frequency gradient time series waveform obtained by the frequency gradient time series waveform calculation unit 210 using the zero cross method. At the time of each frequency slope obtained by absolute value processing of the positive and negative of the integral waveform obtained by integrating the frequency slope time series waveform, the frequency slope time series waveform using the zero cross method and the frequency slope time series waveform using the peak detection method. The determination is made using at least one of the absolute values of the series waveform. Based on these combinations, the level of the homeostasis maintenance function is determined. For example, using a frequency gradient and an integral value, if the value is equal to or greater than a predetermined value, it is determined as “constancy maintaining function level 1”, or the differential value is equal to or less than a predetermined position and “ In the case of “peak advantage”, it can be set to be determined as “constancy maintaining function level 4”. And, for example, when the above conditions are variously combined and correlated with the state of the person and determined to be level 1 to 3, attention should be paid to the case of normal to good state, level 4 to 6. Is determined to be necessary. Further, when it is determined that a sign of sleep onset or a sign of imminent sleep has occurred, an index such as levels 7 to 11 is assigned as a level that requires immediate warning depending on the state. In the product name “Sleep Buster” manufactured by Delta Touring Co., Ltd., the determination result by the homeostasis maintenance function level determination means 240 is set to be displayed as shown in FIG. 6, for example.

肉体・精神疲労への関連性の高い指標としては、特許文献2に開示された指標である体調マップ及び感覚マップを用いることができる。これらは、ゆらぎの変動の仕方をグラフ化したもので、人の肉体・精神疲労との関連性を高く示している。   As an index highly relevant to physical / mental fatigue, a physical condition map and a sensory map, which are indices disclosed in Patent Document 2, can be used. These are graphs showing how fluctuations fluctuate, and show high relevance to human physical and mental fatigue.

そのため、本実施形態の生体調節機能要素判定手段200は、さらに体調マップ演算手段250及び感覚マップ演算手段260を有している。生体信号測定装置1から取得した背部音・振動情報から得られる背部体表脈波(APW)を周波数分析し、対象となる解析区間について、解析波形を両対数軸表示に表し、その解析波形を低周波帯域、中周波帯域、高周波帯域に分け、区分けした解析波形の傾きと、全体の解析波形の形とから一定の基準に基づいて解析波形の点数化を行い、それを座標軸にプロットしたものである。体調マップは、自律神経系の制御の様子を交感神経と副交感神経のバランスとして見たものであり、感覚マップは、体調マップに心拍変動の変化の様子を重畳させたものである。   Therefore, the living body adjustment functional element determination unit 200 of the present embodiment further includes a physical condition map calculation unit 250 and a sensory map calculation unit 260. The back body surface pulse wave (APW) obtained from the back sound / vibration information acquired from the biological signal measuring apparatus 1 is frequency-analyzed, and the analysis waveform is displayed on the logarithmic axis display for the target analysis section. Divided into low frequency band, medium frequency band, and high frequency band, the analysis waveform is scored based on a certain standard from the slope of the analysis waveform and the shape of the entire analysis waveform, and plotted on the coordinate axis It is. The physical condition map is a state in which the state of control of the autonomic nervous system is viewed as a balance between the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve, and the sensory map is obtained by superimposing the state of change of heartbeat variability on the physical condition map.

具体的には、体調マップ演算手段250は、背部体表脈波を周波数解析した解析波形について、所定周期領域毎に回帰直線をまず求める。次に、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、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。領域得点としては、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、例えば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て得点を付与する。形状得点としては、折れ点数が少ないほど高得点を付与する。   Specifically, the physical condition map calculation unit 250 first obtains a regression line for each predetermined period region with respect to an analysis waveform obtained by frequency analysis of the back body surface pulse wave. Next, each regression line obtained for each periodic area is given a region score based on its slope, and the difference in power spectral density value between regression lines in the adjacent frequency domain and the difference in slope between regression lines Based on the above, 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 given, and at least one of the area score and the shape score is used to determine a determination reference point for each analysis waveform. Ask. As the area score, the slope of each regression line in each area is divided into three, approximately horizontal state, upward and downward, for example, increasing or decreasing the score in the upward direction and downward direction on the basis of the score in the approximately horizontal state To give a score. As the shape score, the smaller the number of break points, the higher the score.

判定基準点を求める際には、ゼロクロス法により求めた周波数傾き時系列波形を用いて第1の判定基準点を求め、ピーク検出法により求めた周波数傾き時系列波形を用いて第2の判定基準点を求める。そして、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って、座標点をプロットし、図7(a)に例示したような体調マップが作成される。体調マップでは、座標点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され、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される。図7(a)は、座標原点に合わせずに複数の座標点を結んでいるが、時間的に異なる2点の変化傾向を見る場合、1点目を座標原点に合わせて、2点目が第4象限にプロットされると、この生体調節機能要素に関しては「良好」ということになり、判断がより容易になる。   When obtaining the determination reference point, the first determination reference point is obtained using the frequency slope time series waveform obtained by the zero cross method, and the second judgment reference is obtained using the frequency slope time series waveform obtained by the peak detection method. Find a point. Then, the coordinate point is plotted with the index based on the first determination reference point on one axis and the index based on the second determination reference point on the other axis, and the physical condition map as illustrated in FIG. Is created. In the physical condition map, the coordinate time-series change line connecting the coordinate points is determined to be comfortable when it is determined that the change trend approximates the 1 / f slope, and is determined to be changing vertically. If it is determined that it is uncomfortable. In FIG. 7A, a plurality of coordinate points are connected without being aligned with the coordinate origin, but when the change tendency of two points that are temporally different is viewed, the first point is aligned with the coordinate origin and the second point is When plotted in the fourth quadrant, this bioregulatory functional element is “good”, and determination becomes easier.

感覚マップ演算手段260は、心拍変動に関連するピーク検出法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求め、さらに、ゼロクロス法を用いた周波数の時系列波形から求められる機能点に対応する指標を一方の軸にとると共に、ピーク検出法により求められる上記の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、機能点と変化量とから求められる座標の時系列変化を求めていく手段である。図7(b)がこのようにして求めた感覚マップの一例である。図7(b)では、座標原点に合わせずに複数の座標点を結んだものであるが、時間的に異なる2点の変化傾向を見る場合、1点目を座標原点に合わせて、2点目をプロットすると、両者間の離隔距離及び離隔方向が判断しやすくなる。   The sensory map calculation means 260 performs a movement calculation to obtain an average value of the frequency for each predetermined time window set with a predetermined overlap time in the time series waveform of the frequency using the peak detection method related to the heartbeat fluctuation, The time series change of the average value of the frequency obtained for each time window is obtained as a frequency fluctuation time series waveform, and an index corresponding to the functional point obtained from the time series waveform of the frequency using the zero cross method is taken on one axis. In addition, an index corresponding to the amount of change in the predetermined time width of the frequency fluctuation time series waveform obtained by the peak detection method is taken on the other axis, and the time series change of the coordinates obtained from the functional point and the amount of change is obtained. It is a way to go. FIG. 7B is an example of the sensory map obtained in this way. In FIG. 7B, a plurality of coordinate points are connected without being aligned with the coordinate origin. However, when the change tendency of two points that are different in time is observed, the first point is aligned with the coordinate origin and 2 points are obtained. When the eyes are plotted, it becomes easy to determine the separation distance and the separation direction between the two.

なお、機能点は、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。
In addition, the functional point is 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)
Is required.

