RU2774274C2

RU2774274C2 - Device, system and method for determining emotional state of user

Info

Publication number: RU2774274C2
Application number: RU2019143393A
Authority: RU
Inventors: Йоанне Хенриэтте Дезире Моник ВЕСТЕРИНК; Мартин АУВЕРКЕРК
Original assignee: Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2022-06-16

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: group of inventions relates to medicine, namely to a device for determining the emotional state of a user based on an assessment of the cortisol level caused by emotion, a system for determining the emotional state of a user based on an assessment of the cortisol level caused by emotion, a wearable device, a method for determining the emotional state of a user based on an assessment of the cortisol level caused by emotion. The device contains an interface, a processing unit. The interface is designed to receive a psychophysiological signal curve. At the same time, this curve indicates a measured reaction to stimuli corresponding to a nervous stress reaction. The processing unit is designed to process the psychophysiological signal curve and is made with the possibility of ensuring the execution of the method for determining the emotional state of a user. The system contains a sensor for measuring a psychophysiological signal and a device for determining the emotional state of a user. The sensor indicates a measured reaction to stimuli corresponding to a nervous stress reaction of a user. The wearable device worn by a user contains a system for determining the emotional state of a user. When implementing the method, a psychophysiological signal curve is received, indicating a measured reaction to stimuli corresponding to a nervous stress reaction. The reaction to stimuli is determined in the psychophysiological signal curve. The first contribution to a curve of an assessed future cortisol level is determined based on certain reactions to stimuli in the psychophysiological signal curve. The second contribution to the curve of the assessed future cortisol level is determined based on expected future reactions to stimuli. An assessed future emotional state of a user is determined based on the mentioned first and the mentioned second contribution to the curve of the assessed future cortisol level.

EFFECT: possibility of determining the emotional state of a user based on an assessment of the cortisol level caused by emotion is provided.

20 cl, 10 dwg, 1 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Настоящее изобретение относится к устройству, системе и способу определения эмоционального состояния пользователя на основе оценки вызванного эмоцией уровня кортизола. Дополнительно, настоящее изобретение относится к соответствующей компьютерной программе для выполнения упомянутого способа. Настоящее изобретение дополнительно относится к носимому устройству, носимому пользователем и содержащему такую систему определения эмоционального состояния пользователя на основе оценки вызванного эмоцией уровня кортизола.The present invention relates to a device, system, and method for determining a user's emotional state based on an assessment of an emotion-induced cortisol level. Additionally, the present invention relates to an appropriate computer program for carrying out said method. The present invention further relates to a wearable device worn by a user and comprising such a system for determining a user's emotional state based on an evaluation of an emotion-induced cortisol level.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОМУ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕSTATE OF THE ART TO which THE INVENTION RELATES

Стресс характеризуется рядом соматических реакций, включающих в себя увеличенную частоту сердечных сокращений, увеличенное потоотделение, приводящее к увеличению проводимости кожи, и высвобождение гормона стресса кортизола с задержкой около 20–30 мин. Эти соматические реакции облегчают адекватную реакцию на фактический или воспринимаемый стресс–фактор, такой как угроза, или неожиданность, или любой другой стимул или событие, которые вызывают стресс. Слишком высокие уровни кортизола, однако, являются контрпродуктивными, поскольку они вызывают когнитивное нарушение (Klaassen, E. B., de Groot, R. H., Evers, E. A., Nicolson, N. A., Veltman, D. J., & Jolles, J. (2013). Cortisol and induced cognitive fatigue: effects on memory activation in healthy males. Biological Psychology, 94(1), 167–174) и влияют на принятие решений вследствие более рискованного поведения.Stress is characterized by a range of somatic responses, including an increased heart rate, increased sweating resulting in increased skin conductivity, and about 20–30 min delayed release of the stress hormone cortisol. These somatic responses facilitate an adequate response to an actual or perceived stressor, such as a threat or surprise, or any other stimulus or event that causes stress. Too high cortisol levels, however, are counterproductive as they cause cognitive impairment (Klaassen, E. B., de Groot, R. H., Evers, E. A., Nicolson, N. A., Veltman, D. J., & Jolles, J. (2013). Cortisol and induced cognitive fatigue: effects on memory activation in healthy males Biological Psychology, 94(1), 167–174) and influence decision making due to riskier behavior.

Публикация WO 2013/076615 A1 (соответствующая заявке на патент США № 2014/0288401 A1), более ранняя заявка на патент авторов изобретения, раскрывает систему и способ оценки когнитивного баланса или дисбаланса для оценивания уровня когнитивного баланса или дисбаланса пользователя на основе оценки вызванного эмоцией уровня кортизола.WO 2013/076615 A1 (corresponding to US Patent Application No. 2014/0288401 A1), an earlier patent application by the inventors, discloses a cognitive balance or imbalance scoring system and method for estimating a user's level of cognitive balance or imbalance based on an estimate of the emotion-evoked level cortisol.

Система, раскрытая в публикации WO 2013/076615 A1, содержит датчик проводимости кожи для восприятия проводимости кожи пользователя, причем проводимость кожи с течением времени образует кривую проводимости кожи. Система дополнительно содержит блок обработки для приема и обработки кривой проводимости кожи, причем блок обработки выполнен с возможностью определять по меньшей мере одну реакцию на стимул в кривой проводимости кожи для определения кривой оцененного уровня кортизола пользователя на основе определенной по меньшей мере одной реакции на стимул и для определения оцененного уровня когнитивного баланса или дисбаланса пользователя на основе кривой оцененного уровня кортизола.The system disclosed in WO 2013/076615 A1 comprises a skin conductance sensor for sensing the skin conductance of a user, the skin conductance forming a skin conductance curve over time. The system further comprises a processing unit for receiving and processing a skin conductance curve, wherein the processing unit is configured to determine at least one stimulus response in the skin conductance curve to determine a curve of the user's estimated cortisol level based on the determined at least one stimulus response, and to determining an estimated level of cognitive balance or imbalance of the user based on the estimated cortisol level curve.

Решение, описанное в публикации WO 2013/076615 A1, обеспечивает предпочтительный подход, в частности, для оценивания в реальном времени кумулятивной стрессовой нагрузки, и может помочь пользователю уменьшить риск аллостатической перегрузки. The solution described in WO 2013/076615 A1 provides a preferred approach, in particular for real-time cumulative stress assessment, and can help the user reduce the risk of allostatic overload.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Было бы предпочтительным обеспечить дополнительно улучшенное устройство, систему и способ определения эмоционального состояния пользователя на основе оценки вызванного эмоцией уровня кортизола, а также носимое устройство, содержащее такую систему, и компьютерную программу, реализующую такой способ.It would be preferable to provide a further improved device, system, and method for detecting a user's emotional state based on an assessment of an emotion-induced cortisol level, as well as a wearable device comprising such a system, and a computer program implementing such a method.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения представлено устройство определения эмоционального состояния пользователя на основе оценки вызванного эмоцией уровня кортизола, причем устройство содержит:According to a first aspect of the present invention, there is provided a device for determining the emotional state of a user based on an assessment of an emotion-induced cortisol level, the device comprising:

– интерфейс для получения кривой психофизиологического сигнала (указывающей на одну или несколько измеренных реакций на стимулы, соответствующих нервной стрессовой реакции);– an interface for obtaining a psychophysiological signal curve (indicating one or more measured responses to stimuli corresponding to a nervous stress response);

– блок обработки для обработки кривой психофизиологического сигнала, причем блок обработки выполнен с возможностью - a processing unit for processing the curve of the psychophysiological signal, and the processing unit is configured to

– определять одну или несколько реакций на стимулы в кривой психофизиологического сигнала;- to determine one or more reactions to stimuli in the psychophysiological signal curve;

– определять первый вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе одной или нескольких определенных (прошлых) реакций на стимулы в (измеренной прошлой) кривой психофизиологического сигнала;- to determine the first contribution to the curve of the estimated future level of cortisol on the basis of one or more specific (past) responses to stimuli in the (measured past) psychophysiological signal curve;

– определять второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе одной или нескольких ожидаемых будущих реакций на стимулы; и– determine the second contribution to the estimated future cortisol curve based on one or more expected future responses to stimuli; and

– определять оцененное будущее эмоциональное состояние пользователя на основе упомянутого первого и упомянутого второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола.- determine the estimated future emotional state of the user based on said first and said second contributions to the estimated future cortisol level curve.

Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения представлена система определения эмоционального состояния пользователя на основе оценки вызванного эмоцией уровня кортизола, причем система содержит датчик для измерения психофизиологического сигнала, указывающего на одну или несколько измеренных реакций на стимулы, соответствующих нервной стрессовой реакции пользователя; и вышеупомянутое устройство.According to a further aspect of the present invention, there is provided a system for determining a user's emotional state based on an assessment of an emotion-induced cortisol level, the system comprising a sensor for measuring a psycho-physiological signal indicative of one or more measured responses to stimuli corresponding to the user's nervous stress response; and the aforementioned device.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения представлено носимое устройство, носимое пользователем, причем устройство содержит вышеупомянутую систему.According to another aspect of the present invention, a wearable device is provided that is worn by a user, the device comprising the aforementioned system.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения представлен способ определения эмоционального состояния пользователя на основе оценки вызванного эмоцией уровня кортизола, причем способ содержит этапы, на которых:According to another aspect of the present invention, a method is provided for determining the emotional state of a user based on an assessment of an emotion-induced cortisol level, the method comprising:

– получают кривую психофизиологического сигнала, указывающую на одну или несколько измеренных реакций на стимулы, соответствующих нервной стрессовой реакции;- receive a psychophysiological signal curve indicating one or more measured responses to stimuli corresponding to the nervous stress response;

– определяют одну или несколько реакций на стимулы в кривой психофизиологического сигнала;- determine one or more reactions to stimuli in the psychophysiological signal curve;

– определяют первый вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе одной или нескольких определенных (прошлых) реакций на стимулы в (измеренной прошлой) кривой психофизиологического сигнала;- determining the first contribution to the estimated future cortisol level curve based on one or more specific (past) responses to stimuli in the (measured past) psychophysiological signal curve;

– определяют второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе одной или нескольких ожидаемых будущих реакций на стимулы; и- determine the second contribution to the curve of the estimated future level of cortisol based on one or more expected future responses to stimuli; and

– определяют оцененное будущее эмоциональное состояние пользователя на основе упомянутого первого и упомянутого второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола.- determining the estimated future emotional state of the user based on said first and said second contributions to the estimated future cortisol level curve.

Еще в одном дополнительном аспекте настоящего изобретения обеспечена соответствующая компьютерная программа, которая содержит программное кодовое средство, заставляющее компьютер выполнять этапы способа, раскрытого здесь, при выполнении упомянутой компьютерной программы на компьютере, а также энергонезависимый компьютерно–читаемый носитель записи, который хранит в себе компьютерный программный продукт, который, при исполнении процессором, заставляет выполнять способ, раскрытый здесь.In yet another further aspect of the present invention, there is provided a corresponding computer program that includes software code for causing a computer to perform the steps of the method disclosed herein when said computer program is executed on the computer, and a non-volatile computer-readable recording medium that stores the computer program. a product that, when executed by a processor, causes the method disclosed here to execute.

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения. Следует понимать, что заявленное устройство, система, носимое устройство, компьютерная программа и носитель могут иметь предпочтительные варианты осуществления, подобные и/или идентичные предпочтительным вариантам осуществления заявленного устройства, в частности, определенным в зависимых пунктах формулы изобретения и раскрытым здесь. Дополнительно, способ и компьютерный программный продукт согласно настоящему изобретению являются предпочтительными по аналогичным причинам, что и соответствующие признаки устройства/ системы согласно настоящему изобретению.Preferred embodiments of the present invention are defined in the dependent claims. It should be understood that the claimed device, system, wearable device, computer program and media may have preferred embodiments similar and/or identical to the preferred embodiments of the claimed device, in particular as defined in the dependent claims and disclosed here. Additionally, the method and computer program product of the present invention are preferred for similar reasons as the corresponding features of the apparatus/system of the present invention.

Настоящее изобретение основано на идее дополнительного улучшения решения, описанного в более ранней заявке (WO 2013/076615 A1, упомянутой выше) авторов настоящего изобретения, состоящей в том, чтобы вместо учета только первого вклада в кривую оцененного уровня кортизола пользователя на основе по меньшей мере одной реакции на стимул в прошлой измеренной кривой проводимости кожи учитывать также и второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе одной или нескольких ожидаемых будущих реакций на стимулы.The present invention is based on the idea of a further improvement of the solution described in the earlier application (WO 2013/076615 A1, mentioned above) of the present inventors, consisting in that instead of taking into account only the first contribution to the curve of the estimated cortisol level of the user based on at least one responses to a stimulus in the past measured skin conductance curve also take into account the second contribution to the curve of the estimated future level of cortisol based on one or more expected future responses to stimuli.

Было обнаружено, что публикация WO 2013/076615 может обеспечить хорошую оценку для текущего уровня кортизола. Кроме того, поскольку высвобождение гормона стресса кортизола включает в себя задержку, обычно составляющую 20–30 минут, перед достижением его максимального уровня, и общую длительность, составляющую около 90–150 минут, измерение одной или нескольких реакций на стимулы в (измеренной прошлой) кривой психофизиологического сигнала позволяет не только оценить текущие уровни кортизола, но и оценить или предсказать уровень кортизола, который возникнет в самом ближайшем будущем (вплоть до около 15 минут). Это является логичным, поскольку реакция на стимул, такая как максимум проводимости кожи в данный момент, несомненно обеспечит распределение кортизола с максимумом по прошествии 20–30 минут.It has been found that publication WO 2013/076615 can provide a good estimate for current cortisol levels. In addition, since the release of the stress hormone cortisol involves a delay, typically 20–30 minutes, before reaching its maximum level, and a total duration of about 90–150 minutes, the measurement of one or more responses to stimuli in the (measured past) curve The psychophysiological signal allows not only to assess the current levels of cortisol, but also to estimate or predict the level of cortisol that will occur in the very near future (up to about 15 minutes). This is logical, since a response to a stimulus, such as maximum skin conductance at a given moment, will certainly ensure cortisol distribution with a maximum after 20 to 30 minutes.

