JP7389139B2 - ストレス計測システムおよびストレス計測方法 - Google Patents
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Description
本出願は、日本国特許出願２０１９－２１３５５１号（２０１９年１１月２６日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
本開示は、ストレス計測システムおよびストレス計測方法に関する。
従来、被検者のストレス状態を計測する手法として、血液等のコルチゾールに基づく評価、および、呼気または心拍の変化に基づく評価が知られている。また、他の手法として、対話中の双方の音声データを利用することによって、話者のストレスを判断するストレス計測装置が提案されている（例えば、下記の特許文献１）。
本開示の一形態に係るストレス計測システムは、被検者の検体に含まれる物質に基づく複数の被検出ガスを検出し、前記複数の被検出ガスのそれぞれの検出結果に応じた複数の検出値を出力するセンサ部と、前記複数の検出値の組み合わせに基づいて前記被検者のストレスの程度を判定する制御部と、を備える。
また、本開示の一形態に係るストレス計測方法は、被検者の検体から複数の被検出ガスと、前記複数の被検出ガスのそれぞれの濃度とを検出し、前記複数の被検出ガスの濃度の組み合わせに基づいて前記被検者のストレスの程度を判定する。
以下、図面を参照しながら、本開示に係る実施形態が説明される。各図は模式的に示したものである。
［ストレス計測システムの構成例］
図１に示すストレス計測システム１は、被検者の検体に含まれる物質に基づくガスを検出して、その検出値に基づいて被検者のストレスの程度を判定する。ここで、被検者の検体は、ストレスの程度を判定するために用いられる検査対象物である。被検者の検体は、例えば被検者の組織の一部または尿等であり得るが、本実施形態においては被検者の便である。また、ストレス計測システム１は、ストレスの程度を判定するために検体からのガスを検出するガス検出システムでもある。
図１に示すストレス計測システム１は、被検者の検体に含まれる物質に基づくガスを検出して、その検出値に基づいて被検者のストレスの程度を判定する。ここで、被検者の検体は、ストレスの程度を判定するために用いられる検査対象物である。被検者の検体は、例えば被検者の組織の一部または尿等であり得るが、本実施形態においては被検者の便である。また、ストレス計測システム１は、ストレスの程度を判定するために検体からのガスを検出するガス検出システムでもある。
ストレス計測システム１は、図１に示すように、例えば水洗用の便器２に設置される。便器２は、便器ボウル２Ａと、便座２Ｂとを備える。ストレス計測システム１は、便器２の任意の箇所に設置されてよい。一例として、ストレス計測システム１は、図１に示すように、便器ボウル２Ａと便座２Ｂとの間から便器２の外部にわたって配置されてよい。ストレス計測システム１の一部は、便座２Ｂに埋め込まれていてよい。便器２の便器ボウル２Ａには、被検者の便が排出され得る。ストレス計測システム１は、便器ボウル２Ａに排出された便から発生するガスを、サンプルガスとして取得し得る。ストレス計測システム１は、サンプルガスに含まれる特定の物質に基づく複数のガスの濃度等を検出し得る。ストレス計測システム１は、検出結果および判定した被検者のストレスの程度等を電子機器３に送信し得る。ここで、特定の物質は便に含まれており、体内において脳内神経伝達物質の原料が腸で吸収されずに分解、排泄された物質である。特定の物質の詳細については後述する。また、筐体１０、第１吸引孔２０、第２吸引孔２１および排出路２２については後述する。
便器２は、住宅または病院等のトイレ室に設置され得る。また、電子機器３は、例えば、被検者が利用するスマートフォンである。ただし、電子機器３は、スマートフォンに限定されず、任意の電子機器であってよい。電子機器３は、トイレ室の内部にあってもよいし、トイレ室の外部にあってもよい。
電子機器３は、ストレス計測システム１から検出結果を、無線通信または有線通信によって、受信し得る。電子機器３は、受信した検出結果を、表示部３Ａに表示し得る。表示部３Ａは、文字等を表示可能なディスプレイと、ユーザ（被検者）の指等の接触を検出可能なタッチスクリーンとを含んで構成されてよい。当該ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro‐Luminescence Display）または無機ＥＬディスプレイ（ＩＥＬＤ：Inorganic Electro‐Luminescence Display）等の表示デバイスを含んで構成されてよい。当該タッチスクリーンの検出方式は、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式（または超音波方式）、赤外線方式、電磁誘導方式または荷重検出方式等の任意の方式でよい。
図２に示すように、ストレス計測システム１は、筐体１０と、第１吸引孔２０と、第２吸引孔２１と、排出路２２と、流路２３，２４と、チャンバ３０と、第１貯留槽４０と、第２貯留槽４１と、第１供給部５０と、第２供給部５１と、回路基板６０とを備える。流路２３は、流路２３－１と、流路２３－２とを含む。流路２４は、流路２４－１と、流路２４－２とを含む。ストレス計測システム１は、弁２０Ｂと、弁２１Ｂとを備えてよい。ストレス計測システム１は、弁２５，２６と、流路２７と、流路２８と、第３供給部５２とを備えてよい。流路２７は、流路２７－１と、流路２７－２と、流路２７－３とを含む。
図３に示すように、ストレス計測システム１の回路基板６０は、記憶部６１と、通信部６２と、制御部６４とを備える。ストレス計測システム１は、センサ部６３を備えてよい。さらに、ストレス計測システム１は、バッテリおよびスピーカ等を備えてよい。
筐体１０は、ストレス計測システム１の各種部品を収容する。筐体１０は、任意の材料で構成されてよい。例えば、筐体１０は、金属または樹脂等の材料で構成されてよい。
第１吸引孔２０は、図１に示すように、便器ボウル２Ａの内側へ露出し得る。第１吸引孔２０の一部は、便座２Ｂに埋め込まれていてよい。第１吸引孔２０は、便器ボウル２Ａに排出された便から発生するガスを、サンプルガスとして吸引する。第１吸引孔２０が吸引したサンプルガスは、図２に示す弁２０Ｂを介して第１貯留槽４０に供給されて貯留される。図１に示すように、第１吸引孔２０の一端は、便器ボウル２Ａの内部に向けられてよい。図２に示すように、第１吸引孔２０の他端は、第１貯留槽４０に接続されてよい。第１吸引孔２０は、樹脂製チューブ或いは金属製またはガラス製配管等の管状の部材で構成されてよい。
図２に示すように、第１吸引孔２０の外側に送風機２０Ａが設けられてよい。送風機２０Ａは、ファンおよびモータを含んで構成されてよい。送風機２０Ａは、制御部６４によって制御される。モータが駆動されてファンが回転すると、サンプルガスが第１吸引孔２０の近傍へ引き込まれる。
弁２０Ｂは、第１吸引孔２０と第１貯留槽４０と流路２８との間に位置する。弁２０Ｂは、第１吸引孔２０に接続される接続口と、第１貯留槽４０の入口部に接続される接続口と、流路２８に接続される接続口とを含む。弁２０Ｂは、電磁駆動、ピエゾ駆動またはモータ駆動等の弁によって構成されてよい。
制御部６４が弁２０Ｂを制御することによって、第１吸引孔２０と第１貯留槽４０と流路２８との間の接続状態が切替わる。例えば、制御部６４は、これらの間の接続状態を、第１吸引孔２０と第１貯留槽４０とが接続した状態、第１貯留槽４０と流路２８とが接続した状態、または、第１吸引孔２０と第１貯留槽４０と流路２８とが互いに接続していない状態に切替える。
第１吸引孔２０がサンプルガスを吸引する際、制御部６４は、弁２０Ｂを制御して、第１吸引孔２０と第１貯留槽４０とが接続した状態にする。また、第１貯留槽４０にサンプルガスが貯留されると、制御部６４は、弁２０Ｂを制御して、第１吸引孔２０と第１貯留槽４０と流路２８とが互いに接続していない状態にする。第１貯留槽４０が第１吸引孔２０と接続していないことによって、第１貯留槽４０内のサンプルガスが外気に接触する蓋然性が低減され得る。
第２吸引孔２１は、図１に示すように、便器ボウル２Ａの外側へ露出し得る。第２吸引孔２１の一部は、便座２Ｂに埋め込まれていてよい。第２吸引孔２１は、例えば、便器ボウル２Ａの外側にあるトイレ室の空気（環境ガス）を、パージガスとして吸引する。第２吸引孔２１が吸引したパージガスは、図２に示す弁２１Ｂを介して第２貯留槽４１に供給されて貯留される。図１に示すように、第２吸引孔２１の一端は、便器２の外側に向けられてよい。図２に示すように、第２吸引孔２１の他端は、第２貯留槽４１に接続されてよい。第２吸引孔２１は、樹脂製チューブ或いは金属製またはガラス製配管等の管状の部材で構成されてよい。
図２に示すように、第２吸引孔２１の外側に送風機２１Ａが設けられてよい。送風機２１Ａは、ファンおよびモータを含んで構成されてよい。送風機２１Ａは、制御部６４によって制御される。モータが駆動されてファンが回転すると、パージガスが第２吸引孔２１の近傍へ引き込まれる。
弁２１Ｂは、第２吸引孔２１と第２貯留槽４１との間に位置する。弁２１Ｂは、第２吸引孔２１に接続される接続口と、第２貯留槽４１の入口部に接続される接続口とを含む。弁２１Ｂは、電磁駆動、ピエゾ駆動またはモータ駆動等の弁によって構成されてよい。
制御部６４が弁２１Ｂを制御することによって、第２吸引孔２１と第２貯留槽４１との間の接続状態が切替わる。例えば、制御部６４は、これらの間の接続状態を、第２吸引孔２１と第２貯留槽４１とが接続した状態、または、第２吸引孔２１と第２貯留槽４１とが接続していない状態に切替える。
第２吸引孔２１がパージガスを吸引する際、制御部６４は、弁２１Ｂを制御して、第２吸引孔２１と第２貯留槽４１とが接続した状態にする。また、第２貯留槽４２にパージガスが貯留されると、制御部６４は、弁２１Ｂを制御して、第２吸引孔２１と第２貯留槽４１とが接続していない状態にする。第２貯留槽４１が第２吸引孔２１と接続していないことによって、第２貯留槽４１内のパージガスが外気に接触する蓋然性が低減され得る。
