JP6703456B2 - Method of operating determination device, determination device, and wearable sensor system - Google Patents
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Description
本発明は、生体情報を検知するウェアラブルセンサシステムに係り、特に生体の熱障害の危険度を判定する判定装置の作動方法、判定装置およびウェアラブルセンサシステムに関するものである。 The present invention relates to a wearable sensor system that detects biological information, and more particularly to a method of operating a determination device that determines the risk of heat damage to a living body , a determination device, and a wearable sensor system.
近年、地球の温暖化やヒートアイランド現象の影響も相まって、日本国内での熱中症に代表される熱障害への罹患リスクが上昇しつつある。熱中症に代表される熱障害は、高温環境下のような温熱ストレスが人に与えられると、脱水症状が起こり、体内の水分や塩分のバランスが崩れるとともに、体内の調整機能が破綻する、死に至る可能性もある障害のことである(非特許文献1参照)。 In recent years, combined with the effects of global warming and the heat island phenomenon, the risk of contracting a heat disorder represented by heat stroke in Japan is increasing. Heat disorders, such as heat stroke, cause dehydration when people are subjected to heat stress, such as in a high-temperature environment, and the balance of water and salt in the body is disrupted. It is a disorder that may reach (see Non-Patent Document 1).
行政機関が発表するデータによれば、真夏日や熱帯夜が続くと熱中症死亡者数が増えることが分かっている。具体的には、人体と外気との間の熱収支に着目した指標である“暑さ指数WBGT(Wet Bulb Globe Temperature:湿球黒球温度)”が28度を超えると熱中症による死亡者数が増え始め、WBGTの上昇と共に死亡率が上昇することが知られている。また、スポーツなどの運動や仕事をしている人は、屋外で熱中症を発症する傾向があり、日常生活を送っている人、特に高齢者は、屋内で熱中症を発症する傾向があることも知られている。一方、熱中症に代表される熱障害は、予防できるとも言われている。 Data released by government agencies show that the number of people who die from heat stroke increases as summer days and tropical nights continue. Specifically, if the "heat index WBGT (Wet Bulb Globe Temperature)", which is an index focusing on the heat balance between the human body and the outside air, exceeds 28 degrees, the number of deaths due to heat stroke It is known that the mortality rate increases with the increase of WBGT. In addition, people who exercise or work such as sports tend to develop heat stroke outdoors, and people who live their daily lives, especially elderly people, tend to develop heat stroke indoors. Is also known. On the other hand, it is said that heat disorders represented by heat stroke can be prevented.
人は、体温の上昇に対して、熱に弱い中枢神経を守ることを第一に血液を皮膚表面に移動させて伝導と放射により熱拡散を促進させると共に、大量の発汗による蒸発を促して温熱ストレスを緩和している。この体温の上昇を抑えるための要素としては、非特許文献1に記載されているように、外界の環境、心機能、および血管内容量が知られている。
例えば、行政機関が発表する地域毎の暑さ指数WBGTに基づいて、飲水、塩分補給、冷所への退避、体の冷却等の適切な行動をとれば、熱中症に発展するリスクを抑えられると考えられている。
In order to protect the central nervous system, which is vulnerable to heat, in response to an increase in body temperature, humans first move blood to the skin surface to promote heat diffusion by conduction and radiation, and promote evaporation by a large amount of sweating Relieves stress. As described in
For example, the risk of developing heat stroke can be reduced by taking appropriate actions such as drinking water, replenishing salt, refrigerating to a cold place, and cooling the body based on the regional heat index WBGT announced by the administrative agency. It is believed that.
また、熱中症に代表される熱障害を発症した場合には身体の核心温(体温)が上昇することから、体温を常時モニタリングしながら適切な行動をとることによっても、熱中症に発展するリスクを抑えられると考えられている。 Moreover, when a heat disorder represented by heat stroke develops, the core temperature (body temperature) of the body rises. Therefore, by taking appropriate action while constantly monitoring the body temperature, the risk of developing heat stroke. Is believed to be suppressed.
しかしながら、移動することが多い現在の社会においては、ユーザ自らが、現在地における暑さ指数WBGTを常時気にしながら行動することは容易ではない。
また、暑さ指数WBGTは、あくまで特定の地域における屋外の計測点の情報であり、ユーザが現在置かれている状況をそのまま反映したものではない参考値である。したがって、屋内での熱中症が多数報告されているように、暑さ指数WBGTに頼って行動するだけでは、熱中症に至る熱障害を防げるとは限らない。
However, in today's society, which often moves, it is not easy for the user to act while always being aware of the heat index WBGT at the current location.
In addition, the heat index WBGT is information of outdoor measurement points in a specific area, and is a reference value that does not directly reflect the current situation of the user. Therefore, as many heat strokes have been reported indoors, merely relying on the heat index WBGT to act does not always prevent heat disorders leading to heat stroke.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、暑さ指数WBGTなどの参考値に頼ることなく、生体の熱障害の危険度を判定することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to determine the degree of risk of heat injury of a living body without relying on reference values such as the heat index WBGT.
本発明は、CPUと記憶装置とを備えたコンピュータからなる判定装置の作動方法であって、生体の心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとをウェアラブルセンサ端末から受信するデータ取得ステップと、前記心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとに基づいて、生体の熱障害の危険度を判定する判定ステップとを、前記記憶装置に格納されたプログラムに従って前記CPUに実行させ、前記体温のデータは、前記心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとを取得する前記ウェアラブルセンサ端末のセンサのうち、生体の耳に装着されたセンサによって測定された深部体温のデータであり、前記判定ステップは、前記ウェアラブルセンサ端末が試験対象の生体について予め測定した心拍数と深部体温と皮膚血流の複数組のデータを、危険度レベル別に分別した教師データを作成する教師データ作成ステップと、前記ウェアラブルセンサ端末が判定対象の生体について測定した心拍数と深部体温と皮膚血流のデータの、前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定する危険度判定ステップとを含み、前記教師データ作成ステップは、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析後のデータを、予め設定された条件に基づいて安全域のデータと危険域のデータと他のデータの3つに分別し、前記他のデータを、前記安全域および危険域のデータとの近さに基づいて、注意域と要注意域のいずれかのデータに分別することにより、前記教師データを作成するステップを含み、前記危険度判定ステップは、前記判定対象の生体について測定された心拍数と深部体温と皮膚血流のデータを、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに追加し、追加後のデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析で得られた主成分空間上での、前記判定対象の生体のデータと前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定するステップを含むことを特徴とするものである。 The present invention relates to a method of operating a determination device including a computer including a CPU and a storage device, which is a data acquisition for receiving heartbeat data, body temperature data, and skin blood flow data from a wearable sensor terminal. A step of determining a risk degree of heat injury of a living body based on the heart rate data, the body temperature data, and the skin blood flow data in the CPU according to a program stored in the storage device. Among the sensors of the wearable sensor terminal that obtains the heart rate data, the body temperature data, and the skin blood flow data, the body temperature data is the deep part measured by the sensor attached to the ear of the living body. It is data of body temperature, and the determination step creates teacher data in which the wearable sensor terminal classifies multiple sets of data of heart rate, deep body temperature, and skin blood flow preliminarily measured for a living body of a test subject according to risk levels. Based on the proximity of the teacher data to the data of heart rate, core body temperature, and skin blood flow measured by the wearable sensor terminal for the living body to be determined, the heat of the living body to be determined. look including the risk assessment step of determining the risk of failure, the teacher data creating step performs a principal component analysis on previously measured data about the living body of the test subject, data after principal component analysis Based on the closeness of the safety zone data, the danger zone data and other data to the safety zone data and the danger zone data based on the preset conditions. In addition, the method includes the step of creating the teacher data by classifying the data into either the caution area or the caution area, wherein the risk determination step includes the heart rate and the deep body temperature measured for the determination target living body. And the data of skin blood flow are added to the data measured in advance for the living body of the test target, the principal component analysis is performed on the data after the addition, and the principal component space obtained by this principal component analysis is calculated. The method further comprises the step of determining the degree of risk of heat injury of the determination target biological body based on the proximity of the determination target biological data and the teacher data .