感覚への関連性の高い指標としては、上記の恒常性維持機能レベル判定手段240により求められる恒常性維持機能レベルの時系列変化のうち、例えば、周波数傾きと積分値を用いて、普通から良好といえるレベルの指標(上記の例では、レベル1〜3)、注意を要するレベルの指標(上記の例では、レベル4〜6)を用いてそれらの頻出頻度を用いて判定できる。恒常性維持機能レベルは、上記のように自律神経機能の状態と高く関連しているが、体調、基礎的な体力、あるいは動機付けにより、疲労に対して交感神経代償作用が発現した際、疲労感を感じるときと感じないときがある。従って、疲労に対する交感代償作用と基礎的な体調は、それを疲労として感じる感覚との関連性が高い。なお、ここでいう感覚とは、倦怠感あるいは覚低状態を伴う喪失感に似た感覚のことである。   As an index highly relevant to the sense, among the time-series changes of the homeostatic function level determined by the homeostatic function level determination unit 240, for example, normal to good using a frequency slope and an integral value It can be determined using the frequency of the frequency (levels 1 to 3 in the above example) and the level of attention (levels 4 to 6 in the above example). The homeostasis maintenance function level is highly related to the state of autonomic nervous function as described above, but when sympathetic decompensation acts on fatigue due to physical condition, basic physical strength, or motivation, fatigue There are times when you feel a feeling and sometimes you don't feel it. Therefore, the sympathetic compensation effect on fatigue and the basic physical condition are highly related to the sense of feeling it as fatigue. In addition, the sense here is a sensation similar to feeling of loss accompanied by fatigue or hypoxia.

疲労感推定手段300は、上記の生体調節機能要素判定手段200において求められる各生体調節機能要素のゆらぎ性能に関する各時系列変化から、所定の基準に照らして分析対象の人の基礎的な体調(基礎的体調)を推定する手段である。生体調節機能要素判定手段200においては、上記のように、生体調節機能要素のゆらぎ性能に関する時系列変化が複数種類得られるように設定されているが、この複数種類得られる各時系列変化は、所定の判定時間毎に得られる。例えば、周波数傾き時系列波形演算手段210は、生体信号測定装置1からのデータを取得した後、最初の演算結果が出力されるまで数分かかるが、その後は、例えば、18秒ごとに得られ、それにより時系列変化が求められる。分布率演算手段220により得られる分布率、疲労曲線演算手段230により得られる疲労度、及び恒常性維持機能レベル演算手段240により得られる恒常性維持機能レベルも最初の演算結果が出力されるまで数分かかり、その後、例えば18秒毎に得られ、それぞれ時系列変化が求められる。体調マップ演算手段250及び感覚マップ演算手段260によりそれぞれ得られる演算結果は、最初は20〜30分かかるが、2点目はその約十数分後、3点目以降は数分毎に得られる。これに対し、基礎的体調推定手段300は、各生体調節機能要素におけるこれらの各判定時間よりも長い時間(基礎的体調推定時間)について、基礎的体調を推定する。   The fatigue sensation estimation means 300 calculates the basic physical condition of the person to be analyzed (based on a predetermined standard) from each time series change regarding the fluctuation performance of each biological adjustment functional element obtained by the biological adjustment functional element determination means 200 described above. It is a means to estimate the basic physical condition). In the biological adjustment functional element determination unit 200, as described above, a plurality of types of time-series changes regarding the fluctuation performance of the biological adjustment functional elements are obtained. It is obtained every predetermined determination time. For example, the frequency gradient time-series waveform calculation unit 210 takes several minutes after obtaining the data from the biological signal measuring apparatus 1 until the first calculation result is output, but thereafter, for example, is obtained every 18 seconds. As a result, a time series change is required. The distribution rate obtained by the distribution rate computation means 220, the fatigue degree obtained by the fatigue curve computation means 230, and the homeostasis maintenance function level obtained by the homeostasis maintenance function level computation means 240 are also numbers until the first computation result is output. It takes minutes, and is obtained every 18 seconds, for example, and a time series change is obtained for each. The calculation results obtained by the physical condition map calculation means 250 and the sensation map calculation means 260 each take 20 to 30 minutes at first, but the second point is obtained about ten minutes later, and the third and subsequent points are obtained every few minutes. . On the other hand, the basic physical condition estimation means 300 estimates the basic physical condition for a time (basic physical condition estimation time) that is longer than each determination time in each bioregulatory function element.

疲労感推定手段300は、各生体調節機能要素の判定結果を組み合わせて、疲労感のマスキングが生じている状態であるか否かを推定する。疲労感推定手段300は、第1推定手段310、第2推定手段320及び第3推定手段330を有している。図8は、疲労感推定手段300による推定手順を示したフローチャートである。この図に示したように、第1推定手段310は、分析対象の生体信号についての自律神経機能への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、疲労感のマスキングが生じている状態(カテゴリ1)と推定する(S110)。第2推定手段320は、第1推定手段310により疲労感のマスキングが生じている状態(カテゴリ1)と推定されない分析対象の生体信号について、肉体・精神疲労への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、疲労感のマスキングが生じていない状態(カテゴリ3)であると推定する(S120)。第3推定手段330は、第2推定手段320において疲労感のマスキングが生じていない状態(カテゴリ3)と推定されない分析対象の生体信号について、所定の基準に基づき、少なくとも、疲労感のマスキングが生じている状態(カテゴリ1)及び疲労感のマスキングが生じていない状態(カテゴリ3)のいずれかに分類する(S130)。   The fatigue sensation estimation means 300 combines the determination results of the respective bioregulatory functional elements to estimate whether or not the state of fatigue feeling masking has occurred. The fatigue estimation means 300 includes first estimation means 310, second estimation means 320, and third estimation means 330. FIG. 8 is a flowchart showing an estimation procedure by the fatigue feeling estimation means 300. As shown in this figure, the first estimating means 310 masks the feeling of fatigue when the time-series change of the index highly relevant to the autonomic nervous function for the biological signal to be analyzed satisfies a predetermined criterion. Is estimated (category 1) (S110). The second estimation means 320 is a time series of indicators highly relevant to physical / mental fatigue for the biological signal to be analyzed that is not estimated as a state (category 1) in which the first estimation means 310 has masked fatigue. When the change satisfies a predetermined standard, it is estimated that the state (category 3) in which the masking of fatigue does not occur (S120). The third estimation unit 330 generates at least masking of fatigue based on a predetermined criterion for a biological signal to be analyzed that is not estimated that the fatigue estimation masking has not occurred in the second estimation unit 320 (category 3). It is classified into either the state (category 1) in which the masking of fatigue is not occurring (category 3) (S130).

すなわち、分析対象の生体信号を、少なくとも3種類の生体調節機能要素を用いて判別し、物事に対して視野が狭く疲労の自覚が困難な疲労感のマスキングがなされている状態(カテゴリ1)、安静状態で自らの疲労感のマスキングが生じていない状態(カテゴリ3)を推定する。また、好ましくは、両者の中間的なレベルのぼんやりとした状態(カテゴリ2)についても推定する。   That is, a state in which a biological signal to be analyzed is discriminated using at least three types of bioregulatory functional elements, and a feeling of fatigue that makes it difficult to recognize fatigue due to a narrow field of view is performed (category 1). The state (category 3) in which the masking of the feeling of fatigue does not occur in a resting state is estimated. In addition, it is also preferable to estimate a blurred state (category 2) at an intermediate level between the two.