Однако, оценка кривой уровня кортизола в той публикации основана только на измерении проводимости кожи, которое выполнялось в прошлом до текущего момента времени, и не учитывает то, что может случиться между текущим моментом времени и возможным будущим моментом времени, для которого необходимо предсказание уровня кортизола. Следовательно, уровень кортизола может быть недооценен. Гипотезу о том, что никакие дополнительные реакции на стимулы не будут появляться в будущем, можно рассмотреть в виде сценария, в котором пользователь будет внезапно переходить в свободную от стимулов среду. Решение, предлагаемое здесь, однако, основано на гипотезе о том, что если человек находится в состоянии, на которое воздействуют стресс–факторы, то разумно предположить, что воздействие таких стресс–факторов внезапно не закончится, а может также продолжаться по меньшей мере в ближайшем будущем. Следовательно, оценка уровня кортизола может быть дополнительно улучшена тем, что учитывается второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе одной или нескольких ожидаемых будущих реакций на стимулы, которые, как можно ожидать, также могут обеспечить соответствующий вклад в будущий уровень кортизола.However, the estimate of the cortisol level curve in that publication is only based on skin conductance measurements that have been taken in the past up to the current time point and does not take into account what may happen between the current time point and a possible future time point for which cortisol level prediction is needed. Therefore, cortisol levels may be underestimated. The hypothesis that no additional responses to stimuli will occur in the future can be considered as a scenario in which the user will suddenly enter a stimulus-free environment. The solution proposed here, however, is based on the hypothesis that if a person is in a state that is affected by stressors, then it is reasonable to assume that exposure to such stressors will not end suddenly, but may also continue for at least the near future. the future. Therefore, the estimate of cortisol levels can be further improved by taking into account a second contribution to the estimated future cortisol level curve based on one or more expected future responses to stimuli that can also be expected to provide a corresponding contribution to future cortisol levels.

Таким образом, решение согласно одному аспекту настоящего изобретения предполагает более реалистичную и точную оценку выделения кортизола в (ближайшем) будущем. В качестве дополнительного преимущества, может быть увеличена длительность интервала предсказания.Thus, the solution according to one aspect of the present invention provides a more realistic and accurate estimate of cortisol release in the (near) future. As an additional advantage, the duration of the prediction interval can be increased.

Другими словами, в то время как прошлая кривая психофизиологического сигнала позволяет оценить вызванный эмоцией уровень кортизола в настоящий момент времени и в некоторой степени в ближайшем будущем, решение, предлагаемое здесь, может дополнительно улучшить точность такого предсказания посредством оценивания ожидаемой частоты и интенсивности стресс–факторов, которые могут возникнуть между настоящим моментом времени и моментом, для которого вычисляется предсказание уровня кортизола.In other words, while the past psychophysiological signal curve allows estimation of emotion-induced cortisol levels at the present time and to some extent in the near future, the solution proposed here can further improve the accuracy of such a prediction by estimating the expected frequency and intensity of stressors. that may occur between now and the time for which the cortisol prediction is calculated.

Подобно публикации WO 2013/076615 A1, которая полностью включена в эту заявку по ссылке, основополагающая идея состоит в оценивании или моделировании (вызванного эмоцией или стрессом) вклада в кривую уровня (слюнного) кортизола (которая является уровнем кортизола с течением времени), связанную со стрессом, на основе измерения кривой психофизиологического сигнала, например, на основе измерений проводимости кожи. Известно, что стимул (или стресс–фактор или эмоциональное событие) вызывает (с короткой задержкой) реакцию на стимул, соответствующую нервной стрессовой реакции, например, в проводимости кожи (реакция проводимости кожи), которая может быть измерена. Было обнаружено, что существует конкретное соотношение между реакцией на стимул (например, реакцией проводимости кожи) в кривой психофизиологического сигнала, например, кривой проводимости кожи, и динамической реакцией (слюнного) кортизола пользователя. Таким образом, существует конкретная связь между измеренной реакцией на стимул и последующей реакцией кортизола. Реакция кортизола, связанная с реакцией на стимул, имеет, в частности, конкретную (временную) задержку. Эта задержка является, в частности, значительно большей, чем задержка между стимулом и реакцией на этот стимул. В частности, было обнаружено, что существует конкретная задержка между максимумом кривой проводимости кожи и максимумом соответствующей динамической реакции кортизола. Также было обнаружено, что динамические реакции кортизола могут накапливаться или добавляться друг к другу.Like WO 2013/076615 A1, which is hereby incorporated by reference in its entirety, the underlying idea is to estimate or model the (emotional or stress-induced) contribution to the (salivary) cortisol curve (which is cortisol levels over time) associated with stress, based on the measurement of the psychophysiological signal curve, for example, based on measurements of skin conductivity. It is known that a stimulus (or stressor or emotional event) elicits (with a short delay) a response to the stimulus corresponding to the neural stress response, for example in skin conductance (skin conductance response), which can be measured. It has been found that there is a particular relationship between the response to a stimulus (eg skin conductance response) in a psychophysiological signal curve, eg skin conductance curve, and the user's dynamic (salivary) cortisol response. Thus, there is a specific relationship between the measured stimulus response and the subsequent cortisol response. The cortisol response associated with the response to a stimulus has, in particular, a specific (temporal) delay. This delay is, in particular, significantly longer than the delay between a stimulus and a response to that stimulus. In particular, it has been found that there is a specific delay between the maximum of the skin conductance curve and the maximum of the corresponding dynamic cortisol response. It has also been found that dynamic cortisol responses can accumulate or add to each other.

Соответственно, первый вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе одной или нескольких прошлых определенных реакций на стимулы в (измеренной прошлой) кривой психофизиологического сигнала и второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе одной или нескольких ожидаемых будущих реакций на стимулы могут также накапливаться или добавляться друг к другу.Accordingly, the first contribution to the estimated future cortisol curve based on one or more past defined responses to stimuli in the (measured past) psychophysiological signal curve and the second contribution to the estimated future cortisol curve based on one or more expected future responses to stimuli may also accumulate. or add to each other.

С использованием этих знаний, поскольку (вызванный эмоцией) уровень кортизола указывает на эмоциональное состояние пользователя, эмоциональное состояние пользователя может быть оценено, например, в форме оценки уровня когнитивного баланса или дисбаланса пользователя, описанного в публикации WO 2013/076615 A1. With this knowledge, since the (emotional) cortisol level is indicative of the user's emotional state, the user's emotional state can be assessed, for example, in the form of the user's cognitive balance or imbalance level assessment described in WO 2013/076615 A1.

В частности, количественная оценка кумулятивного эффекта первого вклада измеренных прошлых реакций на стимулы и второго вклада вследствие ожидаемых будущих реакций на стимулы может быть обеспечена в конкретном будущем интервале времени. Следовательно, с использованием настоящего изобретения может быть обеспечено улучшенное предсказание изменяющейся стрессовой реакции в ближайшем будущем, учитывающее влияние (интенсивных) стимулов (или стресс–факторов), которые были измерены в прошлом, и ожидаемых будущих стимулов, которые, как ожидается, могут возникнуть. Если второй вклад не будет учтен, то существует риск того, что кривая будущего уровня кортизола будет недооцененной.In particular, a quantification of the cumulative effect of the first contribution of measured past responses to stimuli and the second contribution due to expected future responses to stimuli can be provided in a specific future time interval. Therefore, using the present invention, improved prediction of a changing stress response in the near future can be provided, taking into account the impact of (intense) stimuli (or stressors) that have been measured in the past and expected future stimuli that may be expected to occur. If the second contribution is left out, there is a risk that the future cortisol curve will be underestimated.

В одном варианте осуществления, кривая психофизиологического сигнала является кривой сигнала проводимости кожи, указывающей на проводимость кожи пользователя с течением времени. Преимущество этого варианта осуществления состоит в том, что проводимость кожи может быть удобно измерена, например, носимым устройством, и, как было обнаружено, обеспечивает надежное указание на нервную стрессовую реакцию пользователя. Кривая сигнала проводимости кожи может быть обработана так, как подробно описано в публикации WO 2013/076615 A1, для определения одной или нескольких реакций на стимулы. Дополнительно или альтернативно, могут быть оценены измерения других параметров, которые связаны с (быстрыми) нервными эффектами, такими как увеличение частоты сердечных сокращений, увеличение частоты дыхания, расширение зрачков, вариабельность сердечного ритма (heart–rate variability – HRV), активация пилоэректоров, вазодилатация, в общем, параметров, которые связаны с симпатическим–надпочечниково–медуллярным (sympathetic–adreno–medullary – SAM) путем метаболизма, в частности, таких параметров, которые связаны с высвобождением (нор)адреналина/ацетилхолина, которые указывают и обеспечивают реакции на стимулы, соответствующие нервной стрессовой реакции.In one embodiment, the psychophysiological signal curve is a skin conductance signal curve indicative of the wearer's skin conductance over time. An advantage of this embodiment is that skin conductivity can be conveniently measured, for example, with a wearable device, and has been found to provide a reliable indication of the wearer's nervous stress response. The skin conductance signal curve may be processed as detailed in WO 2013/076615 A1 to determine one or more responses to stimuli. Additionally or alternatively, measurements of other parameters that are associated with (rapid) neural effects can be assessed, such as increased heart rate, increased respiratory rate, pupil dilation, heart-rate variability (HRV), piloerector activation, vasodilation , in general, parameters that are associated with the sympathetic-adreno-medullary (SAM) pathway of metabolism, in particular those parameters that are associated with the release of (nor)adrenaline/acetylcholine, which indicate and provide responses to stimuli corresponding to the nervous stress response.

Необязательно, блок обработки может быть выполнен с возможностью определять упомянутый первый вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола в предстоящем втором заданном окне на основе одной или нескольких определенных реакций на стимулы в кривой психофизиологического сигнала в прошлом первом заданном временном окне; и определять упомянутый второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола в предстоящем втором заданном временном окне на основе одной или нескольких ожидаемых будущих реакций на стимулы, которые, как ожидается, возникнут в упомянутом втором заданном временном окне. Первое временное окно может непосредственно предшествовать текущему моменту времени. Второе временное окно может следовать непосредственно за текущим моментом времени. Предпочтительно, блок обработки выполнен с возможностью определять одну или несколько ожидаемых будущих реакций на стимулы в предстоящем втором заданном временном окне на основе одной или нескольких прошлых реакций на стимулы в первом заданном временном окне. Таким образом, влияние реакций на стимулы в первом заданном временном окне по существу учитывается дважды. Это является разумной гипотезой при условии того, что пользователь продолжает делать то, что он делал в последнее время. Optionally, the processing unit may be configured to determine said first contribution to the estimated future cortisol level curve in the upcoming second predetermined window based on one or more determined responses to stimuli in the psychophysiological signal curve in the past first predetermined time window; and determining said second contribution to the estimated future cortisol level curve in the forthcoming second predetermined time window based on one or more expected future responses to stimuli expected to occur in said second predetermined time window. The first time window may immediately precede the current time. The second time window may immediately follow the current time. Preferably, the processing unit is configured to determine one or more expected future responses to stimuli in an upcoming second predetermined time window based on one or more past responses to stimuli in the first predetermined time window. Thus, the effect of responses to stimuli in the first given time window is essentially counted twice. This is a reasonable hypothesis, assuming the user continues to do what they have been doing recently.

Необязательно, упомянутые ожидаемые будущие реакции на стимулы определяют на основе одной или нескольких прошлых реакций на стимулы в кривой психофизиологического сигнала в упомянутом первом заданном временном окне. Например, ожидаемые будущие реакции на стимулы могут быть определены на основе последних минут, предшествующих текущему моменту времени, например, на основе определенных реакций на стимулы в последние 5, 10, 20 или 30 минут, предшествующие текущему моменту времени. Улучшенная точность может быть обеспечена тем, что будут учитываться более современные данные, поскольку внезапное изменение является менее вероятным. Необязательно, информация о прошлых реакциях на стимулы в кривой психофизиологического сигнала может быть использована несколько раз, например, посредством повторения информации в первом заданном временном окне, предшествующем текущему моменту времени, в качестве информации, следующей после текущего момента времени. Дополнительным преимуществом этого варианта осуществления является уменьшение требований к памяти.Optionally, said expected future stimulus responses are determined based on one or more past stimulus responses in the psychophysiological signal curve in said first predetermined time window. For example, expected future responses to stimuli may be determined based on the last minutes prior to the current time, eg, based on certain responses to stimuli in the last 5, 10, 20, or 30 minutes prior to the current time. Improved accuracy can be achieved by taking into account more recent data, since sudden change is less likely. Optionally, information about past responses to stimuli in the psycho-physiological signal curve can be used several times, for example, by repeating information in the first given time window, previous to the current time, as information following the current time. An additional advantage of this embodiment is the reduction in memory requirements.

Необязательно, упомянутые одна или несколько реакций на стимулы во втором временном окне могут быть эквивалентными или реверсированными по порядку относительно одной или нескольких реакций на стимулы в первом временном окне. Следовательно, точное предсказание может быть обеспечено на основании гипотезы о том, что пользователь продолжает делать то, что он делал до этого. Реверсирование порядка ожидаемых стимулов, следующих после текущего момента времени, по сравнению с порядком измеренных реакций на стимулы, предшествующих текущему моменту времени, является разумным, поскольку можно ожидать более высокую корреляцию для информации, имеющей подобное абсолютное временное расстояние относительно текущего момента времени. Другими словами, информация об одной или нескольких реакциях на стимулы может быть предпочтительно зеркально отображена относительно текущего момента времени. Например, ожидаемая реакция на стимул в момент +t1 времени, например, через 5 минут в будущем, может соответствовать определенной (измеренной) реакции на стимул в момент –t1 времени, например, 5 минут назад в прошлом; и ожидаемая реакция на стимул в момент +t2 времени, например, через 10 минут в будущем, может соответствовать определенной (измеренной) реакции на стимул в момент –t2 времени, например, 10 минут назад в прошлом.Optionally, said one or more responses to stimuli in the second time window may be equivalent or reversed in order with respect to one or more responses to stimuli in the first time window. Therefore, an accurate prediction can be provided based on the hypothesis that the user continues to do what he was doing before. Reversing the order of expected stimuli following the current time as compared to the order of measured responses to stimuli prior to the current time is reasonable, as one would expect higher correlation for information having a similar absolute temporal distance relative to the current time. In other words, information about one or more responses to stimuli may be preferably mirrored with respect to the current point in time. For example, an expected response to a stimulus at time +t1, eg 5 minutes in the future, may correspond to a specific (measured) response to a stimulus at time –t1, eg 5 minutes ago in the past; and the expected response to a stimulus at time +t2, eg 10 minutes in the future, may correspond to a certain (measured) response to a stimulus at time –t2, eg 10 minutes ago in the past.

