專利名稱：用于分析和比較生理參數(shù)測(cè)量結(jié)果的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及到用于測(cè)量和評(píng)估活體生理參數(shù)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
許多人研究壓力和其它刺激對(duì)人體的影響已經(jīng)多年了。大多數(shù)人將壓 力看作是^^體上精神的、情緒的、或其它心理的緊張狀態(tài)。實(shí)際上，壓力 可以是使人的生理和心理狀態(tài)產(chǎn)生過分緊張的任何物質(zhì)或事件。 一個(gè)簡(jiǎn)單 的例子是人體對(duì)普通感冒的反應(yīng)。當(dāng)一個(gè)人感染了普通感冒病毒時(shí)，該病 毒會(huì)繁殖，并通過對(duì)人體施加過分的壓力來(lái)挑戰(zhàn)人體的正常功能。 一旦所 述病毒被消除，身體可以再一次回到其穩(wěn)定狀態(tài)或者說(shuō)是正常狀態(tài)。類似 地，情緒的擾動(dòng)可以導(dǎo)致嚴(yán)重的壓力反應(yīng)，通常比生理的壓力反應(yīng)還要大。 已經(jīng)有很多人開發(fā)了用于分析壓力對(duì)人體影響的方法和裝置。具體說(shuō)，大 多數(shù)人關(guān)注的是精神緊張或壓力的影響，然而，其它的人特別地關(guān)注生理 壓力。
在1950年左右，德國(guó)醫(yī)生Voll博士研究了針刺點(diǎn)的電特性以及這些 特性如何隨著身上的壓力而變化。Voll博士認(rèn)為，身體以可測(cè)量的方式對(duì) 身體附近一時(shí)出現(xiàn)的壓力作出反應(yīng)。具體說(shuō)，針刺點(diǎn)沿著身體內(nèi)的針刺經(jīng) 絡(luò)分布。經(jīng)絡(luò)是4黃穿身體的能量通道。據(jù)認(rèn)為，針刺點(diǎn)與各種器官和身體
5系統(tǒng)相關(guān)，比周圍的組織對(duì)電更敏感。測(cè)量針刺點(diǎn)周圍的活性有助于預(yù)計(jì) 身體內(nèi)問艱t生在哪里或者將發(fā)生在哪里，以及有可能哪個(gè)器官會(huì)受到影 響。
其它用于測(cè)量人體生理參數(shù)的方法和裝置也已經(jīng)使用多年了 。例如，
使用皮膚電反應(yīng)(Galvanic Skin Response, GSR)(也叫做皮電反應(yīng) (dectrodermal response, EDR))裝置來(lái)^MvA體獲得生物反饋。具體說(shuō)， GSR測(cè)量皮膚的電阻，并將測(cè)量結(jié)果解釋為身體某些部分中的活動(dòng)圖《象， 即生物反饋。研究過人體皮膚電反應(yīng)的人認(rèn)為， 一個(gè)人越放+〉，其皮膚就 越干燥，因此其皮膚的電阻就越高。當(dāng)一個(gè)人受到壓力時(shí)，手會(huì)出汗，因 而電阻就下降。這個(gè)過程通常被用在心理生理實(shí)驗(yàn)中來(lái)推斷人的情緒狀態(tài)， 也被用在測(cè)謊儀，即多導(dǎo)生理記錄儀(polygraph devices )中。
也發(fā)明了其它已知的測(cè)試人的特殊生理參數(shù)的裝置，諸如腦電圖 (electroencephalogram, EEG ) 4義。腦電圖儀用來(lái)監(jiān)浮見病人大腦的波形活 動(dòng)。另外，有些裝置測(cè)量皮膚溫度，這有助于探測(cè)某些循環(huán)系統(tǒng)失調(diào)。另 一種常用的儀器是肌電圖(electromyogram， EMG)儀，它用來(lái)測(cè)量活體 中的肌肉緊張狀況。其它裝置用來(lái)監(jiān)視心率和血壓，這兩者都隨著壓力、 心率不齊、和高血壓而變化。前面提到，很多關(guān)注集中在監(jiān)視人的焦慮狀 態(tài)上。在測(cè)謊儀中可以對(duì)這些測(cè)量進(jìn)行改造來(lái)判斷一個(gè)人是否在撒謊。
這些以前的裝置試圖測(cè)量特殊的生理參數(shù)，但只有不同程度的成功。 一個(gè)主要的問題是，這些裝置適合測(cè)量特殊的生理參數(shù)。但它們沒有提供 真正的解決辦法來(lái)評(píng)估所述生理測(cè)量結(jié)果或圖式以及它對(duì)人有何影響。例 如，大多數(shù)方法和裝置在其測(cè)量中不是可以變化的，只能在特殊位置測(cè)量 參數(shù)，例如在臉部。其它一些人相信，獲取生物反饋數(shù)據(jù)有助于訓(xùn)練身體 克服某些殘疾，即以精神戰(zhàn)勝疾病(mind over matter )。
同樣，現(xiàn)行的研究和開發(fā)實(shí)踐繼續(xù)尋找著能夠測(cè)量并評(píng)估活體中的壓 力反應(yīng)從而提供有用信息的裝置和方法
發(fā)明內(nèi)容
