專利名稱：生物疲勞評(píng)價(jià)裝置以及生物疲勞評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)人類的生物信號(hào)來評(píng)價(jià)處于疲勞狀態(tài)的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置以及生物疲勞評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
近年來，為了預(yù)防在汽車或職場(chǎng)等領(lǐng)域中的事故死或過勞死，專家等正在倡導(dǎo)客觀評(píng)價(jià)人類的疲勞的重要性。此時(shí)，重要的不是像以往那樣的實(shí)驗(yàn)室中的疲勞評(píng)價(jià)，而是在實(shí)踐方面實(shí)時(shí)地評(píng)價(jià)，使用戶意識(shí)到并促使用戶注意。但是，以往的評(píng)價(jià)方法缺乏非侵入性、無(wú)拘束性、以及簡(jiǎn)易性，難以原樣應(yīng)用于實(shí)踐方面的評(píng)價(jià)中。因此，作為以實(shí)踐方面的使用為目標(biāo)的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，提出了一種明確根據(jù)人的脈搏信號(hào)得到的特征量與疲勞間的關(guān)系性、根據(jù)脈搏來評(píng)價(jià)疲勞的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。圖25A以及圖25B為表示專利文獻(xiàn)1中所記載以往的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置的構(gòu)成的框圖。以下，使用圖25A以及圖25B對(duì)專利文獻(xiàn)1所記載的裝置進(jìn)行說明。如圖25A所示，若脈搏計(jì)測(cè)部2501計(jì)測(cè)脈搏信號(hào)，則加速度脈搏計(jì)算部2502根據(jù)計(jì)測(cè)出的脈搏信號(hào)計(jì)算加速度脈搏，提取加速度脈搏的波形成分，并計(jì)算從第1波(a波) 到第5波(e波)的波高值。接著，在新計(jì)算的波高值比存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部2503中的加速度脈搏的波高的基準(zhǔn)值小的情況下，評(píng)價(jià)部2504評(píng)價(jià)為處于疲勞。具體而言，在專利文獻(xiàn)1中， 在加速度脈搏的波形成分中特別關(guān)注a波，并以數(shù)據(jù)表示a波的波高值的降低與疲勞之間的關(guān)系性。并且，還公開了如圖25B所示，在加速度脈搏計(jì)算部2502與評(píng)價(jià)部2507之間另外追加了混沌解析部2505的構(gòu)成。混沌解析部2505對(duì)由加速度脈搏計(jì)算部2502計(jì)算的加速度脈搏進(jìn)行混沌解析，并計(jì)算最大李雅普諾夫指數(shù)。接著，在新計(jì)算的最大李雅普諾夫指數(shù)比存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部2506中的最大李雅普諾夫指數(shù)的基準(zhǔn)值小的情況下，評(píng)價(jià)部2507評(píng)價(jià)為處于疲勞。在專利文獻(xiàn)1中，通過上述的構(gòu)成能夠在非侵入狀態(tài)下進(jìn)行疲勞的評(píng)價(jià)。并且，提出了如下方法(例如，參照專利文獻(xiàn)2)通過搭載在方向盤等上的脈搏計(jì)測(cè)部對(duì)駕駛員的脈搏信號(hào)進(jìn)行計(jì)測(cè)，基于使用與心率相當(dāng)?shù)拿}搏信息而計(jì)算的自律神經(jīng)活動(dòng)來推測(cè)緊張或困倦等狀態(tài)。在專利文獻(xiàn)2所提出的方法中，在交感神經(jīng)活動(dòng)量亢進(jìn)、副交感神經(jīng)活動(dòng)量降低的情況(即交感神經(jīng)優(yōu)位狀態(tài))下，設(shè)為駕駛員處于焦急狀態(tài)或興奮狀態(tài)的“興奮”。并且， 在交感神經(jīng)活動(dòng)量降低、副交感神經(jīng)活動(dòng)量亢進(jìn)的情況(即副交感神經(jīng)優(yōu)位狀態(tài))下，設(shè)為駕駛員處于困倦嚴(yán)重的狀態(tài)或疲勞累積的狀態(tài)“困倦”。進(jìn)而，在交感神經(jīng)活動(dòng)量以及副交感神經(jīng)活動(dòng)量都亢進(jìn)的情況下，設(shè)為駕駛員處于正想要克服困倦的狀態(tài)的“困倦(矛盾)”， 在交感神經(jīng)活動(dòng)量以及副交感神經(jīng)活動(dòng)量都降低的情況下，設(shè)為駕駛員處于憂郁狀態(tài)的 “憂郁(矛盾)”?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1 日本專利第379(^66號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-125801號(hào)公報(bào)發(fā)明的概要發(fā)明要解決的技術(shù)問題但是，由于在疲勞以外的影響下脈搏的值也會(huì)發(fā)生變動(dòng)，因此在如圖25A那樣的構(gòu)成的情況下，缺乏計(jì)測(cè)值的再現(xiàn)性，并且難以維持評(píng)價(jià)的精度。另一方面，在如圖25B那樣進(jìn)行混沌解析的情況下，一定程度上能夠緩和疲勞以外的影響，但是混沌解析的處理較為復(fù)雜且計(jì)算量較多，并且，作為解析對(duì)象的數(shù)據(jù)而需要某種程度的數(shù)量，因此缺乏實(shí)時(shí)性。并且，在上述專利文獻(xiàn)2中，雖然提出了使用脈搏信號(hào)而將用戶的狀態(tài)劃分為4種狀態(tài)來推測(cè)，但未提出成為決定狀態(tài)時(shí)的根據(jù)的數(shù)據(jù)。因此，尚不明確該劃分是否具有僅簡(jiǎn)單的劃分以外的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了這些技術(shù)問題，其目的在于提供一種能夠進(jìn)行評(píng)價(jià)精度較高的疲勞評(píng)價(jià)的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置以及生物疲勞評(píng)價(jià)方法。用于解決技術(shù)問題的手段為了解決上述技術(shù)問題，涉及本發(fā)明的一種實(shí)施方式的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，具備 生物信號(hào)計(jì)測(cè)部，計(jì)測(cè)用戶的脈搏信號(hào)；特征量提取部，提取第一特征量，該第一特征量根據(jù)由上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部計(jì)測(cè)的脈搏信號(hào)的收縮期后方成分而得到；存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)由上述特征量提取部提取的第一特征量；以及疲勞判斷部，利用由上述特征量提取部提取的第一特征量，判斷用戶的疲勞的有無(wú)，上述疲勞判斷部比較由上述特征量提取部提取的第一特征量中的某一個(gè)特征量與上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的第一特征量中的至少一個(gè)特征量，來判斷上述疲勞的有無(wú)。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，提取根據(jù)脈搏信號(hào)的收縮期后方成分而得到的第一特征量，比較提取的第一特征量中的某一特征量與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的第一特征量中的至少一個(gè)特征量，判斷疲勞的有無(wú)。這里，脈搏信號(hào)的收縮期后方成分雖然受到疲勞以外的因素的影響，但是不易受到疲勞的影響。因此，通過使用根據(jù)該收縮期后方成分而得到的第一特征量，能夠緩和疲勞以外的因素的影響，能夠提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，優(yōu)選的是，上述特征量提取部根據(jù)上述脈搏信號(hào)計(jì)算加速度脈搏，并利用多個(gè)成分波的信息提取上述第一特征量，該多個(gè)成分波的信息至少包括與上述收縮期后方成分對(duì)應(yīng)的加速度脈搏的成分波即c波或d波的信息。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過使用c波或d波的信息，能夠與基于加速度脈搏波形的波高值本身來評(píng)價(jià)疲勞的情況相比，能夠緩和疲勞以外的因素的影響，提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，優(yōu)選的是，上述特征量提取部提取上述加速度脈搏的上述c波的波高值與a 波、b波或e波的波高值的比，作為上述第一特征量，上述疲勞判斷部在上述第一特征量的絕對(duì)值按時(shí)序增加的情況下，判斷為處于疲勞。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過使用c波的波高值與a波、b波或e波的波高值的比，能夠與基于加速度脈搏波形的波高值本身來評(píng)價(jià)疲勞的情況相比，能夠緩和疲勞以外的因素的影響，提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，優(yōu)選的是，上述特征量提取部提取上述加速度脈搏的a波的波高值與上述c 波的波高值的差，作為上述第一特征量，上述疲勞判斷部在上述第一特征量的絕對(duì)值按時(shí)序減少的情況下，判斷為處于疲勞。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過使用a波的波高值與c波的波高值的差，能夠與基于加速度脈搏波形的波高值本身來評(píng)價(jià)疲勞的情況相比，能夠緩和疲勞以外的因素的影響，提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，優(yōu)選的是，上述特征量提取部提取用上述加速度脈搏的上述c波的波高值與上述d波的波高值的差除以上述加速度脈搏的a波而得到的值，作為上述第一特征量，上述疲勞判斷部在上述第一特征量的絕對(duì)值按時(shí)序增加的情況下，判斷為處于疲勞。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過使用用c波的波高值與d波的波高值的差除以a波而得到的值， 能夠與基于加速度脈搏波形的波高值本身來評(píng)價(jià)疲勞的情況相比，能夠緩和疲勞以外的因素的影響，提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，優(yōu)選的是，還具備設(shè)備控制部，該設(shè)備控制部在由上述疲勞判斷部判斷為處于疲勞的情況下，控制向用戶提供刺激的外部設(shè)備。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過在判斷為處于疲勞的情況下向用戶提供刺激，能夠自動(dòng)進(jìn)行疲勞的評(píng)價(jià)結(jié)果的提示、或基于評(píng)價(jià)結(jié)果的護(hù)理。并且，優(yōu)選的是，上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部還計(jì)測(cè)用戶的心率或脈搏作為生物信號(hào)，上述特征量提取部還提取第二特征量，該第二特征量表示根據(jù)上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部所計(jì)測(cè)出的生物信號(hào)而得到的副交感神經(jīng)活動(dòng)量，上述存儲(chǔ)部還存儲(chǔ)有由上述特征量提取部提取的第二特征量，上述生物疲勞評(píng)價(jià)裝置還具備疲勞性質(zhì)判斷部，該疲勞性質(zhì)判斷部利用由上述特征量提取部提取的第二特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，在上述疲勞判斷部判斷為處于疲勞的情況下，上述疲勞性質(zhì)判斷部比較由上述特征量提取部提取的第二特征量中的某一個(gè)特征量與上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的第二特征量中的至少一個(gè)特征量，來判斷上述疲勞的性質(zhì)。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，在處于疲勞的情況下，能夠利用第二特征量來判斷用戶的疲勞是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞這樣的疲勞的性質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)適合于用戶的恢復(fù)援助。并且，由于基于心率或脈搏這樣的不管在什么場(chǎng)合都能夠容易計(jì)測(cè)的生物信號(hào)進(jìn)行判斷，因此通用性良好。并且，優(yōu)選的是，上述疲勞性質(zhì)判斷部在上述第二特征量按時(shí)序減少的情況下，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞，在不減少的情況下，判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過第二特征量的時(shí)序變化，能夠判斷疲勞的性質(zhì)，并能夠?qū)崿F(xiàn)適合于用戶的恢復(fù)援助。并且，由于利用不管在什么場(chǎng)合都能夠容易計(jì)測(cè)的生物信號(hào)來判斷疲勞的性質(zhì)，因此通用性良好。并且，優(yōu)選的是，上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部還計(jì)測(cè)用戶的腦內(nèi)信號(hào)作為生物信號(hào)，上述特征量提取部還提取第三特征量，該第三特征量與根據(jù)上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部所計(jì)測(cè)出的生物信號(hào)而得到的β波以及α波中的至少某一方相關(guān)聯(lián)，上述存儲(chǔ)部還存儲(chǔ)有由上述特征量提取部提取的第三特征量，上述生物疲勞評(píng)價(jià)裝置還具備疲勞性質(zhì)判斷部，該疲勞性質(zhì)判斷部利用由上述特征量提取部提取的第三特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，在上述疲勞判斷部判斷為處于疲勞的情況下，上述疲勞性質(zhì)判斷部比較由上述特征量提取部提取的第三特征量中的某一個(gè)特征量與上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的第三特征量中的至少一個(gè)特征量，來判斷上述疲勞的性質(zhì)。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，在處于疲勞的情況下，使用第三特征量能夠判斷用戶的疲勞是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞、即疲勞的性質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)適合于用戶的恢復(fù)援助。并且，由于能夠通過腦內(nèi)信號(hào)來判斷疲勞的性質(zhì)，因此能夠廣泛應(yīng)用于例如佩戴帽子或耳機(jī)麥克風(fēng)等的職業(yè)的人員的勞務(wù)管理。并且，優(yōu)選的是，還具備識(shí)別部，該識(shí)別部生成識(shí)別用戶處于睜眼狀態(tài)或是閉眼狀態(tài)的識(shí)別信息，上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部向計(jì)測(cè)出的生物信號(hào)附加上述識(shí)別信息，上述特征量提取部提取上述第三特征量，該第三特征量使用了在由上述識(shí)別部識(shí)別出用戶是睜眼狀態(tài)或是閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間中的β波段的功率值、以及α波段的功率值中的至少一方的功率值。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，對(duì)于腦內(nèi)信號(hào)中的β波段的功率值、α波段的功率值中的至少一方的功率值，區(qū)分其為用戶的睜眼狀態(tài)下的值或是閉眼狀態(tài)下的值來使用，因此能夠進(jìn)一步提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，優(yōu)選的是，上述特征量提取部提供上述第三特征量，該第三特征量是使用了由上述識(shí)別部識(shí)別出用戶處于閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間中的α波段的功率值的特征量，上述疲勞性質(zhì)判斷部在上述第三特征量按時(shí)序增加的情況下，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，根據(jù)被識(shí)別出用戶處于閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間中的α波段的功率值， 來判斷用戶的疲勞是否是由困難的工作帶來的疲勞，因此能夠進(jìn)一步提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，通過疲勞的性質(zhì)判斷，對(duì)于由困難的工作帶來的疲勞，能夠?qū)崿F(xiàn)適合于用戶的恢復(fù)援助。 并且，優(yōu)選的是，上述特征量提取部提取上述第三特征量，該第三特征量是使用了由上述識(shí)別部識(shí)別出用戶處于睜眼狀態(tài)或是閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間中的β波段的功率值的特征量，上述疲勞性質(zhì)判斷部在上述第三特征量按時(shí)序減少的情況下，判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，由于根據(jù)被識(shí)別出用戶處于睜眼狀態(tài)或是閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間中的 β波段的功率值，來判斷用戶的疲勞是否是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，因此能夠提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，通過疲勞的性質(zhì)判斷，對(duì)于由單調(diào)的工作帶來的疲勞，能夠?qū)崿F(xiàn)適合于用戶的恢復(fù)援助。