排出路２２の一部は、図１に示すように、便器ボウル２Ａの外側へ露出し得る。排出路２２は、チャンバ３０からの排気を外部に排出する。この排気には、検出処理後のサンプルガスおよびパージガスが含まれ得る。また、排出路２２は、第１貯留槽４０内の残留ガス等を、流路２３－１、弁２５、流路２７－１，２７－３および第３供給部５２を介して、外部に排出し得る。また、排出路２２は、第２貯留槽４１内の残留ガス等を、流路２４－１、弁２６、流路２７－２，２７－３および第３供給部５２を介して、外部に排出し得る。排出路２２は、樹脂製チューブ或いは金属製またはガラス製配管等の管状の部材で構成されてよい。
流路２３－１の一端は、第１貯留槽４０の出口部に接続される。流路２３－１の他端は、弁２５に接続される。流路２３－２の一端は、弁２５に接続される。流路２３－２の他端は、第１供給部５０を介して、チャンバ３０に接続される。流路２３は、樹脂製チューブ或いは金属製またはガラス製配管等の管状の部材で構成されてよい。
流路２４－１の一端は、第２貯留槽４１の出口部に接続される。流路２４－１の他端は、弁２６に接続される。流路２４－２の一端は、弁２６に接続される。流路２４－２の他端は、第２供給部５１を介して、チャンバ３０に接続される。流路２４は、樹脂製チューブ或いは金属製またはガラス製配管等の管状の部材で構成されてよい。
弁２５は、流路２３－１と流路２３－２と流路２７－１との間に位置する。弁２５は、流路２３－１に接続される接続口と、流路２３－２に接続される接続口と、流路２７－１に接続される接続口とを含む。弁２５は、電磁駆動、ピエゾ駆動またはモータ駆動等の弁によって構成されてよい。
制御部６４が弁２５を制御することによって、流路２３－１と流路２３－２と流路２７－１との間の接続状態が切替わる。例えば、制御部６４は、これらの間の接続状態を、流路２３－１と流路２３－２とが接続した状態、または、流路２３－１と流路２７－１とが接続した状態に切替える。
弁２６は、流路２４－１と流路２４－２と流路２７－２と流路２８との間に位置する。弁２６は、流路２４－１に接続される接続口と、流路２４－２に接続される接続口と、流路２７－２に接続される接続口と、流路２８に接続される接続口とを含む。弁２６は、電磁駆動、ピエゾ駆動またはモータ駆動等の弁によって構成されてよい。
制御部６４が弁２６を制御することによって、流路２４－１と流路２４－２と流路２７－２と流路２８との間の接続状態が切替わる。例えば、制御部６４は、これらの間の接続状態を、流路２４－１と流路２４－２とが接続した状態、流路２４－１と流路２７－２とが接続した状態、または、流路２４－１と流路２８とが接続した状態に切替える。
流路２７－１の一端は、弁２５に接続される。流路２７－１の他端は、流路２７－３の一端に接続される。流路２７－２の一端は、弁２６に接続される。流路２７－２の他端は、流路２７－３の一端に接続される。流路２７－３の一端は、流路２７－１の他端および流路２７－２の他端に接続される。流路２７－３の他端は、第３供給部５２を介して、排出路２２に接続される。流路２７は、樹脂製チューブ或いは金属製またはガラス製配管等の管状の部材で構成されてよい。
流路２８の一端は、弁２０Ｂに接続される。流路２８の他端は、弁２６に接続される。流路２８は、樹脂製チューブ或いは金属製またはガラス製配管等の管状の部材で構成されてよい。制御部６４が弁２０Ｂおよび弁２６を制御することによって、流路２４－１と流路２８と第１貯留槽４０とが接続した場合に、第２貯留槽４１内のパージガスが第１貯留槽４０に供給される。このとき、第１貯留槽４０内のサンプルガスは、流路２３－１に押し出される。
チャンバ３０は、その内部に、上記のセンサ部６３とは別のセンサ部３１を有する。チャンバ３０は、複数のセンサ部３１を有してよい。センサ部３１－１，３１－２，３１－３は、複数のセンサ部３１のうちの一部である。チャンバ３０は、複数に分かれていてよい。各センサ部３１は複数に分かれた各チャンバ３０に配されてよい。複数に分かれた各チャンバ３０同士は、接続されてよい。チャンバ３０は、第１供給部５０を介して、流路２３－２に接続される。チャンバ３０には、流路２３－２からサンプルガスが供給される。また、チャンバ３０は、第２供給部５１を介して、流路２４－２に接続される。チャンバ３０には、流路２４－２からパージガスが供給される。さらに、チャンバ３０は、排出路２２に接続される。検出処理後のサンプルガスおよびパージガスを含むチャンバ３０からの排気は、排出路２２を通って排出される。
センサ部３１は、チャンバ３０内に配置される。センサ部３１は、検出対象である被検出ガスの検出結果に応じた検出値を出力する。本実施形態において、センサ部３１は、被検出ガスの濃度に応じた電圧を制御部６４に出力する。本実施形態において、センサ部３１は、複数の被検出ガスのそれぞれについて複数の検出値を出力する。ここで、チャンバ３０に供給されるガスは、被検出ガスと検出対象外のガスとを含む。例えばサンプルガスは、メタン、水素、二酸化炭素、メチルメルカプタン、硫化水素、酢酸、トリメチルアミン、アンモニアおよび水等を含む。また、サンプルガスは、フェノールおよびクレゾールなどを含むフェノール類に基づくガス、ならびに、インドールおよびスカトールなどを含むインドール類に基づくガスを含む。ここで、フェノールおよびクレゾールは、ノルアドレナリンの原料であるチロシンの分解物質であり、便臭に含まれていることが確認されている物質である。また、インドールおよびスカトールは、セロトニンの原料であるトリプトファンの分解物質であり、便臭に含まれていることが確認されている物質である。以下において、フェノール類に基づくガス、インドール類に基づくガスは、それぞれ、単にフェノール類、インドール類と記載される。本実施形態において、被検出ガスは、少なくともフェノール類およびインドール類を含む。また、便から発生するガスを対象とする場合には、アンモニアが尿に、水が尿と水洗水に含まれる成分であるため、少なくともアンモニアおよび水は、検出対象外のガスである。
センサ部３１は、図４に示すように、センサ素子３１Ｓおよび抵抗素子３１Ｒを備える。センサ素子３１Ｓと抵抗素子３１Ｒは、電源端子Ｐ１と接地端子Ｐ２との間において、直列接続される。電源端子Ｐ１と接地端子Ｐ２との間には、一定の電圧値ＶＣが印加される。センサ素子３１Ｓおよび抵抗素子３１Ｒの各々には同じ電流値ＩＳが流れる。電流値ＩＳは、センサ素子３１Ｓの抵抗値ＲＳおよび抵抗素子３１Ｒの抵抗値ＲＬに応じて決まり得る。センサ部３１が出力する電圧は、センサ素子３１Ｓにかかる電圧値ＶＳであってもよいし、抵抗素子３１Ｒにかかる電圧値ＶＲＬであってもよい。
図４に示す電源端子Ｐ１は、ストレス計測システム１が備えるバッテリ等の電源に接続される。接地端子Ｐ２は、ストレス計測システム１のグラウンドに接続される。
図４に示すセンサ素子３１Ｓの一端は、電源端子Ｐ１に接続される。センサ素子３１Ｓの他端は、抵抗素子３１Ｒの一端に接続される。センサ素子３１Ｓは、半導体式センサである。ただし、センサ素子３１Ｓは、半導体式センサに限定されない。例えば、センサ素子３１Ｓは、接触燃焼式センサまたは固体電解質センサ等であってよい。
センサ素子３１Ｓは、感ガス部を含む。感ガス部は、センサ部３１の種類に応じた金属酸化物半導体材料を含む。金属酸化物半導体材料の一例として、酸化錫（ＳｎＯ２等）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３等）、酸化亜鉛（ＺｎＯ等）、酸化タングステン（ＷＯ３等）および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３等）等から選択される１種以上を含むものが挙げられる。感ガス部の金属酸化物半導体材料に適宜不純物を添加することにより、センサ素子３１Ｓによって検出するガスを適宜選択することができる。センサ素子３１Ｓは、感ガス部を加熱するヒータをさらに含んでよい。
センサ素子３１Ｓをパージガスに曝すと、パージガスに含まれる酸素が、センサ素子３１Ｓの感ガス部の表面に吸着し得る。感ガス部の表面に吸着した酸素は、感ガス部の表面上の自由電子を捕捉し得る。感ガス部の表面に吸着した酸素によって自由電子が捕捉されると、センサ素子３１Ｓの抵抗値ＲＳが増加し、センサ素子３１Ｓにかかる電圧値ＶＳが増加し得る。つまり、センサ部３１にパージガスを供給すると、センサ素子３１Ｓにかかる電圧値ＶＳが増加し得る。ここで、電圧値ＶＳと電圧値ＶＲＬとを合わせた値は一定である。そのため、センサ部３１にパージガスを供給すると、電圧値ＶＲＬは低下し得る。
センサ素子３１Ｓをサンプルガスに曝すと、サンプルガスに含まれる被検出ガスと、センサ素子３１Ｓの感ガス部の表面に吸着した酸素とが置き換わり、還元反応が生じ得る。還元反応が生じることにより、感ガス部の表面に吸着していた酸素が除去され得る。感ガス部の表面に吸着していた酸素が除去されると、センサ素子３１Ｓの抵抗値ＲＳが低下し、センサ素子３１Ｓにかかる電圧値ＶＳが低下し得る。つまり、センサ部３１にサンプルガスを供給すると、サンプルガスに含まれる被検出ガスの濃度に応じて、センサ素子３１Ｓにかかる電圧値ＶＳが低下し得る。ここで、電圧値ＶＳと電圧値ＶＲＬとを合わせた値は一定である。そのため、センサ部３１にサンプルガスを供給すると、サンプルガスに含まれる被検出ガスの濃度に応じて、電圧値ＶＲＬは増加し得る。
抵抗素子３１Ｒは、可変抵抗素子である。抵抗素子３１Ｒの抵抗値ＲＬは、制御部６４からの制御信号によって変化し得る。抵抗素子３１Ｒの一端は、センサ素子３１Ｓの他端に接続される。抵抗素子３１Ｒの他端は、接地端子Ｐ２に接続される。
抵抗素子３１Ｒの抵抗値ＲＬを調整することにより、センサ素子３１Ｓにかかる電圧値ＶＳが調整され得る。例えば、抵抗値ＲＬをセンサ素子３１Ｓの抵抗値ＲＳと同等にすると、センサ素子３１Ｓにかかる電圧値ＶＳの振れ幅は最大値に近くなり得る。
