WO2022201639A1 - 生体データ評価サーバ、生体データ評価システム及び生体データ評価方法 - Google Patents

生体データ評価サーバ、生体データ評価システム及び生体データ評価方法 Download PDF

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WO2022201639A1
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data
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biometric data
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俊輔 三幣
毅 田中
裕之 栗山
公則 佐藤
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株式会社日立物流
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    • GPHYSICS
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    • A61B5/746Alarms related to a physiological condition, e.g. details of setting alarm thresholds or avoiding false alarms

Definitions

  • the present invention relates to a biometric data evaluation server, system, and method used to evaluate the reliability of biometric data measured when promoting safe operation of transportation.
  • BBI heartbeat interval
  • a Lorenz plot (LP), which will be described later, is created, and the created Lorenz plot Disclosed is a medical device capable of detecting arrhythmia by distinguishing between atrial fibrillation and atrial tachycardia, which are types of arrhythmia, using plot-related feature values.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to evaluate the degree of arrhythmia-like abnormal value occurrence even for heartbeat interval data with missing data.
  • the present invention is a biometric data evaluation server having a processor and a memory for evaluating biometric data, comprising: a data collection unit that receives heartbeat interval equivalent data from the biometric data of a subject; and a Lorenz plot generation unit that calculates a Lorenz plot in the period of and outputs it as an aggregated Lorenz plot.
  • the degree of arrhythmia-like abnormal value generation can be evaluated from the generated Lorenz plot even for heartbeat interval data with missing or missing data. This makes it possible to evaluate the reliability of the autonomic nerve function index obtained from the heartbeat interval data measured during work.
  • Example 1 of this invention shows an example of a structure of a biological data evaluation system.
  • 4 is a flowchart showing Embodiment 1 of the present invention and showing an example of RRI data transmission processing performed by the vehicle driving data collection device.
  • 4 is a flow chart showing Example 1 of the present invention and showing an example of learning processing of a chronic-occurrence discrimination model for arrhythmia-like abnormal values performed by a biological data evaluation server.
  • It is a figure which shows Example 1 of this invention and shows an example of the mask area
  • Example 1 of this invention shows an example of a measurement defect-like mask used by a biological data evaluation server. It is a figure which shows Example 1 of this invention and shows an example of the normal range mask utilized by a biological data evaluation server. It is a figure which shows Example 1 of this invention and shows an example of the PVC-like abnormal value mask utilized with a biological data evaluation server. It is a figure which shows Example 1 of this invention and shows an example of the 1 beat detection omission mask utilized by a biological data evaluation server. It is a figure which shows Example 1 of this invention and shows an example of the consecutive 2 beat detection omission mask utilized by a biological data evaluation server.
  • Example 4 is a flowchart showing Example 1 of the present invention and showing an example of processing for evaluating the degree of chronic occurrence of arrhythmia-like abnormal values performed by a biological data evaluation server. It is a flowchart which shows Example 1 of this invention and shows an example of the determination process of the unsuitable driver for the autonomic-nervous function evaluation performed by a biological data evaluation server. It is a flowchart which shows Example 1 of this invention and shows an example of the calculation process of the autonomic-nerve function index performed by a biological data evaluation server. It is a figure which shows Example 1 of this invention and shows an example of an autonomic-nerve function evaluation result screen.
  • FIG. 10 is a diagram showing the first embodiment of the present invention and showing an example of the data structure of RRI data in units of period B;
  • FIG. 10 is a diagram showing the first embodiment of the present invention and showing an example of the data structure of period B unit LP data;
  • FIG. 10 is a diagram showing the first embodiment of the present invention and showing an example of the data structure of period A unit aggregated LP data;
  • FIG. 10 is a diagram showing the first embodiment of the present invention and showing an example of the data structure of period A unit aggregated LP data;
  • FIG. 10 is a diagram showing the first embodiment of the present invention and showing an example of the data structure of aggregated LP feature amount data for each period A; It is a figure which shows Example 1 of this invention and shows an example of the data structure of abnormality degree data.
  • FIG. 10 is a diagram showing Example 1 of the present invention and showing an example of a data structure of period A unit abnormality determination data; It is a figure which shows Example 1 of this invention and shows an example of the data structure of unsuitability determination data. It is a figure which shows Example 1 of this invention and shows an example of the data structure of autonomic-nerve function index data. It is a figure which shows Example 1 of this invention and shows an example of the data structure of business status data.
  • FIG. 4 is a diagram showing the first embodiment of the present invention, and showing an example related to the definition of period A and period B and the occurrence of data loss
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example 2 of the present invention and showing an example of a main configuration when the biological data evaluation system predicts the risk of a driver's traffic accident using autonomic nerve function index data
  • FIG. 12 shows the second embodiment of the present invention, and shows an example of a prediction result notification screen that is notified to the driver when an accident risk prediction result and an increase in accident risk are detected.
  • Example 1 of the present invention will be described.
  • FIG. 1 is a block diagram showing Embodiment 1 of the present invention and showing an example of the main configuration of a biological data evaluation system.
  • the biometric data evaluation system of this embodiment includes a biometric data evaluation server 1 that processes data received from one or more vehicles 7 via a network 13 .
  • the vehicle 7 collects a biometric sensor 12 for detecting biometric data of the driver, a driver ID reader 11 for identifying the driver, and collects the detected biometric data and the driver ID, and transmits the driving data to the biometric data evaluation server 1.
  • the biosensors 12 include a heartbeat sensor 14 that detects RRI and an acceleration sensor 15 that detects the motion of the driver.
  • a sensor that detects heartbeat based on electrocardiogram, pulse wave, heart sound, or the like can be used.
  • the biosensor 12 is not limited to the above, and in addition to the heartbeat sensor 14, a sensor that detects the amount of perspiration, body temperature, blinking, eye movement, myoelectricity, electroencephalogram, or the like can be adopted.
  • the biosensors 12 include wearable devices that can be worn by the driver, sensing devices attached to the inside of the vehicle such as steering wheels, seats, seat belts, etc., and an image recognition system that captures the driver's expression and behavior and analyzes the image. can be used.
  • the heartbeat sensor 14 may detect heartbeat intervals other than RRI, such as PPI, which is a pulse wave interval. Alternatively, it is also possible to obtain heartbeat interval equivalent data by estimating the heartbeat interval from the image data of the driver's face. In this embodiment, any biometric data that can calculate a heartbeat interval can be used, and the data corresponding to the heartbeat interval as described above can be included.
  • the driver ID reading device 11 reads a card that records the identifier of the driver.
  • the driving data collection device 10 collects data from the biosensor 12 at a predetermined cycle, and transmits the data to the biometrics data evaluation server 1 via the network 13 .
  • the driver ID reading device 11 is configured as a device for reading a card on which the identifier of the driver is recorded, but may be configured differently.
  • the driver ID reading device 11 is composed of one portable terminal and the portable terminal is made to function as a driver ID reading unit, the driver can read the driver ID by inputting the identifier of the driver himself, or read the driver ID.
  • the driver ID may be read by identifying the driver by a known face authentication technique using a camera.
  • the biometric data evaluation server 1 is a computer including a processor 2, a memory 3, a storage device 4, an input/output device 5, and a communication device 6.
  • the memory 3 includes a data collection unit 21, a chronic occurrence discrimination model learning unit 22, a period B unit LP generation unit 23, a period A unit aggregation LP processing unit 24, an abnormal value chronic occurrence evaluation unit 25, and an unsuitable driver determination unit.
  • Each functional unit of the unit 26, the autonomic function index calculator 27, and the result display unit 28 is loaded as a program.
  • Each program is executed by a processor. Details of each functional unit will be described later.
  • the processor 2 operates as a functional unit that provides a predetermined function by executing processing according to the program of each functional unit.
  • the processor 2 functions as the chronic abnormal value occurrence evaluation unit 25 by executing a chronic abnormal value occurrence evaluation program. The same is true for other programs.
  • the processor 2 also operates as a functional unit that provides functions of multiple processes executed by each program.
  • Computers and computer systems are devices and systems that include these functional units.
  • the storage device 4 stores data used by each of the above functional units.
  • the storage device 4 stores period B unit RRI data 41, period B unit LP data 43, period A unit aggregated LP data 45, aggregated LP feature amount data 47, anomaly degree data 49, and period A unit anomaly determination data.
  • 51, autonomic nerve function index data 53, work status data 42, history data 44, chronic occurrence correct data 46, inappropriate determination data 48, feature extraction model 50, chronic occurrence determination model 52, inappropriate driver and the determination model 54 are stored.
  • LP is an abbreviation for Lorenz plot (hereinafter also referred to as LP, also referred to as Poincaré plot), and the same notation is used in the latter part.
  • the input/output device 5 includes input devices such as a mouse, keyboard, touch panel, or microphone, and output devices such as a display and speakers.
  • the communication device 6 communicates with the vehicle via the network 13 .
  • the biological data measured from the driver who controls the vehicle 7 is exemplified, but the form is not limited to this embodiment.
  • the target may be a driver who operates a moving object such as an airplane or a train.
  • the target may be not only drivers but also general employees who are not limited to drivers who measure biometric data during work, or people who lead daily lives without being limited to working.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of RRI data transmission processing performed by the vehicle driving data collection device 10.
  • the first period A which is a target period for evaluating the degree of occurrence of chronic arrhythmia-like abnormal values, is set to, for example, one business day, and the second period B having a window width equal to or less than the period A. , for example, in units of 2 minutes.
  • period A and period B may be determined by an interval defining a time width as in this embodiment, or may be determined by the number of data points. For example, period A may be set to be equal to one business day and period B may be set to 120 data points.
  • the period B is preferably equal to or shorter than the first period A and equal to or longer than the time width required for heart rate variability analysis. Heart rate variability analysis is difficult with only one beat, and it takes about 10 seconds. Also, the period B may be determined based on information on the loss of RRI data received from the input device or the time width of the loss.
  • the driving data collection device 10 when it receives a login input 71 from the driver, it starts RRI data measurement (S10). For example, as the login input 71, an event in which a card on which the identifier of the driver is recorded using the driver ID reader 11 may be used as the login input 71.
  • FIG. 10 As the login input 71, an event in which a card on which the identifier of the driver is recorded using the driver ID reader 11 may be used as the login input 71.
  • the driving data collection device 10 performs writing (S12) and transmission processing (S13) of the measured RRI data up to step S11 where the logout input 72 from the driver is received.
  • the measured RRI data is divided in advance for each period B independently of the measurement situation, and the RRI data is written for each period B.
  • An example of sequentially transmitting to the biometric data evaluation server 1 is shown.
  • the data collection unit 21 receives the RRI data and stores it in the period B unit RRI data 41 .
  • the RRI data in units of period A is measured and transmitted to the biological data evaluation server 1 in units of period A.
  • the data collection unit 21 of the data evaluation server 1 may divide the RRI data of the period A unit into the period B units and store them in the period B unit RRI data 41 .
  • the driving data collecting device 10 does not necessarily transmit the RRI data divided into the period B units for each period B, but monitors the measurement status and collects the RRI data only when the lack of the RRI data corresponds to a certain condition. It may be cut out in units of period B and transmitted to the biometric data evaluation server 1 .
  • the driving data collection device 10 executes the process of writing the RRI data in units of period B in a data transmission format (S12). After the completion of the period B unit writing process (S12), the driving data collection device 10 transmits the written period B unit RRI data 41 to the biological data evaluation server 1, and obtains the measurement information related to the period B unit RRI data 41. Stored in the history data 44 of the biometric data evaluation server 1 .
  • the driving data collection device 10 executes the above process for each period B until it receives the logout input 72 from the driver (S11).
  • an event timer may be provided in the driving data collection device 10 to count the elapse of two minutes, which is an example of the period B, and execute step S11.
  • an event in which the driver ID reading device 11 is used for the first time to read the card on which the driver's identifier is recorded may be used as the logout input 72 after the login input 71 is performed.
  • the history data 44 stores information related to each data of the period B unit RRI data 41 measured through the driving data collection device 10 .
  • a driver ID and a vehicle ID for linking the period B unit RRI data 41 with the driver and the vehicle 7 are stored.
  • the time when the data was transmitted to the biological data evaluation server 1 and the transmitted file name may be stored.
  • the state of the driver during period B may be stored. The driver state is information indicating under what measurement conditions the period B unit RRI data 41 was measured.
  • the driver status does not need to be explicitly stored in the history data 44.
  • the period B unit writing process S12 by the driving data collection device 10 is performed only while the vehicle is running, and the RRI data measured when the vehicle is not running is discarded, biometric data Since it is self-evident that all the RRI data for the period B unit transmitted to the evaluation server 1 were measured while the vehicle was running, it is not necessary to store the driver's state.
  • the writing process for the period B unit occurs every two minutes regardless of the measurement situation. 41 is generated, that is, the RRI data is lost. Further, for example, in the data transmission process (S13), the transmission process may fail due to a communication failure or the like, and the period B unit RRI data 41 may be lost.
  • the loss of RRI data in the period A unit is caused by the absence of the period B unit RRI data 41, or by the absence of effective RRI data even though data exists. Occurs when
  • step S14 of the RRI data measurement end processing Upon receiving the logout input 72, the driving data collection device 10 transitions to step S14 of the RRI data measurement end processing.
  • business status data 42 including business information related to the period A of the driver is generated and transmitted to the biometric data evaluation server 1 .
  • the driving data collection device 10 when the driving data collection device 10 starts measuring the RRI data, it transmits the RRI data in units of period B to the biometric data evaluation server 1, and the biometric data evaluation server 1 stores the RRI data 41 in units of period B. is accumulated for each driver.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of learning processing of the arrhythmia-like abnormal value chronic occurrence determination model 52 performed by the biological data evaluation server 1 .
  • the chronic onset discrimination model learning unit 22 refers to the chronic onset correct data 46 that defines whether or not an arrhythmia-like abnormal value is chronically occurring in the RRI data measured in a certain period A, The presence or absence of chronic occurrence correct data 46 to be learned is determined (S21).
  • the chronic-onset discrimination model learning unit 22 proceeds to step S22 and performs the following processing for each period A stored in the chronic-onset correct data 46.
  • the chronic occurrence correct data 46 to be learned can be set in advance from the input/output device 5 .
  • the chronic occurrence discrimination model learning unit 22 determines whether an arrhythmia-like abnormal value is chronically occurring in the period B unit RRI data 41 measured in the period A.
  • Aggregate LP feature quantity data 47 used for evaluating whether or not is generated.
  • the aggregated LP feature data 47 is input to the chronic occurrence determination model 52 to determine whether or not the arrhythmia-like abnormal value (abnormal value of the arrhythmia feature value) is chronic, as described later. data.
  • the chronic onset discrimination model learning unit 22 calls the period B unit LP generation unit 23, and the period B unit LP generation unit 23 divides the period B unit RRI data 41 into the period B unit for the RRI data within the period A. is read (S23).
  • period B unit LP generation unit 23 when reading the period B unit RRI data 41, assumes that the effective RRI data in the read period B unit RRI data 41 is extremely small or is empty.
  • the period B unit RRI data 41 may be inspected to determine the presence or absence of data loss. In this case, subsequent processing is not performed for the period B unit RRI data 41 determined to correspond to data loss, and the period B is treated as data loss.
  • the period B unit LP generator 23 may also read the history data 44 when reading the period B unit RRI data 41 . In this case, referring to the driver state stored in the history data 44, if the driver state does not match the predetermined driver state, the reading of the period B unit RRI data 41 may be stopped and subsequent processing relating to the data may be skipped. good.
  • the corresponding period B unit RRI data 41 may not be read and excluded from the learning process of the chronic onset discrimination model.
  • the measurement conditions of the period B unit RRI data 41 used for learning of the chronic onset discrimination model 52 are unified, and an improvement in the evaluation accuracy of the arrhythmia-like abnormal value under the measurement conditions is expected.
  • period B unit LP generator 23 uses the read period B unit RRI data 41 to generate the period B unit Lorenz plot and stores it as period B unit LP data 43 (S24).
  • an LP plotted with T[t] on the x-axis and T[t+dt] on the y-axis is shown as an example.
  • the characteristics of the time-series data T[t] can be analyzed by analyzing the geometric figures drawn on the LP.
  • dt is greater than 1, that is, it is not limited to two points temporally adjacent to each other.
  • the RRI data to be used is not limited to the original sequence RRI[t], and for example, a difference sequence ⁇ RRI[t] obtained by taking a difference between adjacent data points may be used.
  • an LP matrix that expresses the frequency of appearance of data points on the LP as density (or brightness) is calculated.
  • FIG. 4A which will be described later, when the frequency of appearance is high, the density is high, and when the frequency of appearance is low, the density is low.
  • the range of the x-axis and the y-axis is set to 0 ms to 2560 ms, and a grid is defined so as to divide this range into 64 in each axis direction.
  • each mesh indicates a region with a mesh width of 40 ms and an area of 40 ms ⁇ 40 ms. Then, the number of data points on the LP belonging to each mesh is counted, and the density of each mesh region is defined as the component of the LP matrix.
  • the drawing range of the LP and the division amount of each axis, that is, the mesh width are not limited to this embodiment.
  • the mesh area may be defined such that the drawing range is the same and the mesh width is set in units of 80 ms, that is, each axis is divided into 32 parts.
  • a threshold is set for the density of the mesh area, and the density exceeding the threshold is set to the threshold.
  • the threshold is set to 3 times
  • the maximum value of the density will be 3 times even if the data appears 4 times or more in the mesh area.
  • the period B unit LP generation unit 23 generates the period B unit LP data 43 as a 64 ⁇ 64 LP matrix with densities of four gradations from 0 to 3.
  • the pretreatment for LP generation is not limited to saturation treatment.
  • a known time domain analysis method is used for an RRI having a length of about n times as long as the assumed RRI due to n consecutive R wave detection errors.
  • Abnormal value exclusion or replacement processing using a certain median filter, interpolation processing of detected miss beats using the Kalman filter, which is also a known technique, and the like may be performed together.
  • the chronic onset discrimination model learning unit 22 generates the process of calculating the period B unit LP data 43 from the period B unit RRI data 41 divided by the period B unit for all the periods B included in the period A (S22 ). Note that even if the period B is included in the period A, the period B that does not exist as the period B unit RRI data 41 is treated as missing data.
  • the chronic-onset discrimination model learning unit 22 aggregates the obtained period B unit LP data 43 in period A units to generate period A unit aggregate LP data 45, period A unit aggregate LP generation processing (S25). I do.
  • the LP generated from the RRI data for this period B has been studied in the past, and there is a great deal of knowledge about what geometries are arrhythmia-like abnormalities.
  • period A which has a window width equal to or greater than period B
  • RRI data there are times when RRI cannot be continuously measured, times when measurement fails and RRI data does not exist, and when RRI data exists but is not transmitted to the server.
  • RRI data actually measured during period A due to various factors, such as the time period when data was lost due to failure in Quantities vary.