また、本発明は、CPUと記憶装置とを備えたコンピュータからなる判定装置の作動方法であって、生体の心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとをウェアラブルセンサ端末から受信するデータ取得ステップと、前記心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとに基づいて、生体の熱障害の危険度を判定する判定ステップとを、前記記憶装置に格納されたプログラムに従って前記CPUに実行させ、前記判定ステップは、前記ウェアラブルセンサ端末が試験対象の生体について予め測定した心拍数と体温と皮膚血流の複数組のデータを、危険度レベル別に分別した教師データを作成する教師データ作成ステップと、前記ウェアラブルセンサ端末が判定対象の生体について測定した心拍数と体温と皮膚血流のデータの、前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定する危険度判定ステップとを含み、前記教師データ作成ステップは、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析後のデータを、予め設定された条件に基づいて安全域のデータと危険域のデータと他のデータの3つに分別し、前記他のデータを、前記安全域および危険域のデータとの近さに基づいて、注意域と要注意域のいずれかのデータに分別することにより、前記教師データを作成するステップを含み、前記危険度判定ステップは、前記判定対象の生体について測定された心拍数と体温と皮膚血流のデータを、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに追加し、追加後のデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析で得られた主成分空間上での、前記判定対象の生体のデータと前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の判定装置の作動方法の1構成例において、前記教師データ作成ステップは、前記他のデータを注意域と要注意域のいずれかのデータに分別する方法として、k−meansクラスタリングまたはEMアルゴリズムを用いることを特徴とするものである。
Further , the present invention is a method of operating a determination device including a computer having a CPU and a storage device, wherein heartbeat data of a living body, body temperature data, and skin blood flow data are received from a wearable sensor terminal. Data acquisition step, based on the data of the heart rate, the data of the body temperature and the data of the skin blood flow, the determination step of determining the risk of thermal injury of the living body, according to the program stored in the storage device. A teacher that causes the CPU to execute the determination step, and creates teacher data in which the wearable sensor terminal classifies a plurality of sets of data of the heart rate, the body temperature, and the skin blood flow, which are preliminarily measured for the living body to be tested, according to risk levels. Data creation step, based on the proximity of the heart rate, body temperature, and skin blood flow data measured by the wearable sensor terminal for the living body to be judged, to the teacher data, the risk of thermal injury to the living body to be judged And a risk determining step for determining the degree, the teacher data creating step performs a principal component analysis on the data measured in advance for the living body of the test subject, and sets the data after the principal component analysis in advance. Based on the specified conditions, the data are classified into three, safe area data, dangerous area data, and other data. Based on the proximity of the other data to the safe area and dangerous area data, the caution area By including the step of creating the teacher data by classifying into one of the data of the caution area and the caution area, the risk determination step includes the heart rate, the body temperature, and the skin blood flow measured for the living body of the determination target. Data is added to the data measured in advance for the living body of the test target, the principal component analysis is performed on the data after the addition, on the principal component space obtained by this principal component analysis, of the determination target It is characterized by including a step of determining a risk degree of heat injury of the living body to be determined based on the proximity of the living body data and the teacher data.
Further, in one configuration example of the operating method of the determination device of the present invention, the teacher data creating step may use k-means clustering or a method of classifying the other data into any of a caution area and a caution area. It is characterized by using an EM algorithm.
また、本発明の判定装置の作動方法の1構成例において、前記危険度判定ステップは、前記追加後のデータに対して行った主成分分析で得られた主成分空間上で、前記判定対象の生体のデータに最も近い所定数のデータを抽出し、この抽出したデータの危険度を前記教師データに基づいて判定し、前記抽出したデータの危険度の多数決で、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の判定装置の作動方法の1構成例は、前記教師データ作成ステップで用いる皮膚血流の測定データの代わりに、運動負荷がかかっていないときの試験対象の生体の皮膚血流量を初期値としたときの、この初期値に対する当該試験対象の生体の皮膚血流量の測定データの変化の割合を用い、前記危険度判定ステップで用いる皮膚血流の測定データの代わりに、運動負荷がかかっていないときの判定対象の生体の皮膚血流量を初期値としたときの、この初期値に対する当該判定対象の生体の皮膚血流量の測定データの変化の割合を用いることを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the operation method of the determination device of the present invention, the risk determination step is performed on the main component space obtained by the main component analysis performed on the data after the addition, to determine the determination target. A predetermined number of data closest to the biological data is extracted, the risk of the extracted data is determined based on the teacher data, and the majority of the risks of the extracted data is determined by the thermal failure of the determination target biological body. It is characterized by including a step of determining the degree of danger of.
In addition, one configuration example of the operating method of the determination device of the present invention is to replace the measurement data of the skin blood flow used in the teacher data creation step with the skin blood flow rate of the living body of the test subject when no exercise load is applied. When the initial value, using the rate of change of the measurement data of the skin blood flow of the test subject to the initial value, instead of the measurement data of the skin blood flow used in the risk determination step, the exercise load is When the skin blood flow rate of the determination target living body when not applied is set as an initial value, it is characterized by using the rate of change of the measurement data of the skin blood flow rate of the determination target living body with respect to this initial value. is there.