Необязательно, определение упомянутого второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола содержит экстраполяцию кривой психофизиологического сигнала для получения экстраполированной кривой психофизиологического сигнала; определение одной или нескольких ожидаемых будущих реакций на стимулы в экстраполированной кривой психофизиологического сигнала; и определение упомянутого второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе упомянутых одной или нескольких ожидаемых будущих реакций на стимулы. Преимущество этого варианта осуществления состоит в том, что одна и та же обработка сигнала может непрерывно применяться к прошлому измеренному и будущему ожидаемому сигналу. Если пользователь продолжает заниматься предыдущей деятельностью или продолжает подвергается воздействию сценария, вызывающего реакции на стимулы, то можно ожидать подобную кривую психофизиологического сигнала, так что текущий измеренный психофизиологический сигнал может быть экстраполирован в будущее. Optionally, determining said second contribution to the estimated future cortisol curve comprises extrapolating the psychophysiological signal curve to obtain an extrapolated psychophysiological signal curve; determining one or more expected future responses to stimuli in the extrapolated psychophysiological signal curve; and determining said second contribution to the estimated future cortisol curve based on said one or more expected future responses to the stimuli. The advantage of this embodiment is that the same signal processing can be continuously applied to the past measured and future expected signal. If the user continues with a previous activity or continues to be exposed to a scenario that causes responses to stimuli, then a similar psychophysiological signal curve can be expected, so that the currently measured psychophysiological signal can be extrapolated into the future.

Необязательно, блок обработки может быть выполнен с возможностью экстраполировать кривую психофизиологического сигнала таким образом, чтобы по меньшей мере сегмент экстраполированной (будущей) кривой психофизиологического сигнала соответствовал сегменту (измеренной прошлой) кривой психофизиологического сигнала. Следовательно, кривая сигнала может быть использована по меньшей мере дважды, т.е. один раз для момента времени, в который фактически проводилось измерение (в прошлом), и один раз в качестве оценки для интервала времени, который находится в будущем. Например, кривая сигнала в предстоящем втором временном окне может соответствовать кривой прошлого первого временного окна. Это также позволяет обеспечить очень эффективную в отношении памяти реализацию, поскольку нет необходимости запоминать один и тот же сегмент дважды. Например, указатель может снова указать на один и тот же участок памяти, где был запомнен сегмент. Необязательно, сегмент кривой психофизиологического сигнала, находящийся в недавнем прошлом, предпочтительно непосредственно предшествующий текущему моменту времени, может быть повторен для получения экстраполированного психофизиологического сигнала.Optionally, the processing unit may be configured to extrapolate the psychophysiological signal curve such that at least a segment of the extrapolated (future) psychophysiological signal curve corresponds to a segment of the (measured past) psychophysiological signal curve. Therefore, the signal curve can be used at least twice, i.e. once for the point in time at which the measurement was actually taken (in the past), and once as an estimate for a time interval that is in the future. For example, the signal curve in the upcoming second time window may correspond to the curve of the past first time window. It also allows for a very memory efficient implementation, as there is no need to remember the same segment twice. For example, the pointer can again point to the same memory location where the segment was stored. Optionally, a segment of the psychophysiological signal curve that is in the recent past, preferably immediately preceding the current point in time, can be repeated to obtain an extrapolated psychophysiological signal.

Необязательно, блок обработки может быть выполнен с возможностью экстраполировать кривую психофизиологического сигнала таким образом, чтобы по меньшей мере сегмент экстраполированной кривой психофизиологического сигнала соответствовал сегменту кривой психофизиологического сигнала, который сохраняется во времени. Преимущество этого варианта осуществления состоит в том, что участок экстраполированной кривой психофизиологического сигнала, следующий после текущего момента времени, тесно связан с участком кривой психофизиологического сигнала, непосредственно предшествующим текущему моменту времени.Optionally, the processing unit may be configured to extrapolate the psychophysiological signal curve such that at least a segment of the extrapolated psychophysiological signal curve corresponds to a segment of the psychophysiological signal curve that persists over time. The advantage of this embodiment is that the section of the extrapolated psychophysiological signal curve following the current time point is closely related to the section of the psychophysiological signal curve immediately preceding the current time point.

Необязательно, блок обработки может быть выполнен с возможностью определять упомянутый второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе исторических данных, указывающих на одну или несколько ожидаемых будущих реакций на стимулы. Например, второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола может быть определен на основе одной или нескольких ожидаемых будущих реакций на стимулы, например, из того же самого или подобного периода времени предыдущего дня, например, вчерашнего дня, дня на прошлой неделе, того же самого дня недели, или подобного выходного или рабочего дня или дня, имеющего подобный профиль предыдущих измеренных реакций на стимулы.Optionally, the processing unit may be configured to determine said second contribution to the estimated future cortisol curve based on historical data indicative of one or more expected future responses to stimuli. For example, the second contribution to the estimated future cortisol curve may be determined based on one or more expected future responses to stimuli, e.g., from the same or similar time period of the previous day, e.g., yesterday, last week, same day. the day of the week, or a similar weekend or weekday, or a day having a similar profile of previous measured responses to stimuli.

Необязательно, блок обработки может быть выполнен с возможностью определять одну или несколько ожидаемых будущих реакций на стимулы на основе взвешенной комбинации одной или нескольких ожидаемых будущих реакций на стимулы. Например, может быть использовано взвешенное среднее значение, использующее один или несколько вышеупомянутых способов, таких как повторение сегментов, зеркальное отображение, усреднение, и/или использование исторических данных. Соответственно, кроме определения оцененного будущего эмоционального состояния пользователя на основе упомянутого первого и упомянутого второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола, могут быть учтены один или несколько дополнительных вкладов в кривую оцененного будущего уровня кортизола. Оцененное будущее эмоциональное состояние пользователя может быть затем определено на этой основе.Optionally, the processing unit may be configured to determine one or more expected future responses to stimuli based on a weighted combination of one or more expected future responses to stimuli. For example, a weighted average may be used using one or more of the aforementioned methods such as segment repetition, mirroring, averaging, and/or using historical data. Accordingly, in addition to determining the estimated future emotional state of the user based on said first and said second contributions to the estimated future cortisol curve, one or more additional contributions to the estimated future cortisol curve may be considered. The estimated future emotional state of the user can then be determined based on this.

Необязательно, блок обработки может быть выполнен с возможностью определять первое и второе оцененное будущее эмоциональное состояние пользователя посредством Optionally, the processing unit may be configured to determine the first and second estimated future emotional state of the user by

(a) определения первого второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе одной или нескольких первых ожидаемых будущих реакций на стимулы; и(a) determining a first second contribution to the estimated future cortisol level curve based on one or more first expected future responses to stimuli; and

определения первого оцененного будущего эмоционального состояния пользователя на основе упомянутого первого и упомянутого первого второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола; иdetermining a first estimated future emotional state of the user based on said first and said first second contributions to the estimated future cortisol level curve; and

(b) определения второго второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе нулевого или большего количества вторых ожидаемых будущих реакций на стимулы; и(b) determining a second second contribution to the estimated future cortisol level curve based on zero or more second expected future responses to stimuli; and

определения второго оцененного будущего эмоционального состояния пользователя на основе упомянутого первого вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола и упомянутого второго второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола. Преимущество этого варианта осуществления состоит в том, что могут быть оценены разные сценарии. Например, первый второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола может быть определен на основании гипотезы о том, что пользователь продолжает делать то, что он делал в последнее время; в то время как второй второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола может быть определен на основании гипотезы о том, что пользователь пытается уменьшить воздействие стресс–факторов. Например, может быть указан возможный эффект принятия контрмер в отношении стресс–факторов, таких как управляемое дыхание, начало медитации, обеспечение для пользователя успокаивающей музыки или успокаивающих условий освещения. Конечно, также можно обеспечить предсказание в отношении оцененного будущего эмоционального состояния, когда пользователь подвергается воздействию более интенсивных и/или более стрессогенных условий. Дополнительно, могут моделироваться разные профили, в частности, временные профили воздействия ожидаемых будущих стимулов и соответствующих ожидаемых будущих эмоциональных состояний. Необязательно, может быть обеспечено указание на то, когда пользователь, как ожидается, войдет в менее предпочтительное когнитивное состояние, и на то, как долго он, как ожидается, будет оставаться в нем.determining a second estimated future emotional state of the user based on said first contribution to the estimated future cortisol level curve and said second second contribution to the estimated future cortisol level curve. An advantage of this embodiment is that different scenarios can be evaluated. For example, the first second contribution to the estimated future cortisol curve may be determined based on the hypothesis that the user continues to do what they did recently; while the second second contribution to the estimated future cortisol curve can be determined based on the hypothesis that the user is trying to reduce exposure to stressors. For example, the possible effect of taking countermeasures against stressors, such as controlled breathing, initiation of meditation, providing the user with soothing music or soothing lighting conditions, may be indicated. Of course, it is also possible to provide a prediction regarding the estimated future emotional state when the user is exposed to more intense and/or more stressful conditions. Additionally, different profiles can be modeled, in particular the exposure time profiles of expected future stimuli and corresponding expected future emotional states. Optionally, an indication of when the user is expected to enter a less preferred cognitive state and how long the user is expected to remain in it may be provided.

Необязательно, упомянутый второй второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола является меньшим, чем упомянутый первый второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола. Например, вторая оценка может быть определена на основании гипотезы о том, что пользователь с настоящего момента будет избегать стресса.Optionally, said second second contribution to the estimated future cortisol level curve is less than said first second contribution to the estimated future cortisol level curve. For example, the second score may be determined based on the hypothesis that the user will avoid stress from now on.

Необязательно, система может содержать выходной блок для вывода будущего эмоционального состояния для пользователя. Таким образом, для пользователя может быть обеспечена информация о его оцененном будущем эмоциональном состоянии. Пользователь, упомянутый здесь, может также относиться к пользователю выходного блока, например, врачу, медицинскому персоналу.Optionally, the system may include an output block for outputting a future emotional state to the user. Thus, the user can be provided with information about his estimated future emotional state. The user referred to here may also refer to the user of the output unit, such as a doctor, medical personnel.

Предпочтительно, оцененное будущее эмоциональное состояние пользователя не только обеспечивает указание на мгновенное эмоциональное состояние (например, состояние когнитивного баланса или дисбаланса) пользователя, но и может обеспечить оценку предстоящих будущих эмоциональных состояний пользователя в разных сценариях. Например, пользователь может быть предупрежден о возможном нежелательном оцененном будущем эмоциональном состоянии в течение следующего периода времени (например, в течение следующих 30 минут), если пользователь будет продолжать делать то, что он делал до этого. В частности, оценка или предсказание эмоционального состояния, например, уровня дисбаланса в случае интенсивных эмоциональных событий, может продолжаться на конкретный период времени в будущее (например, 150 минут в будущее). По существу, упомянутые устройство, система или способ могут направлять пользователя (например, человека) таким образом, чтобы предотвращать перенапряженные состояния, которые могут быть вредными для здоровья пользователя. На основе оцененного будущего эмоционального состояния пользователя, выходные данные могут быть отображены для пользователя, например, в форме совета не ездить на автомобиле в течение такого периода времени в будущем. Кроме того, разные сценарии могут быть представлены пользователю для указания на то, какое воздействие стресс–факторов можно допустить, чтобы оно оставалось в безопасных для здоровья пределах.Preferably, the estimated future emotional state of the user not only provides an indication of the current emotional state (eg, state of cognitive balance or imbalance) of the user, but can also provide an estimate of the user's upcoming future emotional states in different scenarios. For example, the user may be alerted to a possible undesirable estimated future emotional state over the next period of time (eg, within the next 30 minutes) if the user continues to do what they were doing before. In particular, the assessment or prediction of emotional state, such as the level of imbalance in the event of intense emotional events, may continue for a specific period of time into the future (eg, 150 minutes into the future). As such, said device, system, or method may guide a user (eg, a human) in such a way as to prevent overstress conditions that may be detrimental to the user's health. Based on the estimated future emotional state of the user, the output may be displayed to the user, for example in the form of advice not to drive for such a period of time in the future. In addition, different scenarios can be presented to the user to indicate how much exposure to stressors can be allowed to remain within safe health limits.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Эти и другие аспекты настоящего изобретения станут понятны из вариантов осуществления, описанных ниже, и будут разъясняться со ссылкой на них. В нижеследующих чертежахThese and other aspects of the present invention will become apparent from the embodiments described below and will be explained with reference to them. In the following drawings

Фиг. 1 показывает иллюстрацию путей нервных и гормональных реакций в ответ на стресс–фактор;Fig. 1 shows an illustration of the neural and hormonal response pathways in response to a stressor;

Фиг. 2 показывает диаграммы иллюстративной реакции на стимул и соответствующей динамической реакции кортизола;Fig. 2 shows diagrams of an exemplary stimulus response and corresponding dynamic cortisol response;

Фиг. 3 показывает диаграммы иллюстративной кривой проводимости кожи, имеющей множественные стимулы, и соответствующих динамических реакций кортизола;Fig. 3 shows diagrams of an exemplary skin conductance curve having multiple stimuli and corresponding dynamic cortisol responses;

Фиг. 4 показывает первый пример а) кривой проводимости кожи, b) первой производной кривой проводимости кожи, и c) кривой оцененного уровня слюнного кортизола;Fig. 4 shows a first example of a) a skin conductance curve, b) a first derivative of a skin conductance curve, and c) an estimated salivary cortisol level curve;

Фиг. 5 показывает схематичную диаграмму варианта осуществления системы определения эмоционального состояния пользователя на основе оценки вызванного эмоцией уровня кортизола;Fig. 5 shows a schematic diagram of an embodiment of a system for determining a user's emotional state based on an estimate of emotion-induced cortisol levels;

Фиг. 6 показывает схематичную диаграмму способа определения эмоционального состояния пользователя на основе оценки вызванного эмоцией уровня кортизола;Fig. 6 shows a schematic diagram of a method for determining a user's emotional state based on an evaluation of the emotion-induced cortisol level;

Фиг. 7 показывает схематичную диаграмму носимого устройства;Fig. 7 shows a schematic diagram of a wearable device;

Фиг. 8 показывает диаграмму кривой психофизиологического сигнала, определенные прошлые реакции на стимулы до момента t₀ времени, и оцененные будущие реакции на стимулы после момента t₀ времени, эталонную кривую уровня кортизола, первый вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола, второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола, и кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе упомянутого первого и упомянутого второго вклада;Fig. 8 shows a diagram of the psychophysiological signal curve, determined past responses to stimuli before time t ₀ , and estimated future responses to stimuli after time t ₀ , cortisol level reference curve, first contribution to the estimated future cortisol level curve, second contribution to the estimated future curve cortisol levels, and an estimated future cortisol level curve based on said first and said second contributions;

Фиг. 9 показывает диаграмму кривой психофизиологического сигнала фиг. 8, а также детектированные реакции на стимулы для полной кривой сигнала; иFig. 9 shows a diagram of the psychophysiological signal curve of FIG. 8 as well as detected responses to stimuli for the full signal curve; and