  • period A is simply divided by period B, there are 200 sections, but there may be only 190 sections of period B within period A that is actually measured.
  • the generation of LP in the case where there is a missing RRI data in the section within the period A was not considered in the conventional example, and the geometrical features shown in this case were not clear.
  • the chronic occurrence discrimination model learning unit 22 calls the period A unit aggregate LP processing unit 24, and the period A unit aggregate LP processing unit 24 exists within the period A to be evaluated. That is, the group of period B unit LP data 43 for period B that is not a data missing period is aggregated (S25), and the period A unit aggregated LP data 45 is an LP that quantifies the feature amount of the RRI data for period A. to generate
  • the period A unit aggregated LP processing unit 24 generates the period A unit aggregated LP data 45 by, for example, averaging each component of the LP matrix for the period B unit LP data 43 group. In this embodiment, since the period A is one business day, the period A unit aggregate LP processing unit 24 generates the business day unit average LP and stores it as the period A unit aggregate LP data 45 .
  • the aggregation processing method is not limited to averaging processing for each component of the LP matrix.
  • aggregation processing may be performed by statistical processing such as calculating the N% quantile in period A for each component of the LP matrix.
  • the aggregation processing is performed by the median value for each component.
  • Aggregation processing can be performed in which the influence of data with different characteristics is reduced compared to averaging processing.
  • the enhancement processing of the RRI abnormal value based on the concentration threshold does not perform the desired function. In some cases, geometric features that should appear above are no longer observed.
  • the density is calculated as a continuous value from 0 to 3. is generated.
  • the chronic occurrence discrimination model learning unit 22 calls the period A unit aggregate LP processing unit 24, and the period A unit aggregate LP processing unit 24, from the period A unit aggregate LP data 45, arrhythmia-like abnormality and measurement failure-like abnormality Aggregated LP feature quantity generation processing (S26) is performed using a feature extraction model 50, which is a model for extracting aggregated LP feature quantity data 47 representing the degree.
  • the feature extraction model 50 is composed of analysis means for extracting features of a two-dimensional matrix. For example, a two-dimensional matrix of the period A unit aggregated LP data 45 is captured as an image, and is created based on prior knowledge of an arrhythmia-like abnormality or a measurement failure-like abnormality.
  • a feature extraction method based on mask patterns that extracts data density and appearance frequency as feature quantities for masked regions, and a convolutional neural network base that learns information on arrhythmia-like abnormalities and measurement failure-like abnormalities as correct data based on the prior knowledge. Models, frequency domain analysis models based on Fourier transforms, etc. can be used. In this embodiment, the feature extraction method using mask patterns will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4F.
  • the period B unit LP generation unit 23 reads the period B unit RRI data 41 in step S23, the history data 44 is also read, and only the data that matches the predetermined driver state is used.
  • a state-appropriate feature extraction model 50 may be utilized. For example, since the measurement characteristics of the RRI data change due to the difference in driver behavior between when the driver is driving and when the vehicle is stopped, appropriate feature extraction can be expected by using the feature extraction model 50 properly.
  • the chronic-onset discrimination model learning unit 22 reads the chronic-onset correct data 46 corresponding to the period A (S27).
  • the chronic occurrence correct data 46 stores whether or not the arrhythmia-like abnormal value is chronically occurring in a certain period A using 0 and 1, for example. The above processing is performed for the 46 groups of chronic occurrence correct data to be learned.
  • the chronic onset discrimination model learning unit 22 After the chronic onset correct data 46 and the corresponding aggregated LP feature amount data 47 are generated, the chronic onset discrimination model learning unit 22 generates a chronic onset discrimination model 52 from the aggregated LP feature amount data 47. A model learning process (S28) is performed.
  • the chronic onset discrimination model 52 can be configured using a known discrimination algorithm. For example, for machine learning algorithms among discrimination algorithms, logistic regression models, decision trees, Random Forest, Support Vector Machine, neural networks, deep learning models, etc. can be used.
  • the chronic occurrence discrimination model 52 can discriminate the presence or absence of chronic occurrence of arrhythmia from the aggregated LP feature amount data 47, and the discrimination probability of the presence or absence of chronic occurrence is calculated as the degree of anomaly indicating the degree of arrhythmia-like RRI abnormality in the period A. It can also be used as a calculation model.
  • a plurality of chronic occurrence determination models 52 may be generated for each driver state stored in the history data 44 .
  • the degree of occurrence of arrhythmia-like abnormal values can be evaluated based on the characteristics of the RRI data according to the measurement conditions.
  • This learning process is executed at least once before the process of evaluating the degree of chronic occurrence of arrhythmia-like abnormal values shown in FIG. 5, which will be described later.
  • this processing can be performed at regular intervals as the chronic-onset correct data 46 increases, and the chronic-onset discrimination model 52 can be re-learned. As described above, the chronic-onset discrimination model 52 with even higher discrimination accuracy can be generated.
  • FIG. 4A to 4F are diagrams showing examples of mask region definitions in the feature extraction method using mask patterns used as the feature extraction model 50 used in the biometric data evaluation server 1.
  • FIG. 4A to 4F are diagrams showing examples of mask region definitions in the feature extraction method using mask patterns used as the feature extraction model 50 used in the biometric data evaluation server 1.
  • an example of a feature extraction method using a mask pattern composed of a total of five mask patterns shown in FIGS. 4B to 4F is shown, using the period A unit aggregated LP data 45 shown in FIG. 4A as an example.
  • the period A unit aggregation LP processing unit 24 extracts features such as statistics such as the average or sum of densities inside and outside a defined mask region, and values such as the number of mesh regions whose densities are equal to or greater than a certain threshold. It is extracted as a quantity (S26 in FIG. 3).
  • RRI[t] on the horizontal axis indicates the RRI at a given time
  • RRI[t+1] on the vertical axis indicates the RRI from the given time to the next heartbeat.
  • FIG. 4B is an example of a mask area (measurement failure-like mask Mask 1) that defines the range in which measurement failure-like abnormal values are distributed when measurement is unstable and is frequently observed due to factors other than beat detection failure. Since measurement failure due to unstable measurement occurs due to inability to capture the peak of the R wave, both R waves and noise are detected as R waves at intervals shorter than the average RRI that is originally measured. end up
  • the mask area (Mask1) is defined by the following equation (1).
  • FIG. 4C is an example of a mask area (Mask2) that defines the distribution range of RRI data in which the RRI is considered to fluctuate within the normal range.
  • the mask area (Mask2) is defined by the following equation (2).
  • the RRI data group of LP1 shown in FIG. 4A is included in the region of the normal range mask (Mask2).
  • a mask region for separating an arrhythmia-like abnormal value and a measurement failure-like abnormal value due to omission of beat detection into a feature quantity is shown.
  • arrhythmia-like abnormal values an example in which premature ventricular contraction (PVC) and premature atrial contraction (PAC) occur frequently will be referred to.
  • FIG. 4D is an example of a mask region (Mask3) that defines the range in which arrhythmia-like abnormal values are distributed.
  • the mask area is defined as follows.
  • the RRI data groups of LP2-1 and LP2-2 shown in FIG. 4A are included in the area of the PVC-like outlier mask (Mask3).
  • the RRI data groups of LP3-1 and LP3-2 shown in FIG. 4A are included in the region of the 1-beat detection omission mask (Mask4).
  • the RRI data groups of LP4-1 and LP4-2 shown in FIG. 4A are included in the region of the continuous 2-beat detection omission mask (Mask5).
  • the mask region is not limited to this embodiment.
  • a mask region may additionally be defined and utilized to represent atrial fibrillation.
  • FIG. 5 is a flow chart showing an example of processing for evaluating the degree of chronic occurrence of arrhythmia-like abnormal values performed by the biometric data evaluation server 1 . Note that steps S22 to S26 in the figure are the same processing as in the flow chart of FIG.
  • the period B unit LP generator 23 reads the period B unit RRI data 41 obtained by dividing the period A RRI data by the period B unit (S23). Subsequently, the period B unit LP generator 23 uses the read period B unit RRI data 41 to generate the period B unit LP and stores it as the period B unit LP data 43 (S24).
  • the period A unit aggregation LP processing unit 24 After the period B unit LP generation unit 23 generates the period B unit LP data 43 for all the periods B included in the period A (S22), the period A unit aggregation LP processing unit 24 generates the period B unit LP data 43 is aggregated in units of period A to generate aggregated LP data 45 in units of period A (S25).
  • the period A unit aggregated LP processing unit 24 generates a feature extraction model 50 that is a model for extracting an aggregated LP feature quantity representing the degree of arrhythmia-like abnormality or measurement failure-like abnormality from the period A unit aggregated LP data 45. and perform the aggregated LP feature quantity generation process (S26).
  • the abnormal value chronic occurrence evaluation unit 25 performs an abnormality degree calculation process (S31) for calculating the abnormality degree data 49 using the learned chronic occurrence discrimination model 52 for the obtained aggregated LP feature amount data 47. conduct.
  • the degree of abnormality calculated in this process is obtained by inputting the aggregated LP feature amount data 47 to the chronic onset discrimination model 52, for example, as described above, and the probability of determining the presence or absence of chronic occurrence is the chronic arrhythmia-like abnormality 147 (Fig. 10E) and used as the abnormality degree data 49.
  • the abnormal value chronic occurrence evaluation unit 25 performs chronic occurrence determination processing (S32) using the aggregated LP feature amount data 47, the abnormality degree data 49, and the chronic occurrence determination model 52. is chronically occurring, and stored in the period A unit abnormality determination data 51 .
  • the abnormal value chronic occurrence evaluation unit 25 acquires the chronic arrhythmia-like abnormality degree 147 from the abnormality degree data 49 of the target driver, and if the chronic arrhythmia-like abnormality degree 147 exceeds a preset abnormality determination threshold value , the chronic arrhythmia-like abnormality determination result 157 (see FIG. 10F) is set to "1" in the period A unit abnormality determination data 51, and is set to "0" if it is equal to or less than the abnormality determination threshold.
  • the history data 44 is additionally read in the period B data reading process (S23), and the period A unit aggregate LP is obtained only from the period B unit RRI data 41 measured in a predetermined driver state.
  • the feature extraction model 50 used in the aggregated LP feature amount generation process (S26) and the chronic occurrence discrimination model 52 used in the abnormality degree calculation process S3 and the chronic occurrence discrimination process (S32) are for a predetermined driver state. model can be selected and used. In this case, it is possible to more accurately evaluate the occurrence of an arrhythmia-like abnormal value based on the RRI data measurement situation.
  • the determination probability and determination result obtained by inputting the aggregated LP feature amount data 47 into the chronic occurrence determination model 52 may be stored as the abnormality degree data 49 and the period A unit abnormality determination data 51, respectively.
  • period A unit abnormality discrimination data 51 it is possible to exclude inappropriate periods for period A even in an environment with data loss, and the effect of improving the reliability of autonomic nerve function evaluation. is obtained.
  • FIG. 6 is a flow chart showing an example of processing for determining a driver unsuitable for autonomic nerve function evaluation performed by the biometric data evaluation server 1 .
  • the period A is one working day, but the state of occurrence of the arrhythmia-like abnormal value of the driver may change according to the exercise load and health condition.
  • the unsuitable driver determination unit 26 first determines, for the most recent period C, the period A unit abnormality determination data 51 existing within the period C. After reading, the determination result reading process (S41) is performed for the period C.
  • the unsuitable driver determination unit 26 inputs the period A unit abnormality determination data 51 in the period C and uses the unsuitable driver determination model 54 to determine whether the driver is unsuitable for the autonomic nerve function evaluation based on the RRI data. (S42).
  • the ANF evaluation unsuitability determination 167 of the unsuitability determination data 48 is set to "1" if unsuitable for autonomic nerve function evaluation, and set to "0" if usable for autonomic nerve function evaluation.
  • period A is one business day
  • period C may be five business days.
  • a statistical model that statistically sets a determination threshold by comparing with the appearance distribution of the ANF evaluation unsuitable determination 167 may be used.
  • the unsuitable driver determination unit 26 can detect a driver who is constantly considered unsuitable for the autonomic nerve function evaluation using the RRI data, regardless of changes in the driver's condition such as health condition and exercise load. An effect of improving the reliability of function evaluation can be obtained.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of processing for calculating an autonomic nerve function index performed by the biological data evaluation server 1.
  • FIG. 7 an example of calculating an autonomic nerve function index using RRI data having a window width similar to that of period B used for LP generation will be described. That is, in this embodiment, an example of calculating an autonomic nerve function index in units of an analysis window of 2 minutes will be shown.
  • the autonomic nerve function index calculator 27 performs a data reading process of reading the period B unit RRI data 41 (S51).
  • the autonomic nerve function index calculation unit 27 determines the appropriateness of the analysis from the unsuitability determination data 48 ( S52).
  • the autonomic nerve function index calculation unit 27 extracts records in which the ANF evaluation unsuitable determination 167 of the unsuitable determination data 48 is "0", and the period from the analysis start 165 to the analysis end 166 is stepped with the B unit RRI data 41. Autonomic nerve function index data 53 in S53 to S55 are calculated. Thereby, the autonomic-nerve function index calculation unit 27 can exclude the records in which the ANF evaluation unsuitability determination 167 is "1".
  • the autonomic nerve function index calculation unit 27 calculates the autonomic nerve function index data 53 by performing analysis as necessary from the RRI data. Examples of analysis as required include frequency domain analysis (S53), time domain analysis (S54), and RRI nonlinear domain analysis (S55).
  • the autonomic nerve function index calculation unit 27 calculates the frequency domain index from the RRI time series via the power spectral density. Since the RRI time series is unevenly spaced time series data, it is resampled at even intervals by spline interpolation, etc., and then an autoregressive model or maximum entropy method is used, or Lomb-Scargle, which can use unevenly spaced data.
  • a power spectral density PSD Power Spectral Density
  • PSD Power Spectral Density
  • the autonomic nerve function index calculation unit 27 calculates, for example, the integral value LF of the low frequency region of 0.05 Hz-0.15 Hz and the high frequency region of 0.15 Hz-0.40 Hz.
  • the integrated value HF, TP that is the sum of LF and HF, LF/HF that is obtained by dividing LF by HF, and LFnu that is a percentage obtained by dividing LF by TP are calculated as frequency domain indexes of the autonomic nerve function index data 53. .
  • the autonomic nerve function index calculation unit 27 calculates the time domain index by calculating the statistics of the RRI time series and the ⁇ RRI time series, which is the difference series of adjacent RRIs.
  • the autonomic nerve function index calculation unit 27 calculates the average heart rate, which is the reciprocal of the average value of the RRI time series, and SDNN, which is the standard deviation of the RRI data. Further, from the ⁇ RRI time series, for example, NN50, which is the total number of data in which the absolute value of the difference value constituting the ⁇ RRI time series exceeds 50 ms, pNN50 obtained by dividing NN50 by the total number of data in the ⁇ RRI time series, and the standard deviation of ⁇ RRI SDSD is calculated as a time domain index of the autonomic nerve function index data 53 .
  • the autonomic nerve function index calculation unit 27 calculates nonlinear feature amounts by various methods.
  • the autonomic nerve function index calculator 27 calculates an elliptical area S by elliptical approximation of the area plotted as shown in FIG. 4A, for example, through LP analysis.
  • the autonomic nerve function index calculator 27 calculates ⁇ 1 and ⁇ 2 by similar entropy and detrended fluctuation analysis, tone and entropy based on tone-entropy analysis, and calculates them as RRI nonlinear region indices of the autonomic nerve function index data 53.
  • the autonomic nerve function index calculation unit 27 stores the calculated autonomic nerve function index group collectively in the autonomic nerve function index data 53 (S56).
  • autonomic nerve function index calculation unit 27 may execute the processing of the above steps in parallel or sequentially.
  • the autonomic-nerve function index calculator 27 stores the unsuitable flag in the autonomic-nerve function index data 53 without calculating the autonomic-nerve function index.
  • the incompatibility flag may be stored in the autonomic nerve function index data 53 after calculating the autonomic nerve function index.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an autonomic nerve function evaluation result screen 1000 output by the result display unit 28 to the display of the input/output device 5.
  • FIG. 8 When the biological data evaluation server 1 finishes measuring the RRI data for the period A and generates the period A unit abnormality determination data 51, the input/output device 5 displays the autonomic nerve function evaluation result screen 1000 for the period A unit. indicate.
  • the driver ID 1011, the vehicle (ID) 1012 used, and the arrhythmia-like RRI abnormality level 1013 are displayed as summary information 1010 at the top. Further, at the lower part, transitions of the autonomic nerve function index are displayed in five steps in time series every 30 minutes as transition 1020 of the autonomic nerve function index.
  • the autonomic nerve function index is an example showing the range from relaxation to stress.
  • the degree of arrhythmia-like abnormal values can be evaluated even if there is a missing section in period A. Therefore, the upper summary information 1010 includes today's business hours (eg, eight and a half hours) and , the degree of the arrhythmia-like abnormal value during the working hours is displayed as an arrhythmia-like RRI abnormality level 1013 .
  • the evaluation of the occurrence of the arrhythmia-like abnormal value is quantitatively displayed. good.
  • the driver can ensure that the transition of the autonomic nerve function index displayed on the autonomic nerve function evaluation result screen 1000 is The effect of being able to quantitatively understand whether or not the reliability is sufficient can be obtained.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a detailed analysis screen 2000 of the reliability of the RRI data measured during the period A, output by the result display unit 28 to the display of the input/output device 5.
  • FIG. 10 When the detail button 1014 displayed in the summary information 1010 of the autonomic nerve function evaluation result screen 1000 shown in FIG.
  • a period A unit aggregation LP 2004 is displayed.
  • Measured period B unit RRI data 2011 and period B unit LP data 2012 before aggregation to create the period A unit aggregate LP 2004 are displayed in the lower right. Time change of unit LP data can be confirmed.
  • a low-reliability section 2014 in units of period B is shaded.
  • a degree of arrhythmia-like RRI abnormality 2021 and degrees of measurement failure-like RRI abnormality 2022 and 2023 are displayed together with their grounds.
  • the LP for each of the arrhythmia-like, measurement failure-like, and R-wave detection failure-like RRI abnormal values defined in the mask pattern-based feature extraction method used for the feature extraction model 50, the LP The above region definition is superimposed on the period A unit aggregation LP 2004 .
  • Each abnormality level of the period A unit aggregation LP 2004 can be displayed as a percentage, for example, by normalizing the feature amount related to each mask by the maximum value of the feature amount.
  • the grounds for determination may be visualized by displaying an attention map, which is means for visualizing the grounds for the determination.
  • the user of the biological data evaluation server 1 can easily understand why the reliability of the autonomic nerve function evaluation due to the arrhythmia-like abnormal value is declining. can be presented.
  • the driver can judge whether the RRI data is being measured normally. Furthermore, when it is found that the measurement condition is bad only in a part of the period B, the driver can consider the cause of the measurement failure by comparing it with his/her business knowledge.