第１貯留槽４０は、サンプルガスを貯留可能である。第１貯留槽４０の内部には、吸着剤４０ａ、吸着剤４０ｂおよび吸着剤４０ｃが配されてよい。また、第１貯留槽４０において、サンプルガスが濃縮されてよい。本開示において「サンプルガスの濃縮」とは、サンプルガスに含まれる被検出ガスの濃度を高めることを意味する。吸着剤４０ａ、吸着剤４０ｂおよび吸着剤４０ｃの各々は、用途に応じた任意の材料を各々含んでよい。吸着剤４０ａ、吸着剤４０ｂおよび吸着剤４０ｃの各々は、例えば、活性炭、シリカゲル、ゼオライト、ＭＯＦ（Metal Organic Frameworks）材料、分子インプリント材料およびモレキュラーシーブの少なくとも１つを含んでよい。吸着剤４０ａ、吸着剤４０ｂおよび吸着剤４０ｃは、複数種類のものであってよいし、多孔質材料を含んでよい。
吸着剤４０ａは、例えばシリカゲルおよびゼオライト等の少なくとも一つを含んでよい。また、吸着剤４０ｂは、例えば活性炭、ＭＯＦ材料、分子インプリント材料およびモレキュラーシーブ等の少なくとも一つを含んでよい。吸着剤４０ｃは、例えば活性炭、ＭＯＦ材料、分子インプリント材料およびモレキュラーシーブ等の少なくとも一つを含んでよい。吸着剤４０ａ、吸着剤４０ｂおよび吸着剤４０ｃの構成は、上記に限定されるものではなく、吸着するガス分子の極性によって適宜変更されてよい。本実施形態において、吸着剤４０ｂおよび吸着剤４０ｃの一方は、フェノール類を吸着する。吸着剤４０ｂおよび吸着剤４０ｃの他方は、インドール類を吸着する。一般に、フェノール類およびインドール類の沸点は常温（１５～２５℃）よりも高いことが多く、サンプルガスにｐｐｂオーダーでしか含まれないこともある。本実施形態では、第１貯留槽４０において、吸着剤４０ｂおよび吸着剤４０ｃがフェノール類およびインドール類を選択的に吸着し、ヒータの加熱によって所定温度になるとフェノール類およびインドール類を離脱させる。つまり、第１貯留槽４０は、吸着剤４０ｂおよび吸着剤４０ｃに選択吸着させた被検出ガスであるフェノール類およびインドール類を加熱脱離させることにより、被検出ガスの濃度を高める。このように、第１貯留槽４０において、サンプルガスが濃縮される。さらに、吸着剤４０ａはフェノール類でもインドール類でもないノイズガスを吸着する。つまり、第１貯留槽４０は、ノイズガスの除去を実行する。第１貯留槽４０で実行される濃縮およびノイズガスの除去によって、センサ部３１は、フェノール類およびインドール類の検出精度を向上させることが可能になる。ここで、第１貯留槽４０は、被検出ガスの濃縮およびノイズガスの除去の一方だけを実行してよい。
上述したサンプルガスの濃縮は、具体的には、例えば、以下の（１）から（３）の工程を順次行うことによってなされる。
（１）第１吸引孔２０、第１貯留槽４０、流路２３－１、流路２７－１、流路、２７－３、第３供給部５２および排出路２２を接続した（通じた）状態で、常温またはそれよりも高い温度で吸着剤４０ａまたは吸着剤４０ｂにサンプルガスを吸着させる。
（２）弁２０Ｂと弁２５との双方を閉じた状態で、吸着剤４０ａまたは吸着剤４０ｂを（１）の工程の温度よりも高い温度で加熱して、サンプルガスを脱離させる。
（３）第２貯留槽４１、流路２４－１、流路２８、第１貯留槽４０、流路２３－１、流路２３－２、第１供給部５０、チャンバ３０および排出路２２を接続した（通じた）状態で、上記（２）の工程にて第１貯留槽４０内で生成した濃縮ガスをチャンバ３０に送り込む。
上述したサンプルガスの濃縮は、具体的には、例えば、以下の（１）から（３）の工程を順次行うことによってなされる。
（１）第１吸引孔２０、第１貯留槽４０、流路２３－１、流路２７－１、流路、２７－３、第３供給部５２および排出路２２を接続した（通じた）状態で、常温またはそれよりも高い温度で吸着剤４０ａまたは吸着剤４０ｂにサンプルガスを吸着させる。
（２）弁２０Ｂと弁２５との双方を閉じた状態で、吸着剤４０ａまたは吸着剤４０ｂを（１）の工程の温度よりも高い温度で加熱して、サンプルガスを脱離させる。
（３）第２貯留槽４１、流路２４－１、流路２８、第１貯留槽４０、流路２３－１、流路２３－２、第１供給部５０、チャンバ３０および排出路２２を接続した（通じた）状態で、上記（２）の工程にて第１貯留槽４０内で生成した濃縮ガスをチャンバ３０に送り込む。
第１貯留槽４０において、吸着剤４０ａは、壁等によって、区画されて配されてよい。吸着剤４０ａを区画することにより、第１貯留槽４０内におけるガスの流路が長くなり得る。第１貯留槽４０内におけるガスの流路が長くなることにより、ガスと吸着剤４０ａとが接する時間が長くなり得る。同様に、第１貯留槽４０において、吸着剤４０ｂは、壁等によって、区画されて配されてよい。吸着剤４０ｂを区画することにより、第１貯留槽４０において、ガスと吸着剤４０ｂとが接する時間が長くなり得る。また、同様に、第１貯留槽４０において、吸着剤４０ｃは、壁等によって、区画されて配されてよい。吸着剤４０ｃを区画することにより、第１貯留槽４０において、ガスと吸着剤４０ｃとが接する時間が長くなり得る。
第１貯留槽４０において、吸着剤４０ａは、第１貯留槽４０が第１吸引孔２０に接続される側に配されてよい。第１貯留槽４０において、吸着剤４０ｃは、第１貯留槽４０が流路２３－１に接続される側に配されてよい。また、第１貯留槽４０において、吸着剤４０ｂは、吸着剤４０ａと吸着剤４０ｃとの間に配されてよい。
第１貯留槽４０は、直方体状、円筒状、袋状、または、筐体１０内部に収容される各種部品の隙間を埋めるような形状のタンク等で構成されてよい。第１貯留槽４０には、第１貯留槽４０の内壁、吸着剤４０ａ、吸着剤４０ｂおよび吸着剤４０ｃの少なくとも１つを加熱するためのヒータが設けられてよい。
第１貯留槽４０の全体が、壁等によって、区画されてよい。第１貯留槽４０の全体が区画されることにより、第１貯留槽４０において、ガスの流路の断面積がガスの流路の体積に対して小さくなり得る。ガスの流路の断面積がガスの流路の体積に対して小さくなる。これにより、第１貯留槽４０からチャンバ３０にサンプルガスが押し出される際に、弁２０Ｂから第１貯留槽４０へ流入するガスと第１貯留槽４０内に貯留されたサンプルガスとの接触面積が小さくなり得る。弁２０Ｂから第１貯留槽４０へ流入するガスと第１貯留槽４０内に貯留されたサンプルガスとの接触面積が小さくなる。これにより、弁２０Ｂから第１貯留槽４０へ流入するガスが、第１貯留槽４０内のサンプルガスに混ざることが低減され得る。
第２貯留槽４１は、パージガスを貯留可能である。第２貯留槽４１の内部には、吸着剤４１ａ、吸着剤４１ｂおよび吸着剤４１ｃが配されてよい。吸着剤４１ａ、吸着剤４１ｂおよび吸着剤４１ｃの各々は、用途に応じた任意の材料を各々含んでよい。吸着剤４１ａ、吸着剤４１ｂおよび吸着剤４１ｃの各々は、例えば、活性炭、シリカゲル、ゼオライト、ＭＯＦ材料、分子インプリント材料およびモレキュラーシーブの少なくとも１つを含んでよい。吸着剤４１ａ、吸着剤４１ｂおよび吸着剤４１ｃは、複数種類のものであってよいし、多孔質材料を含んでよい。
吸着剤４１ａは、例えばシリカゲルおよびゼオライト等の少なくとも一つを含んでよい。また、吸着剤４１ｂは、例えば活性炭、ＭＯＦ材料、分子インプリント材料およびモレキュラーシーブ等の少なくとも一つを含んでよい。吸着剤４１ｃは、例えば活性炭、ＭＯＦ材料、分子インプリント材料およびモレキュラーシーブ等の少なくとも一つを含んでよい。吸着剤４１ａ、吸着剤４１ｂおよび吸着剤４１ｃの構成は、上記に限定されるものではなく、吸着するガス分子の極性によって適宜変更されてよい。例えば、吸着剤４１ｂおよび吸着剤４１ｃの一方は、フェノール類を吸着してよい。吸着剤４１ｂおよび吸着剤４１ｃの他方は、インドール類を吸着してよい。吸着剤４１ａはフェノール類でもインドール類でもないノイズガスを吸着してよい。
第２貯留槽４１において、吸着剤４１ａは、壁等によって、区画されて配されてよい。吸着剤４１ａを区画することにより、第２貯留槽４１内におけるガスの流路が長くなり得る。第２貯留槽４１内におけるガスの流路が長くなることにより、ガスと吸着剤４１ａとが接する時間が長くなり得る。同様に、第２貯留槽４１において、吸着剤４１ｂは、壁等によって、区画されて配されてよい。吸着剤４１ｂを区画することにより、第２貯留槽４１において、ガスと吸着剤４１ｂとが接する時間が長くなり得る。また、同様に、第２貯留槽４１において、吸着剤４１ｃは、壁等によって、区画されて配されてよい。吸着剤４１ｃを区画することにより、第２貯留槽４１において、ガスと吸着剤４１ｃとが接する時間が長くなり得る。
第２貯留槽４１において、吸着剤４１ａは、第２貯留槽４１が第２吸引孔２１に接続される側に配されてよい。第２貯留槽４１において、吸着剤４１ｃは、第２貯留槽４１が流路２４－１に接続される側に配されてよい。また、第２貯留槽４１において、吸着剤４１ｂは、吸着剤４１ａと吸着剤４１ｃとの間に配されてよい。
第２貯留槽４１は、直方体状、円筒状、袋状、または、筐体１０内部に収容される各種部品の隙間を埋めるような形状のタンク等で構成されてよい。第２貯留槽４１には、第２貯留槽４１の内壁、吸着剤４１ａ、吸着剤４１ｂおよび吸着剤４１ｃの少なくとも１つを加熱するためのヒータが設けられてよい。
第２貯留槽４１の全体が、壁等によって、区画されてよい。第２貯留槽４１の全体が区画されることにより、第２貯留槽４１において、ガスの流路の断面積がガスの流路の体積に対して小さくなり得る。ガスの流路の断面積がガスの流路の体積に対して小さくなる。これにより、第２貯留槽４１からチャンバ３０にパージガスが押し出される際に、弁２１Ｂから第２貯留槽４１へ流入するガスと第２貯留槽４１内に貯留されたパージガスとの接触面積が小さくなり得る。弁２１Ｂから第２貯留槽４１へ流入するガスと第２貯留槽４１内に貯留されたパージガスとの接触面積が小さくなる。これにより、弁２１Ｂから第２貯留槽４１へ流入するガスが、第２貯留槽４１内のパージガスに混ざることが低減され得る。このような構成により、例えば第２吸引孔２１の付近のガスが汚れたような場合、その汚れたガスが第２貯留槽４１内のパージガスに混ざることが低減され得る。
第１供給部５０は、流路２３－２に取り付けられている。第１供給部５０は、流路２３－１と流路２３－２とが接続された場合、第１貯留槽４０に貯留されたサンプルガスをチャンバ３０に供給可能である。第１供給部５０は、制御部６４の制御に従って駆動または停止する。図２の第１供給部５０上の矢印は、第１供給部５０がサンプルガスを送る方向を示す。第１供給部５０は、ピエゾポンプまたはモータポンプ等で構成されてよい。