より具体的には、第1推定手段310では、脳機能・自律神経機能あるいは内分泌系の調節機能のゆらぎに基づいた恒常性維持機能に関する指標である上記の周波数傾き時系列波形、分布率、疲労曲線(疲労度)を用いる。恒常性維持機能レベルは、入眠予兆、切迫睡眠、覚低走行状態など、疲労の蓄積の結果生じる兆候を判別しやすい指標である。また、脳機能によって調節されている恒常性維持機能のゆらぎは、その周波数帯域の差により、内分泌系など、支配される調節システムを異にするが、上記の中でも分布率は、これらの調節システムの急変時、減衰時、増大時がよく反映される指標である。そこで、これらを用いると、運転等の作業を行う上で注意や警告を要する状況を捉えることができ、分布率の急変時等の頻度が所定以上になる場合を、物事に対して視野が狭くなっている疲労の自覚が困難な疲労感のマスキングが生じている状態(カテゴリ1)と推定する。   More specifically, in the first estimation means 310, the above-described frequency gradient time series waveform, distribution rate, fatigue, which is an index relating to a homeostasis maintenance function based on fluctuations in brain function / autonomic nerve function or endocrine system regulation function A curve (fatigue level) is used. The homeostasis maintenance function level is an index that makes it easy to discriminate signs resulting from the accumulation of fatigue, such as a sign of sleep onset, imminent sleep, and low-altitude driving. In addition, fluctuations in the homeostatic function that is regulated by brain function vary depending on the frequency band, and the regulated system governed by the endocrine system, etc., but the distribution rate among these is the regulation system. It is an index that reflects well when there is sudden change, decay and increase. Therefore, when these are used, it is possible to grasp the situation that requires attention and warning when performing operations such as driving, and when the frequency of sudden change in the distribution rate exceeds a predetermined value, the field of view is narrow for things. It is presumed that the state (category 1) in which the masking of the feeling of fatigue that makes it difficult to recognize the fatigue is occurring.

肉体・精神疲労への関連性の高い指標である体調マップ・感覚マップは、快調、快適に感じている場合の指標を顕著に判別しやすい。そこで、第2推定手段320は、この指標を用いて、快調、快適を示す条件の場合に、安静状態で自らの疲労感のマスキングが生じていない状態(カテゴリ3)として抽出する。脳機能、自律神経機能及び内分泌系の調節機能への関連性の高い指標と、肉体・精神疲労への関連性の高い指標とのいずれを優先して用いるかについては、肉体・精神疲労の変調も自律神経との関わりが基本的に存在するため、本実施形態のように、脳機能や自律神経機能等への関連性の高い指標を用いた推定を第1推定手段310で実施し、次に、肉体・精神疲労への関連性の高い指標を用いた推定を第2推定手段320で実施することが好ましい。   The physical condition map / sensory map, which is an index highly related to physical / mental fatigue, can easily distinguish the index when feeling well and comfortable. Therefore, the second estimation means 320 uses this index to extract a state (category 3) in which the user does not mask his / her fatigue feeling in a resting state in the case of a condition indicating goodness and comfort. Whether to use an index highly relevant to brain function, autonomic nervous function, or endocrine regulatory function, or an index highly relevant to physical / mental fatigue, the modulation of physical / mental fatigue Since there is basically a relationship with the autonomic nerve, the first estimation unit 310 performs the estimation using the index highly relevant to the brain function, the autonomic nerve function, and the like as in the present embodiment. In addition, it is preferable that the second estimation unit 320 performs estimation using an index highly relevant to physical / mental fatigue.

脳機能、自律神経機能及び内分泌系のホルモン分泌調節機能への関連性の高い指標は、本実施形態では上記のように、周波数傾き時系列波形、分布率、疲労曲線(疲労度)、及び恒常性維持機能レベルの4つある。このうち、一つにおいて、入眠予兆等の兆候を所定以上検出した場合に、「カテゴリ1」と推定するように設定することも可能であるが、複数の指標において所定の兆候を検出した場合に、「カテゴリ1」と推定することは信頼度を高めるため好ましい。   In the present embodiment, as described above, the brain function, the autonomic nervous function, and the endocrine function are highly relevant to the hormone secretion regulation function. As described above, the frequency gradient time series waveform, distribution rate, fatigue curve (fatigue degree), and constant There are four sex maintenance function levels. Of these, it is possible to set to estimate “category 1” when a sign such as a sleep onset sign is detected more than a predetermined value, but when a predetermined sign is detected in a plurality of indicators, , “Category 1” is preferable because it increases the reliability.

従って、例えば、第1推定手段310では、周波数傾き時系列波形演算手段210から求められる周波数傾き時系列波形、分布率演算手段220から求められる分布率の時系列波形、疲労曲線演算手段230から求められる疲労曲線(疲労度の時系列波形)、及び恒常性維持機能レベル演算手段240から求められる恒常性維持機能レベルのうち、3つ以上の指標が所定の基準を満たす場合(図8のS110で「Yes」と判定された場合)に「カテゴリ1」と推定するように設定できる(図8のS111)。   Therefore, for example, the first estimating means 310 obtains the frequency slope time series waveform obtained from the frequency slope time series waveform computing means 210, the time series waveform of the distribution rate obtained from the distribution rate computing means 220, and the fatigue curve computing means 230. When three or more indices satisfy a predetermined standard among the fatigue curve (time series waveform of fatigue level) and the homeostasis maintenance function level obtained from the homeostasis maintenance function level calculation means 240 (in S110 of FIG. 8) When “Yes” is determined, it can be set to be estimated as “category 1” (S111 in FIG. 8).

本実施形態において「カテゴリ1」と推定する所定の基準は、次のように設定している。
(a)周波数傾き時系列波形演算手段210から求められる指標
ゼロクロス法を用いた周波数傾き時系列波形において、振幅変化を比較し、複数回(通常、2〜4回の範囲で設定)連続で1つ前の振幅の9〜6割未満に変化する収束箇所が生じた場合(交感神経活動が低下し、眠気に抵抗できない状態に陥ったことを推定する指標)
(b)分布率演算手段220から求められる指標
ゼロクロス法を用いた周波数傾き時系列波形の分布率の時系列変化において、所定時間の範囲(通常、60〜120秒間の範囲で設定)で、0.0017Hzの分布率が急減(通常、減少率15%以上で設定)し、その間に0.0053Hzの分布率が急増(通常、増加率15%以上で設定)した場合(入眠予兆現象の出現を推定する指標)
(c)疲労曲線演算手段230から求められる指標
所定時間(通常、3〜10分の範囲で設定)の間における、ピーク検出法を用いた疲労曲線(ピーク検出法を用いた周波数傾き時系列波形の絶対値の積算の時系列波形)の傾きが、ゼロクロス法を用いた疲労曲線(ゼロクロス法を用いた周波数傾き時系列波形の絶対値の積算の時系列波形)の傾きよりも大きく変化する箇所が1箇所以上存在し、かつ、所定時間経過時に、ピーク検出法を用いた疲労曲線が所定の値以上に至った場合(副交感神経活動が極端に優位な状態であることを推定する指標)
(d)恒常性維持機能レベル演算手段240から求められる指標
18秒毎に得られる恒常性維持機能レベルのうち、普通レベルよりは低いレベル、上記の例ではレベル4〜6という注意判定が数回から十数回以上出現する場合(副交感神経活動が優位な状態と推定されるときに出現する指標)、あるいは、警告を要するレベル、上記の例ではレベル7〜11の警告判定が数回以上出現する場合(交感神経活動の急激な亢進や極端な低下などが推定されるときに出現する指標)
In the present embodiment, the predetermined standard estimated as “category 1” is set as follows.
(A) Index obtained from frequency gradient time-series waveform calculation means 210 In the frequency gradient time-series waveform using the zero cross method, amplitude changes are compared, and 1 is obtained continuously several times (usually set in a range of 2 to 4 times). When a convergence point that changes to less than 90 to 60% of the previous amplitude occurs (an index that estimates that sympathetic nerve activity has declined and the patient cannot fall asleep)
(B) Index obtained from the distribution rate calculation means 220 In the time series change of the distribution rate of the frequency gradient time series waveform using the zero cross method, 0 in a predetermined time range (usually set in the range of 60 to 120 seconds). When the distribution rate at .0017 Hz suddenly decreases (usually set at a reduction rate of 15% or more) and the distribution rate at 0.0053 Hz suddenly increases (usually set at an increase rate of 15% or more) during this period ( Estimated metrics)
(C) Index obtained from fatigue curve calculation means 230 Fatigue curve using peak detection method (frequency gradient time series waveform using peak detection method) during a predetermined time (usually set in a range of 3 to 10 minutes) Where the slope of the absolute value integration time series waveform) changes more significantly than the slope of the fatigue curve using the zero-cross method (frequency slope time series waveform integration of the frequency slope time-series waveform using the zero-cross method) When the fatigue curve using the peak detection method reaches a predetermined value or more when a predetermined time elapses (an index that estimates that the parasympathetic nerve activity is extremely dominant)
(D) Index obtained from the homeostasis maintenance function level calculating means 240 Of the homeostasis maintenance function levels obtained every 18 seconds, a level lower than the normal level, in the above example, several times of caution determination of levels 4-6 Appearing more than a dozen times (an indicator that appears when parasympathetic activity is presumed to be dominant), or a level that requires a warning, in the above example, a warning judgment of level 7 to 11 appears several times (An index that appears when a sudden increase or a drastic decrease in sympathetic nerve activity is estimated)