また、本発明の判定装置は、生体の心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとをウェアラブルセンサ端末から受信する通信部と、前記心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとに基づいて、生体の熱障害の危険度を判定する判定手段とを備え、前記体温のデータは、前記心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとを取得する前記ウェアラブルセンサ端末のセンサのうち、生体の耳に装着されたセンサによって測定された深部体温のデータであり、前記判定手段は、前記ウェアラブルセンサ端末が試験対象の生体について予め測定した心拍数と深部体温と皮膚血流の複数組のデータを、危険度レベル別に分別した教師データを作成する教師データ作成部と、前記ウェアラブルセンサ端末が判定対象の生体について測定した心拍数と深部体温と皮膚血流のデータの、前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定する危険度判定部とを含み、前記教師データ作成部は、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析後のデータを、予め設定された条件に基づいて安全域のデータと危険域のデータと他のデータの3つに分別し、前記他のデータを、前記安全域および危険域のデータとの近さに基づいて、注意域と要注意域のいずれかのデータに分別することにより、前記教師データを作成し、前記危険度判定部は、前記判定対象の生体について測定された心拍数と深部体温と皮膚血流のデータを、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに追加し、追加後のデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析で得られた主成分空間上での、前記判定対象の生体のデータと前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定することを特徴とするものである。
また、本発明の判定装置は、生体の心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとをウェアラブルセンサ端末から受信する通信部と、前記心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとに基づいて、生体の熱障害の危険度を判定する判定手段とを備え、前記判定手段は、前記ウェアラブルセンサ端末が試験対象の生体について予め測定した心拍数と体温と皮膚血流の複数組のデータを、危険度レベル別に分別した教師データを作成する教師データ作成部と、前記ウェアラブルセンサ端末が判定対象の生体について測定した心拍数と体温と皮膚血流のデータの、前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定する危険度判定部とを含み、前記教師データ作成部は、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析後のデータを、予め設定された条件に基づいて安全域のデータと危険域のデータと他のデータの3つに分別し、前記他のデータを、前記安全域および危険域のデータとの近さに基づいて、注意域と要注意域のいずれかのデータに分別することにより、前記教師データを作成し、前記危険度判定部は、前記判定対象の生体について測定された心拍数と体温と皮膚血流のデータを、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに追加し、追加後のデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析で得られた主成分空間上での、前記判定対象の生体のデータと前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定することを特徴とするものである。
また、本発明のウェアラブルセンサシステムは、生体の心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとを取得するウェアラブルセンサ端末と、前記判定装置とを備えることを特徴とするものである。
In addition, the determination device of the present invention is a communication unit that receives heartbeat data of a living body, body temperature data, and skin blood flow data from a wearable sensor terminal, the heart rate data, body temperature data, and skin blood flow. And a determination unit that determines the risk of thermal injury of the living body based on the data of the body temperature data, the body temperature data is the wearable that acquires the heart rate data, the body temperature data, and the skin blood flow data. Of the sensors of the sensor terminal, is the data of the deep body temperature measured by the sensor attached to the ear of the living body, the determination means, the wearable sensor terminal the heart rate and the deep body temperature previously measured for the living body of the test subject, A plurality of sets of data of skin blood flow, a teacher data creation unit that creates teacher data by classifying the data according to risk levels, and heart rate, deep body temperature, and skin blood flow data measured by the wearable sensor terminal for a living body to be determined. of, based on the proximity of said teacher data, the saw including a danger evaluator to determine the risk of thermal failure determination target living, before Symbol teacher data creating unit for biometric of the test object Principal component analysis is performed on the pre-measured data, and the data after this principal component analysis is divided into three data, that is, the safety region data, the dangerous region data, and other data based on the preset conditions. , The teacher data is created by classifying the other data into data of either the caution area or the caution area based on the proximity to the data of the safety area and the danger area, and the risk data is created. The determination unit adds the data of the heart rate, the core body temperature, and the skin blood flow measured for the biological body of the determination target to the data measured in advance for the biological body of the test target, and the main component with respect to the data after the addition. Performing an analysis, on the principal component space obtained by this principal component analysis, based on the proximity of the data of the living body of the determination target and the teacher data, the risk of heat injury of the living body of the determination target It is characterized by making a determination.
In addition, the determination device of the present invention is a communication unit that receives heartbeat data of a living body, body temperature data, and skin blood flow data from a wearable sensor terminal, the heart rate data, body temperature data, and skin blood flow. Based on the data, and a determination means for determining the risk of heat injury of the living body, the determination means, the wearable sensor terminal of the heart rate and body temperature and skin blood flow pre-measured for the living body of the test subject. A plurality of sets of data, a teacher data creation unit that creates teacher data that is classified according to risk levels, and the teacher data of heart rate, body temperature, and skin blood flow data measured by the wearable sensor terminal for a living body to be determined. Based on the closeness of, and including a risk determination unit to determine the risk of thermal injury of the living body of the determination target, the teacher data creation unit, for the data measured in advance for the living body of the test target The principal component analysis is performed by using the data, and the data after the principal component analysis is divided into three data, that is, the data in the safety region, the data in the dangerous region, and the other data based on the preset conditions. Based on the proximity to the data of the safe area and the dangerous area, the teacher data is created by classifying the data into either the caution area or the caution area, The heart rate, body temperature, and skin blood flow data measured for the living body are added to the data previously measured for the living body to be tested, and the principal component analysis is performed on the data after the addition, and this principal component analysis is performed. Characterized in that the degree of risk of heat injury of the determination target biological body is determined based on the proximity of the determination target biological data and the teacher data on the principal component space obtained in Is.
Further, the wearable sensor system of the present invention is characterized by including a wearable sensor terminal for acquiring heartbeat data, body temperature data, and skin blood flow data of a living body, and the determination device.