第２供給部５１は、流路２４－２に取り付けられている。第２供給部５１は、流路２４－１と流路２４－２とが接続された場合、第２貯留槽４１に貯留されたパージガスをチャンバ３０に供給可能である。第２供給部５１は、制御部６４の制御に従って駆動または停止する。図２の第２供給部５１上の矢印は、第２供給部５１がパージガスを送る方向を示す。第２供給部５１は、ピエゾポンプまたはモータポンプ等で構成されてよい。
第３供給部５２は、流路２７－３に取り付けられている。第３供給部５２は、流路２３－１と流路２７－１とが接続された場合、第１貯留槽４０内の残留ガス等を排出路２２に供給可能である。また、第３供給部５２は、流路２４－１と流路２７－２とが接続された場合、第２貯留槽４１内の残留ガス等を排出路２２に供給可能である。第３供給部５２は、制御部６４の制御に従って駆動または停止する。図２の第３供給部５２上の矢印は、第３供給部５２が残留ガス等を送る方向を示す。第３供給部５２は、ピエゾポンプまたはモータポンプ等で構成されてよい。
また、第３供給部５２は、サンプルガスおよびパージガスを、それぞれ第１貯留槽４０および第２貯留槽４１に引き込む機能も有する。第１吸引孔２０と第１貯留槽４０とが接続され、かつ、流路２３－１と流路２７－１とが接続された場合、第３供給部５２は、第１吸引孔２０からのサンプルガスを第１貯留槽４０に供給可能である。また、第２吸引孔２１と第２貯留槽４１とが接続され、かつ、流路２４－１と流路２７－２とが接続された場合、第３供給部５２は、第２吸引孔２１からのパージガスを、第２貯留槽４１に供給可能である。
上記のように、回路基板６０は、記憶部６１、通信部６２および制御部６４等を備える（図３参照）。記憶部６１は、例えば、半導体メモリまたは磁気メモリ等で構成される。記憶部６１は、各種情報、および、ストレス計測システム１を動作させるためのプログラムを記憶する。記憶部６１は、ワークメモリとして機能してよい。
記憶部６１は、例えば、重回帰分析のアルゴリズムを記憶する。記憶部６１は、例えば、重回帰分析におけるモデル式（例えば、後述のモデル式（２））を記憶する。記憶部６１は、後述の標準ガスに関する情報を記憶する。記憶部６１は、例えば、ストレス計測システム１または外部サーバにおいて決定または更新された、後述の予測式に関する情報（例えば、後述の予測式（１）の情報等）を記憶する。
通信部６２は、制御部６４によって計測された被検者のストレスの程度を、例えば表示部３Ａへの表示または音声によって被検者に示す電子機器３と通信する。通信部６２は、外部サーバと通信可能であってよい。通信部６２と電子機器３および外部サーバとの通信において用いられる通信方式は、近距離無線通信規格または携帯電話網へ接続する無線通信規格であってよいし、有線通信規格であってよい。近距離無線通信規格は、例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線およびＮＦＣ（Near Field Communication）等を含んでよい。携帯電話網へ接続する無線通信規格は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）または第４世代以上の移動通信システム等を含んでよい。また、通信部６２と電子機器３および外部サーバとの通信において用いられる通信方式は、例えばＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）またはＬＰＷＡＮ（Low Power Wide Area Network）等の通信規格でよい。
センサ部６３は、画像カメラ、個人識別スイッチ、赤外線センサおよび圧力センサ等の少なくとも何れかを含んで構成されてよい。センサ部６３は、検出結果を、制御部６４に出力する。
例えば、センサ部６３は、赤外線センサを含んで構成される場合には、赤外線センサが照射した赤外線の対象物からの反射光を検出することにより、被検者がトイレ室に入室したことを検出し得る。センサ部６３は、検出結果として、被検者がトイレ室に入室したことを示す信号を制御部６４に出力する。
例えば、センサ部６３は、圧力センサを含んで構成される場合には、図１に示す便座２Ｂにかかる圧力を検出することにより、被検者が便座２Ｂに座ったことを検出し得る。センサ部６３は、検出結果として、被検者が便座２Ｂに座ったことを示す信号を制御部６４に出力する。
例えば、センサ部６３は、圧力センサを含んで構成される場合には、図１に示す便座２Ｂにかかる圧力の低減を検出することにより、被検者が便座２Ｂから立ち上がったことを検出し得る。センサ部６３は、検出結果として、被検者が便座２Ｂから立ち上がったことを示す信号を制御部６４に出力する。
例えば、センサ部６３は、画像カメラおよび個人識別スイッチ等を含んで構成される場合には、顔画像、座高および体重等のデータを収集する。センサ部６３は、収集したデータから個人を特定識別して検出する。センサ部６３は、検出結果として、特定識別した個人を示す信号を制御部６４に出力する。
例えば、センサ部６３は、個人識別スイッチ等を含んで構成される場合には、個人識別スイッチの操作に基づいて、個人を特定（検出）する。この場合、記憶部６１には、予め個人情報が登録（記憶）されてよい。センサ部６３は、検出結果として、特定した個人を示す信号を制御部６４に出力する。
制御部６４は、１以上のプロセッサを含む。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および、特定の処理に特化した専用のプロセッサの少なくとも何れかを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ；Application Specific Integrated Circuit）を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ；Programmable Logic Device）を含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を含んでよい。制御部６４は、１つまたは複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（System-on-a-chip）、および、ＳｉＰ（System-in-a-Package）の少なくとも何れかを含んでよい。制御部６４は、プログラムに従って後述する演算（例えばガスの種類および濃度を求める処理、ストレスの計測処理等）を実行してよい。
＜ガスの種類および濃度の検出処理＞
制御部６４は、例えば流路２４－１と流路２４－２とを接続して、かつ、第２供給部５１を駆動させることにより、パージガスを第２貯留槽４１に貯留させる。そして、制御部６４は、第２貯留槽４１に貯留されたパージガスをチャンバ３０に供給させる。ここで、第２吸引孔２１近傍のパージガスが汚染されている場合に、制御部６４は、弁２１Ｂを閉じて、第２貯留槽４１へのパージガスの導入がされないようにしてよい。制御部６４は、第２貯留槽４１が例えば樹脂製または蛇腹構造等であって内容積が変えられる場合に、上記のパージガスの導入がされないようにする処理を実行してよい。
制御部６４は、例えば流路２４－１と流路２４－２とを接続して、かつ、第２供給部５１を駆動させることにより、パージガスを第２貯留槽４１に貯留させる。そして、制御部６４は、第２貯留槽４１に貯留されたパージガスをチャンバ３０に供給させる。ここで、第２吸引孔２１近傍のパージガスが汚染されている場合に、制御部６４は、弁２１Ｂを閉じて、第２貯留槽４１へのパージガスの導入がされないようにしてよい。制御部６４は、第２貯留槽４１が例えば樹脂製または蛇腹構造等であって内容積が変えられる場合に、上記のパージガスの導入がされないようにする処理を実行してよい。
制御部６４は、例えば流路２３－１と流路２３－２とを接続して、かつ、第１供給部５０を駆動させることにより、サンプルガスを第１貯留槽４０に貯留させる。そして、制御部６４は、第１貯留槽４０に貯留されたサンプルガスをチャンバ３０に供給させる。ここで、第１吸引孔２０近傍のサンプルガスと第１貯留槽４０に既に貯留されているサンプルガスとの混合を抑制したい場合に、制御部６４は、弁２０Ｂを閉じて、第１貯留槽４０へのサンプルガスの導入がされないようにしてよい。このとき、制御部６４は、弁２０Ｂおよび弁２６を制御して、第１貯留槽４０を流路２８と流路２４－１とを介して第２貯留槽４１に繋げて、第２貯留槽４１に貯留されたパージガスが第１貯留槽４０に供給されるようにしてよい。また、制御部６４は、第１貯留槽４０が例えば樹脂製または蛇腹構造等であって内容積が変えられる場合に、上記のサンプルガスの導入がされないようにする処理を実行してよい。
制御部６４は、第２供給部５１および第１供給部５０を制御して、チャンバ３０にパージガスおよびサンプルガスを交互に供給する。制御部６４は、チャンバ３０のセンサ部３１が出力する電圧波形を取得する。制御部６４は、例えば、抵抗素子３１Ｒにかかる電圧値ＶＲＬを取得することにより、図５に示す電圧波形を取得する。
図５はセンサ部３１の電圧波形の一例を示す図である。図５の横軸は時間を示す。図５の縦軸は電圧を示す。電圧波形Ｖ１が示す電圧値は、センサ部３１－１の抵抗素子３１Ｒにかかる電圧値ＶＲＬである。電圧波形Ｖ２が示す電圧値は、センサ部３１－２の抵抗素子３１Ｒにかかる電圧値ＶＲＬである。電圧波形Ｖ３が示す電圧値は、センサ部３１－３の抵抗素子３１Ｒにかかる電圧値ＶＲＬである。
第１期間Ｔ１は、第１貯留槽４０に貯留されたサンプルガスが、チャンバ３０に供給されている期間である。センサ部３１にサンプルガスが供給されると、サンプルガスに含まれる被検出ガスの濃度に応じて、抵抗素子３１Ｒの電圧値ＶＲＬは増加し得る。そのため、第１期間Ｔ１では、電圧波形Ｖ１～Ｖ３が示す電圧値は増加する。
第２期間Ｔ２は、第２貯留槽４１に貯留されたパージガスが、チャンバ３０に供給されている期間である。センサ部３１にパージガスが供給されると、抵抗素子３１Ｒの電圧値ＶＲＬは低下し得る。そのため、第２期間Ｔ２では、電圧波形Ｖ１～Ｖ３が示す電圧値は低下する。