讀數(shù)通常是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)基值讀數(shù)，表 明了所述至少兩個(gè)接觸點(diǎn)在任何給定時(shí)刻的生理狀態(tài)。 一旦確定了基值讀 數(shù)后，對(duì)所述對(duì)象施加外部刺激?？梢詫?duì)對(duì)象施加任何刺激，非限定性的 例子有口語(yǔ)和圖像、電擊、熱刺激、壓力刺激、情緒活動(dòng)、氣味、下意識(shí) 刺激、口頭和視覺刺激。在施加了至少一個(gè)外部刺激之后，重新測(cè)量所述 至少兩個(gè)接觸點(diǎn)處的生理參數(shù)以確定壓力反應(yīng)。隨后，對(duì)所述動(dòng)態(tài)基值讀
應(yīng)模式還是非對(duì)稱的壓力反應(yīng)模式。 一旦確定了壓力反應(yīng)模式，就可以將 該模式劃分到某個(gè)具體的類型中。具體說(shuō)，將所述對(duì)稱的壓力反應(yīng)模式劃 分到令人愉快的壓力反應(yīng)類型中，將所述非對(duì)稱的壓力反應(yīng)模式劃分到令 人不快的壓力反應(yīng)類型中。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種分析活體的壓力測(cè)量結(jié)果的方法。 這種方法包括，在對(duì)所述對(duì)象施加外部刺激之前和之后取至少兩個(gè)生理測(cè) 量結(jié)果，對(duì)施加所述刺激之前和之后所取的所述生理測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較， 以及判斷所述生理測(cè)量結(jié)果彼此是^L的、還是會(huì)聚的或保持不變，從而 指明所述生理測(cè)量結(jié)果對(duì)所述對(duì)象來(lái)說(shuō)是令人愉快的還是令人不快的。
在另 一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明設(shè)想了 一種確定活體的所述生理狀態(tài)的方
法，該方法包括的步驟有在對(duì)所述對(duì)象施加外部刺激之前和之后測(cè)量所 述對(duì)象上的至少兩個(gè)接觸點(diǎn)處的所述生理反應(yīng)，以及比較所測(cè)量的生理反 應(yīng)，以判斷所述生理反應(yīng)反映了所述對(duì)象的令人愉快的生理狀態(tài)還是令人 不快的生理狀態(tài)。如果所述生理狀態(tài)是令人不快的，那么熟悉本領(lǐng)域的經(jīng) 過專門訓(xùn)練的人員就能夠分析這些結(jié)果并提出各種選擇以便使所述生理狀 態(tài)返回更令人愉快的狀態(tài)。
本發(fā)明也構(gòu)思了一種測(cè)量活體生理參數(shù)的裝置。具體說(shuō)，這種裝置可 以是一種用來(lái)測(cè)量活體皮膚上至少兩個(gè)接觸點(diǎn)處的生理參數(shù)的傳感器裝 置。這種裝置包括測(cè)量元件，該測(cè)量元件配置為用來(lái)接觸對(duì)象上的至少兩
7個(gè)接觸點(diǎn)并測(cè)量這些接觸點(diǎn)處的生理參數(shù)序列。另外，這種裝置包括計(jì)算 源，該計(jì)算源具有算法，用來(lái)基于正的序列來(lái)判斷所述測(cè)量結(jié)果是令人愉 快的壓力反應(yīng)或者基于負(fù)的序列來(lái)判斷所述測(cè)量結(jié)果是令人不快的壓力反 應(yīng)。此外，至少一個(gè)傳感器與所述測(cè)量元件耦合，用來(lái)將所述生理參數(shù)測(cè) 量結(jié)果傳送到所述計(jì)算源中。
這樣就相當(dāng)寬泛地勾畫了本發(fā)明的比較重要的特性，使得可以更好地 理解下面給出的其詳細(xì)描述，并且可以更加重視本發(fā)明對(duì)于所述技術(shù)的貢 獻(xiàn)。從下面結(jié)合附圖和附屬權(quán)利要求對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中，或者從本發(fā) 明的實(shí)踐中，可以更清楚地看到本發(fā)明的其它特性。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的對(duì)稱反應(yīng)的圖示；
圖2是#^據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的對(duì)稱反應(yīng)的另一個(gè)圖示；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的非對(duì)稱反應(yīng)的圖示；
圖4是才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有測(cè)量元件的手架的示意圖5是一個(gè)方框圖，描述了用來(lái)評(píng)估對(duì)象的壓力反應(yīng)模式的系統(tǒng)。
下面將結(jié)合詳細(xì)描述進(jìn)一步說(shuō)明這些附圖。此外，用來(lái)畫出具體反應(yīng)
的表示的那些數(shù)值并不是在對(duì)象身上進(jìn)行的測(cè)試的值的精確表示，只是用
來(lái)從數(shù)值上說(shuō)明如何確定具體的反應(yīng)。
具體實(shí)施例方式