本発明は、生体が平常な状態から高温障害が引き起こされる状態に変化する間に、体温上昇を抑える目的で、心拍数を上昇させると共に末梢血流を上昇させる機序や、さらに体温上昇が続いた場合に、生体が血流を上昇させることが出来なくなる機序の変化を捉えるために、生体の心機能に関するデータと体温のデータの他に皮膚血流のデータを測定することを特徴としている。本発明によれば、生体の熱障害の危険度を適切に判定することができるので、暑さ指数WBGTなどの参考値に頼ることなく、生体の熱障害に関する適切な状態情報を提供することが可能となる。 The present invention is a mechanism for increasing the heart rate and peripheral blood flow for the purpose of suppressing the increase in body temperature while the living body changes from a normal state to a state in which high temperature injury is caused, and further increase in body temperature continues. In this case, in order to capture the changes in the mechanism that makes it impossible for the living body to increase blood flow, it is characterized by measuring skin blood flow data in addition to data related to the heart function and body temperature of the living body. .. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since the risk degree of heat injury of a living body can be appropriately determined, it is possible to provide appropriate state information regarding the heat injury of a living body without relying on reference values such as the heat index WBGT. It will be possible.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態に係るウェアラブルセンサシステムの構成を示す図であり、ウェアラブルセンサシステムを人体に装着した様子を示す模式図である。ウェアラブルセンサシステムは、ウェアラブルセンサシステムを身に付ける使用者100の心機能に関するデータを取得するウェアラブルセンサ端末1と、使用者100の体温のデータを取得するウェアラブルセンサ端末2と、使用者100の皮膚血流のデータを取得するウェアラブルセンサ端末3と、ウェアラブルセンサ端末1によって取得された心機能のデータ、ウェアラブルセンサ端末2によって取得された体温のデータ、ウェアラブルセンサ端末3によって取得された皮膚血流のデータに基づいて、使用者100の熱障害の危険度を判定する判定装置4とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wearable sensor system according to an embodiment of the present invention, and is a schematic diagram showing a state in which the wearable sensor system is mounted on a human body. The wearable sensor system includes a
図1の例では、ウェアラブルセンサ端末1は、使用者100が着用するシャツ型のウェアラブルデバイス10に装着されている。このウェアラブルデバイス10には、使用者100の心臓101の周囲の皮膚表面と接触するように電極11が設けられている。ウェアラブルセンサ端末1は、ウェアラブルデバイス10に設けられた配線12を介して電極11と接続されている。このウェアラブルセンサ端末1は、電極11を介して使用者100の心電波形を測定し、心電波形を解析することにより、使用者100の心機能に関するデータとして心拍数を取得する。心電波形の測定方法や心拍数の取得方法は周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。
In the example of FIG. 1, the
そして、ウェアラブルセンサ端末1は、取得した心拍数のデータを無線または有線で判定装置4へ送信する。
なお、ウェアラブルセンサ端末1は、ウェアラブルデバイス10の基材である衣類(本実施の形態の例ではシャツ)に固定されていてもよいし、基材に対して着脱可能な構成であってもよい。
Then, the
The
ウェアラブルセンサ端末2は、使用者100の体温のデータを取得する。このようなウェアラブルセンサ端末2としては、例えば使用者100の耳の部分にセンサを装着して鼓膜温から深部体温を測定する装置が知られている。その他の深部体温を測定する方法として、皮膚温から推定する方法などがある。ウェアラブルセンサ端末2は、取得した体温のデータを無線または有線で判定装置4へ送信する。
The
ウェアラブルセンサ端末3は、例えば使用者100の腕に装着され、使用者100の皮膚血流量のデータを取得する。このようなウェアラブルセンサ端末3としては、例えば文献「K.Kuwabara,Y.Higuchi,T.Ogasawara,H.Koizumi,T.Haga,“Wearable Blood Flowmeter Appcessory with Low-Power Laser Doppler Signal Processing for Daily-Life Healthcare Monitoring”,Proceeding of 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society,2014,p.6274-6277」に開示された小型血流計がある。ウェアラブルセンサ端末3は、取得した皮膚血流量のデータを無線または有線で判定装置4へ送信する。
The
図2は本実施の形態の判定装置4の構成を示すブロック図である。判定装置4は、ウェアラブルセンサ端末1〜3から測定データを受信する通信部40と、データ記憶のための記憶部41と、被験者のデータを基に事前に教師データを作成する教師データ作成部42と、使用者100の熱障害の危険度を判定する危険度判定部43と、危険度判定部43の判定結果を出力する判定結果出力部44と、判定装置4に指令を与えるための入力部45とから構成される。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
判定装置4の例としては、例えば使用者100が所持するスマートフォンがある。ただし、ウェアラブルセンサ端末1〜3のいずれかの内部に判定装置4を設けるようにしてもよい。
An example of the
次に、高温障害の危険度判定の基となる教師データを予め作成する方法について図3を用いて説明する。本実施の形態では、教師データを作成するため、被験者(試験対象の生体)が任意の運動負荷(ワークロード)を与えられた時の心拍数と体温と皮膚血流量を測定する。被験者、測定点数は多ければ多いほど望ましい。ここでは、心拍数と体温と皮膚血流量との組からなる測定データの個数をn(nは2以上の整数)とする。 Next, a method of creating in advance the teacher data which is the basis for the risk determination of the high temperature failure will be described with reference to FIG. In the present embodiment, in order to create the teacher data, the heart rate, the body temperature, and the skin blood flow when the subject (living body to be tested) is given an arbitrary exercise load (workload) are measured. The more subjects and measurement points, the more desirable. Here, the number of measurement data consisting of a set of heart rate, body temperature, and skin blood flow is n (n is an integer of 2 or more).
まず、0から80%の範囲の任意のワークロードを与えられた時の被験者の心拍数と体温と皮膚血流量を、図1に示したウェアラブルセンサ端末1〜3を用いて複数の被験者について測定する。なお、ここで言う0から80%とは、最大酸素摂取量(VO2max)で規定される運動強度のことを意味する。
First, the heart rate, body temperature, and skin blood flow of a subject when given an arbitrary workload in the range of 0 to 80% are measured for a plurality of subjects using the
判定装置4の通信部40は、心拍数と体温と皮膚血流量のデータを、被験者が身に付けているウェアラブルセンサ端末1〜3から受信する(図3ステップS100)。受信したデータは記憶部41に格納される。なお、被験者と被験者に与えられたワークロードの量とを認識できるようにするため、被験者に固有のID(識別情報)とワークロードの情報とを付加してデータを記憶部41に格納できるようにしておくことが望ましい。これらIDとワークロードの情報は、例えば教師データ作成を行う作業者が操作する入力部45から入力される。
The
判定装置4の教師データ作成部42は、記憶部41に格納されたD次元(本実施の形態の例では心拍数と体温と皮膚血流量のD=3次元)×n個のデータに対して主成分分析を行う(図3ステップS101)。ただし、皮膚血流量については測定データをそのまま用いるのではなく、ワークロードがかかっていないときの被験者の皮膚血流量を初期値とし、この初期値に対する皮膚血流量の測定データの変化の割合を、皮膚血流変化割合(単位パーセント)として用いる。
The teacher
つまり、教師データ作成部42は、被験者の皮膚血流量の測定データを、当該被験者の皮膚血流量の初期値で除算することにより、皮膚血流変化割合を算出する。皮膚血流量の初期値は被験者毎に異なるが、予め測定した被験者毎の初期値を記憶部41に格納しておけばよい。こうして、教師データ作成部42は、心拍数と体温と皮膚血流変化割合のD=3次元のデータに対して主成分分析を行うことになる。
本実施の形態では、D=3次元のデータに対して同じD=3次元の合成変数(主成分)を求める例で説明する。
That is, the teacher
In this embodiment, an example will be described in which the same D=three-dimensional synthetic variable (principal component) is obtained for D=three-dimensional data.