并且，優(yōu)選的是，還具備刺激輸出部，向用戶輸出刺激聽覺的聽覺刺激；以及疲勞性質(zhì)判斷部，利用由上述特征量提取部提取的第一特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，在上述疲勞判斷部判斷為處于疲勞的情況下，上述疲勞性質(zhì)判斷部比較上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的由上述刺激輸出部輸出聽覺刺激之前的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量與由上述刺激輸出部輸出了聽覺刺激時(shí)的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量，來判斷上述疲勞的性質(zhì)。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過輸出聽覺刺激，能夠判斷用戶的疲勞是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞、即疲勞的性質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)適合于用戶的恢復(fù)援助。并且，由于使用不管在什么場(chǎng)合都容易計(jì)測(cè)的脈搏和不需要特殊裝置的聽覺刺激來判斷疲勞的性質(zhì)，因此能夠廣泛應(yīng)用于例如在駕駛場(chǎng)合等中從駕駛員能接觸的位置計(jì)測(cè)脈搏、使用相對(duì)于由導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的聲音刺激的脈搏信號(hào)來判斷疲勞的性質(zhì)等。并且，優(yōu)選的是，上述特征量提取部根據(jù)上述脈搏信號(hào)計(jì)算加速度脈搏，提取上述加速度脈搏的c波的波高值與a波的波高值的比，作為上述第一特征量，上述疲勞性質(zhì)判斷部在由上述刺激輸出部輸出聽覺刺激時(shí)的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量比上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的由上述刺激輸出部輸出聽覺刺激之前的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量增加了的情況下，判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，在沒有增加的情況下，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠判斷用戶的疲勞是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞、即疲勞的性質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)適合于用戶的恢復(fù)援助。并且，由于使用不管在什么場(chǎng)合都容易計(jì)測(cè)的脈搏和不需要特殊裝置的聽覺刺激來判斷疲勞的性質(zhì)，因此能夠廣泛應(yīng)用。并且，優(yōu)選的是，還具備設(shè)備控制部，該設(shè)備控制部根據(jù)由上述疲勞性質(zhì)判斷部判斷出的疲勞的性質(zhì)，控制對(duì)用戶提供刺激的外部設(shè)備。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過根據(jù)疲勞性質(zhì)向用戶提供刺激，能夠?qū)⑵诘男再|(zhì)的判斷結(jié)果提示給用戶、或進(jìn)行適合于用戶的恢復(fù)援助。并且，為了解決上述技術(shù)問題，涉及本發(fā)明的一種實(shí)施方式的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置具備生物信號(hào)計(jì)測(cè)部，計(jì)測(cè)用戶的心率或脈搏作為生物信號(hào)；特征量提取部，提取第二特征量，該第二特征量表示根據(jù)上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部所計(jì)測(cè)出的生物信號(hào)而得到的副交感神經(jīng)活動(dòng)量；存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)由上述特征量提取部提取的第二特征量；以及疲勞性質(zhì)判斷部，利用由上述特征量提取部提取的第二特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，上述疲勞性質(zhì)判斷部比較由上述特征量提取部提取的第二特征量中的某一個(gè)特征量與上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的第二特征量中的至少一個(gè)特征量，來判斷上述疲勞的性質(zhì)。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠使用第二特征量來判斷用戶的疲勞是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞、即疲勞的性質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)適合于用戶的恢復(fù)援助。并且，由于基于心率或脈搏這樣的不管在什么場(chǎng)合都能夠容易計(jì)測(cè)的生物信號(hào)來進(jìn)行判斷，因此通用性良好。并且，為了解決上述技術(shù)問題，涉及本發(fā)明的一種實(shí)施方式的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置具備生物信號(hào)計(jì)測(cè)部，計(jì)測(cè)用戶的腦內(nèi)信號(hào)作為生物信號(hào)；特征量提取部，提取第三特征量，該第三特征量與根據(jù)上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部所計(jì)測(cè)出的生物信號(hào)而得到的β波以及α 波中的至少某一方相關(guān)聯(lián)；存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)由上述特征量提取部提取的第三特征量；以及疲勞性質(zhì)判斷部，利用由上述特征量提取部提取的第三特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、 即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，上述疲勞性質(zhì)判斷部比較由上述特征量提取部提取的第三特征量中的某一個(gè)特征量與上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的第三特征量中的至少一個(gè)特征量，來判斷上述疲勞的性質(zhì)。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠使用第三特征量來判斷用戶的疲勞是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞、即疲勞的性質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)適合于用戶的恢復(fù)援助。并且，由于通過腦內(nèi)信號(hào)來判斷疲勞的性質(zhì)，因此能夠廣泛應(yīng)用于例如佩戴帽子或耳機(jī)麥克風(fēng)等的職業(yè)的人員的勞務(wù)管理等。并且，為了解決上述技術(shù)問題，涉及本發(fā)明的一種實(shí)施方式的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置具備刺激輸出部，向用戶輸出刺激聽覺的聽覺刺激；生物信號(hào)計(jì)測(cè)部，計(jì)測(cè)用戶的脈搏信號(hào)；特征量提取部，提取第一特征量，該第一特征量根據(jù)上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部所計(jì)測(cè)出的脈搏信號(hào)的收縮期后方成分而得到；存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)由上述特征量提取部提取的第一特征量；以及疲勞性質(zhì)判斷部，利用由上述特征量提取部提取的第一特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，上述疲勞性質(zhì)判斷部比較上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的由上述刺激輸出部輸出聽覺刺激之前的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量與由上述刺激輸出部輸出了聽覺刺激時(shí)的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量，來判斷上述疲勞的性質(zhì)。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過輸出聽覺刺激，能夠判斷用戶的疲勞是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞、即疲勞的性質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)適合于用戶的恢復(fù)援助。并且， 由于使用不管在什么場(chǎng)合都容易計(jì)測(cè)的脈搏和不需要特殊裝置的聽覺刺激來判斷疲勞的性質(zhì)，因此能夠廣泛應(yīng)用于例如在駕駛場(chǎng)合等中從駕駛員接觸的位置計(jì)測(cè)脈搏、使用相對(duì)于由導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的聲音刺激的脈搏信號(hào)來判斷疲勞的性質(zhì)等。并且，本發(fā)明不僅能夠作為這樣的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置實(shí)現(xiàn)，也能夠作為將生物疲勞評(píng)價(jià)裝置所具備的各處理部進(jìn)行的處理作為步驟的生物疲勞評(píng)價(jià)方法來實(shí)現(xiàn)。并且，也能夠作為使計(jì)算機(jī)執(zhí)行該生物疲勞評(píng)價(jià)方法中所包括的特征性處理的程序來實(shí)現(xiàn)。另外， 這樣的程序當(dāng)然能夠經(jīng)由CD-ROM等的記錄媒體以及網(wǎng)絡(luò)等的傳送媒體來流通。并且，能夠作為具有生物疲勞評(píng)價(jià)裝置所包括的特征性處理部的集成電路來實(shí)現(xiàn)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠進(jìn)行評(píng)價(jià)精度高的疲勞評(píng)價(jià)。


圖1是表示實(shí)施方式1中的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置的構(gòu)成的框圖。圖2A是表示容積脈搏波形的一例的圖。圖2B是表示加速度脈搏波形的一例的圖。圖3A是表示實(shí)施方式1中的疲勞判斷部的疲勞評(píng)價(jià)的一例的流程圖。圖;3B是表示實(shí)施方式1中的疲勞判斷部的疲勞評(píng)價(jià)的另外一例的流程圖。圖4是表示實(shí)施方式2中的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置的構(gòu)成的框圖。圖5A是表示實(shí)施方式2中的疲勞性質(zhì)判斷部的疲勞性質(zhì)判斷的一例的流程圖。圖5B是表示實(shí)施方式2中的疲勞性質(zhì)判斷部的疲勞性質(zhì)判斷的另外一例的流程圖。圖6是表示實(shí)施方式3中的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置的構(gòu)成的框圖。圖7A是表示利用實(shí)施方式3中的疲勞性質(zhì)判斷部的α頻帶的功率值的來進(jìn)行的疲勞性質(zhì)判斷的一例的流程圖。圖7Β是表示利用實(shí)施方式3中的疲勞性質(zhì)判斷部的α -blocking來進(jìn)行的疲勞性質(zhì)判斷的一例的流程圖。圖8A是表示利用實(shí)施方式3中的疲勞性質(zhì)判斷部的α頻帶的功率值來進(jìn)行的疲勞性質(zhì)判斷的另外一例的流程圖。圖8B是表示利用實(shí)施方式3中的疲勞性質(zhì)判斷部的α頻帶的功率值和平均頻率來進(jìn)行的疲勞性質(zhì)判斷的一例的流程圖。圖9Α是表示利用實(shí)施方式3中的疲勞性質(zhì)判斷部的β頻帶的功率值來進(jìn)行的疲勞性質(zhì)判斷的一例的流程圖。圖9Β是表示利用實(shí)施方式3中的疲勞性質(zhì)判斷部的β頻帶的功率值來進(jìn)行的疲勞性質(zhì)判斷的另外一例的流程圖。圖10是表示實(shí)施方式4中的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置的構(gòu)成的框圖。圖11是表示實(shí)施方式4中的疲勞性質(zhì)判斷部的疲勞性質(zhì)判斷的一例的流程圖。圖12是表示實(shí)施方式5的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置的構(gòu)成的框圖。圖13是表示實(shí)施方式5的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置的動(dòng)作的一例的流程圖。圖14是表示精神疲勞負(fù)荷前后的ATMT的成績(jī)變化的圖。圖15Α是表示精神疲勞負(fù)荷前后的主觀報(bào)告評(píng)分的圖。圖15Β是表示試驗(yàn)結(jié)束時(shí)記錄的N-back測(cè)試執(zhí)行時(shí)的主觀報(bào)告評(píng)分的圖。圖16A是表示精神疲勞負(fù)荷(Ο-back)前后的APG波形的波高值的變化的圖。圖16B是表示精神疲勞負(fù)荷Q-back)前后的APG波形的波高值的變化的圖。圖17是表示基于精神疲勞負(fù)荷前后的APG的指標(biāo)值(c/a，c/b，c/e)的變化的圖。圖18是表示基于精神疲勞負(fù)荷前后的APG的指標(biāo)值(a_c，c-a, | d_c | /a)的變化的圖。圖19是表示與精神疲勞負(fù)荷前后的聽覺刺激相對(duì)應(yīng)的c/a值的變化的圖。圖20是表示精神疲勞負(fù)荷前后的InHF的變化的圖。圖21是表示精神疲勞負(fù)荷前后的In β，In θ以及In θ /In β的變化的圖。圖22是表示精神疲勞負(fù)荷前后的In β，In α以及In θ /In α的變化的圖。圖23Α是表示精神疲勞負(fù)荷前后的％ θ的變化的圖。圖2 是表示精神疲勞負(fù)荷前后的％ α的變化的圖。圖M是表示精神疲勞負(fù)荷前后的α -阻斷的變化的圖。圖25Α是表示以往的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置的構(gòu)成的框圖。圖25Β是表示以往的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置的構(gòu)成的框圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，存在對(duì)相同的要素賦予相同的符號(hào)而省略說明的情況。(實(shí)施方式1)圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置100的構(gòu)成的框圖。如圖1所示，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置100具備計(jì)測(cè)用戶的脈搏信號(hào)的生物信號(hào)計(jì)測(cè)部 101，從脈搏信號(hào)提取特征量的特征量提取部102，存儲(chǔ)特征量的存儲(chǔ)部103，以及判斷疲勞的有無(wú)的疲勞判斷部104。另外，如圖1所示，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置100可以是還具有基于疲勞評(píng)價(jià)結(jié)果而控制外部設(shè)備的設(shè)備控制部105的結(jié)構(gòu)。生物信號(hào)計(jì)測(cè)部101以規(guī)定的采樣周期對(duì)由傳感器(transducer)等檢測(cè)出的用戶的脈搏進(jìn)行采樣，并按時(shí)序取得脈搏數(shù)據(jù)。關(guān)于安裝生物信號(hào)計(jì)測(cè)部101的部位，代表性的有指尖部及耳朵部等，但也可以為前額及鼻尖部等其他能夠取得脈搏的部位。特征量提取部102提取第一特征量，該第一特征量根據(jù)生物信號(hào)計(jì)測(cè)部101所計(jì)測(cè)出的脈搏信號(hào)的收縮期后方成分而得到。具體來說，特征量提取部102根據(jù)脈搏信號(hào)計(jì)算加速度脈搏，使用至少包括與收縮期后方成分對(duì)應(yīng)的加速度脈搏的成分波即c波或d波的信息的多個(gè)成分波的信息，提取第一特征量。存儲(chǔ)部103為用于存儲(chǔ)由特征量提取部102提取的第一特征量的存儲(chǔ)器。疲勞判斷部104使用由特征量提取部102提取的第一特征量，判斷用戶的的疲勞的有無(wú)。具體來說，疲勞判斷部104比較由特征量提取部102提取的第一特征量中的某一特征量與存儲(chǔ)部103所存儲(chǔ)的第一特征量中的至少1個(gè)特征量，從而判斷疲勞的有無(wú)。例如，疲勞判斷部104比較所提取的多個(gè)第一特征量中的當(dāng)前提取的第一特征量與過去提取的第一特征量，從而判斷疲勞的有無(wú)。例如，在特征量提取部102提取加速度脈搏的c波的波高值與a波、b波或e波的波高值的比作為第一特征量的情況下，疲勞判斷部104在第一特征量的絕對(duì)值按時(shí)序增加的情況下，判斷為處于疲勞。并且，在特征量提取部102提取加速度脈搏的a波的波高值與c波的波高值的差作為第一特征量的情況下，疲勞判斷部104在第一特征量的絕對(duì)值按時(shí)序減少的情況下， 判斷為處于疲勞。進(jìn)而，在特征量提取部102提取用加速度脈搏的c波的波高值與d波的波高值的差除以加速度脈搏的a波而得到的值作為第一特征量的情況下，疲勞判斷部104在第一特征量的絕對(duì)值按時(shí)序增加的情況下，判定為處于疲勞。圖2A是表示生物信號(hào)計(jì)測(cè)部101計(jì)測(cè)的容積脈搏(Plethysmogram，簡(jiǎn)略為PTG) 波形的一例的圖。并且，圖2B是表示對(duì)圖2A的容積脈搏進(jìn)行2階微分后的加速度脈搏 (Accelerated Plethysmogram，簡(jiǎn)略為 APG)波形的一例的圖。如圖2A所示，在容積脈搏中檢測(cè)出流出波(Pl)與反射波(P2)。