在公布和描述本發(fā)明的具體實(shí)施例之前，應(yīng)該明白，本發(fā)明不限于這 里所公布的具體處理過程和材料，它們可以在某種程度上變化。也應(yīng)該明 白，這里所用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例，并不是用來(lái)產(chǎn)生限制的。
定義
在描述本發(fā)明并要求獲得其權(quán)益的過程中，將使用下面的術(shù)語(yǔ)。 除非文中清楚地另有指示，否則單數(shù)形式"a" 、 "an"和"the"包
8括了復(fù)數(shù)含義。因此，例如，說(shuō)到"緊張刺激(a stressor)，，時(shí)包括涉及 一個(gè)或多個(gè)這樣的"緊張刺激(stressors )"，說(shuō)到"參數(shù)(a parameter )" 時(shí)包括涉及一個(gè)或多個(gè)這樣的"參數(shù)(parameters)"。
這里所用的"stress (壓力)，，是指在受到內(nèi)部和外部刺激時(shí)身體內(nèi)所 發(fā)生的任何反應(yīng)。 一般地，術(shù)語(yǔ)壓力不僅包括情緒緊張，也可以是指身體 上的任何身體反應(yīng)。
這里所用的"緊張刺激(stressor)"是指在活體內(nèi)引起反應(yīng)的任何刺 激。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，緊張刺激是指外部刺激，即，靜電電擊。
這里所用的"壓力反應(yīng)(stress response )，，是指在活體上施加刺激或 緊張刺激后該活體的反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的一些方面，壓力反應(yīng)可以用微西 門子(nS)或華氏溫度來(lái)度量。壓力反應(yīng)可以分為令該活體愉快的或令該 活體不快的。
這里所用的"生物反饋(biofeedback)"是指一種技術(shù)或處理過程， 它利用儀器給出人的身體功能變化的即刻的和持續(xù)的反饋，而這種變化通 常是人察覺不到的。例如，生物反饋過程可以測(cè)量身體功能，諸如呼吸、 心率、血壓、皮膚溫度、和肌肉緊張。
這里所用的"生理參數(shù)(physiological parameter)，，涉及到測(cè)量和評(píng) 估一個(gè)活體的身體功能的許多變量中的一個(gè)變量。這種變量的度量可以指
示某種量或功能，其中這種量或功能自身不能由直接的方法來(lái)精確確定， 例如，血壓和脈搏是心血管功能的參數(shù)。
這里所用的"基值(baseline)，，是指表示可測(cè)量量的正常穩(wěn)態(tài)水平或 初始水平的信息或值，用來(lái)與表示對(duì)刺激的響應(yīng)的值進(jìn)行比較?；岛晚?應(yīng)值的測(cè)量是指對(duì)同一個(gè)體或系統(tǒng)的測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明，基值一般是動(dòng)態(tài) 基值讀數(shù)。
這里所用的"對(duì)稱的(symmetric)，'是指在圖上向同一方向移動(dòng)或者 移動(dòng)得更靠近彼此的共同測(cè)量的值。對(duì)稱響應(yīng)是指實(shí)質(zhì)上均衡的生理參數(shù)。
這里所用的"非對(duì)稱的(asymmetric)"是指非對(duì)稱或非均衡響應(yīng)。 換言之，在圖上，共同測(cè)量的值將向著彼此分得更遠(yuǎn)的方向移動(dòng)。這里，任何數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以用范圍的格式來(lái)表示。應(yīng)該明白，使用這種 范圍格式只是為了方便和簡(jiǎn)單起見，它應(yīng)該被靈活地理解為不僅包括作為 范圍的邊界而被明確地引述的數(shù)值，而且包括該范圍內(nèi)的所有單個(gè)數(shù)值或 子范圍，好像每個(gè)數(shù)值和子范圍被明確地引述了那樣。
例如，0.5到400這個(gè)響應(yīng)范圍應(yīng)該被理解為不僅包括0.5和400這兩 個(gè)被明確地引述的響應(yīng)邊^(qū)IHi，而且包括該范圍內(nèi)的單個(gè)響應(yīng)值，諸如0.5、 0.7、 1.0、 5.2、 8.4、 11.6、 14.2、 100、 200、 300，以及子范圍，諸如0.5-2.5、 4.8-7.2、 6-14.9、 55、 85、 100-200、 117、 175、 200-300、 225、 250、以及 300-400等。不管范圍的寬度或所描述的特性如何，這個(gè)解釋總是成立的。
本發(fā)明
本發(fā)明包括這樣的方法和裝置，該方法和裝置能夠測(cè)量至少兩個(gè)接觸 點(diǎn)的生理參數(shù)并判斷這些參數(shù)的被測(cè)量的響應(yīng)是否反映了令人愉快或令人 不快的生理響應(yīng)。具體說(shuō)，本發(fā)明提出一種方法，該方法包括在對(duì)象上確 定至少兩個(gè)接觸點(diǎn)并測(cè)量所述對(duì)象的生理參數(shù)以獲得基值響應(yīng)讀數(shù)。 一旦 獲得了基值讀數(shù)，就對(duì)所述對(duì)象施加外部刺激。然后重新測(cè)量相同的接觸 點(diǎn)以確定對(duì)所述刺激的響應(yīng)幅度并將重新測(cè)得的參數(shù)與基值讀數(shù)相比較以 確定響應(yīng)模式對(duì)所述該對(duì)象來(lái)說(shuō)是令人愉快的還是令人不快的。