続いて、教師データ作成部42は、主成分分析後のデータを、レベル1(安全域)と、レベル4(危険域)と、レベル1,4以外のレベルの3つの危険度レベルに分別する(図3ステップS102)。ここでは、ワークロードが0%〜30%で、かつ体温が37.5℃未満であった主成分分析前のデータ(心拍数、体温、皮膚血流変化割合)に対応する主成分分析後のデータをレベル1(安全域)のデータとする。また、体温が38.5℃より高い温度であった主成分分析前のデータに対応する主成分分析後のデータをレベル4(危険域)のデータとする。このようなレベル1とレベル4の分別条件は予め教師データ作成部42に設定されている。図3では、レベル1(安全域)のデータの個数をn4個、レベル4(危険域)のデータの個数をn1個としている。
Subsequently, the teacher
次に、教師データ作成部42は、レベル1(安全域)とレベル4(危険域)を除く{n−(n1+n4)}個の主成分分析後のデータに対し、k−meansクラスタリングを実施し、これら主成分分析後のデータを2グループに分別する(図3ステップS103)。具体的には、教師データ作成部42は、主成分分析後の3次元空間上でレベル1のデータが属するクラスタ(集団)の中心の座標とレベル4のデータが属するクラスタの中心の座標とをそれぞれ算出し、これら中心と主成分分析後の分別対象のデータとの空間上の距離を算出して、レベル1のクラスタの中心に近いデータをレベル2(注意域)のデータ、レベル4のクラスタの中心に近いデータをレベル3(要注意域)のデータとする。図3では、レベル2のデータの個数をn2個、レベル3のデータの個数をn3個としている(n1+n2+n3+n4=n)。
Next, the teacher
こうして、レベル1(安全域)のn1個のデータとレベル2(注意域)のn2個のデータとレベル3(要注意域)のn3個のデータとレベル4(危険域)のn4個のデータとからなる教師データを作成することができる。この教師データは記憶部41に格納される。以上で、教師データの作成が終了する。
なお、ステップS103の分別のアルゴリズムとして、EM(exception-maximization)アルゴリズムを用いることも可能である。
Thus, n1 data of level 1 (safety zone), n2 data of level 2 (warning zone), n3 data of level 3 (warning zone) and n4 data of level 4 (danger zone) Teacher data consisting of and can be created. This teacher data is stored in the
An EM (exception-maximization) algorithm can be used as the classification algorithm in step S103.
図4(A)〜図4(C)に教師データの作成例を示す。ここでは、被験者9名から取得したn=612個のデータから作成した612個の教師データを、第1主成分、第2主成分、第3主成分を軸とする主成分空間上の点で表現している。図4(A)〜図4(C)のC1はレベル1(安全域)のデータが属するクラスタ、C2はレベル2(注意域)のデータが属するクラスタ、C3はレベル3(要注意域)のデータが属するクラスタ、C4はレベル4(危険域)のデータが属するクラスタである。 FIG. 4A to FIG. 4C show examples of creating teacher data. Here, 612 pieces of teacher data created from n=612 data obtained from 9 subjects are represented by points on the principal component space with the first principal component, the second principal component, and the third principal component as axes. expressing. 4A to 4C, C1 is a cluster to which level 1 (safety zone) data belongs, C2 is a cluster to which level 2 (warning zone) data belongs, and C3 is a level 3 (warning zone). The cluster to which the data belongs, C4 is the cluster to which the data of level 4 (dangerous area) belongs.
図4(A)から明らかなように、教師データを作成するためのステップS102の分別処理によりレベル1(安全域)のn1=35個のデータとレベル4(危険域)のn4=91個のデータとは分離されている。レベル1とレベル4以外の{n−(n1+n4)}=486個のデータについて、さらにステップS103の分別処理を行った結果を、主成分空間上の点で示したのが図4(B)、図4(C)である。
As is clear from FIG. 4(A), n1=35 pieces of data of level 1 (safety area) and n4=91 pieces of level 4 (dangerous area) of the classification processing of step S102 for creating teacher data Separated from data. FIG. 4B shows the result of performing the classification process of step S103 on {n-(n1+n4)}=486 data other than
次に、図1に示したウェアラブルセンサシステムを身に付けて行動する使用者100(判定対象の生体)の熱障害の危険度を判定する方法について図5を用いて説明する。
判定装置4の通信部40は、使用者100の心拍数と体温と皮膚血流量のデータを、使用者100が身に付けているウェアラブルセンサ端末1〜3から受信する(図5ステップS200)。受信したデータは記憶部41に格納される。
Next, a method for determining the risk degree of thermal injury of the user 100 (living body to be determined) who wears the wearable sensor system shown in FIG. 1 and acts will be described with reference to FIG.