第2推定手段320は、上記の(a)〜(d)の指標のうち3つ以上において「カテゴリ1」と推定されなかったデータ(図8のS110で「No」と判定されたデータ)に関し、体調マップ演算手段250及び感覚マップ演算手段260の指標を用いて所定の基準を満たすか否かを判定し(図8のS120)、所定の基準を満たす場合に「カテゴリ3」に相当すると推定する(図8のS121)。   The second estimation unit 320 relates to data that is not estimated as “category 1” in three or more of the indicators (a) to (d) (data determined as “No” in S110 of FIG. 8). Then, it is determined whether or not a predetermined standard is satisfied by using the indices of the physical condition map calculating unit 250 and the sensory map calculating unit 260 (S120 in FIG. 8), and if the predetermined standard is satisfied, it is estimated that the category corresponds to “Category 3”. (S121 in FIG. 8).

(e)「カテゴリ3」と判定される場合の指標
本実施形態では、体調マップ演算手段250から求められる時系列変化が、一つ手前の演算結果が出力されるポイント(上記のように、1点目、2点目は所定の時間経過後に出力されるが、3点目以降は数分毎に出力される)を座標原点に合わせた際に、次のポイントが第4象限にプロットされ、かつ、感覚マップ演算手段260から求められる時系列変化が、同じく一つ手前のポイントを座標原点に合わせた際に、X軸方向に所定以上離隔してプロットされる場合に、「カテゴリ3」と推定するように設定している(図8のS120で「Yes」の場合、S121)。
(E) Index when it is determined as “Category 3” In this embodiment, the time series change obtained from the physical condition map calculation means 250 is a point at which the previous calculation result is output (as described above, 1 When the second and second points are output after a predetermined time has passed, but the third and subsequent points are output every few minutes), the next point is plotted in the fourth quadrant, In addition, when the time-series change obtained from the sensory map calculation means 260 is plotted at a predetermined distance or more in the X-axis direction when the previous point is also set to the coordinate origin, “Category 3” It is set to be estimated (in the case of “Yes” in S120 of FIG. 8, S121).

なお、「カテゴリ1」と推定される(a)〜(d)の判定基準及び「カテゴリ3」と推定される(e)の判定基準は、多数の事例の統計的分析に基づくものであるが、これに限定されるものではない。例えば、個人毎にデータを蓄積して、個人毎に統計的に条件を設定するようにしてもよい。   Note that the determination criteria (a) to (d) estimated as “Category 1” and the determination criterion (e) estimated as “Category 3” are based on statistical analysis of a large number of cases. However, the present invention is not limited to this. For example, data may be accumulated for each individual, and the condition may be set statistically for each individual.

第3推定手段330は、推定対象のデータが、第1推定手段310において「カテゴリ1」、第2推定手段において「カテゴリ3」のいずれもの基準も満たさない場合(図8のS110で「No」と判定され、かつ、S120で「No」と判定された場合)に実行される(図8のS130)。第3推定手段330は、恒常性維持機能レベル判定手段240により求められる恒常性維持機能レベルの時系列変化のうち、交感神経活動が優位で普通から良好といえるレベルの指標(上記の例では、レベル1〜3)と、副交感神経活動が優位で注意を要するレベルの指標(上記の例では、レベル4〜6)の境界付近のレベルの出現頻度を比較する。但し、レベルの1段階の違いでは、状態の違いは小さいため、2段階以上違うレベルで比較することが好ましい。本実施形態では、普通から良好といえるレベルの指標のうちの真ん中のレベル2の指標と、注意し始める必要のあるレベル4の指標の出現頻度の割合を比較している。基本的には、交感神経活動が優位で良好状態を示すレベル2の出現頻度が高く、副交感神経活動が優位で注意状態を示すレベル4の出現頻度が低い場合には「カテゴリ3」と推定でき、出現頻度が逆の関係の場合には「カテゴリ1」と推定できるが、第3推定手段330の分析対象となるデータは、第1推定手段310及び第2推定手段320において明確に「カテゴリ1」、「カテゴリ3」と推定されなかったものであるため、いずれにも分類しにくいデータも想定される。そこで、本発明では、多数の事例を分析し、ベイズ推定の手法により、「カテゴリ1」及び「カテゴリ3」並びにそれらの中間状態である「カテゴリ2」に分類する基準を設定している(図8のS131)。   The third estimation unit 330 determines that the data to be estimated does not satisfy any of the criteria of “category 1” in the first estimation unit 310 and “category 3” in the second estimation unit (“No” in S110 of FIG. 8). And when it is determined “No” in S120) (S130 in FIG. 8). The third estimation means 330 is an index of a level that can be said to be good from normal to good with sympathetic nerve activity among time-series changes in the homeostasis maintenance function level obtained by the homeostasis maintenance function level determination means 240 (in the above example, Levels 1 to 3) are compared with the frequency of appearance of the level near the boundary between the indicators of parasympathetic nerve activity and the level requiring attention (in the above example, levels 4 to 6). However, since the difference in state is small at one level difference, it is preferable to compare at two or more different levels. In the present embodiment, the ratio of the appearance frequency of the level 2 index in the middle of the levels of normal to good level and the level 4 index that needs to be noted is compared. Basically, it can be estimated as “Category 3” when the appearance frequency of level 2 showing good state with superior sympathetic nerve activity is high and the appearance frequency of level 4 showing attention state with low parasympathetic nerve activity is low. When the appearance frequency is reversed, it can be estimated as “category 1”, but the data to be analyzed by the third estimating means 330 is clearly “category 1” in the first estimating means 310 and the second estimating means 320. ”And“ Category 3 ”are not estimated, and data that is difficult to classify is assumed. Therefore, in the present invention, a large number of cases are analyzed, and a criterion for classification into “category 1” and “category 3” and “category 2” which is an intermediate state thereof is set by a Bayesian estimation method (see FIG. 8 S131).

本実施形態によれば、例えば、人の状態を解析する場合、複数の生体調節機能要素を組み合わせて、疲労感推定手段300により解析している。複数の要素の判定基準を用いるため、物事に対して視野が狭くなっている疲労の自覚が困難な疲労感のマスキングが生じる状態(カテゴリ1)、安静状態で自らの疲労感のマスキングが生じていない状態(カテゴリ3)、並びに、両者の中間的なレベルのぼんやりとした状態(カテゴリ2)を、適正に推定することができる。   According to the present embodiment, for example, when analyzing the state of a person, the fatigue estimation means 300 analyzes a combination of a plurality of biological regulation functional elements. Due to the use of multiple element criteria, there is a narrow field of view for things that cause fatigue masking that makes it difficult to recognize fatigue (category 1), and that there is masking of your own fatigue in a resting state No state (category 3), and a blurry state (category 2) at an intermediate level between them can be estimated appropriately.