制御部６４は、センサ部３１が出力した電圧波形の特徴を説明変数とする重回帰分析に基づいて、サンプルガスに含まれるガスの種類および濃度を検出する。説明変数となり得る電圧波形の特徴の一例として、所定区間における電圧波形の、傾き、平均値、中央値、これらの数値同士の差、および、異なるセンサ部３１間におけるこれらの数値の比率等が挙げられる。図５に示す例では、区間ｔ１～ｔ６が所定区間となり得る。区間ｔ１～ｔ６の幅は同一である。ただし、区間ｔ１～ｔ６の幅は異なってよい。また、区間ｔ１における電圧波形の傾きが説明変数の１つとなり得る。区間ｔ１における電圧波形Ｖ１～Ｖ３の各々の傾きは、「説明変数ｘ１１」、「説明変数ｘ１２」および「説明変数ｘ１３」と各々記載する。また、区間ｔ２における電圧波形の傾きが説明変数の１つとなり得る。区間ｔ２における電圧波形Ｖ１～Ｖ３の各々の傾きは、「説明変数ｘ２１」、「説明変数ｘ２２」および「説明変数ｘ２３」と各々記載する。また、区間ｔ３における電圧波形の平均値が、説明変数の１つとなり得る。区間ｔ３における電圧波形Ｖ１～Ｖ３の各々の平均値は、「説明変数ｘ３１」、「説明変数ｘ３２」および「説明変数ｘ３３」と各々記載する。また、区間ｔ４における電圧波形の傾きが説明変数の１つとなり得る。区間ｔ４における電圧波形Ｖ１～Ｖ３の各々の傾きは、「説明変数ｘ４１」、「説明変数ｘ４２」および「説明変数ｘ４３」と各々記載する。また、区間ｔ５における電圧波形の傾きが説明変数の１つとなり得る。区間ｔ５における電圧波形Ｖ１～Ｖ３の各々の傾きは、「説明変数ｘ５１」、「説明変数ｘ５２」および「説明変数ｘ５３」と各々記載する。また、区間ｔ６における電圧波形の平均値が説明変数の１つとなり得る。区間ｔ６における電圧波形Ｖ１～Ｖ３の各々の平均値は、「説明変数ｘ６１」、「説明変数ｘ６２」および「説明変数ｘ６３」と各々記載する。
制御部６４は、重回帰分析により決定される予測式と、説明変数のうち当該予測式に用いられる説明変数とによって、サンプルガスに含まれるガスの種類および濃度を検出する。例えば、制御部６４は、以下の予測式（１）に基づいて、サンプルガスに含まれるガスの種類および濃度を検出する。予測式（１）は、所定ガスの濃度を予測する予測式の一例である。予測式（１）は、ガス組成が既知である混合ガスを用いた重回帰分析により決定される。予測式（１）を決定する処理については後述する。
予測式（１）において、濃度ｙ１は、所定ガスの濃度である。係数Ａ，Ｂ，Ｃの各々は、説明変数ｘ１１，ｘ２２，ｘ３３の各々の回帰係数である。また、定数Ｄは、定数項である。上記の説明変数ｘ１１～ｘ１３，ｘ２１～ｘ２３，ｘ３１～ｘ３３，ｘ４１～ｘ４３，ｘ５１～ｘ５３，ｘ６１～ｘ６３のうち、予測式（１）には、説明変数ｘ１１，ｘ２２，ｘ３３が用いられる。
制御部６４は、記憶部６１または通信部６２を介して外部から、予測式に関する情報を取得してよい。予測式に関する情報には、予測式の情報、予測式に用いられる説明変数の情報、所定間隔の情報、および、説明変数を取得するための演算の情報等が含まれてよい。所定間隔は、電圧波形を複数の区間に分割する際に用いる間隔である。所定間隔は、図５に示す各区間ｔ１～ｔ６の幅に相当する。例えば予測式（１）の場合、予測式に関する情報には、予測式（１）の情報、予測式（１）に用いられる説明変数ｘ１１，ｘ２２，ｘ３３の情報、所定間隔の情報、および、説明変数ｘ１１，ｘ２２，ｘ３３を取得するための演算の情報が含まれ得る。例えば、制御部６４は、予測式に関する情報を取得すると、図５に示す電圧波形を、時間軸に沿って所定間隔で分割することにより、複数の区間として、区間ｔ１～ｔ６に分割する。また、制御部６４は、説明変数を取得するための演算の情報に基づいて、図５に示す区間ｔ１における電圧波形Ｖ１の傾きを算出することにより、説明変数ｘ１１を取得する。また、制御部６４は、図５に示す区間ｔ２における電圧波形Ｖ２の平均値を算出することにより、説明変数ｘ２２を取得する。また、制御部６４は、図５に示す区間ｔ３における電圧波形Ｖ３の平均値を算出することにより、説明変数ｘ３３を取得する。制御部６４は、説明変数ｘ１１，ｘ２２，ｘ３３を上記の予測式（１）に代入することにより、所定ガスの濃度ｙ１を検出する。
ここで、説明変数に対応する区間の幅については、図５に示す例では区間ｔ１～ｔ６の幅は、同一でなくてよい。例えば、説明変数に対応する区間の幅は、異なってよい。また、説明変数に対応する区間では、一部の区間が重複してよい。説明変数に対応する区間には、ある説明変数を取得するためのさらに細分化された区間が含まれてよい。適切な説明変数に対応する区間の設定は、センサ部３１が出力する電圧波形のデータ、当該電圧波形を取得する時間間隔、当該電圧波形に含まれるノイズの大きさまたは周波数によって、予め適宜選択されてよい。センサ部３１が出力した電圧波形の全てのデータが、ガスの種類および濃度の検出に用いられなくてよい。例えば、センサ部３１が出力した電圧波形のうち、例えば不要な部分を間引く等によって、適宜必要な部分だけのデータが、ガスの種類および濃度の検出に用いられてよい。
制御部６４は、ガスの種別に応じて、異なる予測式を用いてよい。制御部６４は、ガスの種別に応じた異なる予測式を用いることにより、サンプルガスに含まれるガスの種類毎の濃度を検出し得る。換言すると、制御部６４は、サンプルガスに含まれるガスの種類および濃度を検出し得る。
制御部６４は、検出したガスの種類および濃度を、通信部６２を介して電子機器３に送信してよい。また、制御部６４は、検出処理の終了後、流路２３－１と流路２７－１とを接続して、かつ、第３供給部５２を駆動させることにより、第１貯留槽４０内の残留ガスを、排出路２２から排出してよい。また、制御部６４は、検出処理の終了後、流路２４－１と流路２７－２とを接続して、かつ、第３供給部５２を駆動させることにより、第２貯留槽４１内の残留ガスを排出路２２から排出してよい。
＜予測式の決定処理＞
以下の予測式の決定処理は、ストレス計測システム１の出荷前またはメンテナンス時等に実行されてよい。
以下の予測式の決定処理は、ストレス計測システム１の出荷前またはメンテナンス時等に実行されてよい。
制御部６４は、予め組み込まれたプログラムに基づいて、または、通信部６２を介して外部から、パージガス吸引を指示する制御信号を受信したとき、上記と同様にして、第２吸引孔２１にパージガスを吸引させる。パージガス吸引を指示する制御信号は、ストレス計測システム１の出荷前等に予測式を決定する際に、ストレス計測システム１へ送信され得る。制御部６４は、第２吸引孔２１にパージガスを吸引させることにより、パージガスを第２貯留槽４１に貯留させる。
制御部６４は、予め組み込まれたプログラムに基づいて、または、通信部６２を介して外部から、サンプルガス吸引を指示する制御信号を受信したとき、上記と同様にして、第１吸引孔２０にサンプルガスを吸引させる。サンプルガス吸引を指示する制御信号は、ストレス計測システム１の出荷前等に予測式を決定する際に、ストレス計測システム１へ送信され得る。制御部６４は、第１吸引孔２０にサンプルガスを吸引させることにより、サンプルガスを第１貯留槽４０に貯留させる。ここで、予測式の決定処理では、ガス組成が既知である混合ガスが、サンプルガスとして用いられる。つまり、ガス組成が既知である混合ガスが、第１貯留槽４０に貯留させる。以下、ガス組成が既知である混合ガスは、「標準ガス」とも記載する。
制御部６４は、記憶部６１または通信部６２を介して外部から、重回帰分析におけるモデル式を取得する。制御部６４は、例えば、以下のモデル式（２）を取得する。
モデル式（２）において、ｎ、ｉおよびｊの各々は、自然数である。ｎは、ガスの種類に対応する。以下、ｎに対応するガスは、「ガスｎ」とも記載する。ｉは、説明変数に対応する区間に対応する。以下、ｉに対応する区間は、「区間ｉ」とも記載する。ｊは、複数のセンサ部３１のうちの何れかに対応する。以下、ｊに対応するセンサ部３１は、「センサ部３１ｊ」とも記載する。濃度ｙｎは、ガスｎの濃度である。説明変数ｉｊは、センサ部３１ｊの電圧波形において、区間ｉに対応する説明変数である。係数Ｅｉｊｎは、ガスｎにおける、説明変数ｉｊの係数である。誤差Ｆは誤差項である。
制御部６４は、記憶部６１または通信部６２を介して外部から、標準ガスに関する情報を取得する。標準ガスに関する情報には、標準ガスに含まれるガスの種類および濃度の情報、および、説明変数の取得に関する情報等が含まれる。例えばモデル式（２）の場合、当該ガスの種類および濃度の情報は、ガスｎの種類および濃度ｙｎの情報である。例えばモデル式（２）の場合、説明変数の取得に関する情報は、区間ｉの情報、および、説明変数ｉｊをセンサ部３１ｊの区間ｉから取得するための演算の情報が含まれ得る。
制御部６４は、上記と同様にして、チャンバ３０にパージガスおよびサンプルガスを交互に供給することにより、チャンバ３０のセンサ部３１が出力する電圧波形を取得する。制御部６４は、センサ部３１の電圧波形に対して教師データありの機械学習を実行することにより、モデル式（２）において、有効な説明変数および回帰係数を取得する。制御部６４は、有効な説明変数および回帰係数を取得することにより、ガスｎの予測式を決定する。
例えば、所定ガスの濃度ｙ１（ｎ＝１）の場合、制御部６４は、説明変数ｘ１１，ｘ２２，ｘ３３を有効な説明変数として取得する。制御部６４は、係数Ａを、説明変数ｘ１１の係数Ｅ１１１として取得する。制御部６４は、係数Ｂを、説明変数ｘ１１の係数Ｅ２２１として取得する。制御部６４は、係数Ｃを、説明変数ｘ３３の係数Ｅ３３１として取得する。制御部６４は、定数Ｄを、誤差Ｆとして取得する。制御部６４は、有効な説明変数ｘ１１，２２，ｘ３３、係数Ａ，Ｂ，Ｃおよび定数Ｄを取得することにより、所定ガスの濃度ｙ１の上記の予測式（１）を決定する。制御部６４は、有効な説明変数ｘ１１，ｘ２２，ｘ３３、係数Ａ，Ｂ，Ｃおよび定数Ｄを記憶部６１に記憶させてよい。
制御部６４は、ガスの種別に応じて、異なる予測式を決定し得る。ここで、制御部６４は、取得したセンサ部３１の電圧波形のデータの全てを学習しなくてよい。また、適切な説明変数に対応する区間の設定は、センサ部３１が出力する電圧波形のデータ、当該電圧波形を取得する時間間隔、当該電圧波形に含まれるノイズの大きさまたは周波数によって、予め適宜選択されてよい。または、考えられる説明変数を全て含ませた、重回帰分析によって、より有効な説明変数が抽出されてよい。
＜ストレスの計測処理＞