在背景技術(shù)部分提到過，許多人研究并設(shè)計(jì)了用來(lái)測(cè)量身體參數(shù)的裝 置。具體說(shuō)，有這樣的人，他們認(rèn)為針刺點(diǎn)是唯一能提供可行的生物反饋 的接觸點(diǎn)。然而，本發(fā)明的發(fā)明人最近發(fā)現(xiàn)，可以選取并評(píng)估各種接觸點(diǎn) 或者接觸區(qū)，這些接觸點(diǎn)或接觸區(qū)能夠提供個(gè)人的單個(gè)重要的生物反饋。 因此，接觸點(diǎn)可以是在對(duì)象的身體上的任何地方發(fā)現(xiàn)的針刺點(diǎn)?；蛘?，接 觸點(diǎn)可以位于，舉幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)，對(duì)象的前臂、大腿、小腿、肩膀、背部、 頸部、頭部、和手上的任何皮膚區(qū)。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，接觸區(qū)可以 是手。本發(fā)明要求至少兩個(gè)接觸點(diǎn)，但可以使用多個(gè)接觸點(diǎn)。具體說(shuō)，本 發(fā)明設(shè)想在手的每個(gè)手指上確定至少一個(gè)接觸點(diǎn)，測(cè)量所有的手指以獲得 生理基值讀數(shù)和壓力響應(yīng)。
10最經(jīng)常測(cè)量的生理參數(shù)是那些能夠給對(duì)象提供某種形式的生物反饋的 變量。具體說(shuō)，這種參數(shù)是可以指示某種量或功能的變量，其中這種量或 功能自身不能由直接的方法來(lái)精確確定，例如，血壓和脈搏是心血管功能 的參數(shù)。具體說(shuō)，除了測(cè)量該系統(tǒng)的參數(shù)(例如，血壓)外，沒有真正能 夠測(cè)量身體功能(例如心血管功能)的方法或裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方
面，所述生理參數(shù)可以包括皮膚電反應(yīng)(GSR)、皮膚溫度、水分含量、 血壓、呼吸運(yùn)動(dòng)、肌肉緊張和眼球運(yùn)動(dòng)。其它可測(cè)量的但這里沒有特別提 到的生理參數(shù)或信號(hào)有血氧含量和腦電波。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，生理參 數(shù)為對(duì)象的皮膚電反應(yīng)功能。
上述方法中初始的步驟是，無(wú)損測(cè)量接觸點(diǎn)的生理參數(shù)，由此獲得并 建立個(gè)人基值讀數(shù)。根據(jù)一些方面，基值是表示個(gè)體的正常穩(wěn)態(tài)或初始態(tài) 的 一 系列值，它們可以用來(lái)與表示施加刺激后所產(chǎn)生的壓力反應(yīng)的值進(jìn)行 比較。特別地，每個(gè)個(gè)體都是獨(dú)特的，因此所獲得的基值會(huì)隨著每個(gè)個(gè)體 而變化。在一個(gè)實(shí)施例中，本方法考慮在每個(gè)指定的接觸點(diǎn)處的前后進(jìn)行 多次皮膚生理測(cè)量。在給對(duì)象施加任何類型的刺激之前，可以將測(cè)量每個(gè) 接觸點(diǎn)的初始步驟重復(fù)多次，以便可以獲得更精確的生理基值。在本發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施例中，基值是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)基值讀數(shù)。 一旦建立了可靠的個(gè)人基值， 就可以給對(duì)象施加至少一個(gè)緊張刺激，最好是多個(gè)緊張刺激。特別地，每 個(gè)個(gè)人的功能是不同的，因此所施加的刺激的強(qiáng)度或數(shù)量隨每個(gè)個(gè)體而不同。
緊張刺激(這里也稱為刺激)有助于給對(duì)象提供有價(jià)值的和可測(cè)量的 數(shù)據(jù)。所述剌激可以是內(nèi)部緊張刺激，優(yōu)選是外部緊張刺激。合適的內(nèi)部 緊張刺激可以是任何能在對(duì)象內(nèi)部產(chǎn)生某種形式的生理變化的物質(zhì)。例如， 可以使用一種內(nèi)部刺激，例如藥物，來(lái)引起對(duì)象身體內(nèi)的生理變化。優(yōu)選 地，可以使用外部刺激來(lái)測(cè)量對(duì)象的已經(jīng)建立的基值的可能變化。通常在 對(duì)象上相繼地施加多個(gè)緊張刺激，并根據(jù)所施加的每個(gè)緊張刺激來(lái)跟蹤基 值。根據(jù)對(duì)象的電阻和特定特性，緊張刺激的強(qiáng)度可以是恒定的，也可以 是變化的。合適的外部緊張刺激可以包括電擊、熱刺激、壓迫、情緒刺激、氣味刺激、下意識(shí)刺激、口頭刺激或視覺刺激。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，緊 張刺激可以是用來(lái)測(cè)量個(gè)體的皮膚電反應(yīng)的電磁波。