  • FIG. 10A is a diagram showing an example of the data structure of the period B unit RRI data 41 held in the storage device 4 in the biological data evaluation server 1.
  • FIG. 10A is a diagram showing an example of the data structure of the period B unit RRI data 41 held in the storage device 4 in the biological data evaluation server 1.
  • the period B unit RRI data 41 typically stores the driver ID 101, the vehicle ID 102, the RRI data measurement time 103, the RRI 104, and the acceleration norm 105 in one record.
  • the driver ID 101 stores the identifier of the driver acquired by the driver ID reader 11 of the vehicle 7.
  • the vehicle ID 102 stores the identifier of the vehicle 7 preset in the driving data collection device 10 .
  • the measurement time 103 stores the date and time when the heartbeat sensor 14 measured the RRI data.
  • RRI 104 stores the value (msec) detected by heart rate sensor 14 .
  • the acceleration norm 105 stores the acceleration vector value detected by the acceleration sensor 15 .
  • FIG. 10B is a diagram showing an example of the data structure of the period B unit LP data 43 held in the storage device 4 in the biological data evaluation server 1.
  • the period B unit LP data 43 typically includes a driver ID 111, a vehicle ID 112, a period B window width 113, an analysis period 114, a period B unit LP 115, and an analysis source file name 116 in one record. Stored.
  • the driver ID 111 is the same as in FIG. 10A and stores the identifier of the driver.
  • the vehicle ID 112 stores the identifier of the vehicle 7 as in FIG. 10A.
  • the period B 113 stores the length of the period B.
  • the analysis period 114 stores the date and time when the period B starts.
  • An array obtained by flattening the two-dimensional LP matrix elements in the period B may be stored in the period B unit LP115.
  • information obtained by binary-encoding an LP image obtained by imaging the LP matrix component as luminance may be stored.
  • each component of the LP matrix component may be stored in a different column (or field) direction.
  • the analysis source file name 118 stores the file name (or path) of the period B unit LP data 43 .
  • FIG. 10C is a diagram showing an example of the data structure of the period A unit aggregated LP data 45 held in the storage device 4 in the biological data evaluation server 1.
  • the period A unit aggregate LP data 45 typically includes a driver ID 121, a vehicle ID 122, a window width 123 of period A, a window width 124 of period B, and a period B in which data actually existed within period A.
  • a number of windows 125 representing the number of sections of , an analysis period 126, a period A unit aggregation LP 127, and a method indicating an aggregation method 128 are stored in one record.
  • the driver ID 121 and vehicle ID 122 store the identifier of the driver and the identifier of the vehicle 7 in the same manner as in FIG. 10A.
  • the period A123 stores the length of the period A.
  • the period B 124 stores the length of the period B.
  • the analysis period 126 stores the date and time when the period A starts.
  • the period A unit aggregation LP 127 may store an array obtained by flattening the two-dimensional LP matrix elements in period A. FIG. Alternatively, information obtained by binary-encoding an LP image obtained by imaging the LP matrix component as luminance may be stored. Alternatively, each LP matrix component may be stored in a different column direction.
  • FIG. 10D is a diagram showing an example of the data structure of the period A unit aggregated LP feature data 47 held in the storage device 4 in the biometric data evaluation server 1.
  • the period A unit aggregated LP feature data 47 typically includes a driver ID 131, a vehicle ID 132, a window width 133 of period A, a window width 134 of period B, and a period B that actually existed within period A.
  • column name For example, the arrhythmia-like feature quantity 1137-1 to the measurement failure-like feature quantity N137-N) are stored in one record.
  • the driver ID 131 to the analysis period 136 are the same as the driver I 121D to the analysis period 126 in FIG. 10C.
  • the arrhythmia feature quantities 1 to N are, for example, the LP feature quantity included in the measurement failure-like mask Mask1 in FIG. 4B, the LP feature quantity included in the PVC-like abnormal value mask Mask3, , the feature amount of the LP included in the 1-beat detection omission mask Mask 4 and the continuous 2-beat detection omission mask Mask 5 are stored.
  • FIG. 10E is a diagram showing an example of the data structure of the abnormality degree data 49 held in the storage device 4 in the biological data evaluation server 1.
  • the abnormality degree data 49 typically includes a driver ID 141, a vehicle ID 142, a window width 143 of period A, a window width 144 of period B, and a window representing the number of sections of period B that actually existed within period A.
  • a number 145, an analysis period 146, and a chronic arrhythmia-like abnormality degree 147 are stored in one record.
  • the driver ID 141 to the analysis period 146 are the same as the driver I 131D to the analysis period 136 in FIG. 10D.
  • the chronic arrhythmia-like abnormality degree 147 for example, the discrimination probability of the chronic occurrence of arrhythmia obtained by inputting the aggregated LP feature amount data 47 into the chronic occurrence discrimination model 52 is stored in one record.
  • the period A unit abnormality determination data 51 typically includes a driver ID 151, a vehicle ID 152, a window width 153 of period A, a window width 154 of period B, and a section of period B that actually existed during period A.
  • a window number 155 representing a number, an analysis period 156, and a chronic arrhythmia-like abnormality determination result 157 are stored in one record.
  • the driver ID 151 to the analysis period 156 are the same as the driver I 141D to the analysis period 146 in FIG. 10E.
  • the abnormal value chronic occurrence evaluation unit 25 determines whether the arrhythmia-like abnormal value is chronically occurring in the period A, and the result is a value of “0” or “1”. stored in . If the arrhythmia-like abnormality value is chronically occurring, "1" is stored in the chronic arrhythmia-like abnormality determination result 157, and otherwise "0" is stored.
  • FIG. 10G is a diagram showing an example of the data structure of the unsuitability determination data 48 held in the storage device 4 in the biometric data evaluation server 1.
  • the unsuitability determination data 48 typically includes a driver ID 161, a vehicle ID 162, a window width 163 in period A, a window width 164 in period C, an analysis start 165 in period A when analysis was started, and an analysis end 165.
  • An analysis end 166 of period A and an autonomic nerve function (ANF in the figure) evaluation unsuitability determination 167 evaluated for period C are stored in one record.
  • the driver ID161 to period A163 are the same as the driver ID151 to period A153 in FIG. 10F.
  • the period C164 stores a period (window width) larger than the period A.
  • the analysis start 165 and analysis end 166 store the start date and time of the period C and the end date and time.
  • Autonomic nerve function (ANF) evaluation unsuitability determination 167 stores "1" if the RRI data of the driver ID 161 is not suitable for evaluating autonomic nerve function, otherwise "0" is stored. be.
  • FIG. 10H is a diagram showing an example of the data structure of the autonomic nerve function index data 53 held in the storage device 4 in the biological data evaluation server 1.
  • FIG. 10H In addition to the driver ID 171, the vehicle ID 172, and the date and time 173, the autonomic nerve function index data 53 typically stores various autonomic nerve function indices calculated by the autonomic nerve function index calculator 27 in one record.
  • the driver ID 171 and vehicle ID 172 are the same as the driver ID 161 and vehicle ID 162 in FIG. 10J.
  • the date and time 173 stores the date and time when the autonomic nerve function index was calculated.
  • the autonomic function index is, for example, a frequency domain index LF/HF 174, a time domain index average heart rate 175, NN50 (176), or an RRI nonlinear region index ⁇ 1 (177). is mentioned.
  • FIG. 10I is a diagram showing an example of the data structure of the business status data 42 held in the storage device 4 in the biometric data evaluation server 1.
  • the business status data 42 stores a driver ID 181, a vehicle ID 182, a business day 183, a measurement start date and time 184, a measurement end date and time 185, a traveled distance 186, and the like in one record.
  • the driver ID 181 and vehicle ID 182 are the same as the driver ID 171 and vehicle ID 172 in FIG. 10H.
  • the date of work 183 stores the date when the driver performed the work.
  • the measurement start date and time 184 and the measurement end date and time 185 store the date and time when the measurement of biological data was started and the date and time when the measurement was finished.
  • the distance traveled 186 stores the distance the driver drove during the working day 183 .
  • FIG. 10J is a diagram showing an example of the data structure of the history data 44 held in the storage device 4 in the biometric data evaluation server 1.
  • the history data 44 typically includes a driver ID 191, a vehicle ID 192, a period B window width 193, a period B unit RRI data transmission time 194, a period B unit RRI data reception file name 195, and a representative state. 196 etc. are stored in one record.
  • the driver ID 191 and vehicle ID 192 are the same as the driver ID 181 and vehicle ID 182 in FIG. 10I.
  • the period B 193 stores the length of the period B.
  • the file transmission time 194 stores the date and time when the driving data collection device 10 of the vehicle 7 transmitted the RRI data.
  • File name 195 stores the file name (or path) of the RRI data.
  • the representative state 196 stores the state of the driver during the period B in which the period B unit RRI data 41 was measured.
  • FIG. 10K is a diagram showing an example of the data structure of the chronic occurrence correct data 46 held in the storage device 4 in the biological data evaluation server 1.
  • the chronic occurrence correct data 46 typically includes a driver ID 201, a vehicle ID 202, a window width 203 of the period A, an analysis period 204, and a chronic arrhythmia-like abnormality label indicating whether or not the chronic arrhythmia-like abnormality is a correct label. 205 are stored in one record.
  • the driver ID 201 and vehicle ID 202 are the same as the driver ID 191 and vehicle ID 192 in FIG. 10J.
  • the period A 203 stores the length of the period A.
  • the analysis period 204 stores the start date and time of the period A.
  • the chronic arrhythmia-like abnormality label 205 stores "1" if it is a chronic arrhythmia-like abnormality, and "0" otherwise.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example related to the definition of period A and period B and the occurrence of data loss.
  • the period A501 is set to 1 business day (that is, the period from the start to the end of work on a certain date) and the period B503 is set to 2 minutes
  • the period A501 (501-1, 501 -2) and an example in which the period A501 is divided into periods B503 will be described.
  • period A501 and period B503 when no data loss occurs will be described.
  • period B unit RRI data 504 divided by the period B 503 exists for the number of windows n for the period defined by the period A (driver A) 501-1.
  • the work start/end times are different from those of the driver A 502-1 on 12/1.
  • the period B unit RRI data 504 is measured over the period of the driver B) 501-2.
  • the period B unit RRI data 504 with the window number m which is different from the window number n that existed in the period A501-1 of the driver A on 12/1, becomes the analysis target.
  • period A501 is defined as period A (driver A) 501-1 in driver A502-2 as well as driver A502-1.
  • the period B unit RRI data 504 measured during period A (driver A) 501-1 has data loss due to various factors.
  • the RRI data 505-1 for a certain period B unit has a significantly small amount of effective RRI data due to measurement failure, and is determined to have data loss.
  • period B unit RRI data 505-3 does not exist on the biological data evaluation server 1 due to an external factor 73 such as communication failure, and it is determined that there is data loss.
  • the period B unit RRI data 41 measured during the period A are n, n ⁇ 3, and m, respectively. Cases occur where the RRI data amount is different.
  • the target period B unit RRI data 41 is examined to determine whether or not there is data loss. You may
  • the biological data evaluation server 1 aggregates in period A units using the period B unit LP data 43 group calculated from the period B unit RRI data 41 group. calculating aggregated LP data 45 per period A, calculating aggregated LP feature amount data 47 including a feature amount representing the degree of arrhythmia-like abnormal value occurrence from the aggregated LP data 45 per period A using a feature extraction model 50; By inputting the aggregated LP feature amount data 47 to the chronic occurrence discrimination model 52, it is discriminated whether or not the arrhythmia-like abnormal value is chronically occurring in period A units.
  • the biological data evaluation server 1 of the present embodiment can generate an aggregated LP that uses the degree of arrhythmia RRI abnormal value for evaluation even for RRI data with data loss.
  • the biological data evaluation server 1 generates aggregated LP feature amount data 47 including a feature amount representing the degree of occurrence of arrhythmia-like abnormal values from the aggregated LP, thereby reducing RRI caused by factors other than arrhythmia, such as measurement failure-like abnormal values. It becomes possible to quantitatively evaluate the degree of occurrence of arrhythmia-like abnormal values separately from abnormal values.
  • the biological data evaluation server 1 uses the aggregated LP feature amount data 47 to determine whether the occurrence of arrhythmia-like abnormal values is chronic in the period A for the RRI data in the period A with data loss. can be determined.
  • the biometric data evaluation server 1 measures the RRI data obtained from the RRI data measured during the period A even when measuring the RRI data in a state that is not necessarily a resting state, such as during work involving driving the vehicle 7. It is possible to obtain the effect of being able to evaluate the reliability of the index.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention can be applied to a moving object requiring a driver or operator, such as a railway vehicle, a ship, or an aircraft.
  • LP is generated in real time from the RRI data received from vehicle 7, and LP generation may be terminated in units.
  • Example 2 of the present invention will be described. Except for the differences described below, each part of the safe driving support system of the second embodiment has the same function as each part with the same reference numerals of the first embodiment, so description thereof will be omitted.
  • FIG. 12 shows Example 2 of the present invention, in which the biometric data evaluation system also predicts the risk of a driver's traffic accident or incident (hereinafter referred to as accident risk) using the autonomic nerve function index data 53. It is a block diagram showing an example of main composition.
  • the vehicle 7 collects a biometric sensor 12 for detecting biometric data of the driver, a driver ID reader 11 for identifying the driver, and collects the detected biometric data and the driver ID, and transmits the driving data to the biometric data evaluation server 1.
  • a biometric sensor 12 for detecting biometric data of the driver
  • a driver ID reader 11 for identifying the driver
  • the vehicle 7 further includes an in-vehicle sensor 8 that detects the business state and driving state, and a prediction result notification device 9 that receives a warning according to the driver's accident risk from the biological data evaluation server 1 and presents it to the driver.
  • the driving data collection device 10, the prediction result notification device 9, and the driver ID reading device 11 are independent devices, but they can be configured as one portable terminal.
  • the mobile terminal functions as a driving data collection unit, a prediction result notification unit, and a driver ID reading unit.
  • the in-vehicle sensors 8 include a GNSS (Global Navigation Satellite System) 15 that detects vehicle position information, an acceleration sensor 16 that detects the behavior and speed of the vehicle 7, a camera 17 that detects the driving environment as an image, and a driver. may include a business terminal 18 for presenting or recording business information.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the in-vehicle sensor 8 is not limited to the above, and includes a ranging sensor that detects objects and/or distances around the vehicle 7, a steering angle sensor that detects driving operation, and a turning operation of the vehicle 7.
  • An angular velocity sensor or the like can be used.
  • the acceleration sensor is preferably a triaxial acceleration sensor.
  • the memory 3 of the biological data evaluation server 1 includes a data collection unit 21, a chronic occurrence discrimination model learning unit 22, a period B unit LP generation unit 23, a period A unit aggregation LP processing unit 24, and an abnormal value chronic occurrence evaluation unit.
  • a data collection unit 21 a chronic occurrence discrimination model learning unit 22
  • a period B unit LP generation unit 23 a period A unit aggregation LP processing unit 24
  • an abnormal value chronic occurrence evaluation unit 25
  • an unsuitable driver determination unit 26 an autonomic function index calculation unit 27
  • a result display unit 28 a danger prediction unit 29, and a warning presentation unit 30 are loaded as programs.
  • Each program is executed by processor 2 . Details of each functional unit will be described later.
  • the storage device 4 of the biometric data evaluation server 1 stores the data used by the above functional units.
  • the storage device 4 stores period B unit RRI data 41, period B unit LP data 43, period A unit aggregated LP data 45, aggregated LP feature amount data 47, anomaly degree data 49, and period A unit anomaly determination data.
  • 51 autonomic nerve function index data 53, work status data 42, history data 44, chronic occurrence correct data 46, inappropriate determination data 48, feature extraction model 50, chronic occurrence determination model 52, inappropriate driver
  • it further stores work/environment data 55, attribute information data 57, accident risk prediction data 56, and an accident risk prediction model 58.
  • FIG. 13A is a flow chart showing an example of the process of predicting the accident risk during work performed by the biometric data evaluation server 1.
  • FIG. This process can be executed when biometric data is received from the vehicle 7 .
  • the risk prediction unit 29 first inputs the RRI data acquired from the vehicle 7 to the autonomic nerve function index calculation unit 27 to calculate the autonomic nerve function index data 53 (S61).
  • the autonomic nerve function index calculation unit 27 calculates the frequency domain analysis and the power spectrum density PSD as described above, and calculates LF/HF, LFnu, etc. as frequency domain indices of the autonomic nerve function index data 53 .
  • the danger prediction unit 29 selects and reads the accident risk prediction model 58 suitable for the driver of the vehicle 7 in motion (S62).
  • the accident risk prediction model 58 is a well-known or known machine learning model that receives as input the autonomic function index data 53 of the driver of the vehicle 7 in motion, predicts and outputs the accident risk after a predetermined time, and is learned in advance. model.
  • the accident risk prediction model 58 a plurality of models are prepared in advance according to the type of accident risk, the driving environment measured by the in-vehicle sensor 8 of the vehicle 7, and the work/environment data 55 storing predetermined work hours. It is good to generate it. By generating a plurality of models, it becomes possible to select and use a suitable model in the accident risk prediction process (S63).
  • a plurality of models may be generated according to the attribute information data 57 .
  • a suitable accident risk prediction model 58 is selected based on the work/environment data 55 and attribute information data 57 (S62).
  • a plurality of accident risk prediction models 58 may be selected instead of selecting only a single model. In this case, it is desirable to give the accident risk prediction data 56 a code that can be identified by the accident risk prediction model 58 used for prediction.
  • the risk prediction unit 29 uses the selected accident risk prediction model 58 to input the autonomic nerve function index data 53, predict the accident risk after a predetermined time, and store it in the accident risk prediction data 56.
  • the accident risk prediction data 56 can be calculated as the probability of occurrence of incidents or accidents.
  • FIG. 13B is a flowchart showing an example of the process of issuing an alert warning of an increase in accident risk, which is performed by the biometric data evaluation server 1.
  • FIG. This process is the process performed in step 63 of FIG. 13A.
  • the warning presenting unit 30 searches the accident risk prediction data 56 for data with a high accident risk for which an alert is issued (S71).
  • the warning presentation unit 30 can determine data in which the probability of occurrence of an incident or accident exceeds a predetermined threshold as data with a high accident risk.
  • the warning presenting unit 30 determines whether or not the accident risk prediction data 56 to be issued exists (S72). If the accident risk prediction data 56 to be issued exists, the process proceeds to step S73. , if it does not exist, terminate the process.
  • the warning presenting unit 30 then performs evaluation appropriateness determination processing (S73) to determine whether there is any concern about the evaluation of the autonomic nerve function index that was used as the input for the accident risk prediction model 58.