また、本実施形態の疲労感推定手段300は、分析対象の生体信号データについて、第1推定手段310によってまず「カテゴリ1」の状態を抽出し、第1推定手段310によって抽出されなかったデータのみについて、第2推定手段320において「カテゴリ3」の状態を抽出し、さらに、第1推定手段310及び第2推定手段320のいずれにおいても抽出されなかったデータのみについて、第3推定手段330の判定対象となる。すなわち、第1推定手段310及び第2推定手段320が、明確に「カテゴリ1」、「カテゴリ3」に相当するものだけをまず抽出し、その後、残りの分析対象データのみを第3の推定手段330で処理している。判定要素として、複数の生体調節機能要素を用いるため、このように、各推定手段310〜330において抽出データを絞り、段階的に判定することにより、各データの処理をするコンピュータの演算処理装置と、生体信号測定装置から受け取ったデータを記憶する記憶部との間におけるデータのやり取り、演算をシンプルにすることができ、演算処理装置の処理を効率化することができる。各推定手段310〜330で、それぞれの基準に基づいて一度に分析する場合、分析結果の異同に応じてさらなる処理が必要となり、演算処理が複雑になって演算速度も遅くなることが懸念される。   Further, the fatigue estimator 300 of the present embodiment first extracts the “category 1” state by the first estimator 310 for the biological signal data to be analyzed, and only the data that has not been extracted by the first estimator 310. The second estimation unit 320 extracts the state of “category 3”, and the third estimation unit 330 determines only the data that has not been extracted by either the first estimation unit 310 or the second estimation unit 320. It becomes a target. That is, the first estimation means 310 and the second estimation means 320 first extract only those clearly corresponding to “category 1” and “category 3”, and then only the remaining analysis target data is the third estimation means. 330 is processing. Since a plurality of bioregulatory functional elements are used as the determination elements, the calculation means of the computer that processes each data by narrowing down the extracted data in each of the estimation means 310 to 330 and determining in stages in this way, The exchange and calculation of data with the storage unit for storing the data received from the biological signal measuring device can be simplified, and the processing of the arithmetic processing device can be made more efficient. When each of the estimation means 310 to 330 analyzes at one time based on the respective criteria, further processing is required depending on the difference in the analysis result, and there is a concern that the calculation processing becomes complicated and the calculation speed is slowed down. .

(実験例1)
A:脳波計測実験
(1)実験方法
達成感などの感情を形成する前頭前野の働きを確認するため、前頭極脳波を測定する。計測部位は国際10−20法に基づいたFp1、Fp2、A1、A2及び眼球運動とする。これを、被験者が過去に見た映画の中で再視聴を望む映画の映画鑑賞を行っている状態と、ストレスのない状態での安静着座の2つの条件で計測した。いずれも実験室内で自動車用シートに着座させ、60分間計測した。計測項目は、脳波以外に心電図、背部体表脈波(APW:生体信号測定装置1のセンサ14から得られる背部音・振動情報をフィルタリング処理した1Hz近傍の波形)、指尖容積脈波である。被験者は、24歳、25歳、30歳の健常な日本人男性3名である。
(Experimental example 1)
A: Electroencephalogram measurement experiment (1) Experimental method The frontal polar electroencephalogram is measured in order to confirm the action of the prefrontal cortex that forms feelings such as achievement. Measurement sites are Fp1, Fp2, A1, A2 and eye movement based on the International 10-20 method. This was measured under two conditions: a state in which the subject watched a movie that the subject wanted to watch again in the past, and a seated seat without stress. All were seated on a car seat in the laboratory and measured for 60 minutes. The measurement items include an electrocardiogram, a back body surface pulse wave (APW: a waveform in the vicinity of 1 Hz obtained by filtering back sound / vibration information obtained from the sensor 14 of the biological signal measuring device 1), and a fingertip volume pulse wave in addition to the electroencephalogram. . The test subjects were three healthy Japanese men aged 24, 25 and 30.

(2)実験結果
心電図のRR間隔の時系列データ及びAPWの周波数傾き時系列波形を周波数解析し、対数パワースペクトル密度と対数周波数との関係を示すゆらぎ波形を求め、このゆらぎ波形について近似線を引き、その傾き角度を求めた。結果を図9(a),(b)に示す。この図から、心電図のRR間隔のゆらぎとAPWの周波数傾き時系列波形のゆらぎの傾向が一致していることがわかる。すなわち、安静時では、心電図、APW共に傾きが−1に近く、映画鑑賞時では、傾きが−1よりきつくなっている。
従って、この前提より、APWを用いての測定は人の状態を推定するのに有効であることがわかる。なお、周波数解析に用いた周波数帯域は、0.01〜0.03Hzの範囲とした。交感神経活動、副交感神経活動の出現度合いは0.01〜0.04Hzの周波数帯域に現れると言われているが、ノイズの混入をできるだけ避け、ばらつきを排除するため、0.03Hzまでのデータを用いることが好ましい。
(2) Experimental result Frequency analysis is performed on the time series data of the RR interval of the electrocardiogram and the frequency gradient time series waveform of the APW to obtain a fluctuation waveform indicating the relationship between the logarithmic power spectrum density and the logarithmic frequency. The angle of inclination was determined. The results are shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). From this figure, it can be seen that the fluctuation of the RR interval of the electrocardiogram and the fluctuation tendency of the APW frequency gradient time series waveform coincide. In other words, the slopes of both the electrocardiogram and the APW are close to -1 at rest, and the slope is tighter than -1 when watching a movie.
Therefore, from this assumption, it can be understood that the measurement using the APW is effective for estimating the state of the person. In addition, the frequency band used for the frequency analysis was set to a range of 0.01 to 0.03 Hz. The degree of appearance of sympathetic nerve activity and parasympathetic nerve activity is said to appear in the frequency band of 0.01 to 0.04 Hz, but in order to avoid noise as much as possible and eliminate variation, data up to 0.03 Hz is used. It is preferable to use it.

次に、生体状態推定装置100により、生体状態の推定を行う。各被験者のAPWの分析対象区間の波形について、上記のカテゴリ1、カテゴリ2、及びカテゴリ3の推定を行った。また、各カテゴリの推定が行われた分析対象区間のタイミングにおける脳波のβ波の含有率を測定した。脳波解析は、まばたきや体動などのアーチファクトを除去するため、Fp1若しくはFp2の振幅が一定値以上の区間は分析対象から除外した。Fp1、Fp2の14〜30Hzの周波数帯域を前頭前野β波として分析対象区間毎に求め、Fp1及びFp2の前頭前野β波の含有率の平均値を算出し、平均値より高い分析対象区間の数、平均値以下の分析対象区間の数をカテゴリ別に求めた。次表にその結果を示すが、フィッシャーの正確確率検定で、p=0.017であり、相関性が認められた。   Next, the biological state is estimated by the biological state estimation device 100. With respect to the waveform of the APW analysis target section of each subject, the above-described category 1, category 2, and category 3 were estimated. Moreover, the content rate of the beta wave of the electroencephalogram at the timing of the analysis target section where each category was estimated was measured. In the electroencephalogram analysis, in order to remove artifacts such as blinking and body movement, the section where the amplitude of Fp1 or Fp2 is equal to or greater than a certain value is excluded from the analysis target. The frequency band of 14 to 30 Hz of Fp1 and Fp2 is obtained for each analysis target section as a prefrontal β wave, the average value of the prefrontal β wave content of Fp1 and Fp2 is calculated, and the number of analysis target sections higher than the average value The number of analysis target sections below the average value was obtained by category. The results are shown in the following table. According to Fisher's exact test, p = 0.017, indicating a correlation.

表1より、β波含有率が高くなっていると、前頭前野が活性化しており、このこととカテゴリ1との相関性が高いことがわかる。   From Table 1, it can be seen that when the β wave content rate is high, the prefrontal cortex is activated, and this has a high correlation with category 1.