脳と腸とは情報伝達を行って（脳内神経伝達物質またはホルモンを介して）相互に作用を及ぼしあう。例えばストレスが原因で過敏性腸症候群等の症状が生じることが知られている。また、腸において摂取食品中のたんぱく質および脂質から生成された物質の一部は、脳に運ばれて、脳内神経伝達物質の原料となることが知られている。脳内神経伝達物質のノルアドレナリンの原料は、チロシンである。また、脳内神経伝達物質のセロトニンの原料は、トリプトファンである。例えば、腸内のチロシンが誘導体を経て腸内から脳に運ばれて、腸内のチロシンの量が減少すると、脳内のノルアドレナリンの量が増加する。腸内のチロシンが減少すると、その分解物質である腸内のフェノール類の量も減少する。また、腸内のトリプトファンが誘導体を経て腸内から脳に運ばれて、腸内のトリプトファンの量が減少すると、脳内のセロトニンの量が増加する。腸内のトリプトファンの量が減少すると、その分解物質である腸内のインドール類の量も減少する。
脳と腸とは情報伝達を行って（脳内神経伝達物質またはホルモンを介して）相互に作用を及ぼしあう。例えばストレスが原因で過敏性腸症候群等の症状が生じることが知られている。また、腸において摂取食品中のたんぱく質および脂質から生成された物質の一部は、脳に運ばれて、脳内神経伝達物質の原料となることが知られている。脳内神経伝達物質のノルアドレナリンの原料は、チロシンである。また、脳内神経伝達物質のセロトニンの原料は、トリプトファンである。例えば、腸内のチロシンが誘導体を経て腸内から脳に運ばれて、腸内のチロシンの量が減少すると、脳内のノルアドレナリンの量が増加する。腸内のチロシンが減少すると、その分解物質である腸内のフェノール類の量も減少する。また、腸内のトリプトファンが誘導体を経て腸内から脳に運ばれて、腸内のトリプトファンの量が減少すると、脳内のセロトニンの量が増加する。腸内のトリプトファンの量が減少すると、その分解物質である腸内のインドール類の量も減少する。
ここで、ストレスによって交感神経と副交感神経との活性状態のバランスが崩れる。つまり、交感神経と副交感神経の活性状態を知ることによって、ストレスの程度を計測することが可能である。例えば、被検者のストレスの程度が上昇すると、交感神経が活性化して、交感神経が副交感神経よりも優位な状態となる。このとき、腸内において、ノルアドレナリンの原料であるチロシンが減少し、それに伴いフェノール類も減少する。また、被検者のストレスの程度が低下すると、副交感神経が活性化して、セロトニンの原料であるトリプトファンが減少し、それに伴いインドール類も減少する。
図６は、被検出ガスであるフェノール類とインドール類の濃度の検出値と、被検者のストレスの程度との関係を例示する図である。図６の横軸はインドール類の濃度の検出値、すなわちインドール類の濃度に応じた電圧である。また、図６の縦軸はフェノール類の濃度の検出値、すなわちフェノール類の濃度に応じた電圧である。被検者のストレスの程度が十分に低い場合、腸内のフェノール類の量とインドール類の量とのバランスがとれており、インドール類の濃度の検出値およびフェノール類の濃度の検出値が領域Ｒ１に含まれる。領域Ｒ１は、ストレスのない状態の人物の実測値または計算値として求められた基準値ＰＯ０を中心とした一定の範囲として定められる。基準値ＰＯ０は後述するように、被検者ごとの個体差を考慮した基準値ＰＯ１で置き換えられてよい。被検者のストレスの程度が上昇すると、フェノール類が減少してインドール類が増加するため、インドール類の濃度の検出値およびフェノール類の濃度の検出値が領域Ｒ２に含まれる。領域Ｒ２も、ストレスのない状態の人物の実測値または計算値として求められた基準値ＰＯ０から拡がった範囲によって定められている。図６では、領域Ｒ２は、領域Ｒ１におけるインドール類の濃度の最大値と領域Ｒ１のフェノール類の濃度の最小値とを結ぶ線と、領域Ｒ１におけるインドール類の濃度の最大値からフェノール類の濃度が減少する方向に伸ばした線と、領域Ｒ１におけるフェノール類の濃度の最小値からインドール類の濃度が増加する方向に伸ばした線とで囲まれた領域である。ここで、領域Ｒ１，Ｒ２は、例えばディープラーニングなどの手法で定められるようにしてもよい。図６の点線の矢印で示すように、被検者のストレスの程度が上昇していくと、インドール類の濃度が相対的に高まる。したがって、フェノール類とインドール類の濃度の比から、被検者のストレスの程度を計測することが可能である。ここで、インドール類の濃度の検出値およびフェノール類の濃度の検出値が領域Ｒ１および領域Ｒ２を除く領域（領域Ｒ３）に含まれる場合、被検者は異常状態であり得る。すなわち、フェノール類とインドール類の濃度の組み合わせが領域Ｒ３にある場合、被検者は例えばセロトニン過多、セロトニン症候群、躁、統合失調、不眠、うつであるおそれがある。
制御部６４は、上記の予測式（１）に基づいて検出したガスの種類および濃度のうち、フェノール類およびインドール類の濃度の検出値を取得する。ここで、ノルアドレナリンおよびセロトニンの関係のみを抽出するため、制御部６４は、チロシンおよびトリプトファンについて濃度の検出値を取得してよい。
制御部６４は、フェノール類の濃度の検出値とインドール類の濃度の検出値との組み合わせを求める。制御部６４は、求めた組み合わせが、領域Ｒ１および領域Ｒ２に含まれ得るかを判定する。制御部６４は、求めたフェノール類の濃度の検出値およびインドール類の濃度の検出値が領域Ｒ２に含まれる場合に、これらの比においてフェノール類の濃度が相対的に高いほど、被検者のストレスの程度が高いと判定する。また、制御部６４は、求めたフェノール類の濃度の検出値およびインドール類の濃度の検出値が領域Ｒ１に含まれる場合に、被検者のストレスの程度が十分に低いと判定する。制御部６４は、被検者のストレスの程度を例えば０～１００の数値であるスコアに換算してよい。制御部６４は、計測した被検者のストレスの程度を、通信部６２を介して電子機器３に送信してよい。
＜個体差の修正処理＞
以下の個体差の修正処理は、ストレス計測システム１の使用開始から一定の期間が経過した時またはメンテナンス時等に実行されてよい。
以下の個体差の修正処理は、ストレス計測システム１の使用開始から一定の期間が経過した時またはメンテナンス時等に実行されてよい。
基準値ＰＯ０はストレス計測システム１の設計時に決定される一般的な値である。そのため、被検者の個体差、特に腸内の細菌の存在割合によって、制御部６４のストレス計測に調整が必要なことがある。例えば、被検者の個体差によってフェノール類の濃度が相対的に高い場合、被検者のストレスの程度が上昇してもストレスを感じていないと判定されるおそれがある。個体差の修正処理を実行することによって、それぞれの被検者に適切なストレス計測が実行され得る。ここで、被検者の腸内の細菌の存在割合は、被験者の特定の腸内細菌の菌数についての存在割合、または、存在割合の比であってよい。特定の腸内細菌は、ビフィズス菌、ラクトバチルス属、コリネバクテリウム属、スタフィロコッカス属、ウォルシュ菌（クロストリジウム属）、バクテロイデス属、大腸菌、エンテロバクター属、シュードモナス属、カンジダ属の少なくとも１つを含んでよい。被験者の特定の腸内細菌の菌数は、検査機関などによる被験者の便の検査によって測定されてよい。
制御部６４は、ストレスの計測処理を実行する際に、フェノール類の濃度の検出値およびインドール類の濃度の検出値を記憶部６１に記憶する。記憶部６１は、フェノール類の濃度の検出値およびインドール類の濃度の検出値を、例えば日時情報と共に蓄積する。制御部６４は、例えばストレス計測システム１の使用開始から一定の期間が経過した時に、記憶部６１に記憶された過去の複数の検出値に基づいて、新たな基準値ＰＯ１を求める。例えば、制御部６４は、過去のフェノール類の濃度の検出値およびインドール類の濃度の検出値を統計処理することによって、新たな基準値ＰＯ１を求めてよい。制御部６４は、統計処理として、例えば平均値を求めてもよいし、中央値を求めてもよい。もとの基準値ＰＯ０は被検者ごとの個体差を考慮した基準値ＰＯ１で置き換えられる。図７に示すように、領域Ｒ１および領域Ｒ２は、もとの基準値ＰＯ０から新たな基準値ＰＯ１までの変化に従って移動する。
［ストレス計測システムの動作例］
＜ガスの種類および濃度の検出時の動作＞
図８は、ストレス計測システム１のガスの種類および濃度の検出時の動作例を示すフローチャートである。制御部６４は、センサ部６３の検出結果に基づいて、被検者が便座２Ｂから立ち上がったことを検出してから所定時間が経過した後、図８に示す処理を開始してよい。
＜ガスの種類および濃度の検出時の動作＞
図８は、ストレス計測システム１のガスの種類および濃度の検出時の動作例を示すフローチャートである。制御部６４は、センサ部６３の検出結果に基づいて、被検者が便座２Ｂから立ち上がったことを検出してから所定時間が経過した後、図８に示す処理を開始してよい。
制御部６４は、第２吸引孔２１にパージガスを吸引させる（ステップＳ１０）。制御部６４は、第２吸引孔２１にパージガスを吸引させることにより、パージガスを第２貯留槽４１に貯留させる（ステップＳ１１）。
制御部６４は、センサ部６３の検出結果に基づいて、被検者が便座２Ｂに座ったことを検出してから所定時間が経過した後、第１吸引孔２０にサンプルガスを吸引させる（ステップＳ１２）。制御部６４は、第１吸引孔２０にサンプルガスを吸引させることにより、第１貯留槽４０にサンプルガスを貯留させる（ステップＳ１３）。
制御部６４は、第２供給部５１および第１供給部５０を制御して、チャンバ３０にパージガスおよびサンプルガスを交互に供給する（ステップＳ１４）。制御部６４は、チャンバ３０のセンサ部３１が出力する電圧波形を取得する（ステップＳ１５）。
制御部６４は、例えば記憶部６１または通信部６２を介して外部から、各種情報を取得する（ステップＳ１６）。各種情報には、上記の予測式に関する情報等が含まれる。
制御部６４は、センサ部３１が出力する電圧波形を、例えば時間軸に沿って所定間隔で分割することにより、複数の区間に分割する（ステップＳ１７）。
制御部６４は、センサ部３１の分解能を調整として、抵抗素子３１Ｒの設定をする（ステップＳ１８）。ステップＳ１８の処理の詳細については、図１２を参照して後述する。
制御部６４は、ステップＳ１４，Ｓ１５の処理と同様にして、ステップＳ１９，Ｓ２０の処理を実行する。