  • evaluation appropriateness determination processing S73
  • the warning presenting unit 30 determines, for example, based on the degree of anomaly data 49, whether there is a possibility that the RRI data of the driver in question has been significantly affected by the measurement failure. Determination of measurement failure is performed, for example, by generating LP from the RRI data read by the warning presentation unit 30, and using measurement failure-like mask Mask1, 1-beat detection omission mask Mask4, and continuous 2-beat detection omission mask Mask5 in FIG. 4B. If the amount of data (concentration) included exceeds a predetermined threshold, it can be determined that the measurement is faulty.
  • the warning presenting unit 30 After that, the warning presenting unit 30 generates warning content for warning of an increase in accident risk according to the situation based on the accident risk prediction data 56, work/environment data 55, and attribute information data 57 of the driver (S74 ) and issues this as an alert to the driver (S75).
  • the warning presenting unit 30 acquires the vehicle ID to be transmitted from the driver ID based on the work/environment data 55 and identifies the transmission target. Note that if the transmission target is not the driver but the driver administrator, the warning presenting unit 30 may instead target the input/output device 5 of the biometric data evaluation server 1 as the transmission target.
  • the prediction result notification device 9 notifies the driver of the warning. Further, in the biological data evaluation server 1 , the warning presenting unit 30 displays the vehicle 7 to which the warning has been sent on the display of the input/output device 5 .
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a warning presentation screen 3000 output by the prediction result notification device 9 of the vehicle 7 and issued to the driver when an increase in accident risk is detected.
  • the prediction result notification device 9 has a display (not shown), and displays a warning presentation screen 3000 upon receiving a warning from the biological data evaluation server 1 .
  • the warning display screen 3000 includes an area 3001 that displays an accident risk alert, a comment area 3003 that displays countermeasures for eliminating the increased accident risk, and a possibility that the displayed alert content is incorrect. It includes an area 3002 that displays information related to sex.
  • a warning message of increased accident risk can be displayed.
  • the comment area 3003 of the warning presentation screen 3000 for example, by presenting a specific countermeasure for eliminating the increase in accident risk, the driver who receives the warning is not finished with the warning, Able to understand and act on the next action to be taken in order to resolve a dangerous situation.
  • the notification area 3002 of the possibility of false alarm of the warning presentation screen 3000 information for notifying the possibility of false alarm based on the reliability of the autonomic nerve function index measured from the driver who issued the alarm is displayed.
  • the driver can determine whether the alert notification is due to low reliability of the measurement data and autonomic nerve function evaluation, or whether the accident risk is truly increasing, and the reliability of the alert notification content. improves.
  • the warning may be presented by other methods.
  • the warning may be presented in the form of a voice that mechanically reads a text equivalent to the content displayed on the warning presentation screen 3000 .
  • the biological data evaluation system of the present embodiment performs the processing described in Embodiment 1, and the autonomic nerve function index data 53 calculated from the RRI data is input to the accident risk prediction model 58, and after a predetermined period of time, Accident risk prediction data 56 is calculated, and when an increase in the risk of occurrence of an accident or incident is detected from the accident risk prediction data 56, the contents of the abnormality degree data 49, the unsuitability determination data 48, and the period A unit abnormality determination data 51 In consideration of this, an alert is issued to the driver to warn of an increase in accident risk.
  • the biological data evaluation server 1 of the present embodiment when reporting an increase in accident risk based on the autonomic nerve function index data 53 calculated from the RRI data, issues an erroneous report such as arrhythmia or RRI data measurement failure. It is possible to issue an alert based on the characteristics of the driver who is notified about an event that may be a factor of.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
  • it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.
  • each of the above configurations, functions, and the like may be realized by software by the processor 2 interpreting and executing a program for realizing each function.
  • Information such as programs, tables, files, etc. that realize each function is stored in storage devices such as memory 3, hard disk drives, SSD (Solid State Drives), or computer-readable non-temporary storage devices such as IC cards, SD cards, DVDs, etc. It can be stored on a data storage medium.
  • the biological data evaluation system of the above embodiment can be configured as follows.
  • a biometric data evaluation server that has a processor (2) and a memory (3) and evaluates biometric data, wherein data equivalent to heartbeat intervals (period B unit RRI data) is obtained from the biometric data of a subject (driver) 41)
  • a data collection unit (21) that receives data (21) calculates a Lorenz plot (period B unit LP data 43) in a predetermined period from the heartbeat interval equivalent data (41), and calculates an aggregate Lorenz plot (period A unit aggregate LP data 45) and a Lorenz plot generation unit (period B unit LP generation unit 23, period A unit aggregation LP processing unit 24).
  • an LP is generated for each period B in which RRI data loss does not occur, and by aggregating the LP for each period A, knowledge about period B can be applied to period A including RRI data loss. becomes.
  • the predetermined period includes a first period (period A) and a second period shorter than the first period (period A).
  • Period B the Lorenz plot generation unit (23, 24) converts the heartbeat interval equivalent data (41) into the Lorenz plot (Period B unit LP data 43) in units of the second period (Period B) is calculated, and the Lorentz plot (43) calculated in units of the second period (period B) is aggregated in units of the first period (period A), and the first period (period A) , and outputs the aggregated Lorenz plot (45) in the first period (period A).
  • an LP is generated for each period B in which no RRI data loss occurs, and each LP is aggregated in units of period A, so that the knowledge about period B that has been researched in the past can be used to eliminate RRI data loss. applicable for period A inclusive.
  • the Lorenz plot generator (23, 24) converts the Lorenz plot (43) in units of the second period (period B) to the heartbeat Determining whether or not the interval equivalent data (41) is missing, excluding the part where the heart beat interval equivalent data (41) is missing in units of the second period (period B), and then performing the aggregation process A biological data evaluation server characterized by calculating the aggregated Lorenz plot (45) in the first period (period A).
  • the chronic occurrence discrimination model learning unit 22 calls the period A unit aggregate LP processing unit 24, and the period A unit aggregate LP processing unit 24 is the period to be evaluated.
  • Aggregation processing (S25) is performed on the period B unit LP data 43 group of period B that exists in A, that is, is not a data missing period, and the period A unit is an LP that quantifies the feature amount of the RRI data of period A.
  • Aggregated LP data 45 can be generated.
  • the Lorenz plot generation unit (23, 24) performs a plurality of calculations calculated in units of the second period (period B) as the aggregation process A biological data evaluation server, wherein a statistical value is calculated for each matrix component of a Lorenz plot matrix indicating the Lorenz plot (43) in units of the first period (period A).
  • the period A unit aggregate LP processing unit 24 performs period A unit aggregate LP data 45 by performing statistical processing such as averaging processing for each component of the LP matrix for the period B unit LP data 43 group.
  • statistical processing such as averaging processing for each component of the LP matrix for the period B unit LP data 43 group.
  • the Lorenz plot generator (23, 24) replaces the second period (period B) with the first period (period A)
  • the period A unit aggregated LP processing unit 24 can generate period A unit aggregated LP data 45 for executing heart rate variability analysis from period B unit LP data 43 of period B that is not a data missing period. .
  • the Lorenz plot generation unit (23, 24) receives information on the time width of the loss of the heartbeat interval equivalent data (41), A biological data evaluation server characterized in that the second period (period B) is determined based on the information of the missing time width of the heartbeat interval equivalent data (41).
  • the period B unit LP generation unit 23 determines the time width of the period B based on the information on the time width of loss or missing of the RRI data received from the input device or the like, thereby adjusting the biometric data measurement environment. It is possible to generate the corresponding period B unit LP data 43 .
  • the abnormal value chronic occurrence evaluation unit 25 calculates the discrimination probability of the presence or absence of chronic occurrence obtained by inputting the aggregated LP feature amount data 47 to the chronic occurrence discrimination model 52 as the chronic arrhythmia-like abnormality degree 147. degree data 49 can be generated.
  • the unsuitable driver determination unit 26 can detect a driver who is constantly considered unsuitable for autonomic nerve function evaluation using RRI data regardless of changes in the driver's own condition such as health condition and exercise load. It is possible to obtain the effect of improving the reliability of nerve function evaluation.