Фиг. 10 показывает увеличенный участок диаграммы фиг. 8.Fig. 10 shows an enlarged portion of the diagram of FIG. eight.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Фиг. 1 показывает иллюстрацию разных путей нервных и гормональных реакций в ответ на стресс–фактор. Когда субъект 1 подвергается воздействию стресс–фактора 2, существуют разные пути метаболизма для нервных и гормональных реакций на стресс, а именно, симпатический–надпочечниково–медуллярный (SAM) путь 101 метаболизма, который обеспечивает быструю реакцию, например, в секундном масштабе времени, и гипоталамо–гипофизарно–надпочечниковый (hypothalamic–pituitary–adrenal – HPA) путь 102 метаболизма, который обеспечивает медленную реакцию, например, в минутном масштабе времени. SAM–путь 101 метаболизма приводит к высвобождению 103 (нор)адреналина/ацетилхолина, за которым следуют быстрые нервные эффекты 104 по прошествии около 0,5–5 секунд. Такие быстрые нервные эффекты могут включать в себя увеличение частоты сердечных сокращений, увеличение частоты дыхания, увеличение артериального давления, увеличение уровня глюкозы в крови, расширение зрачков, замедление пищеварительной системы, потоотделение (посредством ацетилхолина) и т.п. HPA–путь 102 метаболизма, с другой стороны, приводит к высвобождению 105 кортизола, которое вызывает медленные гормональные эффекты 106, например, наиболее выраженные по прошествии 20–30 минут, такие как увеличенное артериальное давление, улучшенная эмоциональная память, повышенная бдительность, повышенная выработка глюкозы из гликогена в печени, и т.п. Было обнаружено, что эти быстрые нервные эффекты могут быть идентифицированы в качестве реакций на стимулы, соответствующих нервной стрессовой реакции, посредством их определения на основании кривой психофизиологического сигнала, указывающей на такую одну или несколько (измеренных) реакций на стимулы. В следующем неограничивающем примере, кривая психофизиологического сигнала является кривой сигнала проводимости кожи пользователя, указывающей на проводимость кожи пользователя с течением времени, и реакции на стимулы являются реакциями проводимости кожи. В отношении дополнительных подробностей ссылка делается на информацию предшествующего уровня техники, обеспеченную в публикации WO 2013/076615.Fig. 1 shows an illustration of the different pathways of neural and hormonal responses to a stressor. When subject 1 is exposed to stress factor 2, there are different metabolic pathways for neural and hormonal responses to stress, namely the sympathetic-adrenal-medullary (SAM) metabolic pathway 101, which provides a rapid response, for example, on a time scale of seconds, and hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) metabolic pathway 102, which provides a slow response, for example, on a minute time scale. The SAM pathway 101 of metabolism results in the release of 103 (nor)adrenaline/acetylcholine, followed by rapid neural effects 104 after about 0.5–5 seconds. Such rapid neural effects may include an increase in heart rate, an increase in respiratory rate, an increase in blood pressure, an increase in blood glucose, dilated pupils, slowing of the digestive system, sweating (via acetylcholine), and the like. The HPA pathway 102 metabolism, on the other hand, leads to the release 105 of cortisol, which causes slow hormonal effects 106, for example, most pronounced after 20-30 minutes, such as increased blood pressure, improved emotional memory, increased alertness, increased glucose production from glycogen in the liver, etc. It has been found that these fast neural effects can be identified as responses to stimuli corresponding to the neural stress response by determining them based on a psychophysiological signal curve indicative of such one or more (measured) responses to stimuli. In the following non-limiting example, the psychophysiological signal curve is a skin conductance signal curve of a user indicative of the user's skin conductance over time, and the responses to stimuli are skin conductance responses. For additional details, reference is made to the prior art information provided in WO 2013/076615.

Фиг. 2 показывает диаграммы иллюстративной реакции 24 на стимул (здесь реакции SC проводимости кожи) кривой проводимости кожи (верхняя диаграмма на фиг. 2) и соответствующей динамической реакции 26 кортизола (нижняя диаграмма на фиг. 2). Как можно увидеть на фиг. 2, реакция 24 на стимул определена в конкретный начальный момент t1 времени, и соответствующая динамическая реакция 26 кортизола имеет свою начальную точку в конкретный начальный момент t1 времени и продолжается до своей конечной точки в заданный момент t3 времени в будущем. Более конкретно, динамическая реакция 26 кортизола поднимается до своей точки Р максимума, которая соответствует заданному моменту t2 времени максимума, с предопределенным коэффициентом c_r подъема и падает до своей конечной точки, которая соответствует предопределенному моменту t3 времени, с предопределенным коэффициентом c_d затухания. Было обнаружено, что такая динамическая реакция 26 кортизола (или кривая реакции) может быть оценена или смоделирована с использованием уравнения:Fig. 2 shows diagrams of an exemplary stimulus response 24 (here skin conductance SC response) of a skin conductance curve (upper diagram in FIG. 2) and a corresponding dynamic cortisol response 26 (lower diagram in FIG. 2). As can be seen in FIG. 2, a response 24 to a stimulus is defined at a specific start time t1 and the corresponding dynamic cortisol response 26 has its start point at a specific start time t1 and continues to its end point at a given time t3 in the future. More specifically, the cortisol dynamic response 26 rises to its maximum point P, which corresponds to a predetermined maximum time t2, with a predetermined rise factor c _r , and falls to its end point, which corresponds to a predetermined time point t3, with a predetermined decay factor c _d . It has been found that such a dynamic 26 cortisol response (or response curve) can be estimated or modeled using the equation:

где CO(t) является динамической реакцией кортизола, g является коэффициентом усиления, c_r является коэффициентом подъема, и c_d является коэффициентом затухания. В частности, время t может измеряться в минутах. Коэффициент g усиления соответствует высоте точки Р максимума. Таким образом, динамическая реакция 26 кортизола может быть смоделирована функцией с тремя дескрипторами: коэффициентом g усиления, коэффициентом c_r подъема и коэффициентом c_d затухания. Таким образом, может быть обеспечена оценка реакции кортизола, которая очень похожа на реакцию слюнного кортизола пользователя в реальности.where CO(t) is the dynamic response of cortisol, g is the gain factor, c _r is the lift factor, and c _d is the damping factor. In particular, the time t can be measured in minutes. The amplification factor g corresponds to the height of the maximum point P. Thus, the dynamic response of 26 cortisol can be modeled by a function with three descriptors: gain factor g, rise factor c _r , and decay factor c _d . Thus, an estimate of the cortisol response that is very similar to the user's salivary cortisol response in reality can be provided.

Реакция на стимул (или стрессовая реакция) и соответствующая реакция кортизола явно отличаются для мужчин и женщин. Таким образом, оцененная динамическая реакция 26 кортизола может зависеть от входной информации, которая вводится в систему 100, например, вводится в блок 10 обработки и указывает на пол пользователя. Эта информация может быть, например, введена посредством пользовательского интерфейса, или она может быть жестко закодирована в системе. Посредством учета пола пользователя может быть обеспечена более точная оценка уровня кортизола и, таким образом, более точная оценка оцененного (будущего) эмоционального состояния пользователя. Например, предопределенный конечный момент t3 времени может зависеть от пола пользователя. В частности, предопределенный конечный момент t3 времени может составлять около 90 минут от конкретного начального момента t1 времени, если входная информация указывает на женщину, и около 150 минут, если входная информация указывает на мужчину. Альтернативно, тот же самый конечный момент t3 времени может быть использован для обоих полов, например, t3 может составлять 180 минут для обоих полов. Поскольку спадающая кривая является асимптотой, эти значения могут быть выбраны таким образом, чтобы реакция кортизола эффективно затухала (но не точно). Таким образом, в конечный момент t3 времени уровень кортизола является нулевым или находится вблизи нуля.The response to a stimulus (or stress response) and the corresponding cortisol response are clearly different for men and women. Thus, the estimated dynamic cortisol response 26 may depend on input information that is entered into the system 100, such as entered into the processing unit 10 and indicative of the gender of the user. This information may, for example, be entered via a user interface, or it may be hard-coded into the system. By taking into account the gender of the user, a more accurate estimate of the cortisol level can be provided, and thus a more accurate estimate of the estimated (future) emotional state of the user. For example, the predetermined end time t3 may depend on the gender of the user. In particular, the predetermined end time t3 may be about 90 minutes from the specific start time t1 if the input is female, and about 150 minutes if the input is male. Alternatively, the same end time t3 can be used for both sexes, eg t3 can be 180 minutes for both sexes. Because the falling curve is an asymptote, these values can be chosen such that the cortisol response is effectively damped (but not exactly). Thus, at the end time t3, the cortisol level is zero or near zero.

Таблица I показывает результат моделирования для трех коэффициентов реакции слюнного кортизола на психологический стимул (или стресс–фактор) для мужчин и женщин согласно уравнению (1), приведенному выше. Иллюстративные значения обеспечены в таблице I. В этом примере, постоянная c_r времени подъема может быть почти одинаковой для обоих полов, в то время как постоянные c_d времени затухания значительно отличаются. Параметр g коэффициента усиления может быть приблизительно в 1,5 раза большим для женщин, чем для мужчин.Table I shows the simulation result for three coefficients of salivary cortisol response to a psychological stimulus (or stress factor) for men and women according to equation (1) above. Exemplary values are provided in Table I. In this example, the rise time constant c _r may be almost the same for both sexes, while the decay time constants c _d differ significantly. The gain parameter g can be about 1.5 times larger for women than for men.

Таблица ITable I

КоэффициентCoefficient МужчиныMen ЖенщиныWomen c_d c _d 2222 15fifteen c_r _r 2525 2828 gg 124124 170170

Оцененная динамическая реакция кортизола (уровни кортизола с течением времени) может быть дополнительной к базовому уровню кортизола фактической кривой кортизола. В дневной кривой кортизола всегда может быть базовый уровень, зависящий от времени суток. Кривая реакции кортизола может иметь базовое значение кортизола, составляющее, например, 4,2 нмоль/л. Например, утром оно является высоким, чтобы человек проснулся, и оно уменьшается до низкого значения вечером для облегчения засыпания. Эти эффекты базового уровня кортизола не обязательно учитываются системой, но являются возможными. Динамическую реакцию кортизола (ее кривую), раскрытую здесь, можно рассматривать как величину уровня кортизола, дополнительную к базовому уровню кортизола. Эта дополнительная величина исчезает по прошествии конкретного периода времени (например, около 150 минут). Таким образом, уровень кортизола оцененной динамической реакции кортизола не является оцененным значением фактического уровня кортизола (его абсолютного значения).The estimated dynamic cortisol response (cortisol levels over time) may be in addition to the baseline cortisol level of the actual cortisol curve. There can always be a baseline in the daily cortisol curve depending on the time of day. The cortisol response curve may have a baseline cortisol value of, for example, 4.2 nmol/l. For example, it is high in the morning to wake a person up, and it decreases to a low value in the evening to make it easier to fall asleep. These effects of baseline cortisol levels are not necessarily accounted for by the system, but are possible. The dynamic cortisol response (curve thereof) disclosed here can be thought of as the amount of cortisol level in addition to the baseline cortisol level. This additional value disappears after a certain period of time (for example, about 150 minutes). Thus, the cortisol level of the estimated dynamic cortisol response is not the estimated value of the actual cortisol level (its absolute value).

Накопленные (слюнные) реакции кортизола, которые перекрываются во времени, обеспечивают кривую оцененного уровня кортизола, определяемую на основе реакций на стимулы. Поскольку кривая оцененного уровня кортизола связана со стимулами (или максимумами стресса/возбуждения) в кривой психофизиологического сигнала, здесь кривой проводимости кожи, временные эффекты возникновения стимула (или стресс–фактора) и кривой проводимости кожи становятся видимыми в кривой оцененного уровня кортизола. Последовательные стимулы (или стресс–факторы) явно вызывают перекрывающиеся реакции кортизола.Cumulative (salivary) cortisol responses that overlap in time provide an estimated cortisol curve based on responses to stimuli. Since the estimated cortisol curve is related to stimuli (or stress/arousal maxima) in the psychophysiological signal curve, here the skin conductance curve, the time effects of the occurrence of the stimulus (or stress factor) and the skin conductance curve become visible in the estimated cortisol level curve. Successive stimuli (or stressors) clearly elicit overlapping cortisol responses.

Таким образом, кривая 28 оцененного уровня кортизола может быть определена посредством накопления множественных оцененных динамических реакций 26 кортизола, причем каждая оцененная динамическая реакция 26 кортизола основана на одной реакции 24 на стимул. Кривая 28 оцененного уровня кортизола, содержащая несколько динамических реакций 26 кортизола, каждая из которых соответствует реакции 24 на стимул, может быть определена посредством использования свертки эталонной кривой реакции кортизола, например, заданной уравнением (1) и показанной на фиг. 2 на нижнем графике, с соответствующими максимумами проводимости кожи (их высотами). Таким образом, может быть обеспечена количественная оценка кумулятивного эффекта последовательных стимулов (или стресс–факторов) в конкретном интервале времени (например, интервале времени, составляющем несколько часов). На основе этих накопленных реакций кортизола может быть оценено эмоциональное состояние, например, уровень когнитивного баланса (или дисбаланса). Предпочтительное когнитивное состояние находится между чрезмерным возбуждением и недостаточным возбуждением.Thus, an estimated cortisol level curve 28 can be determined by accumulating multiple estimated dynamic cortisol responses 26, each estimated dynamic cortisol response 26 being based on a single response 24 to a stimulus. An estimated cortisol level curve 28 comprising multiple dynamic cortisol responses 26, each corresponding to a response 24 to a stimulus, can be determined by using a convolution of a reference cortisol response curve, such as given by Equation (1) and shown in FIG. 2 in the bottom graph, with the corresponding skin conductance maxima (their heights). In this way, the cumulative effect of successive stimuli (or stressors) over a specific time interval (eg, a time interval of several hours) can be quantified. Based on these accumulated cortisol responses, emotional state can be assessed, such as the level of cognitive balance (or imbalance). The preferred cognitive state lies between over-arousal and under-arousal.

Фиг. 3 показывает иллюстративную кривую 22 проводимости кожи, имеющую множественные стимулы 24a–h, и соответствующие динамические реакции 26a–h кортизола. В частности, фиг. 6 показывает кривую 22 проводимости кожи женщины. Кривая 22 проводимости кожи имеет множественные стимулы 24a–h (или максимумы стресса/возбуждения). Соответствующая кривая 26a–h реакции слюнного кортизола связана с каждой реакцией 24a–h на стимул. Как можно увидеть на фиг. 6, предопределенный момент времени максимума (t2 на фиг. 2) точки Р максимума составляет около 30 минут после начального момента времени.Fig. 3 shows an exemplary skin conductance curve 22 having multiple stimuli 24a-h and corresponding dynamic cortisol responses 26a-h. In particular, FIG. 6 shows the conductance curve 22 of a woman's skin. Skin conductance curve 22 has multiple stimuli 24a-h (or stress/arousal maxima). The corresponding salivary cortisol response curve 26a–h is associated with each 24a–h response to a stimulus. As can be seen in FIG. 6, the predetermined maximum time (t2 in FIG. 2) of the maximum point P is about 30 minutes after the start time.