B:実車走行実験
(1)実験方法
血流改善や筋肉疲労改善などの生理活性作用を示すことが知られているアスタキサンチンを担持させた布帛(AX担持布帛)、アスタキサンチンを担持させていない布帛(AX担持無し布帛)を予め準備する。実車走行実験は、AX担持布帛を被験者の両肩に貼付した場合、AX担持無し布帛を被験者の両肩に貼付した場合、何も貼付しない場合の3種類に関して行う。但し、被験者には、AX担持布帛及びAX担持無し布帛を区別することなく、いずれもアスタキサンチンを担持させた布帛であると伝えて実験を行った。被験者はトラックドライバーであり、35歳、43歳、45歳の日本人男性である。計測項目は、背部体表脈波(APW:生体信号測定装置1のセンサ14から得られる背部音・振動情報をフィルタリング処理した1Hz近傍の波形)である。
B: Actual vehicle running experiment (1) Experimental method Fabric carrying astaxanthin known to show physiologically active effects such as blood flow improvement and muscle fatigue improvement (AX carrying fabric), fabric not carrying astaxanthin ( AX unsupported fabric) is prepared in advance. The actual vehicle running experiment is performed with respect to three types of cases where the AX carrying fabric is stuck on both shoulders of the subject, the non-AX carrying fabric is stuck on both shoulders of the subject, and nothing is stuck. However, the experiment was conducted by telling the test subject that both were AX-supported fabric and AX-unsupported fabric, both of which were supported by astaxanthin. The test subject was a truck driver and was a 35-year-old, 43-year-old, and 45-year-old Japanese male. The measurement item is the back body surface pulse wave (APW: waveform in the vicinity of 1 Hz obtained by filtering the back sound / vibration information obtained from the sensor 14 of the biological signal measuring device 1).

(2)実験結果
APWの周波数傾き時系列波形を周波数解析し、対数パワースペクトル密度と対数周波数との関係を示すゆらぎ波形を求め、このゆらぎ波形について近似線を引き、その傾き角度を求めた。なお、周波数解析する際に用いたAPWの周波数傾き時系列波形の周波数帯域は、上記と同様に0.01〜0.03Hzの範囲であった。その結果が図10である。図10に示したように、AX担持布帛を貼付した場合の傾きの平均値は−1.61であり、AX担持無し布帛を貼付した場合の傾きの平均値は−0.97であり、何も貼付しなかった場合の傾きの平均値は−1.00であった。AX担持布帛を貼付した場合は、アスタキサンチンの効果により、上記の映画鑑賞の際と同様に、集中力が高まって視野が狭まる傾向にあると言える。一方、AX担持無し布帛を貼付した場合と何も貼付しなかった場合は、被験者が職業ドライバーであることから、大きなストレスを感じることなく、リラックスして走行したものと考えられる。従って、アスタキサンチンは、疲労感をマスキングする作用を高める効果があると考えられる。
(2) Experimental results Frequency analysis was performed on the APW frequency gradient time series waveform to obtain a fluctuation waveform indicating the relationship between the logarithmic power spectrum density and the logarithmic frequency, and an approximation line was drawn for the fluctuation waveform to obtain the inclination angle. Note that the frequency band of the APW frequency gradient time series waveform used for frequency analysis was in the range of 0.01 to 0.03 Hz, as described above. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 10, the average value of the slope when the AX carrying fabric is affixed is −1.61, and the average value of the slope when the fabric without the AX is affixed is −0.97. The average value of the slope when not sticking was -1.00. When the AX-supported fabric is affixed, it can be said that due to the effect of astaxanthin, the concentration tends to increase and the field of view tends to narrow, as in the case of the above-mentioned movie viewing. On the other hand, when the fabric without AX carrying was affixed and when nothing was affixed, it can be considered that the subject was relaxed without feeling great stress because the test subject was a professional driver. Therefore, it is thought that astaxanthin has an effect of enhancing the action of masking the feeling of fatigue.

図11は、AX担持布帛を貼付した場合、AX担持無し布帛を貼付した場合、及び何も貼付しなかった場合の本発明の生体状態推定装置100によるカテゴリ1の判定回数を示したものである。   FIG. 11 shows the number of times of category 1 determination by the biological state estimation device 100 of the present invention when the AX-supported fabric is affixed, when the fabric without AX is affixed, and when nothing is affixed. .

いずれも運転時間が長くなるにつれてカテゴリ1の判定回数が増加しているが、判定回数の少ない順に、AX担持布帛を貼付した場合、AX担持無し布帛を貼付した場合、及び何も貼付しなかった場合となっている。つまり、カテゴリ1の判定回数の変化は、実際に疲労していく過程の蓄積度合いを示しているが、表1に示したように、カテゴリ1の判定が前頭前野β波の含有率との相関が高いことから、時間経過に伴う増加の程度が少ないほど、前頭前野の働きにより、疲労感を感じさせないようにマスキングする程度が高まっている考えられる。そのため、AX担持布帛を貼付した場合のマスキングの程度が最も高くなっている。AX担持無し布帛を貼付した場合が何も貼付しなかった場合よりもマスキングの程度が高いと判定されたのは、予めアスタキサンチンを担持させた布帛であると伝えたことによるプラセボ効果の作用と考えられる。従って、本発明の生体状態推定装置100による疲労感推定手段300により、疲労感のマスキングが生じる可能性の有無を推定可能であることがわかる。   In all cases, the number of determinations of category 1 increased as the operating time became longer, but when AX carrying fabric was affixed in the order of the smaller number of determinations, when AX carrying no fabric was affixed, and nothing was affixed It has become a case. That is, the change in the number of determinations in category 1 indicates the degree of accumulation in the actual fatigue process, but as shown in Table 1, the determination in category 1 correlates with the content of the prefrontal β wave. Therefore, it is considered that as the degree of increase with the passage of time is smaller, the degree of masking so as not to feel fatigue is increased by the action of the prefrontal cortex. Therefore, the degree of masking when the AX carrying fabric is affixed is the highest. It is considered that the effect of the placebo effect by the fact that it was determined that the fabric with astaxanthin supported in advance was determined that the degree of masking was higher when the fabric without AX was affixed than when no fabric was affixed It is done. Therefore, it can be seen that the presence / absence of fatigue masking can be estimated by the fatigue estimator 300 by the biological state estimating apparatus 100 of the present invention.

(実験例2)
上記実施形態の生体信号測定装置1((株)デルタツーリング製の居眠り運転警告装置(スリープバスター(登録商標))をトラックの座席に装着して複数人の職業ドライバーについて生体信号を測定した。このうち、事故を起こした40歳代の男性運転手の車両から生体信号測定装置1のデータを約2年間分、計539運行分抽出した。データは事故発生2か月前から、発生21か月後までで構成される。当該運転手は夜間勤務で、運行ルートは毎運行ほぼ同一であった。抽出データより、上記実施形態の生体状態推定装置100を用い、疲労感推定手段300によって、上記の3つのカテゴリ(疲労感のマスキング作用により疲労を自覚しにくい状態(カテゴリ1)、疲労感のマスキング作用が生じておらず疲労を自覚できる状態(カテゴリ3)、及びそれらの中間状態(カテゴリ2))の推定結果を5分ごとに算出した。
(Experimental example 2)
The biological signal measuring device 1 of the above-described embodiment (sleeping buster (registered trademark) manufactured by Delta Touring Co., Ltd.) was mounted on a truck seat, and biological signals were measured for a plurality of occupation drivers. Among them, the data of the biosignal measuring device 1 was extracted from the vehicle of a male driver in the 40s who caused the accident for about 2 years, a total of 539 operations.The data was 21 months from the 2 months before the accident occurred. The driver is working at night, and the operation route is almost the same every time.From the extracted data, the fatigue condition estimation means 300 uses the biological state estimation device 100 of the above embodiment. 3 categories (the state in which fatigue is difficult to recognize due to the masking effect of fatigue (category 1), the state in which fatigue is not masked and the fatigue can be recognized (category 1) Li 3), and were calculated estimation results of those intermediate states (Category 2)) every 5 minutes.