對(duì)外部刺激的反應(yīng)可以指示對(duì)象的某種健康狀態(tài)。例如，皮膚電反應(yīng) 可以說(shuō)明對(duì)象是處于放松狀態(tài)還是處于緊張狀態(tài)。如上所述，皮膚電反應(yīng) 是對(duì)象皮膚的電特性的變化。所述電特性的變化是緊張刺激和個(gè)體的生理 狀態(tài)所導(dǎo)致的。人類皮膚可以輕微地導(dǎo)電，因此，當(dāng)在皮膚上施加小的電
流時(shí)，可以以nS為單位來(lái)測(cè)量皮膚的電導(dǎo)或電阻變化。人類皮膚的電導(dǎo) 通常分成相位性電導(dǎo)(phasic conductance)和緊張性電導(dǎo)(tonic conductance)。相位性電導(dǎo)是指與刺激相關(guān)的皮膚電導(dǎo)的變化。意思是， 皮膚電導(dǎo)的變化可以由任何類型的刺激所激勵(lì)，即，溫度、含水量、氣味 等。另一方面，緊張性皮膚電導(dǎo)是指在穩(wěn)態(tài)中或在沒有刺激時(shí)的皮膚電導(dǎo)。 通過評(píng)估這兩種皮膚電導(dǎo)的變化，據(jù)信某些可測(cè)量的值能夠大體上表示具 體器官或者對(duì)象的某些生理狀態(tài)。
比較和估計(jì)測(cè)量參數(shù)能夠預(yù)計(jì)個(gè)體的生理模式或壓力水平。具體說(shuō)，
反應(yīng)。如前面所說(shuō)明的，本方法設(shè)想在人的皮膚區(qū)上測(cè)試至少兩個(gè)接觸點(diǎn) 以確定生理基值。通常，該基值反映了個(gè)體在基本上的穩(wěn)態(tài)中或在說(shuō)是在 沒有刺激時(shí)的生理狀態(tài)。 一旦確定了基值后，在個(gè)體上施加刺激，重新測(cè) 量相同的接觸點(diǎn)，并計(jì)算基值和壓力反應(yīng)之間的偏離。該偏離可以用偏離 比表示。偏離比的數(shù)值可以指示壓力反應(yīng)對(duì)一個(gè)對(duì)象來(lái)說(shuō)是令人愉快的還 是令人不快的。 一般地，正的偏離比表示反應(yīng)是對(duì)稱的(令人愉快的)， 而負(fù)的偏離比表示反應(yīng)是非對(duì)稱的(令人不快的)。
參考圖1-3，這些圖是對(duì)稱反應(yīng)和非對(duì)稱反應(yīng)的圖示。具體說(shuō)，圖1 顯示了每個(gè)接觸點(diǎn)(1)和(2 )的GSR基值和壓力反應(yīng)讀數(shù)?；底x數(shù)表 明，在正常狀態(tài)下，對(duì)象的GSR讀數(shù)對(duì)于接觸點(diǎn)(1)和(2 )來(lái)說(shuō)分別約 為10 nS和15 pS。在施加了刺激之后，GSR讀數(shù)分別變成20 jiS和25 pS。 在圖上，這兩個(gè)相繼點(diǎn)的移動(dòng)基本上是在同一方向上，這表明反應(yīng)是對(duì)稱 的，換言之，偏離比是正的。圖2顯示了接觸點(diǎn)(1)和(2)的GSR參數(shù)
12讀數(shù)為10 nS和15 nS。在施加了刺激之后，接觸點(diǎn)(1)和(2 )的反應(yīng)產(chǎn) 生了 11 jtS和14 jiS的值。每個(gè)接觸點(diǎn)的數(shù)值移動(dòng)得彼此更加靠近，因而 表明，這是另一個(gè)對(duì)稱反應(yīng)，或者說(shuō)是正偏離比反應(yīng)。相反，圖3顯示了 接觸點(diǎn)(1)和(2 )的基值為10 nS和15 nS。在施加了外部刺激之后，個(gè) 體下意識(shí)地產(chǎn)生反應(yīng)，接觸點(diǎn)(1)和(2 )的值分別為11 nS和25 nS。在 圖上，這兩個(gè)相繼點(diǎn)移動(dòng)得彼此更加遠(yuǎn)離，這表明，這是非對(duì)稱反應(yīng)或者 說(shuō)是負(fù)的偏離比。
一旦測(cè)量了反應(yīng)并通過算法計(jì)算了偏離值后，該反應(yīng)就可以被分為對(duì) 于對(duì)象來(lái)說(shuō)是令人愉快的還是令人不快的。令人愉快的壓力反應(yīng)的測(cè)量值 要么朝著彼此會(huì)聚，要么基本保持不變，即，是對(duì)稱的。令人不快的壓力 反應(yīng)的測(cè)量值彼此分散，即，是非對(duì)稱的。進(jìn)一步說(shuō)，令人愉快的反應(yīng)暗 示著個(gè)體是健康的。而令人不快的反應(yīng)則表明或預(yù)示著個(gè)體會(huì)變得不健康 并需要藥物或營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)品來(lái)改善不健康狀況。至少，令人不快的反應(yīng)可以表 明，這個(gè)人應(yīng)該進(jìn)行更多的治療或評(píng)估以確定為何反應(yīng)是令人不快的。
如果個(gè)體得到了令人不快的反應(yīng)，那么，該個(gè)體應(yīng)該服用維生素補(bǔ)品