并且，如圖2B所示，加速度脈搏的波形由收縮初期陽(yáng)性波(a波)、收縮初期陰性波(b波)、收縮中期再上升波(c波)、收縮后期再下降波(d波)、及擴(kuò)張初期陽(yáng)性波(e波)構(gòu)成。在觀察圖2A所示的容積脈搏與圖2B所示加速度脈搏的對(duì)應(yīng)的情況下，加速度脈搏波形成分的a波與b波包含在容積脈搏的收縮期前方成分中，加速度脈搏波形成分的c 波與d波包含在容積脈搏的收縮期后方成分中。容積脈搏的收縮期前方成分反映通過血液的流出而產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)壓波，收縮期后方成分反映驅(qū)動(dòng)壓波傳遞到末梢并反射回來的反射壓波。本次本發(fā)明者們通過與生物疲勞的非侵入性評(píng)價(jià)相關(guān)的可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn) 對(duì)脈搏進(jìn)行2階微分后的加速度脈搏波形成分中的a波的波高值與b波的波高值，以及e 波的波高值在精神疲勞負(fù)荷前后顯著地變化的傾向。這里，顯著地變化在統(tǒng)計(jì)學(xué)上表示滿足5%或的顯著性水平而變化。另一方面，發(fā)現(xiàn)反映了脈搏的收縮期后方成分的特征量即c波的波高值以及d波的波高值在精神疲勞負(fù)荷前后不顯著變化(即，沒有發(fā)現(xiàn)隨疲勞的變化)的傾向。并且還發(fā)現(xiàn)使用了包含c波或d波的多個(gè)加速度脈搏波形成分的特征量在精神疲勞負(fù)荷前后顯著變化的傾向。下面，將a波 e波的波高值分別設(shè)為a e來進(jìn)行說明。作為使用了包含c波或d波信息的多個(gè)加速度脈搏波形成分的信息的特征量，列舉以下例子作為c波與a波的波高比的c/a值、作為c波與b波的波高比的c/b值、作為 c波與e波的波高比的c/e值。并且，除此之外，列舉以下例子作為c波與a波的波高差的a-c值或c-a值、用c波與d波的波高差除以a波的波高值而得到的|d_C|/a值等。關(guān)于本發(fā)明者們實(shí)施的、與生物疲勞的非侵入性評(píng)價(jià)相關(guān)的可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，在后面進(jìn)行詳細(xì)說明。這里，以特征量提取部102在多個(gè)特征量中提取c/a值的情況為例，下面進(jìn)行說明。首先，特征量提取部102對(duì)由生物信號(hào)計(jì)測(cè)部101計(jì)測(cè)出的脈搏信號(hào)進(jìn)行2階微分，變換為如圖2B所示的加速度脈搏波形。然后，特征量提取部102根據(jù)加速度脈搏波形成分中時(shí)間上最早發(fā)生的極值，提取a波的波高值a，根據(jù)時(shí)間上第3個(gè)極值，提取c波的波高值c，并求出它們的比即c/a值。 這里，特征量提取部102將求出的c/a值按時(shí)序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部103中。另外，特征量提取部102可以將脈搏信號(hào)每1拍的值原樣輸出作為c/a值，也可以輸出事先決定的時(shí)間區(qū)間(例如10秒等)的平均值作為c/a值。疲勞判斷部104比較至少2個(gè)時(shí)刻的c/a值，來判斷疲勞的有無(wú)。例如，若從特征量提取部102輸出新的c/a值，則疲勞判斷部104將存儲(chǔ)部103所存儲(chǔ)的c/a值中的在時(shí)序上前1個(gè)時(shí)刻的c/a值與當(dāng)前時(shí)刻的c/a值進(jìn)行比較。當(dāng)然，不限于此，疲勞判斷部104也可以將在某個(gè)決定的時(shí)刻(例如剛剛啟動(dòng)后等)所存儲(chǔ)的c/a值作為基準(zhǔn)值，與當(dāng)前時(shí)刻的c/a值進(jìn)行比較。另外，作為其他的比較方法，例如疲勞判斷部104也可以將從當(dāng)前時(shí)刻到某個(gè)期間為止的全部時(shí)刻的c/a值的合計(jì)與規(guī)定閾值進(jìn)行比較。并且，若c/a值的合計(jì)為規(guī)定閾值以上，則疲勞判斷部104可以判斷為處于疲勞。圖3A以及圖:3B表示本實(shí)施方式1中的疲勞判斷部104的疲勞評(píng)價(jià)的一例的流程圖。首先，說明疲勞判斷部104進(jìn)行如圖3A所示的動(dòng)作的情況。若從特征量提取部 102輸出c/a值(步驟S31)，則疲勞判斷部104調(diào)出存儲(chǔ)部103所存儲(chǔ)的c/a值中、在時(shí)序上前1個(gè)時(shí)刻的c/a值(步驟S32)。然后，疲勞判斷部104比較這2個(gè)的值、即當(dāng)前時(shí)刻的c/a值與前1個(gè)時(shí)刻的c/a 值(步驟S33)。疲勞判斷部104在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的c/a值大于前1個(gè)時(shí)刻的c/a值的情況下 (步驟S33判斷為“是”)，判斷為用戶處于疲勞(步驟S34)。并且，疲勞判斷部104在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的c/a值不大于前1個(gè)時(shí)刻的c/a值的情況下(步驟S33判斷為“否”)，待機(jī)直到接下來從特征量提取部102輸出c/a值，在下一個(gè)c/a值輸出后，重復(fù)從步驟S31開始的動(dòng)作。并且，疲勞判斷部104也可以進(jìn)行如圖:3B所示的動(dòng)作。進(jìn)行圖:3B所示動(dòng)作的情況下，步驟S31 步驟S33的動(dòng)作流程與圖3A所示的動(dòng)作例相同。疲勞判斷部104在步驟S33中判斷為當(dāng)前時(shí)刻的c/a值大于前1個(gè)時(shí)刻的c/a值的情況下(在步驟S33判斷為“是”)，計(jì)算從前1個(gè)時(shí)刻的c/a值向當(dāng)前時(shí)刻的c/a值的變化量，并與事先設(shè)定的閾值Ll(例如，0. 03左右的變化量)進(jìn)行比較(步驟S35)。疲勞判斷部104在判斷為計(jì)算的變化量比閾值Ll大的情況下(在步驟S35判斷為“是”)，判斷為用戶處于疲勞(步驟S36)。疲勞判斷部104在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的c/a值不大于前1個(gè)時(shí)刻的c/a值的情況下， 或計(jì)算的變化量不大于閾值Ll的情況下(在步驟S35判斷為“否”)，待機(jī)直到接下來從特征量提取部102輸出c/a值，在下一個(gè)c/a值輸出后，重復(fù)從步驟S31開始的動(dòng)作。另外，閾值Ll不限于0. 03左右，若鑒于后述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，則優(yōu)選設(shè)為從0. 03左右到0. 035左右的范圍中包含的值(參照?qǐng)D17)。疲勞判斷部104通過輸出信息、例如在處于疲勞中時(shí)輸出1、在未處于疲勞中時(shí)輸出0等，來進(jìn)行是否處于疲勞的判斷。在生物疲勞評(píng)價(jià)裝置100具有設(shè)備控制部105的情況下，設(shè)備控制部105基于由疲勞判斷部104判斷的結(jié)果，控制外部設(shè)備。例如，設(shè)備控制部105可以控制具有顯示功能的顯示器或輸出聲音的揚(yáng)聲器而向用戶或管理監(jiān)督用戶的部門通知疲勞判斷結(jié)果。并且，設(shè)備控制部105在由疲勞判斷部104判斷為處于疲勞的情況下，可以控制對(duì)用戶給予刺激的外部設(shè)備。例如，設(shè)備控制部105可以控制產(chǎn)生氣流或熱的設(shè)備，而輸出具有從疲勞中恢復(fù)或使疲勞減輕的效果的某種香氣或氣流、溫?zé)岬却碳??；蛘咴O(shè)備控制部105 也可以保存、積累、傳送由疲勞判斷部104判斷出的結(jié)果。如上所述，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置100基于使用多個(gè)加速度脈搏波形成分而從脈搏信號(hào)中提取的特征量，來判斷疲勞的有無(wú)，該多個(gè)加速度脈搏波形成分包括對(duì)疲勞產(chǎn)生特異變化的c波或d波。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，提取根據(jù)脈搏信號(hào)的收縮期后方成分得到的第一特征量，并比較提取的第一特征量中的某一個(gè)特征量與存儲(chǔ)部103所存儲(chǔ)的第一特征量中的至少1個(gè)特征量，來判斷疲勞的有無(wú)。這里，脈搏信號(hào)的收縮期后方成分雖然受到疲勞以外因素的影響，但是不易受到基于疲勞的影響。因此，通過使用根據(jù)該收縮期后方成分得到的第一特征量，能夠減輕脈搏中包括的、疲勞以外因素的影響，提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過使用c波或d波的信息，與基于加速度脈搏波形的波高值自身來評(píng)價(jià)疲勞的情況相比，更能夠緩和疲勞以外的因素的影響、提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過使用c波的波高值與a波、b波或e波的波高值的比，與基于加速度脈搏波形的波高值自身來評(píng)價(jià)疲勞的情況相比，更能夠緩和疲勞以外的因素的影響、提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過使用a波的波高值與c波的波高值的差，與基于加速度脈搏波形的波高值自身來評(píng)價(jià)疲勞的情況相比，更能緩和疲勞以外的因素的影響、提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過使用用c波的波高值與d波的波高值的差除以a波而得到的值，與基于加速度脈搏波形的波高值自身來評(píng)價(jià)疲勞的情況相比，更能夠緩和疲勞以外的因素的影響、提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，根據(jù)本結(jié)構(gòu)，在判斷為處于疲勞中的情況下，通過對(duì)用戶給予刺激，能夠自動(dòng)進(jìn)行疲勞的評(píng)價(jià)結(jié)果的提示或基于評(píng)價(jià)結(jié)果的護(hù)理。另外，在生物疲勞評(píng)價(jià)裝置100不具備設(shè)備控制部105的情況下，也可以通過外部的結(jié)構(gòu)控制外部設(shè)備。(實(shí)施方式2)圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2中的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置400的構(gòu)成的框圖。如圖4所示，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置400具備計(jì)測(cè)生物信號(hào)的生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401、 從生物信號(hào)提取特征量的特征量提取部402、存儲(chǔ)特征量的存儲(chǔ)部403、以及判斷疲勞的性質(zhì)的疲勞性質(zhì)判斷部406。另外，如圖4所示，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置400可以是還具有基于疲勞的性質(zhì)的判斷結(jié)果而控制外部設(shè)備的設(shè)備控制部405的結(jié)構(gòu)。生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401將用戶的心率或脈搏作為生物信號(hào)進(jìn)行計(jì)測(cè)。具體來說，生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401是指計(jì)測(cè)例如心電圖、脈搏、腦波、腦磁圖那樣的生物信號(hào)的生物傳感器部。在取得心電圖或腦波等的生物電量的情況下，典型的方法是在生物皮膚表面安裝多個(gè)電極、并作為電信號(hào)導(dǎo)出到體外。在取得腦磁圖等生物磁量的情況下，為了計(jì)測(cè)微弱的磁通密度，使用磁通量間門形的磁通計(jì)或更高靈敏度的超導(dǎo)量子干涉儀。在取得脈搏的情況下，典型的方法是使用LED等的光源對(duì)生物照射紅外光、并利用光電二極管將通過了生物的光強(qiáng)度變換為電信號(hào)而取得。本發(fā)明者們通過與生物疲勞的非侵入性評(píng)價(jià)相關(guān)的可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)由于困難的工作而產(chǎn)生的疲勞(以下，記為由困難的工作帶來的疲勞)、由于單調(diào)的工作而產(chǎn)生的疲勞(以下，記為由單調(diào)的工作帶來的疲勞)這樣的疲勞的性質(zhì)與作為自律神經(jīng)活動(dòng)的一種的副交感神經(jīng)活動(dòng)量具有關(guān)聯(lián)。具體來說，發(fā)現(xiàn)了如下傾向當(dāng)由困難的工作帶來的疲勞時(shí)，副交感神經(jīng)活動(dòng)量顯著降低，當(dāng)由單調(diào)的工作帶來的疲勞時(shí)，副交換神經(jīng)活動(dòng)量未顯著降低(即，沒有發(fā)現(xiàn)與由單調(diào)的工作帶來的疲勞相伴隨的副交換神經(jīng)活動(dòng)量的降低)。表示副交感神經(jīng)活動(dòng)量的指標(biāo)值中典型的是對(duì)心電圖中的心率間隔或脈搏間的 a波間隔的時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率解析而求出的功率譜中的、0. 15Hz 0. 4Hz的高頻帶(High Frequency (高頻)，以下記為HF)的功率值。并且，表示副交感神經(jīng)活動(dòng)量的指標(biāo)值不限于該功率值，也可以是將HF功率值對(duì)數(shù)化后的InHF。此外，也可以是用將功率譜的其他的頻帶(作為0. 04Hz以下的頻帶的超低頻(VLF =Very Low Frequency)，作為0. 04Hz 0. 15Hz 的頻帶的低頻(LF:Low Frequency)等)合并后的總功率值除以HF功率值而得到的％ HF 等。對(duì)于本發(fā)明者們實(shí)施的與生物疲勞的非侵入性評(píng)價(jià)有關(guān)的可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，在后面進(jìn)行詳細(xì)說明。這里，以將使用脈搏而計(jì)算的值作為副交感神經(jīng)活動(dòng)量的指標(biāo)值的情況為例，下面對(duì)生物疲勞評(píng)價(jià)裝置400的動(dòng)作進(jìn)行說明。首先，生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401將用戶的脈搏信號(hào)作為生物信號(hào)而進(jìn)行計(jì)測(cè)。特征量提取部402提取第二特征量，該第二特征量表示根據(jù)由生物信號(hào)計(jì)測(cè)部 401計(jì)測(cè)到的生物信號(hào)而得到的副交感神經(jīng)活動(dòng)量。具體來說，特征量提取部402根據(jù)將生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401所計(jì)測(cè)出的脈搏信號(hào)進(jìn)行2階微分而得到的加速度脈搏波形，求出脈搏間的a波的間隔(以下記為aa間隔)，并使用aa間隔的時(shí)序數(shù)據(jù)來求出作為自律神經(jīng)活動(dòng)的一種的副交感神經(jīng)活動(dòng)量。例如，特征量提取部402利用高速傅里葉變換(FFT)或最大熵方法(MEM)等對(duì)aa間隔的時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率解析，計(jì)算而求出功率譜中的HF功率值。并且，特征量提取部402將計(jì)算的HF功率值按時(shí)序存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部403中。另外， 特征量提取部402可以將HF功率值作為為了進(jìn)行頻率解析而需要的最小時(shí)間區(qū)間(例如 30秒鐘等)的計(jì)算值，也可以作為將最小時(shí)間區(qū)間的計(jì)算值進(jìn)一步按時(shí)序集中后的某一定區(qū)間(例如2分鐘等)的平均值。存儲(chǔ)部403為存儲(chǔ)由特征量提取部402提取的第二特征量的存儲(chǔ)器。具體來說， 每當(dāng)從特征量提取部402輸出作為特征量的HF功率值時(shí)，存儲(chǔ)部403按時(shí)序存儲(chǔ)HF功率值。疲勞性質(zhì)判斷部406使用由特征量提取部402提取的第二特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。具體來說，疲勞性質(zhì)判斷部406比較至少2個(gè)時(shí)刻的HF功率值而判斷疲勞的性質(zhì)。也就是說，疲勞性質(zhì)判斷部406比較由特征量提取部402提取的第二特征量中的某一個(gè)的特征量與存儲(chǔ)部403所存儲(chǔ)的第二特征量中的至少1個(gè)特征量，從而判斷疲勞的性質(zhì)。例如，若從特征量提取部402輸出新的HF功率值，則疲勞性質(zhì)判斷部406判斷存儲(chǔ)部403所存儲(chǔ)的HF功率值中的、時(shí)序上為前1個(gè)時(shí)刻的HF功率值與當(dāng)前時(shí)刻的HF功率值。當(dāng)然，基于疲勞性質(zhì)判斷部406的疲勞的性質(zhì)的判斷不限于此，還可以將在某一決定的時(shí)刻(例如剛剛啟動(dòng)后等)所存儲(chǔ)的HF功率值作為基準(zhǔn)值，與當(dāng)前時(shí)刻的HF功率值進(jìn)行比較。并且，疲勞性質(zhì)判斷部406在第二特征量按時(shí)序減少的情況下，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞，在不減少的情況下判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。圖5A以及圖5B是表示本實(shí)施方式2的疲勞性質(zhì)判斷部406的疲勞的性質(zhì)判斷的一例的流程圖。首先，說明疲勞性質(zhì)判斷部406進(jìn)行如圖5A所示的動(dòng)作的情況。若從特征量提取部402輸出HF功率值(步驟S51)，則疲勞性質(zhì)判斷部406調(diào)出存儲(chǔ)部403所存儲(chǔ)的HF功率值中的、時(shí)序上為前1個(gè)時(shí)刻的HF功率值(步驟S52)。并且，疲勞性質(zhì)判斷部406比較這2個(gè)的值、即當(dāng)前時(shí)刻的HF功率值與前1個(gè)時(shí)刻的HF功率值(步驟S53)。