  • the autonomic nerve function index calculation unit 27 can give an unsuitability flag to a driver who is unsuitable for autonomic nerve function evaluation using RRI data due to steady arrhythmia, and from the obtained autonomic nerve function index The effect of reducing the possibility of misinterpretation and improving the reliability of autonomic nerve function evaluation can be obtained.
  • the warning presenting unit can prevent a decrease in the reliability of alert issuance due to frequent false alarms.
  • the driver can determine whether the notified alert is due to the low reliability of the measurement data and autonomic nerve function evaluation, or whether the accident risk is truly increasing, and the reliability of the alert content. improve sexuality.

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Abstract

プロセッサとメモリを有して、生体データを評価する生体データ評価サーバであって、対象者の前記生体データから心拍間隔相当データを受け付けるデータ収集部と、前記心拍間隔相当データを所定の期間でローレンツプロットを算出して、集約ローレンツプロットとして出力するローレンツプロット生成部と、を有する。

Description

生体データ評価サーバ、生体データ評価システム及び生体データ評価方法 参照による取り込み
 本出願は、令和3(2021年)3月25日に出願された日本出願である特願2021-052246の優先権を主張し、その内容を参照することにより、本出願に取り込む。
 本発明は、交通機関の安全運行推進に際し計測される生体データの信頼性を評価するために利用される生体データ評価サーバ、システム及び方法に関する。
 近年、運送業の運転手の健康に起因する事故の予防へ向け、生体状態の定量評価が行われている。生体状態のうち、計測が簡便な各種形態の心拍センサによる、心拍の間隔である心拍間隔(Beat-to-Beat Interval、BBI)データの計測に基づく自律神経機能評価が実施されている。
 例えば、特許文献1では、所定期間中に継続して取得された、心拍データのR波の間隔(RRI=R-R Interval)データに関し、後述するローレンツプロット(LP)を作成し、作成したローレンツプロットに関わる特徴量を用いることで不整脈の一種である心房細動や心房頻拍を判別し、不整脈を検出することが可能な医療デバイスが開示されている。
特表2008-539017号
 特許文献1では、運転を伴う業務中など安静状態とは限らない状態において心拍間隔データを計測する場合に計測不良状態や通信障害の発生に伴い、所定期間中の多数区間において不規則に心拍間隔データが欠落することが考慮されていなかった。
 部分的に欠損又は欠落している心拍間隔データの場合、不整脈様異常値発生の程度を定量化できないことに問題があった。
 そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、データの欠損を伴う心拍間隔データに対しても、不整脈様異常値発生の程度を評価することを可能にすることを目的とする。
 本発明は、プロセッサとメモリを有して、生体データを評価する生体データ評価サーバであって、対象者の前記生体データから心拍間隔相当データを受け付けるデータ収集部と、前記心拍間隔相当データから所定の期間でローレンツプロットを算出して、集約ローレンツプロットとして出力するローレンツプロット生成部と、を有する。
 したがって、本発明の一形態によれば、データの欠損又は欠落を伴う心拍間隔データに対しても、生成されたローレンツプロットから、不整脈様異常値発生の程度を評価可能である。これにより、業務中に計測された心拍間隔データから得られる自律神経機能指標の信頼性を評価できる。
 本明細書において開示される主題の、少なくとも一つの実施の詳細は、添付されている図面と以下の記述の中で述べられる。開示される主題のその他の特徴、態様、効果は、以下の開示、図面、請求項により明らかにされる。
本発明の実施例1を示し、生体データ評価システムの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施例1を示し、車両の運転データ収集装置で行われるRRIデータ送信処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例1を示し、生体データ評価サーバで行われる不整脈様異常値の慢性発生判別モデルの学習処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例1を示し、生体データ評価サーバで利用される特徴抽出モデルとして利用されるマスク領域定義の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、生体データ評価サーバで利用される計測不良様マスクの一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、生体データ評価サーバで利用される正常範囲マスクの一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、生体データ評価サーバで利用されるPVC様異常値マスクの一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、生体データ評価サーバで利用される1拍検出漏れマスクの一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、生体データ評価サーバで利用される連続2拍検出漏れマスクの一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、生体データ評価サーバで行われる不整脈様異常値の慢性発生の程度を評価する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例1を示し、生体データ評価サーバで行われる自律神経機能評価に不適なドライバの判定処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例1を示し、生体データ評価サーバで行われる自律神経機能指標の算出処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例1を示し、自律神経機能評価結果画面の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、期間A中に計測されたRRIデータの信頼性を詳細分析する画面の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、期間B単位RRIデータのデータ構造の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、期間B単位LPデータのデータ構造の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、期間A単位集約LPデータのデータ構造の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、期間A単位の集約LP特徴量データのデータ構造の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、異常度データのデータ構造の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、期間A単位異常判別データのデータ構造の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、不適判定データのデータ構造の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、自律神経機能指標データのデータ構造の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、業務状態データのデータ構造の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、履歴データのデータ構造の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、慢性発生正解データのデータ構造の一例を示す図である。 本発明の実施例1を示し、期間A及び期間Bの定義とデータ欠損の発生に関わる一例を示す図である。 本発明の実施例2を示し、生体データ評価システムが、自律神経機能指標データを用いてドライバの交通事故のリスクの予測を行う場合における、主要な構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施例2を示し、生体データ評価サーバで行われる、業務中における事故リスクを予測する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例2を示し、生体データ評価サーバで行われる、事故リスクの高まりを警告するアラートを発報する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例2を示し、事故リスクの予測結果、事故リスクの増大が検出された場合にドライバに対して発報される予測結果発報画面の一例を示す図である。
 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
 まず、本発明の実施例1を説明する。
 <システム構成>
 図1は、本発明の実施例1を示し、生体データ評価システムの主要な構成の一例を示すブロック図である。本実施例の生体データ評価システムは、ネットワーク13を介して1以上の車両7から受信するデータを処理する生体データ評価サーバ1を含む。
 車両7は、ドライバの生体データを検出する生体センサ12と、ドライバを特定するドライバID読取装置11と、検出された生体データとドライバIDとを収集して生体データ評価サーバ1へ送信する運転データ収集装置10と、を含む。
 生体センサ12は、RRIを検出する心拍センサ14と、ドライバの動きを検出する加速度センサ15を含む。心拍センサ14は、心電や脈波あるいは心音などに基づき心拍を検出するセンサを用いることができる。
 生体センサ12は、上記に限定されるものではなく、心拍センサ14の他に発汗量や、体温、まばたき、眼球運動、筋電あるいは脳波等を検出するセンサを採用することができる。生体センサ12としては、ドライバが装着可能なウェアラブルデバイスの他、ハンドル、シート、シートベルト等、車両内部に付属したセンシングデバイスや、ドライバの表情や挙動を撮像して画像を解析する画像認識システム等を用いることができる。
 心拍センサ14は、脈波間隔であるPPI等のRRI以外の心拍間隔を検出してもよい。又は、ドライバの顔の画像データから心拍間隔を推定して、心拍間隔相当データを得ることも可能である。本実施例では、心拍間隔が算出可能な生体データであればよく、上述のような心拍間隔相当データを含むことができる。
 ドライバID読取装置11は、ドライバの識別子を記録したカードを読み込む。運転データ収集装置10は、所定の周期で生体センサ12からデータを収集し、ネットワーク13を介して生体データ評価サーバ1へ送信する。
 なお、図示の例では、ドライバID読取装置11を、ドライバの識別子を記録したカードを読み込む装置として構成した例を示したが、異なる構成としてもよい。例えば、ドライバID読取装置11を1つの携帯端末で構成し、携帯端末をドライバID読取部として機能させた場合、ドライバの識別子をドライバ自身に入力させることでドライバIDを読み取ったり、携帯端末が有するカメラを用いた公知の顔認証技術によってドライバを同定させることでドライバIDを読み取ったりしてもよい。
 生体データ評価サーバ1は、プロセッサ2と、メモリ3と、ストレージ装置4と、入出力装置5と、通信装置6を含む計算機である。メモリ3は、データ収集部21と、慢性発生判別モデル学習部22と、期間B単位LP生成部23と、期間A単位集約LP処理部24と、異常値慢性発生評価部25と、不適ドライバ判定部26と、自律神経機能指標算出部27と、結果表示部28の各機能部をプログラムとしてロードする。各プログラムはプロセッサによって実行される。なお、各機能部の詳細については後述する。
 プロセッサ2は、各機能部のプログラムに従って処理を実行することによって、所定の機能を提供する機能部として稼働する。例えば、プロセッサ2は、異常値慢性発生評価プログラムを実行することで異常値慢性発生評価部25として機能する。他のプログラムについても同様である。さらに、プロセッサ2は、各プログラムが実行する複数の処理のそれぞれの機能を提供する機能部としても稼働する。計算機及び計算機システムは、これらの機能部を含む装置及びシステムである。
 ストレージ装置4は、上記各機能部が使用するデータを格納する。ストレージ装置4は、期間B単位RRIデータ41と、期間B単位LPデータ43と、期間A単位集約LPデータ45と、集約LP特徴量データ47と、異常度データ49と、期間A単位異常判別データ51と、自律神経機能指標データ53と、業務状態データ42と、履歴データ44と、慢性発生正解データ46と、不適判定データ48と、特徴抽出モデル50と、慢性発生判別モデル52と、不適ドライバ判定モデル54と、を格納する。なお「LP」とはローレンツプロット(Lorenz plot、以下LPともいう。ポアンカレプロットとも呼ばれる。)の略であり、後段においても同様の表記を用いる。
 入出力装置5は、マウス、キーボード、タッチパネル又はマイク等の入力装置と、ディスプレイやスピーカ等の出力装置を含む。通信装置6は、ネットワーク13を介して車両と通信を行う。
 なお、本実施例では車両7を操縦するドライバから計測した生体データを対象とした場合を例示するが、形態は本実施例に限定されない。例えば、車両7を操縦するドライバではなく、飛行機や列車といった移動体を操縦するドライバを対象としてもよい。また、例えば、ドライバに限らず、業務中に生体データを計測するドライバに限定されない一般従業員を対象とした場合や、就業中に限らず日常生活を送る人々を対象としてもよい。
 <処理詳細>
 図2は、車両の運転データ収集装置10で行われるRRIデータ送信処理の一例を示すフローチャートである。本実施例では、慢性不整脈様異常値発生の程度を評価する対象期間である第1の期間A(窓幅)を、例えば、1業務日、期間A以下の窓幅を有する第2の期間Bを、例えば、2分単位とした場合の例を示す。
 なお、期間Aや期間Bは本実施例のように時間幅を定義する区間で定めてもよいし、データ点数で定めてもよい。例えば、期間Aを1業務日と同様に設定し、期間Bを120データ点と設定してもよい。
 また、期間Bは第1の期間A以下かつ心拍変動解析に要求される時間幅以上であることが好ましい。1拍のみで心拍変動解析は難しく、10秒程度を要する。また、期間Bは、入力装置より受け付けたRRIデータの欠損又は欠落の時間幅の情報に基づき決定してもよい。
 はじめに、運転データ収集装置10は、ドライバからのログイン入力71を受け付けると、RRIデータ計測を開始(S10)する。例えば、ログイン入力71には、ドライバID読取装置11を用いてドライバの識別子を記録したカードが読み込まれるイベントを、ログイン入力71として用いてもよい。
 次に、運転データ収集装置10は、ドライバからのログアウト入力72を受け付けるステップS11まで、計測したRRIデータの書き出し(S12)及び送信処理(S13)を行う。本実施例では、車両7の運転データ収集装置10側で、計測状況に依存せずに期間B毎に、計測したRRIデータを期間B単位に予め分割して書き出し、期間B単位でRRIデータを生体データ評価サーバ1へ逐次送信する例を示す。生体データ評価サーバ1では、データ収集部21がRRIデータを受信して期間B単位RRIデータ41に格納する。
 なお、予め運転データ収集装置10側で期間B単位に分割したRRIデータを送信せずとも、例えば期間A単位のRRIデータを計測し、期間A単位で生体データ評価サーバ1へ送信した後に、生体データ評価サーバ1のデータ収集部21が期間A単位のRRIデータを期間B単位に分割して、期間B単位RRIデータ41に格納してもよい。
 また、運転データ収集装置10は、期間B毎に必ず期間B単位に分割したRRIデータを送信せずとも、計測状況をモニタしてRRIデータの欠損が一定条件に該当する場合にのみRRIデータを期間B単位に切り出し、生体データ評価サーバ1へ送信してもよい。
 運転データ収集装置10は、期間Bに関するRRIデータが計測されると、RRIデータを期間B単位でデータ送信形式に書き出す処理(S12)を実行する。期間B単位書出処理(S12)の終了後、運転データ収集装置10は、書き出した期間B単位RRIデータ41を、生体データ評価サーバ1へ送信し、期間B単位RRIデータ41に関わる計測情報を生体データ評価サーバ1の履歴データ44に格納する。
 運転データ収集装置10は、以上の処理を、ドライバからのログアウト入力72を受け付けるまで、期間B単位で実行する(S11)。例えば、運転データ収集装置10内にイベントタイマーを設け、これによって期間Bの例である2分経過をカウントし、当該ステップS11を実行してよい。
 また、ログアウト入力72は、ログイン入力71が実施された後に初めてドライバID読取装置11を用いてドライバの識別子を記録したカードが読み込まれるイベントを、ログアウト入力72として用いてもよい。
 履歴データ44には、運転データ収集装置10を通じて計測された期間B単位RRIデータ41の各データに関わる情報が格納される。例えば、期間B単位RRIデータ41とドライバや車両7とを紐付けるためのドライバIDや車両IDが格納される。また、生体データ評価サーバ1へデータが送信された時刻や送信されたファイル名が格納してもよい。これに加え、期間Bにおけるドライバの状態を格納してもよい。ドライバの状態は、期間B単位RRIデータ41が、どのような計測条件において計測されたかを示す情報であり、例えば生体センサ12により分類された運転中や停車中などを格納してよい。
 なお、ドライバの状態は履歴データ44に明示的に格納されなくともよい。例えば、運転データ収集装置10による期間B単位書出処理S12が、車両の走行中のみに行われ、車両の走行中以外に計測されるRRIデータが破棄されるような構成である場合、生体データ評価サーバ1に送信される期間B単位RRIデータは全て車両走行中に計測されたことが自明であることから、ドライバの状態を格納しなくともよい。
 この場合、期間B単位書出処理(S12)やデータ送信処理(S13)において外的要因73により期間A単位のRRIデータの一部区間(期間B)に欠損が発生する。
 本実施例では計測状況によらず2分毎に期間B単位書出処理が発生する例を示したが、例えば、計測不良によってRRIが検知できておらず、結果として空の期間B単位RRIデータ41が生成される、すなわちRRIデータが欠損してしまう場合が発生する。また例えば、データ送信処理(S13)において、通信障害などに起因して送信処理が失敗し、期間B単位RRIデータ41が欠損する場合が発生する。
 以上のように、期間A単位におけるRRIデータの欠損は、期間B単位RRIデータ41が存在せずに欠落する場合と、データは存在するが有効なRRIデータが著しく少ないもしくは空である結果として欠損する場合などにより発生する。
 運転データ収集装置10は、ログアウト入力72を受け付けると、RRIデータ計測終了処理のステップS14へ遷移する。RRIデータ計測終了処理(S14)では、ドライバの期間Aに関わる業務情報を含む業務状態データ42を生成し、生体データ評価サーバ1へ送信する。
 なお、有効なRRIデータが無く空の期間B単位RRIデータ41が生成された場合、後続のデータ送信処理(S13)は実施されなくともよい。
 以上の処理によって、運転データ収集装置10は、RRIデータの計測を開始すると、期間B単位でRRIデータを生体データ評価サーバ1に送信し、生体データ評価サーバ1には、期間B単位RRIデータ41がドライバ毎に蓄積されていく。
 図3は、生体データ評価サーバ1で行われる不整脈様異常値の慢性発生判別モデル52の学習処理の一例を示すフローチャートである。まず、はじめに、慢性発生判別モデル学習部22は、ある期間Aにおいて計測されたRRIデータにおいて、不整脈様異常値が慢性的に発生しているか否かを定義する慢性発生正解データ46を参照し、学習対象とする慢性発生正解データ46の有無を判定する(S21)。
 慢性発生判別モデル学習部22は、学習対象の慢性発生正解データ46が存在する場合、ステップS22へ進んで、慢性発生正解データ46に格納されている各期間Aについて、次の処理を実施する。なお、学習対象の慢性発生正解データ46は、入出力装置5から予め設定することができる。
 慢性発生判別モデル学習部22は、慢性発生正解データ46に格納されている各期間Aについて、期間Aで計測された期間B単位RRIデータ41において、不整脈様異常値が慢性的に発生しているか否かを評価するのに用いる集約LP特徴量データ47を生成する。
 なお、集約LP特徴量データ47は、後述するように、慢性発生判別モデル52へ入力して、不整脈様異常値(不整脈の特徴量の異常値)が慢性的であるか否かを判定するためのデータである。
 まず、慢性発生判別モデル学習部22は、期間B単位LP生成部23を呼び出し、期間B単位LP生成部23が期間A内のRRIデータについて、期間B単位で分割された期間B単位RRIデータ41を読み込む(S23)。
 なお、期間B単位LP生成部23は、期間B単位RRIデータ41の読み込み時に、読み込まれた期間B単位RRIデータ41に有効なRRIデータが著しく少ない、もしくは空である場合を想定し、対象の期間B単位RRIデータ41の検査を行い、データの欠損の有無を判定してもよい。この場合、データの欠損に該当すると判定された期間B単位RRIデータ41については後続の処理を行わず、当該期間Bはデータ欠損として扱われる。
 また、期間B単位LP生成部23は、期間B単位RRIデータ41を読み込む際に、加えて履歴データ44も読み込んでもよい。この場合、履歴データ44に格納されたドライバの状態を参照し、所定のドライバの状態に合致しない場合は期間B単位RRIデータ41の読み込みを中止し、当該データに関する後続の処理をスキップしてもよい。
 例えば、ドライバの状態が運転中でない場合には、該当の期間B単位RRIデータ41のデータを読み込まず、慢性発生判別モデルの学習処理から除外してもよい。この場合、慢性発生判別モデル52の学習に利用される期間B単位RRIデータ41の計測条件が統一され、当該計測条件における不整脈様異常値の評価精度の向上が見込まれる。
 続いて、期間B単位LP生成部23は、上記読み込んだ期間B単位RRIデータ41を用い、期間B単位でローレンツプロットを生成し、期間B単位LPデータ43として格納する(S24)。
 LPは、時系列データT[t]について、図4Aの1軸に先行する時刻t(t=0、 1、 2、…)の時系列データT[t]を、もう1軸に時刻tから期間dt(dt=1、 2、 3、 …)だけ経過した時刻t+dtにおける時系列データT[t+dt]をプロットすることで描かれるカオス解析を行うための2次元プロットである。