以便對(duì)抗正在影響身體的緊張刺激。例如，如果對(duì)象感染了普通感冒病毒， 在評(píng)估了他/她的生理狀態(tài)之后，該個(gè)體可以服用補(bǔ)品，以協(xié)助抵抗和消除 病毒。此外，可以重新測(cè)試該個(gè)體的所述接觸點(diǎn)以判斷補(bǔ)品是否有助于獲 得更令人愉快的壓力反應(yīng)以及補(bǔ)品劑量是否合適。這樣，個(gè)體就可以停用 那些缺乏所需的有益結(jié)果的補(bǔ)品。
本發(fā)明也構(gòu)思了 一種裝置或傳感器，用來(lái)評(píng)估個(gè)體的生理壓力模式或 生理狀態(tài)。這種裝置一般能夠測(cè)量活體的至少兩個(gè)皮膚接觸點(diǎn)的生理參數(shù)。 所述裝置包括測(cè)量元件，所述測(cè)量元件配置為用來(lái)接觸至少兩個(gè)接觸點(diǎn)并 測(cè)量對(duì)象的一 系列生理參數(shù)。所述測(cè)量元件可以是任何可以與皮膚層接觸 或者可以與多個(gè)傳感器裝置耦合的基片。例如，圖4顯示了一種手架(hand cradle) 400，它有多個(gè)耦合到石更底部件404上的測(cè)量元件402，每個(gè)測(cè)量 元件可以耦合到至少一個(gè)傳感器(未顯示)上，傳感器配置為用來(lái)測(cè)試個(gè) 體手內(nèi)的皮膚電反應(yīng)。在這個(gè)例子中，測(cè)量元件可以由任何能夠傳導(dǎo)能量的材料構(gòu)成，而硬底部件可以由任何固體和硬材料構(gòu)成，諸如塑料或金屬。 更復(fù)雜的裝置可以包括多個(gè)測(cè)量元件，這些測(cè)量元件與多個(gè)傳感器耦合， 配置為用來(lái)監(jiān)視和測(cè)量相位性皮膚電導(dǎo)特性和緊張性皮膚電導(dǎo)特性的變 化。在其它實(shí)施例中，所述裝置配置為用來(lái)監(jiān)視和測(cè)試這里所述的其它生 理參數(shù)。例如，測(cè)量元件可以耦合到至少一個(gè)能夠探測(cè)和測(cè)量皮膚溫度的 微小變化的溫度計(jì)上。在另一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量元件可以耦合到其它傳感 器上，這些傳感器配置為用來(lái)測(cè)量或監(jiān)視各種生理參數(shù)的變化，這些生理
參數(shù)的例子有呼吸氣流、呼吸離軌度(respiratory excursion)、肌肉運(yùn)動(dòng)、 心臟脈搏、血壓以及血氧含量水平等。
此外，所迷傳感器也可以耦合到計(jì)算源上，并配置為用來(lái)將生理參數(shù) 測(cè)量結(jié)果從測(cè)量元件傳送到計(jì)算源上。通常，傳感器通過導(dǎo)線或者遙測(cè)方 法耦合到計(jì)算源上，然而，傳感器也可以通過其它數(shù)據(jù)通信手段耦合到計(jì) 算源上?？梢允褂酶鞣N遙測(cè)系統(tǒng)，諸如無(wú)線發(fā)射系統(tǒng)。合適的無(wú)線系統(tǒng)包 括IEEE 802.11、 IEEE 802.15、藍(lán)牙、超寬帶、射頻或其它網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)諸如 BAN、 WPAN和WLAN的標(biāo)準(zhǔn)。
一般地，計(jì)算源具有用戶接口，用來(lái)操作和接收從測(cè)量元件傳來(lái)的信 息。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算源包括算法，用來(lái)分別基于正的或負(fù) 的序列判斷生理測(cè)量結(jié)果是令人愉快的還是令人不快的壓力反應(yīng)。通常， 將令人愉快和令人不快的壓力反應(yīng)轉(zhuǎn)換成特征圖(signature)，并與計(jì)算 源所包含的資料庫(kù)所存儲(chǔ)的預(yù)定特征圖進(jìn)行比較。
在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算源中包括資料庫(kù)，資料庫(kù)中有預(yù)定的特征圖， 這些特征圖表示某種生理參數(shù)反應(yīng)。 一般地，與本裝置相關(guān)的算法可以配 置為用來(lái)將生理反應(yīng)與預(yù)定的特征圖進(jìn)行比較，從而預(yù)計(jì)該反應(yīng)是令人愉 快的還是令人不快的，并有可能為對(duì)象提供治療反饋。可選地，所述治療 反饋可以提供具體的治療藥物或營(yíng)養(yǎng)品，這些治療藥物或營(yíng)養(yǎng)品可以用來(lái) 將所述反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱钊擞淇斓念愋汀?br> 圖5描繪了可以評(píng)估病人的壓力反應(yīng)模式的系統(tǒng)500的方框圖。所述 系統(tǒng)包括待測(cè)試的病人504、手架(hand cradle) 506以及計(jì)算源510。如前面所述，所述手架可以借助于傳感器和測(cè)量元件(未顯示)監(jiān)視和測(cè)試 處于正常穩(wěn)態(tài)的病人的皮膚電反應(yīng)、生理參數(shù)，以獲得基值。 一旦建立了