The
判定装置4の危険度判定部43は、記憶部41に格納された使用者100のデータ(以下、未知データ)を、教師データの作成元となったn個のデータに追加する(図5ステップS201)。ただし、上記で説明したとおり、皮膚血流量については測定データをそのまま用いるのではなく、ワークロードがかかっていないときの使用者100の皮膚血流量を初期値とし、この初期値に対する皮膚血流量の測定データの変化の割合を、皮膚血流変化割合とする。使用者100の皮膚血流量の初期値は記憶部41に予め格納されている。こうして、D次元(心拍数と体温と皮膚血流変化割合のD=3次元)×n個のデータに、同じくD次元の1個の未知データ(心拍数と体温と皮膚血流変化割合)を追加する。
The
続いて、危険度判定部43は、未知データ追加後のD次元×(n+1)個のデータに対して主成分分析を行う(図5ステップS202)。
そして、危険度判定部43は、このステップS202の処理で得られた主成分空間上で、未知データと他のデータとの空間上の距離を算出し、未知データに最も近い所定数k個(kは奇数)のデータを抽出する(図5ステップS203)。
Subsequently, the risk
Then, the risk
次に、危険度判定部43は、抽出したk個のデータがレベル1(安全域)、レベル2(注意域)、レベル3(要注意域)、レベル4(危険域)のどの危険度レベルに属するかをデータ毎に判定する(図5ステップS204)。上記のとおり、記憶部41には、4つの危険度レベルに分別された教師データが用意されているので、k個のデータの危険度レベルを容易に判定できることは言うまでもない。
Next, the
最後に、危険度判定部43は、抽出したk個のデータの危険度レベルの多数決で未知データの危険度レベルを判定する(図5ステップS205)。例えばk個のデータの多数がレベル1(安全域)であった場合、未知データの危険度レベルをレベル1とする。
Finally, the risk
なお、k個のデータの中に最多数のデータのグループが複数含まれる場合、これらのグループのレベルのうち最も危険度が高いレベルを未知データの危険度レベルとする。例えばレベル3(要注意域)のデータとレベル4(危険域)のデータが同数存在する場合、未知データの危険度レベルをレベル4とする。
Note that when a plurality of data groups are included in the k number of data, the highest risk level among the levels of these groups is set as the risk level of unknown data. For example, when the same number of data of level 3 (required area) and data of level 4 (danger area) exist, the risk level of unknown data is set to
判定装置4の判定結果出力部44は、危険度判定部43の判定結果を出力する(図5ステップS206)。出力方法の例としては、例えば判定結果の表示、判定結果の音声出力、判定結果データの送信などがある。
使用者100の心拍数と体温と皮膚血流量のデータを継続して取得する場合には、以上のようなステップS200〜S206の処理を定期的に実施すればよい。
The determination
When continuously acquiring the data of the heart rate, the body temperature, and the skin blood flow of the
図6(A)〜図6(D)に熱障害の危険度判定結果の例を示す。ここでは、未知データとして、204個のデータを用意し、これらの未知データの危険度レベルを判定した。なお、未知データには、本来、ワークロードの情報は不要であるが、本実施の形態の判定の妥当性を示すために、ワークロードが明確な未知データを判定に適用した。 6(A) to 6(D) show examples of the risk determination result of heat failure. Here, 204 pieces of data were prepared as unknown data, and the risk level of these unknown data was determined. It should be noted that, although the information of the workload is originally unnecessary for the unknown data, the unknown data with the clear workload was applied to the determination in order to show the validity of the determination of the present embodiment.
図6(A)はレベル1(安全域)と判定された未知データを示し、図6(B)はレベル2(注意域)と判定された未知データを示し、図6(C)はレベル3(要注意域)と判定された未知データを示し、図6(D)はレベル4(危険域)と判定された未知データを示している。
6(A) shows unknown data determined to be level 1 (safety zone), FIG. 6(B) shows unknown data determined to be level 2 (caution zone), and FIG. 6(C) is
図6(A)〜図6(D)によると、例えば体温が38.5℃以上と温度の高いデータについては、レベル4(危険域)と判定された。ワークロードが50%であって、体温が37℃のデータについては、レベル2(注意域)と判定された。ワークロードが30%であって、体温が38℃付近のデータについては、レベル3(要注意域)と判定された。 According to FIG. 6(A) to FIG. 6(D), for example, data having a high body temperature of 38.5° C. or higher was determined to be level 4 (dangerous area). Data with a workload of 50% and a body temperature of 37°C were determined to be level 2 (attention zone). Data with a workload of 30% and a body temperature of around 38°C were judged to be level 3 (zone of caution).
以上のように、本実施の形態では、ウェアラブルセンサシステムを身に付ける使用者の熱障害の危険度(未知データの危険度レベル)を適切に判定することができるので、暑さ指数WBGTなどの参考値に頼ることなく、使用者の熱障害に関する状態情報を提供することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, it is possible to appropriately determine the risk of heat injury (the risk level of unknown data) of the user who wears the wearable sensor system, and thus the heat index WBGT or the like can be determined. It is possible to provide the state information regarding the heat injury of the user without depending on the reference value.
体温は個人の状態を反映する重要なパラメータであるが、熱中症に代表されるような高温障害が引き起こされる状態を考える場合、体温の上昇のみでは、注意域かあるいは要注意域かというレベルの判断ができない。また、心拍数は、運動負荷の増大で増えるほか、体温を下げようとする機序に伴い、血流量を増やすためにも増大する。そこで、本実施の形態では、体温上昇を抑えるために増大する皮膚血流量を基にするパラメータを用いることで、より詳細な判断が可能となる。 Body temperature is an important parameter that reflects the individual's condition, but when considering the condition that causes high temperature disorders such as heat stroke, the increase in body temperature alone is at the level of caution or caution. I can't judge. In addition to increasing the exercise load, the heart rate also increases due to the mechanism of lowering body temperature to increase blood flow. Therefore, in the present embodiment, it is possible to make a more detailed determination by using a parameter based on the skin blood flow volume that increases in order to suppress an increase in body temperature.
なお、教師データ作成時のステップS101の処理で求めた軸(第1主成分、第2主成分、第3主成分)に対し、ステップS202の処理を行うと、未知データの追加による軸のずれが生じることが考えられるが、教師データが多数であれば、上記の軸のずれを判定に影響がない程度に抑えることが可能である。 When the process of step S202 is performed on the axes (the first principal component, the second principal component, and the third principal component) obtained in the process of step S101 when creating the teacher data, the axis shift due to the addition of unknown data is performed. However, if there is a large amount of teaching data, it is possible to suppress the above-mentioned axis deviation to the extent that it does not affect the determination.
本実施の形態で説明した判定装置4は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。CPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。
The
本発明は、生体の熱障害の危険度を判定する技術に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a technique for determining the risk of heat injury of a living body.
1〜3…ウェアラブルセンサ端末、4…判定装置、10…ウェアラブルデバイス、11…電極、12…配線、40…通信部、41…記憶部、42…教師データ作成部、43…危険度判定部、44…判定結果出力部、45…入力部。 1 to 3... Wearable sensor terminal, 4... Judgment device, 10... Wearable device, 11... Electrode, 12... Wiring, 40... Communication unit, 41... Storage unit, 42... Teacher data creating unit, 43... Danger degree judging unit, 44... Judgment result output unit, 45... Input unit.