疲勞性質(zhì)判斷部406在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的HF功率值小于前1個(gè)時(shí)刻的HF功率值的情況下(在步驟S53判斷為“是”)，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞(步驟S54)。并且，疲勞性質(zhì)判斷部406在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的HF功率值不小于前1個(gè)時(shí)刻的 HF功率值的情況下(在步驟S53判斷為“否”)，判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞(步驟 S55)。之后，若接著從特征量提取部402輸出HF功率值，則疲勞性質(zhì)判斷部406重復(fù)從步驟S51開始的動(dòng)作。另外，作為2個(gè)以上的時(shí)刻的其他比較方法，例如，疲勞性質(zhì)判斷部406可以將從當(dāng)前時(shí)刻到某個(gè)期間為止的全部的時(shí)刻的HF功率值的合計(jì)與規(guī)定閾值進(jìn)行比較。并且，若 HF功率值的合計(jì)為規(guī)定閾值以下，則疲勞性質(zhì)判斷部406判斷為是由困難的工作帶來的疲勞，若HF功率值的合計(jì)不是規(guī)定閾值以下，則疲勞性質(zhì)判斷部406判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。并且，疲勞性質(zhì)判斷部406可以進(jìn)行如圖5B所示的動(dòng)作。在進(jìn)行如圖5B所示的動(dòng)作的情況下，步驟S51 步驟S53的動(dòng)作流程與圖5A所示的動(dòng)作例相同。步驟S53中，疲勞性質(zhì)判斷部406在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的HF功率值小于前1個(gè)時(shí)刻的HF功率值的情況下(在步驟S53判斷為“是”)，計(jì)算從前1個(gè)時(shí)刻的HF功率值到當(dāng)前時(shí)刻的HF功率值的變化量，并比較該變化量與事先設(shè)定的閾值L2 (例如，InHF的變化量成為0. 3左右那樣的HF功率值的變化量)(步驟S56)。疲勞性質(zhì)判斷部406在判斷為計(jì)算的變化量大于閾值L2的情況下(在步驟S56 判斷為“是”)，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞(步驟S57)。并且，疲勞性質(zhì)判斷部406在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的HF功率值不小于前1個(gè)時(shí)刻的 HF功率值的情況下(在步驟S53判斷為“否”)，或在計(jì)算的變化量不大于閾值L2的情況下 (在步驟S56判斷為“否”)，判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞(步驟S58)。之后，若接下來從特征量提取部402輸出HF功率值，則疲勞性質(zhì)判斷部406重復(fù)從步驟S51開始的動(dòng)作。另外，閾值L2不限于如InHF的變化量為0. 3左右那樣的HF功率值的變化量，若鑒于后述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，則優(yōu)選將HF功率值的變化量設(shè)為InHF的變化量為0. 25左右到0. 4 左右的范圍中包含的值(參照?qǐng)D20)。在生物疲勞評(píng)價(jià)裝置400具有設(shè)備控制部405的情況下，設(shè)備控制部405基于由疲勞性質(zhì)判斷部406判斷出的結(jié)果，控制外部設(shè)備。例如，設(shè)備控制部405可以控制具有顯示功能的顯示器或輸出聲音的擴(kuò)音器那樣的設(shè)備，并向用戶或管理監(jiān)督用戶的部門通知疲勞性質(zhì)判斷結(jié)果。并且，設(shè)備控制部405也可以根據(jù)由疲勞性質(zhì)判斷部406判斷出的疲勞的性質(zhì)，控制向用戶提供刺激的外部設(shè)備。例如，設(shè)備控制部405也可以控制產(chǎn)生氣流或熱的設(shè)備，輸出與疲勞性質(zhì)相應(yīng)的、具有從疲勞中恢復(fù)或減輕疲勞的效果的香味或氣流、溫?zé)岬鹊拇碳ぁ?或者，設(shè)備控制部405可以保存、積累、傳送由疲勞性質(zhì)判斷部406判斷出的結(jié)果。如上所述，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置400基于表示副交感神經(jīng)活動(dòng)量的指標(biāo)值，判斷疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠判斷用戶的疲勞的性質(zhì)，例如由此切換給予的處方(休息，睡眠，藥等)，能夠向用戶實(shí)現(xiàn)更適合的恢復(fù)援助。并且，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置400利用不管在什么場(chǎng)合下都容易計(jì)測(cè)的心電圖或者脈搏而提取副交感神經(jīng)活動(dòng)量，判斷疲勞的性質(zhì)，因此具有良好的通用性。并且，根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過按照疲勞的性質(zhì)來向用戶提供刺激，能夠向用戶提示疲勞的性質(zhì)的判斷結(jié)果，或進(jìn)行適合于用戶的恢復(fù)援助。另外，在生物疲勞評(píng)價(jià)裝置400不具有設(shè)備控制部405的情況下，可以通過外部的構(gòu)成控制外部設(shè)備。(實(shí)施方式3)圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3中的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置600的構(gòu)成的框圖。在圖 6中，對(duì)與圖4相同的構(gòu)成要素使用相同的符號(hào)，并省略說明。如圖6所示，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置600具有生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401、特征量提取部 602、存儲(chǔ)部603、疲勞性質(zhì)判斷部606，還具有對(duì)用戶處于睜眼狀態(tài)還是閉眼狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別的識(shí)別部601。并且，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置600可以是還具備設(shè)備控制部405的結(jié)構(gòu)。本次，本發(fā)明者們通過與生物疲勞的非侵入性評(píng)價(jià)相關(guān)的可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn) 基于腦內(nèi)信號(hào)(腦波或者腦磁圖)而提取的閉眼狀態(tài)下的α波、或睜眼狀態(tài)以及閉眼狀態(tài)下的β波與由困難的工作帶來的疲勞、由單調(diào)的工作帶來的疲勞這樣的疲勞的性質(zhì)具有關(guān)聯(lián)。具體來說，發(fā)現(xiàn)在由困難的工作帶來的疲勞時(shí)，閉眼狀態(tài)下的α波顯著增加，由單調(diào)的工作帶來的疲勞時(shí)，睜眼狀態(tài)以及閉眼狀態(tài)的β波顯著降低。作為與α波相關(guān)的指標(biāo)值，典型的是對(duì)腦內(nèi)信號(hào)的時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率解析而求得的功率譜中的α波段(8Hz以上且13Hz以下)的功率值(以下記為α)。并且，與α波相關(guān)的指標(biāo)值也可以是用α的對(duì)數(shù)值(以下的式1所表示的值)、或θ波段(3Hz以上且 8Hz以下)的功率值(以下記為θ )的對(duì)數(shù)值來表現(xiàn)的、閉眼狀態(tài)下的Slow-wave hdex (以下的式2所表示的值)。(Sl)Ina(式 2) In θ/In a并且，與α波相關(guān)的指標(biāo)值可以是用α除以將θ、α及β波段(13Hz以上且 25Hz以下)的功率值(以下記為β)相加后的功率值而得到的％ a (以下的式3所表示的值)、或者用θ除以總功率值而得到的％ θ (以下的式4所表示的值)、或使用了 ％ θ的閉眼狀態(tài)下的Slow-wave Index (以下的式5所表示的值)。(式 3)% α = α/(θ+α+β)(式 θ = θ/(θ+α+β)(式θ /% α并且，與α波相關(guān)的指標(biāo)值可以使用表現(xiàn)了 α波的最有特征的性質(zhì)之一的、受睜眼的抑制的α波阻斷(block)的值。例如，與α波相關(guān)的指標(biāo)值可以如以下的式6所示， 是睜眼狀態(tài)的α (以下記為α (睜))與閉眼狀態(tài)的α (以下記為α (閉))的差即α-阻斷(blocking)(閉眼-睜眼)，也可以如以下的式7所示，是α (閉)與α (睜)的比即 α-阻斷(閉眼/睜眼)。(式6)α (閉)-α (睜)(式7) α (閉)/α (睜)并且，該指標(biāo)值可以是用θ波段的中心頻率(Center frequency)與θ的相乘值、α波段的中心頻率與α的相乘值、以及β波段的中心頻率與β的相乘值的總和除以總功率值而得到的平均頻率(Mean power frequency)(以下的式8所表示的值)。(式 8) (θ Χ5·5+α Χ10·5+β Χ19)/(θ+α+β)另一方面，作為與β波相關(guān)的指標(biāo)值，典型的是β波段(13Hz以上且25Hz以下) 的功率值β。除此之外，作為與β波相關(guān)的指標(biāo)值，列舉β的對(duì)數(shù)值(以下的式9所表示的值)、睜眼狀態(tài)或閉眼狀態(tài)的Slow-wavelndex (以下的式10所表示的值)、睜眼狀態(tài)的 Slow-wave hdex (以下的式11所表示的值)、％ β (以下的式12所表示的值)、睜眼狀態(tài)或閉眼狀態(tài)的Slow-wave Index(以下的式13所表示的值)等。(式 9) In β(式 10) In θ/In β(式 11) (1ηα+1ηθ)/1ηβ
(式 12)% β = β/θ+α+β(式13) % θ /% β另外，作為求出式3所示的％ α、式4所示的％ θ、式12所示的％ β、并且式8所示的平均頻率的方法，并不限定于此，例如，可以將S波段(OHz以上且3Hz以下)的功率值加到總功率中來求出。但是，通常δ波段是瞬間的影響較大的頻帶，因此不少情況下被除外。關(guān)于本發(fā)明者們實(shí)施的與生物疲勞的非侵入性評(píng)價(jià)相關(guān)的可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，在后面進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，以將上述說明的α的對(duì)數(shù)值作為指標(biāo)值的情況為例，下面說明生物疲勞評(píng)價(jià)裝置600的動(dòng)作。首先，識(shí)別部601生成識(shí)別用戶處于睜眼狀態(tài)還是閉眼狀態(tài)的識(shí)別信息。具體來說，識(shí)別部601使用攝像機(jī)或眼電位等的信息，識(shí)別用戶處于睜眼狀態(tài)或是閉眼狀態(tài)，并作為識(shí)別信息向生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401輸出。該識(shí)別信息例如是睜眼狀態(tài)下為1、閉眼狀態(tài)下為 0這樣的信息。生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401將用戶的腦內(nèi)信號(hào)作為生物信號(hào)計(jì)測(cè)，并對(duì)計(jì)測(cè)的生物信號(hào)附加識(shí)別信息。具體來說，生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401在用戶的腦內(nèi)信號(hào)的中也計(jì)測(cè)腦波。并且， 若從識(shí)別部601輸入識(shí)別信息，則生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401對(duì)計(jì)測(cè)的腦波的時(shí)序數(shù)據(jù)附加識(shí)別信息并輸出給特征量提取部602。特征量提取部602提取第三特征量，該第三特征量與根據(jù)生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401所計(jì)測(cè)到的生物信號(hào)而得到的β波以及α波中的至少某一方相關(guān)聯(lián)。也就是說，特征量提取部602提取利用由識(shí)別部601識(shí)別出用戶處于睜眼狀態(tài)或閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間中的β 波段的功率值、以及α波段的功率值中的至少某一方的功率值而得到的第三特征量。例如，特征量提取部602提取使用由識(shí)別部601識(shí)別出用戶處于閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間的α波段的功率值而得到的第三特征量。并且，特征量提取部602提取使用由識(shí)別部 601識(shí)別出用戶處于睜眼狀態(tài)或者閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間的β波段的功率值而得到的第三特征量。具體來說，特征量提取部602對(duì)輸入的腦波的時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率解析，求出相當(dāng)于α波的頻帶(8Hz以上且13Hz以下)、或者相當(dāng)于β波(13Hz以上且25Hz以下)的頻帶各自的功率值(α或者β)。這些可以作為為了進(jìn)行頻率解析而需要的最小時(shí)間區(qū)間(例如30秒鐘等)的功率值，也可以作為將最小時(shí)間區(qū)間的計(jì)算值進(jìn)一步按時(shí)序集合后的某一定區(qū)間(例如2分鐘等)的功率的平均值。并且，特征量提取部602求出將它們對(duì)數(shù)化后的Ina或者In β。并且，特征量提取部602將求出的Ina或In β與被輸入的識(shí)別信息一起按時(shí)序存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部603。另外，作為如上所述的與α波、β波相關(guān)聯(lián)的指標(biāo)值，可以考慮多種， 并不限定于功率值的對(duì)數(shù)值。存儲(chǔ)部603是用于存儲(chǔ)由特征量提取部602提取的第三特征量的存儲(chǔ)器。具體來說，每當(dāng)從特征量提取部602輸出Ina或In β時(shí)，存儲(chǔ)部603按時(shí)序積累In α或In β。疲勞性質(zhì)判斷部606使用由特征量提取部602提取的第三特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。具體來說，疲勞性質(zhì)判斷部606比較由特征量提取部602提取的第三特征量中的某一特征量與存儲(chǔ)部603所存儲(chǔ)的第三特征量中的至少1個(gè)特征量，而判斷疲勞的性質(zhì)。具體來說，疲勞性質(zhì)判斷部606比較從特征量提取部602輸出的、被賦予了識(shí)別信息的In α或In β與存儲(chǔ)部603所存儲(chǔ)的被賦予了識(shí)別信息的In α或In β，而判斷疲勞的性質(zhì)。另外，疲勞性質(zhì)判斷部606在使用Ina時(shí)，優(yōu)選使用作為識(shí)別信息而被賦予了處于閉眼狀態(tài)這樣的信息的數(shù)據(jù)。另一方面，疲勞性質(zhì)判斷部606在使用In β時(shí)，可以使用被賦予了睜眼狀態(tài)與閉眼狀態(tài)中的某一個(gè)的信息的數(shù)據(jù)。例如，在特征量提取部602提取使用由識(shí)別部601識(shí)別出用戶處于閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間的α波段的功率值而得到的第三特征量、且該第三特征量按時(shí)序增加的情況下，疲勞性質(zhì)判斷部606判斷為是由困難的工作帶來的疲勞。并且，在特征量提取部602提取使用由識(shí)別部601識(shí)別出用戶處于睜眼狀態(tài)或閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間的β波段的功率值而得到的第三特征量、且該第三特征量按時(shí)序減少的情況下，疲勞性質(zhì)判斷部606判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。具體來說，若從特征量提取部602輸出閉眼狀態(tài)下的Ina，則疲勞性質(zhì)判斷部606 比較存儲(chǔ)部603所存儲(chǔ)的閉眼狀態(tài)下的Ina中的時(shí)序上為前1個(gè)時(shí)刻的In α與當(dāng)前時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ina。這在使用睜眼狀態(tài)或閉眼狀態(tài)的In β時(shí)也相同。另外，這里，疲勞性質(zhì)判斷部606雖然比較時(shí)序上為前1個(gè)時(shí)刻的特征量與當(dāng)前時(shí)刻的特征量，但不限定于此，也可以比較將某個(gè)決定的時(shí)刻所存儲(chǔ)的特征量作為基準(zhǔn)值，而與當(dāng)前時(shí)刻的特征量進(jìn)行比較。圖7Α 圖9Β是表示本實(shí)施方式3的疲勞性質(zhì)判斷部606的疲勞性質(zhì)判斷的一例的流程圖。首先，說明疲勞性質(zhì)判斷部606進(jìn)行圖7Α所示的動(dòng)作的情況。若從特征量提取部 602輸出閉眼狀態(tài)下的In a (步驟S71)，則疲勞性質(zhì)判斷部606調(diào)出存儲(chǔ)部603所存儲(chǔ)的閉眼狀態(tài)下的Ina中的、時(shí)序上為前1個(gè)時(shí)刻的閉眼狀態(tài)的Ina (步驟S72)。然后，疲勞性質(zhì)判斷部606比較這2個(gè)的值、即當(dāng)前時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ina與前1個(gè)時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ina (步驟S73)。疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的In α大于前1個(gè)時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ina的情況下(在步驟S73判斷為“是”)，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞(步驟S74)。并且，疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ina不大于前1個(gè)時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ina的情況下(在步驟S73判斷為“否”)，待機(jī)直到接下來從特征量提取部602輸出Ina，在下一個(gè)In α輸出后，重復(fù)從步驟S71開始的動(dòng)作。并且，疲勞性質(zhì)判斷部606可以是進(jìn)行圖7B所示的動(dòng)作的構(gòu)成。該情況下，若從特征量提取部602輸出α-阻斷(閉眼/睜眼)(步驟S75)，則疲勞性質(zhì)判斷部606調(diào)出存儲(chǔ)部603所存儲(chǔ)的α-阻斷(閉眼/睜眼)中的、時(shí)序上為前1個(gè)時(shí)刻的α-阻斷(步驟 S76)。疲勞性質(zhì)判斷部606比較這2個(gè)的值、即當(dāng)前時(shí)刻的a -阻斷與前1個(gè)時(shí)刻的 a -阻斷(步驟S77)。疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的a _阻斷大于前1個(gè)時(shí)刻的a -阻斷的情況下(在步驟S77判斷為“是”)，判斷為由困難的工作帶來的疲勞(步驟S78)。并且，疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的α _阻斷不大于前1個(gè)時(shí)刻的 α -阻斷的情況下(在步驟S77判斷為“否”)，待機(jī)直到接下來從特征量提取部602輸出 α -阻斷，在下一個(gè)α -阻斷輸出后，重復(fù)從步驟S81開始的動(dòng)作。并且，疲勞性質(zhì)判斷部606可以是進(jìn)行圖8Α所示的動(dòng)作的構(gòu)成。在該情況下，若從特征量提取部602輸出閉眼狀態(tài)下的Ina與In θ/In α (以下記為α特征量)(步驟 S81)，則疲勞性質(zhì)判斷部606調(diào)出存儲(chǔ)部603所存儲(chǔ)的閉眼狀態(tài)下的α特征量中的、時(shí)序上為前1個(gè)時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的α特征量(步驟S82)。然后，疲勞性質(zhì)判斷部606比較這2個(gè)的值、即當(dāng)前時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ina與前1個(gè)時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ina (步驟S83)。首先，疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ina大于前1個(gè)時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ina的情況下(在步驟S83判斷為“是”)，比較當(dāng)前時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的In θ /In α與前1個(gè)時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的In θ/In a (步驟S84)。疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的In θ /In α小于前1個(gè)時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的In θ/Ina的情況下(在步驟S84判斷為“是”)，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞(步驟S85)。疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的In α不大于前1個(gè)時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ina的情況下(在步驟S83判斷為“否”)，待機(jī)直到接下來從特征量提取部602輸出α特征量，在下一個(gè)α特征量輸出后，重復(fù)從步驟S81開始的動(dòng)作。并且，疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ιηθ/ ηα不小于前1個(gè)時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的In θ/Ina的情況下(在步驟S84判斷為“否”)也同樣，在下一個(gè)α特征量輸出后，重復(fù)從步驟S81開始的動(dòng)作。并且，疲勞性質(zhì)判斷部606可以是進(jìn)行圖8B所示的動(dòng)作的構(gòu)成。在該情況下，若從特征量提取部602提取閉眼狀態(tài)下的In α與平均頻率(步驟S86)，則疲勞性質(zhì)判斷部606 調(diào)出存儲(chǔ)部603所存儲(chǔ)的時(shí)序上為前1個(gè)的閉眼狀態(tài)下的In α與平均頻率(步驟S87)。疲勞性質(zhì)判斷部606比較這2個(gè)的值、即當(dāng)前時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的平均頻率與前 1個(gè)時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的平均頻率(步驟S88)。若包括這2個(gè)值的平均頻率的頻帶(θ波段，α波段，β波段等)沒有變化(在步驟S88判斷為“是”)，則疲勞性質(zhì)判斷部606比較當(dāng)前時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ina與前1 個(gè)時(shí)刻的閉眼狀態(tài)下的Ina (步驟S83)。疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的In α大于前1個(gè)時(shí)刻的In α的情況下 (在步驟S83判斷為“是”)，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞(步驟S89)。疲勞性質(zhì)判斷部606在步驟S88中判斷為包括平均頻率的頻帶有變化的情況下 (在步驟S88判斷為“否”)，以及在步驟S83中判斷為當(dāng)前時(shí)刻的In α不大于前1個(gè)時(shí)刻的Ina的情況下(在步驟S83判斷為“否”)，待機(jī)直到輸出下一個(gè)特征量，輸出后重復(fù)從步驟S86開始的動(dòng)作。接著，對(duì)疲勞性質(zhì)判斷部606進(jìn)行如圖9A所示的動(dòng)作的情況進(jìn)行說明。該情況下， 若從特征量提取部602輸出睜眼狀態(tài)下的In β (步驟S91)，則疲勞性質(zhì)判斷部606調(diào)出存儲(chǔ)部603所存儲(chǔ)的睜眼狀態(tài)下的In β中的、時(shí)序上為前1個(gè)時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的Ιηβ (步驟 S92)。然后，疲勞性質(zhì)判斷部606比較這2個(gè)的值、即當(dāng)前時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的In β與前1個(gè)時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的In β (步驟S93)。疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的Ιηβ小于前1個(gè)時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的Ιηβ的情況下(在步驟S93判斷為“是”)，判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞(步驟S94)。疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的Ιηβ不小于前1個(gè)時(shí)刻的睜眼狀態(tài)的In β的情況下(在步驟S93判斷為“否”)，待機(jī)直到接下來從特征量提取部 602輸出In β，在下一個(gè)In β輸出后，重復(fù)從步驟S91開始的動(dòng)作。另外，也可以在特征量提取部602中提取閉眼狀態(tài)下的In β，在疲勞性質(zhì)判斷部 606中進(jìn)行相同的處理。在該情況下也與步驟S93的處理相同，疲勞性質(zhì)判斷部606基于當(dāng)前時(shí)刻的In β是否小于前1個(gè)時(shí)刻的In β，來判斷是否是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。并且，疲勞性質(zhì)判斷部606可以是進(jìn)行圖9Β所示的動(dòng)作的構(gòu)成。在該情況下，若從特征量提取部602輸出睜眼狀態(tài)下的Ιηβ與Ιηθ/ ηβ (以下記為β特征量)(步驟 S95)，則疲勞性質(zhì)判斷部606調(diào)出存儲(chǔ)部603所存儲(chǔ)的睜眼狀態(tài)下的β特征量中的、時(shí)序上為前1個(gè)時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的β特征量(步驟S96)。然后，疲勞性質(zhì)判斷部606比較這2個(gè)的值、即當(dāng)前時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的In β與前1個(gè)時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的In β (步驟S93)。首先，疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的In β小于前1個(gè)時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的In β的情況下(在步驟S93判斷為“是”)，比較當(dāng)前時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的In θ /In β與前1個(gè)時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的In θ /In β (步驟S97)。疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的In θ/In β大于前1個(gè)時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的In θ/In β的情況下(在步驟S97判斷為“是”)，判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞(步驟S98)。疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的Ιηβ不小于前1個(gè)時(shí)刻的睜眼狀態(tài)的In β的情況下(在步驟S93判斷為“否”)，待機(jī)直到接下來從特征量提取部 602輸出β特征量，在下一個(gè)β特征量輸出后，重復(fù)從步驟S95開始的動(dòng)作。并且，疲勞性質(zhì)判斷部606在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的睜眼狀態(tài)下的In θ/In β不大于前1個(gè)時(shí)刻的睜眼狀態(tài)的In θ/In β的情況下(在步驟S97判斷為“否”)也同樣，在下一個(gè)β特征量輸出后，重復(fù)從步驟S95開始的動(dòng)作。另外，也可以在特征量提取部602中提取閉眼狀態(tài)下的β特征量，在疲勞性質(zhì)判斷部606中進(jìn)行相同的處理。該情況下也與步驟S93、步驟S97的處理同樣，疲勞性質(zhì)判斷部606基于當(dāng)前時(shí)刻的In β是否小于前1個(gè)時(shí)刻的In β、以及當(dāng)前時(shí)刻的In θ /In β是否大于前1個(gè)時(shí)刻的In θ /Ιηβ，來判斷是否是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。以上分為判斷為是由困難的工作帶來的疲勞的情況、與判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞的情況進(jìn)行了說明，但是若將兩者進(jìn)行組合，則當(dāng)然也能夠根據(jù)腦內(nèi)信號(hào)來判斷是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞這樣的疲勞的性質(zhì)、即。如上所述，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置600根據(jù)腦內(nèi)信號(hào)，基于與β波，α波中的至少某一方相關(guān)聯(lián)的特征量，能夠判斷疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞?；谂袛喑龅钠诘男再|(zhì)，例如切換給予用戶的處方(休息，睡眠，藥等)， 能夠?qū)崿F(xiàn)更適合用戶的恢復(fù)援助。并且，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置600通過使傳感器接觸頭部，能夠根據(jù)計(jì)測(cè)的腦內(nèi)信號(hào)來判斷疲勞的性質(zhì)，因此還能夠應(yīng)用于例如佩戴帽子或耳機(jī)麥克風(fēng)等的職業(yè)的人們的勞務(wù)管理。并且，根據(jù)本構(gòu)成，將腦內(nèi)信號(hào)的β波段的功率值、α波段的功率值中的至少某一方的功率值區(qū)分為用戶的睜眼狀態(tài)下的值還是閉眼狀態(tài)下的值來使用，因此能夠進(jìn)一步提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，根據(jù)本構(gòu)成，根據(jù)識(shí)別出用戶處于閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間的α波段的功率值，判斷用戶的疲勞是否是由困難的工作帶來的疲勞，因此能夠進(jìn)一步提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，通過疲勞的性質(zhì)判斷，對(duì)于由困難的工作帶來的疲勞，能夠?qū)崿F(xiàn)適合于用戶的恢復(fù)援助。并且，根據(jù)本構(gòu)成，根據(jù)識(shí)別出用戶處于睜眼狀態(tài)或處于閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間的 β波段的功率值，判斷用戶的疲勞是否是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，因此能夠進(jìn)一步提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。并且，通過疲勞的性質(zhì)判斷，對(duì)于由單調(diào)的工作帶來的疲勞，能夠?qū)崿F(xiàn)適合于用戶的恢復(fù)援助。并且，根據(jù)本構(gòu)成，按照疲勞的性質(zhì)對(duì)用戶給予刺激，從而能夠?qū)⑵谛再|(zhì)的判斷結(jié)果提示給用戶、或進(jìn)行適合于用戶的恢復(fù)援助。另外，在生物疲勞評(píng)價(jià)裝置600不具備設(shè)備控制部405的情況下，可以通過外部的構(gòu)成來控制外部設(shè)備。(實(shí)施方式4)圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置1000的構(gòu)成的框圖。在圖 10中，對(duì)于與圖4相同的構(gòu)成成分使用相同的符號(hào)，并省略說明。如圖10所示，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置1000具備生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401、特征量提取部 1002、存儲(chǔ)部1003、疲勞性質(zhì)判斷部1006，還具備對(duì)用戶輸出聽覺刺激的刺激輸出部1001。 并且，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置1000可以是還具有設(shè)備控制部405的結(jié)構(gòu)。本次，本發(fā)明者們通過與生物疲勞的非侵入性評(píng)價(jià)相關(guān)的可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn) 與基于猝發(fā)音(tone burst)刺激(1000Hz下90dB)的聽覺刺激對(duì)應(yīng)的、加速度脈搏波形的特征量的變化，根據(jù)疲勞的性質(zhì)而不同。具體來說，發(fā)現(xiàn)對(duì)于聽覺刺激，與加速度脈搏波形相關(guān)聯(lián)的特征量在精神疲勞負(fù)荷前和由單調(diào)的工作帶來的疲勞負(fù)荷后都顯著變化，但在由困難的工作帶來的疲勞負(fù)荷后不顯著變化。即，在由困難的工作帶來的疲勞時(shí)，可以說對(duì)于聽覺刺激的脈搏的反應(yīng)遲鈍。這里所說的與加速度脈搏波形相關(guān)聯(lián)的特征量采用使用了包含實(shí)施方式1中所舉的c波或d波的信息的、多個(gè)加速度脈搏波形成分的信息的特征量即可。對(duì)于本發(fā)明者們實(shí)施的與生物疲勞的非侵入性評(píng)價(jià)相關(guān)的可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)在后面進(jìn)行詳細(xì)說明。這里，以由生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401計(jì)測(cè)脈搏、特征量提取部1002提取作為c波與a 波的波高比的c/a值的情況為例，在下面進(jìn)行說明。刺激輸出部1001輸出對(duì)用戶刺激聽覺的聽覺刺激。具體來說，刺激輸出部1001 對(duì)用戶輸出聽覺刺激，將表示輸出了聽覺刺激的刺激信息向生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401輸出。這里，對(duì)用戶輸出的聽覺刺激設(shè)為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的臨床實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的將90dB的聲音刺激以1000Hz給予幾分鐘這樣的刺激即可。