基值反應(yīng)之后，就可以對(duì)病人施加外部刺激502。所述手架測(cè)量施加了刺 激之后的病人的皮膚電反應(yīng)。通信設(shè)施508 (諸如有線或無(wú)線通信設(shè)施) 能夠?qū)⒎磻?yīng)和數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算源中。計(jì)算源通常包含算法512和資料庫(kù) 514。所述算法配置為可以利用基值讀數(shù)來(lái)處理皮膚電反應(yīng)，以判斷生理測(cè) 量結(jié)果是令人愉快還是令人不快的壓力反應(yīng)。通常，由所述算法將令人愉 快和令人不快的壓力反應(yīng)轉(zhuǎn)換成特征圖并使其與計(jì)算源中的資料庫(kù)所存儲(chǔ) 的預(yù)定特征圖進(jìn)行比較。 一旦進(jìn)行了比較，就可以將反應(yīng)劃分到對(duì)稱(令 人愉快)反應(yīng)516類型或非對(duì)稱(令人不快)反應(yīng)518類型中。通過輸出 裝置，諸如監(jiān)視器，可以將這些反應(yīng)提供給病人或有資格的操作人員，從 而為病人提供信息，使得在需要時(shí)可以采取合適的治療措施。
應(yīng)該明白，上述配置只顯示了本發(fā)明的原理的應(yīng)用。那些熟悉本技術(shù) 的人員可以進(jìn)行各種修正以及采用其它配置而不偏離本發(fā)明的精神和范 圍。因此，盡管上面結(jié)合特征和細(xì)節(jié)連同目前相信是最實(shí)用和最適宜的本 發(fā)明的實(shí)施例充分描述了本發(fā)明，但對(duì)于那些在本領(lǐng)域中具有普通技術(shù)的 人員來(lái)說(shuō)，很明顯可以做出很多修正而不偏離這里所說(shuō)明的原理和概念， 這些修正包括但不限于尺寸、材料、形狀、形式、功能及操作方式、組件 以及應(yīng)用的變4匕。
例子
出現(xiàn)普通感冒的典型癥狀的人體可以通過與這種普通感冒相關(guān)的若干 緊張剌激來(lái)進(jìn)行測(cè)試。所述測(cè)試包括已知在抵抗病毒、治療普通感冒癥狀 或一般性地加強(qiáng)免疫系統(tǒng)上有效的各種病毒以及其它治療物質(zhì)(藥物、營(yíng) 養(yǎng)品等)的緊張刺激。通過在施加刺激之前和之后監(jiān)視對(duì)象的生理參數(shù)， 有資格的操作人員能夠基于壓力反應(yīng)推斷出原因和結(jié)果，并至少能夠縮小 可能的范圍以便進(jìn)一步檢查。然而，如果使用病毒樣品作為緊張刺激，那 些與非對(duì)稱偏離反應(yīng)相關(guān)連的病毒就會(huì)被疑為是發(fā)病原因。隨后采用治療
15的測(cè)試就會(huì)在涉及治療的臨床決策中占有更重要的地位。 丁
權(quán)利要求
1.一種評(píng)估活體中的壓力反應(yīng)模式的方法，該方法包括的步驟有a)在該活體的皮膚區(qū)上確定至少兩個(gè)接觸點(diǎn)；b)測(cè)量所述至少兩個(gè)接觸點(diǎn)的生理參數(shù)以確定基值讀數(shù)；c)對(duì)所述活體施加外部刺激；d)在施加了所述外部刺激之后重新測(cè)量所述至少兩個(gè)接觸點(diǎn)的所述生理參數(shù)以確定壓力反應(yīng)；e)將所述基值讀數(shù)與所述壓力反應(yīng)進(jìn)行比較以確定是對(duì)稱壓力反應(yīng)模式還是非對(duì)稱壓力反應(yīng)模式；以及f)將所述對(duì)稱壓力反應(yīng)模式劃分到令人愉快的壓力反應(yīng)類型中，將所述非對(duì)稱壓力反應(yīng)模式劃分到令人不快的壓力反應(yīng)類型中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少兩個(gè)接觸點(diǎn)位于所述 活體的手部的皮膚區(qū)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述生理參數(shù)從包含皮膚電反 應(yīng)(GSR)、溫度、含水量、以及壓力參數(shù)的組中選擇。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述基值讀數(shù)是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)基值 讀數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述測(cè)量步驟由一種手架裝置 來(lái)完成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述令人愉快的壓力反應(yīng)指示 了朝著彼此會(huì)聚或者基本保持不變的值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述令人不快的壓力反應(yīng)指示 了彼此相互分散的值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述外部刺激從包含電擊、熱 刺激、壓力刺激、情緒刺激、氣p木刺激、下意識(shí)刺激、口頭刺激和^L覺刺 激的組中選擇。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述劃分步驟由計(jì)算源來(lái)完成，該計(jì)算源包拾沒置為用來(lái)確定所述各種反應(yīng)以及將所述反應(yīng)劃分到某個(gè)類 型中的算法。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述測(cè)量和重新測(cè)量的步驟由無(wú)損測(cè)量技術(shù)來(lái)完成。