Кривая 28 оцененного уровня кортизола тогда определяется накоплением множественных оцененных динамических реакций кортизола, которые перекрываются во времени (например, с одной стороны, реакций 26a и 26b кортизола на фиг. 6, и, с другой стороны, реакций 26c–h кортизола). Эмоциональное состояние может быть, таким образом, определено или оценено на основе кумулятивного действия последовательных стимулов (или стресс–факторов), например, на состояние настроения/стресса человека, на основании гипотезы о том, что оно связано с кумулятивным слюнным кортизолом, который связан с внутриклеточным кортизолом.Curve 28 of the estimated cortisol level is then determined by the accumulation of multiple estimated dynamic cortisol responses that overlap in time (eg, on the one hand, cortisol responses 26a and 26b in Fig. 6, and, on the other hand, cortisol responses 26c–h). Emotional state can thus be defined or assessed based on the cumulative effect of successive stimuli (or stressors) on, for example, a person's mood/stress state, hypothesized that it is associated with cumulative salivary cortisol, which is associated with intracellular cortisol.

Фиг. 4 показывает первый пример кривой 22 проводимости кожи (фиг. 4а)), первой производной 22' кривой проводимости кожи (фиг. 4b)), и кривой 28 оцененного уровня слюнного кортизола (фиг. 4с)). В частности, фиг. 4а) показывает сглаженную проводимость кожи, фиг. 4b) показывает первую производную d(SC)/dt проводимости кожи и соответствующие максимумы (указаны резкими вертикальными линиями), и фиг. 4с) показывает оцененный кумулятивный уровень кортизола.Fig. 4 shows a first example of a skin conductance curve 22 (FIG. 4a)), a first derivative 22' of the skin conductance curve (FIG. 4b)), and an estimated salivary cortisol level curve 28 (FIG. 4c)). In particular, FIG. 4a) shows smooth skin conductance, FIG. 4b) shows the first derivative d(SC)/dt of the skin conductivity and the corresponding maxima (indicated by hard vertical lines), and FIG. 4c) shows the estimated cumulative cortisol level.

Фиг. 5 показывает схематичную диаграмму иллюстративного варианта осуществления системы 100 определения эмоционального состояния пользователя на основе оценки вызванного эмоцией уровня кортизола. Система 100 содержит датчик 20 для измерения психофизиологического сигнала, такого как проводимость кожи пользователя. Психофизиологический сигнал, измеряемый датчиком 20 с течением времени, образует кривую 22 психофизиологического сигнала. Система 100 дополнительно содержит устройство 10 для определения эмоционального состояния пользователя на основе оценки вызванного эмоцией уровня кортизола. Устройство 10 содержит интерфейс 11 для получения кривой 22 психофизиологического сигнала (указывающей на одну или несколько измеренных реакций 24 на стимулы, соответствующих нервной стрессовой реакции); и блок 12 обработки для обработки кривой 22 психофизиологического сигнала. Блок 12 обработки может быть пригодным блоком обработки или процессором любого типа, таким как, например, микропроцессор/микроконтроллер, или встроенный микроконтроллер, который адаптирован соответствующим образом, но это не является ограничением. Необязательно, блок 12 обработки может включать в себя множественные микропроцессоры, которые либо выполнены с возможностью независимо выполнять этапы способа, описанного здесь, либо выполнены с возможностью выполнять этапы или подпрограммы способа, описанного здесь, таким образом, чтобы множественные процессоры взаимодействовали для обеспечения этой функциональности, т.е. обработки кривой психофизиологического сигнала, описанной здесь. Дополнительно, когда система 100/ устройство 10 реализованы в облачной вычислительной системе, различные аппаратные компоненты могут относиться к отдельным физическим системам. Следует понимать, что датчик 20 и устройство 10 могут быть частью одного и того же устройства (например, носимого устройства или браслета) или могут находиться в отдельных устройствах. Fig. 5 shows a schematic diagram of an exemplary embodiment of a system 100 for determining a user's emotional state based on an estimate of emotion-induced cortisol levels. The system 100 includes a sensor 20 for measuring a psycho-physiological signal, such as the conductivity of the user's skin. The psychophysiological signal measured by the sensor 20 over time forms a psychophysiological signal curve 22 . The system 100 further comprises a device 10 for determining the user's emotional state based on an estimate of the emotion-induced cortisol level. The device 10 includes an interface 11 for obtaining a psychophysiological signal curve 22 (indicating one or more measured responses 24 to stimuli corresponding to a nervous stress response); and a processing unit 12 for processing the psychophysiological signal curve 22 . The processing unit 12 may be a suitable processing unit or any type of processor, such as, for example, a microprocessor/microcontroller, or an embedded microcontroller, which is suitably adapted, but this is not a limitation. Optionally, processing unit 12 may include multiple microprocessors that are either configured to independently perform steps of the method described herein, or configured to perform steps or subroutines of the method described herein such that the multiple processors cooperate to provide this functionality, those. processing of the psychophysiological signal curve described here. Additionally, when system 100/device 10 is implemented in a cloud computing system, the various hardware components may be referred to as separate physical systems. It should be understood that sensor 20 and device 10 may be part of the same device (eg, wearable device or wristband) or may reside in separate devices.

Блок 12 обработки выполнен с возможностью определять (или вычислять) одну или несколько реакций 24 на стимулы в кривой 22 психофизиологического сигнала (например, посредством оценивания первой производной кривой психофизиологического сигнала или посредством других способов детектирования признаков), определять первый вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе одной или нескольких определенных реакций на стимулы в кривой психофизиологического сигнала; определять второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе одной или нескольких ожидаемых будущих реакций на стимулы; и определять оцененное будущее эмоциональное состояние пользователя на основе упомянутого первого и упомянутого второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола.The processing unit 12 is configured to determine (or calculate) one or more responses 24 to stimuli in the psychophysiological signal curve 22 (for example, by evaluating the first derivative of the psychophysiological signal curve or by other methods of feature detection), to determine the first contribution to the curve of the estimated future cortisol level based on one or more specific responses to stimuli in the psychophysiological signal curve; determine a second contribution to the estimated future cortisol level curve based on one or more expected future responses to the stimuli; and determining the estimated future emotional state of the user based on said first and said second contributions to the estimated future cortisol level curve.

Необязательно, как указано пунктирной линией на фиг. 5, система может содержать выходной блок 40 для вывода или отображения оцененного будущего эмоционального состояния 16 для пользователя. Следует понимать, что выходной блок 40 и устройство 10 могут быть частью одного и того же устройства (например, носимого устройства или браслета) или могут находиться в двух отдельных устройствах. Например, выходной блок 40 системы 100 может быть реализован посредством смартфона или другого объекта для обработки информации в том же самом или удаленном местоположении. Соответственно, блок 12 обработки может быть также реализован посредством смартфона, который выполнен с возможностью выполнять вышеупомянутую функциональность, например, посредством выполнения соответствующего приложения, или посредством другого пригодного вычислительного устройства, выполняющего соответствующее программное средство. Optionally, as indicated by the dotted line in FIG. 5, the system may include an output unit 40 for outputting or displaying an estimated future emotional state 16 to the user. It should be understood that output unit 40 and device 10 may be part of the same device (eg, a wearable device or wristband) or may reside in two separate devices. For example, output unit 40 of system 100 may be implemented by a smartphone or other entity for processing information at the same or remote location. Accordingly, the processing unit 12 may also be implemented by a smartphone that is configured to perform the above functionality, for example by executing an appropriate application, or by another suitable computing device executing the corresponding software.

Система 100 может дополнительно содержать память 13 для запоминания кривой оцененного будущего уровня кортизола. Кривая оцененного будущего уровня кортизола может быть определена посредством накопления первого вклада и второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола. Первый вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола может быть определен посредством накопления множественных оцененных динамических реакций кортизола, причем каждая оцененная динамическая реакция 26 кортизола основана на одной из определенных реакций 24 на стимулы в (измеренной прошлой) кривой психофизиологического сигнала. Соответственно, второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола может быть определен посредством накопления множественных оцененных динамических реакций кортизола, причем каждая динамическая реакция кортизола основана на одной из ожидаемых будущих реакций на стимулы.The system 100 may further comprise a memory 13 for storing a curve of the estimated future cortisol level. The estimated future cortisol level curve can be determined by accumulating the first contribution and the second contribution to the estimated future cortisol level curve. The first contribution to the estimated future cortisol curve can be determined by accumulating multiple estimated dynamic cortisol responses, each estimated dynamic cortisol response 26 based on one of the determined stimulus responses 24 in the (measured past) psychophysiological signal curve. Accordingly, a second contribution to the estimated future cortisol curve can be determined by accumulating multiple estimated dynamic cortisol responses, with each dynamic cortisol response based on one of the expected future responses to stimuli.

Следовательно, кривая оцененного будущего уровня кортизола может быть установлена посредством добавления соответствующих оцененных динамических реакций кортизола к кривой оцененного будущего уровня кортизола для каждой из определенных реакций на стимулы и ожидаемых будущих реакций на стимулы. Таким образом, множественные оцененные динамические реакции 26 кортизола могут быть накоплены для оценивания кривой будущего уровня кортизола, которая может быть затем запомнена в памяти 13. Память 13 может быть частью устройства 10 или может быть внешней памятью. Более конкретно, для каждого момента времени, уровни кортизола разных динамических реакций кортизола для этого момента времени могут добавляться или накапливаться. Память может быть любой пригодной памятью, такой как, например, регистр памяти или память с произвольным доступом (random access memory – RAM). Следует понимать, что память 13 и блок 12 обработки могут быть частью одного и того же устройства (например, носимого устройства или браслета) или могут находиться в двух отдельных устройствах.Therefore, an estimated future cortisol level curve can be established by adding the respective estimated dynamic cortisol responses to the estimated future cortisol level curve for each of the determined stimulus responses and expected future stimulus responses. Thus, multiple estimated dynamic cortisol responses 26 may be accumulated to estimate a curve of future cortisol levels, which may then be stored in memory 13. Memory 13 may be part of device 10 or may be an external memory. More specifically, for each time point, the cortisol levels of different dynamic cortisol responses for that time point may be added or accumulated. The memory may be any suitable memory such as, for example, a memory register or random access memory (RAM). It should be understood that memory 13 and processing unit 12 may be part of the same device (eg, wearable device or wristband) or may reside in two separate devices.

Фиг. 6 показывает схематичную диаграмму способа 200 определения эмоционального состояния пользователя на основе оценки вызванного эмоцией уровня кортизола. Способ 200 содержит первый этап S1, на котором получают (т.е. принимают или извлекают) кривую (данные) психофизиологического сигнала, указывающую на одну или несколько измеренных реакций на стимулы, соответствующих нервной стрессовой реакции. Например, кривая психофизиологического сигнала может быть получена прямо в виде выходных данных от датчика (или блока предварительной обработки) или может быть извлечена из запоминающего средства, например, памяти или информационной системы больницы (hospital information system – HIS) или электронной записи состояния здоровья (electronic health record – EHR) пользователя.Fig. 6 shows a schematic diagram of a method 200 for determining a user's emotional state based on an estimate of the emotion-induced cortisol level. The method 200 comprises a first step S1 in which a psychophysiological signal curve (data) is obtained (ie, received or extracted) indicative of one or more measured stimulus responses corresponding to the neural stress response. For example, a psychophysiological waveform may be obtained directly as output from a sensor (or preprocessor) or may be retrieved from a storage medium such as a memory or hospital information system (HIS) or an electronic health record (electronic health record - EHR) of the user.

На следующем этапе S2 определяют одну или несколько реакций на стимулы в кривой психофизиологического сигнала (например, посредством оценивания первой производной). На этапе S3 первый вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола определяют на основе одной или нескольких определенных реакций на стимулы в кривой психофизиологического сигнала, определенных на предыдущем этапе S2. In the next step S2, one or more responses to stimuli are determined in the psychophysiological signal curve (for example, by evaluating the first derivative). In step S3, the first contribution to the estimated future cortisol level curve is determined based on one or more specific responses to stimuli in the psychophysiological signal curve determined in the previous step S2.

На этапе S4 второй вклад в кривую оцененного будущего уровня кортизола определяют на основе одной или нескольких ожидаемых будущих реакций на стимулы, и на этапе S5 оцененное будущее эмоциональное состояние пользователя определяют на основе упомянутого первого и упомянутого второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола, определенных на предыдущих этапах S3 и S4. Эти этапы могут быть также выполнены блоком обработки или компьютерной программой, содержащей программное кодовое средство, заставляющее компьютер выполнять эти этапы.In step S4, a second contribution to the estimated future cortisol level curve is determined based on one or more expected future responses to stimuli, and in step S5, the estimated future emotional state of the user is determined based on said first and said second contributions to the estimated future cortisol level curve determined at previous steps S3 and S4. These steps may also be performed by a processing unit or a computer program containing software code that causes the computer to perform these steps.

Необязательно, как указано пунктирными линиями, способ может дополнительно содержать этап S6, на котором выводят оцененное будущее эмоциональное состояние пользователя, например, для самого пользователя или для медицинского персонала.Optionally, as indicated by dashed lines, the method may further comprise step S6 in which an estimated future emotional state of the user is output, for example, for the user himself or for medical personnel.

Фиг. 7 показывает вариант осуществления носимого устройства 30, носимого пользователем, согласно одному варианту осуществления. В этом варианте осуществления, носимое устройство имеет форму интеллектуальных часов. Интеллектуальные часы содержат браслет 33 и корпус 34. Браслет 33 может оборачиваться вокруг запястья пользователя. Следует понимать, что носимое устройство может быть надето на другую пригодную часть тела, такую как лодыжка или рука, или может быть выполнено с возможностью прикрепляться к другим частям тела. Fig. 7 shows an embodiment of a wearable device 30 worn by a user, according to one embodiment. In this embodiment, the wearable device is in the form of a smart watch. The smart watch includes a bracelet 33 and a case 34. The bracelet 33 can wrap around the wearer's wrist. It should be understood that the wearable device may be worn on another suitable part of the body, such as the ankle or arm, or may be configured to be attached to other parts of the body.

Носимое устройство 30 может содержать предлагаемую систему 100 определения эмоционального состояния пользователя на основе оценки вызванного эмоцией уровня кортизола. Таким образом, соответствующая система 100 может быть обеспечена в незаметном и носимом формате. Альтернативно, носимое устройство 30 может содержать только датчик 20 проводимости кожи, и устройство 10 системы 100 может быть расположено в удаленном местоположении или реализовано в удаленном устройстве (например, удаленном компьютере, смартфоне или мониторе пациента).Wearable device 30 may include the proposed system 100 for determining a user's emotional state based on an assessment of emotion-induced cortisol levels. Thus, the corresponding system 100 can be provided in a discreet and wearable format. Alternatively, wearable device 30 may include only skin conductivity sensor 20, and device 10 of system 100 may be located at a remote location or implemented in a remote device (eg, a remote computer, smartphone, or patient monitor).