另外，該刺激信息例如是在輸出聽覺刺激的情況下是1，未輸出的情況下是0這樣的信息。生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401計(jì)測(cè)用戶的脈搏信號(hào)，并且若從刺激輸出部1001輸入刺激信息，則對(duì)計(jì)測(cè)出的脈搏信號(hào)的時(shí)序數(shù)據(jù)附加刺激信息并向特征量提取部1002輸出。特征量提取部1002提取根據(jù)生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401所計(jì)測(cè)出的脈搏信號(hào)的收縮期后方成分而得到的第一特征量。也就是說，特征量提取部1002根據(jù)脈搏信號(hào)計(jì)算加速度脈搏，將c波的波高值與加速度脈搏的a波的波高值的比作為第一特征量提取。具體來說，首先，特征量提取部1002將由生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401計(jì)測(cè)出的脈搏信號(hào)進(jìn)行2階微分，變換為加速度脈搏波形。求出在加速度脈搏波形成分中特別是相當(dāng)于容積脈搏的收縮期后方成分的c波與相當(dāng)于收縮期前方成分的a波的比、即c/a值，并將c/a值與刺激信息一起輸出到存儲(chǔ)部1003。存儲(chǔ)部1003將由特征量提取部1002提取的第一特征量按時(shí)序存儲(chǔ)。另外，在特征量提取部1002中提取c/a值時(shí)，可以將脈搏信號(hào)每1拍的值原樣輸出，也可以將事先決定的時(shí)間區(qū)間(例如10秒等)中的平均值輸出。疲勞性質(zhì)判斷部1006使用由特征量提取部1002提取的第一特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。具體來說，疲勞性質(zhì)判斷部1006比較存儲(chǔ)部1003所存儲(chǔ)的由刺激輸出部1001輸出聽覺刺激之前的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量、與由刺激輸出部1001輸出聽覺刺激時(shí)的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量，從而判斷疲勞性質(zhì)。也就是說，在由刺激輸出部輸出了聽覺刺激時(shí)的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量比存儲(chǔ)部1003所存儲(chǔ)的由刺激輸出部1001輸出聽覺刺激之前的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量增加了的情況下，疲勞性質(zhì)判斷部1006判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，在未增加的情況下， 判斷為是由困難的工作帶來的疲勞。更具體來說，疲勞性質(zhì)判斷部1006比較未被附加刺激信息的c/a值與被附加了刺激信息的c/a值，從而判斷疲勞的性質(zhì)。因此，若從特征量提取部1002輸出新附加了刺激信息的c/a值，則疲勞性質(zhì)判斷部1006調(diào)出存儲(chǔ)部1003所存儲(chǔ)的c/a值中的、時(shí)序上為前 1個(gè)時(shí)刻的未被附加刺激信息的c/a值，并與被附加了當(dāng)前時(shí)刻的刺激信息的c/a值進(jìn)行比較。當(dāng)然，基于疲勞性質(zhì)判斷部1006的疲勞的性質(zhì)的判斷不限定于此，也可以將在某一決定的時(shí)刻(例如剛剛啟動(dòng)后等)所存儲(chǔ)的未被附加刺激信息的c/a值作為基準(zhǔn)值，并與當(dāng)前時(shí)刻的被附加了刺激信息的c/a值進(jìn)行比較。圖11是表示本實(shí)施方式4中的疲勞性質(zhì)判斷部1006的疲勞的性質(zhì)判斷的一例的流程圖。如圖11所示，若從特征量提取部1002輸出被附加了刺激信息的c/a值(步驟 S111)，則疲勞性質(zhì)判斷部1006調(diào)出存儲(chǔ)部1003所存儲(chǔ)的c/a值中的、時(shí)序上為前1個(gè)時(shí)刻的未被附加刺激信息的c/a值(步驟S112)。疲勞性質(zhì)判斷部1006比較這2個(gè)的值、即當(dāng)前時(shí)刻的被附加了刺激信息的c/a值與前1個(gè)時(shí)刻的未被附加刺激信息的c/a值(步驟S113)。疲勞性質(zhì)判斷部1006在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的被附加了刺激信息的c/a值大于前1個(gè)時(shí)刻的未被附加刺激信息的c/a值的情況下(在步驟S113判斷為“是”)，判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞(步驟S114)。并且，疲勞性質(zhì)判斷部1006在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的被附加了刺激信息的c/a值不大于前1個(gè)時(shí)刻的未被附加刺激信息的c/a值的情況下(在步驟S113判斷為“否”)，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞(步驟S115)。如上所述，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置1000根據(jù)與加速度脈搏波形關(guān)聯(lián)的特征量對(duì)聽覺刺激的變化，判斷用戶的疲勞是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞這樣的疲勞的性質(zhì)。根據(jù)這樣的構(gòu)成，能夠判斷用戶的疲勞的性質(zhì)，并由此切換所提供的處方(休息，睡眠，藥等)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更適合于用戶的恢復(fù)援助。并且，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置 1000在任何場(chǎng)合下都使用容易計(jì)測(cè)的脈搏與不需特殊裝置的聽覺刺激來判斷疲勞性質(zhì)，因此具有良好的通用性。例如，可在行駛中從駕駛員接觸的位置計(jì)測(cè)脈搏，使用脈搏信號(hào)相對(duì)由汽車導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的聲音刺激的變化來判斷疲勞的性質(zhì)，也可以作為駕駛監(jiān)測(cè)裝置來應(yīng)用。(實(shí)施方式5)圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5中的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置1200的構(gòu)成的框圖。在圖12中對(duì)于與圖4相同的構(gòu)成要素使用相同符號(hào)，并省略其說明。如圖12所示，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置1200具備生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401、特征量提取部1202、存儲(chǔ)部1203、疲勞性質(zhì)判斷部1206，還具備判斷用戶疲勞的有無(wú)的疲勞判斷部 1204。并且生物疲勞評(píng)價(jià)裝置1200可以是還具有設(shè)備控制部405的結(jié)構(gòu)。這里，以由生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401計(jì)測(cè)脈搏信號(hào)的情況為例，下面說明生物疲勞評(píng)價(jià)裝置1200的動(dòng)作。若由生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401計(jì)測(cè)脈搏信號(hào)，則特征量提取部1202與實(shí)施方式1同樣提取c/a值，并與實(shí)施方式2同樣提取HF功率值。這里，特征量提取部1202關(guān)于c/a值， 可以將脈搏信號(hào)每1拍的值原樣輸出，也可以輸出與HF功率值的最小時(shí)間區(qū)間(例如30 秒間等)相同的時(shí)間區(qū)間中的平均值。存儲(chǔ)部1203按時(shí)序積累由特征量提取部1202提取的c/a值與HF功率值。疲勞判斷部1204與實(shí)施方式1同樣判斷疲勞的有無(wú)。在疲勞判斷部1204判斷為處于疲勞的情況下，疲勞性質(zhì)判斷部1206與實(shí)施方式 2同樣判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。圖13是表示本實(shí)施方式5中的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置1200的動(dòng)作的一例的流程圖。具體來說，圖13是表示將生物疲勞評(píng)價(jià)裝置1200應(yīng)用于駕駛汽車時(shí)的情況的處理的流程圖。這里，生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401的形態(tài)可以是搭載到轉(zhuǎn)向裝置的生物傳感器，也可以是安裝到駕駛員的手指或耳朵等適當(dāng)部位的可佩戴的生物傳感器。如圖13所示，若由生物信號(hào)計(jì)測(cè)部401計(jì)測(cè)脈搏(步驟S1301)，則由特征量提取部1202提取并輸出c/a值與HF功率值(步驟S1302)。若從特征量提取部1202輸出c/a值，則疲勞判斷部1204調(diào)出存儲(chǔ)部1203所存儲(chǔ)的c/a值中的、時(shí)序上為前1個(gè)時(shí)刻的c/a值(步驟S1303)。并且，疲勞判斷部1204比較這2個(gè)值、即當(dāng)前時(shí)刻的c/a值與前1個(gè)時(shí)刻的c/a值(步驟S1304)。疲勞判斷部1204在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的c/a值大于前1個(gè)時(shí)刻的c/a值的情況下 (在步驟S1304判斷為“是”)，判斷為處于疲勞，并將表示作出了處于疲勞的判斷的信號(hào)向疲勞性質(zhì)判斷部1206輸出(步驟S1305)。這里，輸出的疲勞判斷的信號(hào)例如，在處于疲勞中的情況下為1，其他情況下為0等即可。并且，疲勞判斷部1204在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的c/a值不大于前1個(gè)時(shí)刻的c/a值的情況下(在步驟S1304判斷為“否”)，待機(jī)直到接下來從特征量提取部1202輸出c/a值與 HF功率值，在下一個(gè)c/a值以及HF功率值輸出后，重復(fù)從步驟S1302開始的動(dòng)作。接著，若從疲勞判斷部1204接收表示作出了處于疲勞的判斷的信號(hào)，則疲勞性質(zhì)判斷部1206調(diào)出存儲(chǔ)部1203所存儲(chǔ)的HF功率值中的、時(shí)序上為前1個(gè)時(shí)刻的HF功率值 (步驟 S1306)。然后，疲勞性質(zhì)判斷部1206比較這2個(gè)的值、即當(dāng)前時(shí)刻的HF功率值與前1個(gè)時(shí)刻的HF功率值(步驟S1307)。疲勞性質(zhì)判斷部1206在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的HF功率值小于前1個(gè)時(shí)刻的HF功率值的情況下(在步驟S1307判斷為“是”)，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞(步驟S1308)。另一方面，疲勞性質(zhì)判斷部1206在判斷為當(dāng)前時(shí)刻的HF功率值不小于前1個(gè)時(shí)刻的HF功率值的情況下(在步驟S1307判斷為“否”)，判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞 (步驟 S1309)。接著，在從疲勞性質(zhì)判斷部1206輸出了是由困難的工作帶來的疲勞的判斷結(jié)果的情況下，使設(shè)備控制部405執(zhí)行將導(dǎo)航的設(shè)定路線的難度降低、或促使在安全的場(chǎng)所停車休息等的輔助功能(步驟S1310)。另一方面，在從疲勞性質(zhì)判斷部1206輸出了是由單調(diào)的工作帶來的疲勞的判斷結(jié)果的情況下，使設(shè)備控制部405執(zhí)行將導(dǎo)航的設(shè)定路線切換為單一且較少的路線，或輸出具有振奮效果的香氣、溫?zé)?、氣流刺激，或加快音樂的?jié)拍(beat)及速度(tempo)等的輔助功能(步驟S1311)。這里，疲勞判斷部1204基于與脈搏相關(guān)聯(lián)的特征量判斷疲勞的有無(wú)、疲勞性質(zhì)判斷部1206基于與副交感神經(jīng)活動(dòng)量相關(guān)聯(lián)的特征量判斷疲勞性質(zhì)，但是并不限定于此。也可以是，疲勞判斷部1204還使用與腦波相關(guān)聯(lián)的特征量來判斷疲勞的有無(wú)，疲勞性質(zhì)判斷部1206還與實(shí)施方式3或?qū)嵤┓绞?同樣判斷疲勞的性質(zhì)。如上所述，生物疲勞評(píng)價(jià)裝置1200基于與脈搏相關(guān)聯(lián)的特征量和與作為自律神經(jīng)活動(dòng)的之一的副交感神經(jīng)活動(dòng)量相關(guān)聯(lián)的特征量，進(jìn)行疲勞的有無(wú)的判斷，以及是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞這樣的疲勞性質(zhì)的判斷。根據(jù)這樣的構(gòu)成，能夠緩和疲勞以外的因素的影響、提供疲勞的有無(wú)的判斷精度以及疲勞性質(zhì)的判斷精度。并且，根據(jù)疲勞性質(zhì)的判斷結(jié)果，切換提供給用戶的處方，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更適合于用戶的恢復(fù)援助。(其他的變形例)另外，雖然基于上述實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，以下這樣的情況也包含在本發(fā)明中。(1)在由包括微處理器、ROM、RAM、硬盤單元等的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成上述的各裝置的全部或一部分的情況下，在上述RAM或硬盤單元中存儲(chǔ)有實(shí)現(xiàn)與上述各裝置相同的動(dòng)作的計(jì)算機(jī)程序。通過由上述微處理器按照上述計(jì)算機(jī)程序而動(dòng)作，各裝置實(shí)現(xiàn)其功能。(2)構(gòu)成上述的各裝置的構(gòu)成要素的一部分或全部可以由1個(gè)系統(tǒng)LSKLarge Scale htegration:大規(guī)模集積回路)構(gòu)成。系統(tǒng)LSI是將多個(gè)構(gòu)成部在1個(gè)芯片上集聚而制造出的超多功能LSI，具體來說，是包含微處理器、R0M、RAM等而構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在上述RAM中存儲(chǔ)有實(shí)現(xiàn)與上述各裝置相同的動(dòng)作的計(jì)算機(jī)程序。通過由上述微處理器按照上述計(jì)算機(jī)程序而動(dòng)作，系統(tǒng)LSI實(shí)現(xiàn)其功能。(3)構(gòu)成上述的各裝置的構(gòu)成要素的一部分或全部可以由可裝卸在各裝置上的 IC卡或單獨(dú)的模塊構(gòu)成。上述IC卡或上述模塊是由微處理器、R0M、RAM等構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。上述IC卡或上述模塊也可以包含上述的超多功能LSI。通過由微處理器按照計(jì)算機(jī)程序而動(dòng)作，上述IC卡或上述模塊實(shí)現(xiàn)其功能。該IC卡或該模塊可以具有防篡改性。(4)本發(fā)明可以是由上述表示的計(jì)算機(jī)的處理實(shí)現(xiàn)的方法。并且，本發(fā)明也可以是通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)這些方法的計(jì)算機(jī)程序，也可以是由上述計(jì)算機(jī)程序構(gòu)成的數(shù)字信號(hào)。并且，本發(fā)明可以是將上述計(jì)算機(jī)程序或上述數(shù)字信號(hào)記錄在計(jì)算機(jī)可讀取的記錄媒體中的結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)可讀取的記錄媒體例如是軟盤、硬盤、CD-ROM、MO、DVD、DVD-ROM、 DVD-RAM,BD(Blu-ray Disc)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等。并且，本發(fā)明可以是被記錄到這些記錄媒體中的上述數(shù)字信號(hào)。并且，本發(fā)明可以將上述計(jì)算機(jī)程序或上述數(shù)字信號(hào)經(jīng)由電通信線路、無(wú)線或有線通信線路、以因特網(wǎng)為代表的網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)廣播等而進(jìn)行傳送。并且，本發(fā)明可以是具備微處理器與存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，上述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有上述計(jì)算機(jī)程序，上述微處理器按照上述計(jì)算機(jī)程序而動(dòng)作。并且，通過將上述程序或上述數(shù)字信號(hào)記錄到上述記錄媒體而進(jìn)行移送，或通過將上述程序或上述數(shù)字信號(hào)經(jīng)由上述網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行移送，可以通過獨(dú)立的其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)施。(5)可以將上述實(shí)施方式以及上述變形例設(shè)為分別任意地進(jìn)行組合的結(jié)構(gòu)。(實(shí)施例1)上述實(shí)施方式1 5都是基于以下情況而得出的，即本發(fā)明者們通過以非侵入性的生物疲勞評(píng)價(jià)可行性驗(yàn)證為目的的被驗(yàn)者實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)人在陷入疲勞的狀態(tài)(處于疲勞的狀態(tài))下、以及在疲勞中由困難的工作帶來的疲勞與由單調(diào)的工作帶來的疲勞中，心電圖或加速度脈搏或腦波、腦磁圖的變化上存在不同的相關(guān)性。