11. 一種用來(lái)測(cè)量活體皮膚上至少兩個(gè)接觸點(diǎn)處的生理參數(shù)的傳感器裝置，包括測(cè)量元件，配置為用來(lái)接觸所述至少兩個(gè)接觸點(diǎn)并測(cè)量所述活體的生 理參數(shù)序列；計(jì)算源，該計(jì)算源具有算法，用來(lái)基于正的序列來(lái)判斷所述測(cè)量結(jié)果 是令人愉快的壓力反應(yīng)或者基于負(fù)的序列來(lái)判斷所述測(cè)量結(jié)果是令人不快 的壓力反應(yīng)；以及與所述測(cè)量元件耦合的至少 一個(gè)傳感器，用來(lái)將所述生理參數(shù)測(cè)量結(jié) 果傳送到所述計(jì)算源。
12. 才艮據(jù)權(quán)利要求ll所述的裝置，其中，所述計(jì)算源包括資料庫(kù)和算 法，所述資料庫(kù)存儲(chǔ)有預(yù)定的表示某種生理參數(shù)測(cè)量結(jié)果的特征圖，所述 算法將所述測(cè)量結(jié)果與所述預(yù)定的特征圖進(jìn)行比較以判斷所述測(cè)量結(jié)果是 令人愉快的反應(yīng)還是令人不快的反應(yīng)。
13. 才艮據(jù)權(quán)利要求ll所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)傳感器是配置 為用來(lái)測(cè)量皮膚電反應(yīng)的電極。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的裝置，其中，所述傳感器通過導(dǎo)線或遙測(cè) 還被耦合到所述計(jì)算源上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述遙測(cè)是利用IEEE 802.11、 IEEE 802.15、藍(lán)牙、超寬帶、射頻或其它網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的無(wú)線數(shù)據(jù) 發(fā)射。
16. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的裝置，其中，所述測(cè)量元件是一種具有多 個(gè)手指接觸點(diǎn)的手架裝置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的裝置，其中，所述傳感器探測(cè)與所述至少 兩個(gè)接觸點(diǎn)相關(guān)的GSR、溫度、含水量和壓力的變化。
18. —種分析活體壓力測(cè)量結(jié)果的方法，包括 在對(duì)所述活體施加外部刺激之前和之后提取至少兩個(gè)生理測(cè)量結(jié)果； 對(duì)施加所述刺激之前和之后所提取的所述生理測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較；以及判斷所述生理測(cè)量結(jié)果彼此是分散的、還是會(huì)聚的或保持不變，從而 指明所述生理測(cè)量結(jié)果對(duì)所述活體來(lái)說(shuō)是令人愉快的還是令人不快的。
19. 一種確定活體的所述生理狀態(tài)的方法，該方法包括的步驟有 在對(duì)所述活體施加外部刺激之前和之后測(cè)量所述活體上的至少兩個(gè)接觸點(diǎn)處的所述生理反應(yīng)；以及比較所測(cè)量的生理反應(yīng)，以判斷所述生理反應(yīng)反映了所述活體的令人 愉快的生理狀態(tài)還是令人不快的生理狀態(tài)。
全文摘要
這里公布了能夠測(cè)量至少兩個(gè)接觸點(diǎn)處的生理參數(shù)并判斷所測(cè)量的參數(shù)是反映了令人愉快的生理反應(yīng)還是反映了令人不快的生理反應(yīng)的方法和裝置。具體說(shuō)，本發(fā)明包括一種方法(500)，該方法能夠在對(duì)對(duì)象施加刺激(502)之前和之后無(wú)損地監(jiān)視至少兩個(gè)接觸點(diǎn)的生理參數(shù)并將所測(cè)量的參數(shù)進(jìn)行比較以確定所述對(duì)象的生理狀態(tài)是令人愉快的(516)還是令人不快的(518)。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101495026SQ200680042274
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2006年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月14日
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