Носимое устройство 30 содержит датчик 20 проводимости кожи. Датчик проводимости кожи может содержать первый и второй электрод 31, 32 проводимости кожи в комбинации с блоком измерения проводимости кожи (не показан). В варианте осуществления фиг. 7, два электрода 31, 32 проводимости кожи встроены в корпус носимого устройства, однако также можно встраивать их, например, в браслет 33. Электроды 31, 32 проводимости кожи могут быть расположены таким образом, чтобы они контактировали с верхней стороной запястья, когда носимое устройство 30 надето пользователем. Иллюстративной реализацией носимого устройства, содержащего датчик проводимости кожи, является дискретный указатель DTI–4 напряжения компании Philip's.The wearable device 30 includes a skin conductivity sensor 20 . The skin conductivity sensor may comprise first and second skin conductivity electrodes 31, 32 in combination with a skin conductivity measurement unit (not shown). In the embodiment of FIG. 7, two skin conduction electrodes 31, 32 are built into the body of the wearable device, however, it is also possible to integrate them into a wristband 33, for example. 30 worn by the user. An exemplary implementation of a wearable device containing a skin conductivity sensor is Philip's discrete voltage indicator DTI-4.

Блок измерения проводимости кожи выполнен с возможностью измерять проводимость кожи пользователя 2 между электродами 31, 32 проводимости кожи. В частности, блок измерения проводимости кожи или датчик может содержать генератор напряжения для подачи напряжения между упомянутыми по меньшей мере двумя электродами проводимости кожи, блок восприятия для восприятия электрического тока между упомянутыми по меньшей мере двумя электродами, и/или вычислительный блок для вычисления проводимости кожи на основе воспринятого электрического тока. Измеряемая с течением времени проводимость кожи образует, в этом варианте осуществления, кривую (или данные) психофизиологического сигнала. Кривая (или данные) психофизиологического сигнала может, например, храниться в памяти носимого устройства 30 или может передаваться (беспроводным способом) внешнему блоку с использованием (беспроводного) передатчика. Блок измерения проводимости кожи и/или устройство 10 (фиг. 5) могут быть встроены в корпус 34 носимого устройства 30. Носимое устройство 30 может дополнительно содержать передатчик для беспроводной передачи данных по каналу беспроводной связи, например, выходных данных или оцененного эмоционального состояния 16 пользователя. Однако следует понимать, что устройство 10 или блок 12 обработки может также быть отдельной частью или устройством, и что носимое устройство 30 тогда передает психофизиологические данные упомянутой отдельной части или устройству через (беспроводной) передатчик.The skin conductivity measurement unit is configured to measure the skin conductivity of the user 2 between the skin conductivity electrodes 31, 32. In particular, the skin conductivity measurement unit or sensor may comprise a voltage generator for applying voltage between said at least two skin conductivity electrodes, a sensing unit for sensing electric current between said at least two electrodes, and/or a computing unit for calculating the skin conductivity at the basis of the perceived electric current. The skin conductivity measured over time forms, in this embodiment, a psychophysiological signal curve (or data). The psychophysiological waveform (or data) may, for example, be stored in the memory of the wearable device 30, or may be transmitted (wirelessly) to an external unit using a (wireless) transmitter. The skin conductance measurement unit and/or device 10 (FIG. 5) may be integrated into the body 34 of the wearable device 30. The wearable device 30 may further comprise a transmitter for wirelessly transmitting data over a wireless communication channel, such as output data or an estimated emotional state 16 of the user. . However, it should be understood that the device 10 or processing unit 12 may also be a separate part or device, and that the wearable device 30 then transmits the psycho-physiological data of said separate part or device via a (wireless) transmitter.

Предпочтительно, система может также содержать выходной блок для вывода эмоционального состояния пользователя 1. Выходной блок 40 может быть отдельным устройством или может быть встроен, например, в носимое устройство 30, содержащее датчик 20, в форме интеллектуальных часов. Дополнительно, внешний выходной блок 40, например, смартфон, выполняющий соответствующее приложение, может быть использован или связан с устройством 10 или носимым устройством 30.Preferably, the system may also include an output unit for outputting the emotional state of the user 1. The output unit 40 may be a separate device or may be integrated into, for example, a wearable device 30 containing sensor 20 in the form of a smart watch. Additionally, an external output unit 40, such as a smartphone running an appropriate application, may be used or associated with the device 10 or wearable device 30.

Фиг. 8 показывает иллюстративную кривую 22 психофизиологического сигнала, в настоящем неограничивающем варианте осуществления, в форме кривой проводимости кожи, измеренной датчиком 20 проводимости кожи. Горизонтальная ось показывает время t периода из нескольких часов, здесь, целого дня с полуночи до полуночи. Вертикальная ось показывает измеренные значения SC кривой проводимости кожи, также называемой гальванической реакцией кожи (galvanic skin response – GSR) или электрокожной активностью (electrodermal activity – EDA), измеряемой в μS. Каждая точка кривой проводимости кожи указывает на значения проводимости кожи, воспринятые датчиком проводимости кожи в этот конкретный момент t времени. Проводимость кожи (или GSR или EDA) является мерой электрической проводимости кожи, которая изменяется при изменении ее уровня влажности, и, таким образом, зависит от активности потовых желез.Fig. 8 shows an exemplary psychophysiological signal curve 22, in the present non-limiting embodiment, in the form of a skin conductance curve measured by a skin conductance sensor 20. The horizontal axis shows the time t of a period of several hours, here, a whole day from midnight to midnight. The vertical axis shows the measured SC values of the skin conductance curve, also called galvanic skin response (GSR) or electrodermal activity (EDA), measured in μS. Each point of the skin conductance curve indicates skin conductance values sensed by the skin conductance sensor at that particular time t. Skin conductivity (or GSR or EDA) is a measure of the electrical conductivity of the skin, which changes with changes in its moisture level, and thus depends on the activity of the sweat glands.

Эмоциональные события или стимулы обычно проявляются в виде максимумов с более крутым фронтом и более пологим срезом. На фиг. 8 каждый максимум соответствует реакции симпатической нервной системы на эмоционально возбуждающее событие (передаваемой через блуждающий нерв в потовые железы кожи). Этот максимум также называется реакцией проводимости кожи (или, в общем, реакцией на стимул). Эмоционально возбуждающие события или стимулы могут рассматриваться в качестве психологического стресса, в отличие от физических упражнений, которые могут рассматриваться в качестве физического стресса. Таким образом, эмоциональное событие или стимул вызывает (с короткой задержкой, как показано на фиг. 2) реакцию на стимул в проводимости кожи, которая может быть измерена. Например, особенно выраженные максимумы проводимости кожи указаны стрелками 24a и 24b на фиг. 8. Как описано выше, стрессовая реакция дополнительно содержит гормональные эффект в более медленном масштабе времени, например, с задержкой 20–30 минут. Реакции на максимумы 24a и 24b в кривой психофизиологического сигнала указаны ссылочными позициями 26a и 26b. Реакции на стимулы в кривой 22 психофизиологического сигнала могут быть определены посредством взятия первой производной для идентификации максимумов проводимости кожи, как в качестве примера описано в публикации WO 2013/076615 A1.Emotional events or stimuli usually appear as highs with a steeper front and a flatter cutoff. In FIG. 8, each maximum corresponds to the reaction of the sympathetic nervous system to an emotionally exciting event (transmitted through the vagus nerve to the sweat glands of the skin). This maximum is also called the skin conductance response (or, more generally, response to a stimulus). Emotionally arousing events or stimuli may be considered psychological stress, as opposed to physical exercise, which may be considered physical stress. Thus, an emotional event or stimulus elicits (with a short delay, as shown in FIG. 2) a skin conductance response to the stimulus that can be measured. For example, particularly pronounced skin conductance maxima are indicated by arrows 24a and 24b in FIG. 8. As described above, the stress response additionally contains hormonal effects on a slower time scale, such as a 20–30 minute delay. The responses to peaks 24a and 24b in the psychophysiological signal curve are indicated by reference numerals 26a and 26b. The responses to stimuli in the psychophysiological signal curve 22 can be determined by taking the first derivative to identify skin conductance maxima, as described by way of example in WO 2013/076615 A1.

На фиг. 8, реакции на стимулы, которые возникают в течение заданного интервала времени, например, в течение одной минуты, указаны кривой гистограмм 29. Например, гистограммы, показанные на фиг. 8, могут показывать сумму амплитуд фронтов в минуту в качестве меры реакции (реакций) на стимул. В данном примере, гистограммы, таким образом, представляют частоту реакций проводимости кожи (skin conductance response SCR) и уровень проводимости кожи (skin conductance level – SCL). Сумма фронтов в каждом интервале времени (например, в минуту) может быть получена на основании проводимости кожи с использованием первой производной проводимости кожи. Переход первой производной временной зависимости через ноль из области отрицательных значений в область положительных значений может сигнализировать о начале фронта. Следующий переход через ноль (из области положительных значений в область отрицательных значений) первой производной временной зависимости проводимости кожи может сигнализировать о конце фронта. Значение проводимости кожи в конце фронта может быть может быть поделено на значение проводимости кожи в начале фронта для генерирования высоты фронта. Это значение является безразмерным. Необязательно, может быть оценена длительность фронта. Например, все высоты фронтов, которые удовлетворяют критерию, состоящему в том, что длительность фронта превышает заданную длительность, составляющую, например, 1 секунду в некоторой минуте, могут быть просуммированы для генерирования суммы (допустимых) высот фронтов в минуту. Следует отметить, что фронт может продолжаться в следующую минуту. Необязательно, если такой фронт удовлетворяет критерию длительности, то его вклад до конца данной минуты может относиться к этой минуте. Оставшаяся часть вклада может относиться к следующей минуте и т.д. Суммы фронтов в минуту являются вертикальными столбиками на фиг. 8–10. В одном варианте осуществления, сумма амплитуд фронтов может быть определена в качестве реакций на стимулы в кривой психофизиологического сигнала. На этой основе, кривая оцененного уровня кортизола может быть определена посредством использования свертки соответствующих реакций проводимости кожи с эталонной кривой динамической реакции кортизола (ср., например, уравнение (1), приведенное выше), в данном примере, для каждой минуты, свертки высоты столбика, заданной кривой 29, с эталонной динамической реакцией кортизола, для получения кривой 28 оцененного уровня кортизола.In FIG. 8, responses to stimuli that occur within a given time interval, such as one minute, are indicated by the histogram curve 29. For example, the histograms shown in FIG. 8 may show the sum of the amplitudes of the fronts per minute as a measure of the response(s) to the stimulus. In this example, the histograms thus represent the frequency of skin conductance response (SCR) and skin conductance level (SCL). The sum of the fronts in each time interval (eg, per minute) can be derived from the skin conductivity using the first derivative of the skin conductivity. The transition of the first derivative of the time dependence through zero from the area of negative values to the area of positive values can signal the beginning of the front. The next transition through zero (from the region of positive values to the region of negative values) of the first derivative of the time dependence of skin conductivity may signal the end of the front. The skin conductivity value at the end of the front can be divided by the skin conductivity value at the beginning of the front to generate the front height. This value is dimensionless. Optionally, a rise time may be estimated. For example, all edge heights that satisfy the criterion that the edge duration exceeds a given duration of, for example, 1 second in a certain minute can be summed to generate a sum of (allowed) edge heights per minute. It should be noted that the front may continue into the next minute. Optionally, if such a front satisfies the duration criterion, then its contribution to the end of a given minute may be related to that minute. The rest of the contribution may refer to the next minute, and so on. The sums of fronts per minute are the vertical bars in FIG. 8–10. In one embodiment, the sum of the amplitudes of the fronts can be determined as responses to stimuli in the psychophysiological signal curve. On this basis, the estimated cortisol level curve can be determined by using the convolution of the respective skin conductance responses with the reference cortisol dynamic response curve (cf. e.g. equation (1) above), in this example, for each minute, the convolution of the bar height given by curve 29, with a reference dynamic cortisol response, to obtain a curve 28 of the estimated level of cortisol.

Фиг. 8 показывает кривую 22 психофизиологического сигнала для целого дня, здесь, фактическую экспериментальную кривую проводимости кожи. Для вычисления оценки кривой оцененного будущего уровня кортизола пользователя, описанной здесь, предполагается, что кривая 22 психофизиологического сигнала, т.е. фактически измеренные данные, доступна только вплоть до некоторого момента времени, указанного моментом t₀ времени, например, до 11 часов 04 минут. Здесь, на фиг. 8 (предполагаемый) текущий момент времени указан вертикальной пунктирной линией в момент t₀ времени. Время до t₀ относится к прошлому, время после t₀ относится к будущему. Для вычисления решения, описанного здесь, предполагается, что участок кривой психофизиологического сигнала после момента t₀ времени, обозначенный ссылочной позицией 22’, находится в будущем и является недоступным для оценивания кривой будущего уровня кортизола (ср., например, ссылочные позиции 91, 92, 93).Fig. 8 shows the psycho-physiological signal curve 22 for the whole day, here, the actual experimental skin conductance curve. In order to calculate the estimate of the user's estimated future cortisol level curve described here, it is assumed that the psychophysiological signal curve 22, i. e. actually measured data is only available up to some point in time indicated by time t ₀ , for example, up to 11 hours 04 minutes. Here, in FIG. 8, the (estimated) current time is indicated by a vertical dotted line at time t ₀ . Time before t ₀ refers to the past, time after t ₀ refers to the future. To calculate the solution described here, it is assumed that the section of the psychophysiological signal curve after time t ₀ , indicated by the reference position 22', is in the future and is not available for estimating the curve of the future level of cortisol (cf., for example, reference positions 91, 92, 93).

Только для сравнения, кривая 28’ оцененного уровня кортизола, следующая после момента t₀ времени, вычислена посредством учета также реакций на стимулы в кривой 22’ психофизиологического сигнала. Здесь, кривая 28’ оцененного уровня кортизола служит в качестве эталонной кривой уровня кортизола.For comparison purposes only, the estimated cortisol level curve 28' following time t ₀ is calculated by taking into account also responses to stimuli in the psychophysiological signal curve 22'. Here, the estimated cortisol level curve 28' serves as a reference cortisol level curve.