下面，更加詳細(xì)說明本被驗(yàn)者實(shí)驗(yàn)，但本被驗(yàn)者實(shí)驗(yàn)并不限定于此。<精神疲勞負(fù)荷的妥當(dāng)性驗(yàn)證>(1)試驗(yàn)設(shè)計(jì)本發(fā)明者以20名健康的成人(男性，年齡32.0士 10. 2歲(平均士標(biāo)準(zhǔn)偏差)) 為被驗(yàn)者，用個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)實(shí)施30分鐘的2種N-back測(cè)試來給予精神疲勞負(fù)荷，并分別在其前后實(shí)施30分鐘的基于Advanced Trail Making Test (ATMT)的性能評(píng)價(jià)(執(zhí)行課題時(shí)的總實(shí)驗(yàn)數(shù)以及錯(cuò)誤數(shù)的測(cè)定)。并且，在實(shí)施ATMT前后實(shí)施主觀檢查，作為其內(nèi)容，通過視覺模擬量表(VAS: Visual Analog Scale)計(jì)測(cè)整體疲勞感、精神疲勞感、身體疲勞感、壓力、欲望、困倦、難度、單調(diào)、無(wú)聊，并通過卡洛林斯卡睡眠量表(KSS :Karolinska Sleepness Scale)計(jì)測(cè)困倦。 交叉實(shí)施2種試驗(yàn)，排除了由進(jìn)行試驗(yàn)的順序引發(fā)的影響。(2)精神疲勞負(fù)荷方法在N-back測(cè)試中，采用了 0_back測(cè)試與2_back測(cè)試。0_back測(cè)試是不使用工作存儲(chǔ)器、而由被驗(yàn)者判斷是否顯示了被指定的數(shù)字及文字或記號(hào)的測(cè)試，強(qiáng)制單調(diào)的作業(yè)。本發(fā)明者們假設(shè)通過連續(xù)實(shí)施30分鐘的該測(cè)試，對(duì)被驗(yàn)者引發(fā)由單調(diào)的工作帶來的疲勞。作為具體的操作，在PC的畫面上顯示了指定的數(shù)字及文字或記號(hào)的情況下操作 PC鼠標(biāo)的右鍵，在此以外的情況下操作PC鼠標(biāo)的左鍵。另一方面，2-back測(cè)試是使用工作存儲(chǔ)器、由被驗(yàn)者判斷當(dāng)前所顯示的數(shù)字及文字或記號(hào)是否與2個(gè)前所顯示的數(shù)字及文字或記號(hào)相同的測(cè)試，強(qiáng)制困難的作業(yè)。本發(fā)明者們假設(shè)通過連續(xù)實(shí)施30分鐘的該測(cè)試，對(duì)被驗(yàn)者引發(fā)由困難的工作帶來的疲勞。作為具體的操作，在PC的畫面上顯示的數(shù)字及文字或記號(hào)與2個(gè)前所顯示的數(shù)字及文字或記號(hào)相同的情況下，操作PC鼠標(biāo)的右鍵，在此以外的情況下操作鼠標(biāo)的左鍵。 將數(shù)字及文字或記號(hào)的顯示時(shí)間設(shè)為0. 5秒，從使數(shù)字及文字或記號(hào)的顯示消失到下次顯示為止的顯示定時(shí)設(shè)為2. 5秒間隔。(3)結(jié)果圖14是表示精神疲勞負(fù)荷前后的ATMT的成績(jī)變化的圖。為了判斷通過進(jìn)行30分鐘的N-back測(cè)試是否引發(fā)了疲勞，而觀察精神疲勞負(fù)荷前后的ATMT的成績(jī)，則發(fā)現(xiàn)Ο-back測(cè)試實(shí)施群以及2-back測(cè)試實(shí)施群中錯(cuò)誤數(shù)都顯著增加。另外，以往已確認(rèn)在30分鐘的放松課題中，不認(rèn)為課題前后的ATMT的錯(cuò)誤數(shù)變化。這里，圖14所示的“乍< 0. 05”表示在本圖中的*標(biāo)記的圖表中，滿足統(tǒng)計(jì)學(xué)上的5%的顯著性水平而錯(cuò)誤數(shù)增加。另外，在以下的圖中也相同，因此在各圖中省略詳細(xì)說明。圖15A是表示精神疲勞負(fù)荷前后的主觀報(bào)告評(píng)分的圖。若觀察精神疲勞負(fù)荷前后的整體疲勞感以及精神疲勞感VAS評(píng)分的成績(jī)，則發(fā)現(xiàn) Ο-back測(cè)試實(shí)施群以及2-back測(cè)試實(shí)施群都顯著增加。因此，精神的性能的降低以及疲勞感的增加通過執(zhí)行30分鐘的N-back測(cè)試而表現(xiàn)出來，判斷為本試驗(yàn)(30分鐘的N-back測(cè)試)作為疲勞試驗(yàn)是適合的。并且，圖15B是表示試驗(yàn)結(jié)束時(shí)記錄的、執(zhí)行N-back測(cè)試時(shí)的主觀報(bào)告評(píng)分的圖。在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)記錄的執(zhí)行N-back測(cè)試時(shí)的主觀檢查中，2_back測(cè)試實(shí)施群與 Ο-back測(cè)試實(shí)施群相比，其精神疲勞感以及難度VAS評(píng)分顯著表現(xiàn)出高值。另一方面， Ο-back測(cè)試實(shí)施群與2-back測(cè)試實(shí)施群相比，其單調(diào)以及無(wú)聊VAS以及困倦KSS評(píng)分顯著表現(xiàn)出高值。這表示30分鐘的Ο-back測(cè)試是“單調(diào)、無(wú)聊、負(fù)荷較小的課題”，30分鐘的 2-back測(cè)試是“困難、負(fù)荷較大的課題”。由此，認(rèn)為30分鐘的Ο-back測(cè)試適合作為“引發(fā)由單調(diào)、負(fù)荷較小的操作帶來的疲勞的課題”。并且，認(rèn)為30分鐘的2-back測(cè)試適合作為“引發(fā)由困難、負(fù)荷較大的操作帶來的疲勞的課題”。(實(shí)施例2)
<非侵入性的疲勞評(píng)價(jià)可行性驗(yàn)證>(1)試驗(yàn)設(shè)計(jì)本發(fā)明者以10名健康的成人(男性，年齡30. 8士9. 4歲(平均士標(biāo)準(zhǔn)偏差)) 為被驗(yàn)者，將實(shí)施例1中被證明為適合作為“引發(fā)由單調(diào)、負(fù)荷較小的操作帶來的疲勞的課題”的Ο-back測(cè)試、與被證明為適合作為“引發(fā)由困難、負(fù)荷較大的操作帶來的疲勞的課題” 的2-back測(cè)試作為引發(fā)精神疲勞的課題，分別實(shí)施30分鐘。作為試驗(yàn)的具體的流程，進(jìn)行作為課題實(shí)施前檢查的安靜時(shí)檢查、視覺刺激檢查、 聽覺刺激檢查。首先，作為安靜時(shí)檢查，在睜眼狀態(tài)下保持2分鐘安靜，接著在閉眼狀態(tài)下保持1分鐘安靜。接著，作為視覺刺激檢查，施加由紅色發(fā)光二極管的閃爍產(chǎn)生的對(duì)于左半視野的光刺激。將刺激進(jìn)行2次，每次各1分鐘，第1次使用IHz的閃爍刺激，第2次使用 16Hz的閃爍刺激。接著，作為聽覺刺激檢查，使用猝發(fā)音刺激(1000Hz，90dB)，第1次向右耳施加刺激，第2次向左耳施加刺激，每次各施加約4分鐘。在聽覺刺激檢查結(jié)束后，將Ο-back測(cè)試以及2-back測(cè)試實(shí)施30分鐘。實(shí)施N-back測(cè)試后進(jìn)行課題實(shí)施后檢查。課題實(shí)施后檢查與課題實(shí)施前檢查相同，但依次實(shí)施安靜時(shí)檢查、聽覺刺激檢查、視覺刺激檢查。然后，在從實(shí)施課題前的安靜時(shí)檢查到實(shí)施課題后的視覺刺激檢查為止的期間，連續(xù)計(jì)測(cè)加速度脈搏(APG)、心電圖 (ECG)、腦波(EEG)、腦磁圖(MEG)。并且，在課題實(shí)施前后實(shí)施主觀檢查，通過Visual Analog kale (VAS)計(jì)測(cè)整體疲勞感、精神疲勞感、身體疲勞感、壓力、欲望、困倦、難度、單調(diào)、無(wú)聊，并通過Karolinska Sleepness Scale(KSS)計(jì)測(cè)困倦。進(jìn)而，還為了調(diào)查被驗(yàn)者的慢性疲勞狀態(tài)，只在2種試驗(yàn)的實(shí)施日中的首日，在試驗(yàn)開始前通過疲勞量表(Chalder’ s fatigue scale)計(jì)測(cè)疲勞的強(qiáng)度。并且，2種試驗(yàn)交替實(shí)施，排除由進(jìn)行試驗(yàn)的順序帶來的影響。(2)觀察項(xiàng)目APG檢查在測(cè)定中使用指尖用的手指探測(cè)器(日本光電工業(yè)株式會(huì)社制)與獨(dú)自開發(fā)的加速度脈搏計(jì)測(cè)程序。由此，測(cè)定將指尖容積脈搏進(jìn)行了 2階微分后的加速度脈搏而測(cè)定a波、b波、c波、d波、e波各自的的波高值，并解析伴隨作為精神疲勞負(fù)荷的 N-back測(cè)試的加速度脈搏波形的波高值及使用了這些波高值的特征量的變化。并且，根據(jù)脈搏間的a波的間隔即aa間隔變動(dòng)的時(shí)序數(shù)據(jù)，通過最大熵法實(shí)施頻率解析，計(jì)算低頻成分(LF :Low Frequency component)及高步頁(yè)成分(HF :High Frequency component)，并角軍析伴隨作為精神疲勞負(fù)荷的N-back測(cè)試的自律神經(jīng)活動(dòng)指標(biāo)的變化。進(jìn)而解析在N-back測(cè)試實(shí)施前與實(shí)施后、給與了聽覺刺激時(shí)的加速度脈搏波形的反應(yīng)的不同。ECG檢查在測(cè)定中使用活動(dòng)示蹤器(active tracer) (arm電子株式會(huì)社制)。由此，測(cè)定心率變動(dòng)，實(shí)施基于最大熵法的頻率解析而計(jì)算LF及HF，并解析伴隨作為精神疲勞負(fù)荷的N-back測(cè)試的自律神經(jīng)活動(dòng)指標(biāo)的變化。EEG檢查在測(cè)定中使用NEUR0FAX EEG 1518 (日本光電工業(yè)株式會(huì)社制)。由此，取得腦波的時(shí)序數(shù)據(jù)，并實(shí)施基于高速傅里葉變換法(FFT)的頻率解析。關(guān)于解析對(duì)象部位，參考Kaida們的研究報(bào)告(非專利文獻(xiàn)Kaida K et al.，Validation ofKarolinska sleepiness scale against performance and EEG variables. Clinical Neurophysiology. 117 :1574-1581, 2006.)，設(shè)為國(guó)際 10-20 法中的 F3，C3，01。解析頻帶設(shè)為θ波段(3Hz以上且8Hz以下)、α波段(8Hz以上且13Hz以下)、β波段(13Hz以上且25Hz以下)，并且將這些功率值的算術(shù)和作為總功率值。另外，考慮睜眼狀態(tài)下的瞬間影響，從解析中排除δ波段(OHz以上且3Hz以下)。MEG檢查在測(cè)定中使用了 160通道防護(hù)帽型(channel helmet type)腦磁圖儀 (MEG vision)(橫河電機(jī)株式會(huì)社制)。由此，在N_back測(cè)試實(shí)施前后的睜眼安靜時(shí)以及閉眼安靜時(shí)，測(cè)定主動(dòng)磁場(chǎng)活動(dòng)，并對(duì)此實(shí)施基于FFT的頻率解析。基于FFT的主動(dòng)腦活動(dòng)的頻率解析對(duì)象設(shè)為全部160通道，各頻率的范圍定義為與EEG相同。另外，對(duì)于2個(gè)群間的比較，實(shí)施配對(duì)t檢驗(yàn)(Paired t-test)。對(duì)于2個(gè)群間的相關(guān)，實(shí)施了皮爾森(pearson)相關(guān)分析。關(guān)于P值，統(tǒng)計(jì)學(xué)上將小于0. 05的情況判斷為顯者ο(3)結(jié)果在N-back測(cè)試實(shí)施后的主觀數(shù)據(jù)中，0-back測(cè)試實(shí)施群與2_back測(cè)試實(shí)施群相比，困倦、單調(diào)、無(wú)聊VAS評(píng)分顯著表現(xiàn)出高值。另一方面，2-back測(cè)試實(shí)施群與Ο-back測(cè)試實(shí)施群相比，具有壓力以及難度的VAS評(píng)分顯著表現(xiàn)出高值的傾向。這些結(jié)果是與實(shí)施例1的結(jié)果大致相同的傾向，認(rèn)為保證本試驗(yàn)的可靠性及妥當(dāng)性。圖16A是表示精神疲勞負(fù)荷(Ο-back)前后的APG波形波高值的變化的圖。圖16B 是表示精神疲勞負(fù)荷Ο-back)前后的APG波形波高值的變化的圖。如這些圖所示，在APG的波形解析中，如專利文獻(xiàn)1所示的之前的研究中也有報(bào)告那樣，認(rèn)為Ο-back測(cè)試實(shí)施群以及2-back測(cè)試實(shí)施群都通過N_back測(cè)試，a波、e波顯著降低以及b波顯著上升。但是，關(guān)于c波或d波，未發(fā)現(xiàn)精神疲勞負(fù)荷的影響。也就是說，c波或d波是受疲勞以外的因素的影響而變化的成分波。因此，通過在指標(biāo)值中使用c波或d波，能夠抵消疲勞以外的因素的影響。認(rèn)為本次發(fā)現(xiàn)的該現(xiàn)象不管是由單調(diào)的工作帶來的疲勞還是由困難的工作帶來的疲勞、是疲勞共通的特征。因此，計(jì)算使用了(3波或(1波的(3/&、(3/13、(3/^、&-(3以及C-a、 以及I d-c I /a那樣的指標(biāo)值，來分析對(duì)精神疲勞負(fù)荷的變化。圖17是表示基于精神疲勞負(fù)荷前后的APG的指標(biāo)值(C/a、C/b、C/e)的變化的圖。 并且，圖18是表示基于精神疲勞負(fù)荷前后的APG的指標(biāo)值(a-C、C-a、d-c |/a)的變化的圖。如這些圖所示，分析對(duì)精神疲勞負(fù)荷的變化可知通過N-back測(cè)試，c/a、c/e、 c-a、I d-c I /a顯著增加，c/b、a-c顯著減少。例如，在0-back測(cè)試實(shí)施群的情況下，如圖17 所示的c/a值在疲勞前后從0. 043顯著增加到0. 091，在2-back測(cè)試實(shí)施群的情況下，如圖 17所示的c/a值在疲勞前后從0. 048顯著增加到0. 085。使用了沒有這些精神疲勞負(fù)荷的影響的c波或d波的指標(biāo)值與原樣采用波高值的情況相比，能夠抵消疲勞以外的因素的影響，被認(rèn)為是疲勞評(píng)價(jià)中更有效的指標(biāo)。圖19是表示精神疲勞負(fù)荷前后的對(duì)聽覺刺激的c/a值的變化的圖。關(guān)于對(duì)聽覺刺激的APG波形的反應(yīng)解析，本次本發(fā)明者們進(jìn)行解析的結(jié)果可知， Ο-back測(cè)試實(shí)施群在Ο-back測(cè)試實(shí)施前與實(shí)施后，c/a在聽覺刺激前與聽覺刺激中都表示顯著的變化。另一方面可知，2-back測(cè)試實(shí)施群在2-back測(cè)試實(shí)施前，在聽覺刺激前與聽覺刺激中表示顯著的變化，但在2-back測(cè)試實(shí)施后，在聽覺刺激前與聽覺刺激中不表示顯著的變化(在2-back測(cè)試實(shí)施后的圖表中沒有顯示“**”標(biāo)記)。即表示在2-back測(cè)試實(shí)施后，在聽覺刺激前與聽覺刺激中不滿足的顯著水平，具體來說，在聽覺刺激中比聽覺刺激前示出高的值這表示概率小于99%。由此認(rèn)為由單調(diào)的工作帶來的疲勞與由困難的工作帶來的疲勞對(duì)聽覺刺激的c/a的特性不同。這在c/a 以外的、c/b、c/e、a-c、c-a、以及| d_c | /a那樣的指標(biāo)值中也為相同的結(jié)果。圖20是表示精神疲勞負(fù)荷前后的InHF的變化的圖。在APG或ECG的頻率解析中，0_back測(cè)試實(shí)施群在0_back測(cè)試實(shí)施前后，將HF 進(jìn)行對(duì)數(shù)化后的InHF不顯著變化，但2-back測(cè)試實(shí)施群通過實(shí)施2-back測(cè)試，InHF顯著降低。也就是說，圖20所示的InHF在Ο-back測(cè)試實(shí)施群的情況下，在疲勞前后從6. 20減少到6. 01 (無(wú)顯著差異)，在2-back測(cè)試實(shí)施群的情況下，在疲勞前后從6. 67顯著減少到 6. 25。InHF被認(rèn)為是副交感神經(jīng)系活動(dòng)的指標(biāo)，根據(jù)本次的結(jié)果，認(rèn)為由單調(diào)的工作帶來的疲勞不伴隨副交感神經(jīng)系活動(dòng)的變化，由困難的工作帶來的疲勞的特征為副交感神經(jīng)系活動(dòng)的降低。圖21表示精神疲勞負(fù)荷前后的In β、In θ以及In θ /In β變化的圖。在EEG的頻率解析中，在睜眼安靜時(shí)，Ο-back測(cè)試實(shí)施群通過實(shí)施0_back測(cè)試， 將β波的功率值進(jìn)行對(duì)數(shù)化后的In β顯著減少，作為Slow-wave Index的In θ /In β顯著增加。2-back測(cè)試實(shí)施群通過實(shí)施2-back測(cè)試，In θ以及In θ /In β顯著減少。圖22是表示精神疲勞負(fù)荷前后的In β、Ina以及In θ /In α變化的圖。在閉眼安靜時(shí)，Ο-back測(cè)試實(shí)施群通過實(shí)施Ο-back測(cè)試，01部的In β顯著減少。 2-back測(cè)試實(shí)施群通過實(shí)施2-back測(cè)試，In α顯著增加，閉眼時(shí)的Slow-wave Index即 In θ /In α顯著減少。由此，認(rèn)為由單調(diào)的工作帶來的疲勞促進(jìn)慢波化，引發(fā)清醒度降低，另一方面，由困難的工作帶來的疲勞促進(jìn)快波化，并引發(fā)清醒度持續(xù)或亢進(jìn)。圖23Α是表示精神疲勞負(fù)荷前后的％ θ變化的圖，圖2 是表示神疲勞負(fù)荷前后的％ α變化的圖。并且圖M是表示精神疲勞負(fù)荷前后的α-阻斷變化的圖。如圖23Α所示，在MEG的頻率解析中，在睜眼安靜時(shí)，在Ο-back測(cè)試實(shí)施群中，通過實(shí)施Ο-back測(cè)試，θ波的功率值相對(duì)于θ波、α波以及β波的總功率值的比率(％ θ )顯著增加。另外，θ波的功率值也得到相同的結(jié)果，得到與基于EEG的慢波化一致的結(jié)^ ο并且，如圖2 所示，在閉眼安靜時(shí)，在2-back測(cè)試實(shí)施群中，通過實(shí)施2_back測(cè)試，α波的功率值相對(duì)于θ波、α波以及β波的總功率值的比率(％ α)顯著增加。另外，α波的功率值以及Ina也得到相同的結(jié)果。進(jìn)而，如圖M所示，在2-back測(cè)試實(shí)施群中，作為睜眼安靜時(shí)的α波功率值與閉眼安靜時(shí)的α波功率值的差的α-阻斷(閉眼-睜眼)、作為睜眼安靜時(shí)的α波功率值與閉眼安靜時(shí)的α波功率值的比的α-阻斷(閉眼/睜眼)都顯著增加。并且，發(fā)現(xiàn)EEG也有相同的傾向。