図12は、事故発生日(図中、「0日」、発生時刻「6時」)の45日前から発生後8日目までの推定結果をマトリクス化したものである。事故発生前の通常状態では、適度な判定の変化をしており、体調変化にゆらぎがあることが分かった。一方で事故発生日の週は、疲労を自覚しにくい状態(カテゴリ1)が多くなり、また、判定の変化が少なく、ゆらぎが低下していることが分かった。なお、事故発生翌週は再びゆらぎのある変化となっていた。そのため、事故発生日は疲労や眠気などの体調の変化に身体が対応できていないことを示した。そのため、上記パターンの場合には事故発生の原因となるような体調であった可能性が示唆された。   FIG. 12 is a matrix of estimation results from 45 days before the accident occurrence date (“0 day” in the figure, occurrence time “6 o'clock”) to 8 days after the occurrence. In the normal state before the accident occurred, there was a moderate change in judgment, and it was found that there was fluctuation in the physical condition change. On the other hand, in the week of the accident occurrence day, it was found that there were many states (category 1) in which it was difficult to notice fatigue, the change in judgment was small, and fluctuation was reduced. The week after the accident occurred again with fluctuations. Therefore, it was shown that the body was not able to cope with changes in physical condition such as fatigue and sleepiness on the day of the accident. Therefore, in the case of the above pattern, it was suggested that the physical condition might cause an accident.

図13は、一運行ごとの走行時間(車を運転していた時間)と各判定数を分布図に示したもので、事故2か月前と事故直前2週間のデータをそれぞれまとめたものである。事故2か月前は一運行中の走行時間にばらつきのない状態で推移し、その中で一運行ごとの判定数の変化にゆらぎがあったのに対し、事故直前2週間は走行時間のばらつきが多いものの、各判定数は正の相関に近い傾向になっていた。つまり、事故直前の運転手は判定数の急増が示すように、変化に対応しきれない状態に陥っていた。また、図14からも事故直前にかけて一運行中の走行時間のばらつきが増加傾向にあったことが分かる。図12で事故発生時はゆらぎが低下傾向になっていたことから、事故直前は走行時間のばらつきから体調に何らかの不良が生じていた可能性が示唆された。   Fig. 13 shows the travel time for each service (time during which the car was driven) and the number of each judgment in the distribution chart, which summarizes the data of 2 months before the accident and 2 weeks immediately before the accident. is there. Two months before the accident, the running time during one operation remained unchanged, and there was fluctuation in the number of judgments for each operation. Although there are many cases, the number of judgments tends to be close to a positive correlation. In other words, the driver immediately before the accident was in a state where he could not cope with the change as indicated by the rapid increase in the number of judgments. Also, it can be seen from FIG. 14 that the variation in travel time during one operation was on the increase immediately before the accident. In FIG. 12, fluctuations tended to decrease when the accident occurred, suggesting the possibility that some sort of poor physical condition had occurred immediately before the accident due to variations in travel time.

参考までに、当該運転手に週1回面談でアドバイスを行った結果について説明する。株式会社デルタツーリング製、商品名「スリープバスター」では、恒常性維持機能レベル判定手段240による判定結果は、例えば、図6に示したように表示されるように設定されているため、面談の際には、この恒常性維持機能レベル判定手段240により判定された結果を用いた。図15は、判定結果を月単位で集計し、曜日ごとの警告判定の頻出回数の平均値を算出したものである。図中、左図の棒グラフは警告の頻出回数の平均値、折れ線グラフは運行日数、右図は各運行の実数値を示す。事故翌月は休日明けの日曜日、または月曜日の警告の頻出回数が多く、週の中盤から後半にかけて同等もしくは少なくなる傾向であった。これらのことから、夜勤主体の勤務形態では、休日の過ごし方が重要であると考えられる。休日明けの夜勤が、身体が休日モードから仕事モードへ切り替わりにくくなっていることで、休日明けの警告の頻出回数が多くなっていたと思われる。そのため、休日の過ごし方に注意するようアドバイスを行った。その結果、13ヶ月後、21ヶ月後は休み明けが他の曜日より少なくなる傾向に変化した。本面談により、休み明けの勤務に向けて調子が整えられたのではないかと考えられる。これにより、週1回の面談により事故防止の低減効果が得られ、結果として2年間以上無事故を継続できているものと考えられる。   For reference, the result of giving advice to the driver once a week will be described. In the product name “Sleep Buster” manufactured by Delta Touring Co., Ltd., the determination result by the homeostasis maintenance function level determination means 240 is set to be displayed as shown in FIG. The result determined by the homeostasis maintenance function level determination means 240 was used. FIG. 15 summarizes the determination results in units of months and calculates an average value of the number of frequent warning determinations for each day of the week. In the figure, the bar graph on the left shows the average value of the frequency of warnings, the line graph shows the operating days, and the right shows the actual values for each operation. In the month following the accident, the number of warnings on Sunday or Monday after the holiday was high, and it tended to be the same or less from the middle to the second half of the week. From these things, it is thought that the way of spending holidays is important in the night work type. The night shift at the end of the holiday seems to have increased the number of warnings at the end of the holiday because the body is less likely to switch from the holiday mode to the work mode. Therefore, advice was given to pay attention to how to spend holidays. As a result, after 13 months and 21 months, there was a change in the tendency that the days after the holidays were less than other days of the week. Through this interview, it seems that he was ready for his day off work. As a result, it is considered that an accident prevention reduction effect is obtained by a weekly interview, and as a result, no accidents can be continued for more than two years.

背部体表脈波から算出した体調推定法を職業運転手に適用し、事故直前およびその後2年間の面談による体調の変化の傾向を観察し、その効果を検証した。その結果、走行時間のばらつきによる影響や、休日明け夜間勤務など、休暇と仕事の切り替わりが体調に影響を与える要因と推測され、面談による注意、改善を行うことは、事故低減に有用であると言える。   The physical condition estimation method calculated from the back body surface pulse wave was applied to professional drivers, and the tendency of physical condition change by interviews immediately before and after the accident for 2 years was observed and the effect was verified. As a result, it is speculated that the change of vacation and work, such as the effects of travel time variations and night work after holidays, will affect the physical condition, and attention and improvement through interviews are useful for reducing accidents. I can say that.

1 生体信号測定装置
11 コアパッド
12 スペーサパッド
14 センサ
100 生体状態推定装置
200 生体調節機能要素判定手段
210 周波数傾き時系列波形演算手段
220 分布率演算手段
230 疲労曲線演算手段
240 恒常性維持機能レベル演算手段
250 体調マップ演算手段
260 感覚マップ演算手段
300 疲労感推定手段
310 第1推定手段
320 第2推定手段
330 第3推定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Biosignal measuring apparatus 11 Core pad 12 Spacer pad 14 Sensor 100 Living body state estimation apparatus 200 Biological regulation functional element determination means 210 Frequency inclination time series waveform calculation means 220 Distribution rate calculation means 230 Fatigue curve calculation means 240 Constancy maintenance function level calculation means 250 physical condition map calculation means 260 sensory map calculation means 300 fatigue estimation means 310 first estimation means 320 second estimation means 330 third estimation means

Claims (7)