 本実施例では、T[t]をx軸に、T[t+dt]をy軸に対応付けてプロットしたLPを例として示す。LPに描かれる幾何学図形を解析することで時系列データT[t]の特性を分析することができる。
 特に連続する期間B単位のRRIデータについてLPを描くと、その幾何学的特徴から、期間Bにおいて計測されたデータがどの程度不整脈や計測不良を含んでいるかといった計測特性を評価可能であることが知られている。
 本実施例では、dt=1拍後の時刻とした場合のLPについての例を示す。また、時系列データとして、測定したRRIデータの原系列RRI[t]を用いる場合を示す。なお、dtは1より大きい、すなわち時間的に隣接する2点とは限らなくともよい。また、用いるRRIデータは原系列RRI[t]に限らず、例えば隣接するデータ点間で差分をとった差分系列であるΔRRI[t]を用いてもよい。
 本実施例では、期間B単位LP生成部23がLPにおける幾何学的特徴を定量評価するため、LP上のデータ点の出現頻度を濃度(又は輝度)として表したLP行列を計算する。なお、後述の図4Aのように、出現頻度が高い場合には濃度は高くなり、出現頻度が低い場合には濃度は薄くなる。例えば、本実施例ではx軸及びy軸の範囲を0msから2560msとし、この範囲を各軸方向に64分割するように方眼を描いたメッシュ領域を定義する。
 すなわち、この場合、各メッシュはメッシュ幅が40msで面積40ms×40msの領域を示す。そして、各メッシュ内に所属するLP上のデータ点の数をカウントし、各メッシュ領域の濃度をLP行列の成分と定義する。なお、LPの描画範囲や各軸の分割量、すなわちメッシュ幅は本実施例に限定されない。例えば、描画範囲を同一としてメッシュ幅を80ms単位、すなわち各軸を32分割するようにメッシュ領域を定義してもよい。
 また、RRIデータが正常に計測されていない場合の計測特性を明瞭に評価するため、本実施例ではLP生成の前処理として、メッシュ領域の濃度に閾値を設け、閾値を超過した濃度は閾値に置換する飽和処理を適用する例を示す。
 例えば、閾値を3回と設定した場合、メッシュ領域内に4回以上データが出現した場合にも、濃度の最大値は3回となる。本処理により、不整脈様や計測不良様のRRI異常値の幾何学的特徴が強調されることになる。
 以上により、本実施例では、期間B単位LP生成部23が期間B単位LPデータ43として、64×64で濃度を0から3の4階調としたLP行列を生成する。
 なお、LPの生成にあたっての前処理は飽和処理に限定されない。例えば、不整脈様異常値のみを本手法で処理するために、R波のn拍連続検出ミスに起因する想定RRIの約n倍の長さを有するRRIに対して、公知の時間領域解析手法である中央値フィルタを用いた異常値の除外又は置換処理や、同じく公知の手法であるカルマンフィルタを用いた検出ミス拍の補間処理などを合わせて行ってもよい。
 以上の期間B単位で分割された期間B単位RRIデータ41から期間B単位LPデータ43を算出する処理を、慢性発生判別モデル学習部22は期間Aに含まれる全ての期間Bについて生成する(S22)。なお、期間Aに含まれる期間Bであっても、期間B単位RRIデータ41として存在しない期間Bは、データ欠損として扱われる。
 その後、慢性発生判別モデル学習部22は得られた期間B単位LPデータ43を期間A単位で集約処理を行って期間A単位集約LPデータ45を生成する、期間A単位集約LP生成処理(S25)を行う。
 なお、本フローチャートでは期間B単位LPデータ43の生成を期間Aに渡り順次実行する例を示したが、順次実行ではなく並列実行としてもよい。
 期間Bの時系列で連続的にRRIデータが測定されている場合や、異常値の置換・補間・除外処理により期間B分のRRIデータを得られる場合、この期間BのRRIデータから生成したLPについては、従来研究が行われてきており、どのような幾何学形状が不整脈様の異常であるか、に関する知見が多数存在する。
 一方、期間B以上の窓幅を有する期間Aについては、連続的にRRIを計測できない時間帯や、計測に失敗し、RRIデータが存在しない時間帯や、RRIデータは存在したがサーバへの送信に失敗してデータが欠損した時間帯や、業務の都合により期間Aの例として示した1業務日の開始終了が異なる場合など、多様な要因により、期間Aのうち実際に計測されるRRIデータ量は異なる。
 例えば、期間Aを単純に期間Bで分割すると200区間存在する場合に、実際に計測された期間A内の期間B区間は190区間しか存在しない場合が発生する。このように期間A内の区間でRRIデータの欠損がある場合におけるLPの生成は前記従来例では考慮されておらず、この場合に示される幾何学的特徴は明らかではなかった。
 期間A単位集約LP生成処理(S25)では、慢性発生判別モデル学習部22が期間A単位集約LP処理部24を呼び出し、期間A単位集約LP処理部24が、評価対象とする期間A内に存在する、すなわちデータ欠損期間ではない期間Bの期間B単位LPデータ43群について、集約処理(S25)を行って期間AのRRIデータの特徴量を定量化するLPである期間A単位集約LPデータ45を生成する。
 期間A単位集約LP処理部24は、例えば、期間B単位LPデータ43群について、LP行列の各成分毎に平均化処理を行って、期間A単位集約LPデータ45を生成する。本実施例の場合、期間A単位集約LP処理部24は、期間Aが1業務日であるため、業務日単位平均LPを生成し、期間A単位集約LPデータ45として格納する。
 なお、集約処理方法はLP行列の成分毎に対する平均化処理に限定されない。例えば、集約処理におけるロバスト性を向上させるために、LP行列の各成分に対して期間A中のN%分位点を計算する等の統計処理をもって集約処理を行ってもよい。
 この場合、N=50%とした集約処理を選択した場合、成分毎の中央値による集約処理となり、期間A中に、他と顕著に異なる特性の期間B単位LPデータ43が存在する場合には平均化処理に比較し、上記異なる特性のデータの影響を低減した集約処理を行うことができる。
 期間A内の区間でRRIデータの欠損がある場合において、単純に全RRIデータを用いてLPを生成すると、濃度閾値に基づくRRI異常値の強調処理が所望の機能を発揮しない例や、本来LP上に表れるはずの幾何学特徴が観察されなくなってしまう例が見られる。
 一方、本手法で、RRIデータの欠損が発生していない期間Bの各々についてLPを生成し、これを期間A単位で集約することで、従来研究されてきた期間Bに関する知見をRRIデータの欠損を含む期間Aについて適用可能となる。
 本実施例の場合、期間A単位集約LP生成処理(S25)により、本実施例における0から3までの4階調で作成した期間B単位LPデータ43から、0から3までの連続値で濃度が示される期間A単位集約LPデータ45が生成される。
 続いて、慢性発生判別モデル学習部22が期間A単位集約LP処理部24を呼び出し、期間A単位集約LP処理部24が、期間A単位集約LPデータ45から、不整脈様異常や計測不良様異常の程度を表す集約LP特徴量データ47を抽出するためのモデルである特徴抽出モデル50を用い、集約LP特徴量生成処理(S26)を行う。
 特徴抽出モデル50は、2次元行列の特徴を抽出するための解析手段により構成される。例えば、期間A単位集約LPデータ45の2次元行列を画像として捉え、不整脈様異常や計測不良様異常に関する事前知識に基づいて作成しておいた、幾何学的特徴を抽出するために予め定義したマスク領域群について、データ濃度や出現頻度を特徴量として抽出するマスクパターンによる特徴抽出法や、前記事前知識に基づき不整脈様異常や計測不良様異常に関する情報を正解データとして学習した畳み込みニューラルネットワークベースモデルや、フーリエ変換に基づく周波数領域解析モデルなどを利用することができる。本実施例では、マスクパターンによる特徴抽出法について図4A~図4Fで詳述する。
 なお、上記ステップS23で期間B単位LP生成部23が期間B単位RRIデータ41を読み込む際に、加えて履歴データ44も読み込み、所定のドライバ状態に合致するデータのみを用いた場合、所定のドライバ状態に適した特徴抽出モデル50を利用してもよい。例えば、ドライバ状態が運転中と停車中とではドライバの挙動差に起因してRRIデータの計測特性が変化するため、特徴抽出モデル50を使い分けることで適切な特徴抽出がなされることが見込まれる。
 その後、慢性発生判別モデル学習部22が、期間Aに対応する慢性発生正解データ46を読み込む(S27)。慢性発生正解データ46は、ある期間Aにおいて不整脈様異常値が慢性的に発生しているか否かを例えば0と1で格納する。以上の処理を学習対象とする慢性発生正解データ46群について実施する。
 慢性発生正解データ46と、これに対応する集約LP特徴量データ47が生成された後に、慢性発生判別モデル学習部22が、集約LP特徴量データ47から慢性発生判別モデル52を生成する慢性発生判別モデル学習処理(S28)を実施する。
 慢性発生判別モデル52は、公知の判別アルゴリズムを用いて構成することができる。例えば、判別アルゴリズムのうち機械学習アルゴリズムについて、ロジスティック回帰モデルや決定木、Random Forest、Support Vector Machine、ニューラルネットワーク、深層学習モデルなどを利用することができる。
 慢性発生判別モデル52は、集約LP特徴量データ47から、不整脈の慢性発生の有無の判別を行える他、慢性発生の有無の判別確率を、期間Aにおける不整脈様RRI異常の程度を示す異常度の算出モデルとして利用することもできる。
 なお、期間B単位RRIデータ41を読み込む際に、加えて履歴データ44も読み込む場合、履歴データ44に格納されたドライバの状態毎に複数の慢性発生判別モデル52を生成してもよい。この場合、計測条件に応じたRRIデータの特性を踏まえて不整脈様異常値の発生度合いを評価可能になる。
 本学習処理は、後述する図5に示す、不整脈様異常値の慢性発生の程度を評価する処理以前に少なくとも一度実行される。また、本処理は慢性発生正解データ46の増加に伴い、一定期間毎に実施し、慢性発生判別モデル52を再学習することができる。以上により、さらに判別精度の高い慢性発生判別モデル52を生成することができる。
 図4A~図4Fは、生体データ評価サーバ1で利用される特徴抽出モデル50として利用されるマスクパターンによる特徴抽出法におけるマスク領域定義の一例を示す図である。
 本実施例では、図4Aで示される期間A単位集約LPデータ45を例として、図4Bから図4Fの計5つで構成されるマスクパターンによる特徴抽出法の例を示す。マスクパターンによる特徴抽出法では、期間A単位集約LP処理部24が、定義されたマスク領域内外における濃度の平均や和といった統計量や、濃度が一定閾値以上であるメッシュ領域の数といった値を特徴量として抽出(図3のS26)する。
 図4Aは期間A単位集約LPデータ45の例であり、LP1~LP4-2上の濃度が、各メッシュ領域におけるRRI分布を示す。また、直線の破線はそれぞれy=nx (n=3、2、1、1/2、1/3)を表す。
 また、横軸のRRI[t]は、ある時刻におけるRRIを示し、縦軸のRRI[t+1]は、ある時刻から次の心拍におけるRRIを示す。
 図4Bは、拍の検出失敗を除く要因により頻繁に観察される計測不安定時の計測不良様異常値が分布する範囲を定義するマスク領域(計測不良様マスクMask1)の例である。計測不安定に起因する計測不良はR波のピークをうまく捉えられないことに起因して発生することから、本来計測される平均RRIより短い間隔でR波やノイズの両方をR波として検知してしまう。この例では、マスク領域(Mask1)を次の(1)式で定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 例えば、運転中にはドライバのRRIが500msを下回ることが少ないと想定される場合には、a=b=500msとすることで、計測不安定に起因すると想定される異常値の程度を定量化できる。
 図4Cは、RRIが正常範囲で揺らいでいると考えられるRRIデータの分布範囲を定義するマスク領域(Mask2)の例である。この例では、マスク領域(Mask2)を、次の(2)式で定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 FluctRangeはRRIデータが取りうる揺らぎ幅であり、例えば安静閉眼状態における心拍変動の分散σ2を参考に、2σ内に広くRRIデータが分布すると想定し、FluctRange=80msとすることができる。
 図4Aに示したLP1のRRIデータ群は、正常範囲マスク(Mask2)の領域に含まれることを示している。
 続いて、不整脈様異常値と、拍検出漏れによる計測不良様異常値とを分離して特徴量化するためのマスク領域を示す。本実施例では不整脈様異常値のうち、特に心室性(PVC:premature ventricular contraction)及び心房性期外収縮(PAC:premature atrial contraction)を頻発する例について言及する。
 拍検出漏れによる計測不良様異常値は、n拍検出漏れであればy=(n+1)x及びy=1/(n+1)x近傍に分布する。一方で、不整脈様異常値は心室性及び心房性期外収縮様RRIの場合には、y=xからy=2x及びy=1/2xまでの領域に分布する。よって、不整脈様異常値の定量評価には、1拍検出漏れの分布領域を含まないように、y=xからy=2x及びy=1/2xまでの領域を評価することが有効となる。
 図4Dは不整脈様異常値が分布する範囲を定義するマスク領域(Mask3)の例である。この例では、マスク領域を次のように定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 PVC様異常値マスク(Mask3)は、後述の1拍検出漏れの分布領域を含まないよう、y=2x及びy=1/2xを、左回りを正とした原点周りの回転角Δθだけ緩和した直線と、y=x±FluctRangeとの間の領域を評価することで不整脈様RRIを評価可能となる。
 回転角Δθは例えばΔθ=2°と設定してよい。さらに、運転中には想定されないと考えられる間隔MaxRRIのRRI以上の領域を除外することで、さらに不整脈様異常値のみを評価可能となる。例えば、運転中に心拍数が40を切る場合はRRIデータが正しく計測できていないと想定し、MaxRRI=1500msとできる。
 図4Aに示したLP2-1、LP2-2のRRIデータ群は、PVC様異常値マスク(Mask3)の領域に含まれることを示している。
 図4Eは連続n=1拍検出漏れの場合にRRI異常値が分布する範囲を定義するマスク領域(Mask4)の例であり、マスク領域(Mask4)を次のように定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 図4Aに示したLP3-1、LP3-2のRRIデータ群は、1拍検出漏れマスク(Mask4)の領域に含まれることを示している。
 図4Fは連続n=2拍検出漏れのRRI異常値が分布する範囲を定義するマスク領域(Mask5)の例であり、マスク領域(Mask5)は図4Eと同様に定義する。図4Aに示したLP4-1、LP4-2のRRIデータ群は、連続2拍検出漏れマスク(Mask5)の領域に含まれることを示している。
 以上のように期間A単位集約LPから特徴抽出を行うことで、不整脈様異常値と計測不良様異常値の程度とを切り分けて評価可能となる。なお、マスク領域は本実施例のみに限定されない。例えば、心房細動を表現するためのマスク領域を追加的に定義し利用してもよい。
 以上のように不整脈様異常値を定義するマスク領域と、計測不良様異常値を分離して評価可能な特徴量を算出することで、不整脈様異常値の慢性的な発生状況の選択的な評価を実現可能となる効果が得られる。さらに、副次的効果として、計測不良様異常値の程度についても同様に評価可能となる効果が得られる。
 図5は、生体データ評価サーバ1で行われる不整脈様異常値の慢性発生の程度を評価する処理の一例を示すフローチャートである。なお、図中ステップS22~S26は図3のフローチャートと同一の処理であるので図3と同一の符号を付与した。
 まず、期間B単位LP生成部23が、期間AのRRIデータについて、期間B単位で分割された期間B単位RRIデータ41を読み込む(S23)。続いて、期間B単位LP生成部23が、読み込んだ期間B単位RRIデータ41を用い、期間B単位でLPを生成し、期間B単位LPデータ43として格納する(S24)。
 期間B単位LP生成部23が、期間B単位LPデータ43を、期間Aに含まれる全ての期間Bについて生成した後(S22)に、期間A単位集約LP処理部24が、期間B単位LPデータ43を期間A単位に集約処理を行った期間A単位集約LPデータ45を生成する、期間A単位集約LP生成処理(S25)を行う。
 そして、期間A単位集約LP処理部24が、期間A単位集約LPデータ45から、不整脈様異常や計測不良様異常の程度を表す集約LP特徴量を抽出するためのモデルである特徴抽出モデル50を用い、集約LP特徴量生成処理(S26)を行う。
 その後、得られた集約LP特徴量データ47に対して、異常値慢性発生評価部25が、学習された慢性発生判別モデル52を用いて異常度データ49を算出する異常度算出処理(S31)を行う。
 本処理で算出される異常度は、例えば前述のように集約LP特徴量データ47を慢性発生判別モデル52へ入力して得られる、慢性発生の有無の判別確率を慢性不整脈様異常度147(図10E参照)として算出して異常度データ49として利用することができる。
 最後に異常値慢性発生評価部25が、集約LP特徴量データ47や異常度データ49と、慢性発生判別モデル52とを用いて慢性発生判別処理(S32)を行い、期間Aにおいて不整脈様異常値が慢性的に発生しているか否かを判別して、期間A単位異常判別データ51に格納する。
 なお、異常値慢性発生評価部25は、対象のドライバの異常度データ49から慢性不整脈様異常度147を取得して、慢性不整脈様異常度147が予め設定された異常判定閾値を超えていれば、期間A単位異常判別データ51に慢性不整脈様異常判定結果157(図10F参照)に「1」を設定し、異常判定閾値以下であれば「0」を設定する。
 なお、図3にて記載のように、期間Bデータ読込処理(S23)において追加で履歴データ44を読み込み、所定のドライバ状態で計測された期間B単位RRIデータ41のみから期間A単位集約LPを生成した場合、集約LP特徴量生成処理(S26)において利用する特徴抽出モデル50や、異常度算出処理S3や慢性発生判別処理(S32)で利用する慢性発生判別モデル52は、所定のドライバ状態向けのモデルを選択して利用してよい。この場合、RRIデータの計測状況を踏まえて、より精度高く不整脈様異常値の発生状況を評価可能となる。
 また、本実施例では異常度算出処理(S31)と慢性発生判別処理(S32)を順次行う例を示したが、両者を同時(又は並列的)に行ってもよい。この場合、集約LP特徴量データ47を慢性発生判別モデル52へ入力して得られた判別確率と判別結果のそれぞれを異常度データ49と、期間A単位異常判別データ51として格納すればよい。
 以上により、データ欠損を伴う期間A単位のRRIデータに対しても、期間Aにおける不整脈様異常値発生の程度を評価するためのLPを生成可能となる効果が得られる。また、不整脈様異常値の発生が慢性的であるか否かを判別可能となる。
 したがって、得られた期間A単位異常判別データ51を利用することで、データ欠損を伴う環境においても、期間Aについて不適期間を除外することが可能となり、自律神経機能評価の信頼性が向上する効果が得られる。
 図6は、生体データ評価サーバ1で行われる自律神経機能評価に不適なドライバの判定処理の一例を示すフローチャートである。本実施例においては期間Aを1業務日とする例を示しているが、ドライバの不整脈様異常値の発生状況は運動負荷や健康状態に応じて変化しうる。
 このため、期間Aに対する慢性不整脈様異常判定結果157のみから、当該ドライバの全データについて今後自律神経機能評価が不適であると判定することは難しい。以上の判定を行うには、期間A以上の長さを有する期間Cについての慢性不整脈様異常判定結果157を勘案して評価することが望ましいと考えられる。
 よって、自律神経機能評価に不適なドライバであるか否かを評価する処理では、不適ドライバ判定部26が、まず直近の期間Cに対し、期間C内に存在する期間A単位異常判別データ51を読み出して期間C分判定結果読出処理(S41)を行う。
 そして、不適ドライバ判定部26が、期間C内の期間A単位異常判別データ51を入力として、不適ドライバ判定モデル54を用いて、当該ドライバがRRIデータに基づく自律神経機能評価に不適であるかどうかを判定した判定結果(図10GのANF評価不適判定167)を算出させて不適判定データ48に格納する(S42)。
 なお、不適判定データ48のANF評価不適判定167には、自律神経機能評価に不適であれば「1」を設定し、自律神経機能評価に利用可能であれば「0」が設定される。
 例えば期間Aを1業務日とした場合に、期間Cは5業務日としてよい。不適ドライバ判定モデル54には、例えば定常的に不整脈様異常値を呈する場合と、本人の状況に応じ偶発的に不整脈様異常値を呈する場合とにおける、期間Cを総数とした場合の期間Aに対するANF評価不適判定167の出現分布とを比較して統計的に判定閾値を設定する統計モデルを利用してよい。
 以上により、不適ドライバ判定部26は、健康状態や運動負荷などドライバ本人の状態変化によらず、RRIデータを用いた自律神経機能評価が定常的に不適と考えられるドライバが検出可能となり、自律神経機能評価の信頼性向上が実現される効果が得られる。
 図7は、生体データ評価サーバ1で行われる自律神経機能指標の算出処理の一例を示すフローチャートである。本実施例では、LP生成に用いる期間Bと同様の窓幅のRRIデータを用いて自律神経機能指標を算出する例を示す。すなわち、本実施例では、2分の解析窓単位で自律神経機能指標を算出する例を示す。
 自律神経機能指標の計算処理は、周知又は公知の手法により行われるため、その概要のみを以下で述べる。まず、自律神経機能指標算出部27は、期間B単位RRIデータ41を読み込むデータ読込処理を行う(S51)。
 続いて、RRIデータに基づく自律神経機能評価が定常的に不適と想定されるドライバであるか否かを評価するため、自律神経機能指標算出部27は不適判定データ48から解析適否を判定する(S52)。
 この判定は、自律神経機能指標算出部27が、不適判定データ48のANF評価不適判定167が「0」のレコードを抽出し、解析開始165~解析終了166までの期間B単位RRIデータ41でステップS53~S55の自律神経機能指標データ53を算出する。これにより、自律神経機能指標算出部27は、ANF評価不適判定167が「1」のレコードを排除することができる。
 解析が不適なドライバではなかった場合、自律神経機能指標算出部27は、RRIデータから必要に応じた解析を行うことで自律神経機能指標データ53を算出する。必要に応じた解析には、周波数領域解析(S53)や、時間領域解析(S54)、RRI非線形領域解析(S55)が例として挙げられる。
 自律神経機能指標算出部27は、周波数領域解析(S53)ではRRI時系列からパワースペクトル密度を介して周波数領域指標を算出する。RRI時系列は、不等間隔時系列データであるため、スプライン補間などで等間隔にリサンプリングしてから自己回帰モデルや最大エントロピー法を用いて、もしくは不等間隔データを利用可能なLomb-Scargle法など公知の手法を用いてパワースペクトル密度PSD(Power Spectral Density)を算出する。
 自律神経機能指標算出部27は、算出されたPSDのうち、例えば0.05 Hz-0.15 Hzの低周波数領域の積分値LFや、0.15 Hz-0.40 Hzの高周波数領域の積分値HFと、LFとHFの和であるTP、LFをHFで除したLF/HF、LFをTPで除して百分率としたLFnuなどを自律神経機能指標データ53の周波数領域指標として算出する。
 自律神経機能指標算出部27は、時間領域解析(S54)では、RRI時系列や隣接するRRIの差分系列であるΔRRI時系列の統計量を算出することで時間領域指標を算出する。