此時(shí)，通過用θ與θ波段的中心頻率(5.5Hz)的相乘值、α與α波段的中心頻率(10.5Hz)的相乘值、β與β波段的中心頻率(19Hz)的相乘值的總和除以總功率值而得到的數(shù)學(xué)式，求出MEG及EEG的功率譜的平均頻率，并確認(rèn)出平均頻率在2-back測(cè)試實(shí)施前后無(wú)變化。由此認(rèn)為由困難的工作帶來的疲勞不僅單純促進(jìn)快波化，還增強(qiáng)作為腦的基礎(chǔ)律動(dòng)之一的α波(與其說回到標(biāo)準(zhǔn)值，不如說更加增強(qiáng))。根據(jù)以上的結(jié)果發(fā)現(xiàn)APG波形的c波或d波不易受到精神疲勞負(fù)荷的影響。由此發(fā)現(xiàn)通過采用使用了 c波或d波的指標(biāo)值，能夠比以往更加提高疲勞評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)精度。進(jìn)而發(fā)現(xiàn)通過APG或ECG的頻率解析計(jì)算的副交感神經(jīng)活動(dòng)指標(biāo)、通過EEG或MEG的頻率解析計(jì)算的α波的功率值和β波的功率值，在“由單調(diào)、負(fù)荷較小的操作產(chǎn)生的疲勞”與“由困難、負(fù)荷較大的操作產(chǎn)生的疲勞”中產(chǎn)生不同的特性。已知通過APG或ECG的頻率解析計(jì)算自律神經(jīng)活動(dòng)指標(biāo)，并在疲勞時(shí)可以看出交感神經(jīng)系活動(dòng)增加、副交感神經(jīng)系活動(dòng)減少。 但是，本次本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)存在不伴隨副交感神經(jīng)活動(dòng)的減少的類型的疲勞。因此，通過使用副交感神經(jīng)活動(dòng)指標(biāo)、α波的功率值、β波的功率值，不僅判斷疲勞的有無(wú)，還能夠?qū)⑵谛再|(zhì)的不同進(jìn)行差別化。工業(yè)實(shí)用性涉及本發(fā)明的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置能夠非侵入性地且簡(jiǎn)單地、精度良好地評(píng)價(jià)人的疲勞，對(duì)日常生活中疲勞的早期發(fā)現(xiàn)有用。并且，由于能夠用簡(jiǎn)單的方法判斷疲勞性質(zhì)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)適合于用戶的恢復(fù)救助，能夠應(yīng)用于汽車中的駕駛員狀態(tài)推測(cè)系統(tǒng)及職場(chǎng)中的工作人員管理系統(tǒng)等的用途中。符號(hào)說明100、400、600、1000、1200 生物疲勞評(píng)價(jià)裝置101、401 生物信號(hào)計(jì)測(cè)部102、402、602、1002、1202 特征量提取部103、403、603、1003、1203 存儲(chǔ)部104、1204疲勞判斷部105,405 設(shè)備控制部406、606、1006、1206 疲勞性質(zhì)判斷部601 識(shí)別部1001 刺激輸出部2501脈搏計(jì)測(cè)部2502加速度脈搏計(jì)算部2503、2506 存儲(chǔ)部2504、2507 評(píng)價(jià)部2505 混沌解析部
權(quán)利要求
1.一種生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，具備 生物信號(hào)計(jì)測(cè)部，計(jì)測(cè)用戶的脈搏信號(hào)；特征量提取部，提取第一特征量，該第一特征量根據(jù)由上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部計(jì)測(cè)的脈搏信號(hào)的收縮期后方成分而得到；存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)由上述特征量提取部提取的第一特征量；以及疲勞判斷部，利用由上述特征量提取部提取的第一特征量，判斷用戶的疲勞的有無(wú)， 上述疲勞判斷部比較由上述特征量提取部提取的第一特征量中的某一個(gè)特征量與上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的第一特征量中的至少一個(gè)特征量，來判斷上述疲勞的有無(wú)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，上述特征量提取部根據(jù)上述脈搏信號(hào)計(jì)算加速度脈搏，并利用多個(gè)成分波的信息提取上述第一特征量，該多個(gè)成分波的信息至少包括與上述收縮期后方成分對(duì)應(yīng)的加速度脈搏的成分波即c波或d波的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，上述特征量提取部提取上述加速度脈搏的上述c波的波高值與a波、b波或e波的波高值的比，作為上述第一特征量，上述疲勞判斷部在上述第一特征量的絕對(duì)值按時(shí)序增加的情況下，判斷為處于疲勞。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，上述特征量提取部提取上述加速度脈搏的a波的波高值與上述c波的波高值的差，作為上述第一特征量，上述疲勞判斷部在上述第一特征量的絕對(duì)值按時(shí)序減少的情況下，判斷為處于疲勞。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，上述特征量提取部提取用上述加速度脈搏的上述c波的波高值與上述d波的波高值的差除以上述加速度脈搏的a波而得到的值，作為上述第一特征量，上述疲勞判斷部在上述第一特征量的絕對(duì)值按時(shí)序增加的情況下，判斷為處于疲勞。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，還具備設(shè)備控制部，該設(shè)備控制部在由上述疲勞判斷部判斷為處于疲勞的情況下，控制向用戶提供刺激的外部設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置， 上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部還計(jì)測(cè)用戶的心率或脈搏作為生物信號(hào)，上述特征量提取部還提取第二特征量，該第二特征量表示根據(jù)上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部所計(jì)測(cè)出的生物信號(hào)而得到的副交感神經(jīng)活動(dòng)量，上述存儲(chǔ)部還存儲(chǔ)有由上述特征量提取部提取的第二特征量， 上述生物疲勞評(píng)價(jià)裝置還具備疲勞性質(zhì)判斷部，該疲勞性質(zhì)判斷部利用由上述特征量提取部提取的第二特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，在上述疲勞判斷部判斷為處于疲勞的情況下，上述疲勞性質(zhì)判斷部比較由上述特征量提取部提取的第二特征量中的某一個(gè)特征量與上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的第二特征量中的至少一個(gè)特征量，來判斷上述疲勞的性質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，上述疲勞性質(zhì)判斷部在上述第二特征量按時(shí)序減少的情況下，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞，在不減少的情況下，判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置， 上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部還計(jì)測(cè)用戶的腦內(nèi)信號(hào)作為生物信號(hào)，上述特征量提取部還提取第三特征量，該第三特征量與根據(jù)上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部所計(jì)測(cè)出的生物信號(hào)而得到的β波以及α波中的至少某一方相關(guān)聯(lián)， 上述存儲(chǔ)部還存儲(chǔ)有由上述特征量提取部提取的第三特征量， 上述生物疲勞評(píng)價(jià)裝置還具備疲勞性質(zhì)判斷部，該疲勞性質(zhì)判斷部利用由上述特征量提取部提取的第三特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，在上述疲勞判斷部判斷為處于疲勞的情況下，上述疲勞性質(zhì)判斷部比較由上述特征量提取部提取的第三特征量中的某一個(gè)特征量與上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的第三特征量中的至少一個(gè)特征量，來判斷上述疲勞的性質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，還具備識(shí)別部，該識(shí)別部生成識(shí)別用戶處于睜眼狀態(tài)還是閉眼狀態(tài)的識(shí)別信息， 上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部對(duì)計(jì)測(cè)出的生物信號(hào)附加上述識(shí)別信息， 上述特征量提取部提取利用由上述識(shí)別部識(shí)別出用戶處于睜眼狀態(tài)或閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間中的β波段的功率值、以及α波段的功率值中的至少某一方功率值而得到的上述第三特征量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，上述特征量提取部提取利用由上述識(shí)別部識(shí)別出用戶處于閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間中的 α波段的功率值而得到的上述第三特征量，上述疲勞性質(zhì)判斷部在上述第三特征量按時(shí)序增加的情況下，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，上述特征量提取部提取利用由上述識(shí)別部識(shí)別出用戶處于睜眼狀態(tài)或閉眼狀態(tài)的時(shí)間區(qū)間中的β波段的功率值而得到的上述第三特征量，上述疲勞性質(zhì)判斷部在上述第三特征量按時(shí)序減少的情況下，判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，還具備 刺激輸出部，向用戶輸出刺激聽覺的聽覺刺激；以及疲勞性質(zhì)判斷部，利用由上述特征量提取部提取的第一特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，在上述疲勞判斷部判斷為處于疲勞的情況下，上述疲勞性質(zhì)判斷部比較上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的由上述刺激輸出部輸出聽覺刺激之前的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量與由上述刺激輸出部輸出了聽覺刺激時(shí)的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量，來判斷上述疲勞的性質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，上述特征量提取部根據(jù)上述脈搏信號(hào)計(jì)算加速度脈搏，提取上述加速度脈搏的c波的波高值與a波的波高值的比，作為上述第一特征量，上述疲勞性質(zhì)判斷部在由上述刺激輸出部輸出了聽覺刺激時(shí)的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量比上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的由上述刺激輸出部輸出聽覺刺激之前的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量增加了的情況下，判斷為是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，在沒有增加的情況下，判斷為是由困難的工作帶來的疲勞。
15.根據(jù)權(quán)利要求7 14中任一項(xiàng)所述的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，還具備設(shè)備控制部，該設(shè)備控制部根據(jù)由上述疲勞性質(zhì)判斷部判斷出的疲勞的性質(zhì)， 控制對(duì)用戶提供刺激的外部設(shè)備。
16.一種生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，具備生物信號(hào)計(jì)測(cè)部，計(jì)測(cè)用戶的心率或脈搏作為生物信號(hào)；特征量提取部，提取第二特征量，該第二特征量表示根據(jù)上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部所計(jì)測(cè)出的生物信號(hào)而得到的副交感神經(jīng)活動(dòng)量；存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)由上述特征量提取部提取的第二特征量；以及疲勞性質(zhì)判斷部，利用由上述特征量提取部提取的第二特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，上述疲勞性質(zhì)判斷部比較由上述特征量提取部提取的第二特征量中的某一個(gè)特征量與上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的第二特征量中的至少一個(gè)特征量，來判斷上述疲勞的性質(zhì)。
17.—種生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，具備生物信號(hào)計(jì)測(cè)部，計(jì)測(cè)用戶的腦內(nèi)信號(hào)作為生物信號(hào)；特征量提取部，提取第三特征量，該第三特征量與根據(jù)上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部所計(jì)測(cè)出的生物信號(hào)而得到的β波以及α波中的至少某一方相關(guān)聯(lián)；存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)由上述特征量提取部提取的第三特征量；以及疲勞性質(zhì)判斷部，利用由上述特征量提取部提取的第三特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，上述疲勞性質(zhì)判斷部比較由上述特征量提取部提取的第三特征量中的某一個(gè)特征量與上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的第三特征量中的至少一個(gè)特征量，來判斷上述疲勞的性質(zhì)。
18.—種生物疲勞評(píng)價(jià)裝置，具備刺激輸出部，向用戶輸出刺激聽覺的聽覺刺激； 生物信號(hào)計(jì)測(cè)部，計(jì)測(cè)用戶的脈搏信號(hào)；特征量提取部，提取第一特征量，該第一特征量根據(jù)上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)部所計(jì)測(cè)出的脈搏信號(hào)的收縮期后方成分而得到；存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)由上述特征量提取部提取的第一特征量；以及疲勞性質(zhì)判斷部，利用由上述特征量提取部提取的第一特征量，判斷用戶的疲勞的性質(zhì)、即是由困難的工作帶來的疲勞還是由單調(diào)的工作帶來的疲勞，上述疲勞性質(zhì)判斷部比較上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的由上述刺激輸出部輸出聽覺刺激之前的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量與由上述刺激輸出部輸出了聽覺刺激時(shí)的時(shí)間區(qū)間中的第一特征量，來判斷上述疲勞的性質(zhì)。
19.一種生物疲勞評(píng)價(jià)方法，通過計(jì)算機(jī)評(píng)價(jià)生物的疲勞，包括 生物信號(hào)計(jì)測(cè)步驟，計(jì)測(cè)用戶的脈搏信號(hào)；特征量提取步驟，提取第一特征量，該第一特征量根據(jù)上述生物信號(hào)計(jì)測(cè)步驟中計(jì)測(cè)出的脈搏信號(hào)的收縮期后方成分而得到；存儲(chǔ)步驟，將由上述特征量提取步驟提取的第一特征量存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中；以及疲勞判斷步驟，利用由上述特征量提取步驟提取的第一特征量，判斷用戶的疲勞的有無(wú)，在上述疲勞判斷步驟中，比較由上述特征量提取步驟提取的第一特征量中的某一特征量與上述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的第一特征量中的從上述存儲(chǔ)部讀出的至少一個(gè)特征量，來判斷上述疲勞的有無(wú)。
20. 一種程序，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求19所述的生物疲勞評(píng)價(jià)方法所包括的步驟。
全文摘要
提供一種可進(jìn)行高評(píng)價(jià)精度的疲勞評(píng)價(jià)的生物疲勞評(píng)價(jià)裝置。生物疲勞評(píng)價(jià)裝置(100)具備生物信號(hào)計(jì)測(cè)部(101)，計(jì)測(cè)用戶的脈搏信號(hào)；特征量提取部(102)，提取第一特征量，該第一特征量根據(jù)由生物信號(hào)計(jì)測(cè)部(101)計(jì)測(cè)出的脈搏信號(hào)的收縮期后方成分來得到；存儲(chǔ)部(103)，用于存儲(chǔ)由特征量提取部(102)提取的第一特征量；及疲勞判斷部(104)，使用由特征量提取部(102)提取的第一特征量，判斷用戶的疲勞的有無(wú)，疲勞判斷部(104)比較由特征量提取部(102)提取的第一特征量中的某一特征量與存儲(chǔ)部(103)所存儲(chǔ)的第一特征量中的至少一個(gè)特征量，判斷疲勞的有無(wú)。
文檔編號(hào)A61B5/0245GK102271584SQ20108000383
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者水野敬, 渡邊恭良, 田中雅彰, 船倉(cāng)正三, 金井江都子, 鳴原良仁 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社