Фиг. 9 показывает увеличенный участок кривой 22 и 22’ психофизиологического сигнала фиг. 8, а также определенные реакции на стимулы для полной кривой сигнала, включающей в себя прошлые реакции на стимулы, указанные гистограммой 29 до момента t₀ времени, и реакции на стимулы, указанные гистограммой 29’ после момента t₀ времени. Очевидно, что в момент t₀ времени будущие реакции 29’ на стимулы еще являются недоступными.Fig. 9 shows an enlarged portion of the curve 22 and 22' of the psychophysiological signal of FIG. 8, as well as certain responses to stimuli for a complete signal curve including past responses to stimuli indicated by histogram 29 up to time t ₀ and responses to stimuli indicated by histogram 29' after time t ₀ . It is obvious that at time t ₀ future responses 29' to stimuli are not yet available.

Если обратиться теперь к фиг. 10, то эта диаграмма покажет увеличенный участок диаграммы фиг. 8 между 9 часами 00 минут и 13 часами 00 минут. Для периода времени до текущего момента t₀ времени, кривая 22 психофизиологического сигнала является доступной, так что реакции 29 на стимулы в кривой психофизиологического сигнала могут быть определены и представлены здесь в виде суммы амплитуд фронтов, указывающей на накопленные фронты в сигнале 22 проводимости кожи в минуту. Для каждой из этих реакций на стимулы, соответствующая (задержанная) реакция кортизола может быть вычислена посредством вычисления свертки реакции на стимул с оцененной динамической реакцией 26 кортизола, также показанной в отношении фиг. 3. Кривая, обозначенная ссылочной позицией 91, представляет первый вклад в кривую 93 оцененного будущего уровня кортизола на основе одной или нескольких определенных реакций 29 на стимулы в (измеренной прошлой) кривой психофизиологического сигнала, т.е. с учетом только фактически измеренных психофизиологических данных до момента t₀ времени (т.е. способ определения кривой уровня кортизола, описанный в публикации WO 2013/076615 A1). Следовательно, эта кривая представляет случай, когда после момента t₀ времени не учитывается ни одна будущая реакция на стимул, как если бы пользователь совсем не подвергался внезапному воздействию никаких будущих стресс–факторов. Turning now to FIG. 10, this diagram will show an enlarged portion of the diagram of FIG. 8 between 09:00 and 13:00. For the time period up to the current time t ₀ , the psychophysiological signal curve 22 is available so that responses 29 to stimuli in the psychophysiological signal curve can be determined and presented here as the sum of the amplitudes of the fronts, indicating the accumulated fronts in the signal 22 skin conductance per minute . For each of these stimulus responses, the corresponding (delayed) cortisol response can be computed by calculating the convolution of the stimulus response with the estimated dynamic cortisol response 26, also shown with respect to FIG. 3. The curve 91 represents the first contribution to the curve 93 of the estimated future cortisol level based on one or more determined responses 29 to stimuli in the (past measured) psychophysiological signal curve, i.e. taking into account only actually measured psychophysiological data up to time t ₀ (ie, the method for determining the cortisol level curve described in the publication WO 2013/076615 A1). Therefore, this curve represents the case where, after time t ₀ , no future response to the stimulus is taken into account, as if the user were not suddenly exposed to any future stressors at all.

Решение согласно настоящему раскрытию дополнительно учитывает второй вклад 92 в кривую 93 оцененного уровня кортизола на основе одной или нескольких ожидаемых будущих реакций 96 на стимулы. В данном примере, ожидаемые будущие реакции 96 на стимулы во втором временном окне w2, находящемся непосредственно после момента t₀ времени (здесь, от 11 часов 04 минут до 12 часов 04 минут), соответствуют определенным реакциям 29 на стимулы в первом временном окне w1, непосредственно предшествующем моменту t₀ времени (здесь, от 10 часов 04 минут до 11 часов 04 минут). Могут быть выбраны другие длительности соответствующих временных окон. Определенные реакции 29 на стимулы, таким образом, определяются на основе фактически измеренной прошлой кривой 22 психофизиологического сигнала, предшествующей текущему моменту t₀ времени. В данном варианте осуществления, определенные реакции 29 на стимулы, предшествующие моменту t₀ времени, по существу зеркально отображены после момента t₀ времени для получения ожидаемых реакций 96 на стимулы. Для каждой из этих ожидаемых реакций 96 на стимулы, вклад в кривую уровня кортизола может быть снова определен посредством вычисления свертки с динамической реакцией 26 кортизола, как, например, описано со ссылкой на фиг. 3. Посредством вычисления свертки, правильно учитывается как синхронизация, так и интенсивность соответствующих реакций на стимулы.The solution of the present disclosure further accounts for a second contribution 92 to the estimated cortisol curve 93 based on one or more expected future responses 96 to stimuli. In this example, the expected future responses 96 to stimuli in the second time window w2 immediately after time t ₀ (here, from 11:04 am to 12:04 pm) correspond to certain responses 29 to stimuli in the first time window w1, immediately preceding time t ₀ (here, from 10:04 to 11:04). Other durations of the respective time windows may be selected. Certain responses 29 to stimuli are thus determined on the basis of the actually measured past psychophysiological signal curve 22 preceding the current time t ₀ . In this embodiment, certain responses 29 to stimuli prior to time t ₀ are essentially mirrored after time t ₀ to obtain expected responses 96 to stimuli. For each of these expected responses 96 to stimuli, the contribution to the cortisol level curve can again be determined by calculating the convolution with the dynamic cortisol response 26 as, for example, described with reference to FIG. 3. By computing the convolution, both the timing and the intensity of the corresponding responses to stimuli are correctly taken into account.

Следовательно, в примере, показанном на фиг. 8 и фиг. 10, первый вклад 91 в кривую 93 оцененного будущего уровня кортизола определен для предстоящего второго заданного временного окна w2, составляющего 60 минут после момента t₀ времени, на основе определенных (измеренных прошлых) реакций 29 на стимулы в кривой 22 психофизиологического сигнала в прошлом первом заданном временном окне, составляющем 60 минут до момента t₀ времени. Второй вклад 92 в кривую 93 оцененного будущего уровня кортизола в этом предстоящем втором заданном временном окне w2 основан на одной или нескольких ожидаемых будущих реакциях 96 на стимулы, которые, как ожидается, возникнут в упомянутом втором заданном временном окне. В данном примере, ожидаемые будущие реакции на стимулы соответствуют прошлым (измеренным) реакциям на стимулы в первом заданном временном окне, причем упомянутые реакции на стимулы реверсированы по порядку относительно реакций на стимулы в первом временном окне.Therefore, in the example shown in FIG. 8 and FIG. 10, the first contribution 91 to the estimated future cortisol level curve 93 is determined for the forthcoming second predetermined time window w2 of 60 minutes after time t ₀ based on the determined (measured past) responses 29 to stimuli in the psychophysiological signal curve 22 in the past first predetermined a time window of 60 minutes before time t ₀ . The second contribution 92 to the estimated future cortisol level curve 93 in this forthcoming second predetermined time window w2 is based on one or more expected future responses 96 to stimuli expected to occur in said second predetermined time window. In this example, expected future responses to stimuli correspond to past (measured) responses to stimuli in a first given time window, with said responses to stimuli reversed in order with respect to responses to stimuli in the first time window.

Со ссылкой теперь на сравнение с кривой 28’ оцененного уровня кортизола (т.е. эталонной кривой 28’ уровня кортизола на основании гипотезы о том, что кривая 22’ психофизиологического сигнала является доступной после момента t₀ времени): первый вклад 91 уже обеспечивает точную аппроксимацию в течение первых 10–15 минут кривой 28’ уровня кортизола. Это является разумным, поскольку реакция кортизола на реакцию на стимул после момента t₀ времени имеет задержку и обеспечивает значительный вклад только после нее (как можно увидеть из медленно поднимающейся кривой 92, которая указывает на вклады после момента t₀ времени). Однако затем первый вклад 91 недооценивает будущий уровень кортизола.With reference now to a comparison with the estimated cortisol level curve 28' (i.e., the reference cortisol level curve 28' based on the hypothesis that the psychophysiological signal curve 22' is available after time t ₀ ): the first contribution 91 already provides an accurate approximation during the first 10–15 minutes of the 28' cortisol curve. This is reasonable because the cortisol response to a stimulus response after time t ₀ is delayed and only provides a significant contribution after it (as can be seen from the slowly rising curve 92 which indicates contributions after time t ₀ ). However, the first 91 contribution then underestimates future cortisol levels.

Подход, описанный здесь, обеспечивает дополнительное улучшение кривой 93 оцененного будущего уровня кортизола и, таким образом, позволяет более точно и более надежно оценивать будущее эмоциональное состояние пользователя посредством учета также второго вклада 92 в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе ожидаемых будущих реакций 96 на стимулы. Кривая 93 оцененного будущего уровня кортизола содержит сумму первого вклада 91 и второго вклада 92. Как можно увидеть на фиг. 10, начиная с около 15 минут и далее, кривая 93 оцененного будущего уровня кортизола лучше соответствует эталонной кривой 28’ уровня кортизола.The approach described here further improves the estimated future cortisol level curve 93 and thus allows a more accurate and more reliable estimate of the user's future emotional state by also taking into account a second contribution 92 to the estimated future cortisol level curve based on expected future responses 96 to stimuli. . Curve 93 of the estimated future cortisol level contains the sum of the first contribution 91 and the second contribution 92. As can be seen in FIG. 10, from about 15 minutes onwards, the estimated future cortisol curve 93 better matches the reference cortisol curve 28'.

Следует понимать, что ожидаемые будущие реакции на стимулы, указывающие на оценку ожидаемой частоты и интенсивности стресс–факторов между текущим моментом t₀ времени и моментом, для которого необходимо предсказание уровня кортизола, могут быть обеспечены несколькими путями на основе нескольких гипотез. Как объяснено выше, одной возможностью является гипотеза о том, что пользователь продолжает делать то, что он делал в прошлом периоде времени. В этом случае также кривая психофизиологического сигнала, ожидаемая для предстоящего времени, будет очень похожей, например, в отношении частоты реакций проводимости кожи (SCR) и уровня проводимости кожи (SCL) и соответствующей суммы фронтов изменений SCR и SCL в каждом временном сегменте, на кривую психофизиологического сигнала, которая измерялась в последнее время. Следовательно, по меньшей мере сегменты кривой психофизиологического сигнала, предшествующие текущему моменту времени, могут быть взяты в качестве основы для оценки ожидаемой частоты и интенсивности стресс–факторов между настоящим моментом и моментом предсказания. Например, если момент, для которого необходимо предсказание уровня кортизола, находится через 28 минут в будущем, то частота реакций проводимости кожи и уровень проводимости кожи и сумма фронтов изменений SCR и SCL временного сегмента прошлых 28 минут могут быть учтены в качестве оценки стресс–фактора, с которым пользователь столкнется в этом периоде времени. Например, в определении кривой оцененного будущего уровня кортизола, реакции на стимулы в прошлые 28 минут могут быть использованы дважды: один раз для времени, когда они фактически измерялись (в прошлом), и один раз в качестве оценки для времени, которое находится в будущем, т.е. для временного окна, следующего после t₀. It should be understood that expected future responses to stimuli, indicating an estimate of the expected frequency and intensity of stress factors between the current time t ₀ and the moment for which cortisol level prediction is needed, can be provided in several ways based on several hypotheses. As explained above, one possibility is the hypothesis that the user continues to do what they did in the past time period. In this case, too, the psychophysiological signal curve expected for the coming time will be very similar, for example, with regard to the frequency of skin conductance reactions (SCR) and skin conductance level (SCL) and the corresponding sum of SCR and SCL change fronts in each time segment, to the curve psychophysiological signal, which was measured recently. Therefore, at least segments of the psychophysiological signal curve preceding the current moment in time can be taken as a basis for estimating the expected frequency and intensity of stress factors between the present moment and the moment of prediction. For example, if the moment for which cortisol level prediction is needed is 28 minutes in the future, then the frequency of skin conductance reactions and the level of skin conductance and the sum of the fronts of changes in SCR and SCL of the past 28 minutes time segment can be taken into account as an estimate of the stress factor, with which the user will encounter in this period of time. For example, in defining a curve for estimated future cortisol levels, responses to stimuli in the past 28 minutes can be used twice: once for the time they were actually measured (in the past), and once as an estimate for the time that is in the future. those. for the time window following t ₀ .

Предпочтительно, как также показано на фиг. 10, психофизиологическая кривая или реакции на стимулы, определенные на ее основе, могут быть использованы в реверсированной форме с использованием самых последних реакций на стимулы в ближайшем будущем и более давних значений измерений или реакций на стимулы в более отдаленном будущем. Посредством зеркального отображения входных данных таким образом, оценки ближайшего будущего станут более надежными, чем оценки более отдаленного будущего, что может быть предпочтительным для тренировки пользователя. Дополнительно или альтернативно, поскольку самое последнее время обычно является наиболее надежным, также можно рассматривать самую последнюю кривую психофизиологического сигнала и/или реакции на стимулы, определенные на ее основе, несколько раз. Необязательно, средняя будущая реакция на стимул может ожидаться для каждого временного сегмента, например, средний ожидаемый вклад реакции на стимул в минуту, например, посредством нахождения среднего значения одной или нескольких определенных реакций на стимулы в заданном прошлом временном окне. Необязательно, одна или несколько ожидаемых будущих реакций на стимулы могут быть определены на основе гипотезы о том, что пользователь будет делать то, что он делал в течение того же самого периода в предыдущий день, например, вчера, или на прошлой неделе в тот же самый день недели, или в подобный рабочий или выходной день. Необязательно, можно также использовать взвешенное среднее значение для определения ожидаемых будущих реакций на стимулы на основе каждой из вышеупомянутых возможностей и затем найти их взвешенное среднее значение в качестве оценки вклада ожидаемых будущих реакций на стимулы, которые будут обеспечивать дополнительные вклады в кривую оцененного будущего уровня кортизола.Preferably, as also shown in FIG. 10, the psychophysiological curve or responses to stimuli determined from it can be used in reversed form using the most recent responses to stimuli in the near future and older measurement values or responses to stimuli in the more distant future. By mirroring the input data in this way, the near future estimates become more reliable than the more distant future estimates, which may be advantageous for user training. Additionally or alternatively, since the most recent time is usually the most reliable, it is also possible to consider the most recent psychophysiological signal curve and/or response to stimuli determined based on it several times. Optionally, an average future stimulus response can be expected for each time segment, such as the average expected stimulus response contribution per minute, for example, by taking the average of one or more specific stimulus responses over a given past time window. Optionally, one or more expected future responses to stimuli may be determined based on the hypothesis that the user will do what they did during the same period on the previous day, such as yesterday, or last week on the same day of the week, or on a similar business or holiday day. Optionally, a weighted average can also be used to determine expected future stimulus responses based on each of the above possibilities and then find their weighted average as an estimate of the contribution of expected future stimulus responses that will provide additional contributions to the estimated future cortisol curve.