 例えば、自律神経機能指標算出部27はRRI時系列の平均値の逆数である平均心拍数やRRIデータの標準偏差であるSDNNを算出する。また、ΔRRI時系列からは例えば、ΔRRI時系列を構成する差分値の絶対値が50msを超過するデータ総数であるNN50や、NN50をΔRRI時系列のデータ総数で除したpNN50や、ΔRRIの標準偏差であるSDSDを算出し、自律神経機能指標データ53の時間領域指標として算出する。
 自律神経機能指標算出部27は、RRI非線形領域解析(S55)では、各種手法により非線形特徴量を算出する。自律神経機能指標算出部27は、例えば、LP解析を通じ、図4Aのようにプロットされた領域を楕円近似した楕円面積Sを算出する。また、自律神経機能指標算出部27は、相似エントロピーやDetrended Fluctuation Analysisによるα1、α2、トーン-エントロピー解析に基づくトーンやエントロピーを算出し、自律神経機能指標データ53のRRI非線形領域指標として算出する。
 その後、自律神経機能指標算出部27は、算出された自律神経機能指標群をまとめて自律神経機能指標データ53に格納する(S56)。
 なお、自律神経機能指標算出部27は、上記ステップの処理を並列的に実行してもよいし、順次実行するようにしてもよい。
 一方、不適判定データ48から解析に不適だと想定されるドライバの場合、自律神経機能指標算出部27は、自律神経機能指標を算出せずに、不適フラグを自律神経機能指標データ53に格納する。なお、自律神経機能指標を算出した上で不適フラグを自律神経機能指標データ53に格納してもよい。
 以上により、定常的な不整脈によりRRIデータを用いた自律神経機能評価が不適なドライバに対して、不適フラグを付与可能となり、得られた自律神経機能指標から誤った解釈を行う可能性を低減させ、自律神経機能評価の信頼性を向上する効果が得られる。
 図8は、結果表示部28が、入出力装置5のディスプレイに対して出力する、自律神経機能評価結果画面1000の一例を示す図である。生体データ評価サーバ1は、期間Aについて、RRIデータの計測が終了し、期間A単位異常判別データ51が生成されると、入出力装置5は、期間A単位の自律神経機能評価結果画面1000を表示する。
 自律神経機能評価結果画面1000には、ドライバID1011と、使用した車両(ID)1012と、不整脈様RRI異常レベル1013が、サマリー情報1010として上部に表示されている。また、下部には、自律神経機能指標の推移1020として、30分毎の時系列で自律神経機能指標の推移が5段階で表示されている。なお、自律神経機能指標は、リラックスからストレスの範囲を示した例である。
 本実施例の対象である期間Aの1業務日のうち、例えば10時については何らかの要因でデータが欠損し、自律神経機能指標が計算できていない。すなわち、期間Aの中でRRIデータに欠損が生じ、従来例のLPの適用で不整脈様異常値の程度を判別するのが困難な場合である。
 しかし、本実施例では期間Aの中に欠損区間があっても不整脈様異常値の程度を評価可能となるため、上部のサマリー情報1010には、本日の業務時間(例:8時間半)と、この業務時間中における不整脈様異常値の程度が不整脈様RRI異常レベル1013として表示されている。
 例えば、不整脈様RRI異常レベル1013には、異常度データ49に百分率で記録された判別確率をパーセンテージ表示に変換した値を表示することで、不整脈様異常値の発生状況の評価を定量表示してよい。
 以上によりドライバは、業務時には頻繁に発生しうる、期間Aの中にRRIデータの欠損区間が発生する場合であっても、自律神経機能評価結果画面1000に表示される自律神経機能指標の推移が信頼性に足るものであるのかどうかを、定量的に理解することができる効果が得られる。
 図9は、結果表示部28が、入出力装置5のディスプレイに対して出力する、期間A中に計測されたRRIデータの信頼性の詳細分析画面2000の一例を示す図である。図8に示した自律神経機能評価結果画面1000のサマリー情報1010内に表示されている詳細ボタン1014を押下すると、入出力装置5は期間A単位の計測データについて、詳細分析画面2000を表示する。
 詳細分析画面2000の左上には、当該日付2001とドライバID2002、及び期間Aである当該日1業務日における自律神経機能指標の信頼性2003が表示されている。
 詳細分析画面2000の左下には、期間A単位集約LP2004が表示されている。右下には、期間A単位集約LP2004を作成するために集約を行う以前の、計測された期間B単位RRIデータ2011と、期間B単位LPデータ2012が表示され、下部のスクロールバー2013により期間B単位LPデータの時間変化を確認することができる。
 また、下部のスクロールバー2013には、期間B単位で信頼性の低い区間2014が網掛けで表示されている。詳細分析画面2000の右上には、不整脈様RRI異常の程度2021と、計測不良様RRI異常の程度2022、2023とが、その根拠とともに表示されている。
 本実施例では特徴抽出モデル50に用いたマスクパターンによる特徴抽出法において定義されている、不整脈様、計測不良様、そしてR波検知失敗様のRRI異常値のそれぞれについて、判定の根拠となるLP上の領域定義が、期間A単位集約LP2004上に重畳表示されている。
 期間A単位集約LP2004の各異常レベルは、例えば、各マスクに関わる特徴量をその特徴量の最大値で正規化してパーセンテージ表示することができる。なお、特徴抽出モデル50として畳み込みニューラルネットワークを用いた場合には、その判定の根拠を可視化する手段であるアテンションマップを表示することで判定の根拠を可視化してもよい。
 以上により、生体データ評価サーバ1の利用者などが詳細分析画面2000を参照することで、不整脈様異常値に起因する自律神経機能評価の信頼性がなぜ低下しているのか、その根拠を容易に提示することができる。
 さらに、不整脈様異常値の他に、計測不良様異常値の状況に関する情報提示を可能とし、正常にRRIデータの計測が行えているか否かの判定をドライバは下すことが可能になる。さらに、一部の期間Bにおいてのみ計測状況が悪いことが分かった場合、ドライバは自身の業務知識と照らし合わせることで、計測不良の要因を考察可能となる。
 <データ構造>
 次に、生体データ評価システムで使用する各データの特徴的な構造について示す。
 図10Aは、生体データ評価サーバ1においてストレージ装置4に保持される、期間B単位RRIデータ41のデータ構造の一例を示す図である。
 期間B単位RRIデータ41には典型的には、ドライバID101と、車両ID102と、RRIデータの計測時刻103と、RRI104及び、加速度ノルム105が1つのレコードに格納される。
 ドライバID101は、車両7のドライバID読取装置11が取得したドライバの識別子を格納する。車両ID102は、運転データ収集装置10に予め設定された車両7の識別子を格納する。
 計測時刻103は、心拍センサ14がRRIデータを測定した日時を格納する。RRI104は、心拍センサ14が検出した値(msec)を格納する。加速度ノルム105は、加速度センサ15が検出した加速度のベクトル値を格納する。
 図10Bは、生体データ評価サーバ1においてストレージ装置4に保持される、期間B単位LPデータ43のデータ構造の一例を示す図である。期間B単位LPデータ43には、典型的にはドライバID111と、車両ID112と、期間Bの窓幅113と、解析期間114と、期間B単位LP115及び、解析元ファイル名116が1つのレコードに格納される。
 ドライバID111は、図10Aと同様でありドライバの識別子を格納する。車両ID112は、図10Aと同様であり車両7の識別子を格納する。期間B113は、期間Bの長さを格納する。解析期間114は、期間Bの始点の日時を格納する。
 期間B単位LP115には、期間B内の2次元のLP行列成分を平坦化した配列を格納してもよい。もしくは、LP行列成分を輝度として画像化したLP画像をバイナリにエンコードした情報を格納してもよい。もしくは、LP行列成分の成分毎に異なる列(又はフィールド)方向に格納してもよい。解析元ファイル名118は、期間B単位LPデータ43のファイル名(又はパス)を格納する。
 図10Cは、生体データ評価サーバ1においてストレージ装置4に保持される、期間A単位集約LPデータ45のデータ構造の一例を示す図である。期間A単位集約LPデータ45には典型的には、ドライバID121と、車両ID122と、期間Aの窓幅123と、期間Bの窓幅124と、期間A内に実際にデータが存在した期間Bの区間数を表す窓数125と、解析期間126と、期間A単位集約LP127及び、集約方法128を示す方法が1つのレコードに格納される。
 ドライバID121と車両ID122は、図10Aと同様でありドライバの識別子と車両7の識別子を格納する。期間A123は、期間Aの長さを格納する。期間B124は、期間Bの長さを格納する。解析期間126は、期間Aの始点の日時を格納する。期間A単位集約LP127には、期間A内の2次元のLP行列成分を平坦化した配列を格納してもよい。もしくは、LP行列成分を輝度として画像化したLP画像をバイナリにエンコードした情報を格納してもよい。もしくは、LP行列成分の成分毎に異なる列方向に格納してもよい。
 図10Dは、生体データ評価サーバ1においてストレージ装置4に保持される、期間A単位集約LP特徴量データ47のデータ構造の一例を示す図である。期間A単位集約LP特徴量データ47には典型的には、ドライバID131と、車両ID132と、期間Aの窓幅133と、期間Bの窓幅134と、期間A内に実際に存在した期間Bの区間数を表す窓数135と、解析期間136、及び期間A単位集約LPから抽出された特徴量群について、その特徴量が不整脈様や計測不良様など特徴量の特性名を表す列名(例:不整脈様特徴量1137-1~計測不良様特徴量N137-N)が1つのレコードに格納される。
 ドライバID131~解析期間136は、図10CのドライバI121D~解析期間126と同様である。
 不整脈特徴量1~N(137-1~137-N)は、例えば、図4Bの計測不良様マスクMask1に含まれるLPの特徴量や、PVC様異常値マスクMask3に含まれるLPの特徴量や、1拍検出漏れマスクMask4や連続2拍検出漏れマスクMask5に含まれるLPの特徴量を格納する。
 図10Eは、生体データ評価サーバ1においてストレージ装置4に保持される、異常度データ49のデータ構造の一例を示す図である。異常度データ49には典型的にはドライバID141と、車両ID142と、期間Aの窓幅143と、期間Bの窓幅144と、期間A内に実際に存在した期間Bの区間数を表す窓数145と、解析期間146と、慢性不整脈様異常度147が1つのレコードに格納される。
 ドライバID141~解析期間146は、図10DのドライバI131D~解析期間136と同様である。慢性不整脈様異常度147には、例えば慢性発生判別モデル52に集約LP特徴量データ47を入力して得られた不整脈の慢性発生の有無の判別確率が1つのレコードに格納される。
 図10Fは、生体データ評価サーバ1においてストレージ装置4に保持される、期間A単位異常判別データ51のデータ構造の一例を示す図である。期間A単位異常判別データ51には典型的には、ドライバID151と、車両ID152と、期間Aの窓幅153と、期間Bの窓幅154と、期間A内に実際に存在した期間Bの区間数を表す窓数155と、解析期間156及び、慢性不整脈様異常判定結果157が1つのレコードに格納される。
 ドライバID151~解析期間156は、図10EのドライバI141D~解析期間146と同様である。
 慢性不整脈様異常判定結果157には、異常値慢性発生評価部25が、期間Aにおいて不整脈様異常値が慢性的に発生しているか否かを判別した結果が「0」又は「1」の値で格納される。なお、不整脈様異常値が慢性的に発生している場合には慢性不整脈様異常判定結果157に「1」が格納され、そうでない場合には「0」が格納される。
 図10Gは、生体データ評価サーバ1においてストレージ装置4に保持される、不適判定データ48のデータ構造の一例を示す図である。不適判定データ48には、典型的にはドライバID161と、車両ID162と、期間Aの窓幅163と、期間Cの窓幅164と、解析を開始した期間Aの解析開始165と、解析を終了した期間Aの解析終了166及び、期間Cに関して評価した自律神経機能(図中ANF)評価不適判定167が1つのレコードに格納される。
 ドライバID161~期間A163は、図10FのドライバID151~期間A153と同様である。期間C164は、期間Aよりも大きい期間(窓幅)を格納する。解析開始165と解析終了166は、期間Cの開始日時と終了日時を格納する。
 自律神経機能(ANF)評価不適判定167には、当該ドライバID161のRRIデータが自律神経機能を評価するのに適していなければ「1」が格納され、そうでない場合には「0」が格納される。
 図10Hは、生体データ評価サーバ1においてストレージ装置4に保持される、自律神経機能指標データ53のデータ構造の一例を示す図である。自律神経機能指標データ53には典型的には、ドライバID171と、車両ID172と、日時173に加え、自律神経機能指標算出部27が算出した各種自律神経機能指標が1つのレコードに格納される。
 ドライバID171と車両ID172は図10JのドライバID161と車両ID162と同様である。日時173は、自律神経機能指標を算出した日時を格納する。
 本実施例では、自律神経機能指標として、例えば、周波数領域指標であるLF/HF174と、時間領域指標である平均心拍数175と、NN50(176)又はRRI非線形領域指標であるα1(177)などが挙げられる。
 図10Iは、生体データ評価サーバ1においてストレージ装置4に保持される、業務状態データ42のデータ構造の一例を示す図である。業務状態データ42には典型的には、ドライバID181と、車両ID182と、業務日183と、計測開始日時184と、計測終了日時185及び、走行距離186などが1つのレコードに格納される。
 ドライバID181と車両ID182は図10HのドライバID171と車両ID172と同様である。業務日183は、ドライバが業務を実施した日付を格納する。計測開始日時184と計測終了日時185は、生体データの計測を開始した日時と、終了した日時を格納する。走行距離186は、ドライバが業務日183で運転した距離を格納する。
 図10Jは、生体データ評価サーバ1においてストレージ装置4に保持される、履歴データ44のデータ構造の一例を示す図である。履歴データ44には典型的には、ドライバID191と、車両ID192と、期間Bの窓幅193と、期間B単位RRIデータの送信時刻194と、期間B単位RRIデータの受信ファイル名195及び代表状態196などが1つのレコードに格納される。
 ドライバID191と車両ID192は図10IのドライバID181と車両ID182と同様である。期間B193は、期間Bの長さを格納する。ファイル送信時刻194は、車両7の運転データ収集装置10がRRIデータを送信した日時を格納する。ファイル名195は、RRIデータのファイル名(又はパス)を格納する。
 代表状態196は、期間B単位RRIデータ41が計測された期間Bにおけるドライバの状態を格納する。
 図10Kは、生体データ評価サーバ1においてストレージ装置4に保持される、慢性発生正解データ46のデータ構造の一例を示す図である。慢性発生正解データ46には、典型的には、ドライバID201と、車両ID202と、期間Aの窓幅203と、解析期間204及び、慢性不整脈様異常か否か正解ラベルを示す慢性不整脈様異常ラベル205が1つのレコードに格納される。
 ドライバID201と車両ID202は図10JのドライバID191と車両ID192と同様である。期間A203は期間Aの長さを格納する。解析期間204は、期間Aの開始日時を格納する。慢性不整脈様異常ラベル205は、慢性不整脈様異常であれば「1」を格納し、そうでない場合には「0」を格納する。
 図11は、期間A及び期間Bの定義とデータ欠損の発生に関わる一例を示す図である。本実施例では期間A501を1業務日(すなわち、ある日付において業務の開始から終了までの期間)、期間B503を2分と設定する場合において、3人日分の期間A501(501-1、501-2)と、期間A501を期間B503単位に分割した場合の例を説明する。
 まず、データ欠損が発生しない場合における期間A501と期間B503を説明する。12/1のドライバA502-1の場合、期間A(ドライバA)501-1で定義される期間に関し、期間B503で分割された期間B単位RRIデータ504が窓数nだけ存在する。
 一方、12/1のドライバB502-3の場合は、12/1のドライバA502-1と業務の開始・終了時刻が異なっており、期間A(ドライバA)501-1とは異なる、期間A(ドライバB)501-2の期間に渡って期間B単位RRIデータ504が計測されている。結果として、12/1のドライバAの期間A501-1に存在した窓数nと異なる、窓数mの期間B単位RRIデータ504が解析対象となる。
 続いて、データ欠損が存在する場合の12/2のドライバA502-2を説明する。この場合、同一ドライバで業務体系が変化しなかったことから、ドライバA502-2においても期間A501はドライバA502-1同様に期間A(ドライバA)501-1で定義されている。
 一方、期間A(ドライバA)501-1中に計測された期間B単位RRIデータ504には、様々な要因でデータ欠損が発生している。例えば、ある期間B単位RRIデータ505-1は、計測不良により有効なRRIデータが著しく少なく、データ欠損が有りと判定されている。
 また期間B単位RRIデータ505-2は、期間B503においてRRIデータ計測に失敗し、生体データ評価サーバ1上に、空の期間B単位RRIデータが存在し、データ欠損有と判定されている。
 さらに期間B単位RRIデータ505-3は、通信不良などの外的要因73により、生体データ評価サーバ1上に、期間B単位RRIデータ504が存在せず、データ欠損が有りと判定されている。
 結果として、3区間のデータ欠損が発生し、12/1のドライバA502-1における期間B単位RRIデータ総数nから3データ少ない、n-3だけ、12/2のドライバA502-2では期間B単位RRIデータが計測されている。なお、データ欠損の要因は以上に限定されない。
 以上のように、期間Aのうちに計測された期間B単位RRIデータ41はそれぞれn、n-3、mと、期間Aに渡ってRRIデータの計測を試みた場合でも、実際に計測されたRRIデータ量が異なる事例が発生する。
 生体データ評価サーバ1に読み込まれた期間B単位RRIデータ41に有効なRRIが著しく少ないもしくは空である場合を想定し、対象の期間B単位RRIデータ41の検査を行い、データ欠損の有無を判定してもよい。
 以上のように、本実施例の生体データ評価システムは、生体データ評価サーバ1が、期間B単位RRIデータ41群から算出した期間B単位LPデータ43群を用いて、期間A単位で集約処理した期間A単位集約LPデータ45を算出し、特徴抽出モデル50を用いて期間A単位集約LPデータ45から、不整脈様異常値発生の程度を表す特徴量を含む集約LP特徴量データ47を算出し、集約LP特徴量データ47を慢性発生判別モデル52へ入力することで、期間A単位で不整脈様異常値が慢性的に発生しているか否かを判別する。
 これにより、本実施例の生体データ評価サーバ1は、データ欠損を伴うRRIデータに対しても不整脈RRI異常値の程度を評価に用いる集約LPを生成することが可能となる。
 また、生体データ評価サーバ1は、集約LPから不整脈様異常値発生の程度を表す特徴量を含む集約LP特徴量データ47を生成することで、計測不良様異常値など、不整脈以外の要因によるRRI異常値と切り分けて不整脈様異常値の発生の程度を定量評価することが可能になる。
 さらに、生体データ評価サーバ1は、集約LP特徴量データ47を用いることで、データ欠損を伴う期間AのRRIデータに対して、不整脈様異常値の発生が期間Aにおいて慢性的であるか否かを判別することが可能になる。
 以上により、生体データ評価サーバ1は、車両7の運転を伴う業務中など安静状態とは限らない状態においてRRIデータを計測する場合においても、期間Aに計測されたRRIデータから得られる自律神経機能指標の信頼性を評価可能となる効果が得られる。
 なお、上記実施例1では、車両7を管理する生体データ評価サーバ1に本発明を適用する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、車両7に代わって、鉄道車両や船舶あるいは航空機など運転者や操縦者を要する移動体に本発明を適用することができる。
 また、例えば、ドライバに限らず、遠隔で生体データが計測される環境において業務に従事する一般従業員や、遠隔で生体データが計測される環境に属する人々を対象としてもよい。
 また、上記実施例1では、期間Bの単位でLPを生成する例を示したが、これに限定されるものではなく、車両7から受信したRRIデータからリアルタイムでLPを生成し、期間Bの単位でLPの生成を終了するようにしてもよい。
 次に、本発明の実施例2を説明する。以下に説明する相違点を除き、実施例2の安全運行支援システムの各部は、実施例1の同一の符号を付された各部と同一の機能を有するため、それらの説明は省略する。
 図12は、本発明の実施例2を示し、生体データ評価システムが、自律神経機能指標データ53を用いてドライバの交通事故又はインシデントのリスク(以下、事故リスク)の予測をも行う場合における、主要な構成の一例を示すブロック図である。
 車両7は、ドライバの生体データを検出する生体センサ12と、ドライバを特定するドライバID読取装置11と、検出された生体データとドライバIDとを収集して生体データ評価サーバ1へ送信する運転データ収集装置10に加え、さらに業務状態や走行状態を検出する車載センサ8と、生体データ評価サーバ1からドライバの事故リスクに応じた警告を受け付けて、ドライバへ提示する予測結果報知装置9とを含む。
 なお、図示の例では、運転データ収集装置10と予測結果報知装置9とドライバID読取装置11を独立した装置とした例を示すが、1つの携帯端末で構成することができる。この場合、携帯端末は、運転データ収集部と予測結果報知部とドライバID読取部として機能する。
 車載センサ8としては、車両の位置情報を検出するGNSS(Global Navigation Satellite System)15と、車両7の挙動や速度を検出する加速度センサ16と、走行環境を映像として検出するカメラ17と、乗車ドライバの業務情報を提示又は記録する業務端末18を含むことができる。
 車載センサ8は、上記に限定されるものではなく、車両7の周囲の物体及び/又は距離を検出する測距センサや、運転操作を検出する操舵角センサや、車両7の旋回操作を検出する角速度センサ等を用いることができる。また、加速度センサは、3軸加速度センサが望ましい。
 生体データ評価サーバ1のメモリ3は、データ収集部21と、慢性発生判別モデル学習部22と、期間B単位LP生成部23と、期間A単位集約LP処理部24と、異常値慢性発生評価部25と、不適ドライバ判定部26と、自律神経機能指標算出部27と、結果表示部28に加え、さらに危険予測部29と警告提示部30の各機1能部をプログラムとしてロードする。各プログラムはプロセッサ2によって実行される。なお、各機能部の詳細については後述する。
 生体データ評価サーバ1のストレージ装置4は、上記各機能部が使用するデータを格納する。ストレージ装置4は、期間B単位RRIデータ41と、期間B単位LPデータ43と、期間A単位集約LPデータ45と、集約LP特徴量データ47と、異常度データ49と、期間A単位異常判別データ51と、自律神経機能指標データ53と、業務状態データ42と、履歴データ44と、慢性発生正解データ46と、不適判定データ48と、特徴抽出モデル50と、慢性発生判別モデル52と、不適ドライバ判定モデル54とに加え、さらに業務・環境データ55と、属性情報データ57と、事故リスク予測データ56と、事故リスク予測モデル58と、を格納する。