Claims (8)
生体の心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとをウェアラブルセンサ端末から受信するデータ取得ステップと、
前記心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとに基づいて、生体の熱障害の危険度を判定する判定ステップとを、前記記憶装置に格納されたプログラムに従って前記CPUに実行させ、
前記体温のデータは、前記心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとを取得する前記ウェアラブルセンサ端末のセンサのうち、生体の耳に装着されたセンサによって測定された深部体温のデータであり、
前記判定ステップは、
前記ウェアラブルセンサ端末が試験対象の生体について予め測定した心拍数と深部体温と皮膚血流の複数組のデータを、危険度レベル別に分別した教師データを作成する教師データ作成ステップと、
前記ウェアラブルセンサ端末が判定対象の生体について測定した心拍数と深部体温と皮膚血流のデータの、前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定する危険度判定ステップとを含み、
前記教師データ作成ステップは、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析後のデータを、予め設定された条件に基づいて安全域のデータと危険域のデータと他のデータの3つに分別し、前記他のデータを、前記安全域および危険域のデータとの近さに基づいて、注意域と要注意域のいずれかのデータに分別することにより、前記教師データを作成するステップを含み、
前記危険度判定ステップは、前記判定対象の生体について測定された心拍数と深部体温と皮膚血流のデータを、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに追加し、追加後のデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析で得られた主成分空間上での、前記判定対象の生体のデータと前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定するステップを含むことを特徴とする判定装置の作動方法。 A method for operating a determination device, which comprises a computer having a CPU and a storage device,
A data acquisition step of receiving heartbeat data, body temperature data, and skin blood flow data of the living body from the wearable sensor terminal,
Based on the data of the heart rate, the data of the body temperature, and the data of the skin blood flow, a determination step of determining the risk of heat injury of the living body, causing the CPU to execute in accordance with a program stored in the storage device,
The data of the body temperature is, of the sensors of the wearable sensor terminal for acquiring the data of the heart rate, the data of the body temperature, and the data of the skin blood flow, the data of the deep body temperature measured by the sensor attached to the ear of the living body. And
The determination step is
Teacher data creating step of creating teacher data in which the wearable sensor terminal preliminarily measures a plurality of sets of heart rate, core body temperature, and skin blood flow for a living body to be tested, and classifies the teacher data according to risk levels.
Based on the proximity of the heart rate, the core body temperature, and the skin blood flow data measured by the wearable sensor terminal for the living body to be judged, to the teacher data, the risk of heat injury of the living body to be judged is judged. viewing including the risk determining step,
In the teacher data creating step, a principal component analysis is performed on the data measured in advance for the living body to be tested, and the data after the principal component analysis is combined with the data in the safe area and the risk based on preset conditions. The data of the area is classified into three, that is, the other data, and the other data is classified into one of the caution area and the caution area based on the proximity to the data of the safety area and the danger area. Thereby including the step of creating the teacher data,
The risk determination step, the heart rate and the core body temperature and skin blood flow data measured for the biological body of the determination target is added to the data previously measured for the biological body of the test target, for the data after the addition The principal component analysis is performed by using the principal component analysis, and based on the proximity of the data of the living body to be determined and the teacher data on the principal component space obtained by the principal component analysis, A method for operating a determination device, comprising the step of determining a risk .
生体の心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとをウェアラブルセンサ端末から受信するデータ取得ステップと、
前記心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとに基づいて、生体の熱障害の危険度を判定する判定ステップとを、前記記憶装置に格納されたプログラムに従って前記CPUに実行させ、
前記判定ステップは、
前記ウェアラブルセンサ端末が試験対象の生体について予め測定した心拍数と体温と皮膚血流の複数組のデータを、危険度レベル別に分別した教師データを作成する教師データ作成ステップと、
前記ウェアラブルセンサ端末が判定対象の生体について測定した心拍数と体温と皮膚血流のデータの、前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定する危険度判定ステップとを含み、
前記教師データ作成ステップは、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析後のデータを、予め設定された条件に基づいて安全域のデータと危険域のデータと他のデータの3つに分別し、前記他のデータを、前記安全域および危険域のデータとの近さに基づいて、注意域と要注意域のいずれかのデータに分別することにより、前記教師データを作成するステップを含み、
前記危険度判定ステップは、前記判定対象の生体について測定された心拍数と体温と皮膚血流のデータを、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに追加し、追加後のデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析で得られた主成分空間上での、前記判定対象の生体のデータと前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定するステップを含むことを特徴とする判定装置の作動方法。 A method for operating a determination device, which comprises a computer having a CPU and a storage device,
A data acquisition step of receiving heartbeat data, body temperature data, and skin blood flow data of the living body from the wearable sensor terminal,
Based on the data of the heart rate, the data of the body temperature, and the data of the skin blood flow, a determination step of determining the risk of heat injury of the living body, causing the CPU to execute in accordance with a program stored in the storage device,
The determination step is
Teacher data creation step of creating teacher data in which the wearable sensor terminal preliminarily measures the heart rate, the body temperature, and the skin blood flow for the living body to be tested, and separates the teacher data by risk level,
The risk of determining the risk of heat injury of the living body of the determination target based on the proximity of the teacher data to the heart rate, body temperature, and skin blood flow data measured by the wearable sensor terminal for the living body of the determination target. And a degree determination step,
In the teacher data creating step, a principal component analysis is performed on the data measured in advance for the living body to be tested, and the data after the principal component analysis is combined with the data in the safe area and the risk based on preset conditions. The data of the area is classified into three, that is, the other data, and the other data is classified into one of the caution area and the caution area based on the proximity to the data of the safety area and the danger area. Thereby including the step of creating the teacher data,
The risk determination step, the heart rate and body temperature and skin blood flow data measured for the biological body of the determination target is added to the data previously measured for the biological body of the test target, for the data after addition A principal component analysis is performed, and on the basis of the proximity of the data of the living body to be judged and the teacher data on the principal component space obtained by this principal component analysis, the risk of heat injury of the living body to be judged. A method for operating a determination device, comprising the step of determining a degree.
前記教師データ作成ステップは、前記他のデータを注意域と要注意域のいずれかのデータに分別する方法として、k−meansクラスタリングまたはEMアルゴリズムを用いることを特徴とする判定装置の作動方法。 The method for operating the determination device according to claim 1 or 2 ,
In the teacher data creating step, a k-means clustering method or an EM algorithm is used as a method of classifying the other data into data of either a caution area or a caution area.
前記危険度判定ステップは、前記追加後のデータに対して行った主成分分析で得られた主成分空間上で、前記判定対象の生体のデータに最も近い所定数のデータを抽出し、この抽出したデータの危険度を前記教師データに基づいて判定し、前記抽出したデータの危険度の多数決で、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定するステップを含むことを特徴とする判定装置の作動方法。 The operating method of the determination device according to any one of claims 1 to 3 ,
The risk determination step extracts a predetermined number of data closest to the data of the living body to be determined on the principal component space obtained by the principal component analysis performed on the data after the addition, and extracts the extracted data. Determining device based on the teacher data, and determining the risk of heat injury of the living body of the determination target by majority decision of the risk of the extracted data. How to operate.