人の背部に当接される生体信号測定装置から得られる生体信号を用いて、生体状態を推定する生体状態推定装置であって、
前記生体信号を分析して、自律神経機能、肉体・精神疲労又は感覚との関連性の高い指標を含む、生体調節機能に関与する複数の指標を求める生体調節機能要素判定手段と、
前記生体調節機能要素判定手段により求められた複数の指標を組み合わせて、前記生体状態として、疲労感のマスキングが生じている状態であるか否かを推定する疲労感推定手段と
を有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 obtained from a biological signal measurement device that is in contact with a human back,
A bioregulatory function element determination unit that analyzes the biosignal and obtains a plurality of indices related to the bioregulatory function, including an index that is highly related to autonomic nervous function, physical / mental fatigue, or sensation;
Fatigue sensation estimating means for estimating whether or not the biological condition is a state where fatigue masking is occurring by combining a plurality of indices obtained by the biological adjustment functional element determination means. A biological state estimating device.
前記疲労感推定手段は、
分析対象の前記生体信号についての前記自律神経機能への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、前記疲労感のマスキングが生じている状態と推定する第1推定手段と、
前記第1推定手段により前記疲労感のマスキングが生じている状態と推定されない分析対象の前記生体信号について、前記肉体・精神疲労への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、疲労感のマスキングが生じていない状態と推定する第2推定手段と、
前記第2推定手段において前記疲労感のマスキングが生じていない状態と推定されない分析対象の前記生体信号について、所定の基準に基づき、少なくとも、前記疲労感のマスキングが生じている状態及び前記疲労感のマスキングが生じていない状態のいずれかに分類する第3推定手段と
を有する請求項1記載の生体状態推定装置。
The fatigue estimation means is
First estimation means that estimates that the state of masking of fatigue occurs when a time-series change of an index highly relevant to the autonomic nervous function of the biological signal to be analyzed satisfies a predetermined criterion When,
With respect to the biological signal to be analyzed that is not estimated to be a state in which the first estimator masks the feeling of fatigue, the time series change of the index highly relevant to the physical / mental fatigue satisfies a predetermined criterion A second estimating means for estimating that no fatigue masking has occurred,
The biological signal to be analyzed that is not estimated to be in a state in which no fatigue masking has occurred in the second estimating means, based on a predetermined criterion, at least the state in which the fatigue feeling masking has occurred and the fatigue feeling The biological state estimation apparatus according to claim 1, further comprising: a third estimation unit that classifies the mask into any state where masking has not occurred.
人の背部に当接される生体信号測定装置から得られる生体信号を用いて、生体状態を推定する生体状態推定方法であって、
前記生体信号を分析して、自律神経機能、肉体・精神疲労又は感覚との関連性の高い指標を含む、生体調節機能に関与する複数の指標を求め、
前記複数の指標を組み合わせて、前記生体状態として、疲労感のマスキングが生じている状態であるか否かを推定する
ことを特徴とする生体状態推定方法。
A biological state estimation method for estimating a biological state using a biological signal obtained from a biological signal measurement device in contact with a human back,
Analyzing the biological signal, to obtain a plurality of indicators involved in the bioregulatory function, including indicators highly related to autonomic nervous function, physical / mental fatigue or sensation,
A biological state estimation method, comprising: combining the plurality of indices to estimate whether or not the biological state is a state in which fatigue masking has occurred.
分析対象の前記生体信号についての前記自律神経機能への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、前記疲労感のマスキングが生じている状態と推定する第1推定手順を実施し、
前記第1推定手順により前記疲労感のマスキングが生じている状態と推定されない分析対象の前記生体信号について、前記肉体・精神疲労への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、疲労感のマスキングが生じていない状態と推定する第2推定手順を実施し、
前記第2推定手順において前記疲労感のマスキングが生じていない状態と推定されない分析対象の前記生体信号について、所定の基準に基づき、少なくとも、前記疲労感のマスキングが生じている状態及び前記疲労感のマスキングが生じていない状態のいずれかに分類する第3推定手順を実施して、
前記疲労感のマスキングが生じている状態であるか否かを推定する請求項3記載の生体状態推定方法。
A first estimation procedure for estimating a state in which the masking of the feeling of fatigue occurs when a time-series change of an index highly relevant to the autonomic nervous function of the biological signal to be analyzed satisfies a predetermined criterion Carried out
With respect to the biological signal to be analyzed that is not estimated to be in a state where the masking of the feeling of fatigue has occurred by the first estimation procedure, the time series change of the index highly related to the physical / mental fatigue satisfies a predetermined criterion The second estimation procedure for estimating that no fatigue masking has occurred,
Based on a predetermined standard, at least the state of the fatigue feeling masking and the fatigue feeling of the biological signal to be analyzed that is not estimated as the state where the fatigue feeling masking does not occur in the second estimation procedure Perform a third estimation procedure to classify any of the states where masking has not occurred,
The biological state estimation method according to claim 3, wherein it is estimated whether or not the fatigue feeling is masked.
生体状態推定装置としてのコンピュータに、人の背部に当接される生体信号測定装置から得られる生体信号を分析させ、生体状態を推定する手順を実行させるコンピュータプログラムであって、
前記生体信号を分析して、自律神経機能、肉体・精神疲労又は感覚との関連性の高い指標を含む、生体調節機能に関与する複数の指標を求める手順と、
前記複数の指標を組み合わせて、前記生体状態として、疲労感をマスキングして疲労感のマスキングが生じている状態であるか否かを推定する手順と
を実行させるコンピュータプログラム。
A computer program for causing a computer as a biological state estimation device to analyze a biological signal obtained from a biological signal measurement device in contact with a human back and to execute a procedure for estimating a biological state,
Analyzing the biological signal, and obtaining a plurality of indicators involved in the biological regulation function, including an indicator highly related to autonomic nervous function, physical / mental fatigue or sensation;
A computer program that executes a procedure of combining the plurality of indices to estimate whether or not the biological state is a state in which the feeling of fatigue is masked and the state of masking of the feeling of fatigue has occurred.
前記疲労感のマスキングが生じている状態であるか否かを推定する手順では、
分析対象の前記生体信号についての前記自律神経機能への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、前記疲労感のマスキングが生じている状態と推定する第1推定手順を実行させ、
前記第1推定手順により前記疲労感のマスキングが生じている状態と推定されない分析対象の前記生体信号について、前記肉体・精神疲労への関連性の高い指標の時系列変化が、所定の基準を満たす場合に、疲労感のマスキングが生じていない状態と推定する第2推定手順を実行させ、
前記第2推定手順において前記疲労感のマスキングが生じていない状態と推定されない分析対象の前記生体信号について、所定の基準に基づき、少なくとも、前記疲労感のマスキングが生じている状態及び前記疲労感のマスキングが生じていない状態のいずれかに分類する第3推定手順を実行させる請求項5記載のコンピュータプログラム。
In the procedure for estimating whether or not the fatigue masking is occurring,
A first estimation procedure for estimating a state in which the masking of the feeling of fatigue occurs when a time-series change of an index highly relevant to the autonomic nervous function of the biological signal to be analyzed satisfies a predetermined criterion And execute
With respect to the biological signal to be analyzed that is not estimated to be in a state where the masking of the feeling of fatigue has occurred by the first estimation procedure, the time series change of the index highly related to the physical / mental fatigue satisfies a predetermined criterion A second estimation procedure for estimating that no fatigue masking has occurred,
Based on a predetermined standard, at least the state of the fatigue feeling masking and the fatigue feeling of the biological signal to be analyzed that is not estimated as the state where the fatigue feeling masking does not occur in the second estimation procedure The computer program according to claim 5, wherein a third estimation procedure for classifying the state into any state where masking has not occurred is executed.
生体状態推定装置としてのコンピュータに、人の背部に当接される生体信号測定装置から得られる生体信号を分析させ、生体状態を推定する手順を実行させる請求項5又は6に記載のコンピュータプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   The computer program according to claim 5 or 6, which causes a computer as a biological state estimation device to analyze a biological signal obtained from a biological signal measurement device that is in contact with a human back and to perform a procedure for estimating a biological state. A recorded computer-readable recording medium.
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