 図13Aは、生体データ評価サーバ1で行われる、業務中における事故リスクを予測する処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、車両7から生体データを受信した場合に実行することができる。
 危険予測部29は、まず、車両7から取得したRRIデータを自律神経機能指標算出部27へ入力して自律神経機能指標データ53を算出する(S61)。
 自律神経機能指標算出部27は、上述したように周波数領域解析やパワースペクトル密度PSDを算出し、LF/HFやLFnuなどを自律神経機能指標データ53の周波数領域指標として算出する。
 その後、危険予測部29は、走行中の車両7のドライバに適した事故リスク予測モデル58を選択して読み込む(S62)。
 事故リスク予測モデル58は、走行中の車両7のドライバの自律神経機能指標データ53を入力として、所定時間後の事故リスクを予測して出力する周知又は公知の機械学習モデルであり、予め学習されたモデルである。
 事故リスク予測モデル58としては、事故リスクの種別や、車両7の車載センサ8により計測される走行環境や、所定の業務時間などを格納した業務・環境データ55に応じて、複数のモデル予めを生成しておくのがよい。複数のモデルを生成しておくことで、事故リスク予測処理(S63)において適するモデルを選択して使い分けることが可能になる。
 また、ドライバの業務特性(一般道走行、高速走行、昼夜連続で業務従事など)や運転経験(運転年数、運転技能、所持免許種別)や健康特性(性別、睡眠時間の多寡など)を格納した属性情報データ57に応じてモデルを複数生成しておいてもよい。複数のモデルが予め生成されている場合は、業務・環境データ55や、属性情報データ57に基づき、適する事故リスク予測モデル58を選択する(S62)。
 なお、事故リスク予測モデル選択(S62)では、単一のモデルだけを選択せず、複数の事故リスク予測モデル58を選択してもよい。この場合、事故リスク予測データ56に、予測に用いた事故リスク予測モデル58が識別可能な符号を付すことが望ましい。
 最後に、危険予測部29は、選択された事故リスク予測モデル58を用い、自律神経機能指標データ53を入力して所定時間後の事故リスクを予測し、事故リスク予測データ56に格納する。事故リスク予測データ56は、インシデント又は事故の発生確率として算出することができる。
 図13Bは、生体データ評価サーバ1で行われる、事故リスクの高まりを警告するアラートを発報する処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、図13Aのステップ63で行われる処理である。
 警告提示部30は、事故リスク予測データ56から、アラート発報の対象となる事故リスクの高いデータが蓄積されているかどうか探索する処理(S71)を行う。警告提示部30は、インシデント又は事故の発生確率が所定の閾値を超えるデータを事故リスクが高いデータとして判定することができる。
 警告提示部30は、発報対象となる事故リスク予測データ56が存在するか否かを判定し(S72)、発報対象となる事故リスク予測データ56が存在する場合には、ステップS73へ進み、存在しない場合には処理を終了する。
 警告提示部30は続いて、事故リスク予測モデル58の入力としていた自律神経機能指標の評価に懸念が無いかどうか、評価の適否判定処理(S73)を行う。評価の適否判定処理(S73)では、例えば不適判定データ48に基づき、当該ドライバは不整脈様異常値が異なる業務日間でも定常的に発生しており、誤発報の可能性があるかどうかを判定する。
 また、警告提示部30は、例えば、異常度データ49に基づき、当該ドライバのRRIデータが計測に際して計測不良の影響を大きく受けている可能性があるかどうかを判定する。計測不良の判定は、例えば、警告提示部30が読み込んだRRIデータからLPを生成し、図4Bの計測不良様マスクMask1や、1拍検出漏れマスクMask4や、連続2拍検出漏れマスクMask5内に含まれるデータ量(濃度)が所定の閾値を超えていれば計測不良と判定することができる。
 その後、警告提示部30は、当該ドライバの事故リスク予測データ56及び業務・環境データ55や属性情報データ57に基づき、状況に応じた事故リスクの高まりを警告するための発報内容を生成(S74)し、これをドライバに対してアラートとして発報する(S75)。
 この場合、警告提示部30は、業務・環境データ55に基づいてドライバIDから送信対象の車両IDを取得して、送信対象を特定する。なお、ドライバではなくドライバ管理者を送信対象とする場合には、代わりに、警告提示部30は生体データ評価サーバ1の入出力装置5を送信対象としてよい。
 上記処理によって、事故リスクの高まりを検知されたドライバの車両に対して警告が送信される。警告を受信した車両7では、予測結果報知装置9がドライバに対して警告を通知する。また、生体データ評価サーバ1では、警告提示部30が入出力装置5のディスプレイに警告を送信した車両7を表示する。
 なお、本実施例では、評価適否判定処理(S73)を行った後に、判定結果によらず通知する例を示したが、判定結果に応じてアラート発報(S75)を実施しなくてもよい。例えば、不整脈様異常値が異なる業務日間でも定常的に発生しており、検出された高事故リスク事象が、当該影響を顕著に受ける事象の場合、自律神経機能評価不適と判定されたドライバへはアラート発報(S75)を行わなくてもよい。以上により、誤発報が頻発することによるアラート発報への信頼性低下を抑止することが可能となる。
 図14は、車両7の予測結果報知装置9が出力する、事故リスクの高まりが検出された場合にドライバに対して発報される警告提示画面3000の一例を示す図である。予測結果報知装置9は、ディスプレイ(図示省略)を有し、生体データ評価サーバ1からの警告を受信すると、警告提示画面3000を表示する。
 警告提示画面3000は、事故リスクアラートを表示する領域3001と、事故リスクの高まりを解消するための対策案などを表示するコメント領域3003と、に加えて表示された発報内容が誤っている可能性に関わる情報を表示する領域3002を含む。
 事故リスクアラートを表示する領域3001には、例えば、事故リスク増大の警告文を表示することができる。また、警告提示画面3000のコメント領域3003には例えば、事故リスクの高まりを解消するための具体的な対策案を提示することで、警告の提示を受けたドライバは警告を受けて終わりではなく、危険状態を解消するために次にとるべき行動を理解し、行動を行うことができる。
 さらに、警告提示画面3000の誤発報可能性の通知領域3002には、発報されたドライバから計測された自律神経機能指標の信頼性に基づき、誤発報の可能性を通知するための情報が表示される。
 例えば、RRIデータに基づく自律神経機能評価に不適な、不整脈様異常値が慢性的に発生しているかどうかを、「不整脈:低」と通知できる。また、当該ドライバのRRIデータの計測において、普段から計測不良が多数発生しているかどうかを「計測不良:低」と通知できる。
 以上により、ドライバは通知されたアラート発報が計測データや自律神経機能評価の低信頼性によるものであるか、真に事故リスクが高まっているのかを判定可能となり、アラート発報内容に対する信頼性が向上する。
 なお、本実施例では警告提示画面3000による警告の提示の例を示したが、その他の方法によって警告を提示してもよい。例えば、警告提示画面3000に表示した内容と同等の内容の文章を機械的に読み上げる音声形式で警告を提示してもよい。
 以上のように、本実施例の生体データ評価システムは、実施例1に記載の処理に加え、RRIデータから算出した自律神経機能指標データ53を事故リスク予測モデル58へ入力して所定時間後の事故リスク予測データ56を算出し、事故リスク予測データ56から事故やインシデントの発生リスクの高まりが検出された場合には、異常度データ49や不適判定データ48、期間A単位異常判別データ51の内容を加味して、ドライバへアラートを発報し、事故リスクの高まりを警告する。
 これにより、本実施例の生体データ評価サーバ1は、RRIデータから算出した自律神経機能指標データ53に基づいて事故リスクの高まりを発報する際に、不整脈やRRIデータの計測不良といった誤発報の要因となり得る事象について発報を受けるドライバの特性を踏まえたアラート発報が可能になる。
 この結果、誤発報の可能性に応じたアラート発報の中止の検討や、誤発報の可能性も通知内容に含めたアラート発報が実現可能となる。したがって、生体データ評価サーバ1が実施するRRIデータから算出した自律神経機能指標データ53に基づくアラート発報の誤発報の低減及び誤発報理由への受容性が向上し、発報されるアラートに対する信頼性を大幅に向上させる効果が得られる。
 なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によってハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサ2がそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによってソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ3、ハードディスクドライブ、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、又は、ICカード、SDカード、DVD等の計算機読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納することができる。
 また、図面には、実施例を説明するために必要と考えられる制御線及び情報線を示しており、必ずしも、本発明が適用された実際の製品に含まれる全ての制御線及び情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
 <結び>
 以上のように、上記実施例の生体データ評価システムは、以下のような構成とすることができる。
 (1)プロセッサ(2)とメモリ(3)を有して、生体データを評価する生体データ評価サーバであって、対象者(ドライバ)の前記生体データから心拍間隔相当データ(期間B単位RRIデータ41)を受け付けるデータ収集部(21)と、前記心拍間隔相当データ(41)から所定の期間でローレンツプロット(期間B単位LPデータ43)を算出して、集約ローレンツプロット(期間A単位集約LPデータ45)として出力するローレンツプロット生成部(期間B単位LP生成部23、期間A単位集約LP処理部24)と、を有することを特徴とする生体データ評価サーバ。
 上記構成により、RRIデータの欠損が発生していない期間Bの各々についてLPを生成し、これを期間A単位で集約することで、期間Bに関する知見をRRIデータの欠損を含む期間Aについて適用可能となる。
 (2)上記(1)に記載の生体データ評価サーバであって、前記所定の期間は、第1の期間(期間A)と、前記第1の期間(期間A)よりも短い第2の期間(期間B)を含み、前記ローレンツプロット生成部(23、24)は、前記心拍間隔相当データ(41)を前記第2の期間(期間B)単位で前記ローレンツプロット(期間B単位LPデータ43)を算出し、前記第2の期間(期間B)単位で算出した前記ローレンツプロット(43)を前記第1の期間(期間A)単位で集約処理を実施し、前記第1の期間(期間A)における前記集約ローレンツプロット(45)を算出し、前記第1の期間(期間A)における前記集約ローレンツプロット(45)を出力することを特徴とする生体データ評価サーバ。
 上記構成により、RRIデータの欠損が発生していない期間Bの各々についてLPを生成し、各LPを期間A単位で集約することで、従来研究されてきた期間Bに関する知見をRRIデータの欠損を含む期間Aについて適用可能となる。
 (3)上記(2)に記載の生体データ評価サーバであって、前記ローレンツプロット生成部(23、24)は、前記第2の期間(期間B)単位の前記ローレンツプロット(43)から前記心拍間隔相当データ(41)の欠損の有無を判定し、前記心拍間隔相当データ(41)の欠損が生じた部分を前記第2の期間(期間B)単位で除外してから前記集約処理を行って前記第1の期間(期間A)における前記集約ローレンツプロット(45)を算出することを特徴とする生体データ評価サーバ。
 上記構成により、期間A単位集約LP生成処理(S25)では、慢性発生判別モデル学習部22が期間A単位集約LP処理部24を呼び出し、期間A単位集約LP処理部24が、評価対象とする期間A内に存在する、すなわちデータ欠損期間ではない期間Bの期間B単位LPデータ43群について、集約処理(S25)を行って期間AのRRIデータの特徴量を定量化するLPである期間A単位集約LPデータ45を生成することができる。
 (4)上記(2)に記載の生体データ評価サーバであって、前記ローレンツプロット生成部(23、24)は、前記集約処理として、前記第2の期間(期間B)単位で算出した複数の前記ローレンツプロット(43)を示すローレンツプロット行列の各行列成分について、前記第1の期間(期間A)単位で統計値を算出することを特徴とする生体データ評価サーバ。
 上記構成により、期間A単位集約LP処理部24は、期間B単位LPデータ43群について、LP行列の各成分毎に平均化処理等の統計処理を行って、期間A単位集約LPデータ45を生成することで、期間A中に、他と顕著に異なる特性の期間B単位LPデータ43が存在する場合には統計処理を加えることで異なる特性のデータの影響を低減した集約処理を行うことができる。
 (5)上記(2)に記載の生体データ評価サーバであって、前記ローレンツプロット生成部(23、24)は、前記第2の期間(期間B)を、前記第1の期間(期間A)未満かつ心拍変動解析に要求される時間幅以上とすることを特徴とする生体データ評価サーバ。
 上記構成により、期間A単位集約LP処理部24は、データ欠損期間ではない期間Bの期間B単位LPデータ43から心拍変動解析を実行するための期間A単位集約LPデータ45を生成することができる。
 (6)上記(2)に記載の生体データ評価サーバであって、前記ローレンツプロット生成部(23、24)は、前記心拍間隔相当データ(41)の欠損の時間幅の情報を受け付けて、前記第2の期間(期間B)を前記心拍間隔相当データ(41)の欠損の時間幅の情報に基づいて決定することを特徴とする生体データ評価サーバ。
 上記構成により、期間B単位LP生成部23は、入力装置等から受け付けたRRIデータの欠損又は欠落の時間幅の情報に基づいて期間Bの時間幅を決定することで、生体データの測定環境に応じた期間B単位LPデータ43を生成することが可能となる。
 (7)上記(2)に記載の生体データ評価サーバであって、前記集約ローレンツプロット(45)において、予め定義した領域における特徴量を算出して、前記特徴量に基づいて、不整脈様異常値の発生の程度を異常度データとして算出して出力する異常値慢性発生評価部(25)を、さらに有することを特徴とする生体データ評価サーバ。
 上記構成により、異常値慢性発生評価部25は、集約LP特徴量データ47を慢性発生判別モデル52へ入力して得られる慢性発生の有無の判別確率を慢性不整脈様異常度147として算出して異常度データ49を生成することがでる。
 (8)上記(7)に記載の生体データ評価サーバであって、前記第1の期間(期間A)以上の第3の期間(期間C)において、前記集約ローレンツプロット(45)から前記不整脈様異常値の発生頻度を計算し、自律神経機能評価に適する前記対象者か否かを判定する不適者判定部(不適ドライバ判定部26)を、さらに有することを特徴とする生体データ評価サーバ。
 上記構成により、不適ドライバ判定部26は、健康状態や運動負荷などドライバ本人の状態変化によらず、RRIデータを用いた自律神経機能評価が定常的に不適と考えられるドライバが検出可能となり、自律神経機能評価の信頼性向上が実現される効果が得られる。
 (9)上記(8)に記載の生体データ評価サーバであって、前記不適者判定部(26)の判定結果に基づいて、前記自律神経機能評価に適する対象者の前記心拍間隔相当データ(41)に基づいて自律神経機能指標を算出して出力する自律神経機能指標算出部(27)を、さらに有することを特徴とする生体データ評価サーバ。
 上記構成により、自律神経機能指標算出部27は、定常的な不整脈によりRRIデータを用いた自律神経機能評価が不適なドライバに対して、不適フラグを付与可能となり、得られた自律神経機能指標から誤った解釈を行う可能性を低減させ、自律神経機能評価の信頼性を向上する効果が得られる。
 (10)上記(9)に記載の生体データ評価サーバであって、前記不整脈様異常値に基づき、前記自律神経機能指標の信頼性を判定して、出力装置に前記自律神経機能指標の前記信頼性を表示する警告提示部(30)を、さらに有することを特徴とする生体データ評価サーバ。
 上記構成により、警告提示部は、誤発報が頻発することによるアラート発報への信頼性低下を抑止することが可能となる。
 (11)上記(10)に記載の生体データ評価サーバであって、前記自律神経機能指標に基づいて、前記対象者に事故又はインシデントが所定時間後に発生する確率を事故リスクとして算出する危険予測部(29)を、さらに有し、前記警告提示部(30)は、前記事故リスクが所定の閾値を超えた対象者に対して事故リスクの増大を警告するアラートを発報することを特徴とする生体データ評価サーバ。
 上記構成により、ドライバは通知されたアラート発報が計測データや自律神経機能評価の低信頼性によるものであるか、真に事故リスクが高まっているのかを判定可能となり、アラート発報内容に対する信頼性が向上する。

Claims (15)

  1.  プロセッサとメモリを有して、生体データを評価する生体データ評価サーバであって、
     対象者の前記生体データから心拍間隔相当データを受け付けるデータ収集部と、
     前記心拍間隔相当データから所定の期間でローレンツプロットを算出して、集約ローレンツプロットとして出力するローレンツプロット生成部と、
    を有することを特徴とする生体データ評価サーバ。
  2.  請求項1に記載の生体データ評価サーバであって、
     前記所定の期間は、第1の期間と、前記第1の期間よりも短い第2の期間を含み、
     前記ローレンツプロット生成部は、
     前記心拍間隔相当データを前記第2の期間単位で前記ローレンツプロットを算出し、前記第2の期間単位で算出した前記ローレンツプロットを前記第1の期間単位で集約処理を実施し、前記第1の期間における前記集約ローレンツプロットを算出し、前記第1の期間における前記集約ローレンツプロットを出力することを特徴とする生体データ評価サーバ。
  3.  請求項2に記載の生体データ評価サーバであって、
     前記ローレンツプロット生成部は、
     前記第2の期間単位の前記ローレンツプロットから前記心拍間隔相当データの欠損の有無を判定し、前記心拍間隔相当データの欠損が生じた部分を前記第2の期間単位で除外してから前記集約処理を行って前記第1の期間における前記集約ローレンツプロットを算出することを特徴とする生体データ評価サーバ。
  4.  請求項2に記載の生体データ評価サーバであって、
     前記ローレンツプロット生成部は、
     前記集約処理として、前記第2の期間単位で算出した複数の前記ローレンツプロットを示すローレンツプロット行列の各行列成分について、前記第1の期間単位で統計値を算出することを特徴とする生体データ評価サーバ。
  5.  請求項2に記載の生体データ評価サーバであって、
     前記ローレンツプロット生成部は、
     前記第2の期間を、前記第1の期間未満かつ心拍変動解析に要求される時間幅以上とすることを特徴とする生体データ評価サーバ。
  6.  請求項2に記載の生体データ評価サーバであって、
     前記ローレンツプロット生成部は、
     前記心拍間隔相当データの欠損の時間幅の情報を受け付けて、前記第2の期間を前記心拍間隔相当データの欠損の時間幅の情報に基づいて決定することを特徴とする生体データ評価サーバ。
  7.  請求項2に記載の生体データ評価サーバであって、
     前記集約ローレンツプロットにおいて、予め定義した領域における特徴量を算出して、前記特徴量に基づいて、不整脈様異常値の発生の程度を異常度データとして算出して出力する異常値慢性発生評価部を、さらに有することを特徴とする生体データ評価サーバ。
  8.  請求項7に記載の生体データ評価サーバであって、
     前記第1の期間以上の第3の期間において、前記集約ローレンツプロットから前記不整脈様異常値の発生頻度を計算し、自律神経機能評価に適する前記対象者か否かを判定する不適者判定部を、さらに有することを特徴とする生体データ評価サーバ。
  9.  請求項8に記載の生体データ評価サーバであって、
     前記不適者判定部の判定結果に基づいて、前記自律神経機能評価に適する対象者の前記心拍間隔相当データに基づいて自律神経機能指標を算出して出力する自律神経機能指標算出部を、さらに有することを特徴とする生体データ評価サーバ。
  10.  請求項9に記載の生体データ評価サーバであって、
     前記不整脈様異常値に基づき、前記自律神経機能指標の信頼性を判定して、出力装置に前記自律神経機能指標の前記信頼性を表示する警告提示部を、さらに有することを特徴とする生体データ評価サーバ。
  11.  請求項10に記載の生体データ評価サーバであって、
     前記自律神経機能指標に基づいて、前記対象者に事故又はインシデントが所定時間後に発生する確率を事故リスクとして算出する危険予測部を、さらに有し、
     前記警告提示部は、
     前記事故リスクが所定の閾値を超えた対象者に対して事故リスクの増大を警告するアラートを発報することを特徴とする生体データ評価サーバ。
  12.  プロセッサとメモリを有する生体データ評価サーバと、
     生体センサを有する移動体と、を有して生体データを評価する生体データ評価システムであって、
     前記移動体は、
     前記生体センサが対象者から心拍間隔相当データを含む生体データを検出して前記生体データ評価サーバに送信するデータ収集装置を有し、
     前記生体データ評価サーバは、
     前記生体データを受信して前記心拍間隔相当データを受け付けるデータ収集部と、
     前記心拍間隔相当データから所定の期間でローレンツプロットを算出して、集約ローレンツプロットとして出力するローレンツプロット生成部と、
    を有することを特徴とする生体データ評価システム。
  13.  請求項12に記載の生体データ評価システムであって、
     前記所定の期間は、第1の期間と、前記第1の期間よりも短い第2の期間を含み、
     前記ローレンツプロット生成部は、
     前記心拍間隔相当データを前記第2の期間単位で前記ローレンツプロットを算出し、前記第2の期間単位で算出した前記ローレンツプロットを前記第1の期間単位で集約し、前記第1の期間における前記集約ローレンツプロットを算出し、前記第1の期間における前記集約ローレンツプロットを出力することを特徴とする生体データ評価システム。
  14.  プロセッサとメモリを有する計算機が生体データを評価する生体データ評価方法であって、
     前記計算機が、対象者の前記生体データから心拍間隔相当データを受け付けるデータ収集ステップと、
     前記計算機が、前記心拍間隔相当データから所定の期間でローレンツプロットを算出して、集約ローレンツプロットとして出力するローレンツプロット生成ステップと、
    を含むことを特徴とする生体データ評価方法。
  15.  請求項14に記載の生体データ評価方法であって、
     前記所定の期間は、第1の期間と、前記第1の期間よりも短い第2の期間を含み、
     前記ローレンツプロット生成ステップは、
     前記心拍間隔相当データを前記第2の期間単位で前記ローレンツプロットを算出し、前記第2の期間単位で算出した前記ローレンツプロットを前記第1の期間単位で集約し、前記第1の期間における前記集約ローレンツプロットを算出し、前記第1の期間における前記集約ローレンツプロットを出力することを特徴とする生体データ評価方法。
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