前記教師データ作成ステップで用いる皮膚血流の測定データの代わりに、運動負荷がかかっていないときの試験対象の生体の皮膚血流量を初期値としたときの、この初期値に対する当該試験対象の生体の皮膚血流量の測定データの変化の割合を用い、
前記危険度判定ステップで用いる皮膚血流の測定データの代わりに、運動負荷がかかっていないときの判定対象の生体の皮膚血流量を初期値としたときの、この初期値に対する当該判定対象の生体の皮膚血流量の測定データの変化の割合を用いることを特徴とする判定装置の作動方法。 The operating method of the determination device according to any one of claims 1 to 4 ,
Instead of the measurement data of the skin blood flow used in the teacher data creation step, when the skin blood flow volume of the test subject when an exercise load is not applied is set as an initial value, the living body of the test subject with respect to this initial value Using the rate of change of measurement data of skin blood flow of
Instead of the measurement data of the skin blood flow used in the risk determination step, when the skin blood flow volume of the determination target living body when no exercise load is applied is an initial value, the determination target living body with respect to this initial value A method for operating a determination device, characterized by using a rate of change in measurement data of the skin blood flow rate.
前記心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとに基づいて、生体の熱障害の危険度を判定する判定手段とを備え、
前記体温のデータは、前記心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとを取得する前記ウェアラブルセンサ端末のセンサのうち、生体の耳に装着されたセンサによって測定された深部体温のデータであり、
前記判定手段は、
前記ウェアラブルセンサ端末が試験対象の生体について予め測定した心拍数と深部体温と皮膚血流の複数組のデータを、危険度レベル別に分別した教師データを作成する教師データ作成部と、
前記ウェアラブルセンサ端末が判定対象の生体について測定した心拍数と深部体温と皮膚血流のデータの、前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定する危険度判定部とを含み、
前記教師データ作成部は、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析後のデータを、予め設定された条件に基づいて安全域のデータと危険域のデータと他のデータの3つに分別し、前記他のデータを、前記安全域および危険域のデータとの近さに基づいて、注意域と要注意域のいずれかのデータに分別することにより、前記教師データを作成し、
前記危険度判定部は、前記判定対象の生体について測定された心拍数と深部体温と皮膚血流のデータを、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに追加し、追加後のデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析で得られた主成分空間上での、前記判定対象の生体のデータと前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定することを特徴とする判定装置。 A communication unit that receives the heart rate data of the living body, the body temperature data, and the skin blood flow data from the wearable sensor terminal,
Based on the data of the heart rate, the data of the body temperature and the data of the skin blood flow, a determining means for determining the risk of heat injury of the living body,
The data of the body temperature is, of the sensors of the wearable sensor terminal for acquiring the data of the heart rate, the data of the body temperature, and the data of the skin blood flow, the data of the deep body temperature measured by the sensor attached to the ear of the living body. And
The determination means is
A plurality of sets of data of the heart rate, the core body temperature, and the skin blood flow that the wearable sensor terminal previously measured for the living body to be tested, and a teacher data creation unit that creates teacher data classified by risk level,
Based on the proximity of the heart rate, the core body temperature, and the skin blood flow data measured by the wearable sensor terminal for the living body to be judged, to the teacher data, the risk of heat injury of the living body to be judged is judged. viewing including the risk determining unit,
The teacher data creation unit performs a principal component analysis on the data measured in advance for the living body to be tested, and the data after the principal component analysis is combined with the data in the safe area and the risk based on the preset conditions. The data of the area is classified into three, that is, the other data, and the other data is classified into one of the caution area and the caution area based on the proximity to the data of the safety area and the danger area. By creating the teacher data,
The risk determination unit adds the data of the heart rate, the core body temperature, and the skin blood flow measured for the living body of the determination target to the data measured in advance for the living body of the test target, with respect to the data after the addition. The principal component analysis is performed by using the principal component analysis, and based on the proximity of the data of the living body to be determined and the teacher data on the principal component space obtained by the principal component analysis, A determination device characterized by determining the degree of risk .
前記心拍数のデータと体温のデータと皮膚血流のデータとに基づいて、生体の熱障害の危険度を判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、
前記ウェアラブルセンサ端末が試験対象の生体について予め測定した心拍数と体温と皮膚血流の複数組のデータを、危険度レベル別に分別した教師データを作成する教師データ作成部と、
前記ウェアラブルセンサ端末が判定対象の生体について測定した心拍数と体温と皮膚血流のデータの、前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定する危険度判定部とを含み、
前記教師データ作成部は、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析後のデータを、予め設定された条件に基づいて安全域のデータと危険域のデータと他のデータの3つに分別し、前記他のデータを、前記安全域および危険域のデータとの近さに基づいて、注意域と要注意域のいずれかのデータに分別することにより、前記教師データを作成し、
前記危険度判定部は、前記判定対象の生体について測定された心拍数と体温と皮膚血流のデータを、前記試験対象の生体について予め測定されたデータに追加し、追加後のデータに対して主成分分析を行い、この主成分分析で得られた主成分空間上での、前記判定対象の生体のデータと前記教師データとの近さに基づいて、前記判定対象の生体の熱障害の危険度を判定することを特徴とする判定装置。 A communication unit that receives the heart rate data of the living body, the body temperature data, and the skin blood flow data from the wearable sensor terminal,
Based on the data of the heart rate, the data of the body temperature and the data of the skin blood flow, a determining means for determining the risk of heat injury of the living body,
The determination means is
A plurality of sets of data of the heart rate, body temperature, and skin blood flow that the wearable sensor terminal previously measured for a living body to be tested, a teacher data creation unit that creates teacher data classified by risk level,
The risk of determining the risk of heat injury of the living body of the determination target based on the proximity of the teacher data to the heart rate, body temperature, and skin blood flow data measured by the wearable sensor terminal for the living body of the determination target. Including a degree determination unit,
The teacher data creation unit performs a principal component analysis on the data measured in advance for the living body to be tested, and the data after the principal component analysis is combined with the data in the safe area and the risk based on the preset conditions. The data of the area is classified into three, that is, the other data, and the other data is classified into one of the caution area and the caution area based on the proximity to the data of the safety area and the danger area. By creating the teacher data,
The risk determination unit adds the data of the heart rate, the body temperature, and the skin blood flow measured for the living body of the determination target to the data measured in advance for the living body of the test target, with respect to the data after the addition. A principal component analysis is performed, and on the basis of the proximity of the data of the living body to be judged and the teacher data on the principal component space obtained by this principal component analysis, the risk of heat injury of the living body to be judged. A judging device characterized by judging the degree.
請求項6または7記載の判定装置とを備えることを特徴とするウェアラブルセンサシステム。 A wearable sensor terminal that acquires heart rate data, body temperature data, and skin blood flow data of a living body,
A wearable sensor system comprising: the determination device according to claim 6 or 7 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016151800A JP6703456B2 (en) | 2016-08-02 | 2016-08-02 | Method of operating determination device, determination device, and wearable sensor system |
Applications Claiming Priority (1)
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