制御部６４は、ステップＳ１７の処理と同様にして、ステップＳ２１の処理を実行する。
制御部６４は、ステップＳ１６の処理で取得した予測式に関する情報に含まれる、説明変数を取得するための演算の情報に基づいて、予測式に用いられる説明変数を取得する（ステップＳ２２）。
制御部６４は、ステップＳ２２の処理で取得した説明変数を予測式に代入することにより、所定ガスの濃度を検出する（ステップＳ２３）。例えば、制御部６４は、説明変数ｘ１１，ｘ２２，ｘ３３を上記の予測式（１）に代入することにより、所定ガスの濃度ｙ１を検出する。
制御部６４は、異なる予測式毎に、図８に示す処理を実行する。異なる予測式毎に、図８に示す処理を実行することにより、ガスの種類および濃度が検出され得る。
ここで、ステップＳ１１の処理において、制御部６４は、パージガスの清浄度が高いか否か判定してよい。さらに、制御部６４は、パージガスの清浄度が高いとき、パージガスを第２貯留槽４１に貯留させてよい。この場合、制御部６４は、第２供給部５１を制御することにより、パージガスをチャンバ３０に供給してよい。さらに、制御部６４は、センサ部３１の検出結果に基づいて、パージガスの清浄度が高いか否か判定してよい。また、ストレス計測システム１がパージガスの清浄度を検出する専用のセンサ部を備える場合、制御部６４は、専用のセンサ部の検出結果に基づいて、パージガスの清浄度が高いか否か判定してよい。
＜予測式の決定時の動作＞
図９および図１０は、図１に示すストレス計測システム１の予測式の決定時の動作を示すフローチャートである。図９および図１０に示す処理は、ストレス計測システム１を製品として出荷する前に、実行されてよい。制御部６４は、予め組み込まれたプログラムに基づいてまたは通信部６２を介して外部から、パージガス吸引を指示する制御信号を受信したとき、図９に示す処理を開始してよい。ここで、予測式を決定する際は、濃度が最大化された、複数の標準ガスがサンプルガスとして用いられてよい。
図９および図１０は、図１に示すストレス計測システム１の予測式の決定時の動作を示すフローチャートである。図９および図１０に示す処理は、ストレス計測システム１を製品として出荷する前に、実行されてよい。制御部６４は、予め組み込まれたプログラムに基づいてまたは通信部６２を介して外部から、パージガス吸引を指示する制御信号を受信したとき、図９に示す処理を開始してよい。ここで、予測式を決定する際は、濃度が最大化された、複数の標準ガスがサンプルガスとして用いられてよい。
制御部６４は、図８に示すステップＳ１０，Ｓ１１の処理と同様にして、ステップＳ３０，３１の処理を実行する。
制御部６４は、通信部６２を介して外部から、サンプルガス吸引を指示する制御信号を受信したとき、図８に示すステップＳ１２，１３の処理と同様にして、ステップＳ３２，３３の処理を実行する。
制御部６４は、図８に示すステップＳ１４，Ｓ１５の処理と同様にして、ステップＳ３４，Ｓ３５の処理を実行する。上記のように濃度が最大化された標準ガスが用いられることにより、ステップＳ３５の処理で取得されるセンサ部３１の電圧波形の振幅が最大化され得る。
制御部６４は、ステップＳ３５の処理で取得したセンサ部３１の電圧波形に基づいて、センサ部３１の較正をする（ステップＳ３６）。上記のように、ステップＳ３５の処理で取得されるセンサ部３１の電圧波形の振幅は最大化され得る。そのため、ステップＳ３６の処理において、センサ部３１をより正確に較正することができる。
制御部６４は、ステップＳ３０～Ｓ３５の処理と同様にして、ステップＳ３７～Ｓ４２の処理を実行する。上記のように、予測式を決定する際は、複数の標準ガスがサンプルガスとして用いられる。そのため、制御部６４は、用いられる標準ガスの数だけ、ステップＳ３７～Ｓ４２の処理を繰り返し実行する。
制御部６４は、図１０に示す処理に進む。制御部６４は、記憶部６１または通信部６２を介して外部から、各種情報を取得する（ステップＳ４３）。当該各種情報には、重回帰分析におけるモデル式（例えば、上記のモデル式（２））、および、標準ガスに関する情報等が含まれる。
制御部６４は、図８に示すステップＳ１７の処理と同様にして、ステップＳ４４の処理を実行する。
制御部６４は、例えば電圧波形に対して教師データありの機械学習を実行することにより、モデル式（例えば、上記のモデル式（２））において、有効な説明変数および回帰係数を取得する（ステップＳ４５）。
制御部６４は、センサ部３１の分解能を調整として、抵抗素子３１Ｒの設定をする（ステップＳ４６）。ステップＳ４６の処理の詳細については、図１２を参照して後述する。
制御部６４は、図９に示すステップＳ３７～Ｓ４２の処理と同様にして、ステップＳ４７～Ｓ５２の処理を実行する。図９に示すステップＳ３７～Ｓ４２の処理と同様に、制御部６４は、予測式を決定する際に用いられる標準ガスの数だけ、ステップＳ４７～Ｓ５２の処理を繰り返し実行する。制御部６４は、ステップＳ４４，Ｓ４５の処理と同様にして、ステップＳ５３，Ｓ５４の処理を実行する。
制御部６４は、ガスｎの濃度を検出する予測式（例えば、上記の予測式（１））を決定する（ステップＳ５５）。
ここで、制御部６４は、図９に示すステップＳ３０～Ｓ３６の処理を、実行しなくてよい。また、制御部６４が図９に示すステップＳ３０～Ｓ３６の処理を実行する場合、ステップＳ３０～Ｓ３６の処理にのみ、濃度が最大化された複数の標準ガスが用いられてよい。
また、ステップＳ５４の処理で取得した有効な説明変数および回帰係数と、ステップＳ４５の処理で取得した有効な説明変数および回帰係数とが異なる場合がある。この場合、制御部６４は、図９に示すステップＳ３０～Ｓ４２の処理を再度実行し、その後、ステップＳ４４，Ｓ４５の処理を再度実行してよい。
＜ストレスの計測時の動作＞
図１１は、ストレス計測システム１のストレスの計測時の動作例、すなわちストレス計測方法の例を示すフローチャートである。
図１１は、ストレス計測システム１のストレスの計測時の動作例、すなわちストレス計測方法の例を示すフローチャートである。
制御部６４は、フェノール類およびインドール類の濃度の検出値を取得する（ステップＳ６０）。制御部６４は、フェノール類およびインドール類の濃度の検出値の組み合わせを求める（ステップＳ６１）。制御部６４は、求めた組み合わせと、領域Ｒ１～Ｒ３との関係に基づいて、被検者のストレスの程度を計測する（ステップＳ６２）。ここで、領域Ｒ１～Ｒ３を定めるデータまたは関係式は記憶部６１に記憶されていてよい。制御部６４は、判定した被検者のストレスの程度を通信部６２を介して電子機器３に送信する（ステップＳ６３）。
＜個体差の修正時の動作＞
図１２は、ストレス計測システムの個体差の修正時の動作を示すフローチャートである。
図１２は、ストレス計測システムの個体差の修正時の動作を示すフローチャートである。
制御部６４は、ストレスの計測時に、フェノール類およびインドール類の濃度の検出値を記憶部６１に記憶する（ステップＳ７０）。制御部６４は、使用開始から一定の期間が経過していない場合に（ステップＳ７１のＮｏ）、ステップＳ７０の処理に戻る。制御部６４は、使用開始から一定の期間が経過した場合に（ステップＳ７１のＹｅｓ）、記憶部６１から複数の検出値を取得する（ステップＳ７２）。制御部６４は、取得した複数の検出値について統計処理を実行する（ステップＳ７３）。制御部６４は、ステップＳ７３の統計処理の結果に基づいて、被検者ごとの個体差を考慮した基準値ＰＯ１を生成する（ステップＳ７４）。制御部６４は、新たな基準値ＰＯ１ともとの基準値ＰＯ０との差に基づいて、記憶部６１に記憶される領域Ｒ１～Ｒ３を定めるデータまたは関係式を更新してよい。
以上のように、本実施形態に係るストレス計測システム１では、センサ部３１が被検者の検体に含まれる物質に基づく複数の被検出ガスを検出し、複数の被検出ガスのそれぞれの検出結果に応じた複数の検出値を出力する。そして、制御部６４が複数の検出値の組み合わせに基づいて被検者のストレスの程度を判定する。本実施形態に係るストレス計測システム１では、被検者の検体からの複数の被検出ガスを用いてストレスを計測するため、被検者は例えば測定装置の装着または採血といった手間が不要である。従って、本実施形態によれば、手間をかけずに被検者のストレスの程度を計測することが可能なストレス計測システム１が提供され得る。
本開示に係る実施形態について説明する図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。
本開示に係る実施形態について、諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形または修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部などを１つに組み合わせたり、或いは、分割したりすることが可能である。
例えば、吸着剤４０ｂと吸着剤４０ｃを別々に加熱脱離させることで、フェノール類とインドール類を別々のガスとして濃縮して、別々にチャンバ３０に送り込むことが可能であってよい。つまり、フェノール類濃縮ガスとインドール類濃縮ガスの計測を別のステップで行って、フェノール類濃縮ガスの計測ステップでフェノール類濃度を、インドール類濃縮ガスの計測ステップでインドール類濃度を推定することが可能である。当該手法は、センサ部３１にインドール類に対してフェノール類のガスセンサ感度が大きなガスセンサ、または、フェノール類に対してインドール類のガスセンサ感度が大きなガスセンサが含まれていない場合に、計測の精度向上の効果を発揮する。
例えば、上記の実施形態では、図３に示すように、ストレス計測システム１は、１つの装置であるものとして説明した。ただし、本開示のストレス計測システムは、１つの装置に限定されず、独立した複数の装置を含んでよい。本開示のストレス計測システムは、例えば、図１３に示すような構成であってよい。