Со ссылкой снова на фиг. 10, на основе кривой 93 оцененного будущего уровня кортизола, включающей в себя упомянутый первый вклад 91 и упомянутый второй вклад 92, может быть определено оцененное будущее эмоциональное состояние пользователя. Например, как показано на фиг. 9, пользователь может быть классифицирован как находящийся в перенапряженном состоянии 97, если кривая 93 оцененного будущего уровня кортизола будет превышать первый порог Th1; может быть классифицирован как находящийся в уравновешенном (здоровое) состоянии, если кривая 93 оцененного будущего уровня кортизола будет находиться в диапазоне между первым порогом Th1 и вторым порогом Th2, т.е. в диапазоне, обозначенном ссылочной позицией 98; и может быть классифицирован как находящийся в недостаточно возбужденном состоянии 99, если кривая уровня кортизола упадет ниже второго порога Th2. Следовательно, можно предупредить пользователя о предстоящих периодах слишком высоких уровней кортизола, в которых его когнитивная работоспособность может стать неоптимальной.With reference again to FIG. 10, based on the estimated future cortisol level curve 93 including said first contribution 91 and said second contribution 92, the estimated future emotional state of the user can be determined. For example, as shown in FIG. 9, the user can be classified as being in an overstressed state 97 if the curve 93 of the estimated future cortisol level exceeds the first threshold Th1; can be classified as being in a balanced (healthy) state, if the curve 93 of the estimated future level of cortisol will be in the range between the first threshold Th1 and the second threshold Th2, ie. in the range indicated by the reference position 98; and may be classified as under-excited 99 if the cortisol curve falls below the second Th2 threshold. Therefore, it is possible to alert the user to upcoming periods of excessively high cortisol levels in which their cognitive performance may become sub-optimal.

Дополнительно, система может быть выполнена с возможностью обеспечивать тренировку на основе предсказаний, основанных на разных гипотезах о будущем воздействии стресс–факторов, т.е. основанных на разных ожидаемых реакциях на стимулы (в терминах частоты и/или интенсивности). Например, кривую, указанную ссылочной позицией 93, можно рассматривать как предсказание на основании гипотезы о том, что пользователь продолжает делать то, что он делал недавно/ делает обычно. Предсказание может указывать на то, когда пользователь закончит входить в неоптимальное когнитивное состояние, и как долго он будет, как ожидается, оставаться в нем, в случае, если он будет продолжать делать то, что он делал недавно. С другой стороны, кривую, указанную ссылочной позицией 91, можно рассматривать как предсказание на основании гипотезы о том, что пользователь внезапно прекратит подвергаться воздействию любых дополнительных стресс–факторов после времени t, т.е. о том, что пользователь будет избегать всех стрессов с этого времени. Additionally, the system may be configured to provide training based on predictions based on various hypotheses about future exposure to stressors, ie. based on different expected responses to stimuli (in terms of frequency and/or intensity). For example, the curve indicated by reference numeral 93 can be considered as a prediction based on the hypothesis that the user continues to do what he did recently/does usually. The prediction may indicate when the user will finish entering the sub-optimal cognitive state, and how long he is expected to stay in it, in case he continues to do what he was doing recently. On the other hand, the curve indicated by numeral 91 can be considered as a prediction based on the hypothesis that the user will suddenly stop being exposed to any additional stress factors after time t, i.e. that the user will avoid all stress from now on.

Кроме того, в одном варианте осуществления для пользователя может быть обеспечена тренировка в другом направлении, например, если пользователь будет приближаться к недостаточно возбужденному состоянию 99, то ему может быть дан совет заняться более сложной деятельностью для подъема кривой оцененного будущего уровня кортизола в здоровую зону 98.In addition, in one embodiment, the user may be provided with training in the other direction, for example, if the user approaches the under-aroused state 99, then he may be advised to take up more difficult activities to raise the curve of the estimated future cortisol level to a healthy zone 98 .

Учет разных предсказаний уровня кортизола может, таким образом, позволить пользователю получить оценку ожидаемых предпочтительных эффектов, состоящих, например, в том, чтобы сделать (не вызывающий стресс) перерыв или заняться более сложной деятельностью, в сравнении с продолжением текущей деятельности. Для реализации этой возможности, блок обработки может быть выполнен с возможностью определять первое и второе оцененное будущее эмоциональное состояние пользователя посредством (a) определения первого второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе одной или нескольких первых ожидаемых будущих реакций на стимулы; и определения первого оцененного будущего эмоционального состояния пользователя на основе упомянутого первого и упомянутого первого второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола. Например, это может иметь место, когда пользователь продолжает делать то, что он делал до этого. Дополнительно, второе оцененное будущее эмоциональное состояние может быть определено посредством определения второго второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола на основе нулевого или большего количества вторых ожидаемых будущих реакций на стимулы, и определения второго оцененного будущего эмоционального состояния пользователя на основе упомянутого первого вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола и упомянутого второго второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола.Accounting for different cortisol level predictions may thus allow the user to obtain an estimate of the expected preferred effects of, for example, taking a (non-stressful) break or engaging in a more challenging activity versus continuing with the current activity. To implement this capability, the processing unit may be configured to determine the user's first and second estimated future emotional state by (a) determining a first second contribution to the estimated future cortisol level curve based on one or more first expected future responses to stimuli; and determining a first estimated future emotional state of the user based on said first and said first second contributions to the estimated future cortisol level curve. For example, this may be the case when the user continues to do what he was doing before. Additionally, a second estimated future emotional state can be determined by determining a second second contribution to the estimated future cortisol level curve based on zero or more second expected future responses to stimuli, and determining a second estimated future user emotional state based on said first contribution to the estimated future emotional state curve. future cortisol level and said second second contribution to the estimated future cortisol level curve.

В заключение, решения, предлагаемые здесь, могут обеспечить улучшенную оценку будущего эмоционального состояния пользователя на основе упомянутого первого и упомянутого второго вклада в кривую оцененного будущего уровня кортизола. В частности, дополнительно улучшена точность будущей оценки, а также может быть увеличен интервал времени, для которого может быть надежно обеспечено предсказание.In conclusion, the solutions proposed herein may provide an improved estimate of the user's future emotional state based on said first and said second contributions to the estimated future cortisol level curve. In particular, the accuracy of the future estimate is further improved, and the time interval for which the prediction can be reliably provided can also be increased.

В то время как настоящее изобретение было проиллюстрировано в чертежах и подробно описано в приведенном выше описании, такую иллюстрацию и описание следует считать иллюстративными или примерными, а не ограничивающими; настоящее изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. Другие варианты раскрытых вариантов осуществления могут быть поняты и реализованы специалистами в данной области техники при применении на практике заявленного изобретения, на основании изучения чертежей, раскрытия, и прилагаемой формулы изобретения.While the present invention has been illustrated in the drawings and described in detail in the above description, such illustration and description should be considered illustrative or exemplary and not limiting; the present invention is not limited to the disclosed embodiments. Other variations of the disclosed embodiments may be understood and implemented by those skilled in the art in the practice of the claimed invention, based on a study of the drawings, the disclosure, and the appended claims.

В формуле изобретения, слово «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, а форма единственного числа не исключает множественное число. Единственный элемент или другой блок может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Тот факт, что некоторые меры перечислены во взаимно отличающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинация этих мер не может быть использована с преимуществом.In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements or steps, and the singular form does not exclude the plural. A single element or other block can perform the functions of several elements listed in the claims. The fact that certain measures are listed in mutually different dependent claims does not indicate that a combination of these measures cannot be used to advantage.

Компьютерная программа может храниться/ распространяться на пригодном носителе, таком как оптический запоминающий носитель или твердотельный носитель, поставляемый вместе с другим аппаратным средством или в качестве его части, а также может распространяться в других формах, например, через Интернет или другие проводные или беспроводные телекоммуникационные системы.The computer program may be stored/distributed on a suitable medium, such as optical storage media or solid state media provided with or as part of other hardware, and may also be distributed in other forms, such as over the Internet or other wired or wireless telecommunications systems. .

Никакие ссылочные позиции в формуле изобретения не должны толковаться как ограничение ее объема.No reference positions in the claims should be construed as limiting its scope.

Claims

1. A device (10) for determining the emotional state of the user (1) based on an assessment of the cortisol level caused by the emotion, the device comprising:

- an interface (11) for obtaining a psychophysiological signal curve (22) indicating at least one measured response to stimuli corresponding to the nervous stress response;

- a processing unit (12) for processing the psychophysiological signal curve, and the processing unit is configured to

- to determine at least one reaction (29) to stimuli in the curve (22) of the psychophysiological signal;

- determine the first contribution (91) to the curve (93) of the estimated future level of cortisol based on at least one specific response (29) to stimuli in the curve (22) of the psychophysiological signal; characterized in that the processing unit is additionally configured to:

- determine the second contribution (92) to the curve (93) of the estimated future level of cortisol based on at least one expected future response (96) to incentives; and

- to determine the estimated future emotional state of the user on the basis of said first and said second contribution to the curve (93) of the estimated future level of cortisol.

2. The device according to claim 1, wherein the psychophysiological signal curve (22) is a skin conductance signal curve indicative of the wearer's skin conductance over time.

3. The device according to claim 1, in which the processing unit (12) is configured to:

- to determine the said first contribution (91) to the curve (93) of the estimated future cortisol level in the upcoming second given time window based on one or more specific reactions (29) to stimuli in the psychophysiological signal curve (22) in the past first given time window; and

- determine said second contribution (92) to the curve (93) of the estimated future cortisol level in the upcoming second given time window based on one or more expected future responses (96) to stimuli that are expected to occur in said second given time window.

4. The device according to claim 3, wherein said expected future responses (96) to stimuli are determined based on one or more past responses (29) to stimuli in the psychophysiological signal curve (22) in said past first given time window.

5. The apparatus of claim 4, wherein at least one response (96) to stimuli in the second time window is equivalent or reversed in order to one or more responses (29) to stimuli in the first time window.

6. The apparatus of claim 1, wherein determining said second contribution (92) to the estimated future cortisol level curve (93) comprises extrapolating the psychophysiological signal curve (22) to obtain an extrapolated psychophysiological signal curve; determining one or more expected future responses (96) to stimuli in the extrapolated psychophysiological signal curve and determining said second contribution (92) to the estimated future cortisol level curve (93) based on said one or more expected future responses (96) to stimuli.

7. The device according to claim 6, in which the processing unit (12) is configured to extrapolate the psychophysiological signal curve (22) so that at least a segment of the extrapolated psychophysiological signal curve corresponds to a segment of the psychophysiological signal curve.

8. The device according to claim 6, in which the processing unit (12) is configured to extrapolate the psychophysiological signal curve (22) so that at least a segment of the extrapolated psychophysiological signal curve corresponds to a segment of the psychophysiological signal curve that is reversed in time.

9. The apparatus of claim 1, wherein the processing unit (12) is configured to determine said second contribution (92) to the estimated future cortisol level curve based on historical data indicative of at least one expected future response to stimuli.

10. The device according to claim 1, in which the processing unit (12) is configured to determine the first and second estimated future emotional state of the user by means of

(a) determining a first second contribution (92) to the estimated future cortisol level curve (93) based on one or more first expected future responses (96) to stimuli; and

determining a first estimated future emotional state of the user based on said first and said first second contributions to the estimated future cortisol level curve (93); and

(b) determining a second second contribution to the estimated future cortisol level curve based on zero or more second expected future responses to stimuli and determining a second estimated future user emotional state based on said first estimated future cortisol level curve contribution and said second second contribution to curve of the estimated future level of cortisol.

11. The device of claim 10 wherein said second second contribution to the estimated future cortisol curve is less than said first second contribution to the estimated future cortisol curve.

12. The system (100) for determining the emotional state of the user (1) based on the assessment of the cortisol level caused by the emotion, the system comprising:

- a sensor (20) for measuring a psychophysiological signal (22) indicating at least one measured response to stimuli corresponding to the user's nervous stress response; and

- device (10) according to claim 1.

13. A wearable device (30) worn by a user (1), the device comprising the system (100) of claim 12.

14. The method (200) for determining the emotional state of the user (1) based on the evaluation of the cortisol level caused by the emotion, the method being performed by the processing unit (12) and comprising the steps of:

- receive (S1) curve (22) psychophysiological signal indicating at least one measured response to stimuli corresponding to the nervous stress response;

- determine (S2) at least one reaction (29) to stimuli in the curve (22) of the psychophysiological signal;

- determine (S3) the first contribution (91) to the curve (93) of the estimated future level of cortisol based on one or more specific responses (29) to stimuli in the curve (22) psychophysiological signal;

- determine (S4) the second contribution (92) to the curve (93) of the estimated future level of cortisol based on one or more expected future responses (96) to incentives; and

determining (S5) the estimated future emotional state of the user based on said first and said second contributions to the curve (93) of the estimated future cortisol level.

15. The method of claim 14, wherein the method further comprises:

determining said first contribution (91) to the curve (93) of the estimated future cortisol level in the upcoming second predetermined time window based on one or more specific responses (29) to stimuli in the psychophysiological signal curve (22) in the past first predetermined time window; and

determining said second contribution (92) to the curve (93) of the estimated future cortisol level in the forthcoming second predetermined time window based on one or more expected future responses (96) to stimuli that are expected to occur in said second predetermined time window.

16. The method of claim 14, wherein the step of determining said second contribution (92) to the estimated future cortisol level curve (93) comprises the steps of extrapolating the psychophysiological signal curve (22) to obtain an extrapolated psychophysiological signal curve; determining one or more expected future responses (96) to stimuli in the extrapolated psychophysiological signal curve and determining said second contribution (92) to the estimated future cortisol level curve (93) based on said one or more expected future responses (96) to stimuli.

17. The method according to claim 16, wherein the step of extrapolating the psychophysiological signal curve (22) comprises the step of extrapolating the psychophysiological signal curve (22) so that at least a segment of the extrapolated psychophysiological signal curve corresponds to a segment of the psychophysiological signal curve, which is reversed in time.

18. The method of claim 14, the method further comprising determining said second contribution (92) to the estimated future cortisol curve based on historical data indicative of at least one expected future response to stimuli.

19. The method of claim 14, wherein the method further comprises determining the first and second estimated future emotional state of the user through the steps of:

(a) determining a first second contribution (92) to the estimated future cortisol level curve (93) based on one or more first expected future responses (96) to the stimuli; and

(b) determining a second second contribution to the estimated future cortisol level curve based on zero or more second expected future responses to the stimuli; and

determining a second estimated future emotional state of the user based on said first contribution to the estimated future cortisol level curve and said second second contribution to the estimated future cortisol level curve.

20. A computer-readable medium containing a computer program with program code means that causes the computer to perform the steps of the method according to paragraphs. 14-19 while executing said computer program on a computer.