図１３に示すストレス計測システム１Ｂは、ストレス計測装置４と、サーバ装置５とを備える。ストレス計測装置４とサーバ装置５は、ネットワーク６を介して通信可能である。ネットワーク６の一部は、有線であってよいし、無線であってよい。ストレス計測装置４の構成は、図２および図３に示すストレス計測システム１の構成と同様である。サーバ装置５は、記憶部５Ａと、通信部５Ｂと、制御部５Ｃとを備える。制御部５Ｃは、上記した図３に示す制御部６４の処理を実行可能である。例えば、制御部５Ｃは、図２に示すセンサ部３１が出力する電圧波形を、通信部５Ｂおよびネットワーク６を経由して、取得し得る。さらに、制御部５Ｃは、当該電圧波形の特徴を説明変数とする重回帰分析に基づいて、サンプルガスに含まれるガスの種類および濃度を検出し得る。
例えば、センサ部３１によるガスの電圧測定後、次の吸引期間までの間に、第１貯留槽４０、第２貯留槽４２またはセンサ部３１に、パージガスが導入されてよい。さらに、この間に、第１貯留槽４０および第２貯留槽４１の少なくとも何れかのヒータを加熱する期間があってよい。このような構成により、第１貯留槽４０および吸着剤４０ａ，４０ｂ，４０ｃと、第２貯留槽４１および吸着剤４１ａ，４１ｂ，４１ｃとがリフレッシュされ得る。
本開示において「第１」および「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」および「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１吸引孔は、第２吸引孔と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」および「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。
ここで用いられるネットワークには、他に特段の断りがない限りは、インターネット、アドホックネットワーク、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）、セルラーネットワーク、ＷＷＡＮ（Wireless Wide Area Network）、ＷＰＡＮ（Wireless Personal Area Network）、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network）、地上波無線ネットワーク（Terrestrial Wireless Network）もしくは他のネットワークまたはこれらいずれかの組合せが含まれる。無線ネットワークの構成要素には、たとえば、アクセスポイント（たとえば、Ｗｉ－Ｆｉアクセスポイント）及びフェムトセル等が含まれる。さらに、無線通信器機は、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、セルラー通信技術（たとえばＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）、ＳＣ－ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）またはその他の無線技術及び／または技術標準を用いた無線ネットワークに接続することができる。ネットワークには、一つ以上の技術を採用することができ、かかる技術には、たとえば、ＵＴＭＳ（Universal Mobile Telecommunications System）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＥＶ－ＤＯ（Evolution-Data Optimized or Evolution-Data Only）、ＧＳＭ（Global System for Mobile communications）、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）、ＣＤＭＡ－２０００（Code Division Multiple Access-2000）またはＴＤ－ＳＣＤＭＡ（Time Division Synchronous Code Division Multiple Access）が含まれる。
また、ここにおいて、特定の機能を実行する種々のモジュール及び／またはユニットを有するものとしてのシステムを開示しており、これらのモジュール及びユニットは、その機能性を簡略に説明するために模式的に示されたものであって、必ずしも、特定のハードウェア及び／またはソフトウェアを示すものではないことに留意されたい。その意味において、これらのモジュール、ユニット、その他の構成要素は、ここで説明された特定の機能を実質的に実行するように実装されたハードウェア及び／またはソフトウェアであればよい。異なる構成要素の種々の機能は、ハードウェア及び／もしくはソフトウェアのいかなる組合せまたは分離したものであってよく、それぞれ別々に、またはいずれかの組合せにより用いることができる。また、キーボード、ディスプレイ、タッチスクリーン、ポインティングデバイス等を含むがこれらに限られない入力／出力もしくはＩ／Ｏデバイスまたはユーザインターフェースは、システムに直接にまたは介在するＩ／Ｏコントローラを介して接続することができる。このように、本開示内容の種々の側面は、多くの異なる態様で実施することができる。それらの態様はすべて本開示内容の範囲に含まれる。
１，１Ｂ ストレス計測システム
２ 便器
２Ａ 便器ボウル
２Ｂ 便座
３ 電子機器
３Ａ 表示部
４ ストレス計測装置
５ サーバ装置
５Ａ 記憶部
５Ｂ 通信部
５Ｃ 制御部
６ ネットワーク
１０ 筐体
２０ 第１吸引孔
２１ 第２吸引孔
２０Ａ，２１Ａ 送風機
２０Ｂ，２１Ｂ 弁
２２ 排出路
２３，２３－１，２３－２，２４，２４－１，２４－２，２７，２７－１，２７－２，２７－３，２８ 流路
２５，２６ 弁
３０ チャンバ
３１，３１－１，３１－２，３１－３ センサ部
３１Ｓ センサ素子
３１Ｒ 抵抗素子
４０ 第１貯留槽
４１ 第２貯留槽
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 吸着剤
５０ 第１供給部
５１ 第２供給部
５２ 第３供給部
６０ 回路基板
６１ 記憶部
６２ 通信部
６３ センサ部
６４ 制御部
Ｐ１ 電源端子
Ｐ２ 接地端子
２ 便器
２Ａ 便器ボウル
２Ｂ 便座
３ 電子機器
３Ａ 表示部
４ ストレス計測装置
５ サーバ装置
５Ａ 記憶部
５Ｂ 通信部
５Ｃ 制御部
６ ネットワーク
１０ 筐体
２０ 第１吸引孔
２１ 第２吸引孔
２０Ａ，２１Ａ 送風機
２０Ｂ，２１Ｂ 弁
２２ 排出路
２３，２３－１，２３－２，２４，２４－１，２４－２，２７，２７－１，２７－２，２７－３，２８ 流路
２５，２６ 弁
３０ チャンバ
３１，３１－１，３１－２，３１－３ センサ部
３１Ｓ センサ素子
３１Ｒ 抵抗素子
４０ 第１貯留槽
４１ 第２貯留槽
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 吸着剤
５０ 第１供給部
５１ 第２供給部
５２ 第３供給部
６０ 回路基板
６１ 記憶部
６２ 通信部
６３ センサ部
６４ 制御部
Ｐ１ 電源端子
Ｐ２ 接地端子
Claims (15)
- 被検者の検体に含まれる物質に基づく複数の被検出ガスを検出し、前記複数の被検出ガスのそれぞれの検出結果に応じた複数の検出値を出力するセンサ部と、
前記複数の検出値の組み合わせに基づいて前記被検者のストレスの程度を判定する制御部と、を備え、
前記検体に含まれる物質は脳内神経伝達物質の原料となる物質を含む、ストレス計測システム。 - 前記検体は便である、請求項１に記載のストレス計測システム。
- 前記検体に含まれる物質は、フェノール類およびインドール類を含み、
前記制御部は、前記フェノール類に基づく被検出ガスの検出値と、前記インドール類に基づく被検出ガスの検出値と、の組み合わせに基づいて前記被検者のストレスの程度を判定する、請求項１または２に記載のストレス計測システム。 - 前記フェノール類は、フェノールまたはクレゾールである、請求項３に記載のストレス計測システム。
- 前記インドール類は、インドールまたはスカトールである、請求項３または４に記載のストレス計測システム。
- 前記センサ部は、前記複数の被検出ガスのそれぞれの濃度に応じて前記複数の検出値を出力する、請求項１から５のいずれか一項に記載のストレス計測システム。
- 前記複数の検出値を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された過去の前記複数の検出値に基づいて、判定する前記ストレスの程度を調整する、請求項１から６のいずれか一項に記載のストレス計測システム。 - 前記センサ部に供給される前記複数の被検出ガスを濃縮する貯留槽を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のストレス計測システム。
- 前記貯留槽は、吸着剤を備え、前記吸着剤を用いた選択吸着および加熱脱離によって前記複数の被検出ガスを濃縮する、請求項８に記載のストレス計測システム。
- 前記制御部は、基準値を用いて、前記被検者のストレスの程度を判定する、請求項１から８のいずれか一項に記載のストレス計測システム。
- 前記制御部は、前記基準値を前記被検者の個体差に応じて修正する、請求項１０に記載のストレス計測システム。
- 前記制御部は、前記被検者の過去の検出値を統計処理することによって、前記基準値を修正する、請求項１１に記載のストレス計測システム。
- 前記センサ部は、チャンバ内に配置され、
前記制御部は、前記チャンバにパージガスおよびサンプルガスを交互に供給する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のストレス計測システム。 - 前記センサ部は、複数であって、
複数の前記センサ部のそれぞれは、複数に分かれたそれぞれの前記チャンバに配される、請求項１３に記載のストレス計測システム。 - 装置が、被検者の検体から複数の被検出ガスと、前記複数の被検出ガスのそれぞれの濃度とを検出し、
装置が、前記複数の被検出ガスの濃度の組み合わせに基づいて前記被検者のストレスの程度を判定するストレス計測方法であって、
前記複数の被検出ガスは前記検体に含まれる物質に基づくものであって、前記検体に含まれる物質は脳内神経伝達物質の原料となる物質を含む、ストレス計測方法。
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