專利名稱：用于促進(jìn)生理相干和自主平衡的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及心率變化率的估計(jì)，具體地，涉及心率的功率譜的分析。
背景技術(shù)：
隨著生命的增長的復(fù)雜性，在生理?xiàng)l件與情緒健康之間的關(guān)系變成為越來越感興趣。許多研究表明，緊張和其它情緒因素增加疾病的危險(xiǎn)，降低性能和生產(chǎn)力，以及嚴(yán)重地限制生活的質(zhì)量。為此，全世界的醫(yī)藥界不斷尋求治療方法和預(yù)防計(jì)劃。最近，集中注意人體內(nèi)的自調(diào)整系統(tǒng)導(dǎo)致在生物反饋等領(lǐng)域中的研究。
最近25年來，各種新的技術(shù)被引入作為用于改進(jìn)精神和/或情緒不穩(wěn)定性的更傳統(tǒng)的心理療法或藥物介入的替換方法。除了像認(rèn)識力再構(gòu)建和神經(jīng)語言編程那樣的更心理的方法以外，心理學(xué)家采用來自東方文化的幾種方法，在集中注意沉思期間“停止在精神上”。例如，在喻伽中，人們通常集中在呼吸或大腦部分，而在氣功中人們集中在“丹田”點(diǎn)(在肚臍下面)。在Boulder Creek，California，的心臟數(shù)理研究所開發(fā)的Freeze Frame(FF)(固定幀)技術(shù)中，人們把注意力集中在心臟周圍的區(qū)域。所有這些技術(shù)把注意力集中在人體的區(qū)域，它們包含神經(jīng)處理中心的分開的但交互作用的組，以及與它們互動的生物振蕩器。心臟，大腦和胃腸包含被稱為起搏器細(xì)胞的生物振蕩器。通過故意集中注意力在這些振蕩器系統(tǒng)的任何一個(gè)系統(tǒng)，人們可以改變它的節(jié)律。這對于大腦(沉思)，喻伽呼吸(呼吸)，心臟(FF)和最可能的內(nèi)臟(氣功)至少是正確的，因?yàn)樗灿勺灾魃窠?jīng)系統(tǒng)(ANS)調(diào)整。人體也包含其它振蕩系統(tǒng)，諸如血管系統(tǒng)的平滑肌。我們以前證明，這個(gè)系統(tǒng)，通過記錄脈沖發(fā)送時(shí)間(PTT)測量的，以及大腦，通過腦電圖(EEG)測量的，心臟，通過心率變化(HRV)測量的，和呼吸系統(tǒng)，通過呼吸速率測量的，都可以進(jìn)行輸送。而且，它們都同步到約0.1赫芝(Hz)變化的頻率。因此，人們可以故意地把這些系統(tǒng)互相同步，起到耦合的生物振蕩器的作用。
FF技術(shù)是自管理技術(shù)，通過它人們可以集中注意心臟，從時(shí)時(shí)刻刻地1精神和情緒反應(yīng)中釋放。在帶有HIV正面課題的心理介入計(jì)劃方面利用FF技術(shù)的研究導(dǎo)致在生活壓力，狀態(tài)和性格憂慮水平和自體力癥狀上重大的減小。對于使用FF技術(shù)增強(qiáng)正面的情緒狀態(tài)的健康的個(gè)人的兩個(gè)其它的研究表明，增加的唾液IgA和增加的交感神經(jīng)平衡。增加到交感神經(jīng)平衡被認(rèn)為是防止與過分反應(yīng)的交感神經(jīng)流出量有關(guān)的有害的生理效應(yīng)。其它研究已表明該技術(shù)在改進(jìn)自主平衡和減小壓力荷爾蒙可的松以及增加DHEA，改進(jìn)糖尿病的血糖調(diào)節(jié)，降低高血壓病人的血壓，以及大大地減小心理壓力源，諸如在許多各種人群中的憂慮，壓抑，疲勞和壓倒方面是有效的。
交感神經(jīng)平衡可以通過使用各種技術(shù)進(jìn)行測量。例如，可以訓(xùn)練人們使用生物反饋技術(shù)自覺控制他們的心率。然而，增強(qiáng)的副交感神經(jīng)活動或許可通過控制呼吸而居中。自然催眠和心率的工作調(diào)節(jié)已被證明為通過提高與控制呼吸方法無關(guān)的副交感神經(jīng)活動而減小交感/副交感比值。FF技術(shù)不需要生物反饋設(shè)備也不需要自覺控制呼吸，雖然在這個(gè)技術(shù)中使用短呼吸協(xié)議。我們的結(jié)果假定情緒實(shí)驗(yàn)在決定與心率和呼吸無關(guān)的交感神經(jīng)平衡方面起作用。交感神經(jīng)平衡中向增加低頻(LF)和高頻(HF)功率(心率變化的度量)的移位是經(jīng)受感激的情緒狀態(tài)的生理體現(xiàn)。FF技術(shù)集中注意到純粹經(jīng)受真正感激或愛的感覺，與看到或回想先前的正的情緒經(jīng)驗(yàn)相對照。
我們研究的結(jié)果表示，由心臟數(shù)理研究所開發(fā)的FF技術(shù)和其它工具的實(shí)踐相當(dāng)短的時(shí)間間隔引導(dǎo)到心臟功能的“輸送”或“內(nèi)部相干”模式(下面更詳細(xì)地描述)。能夠保持這些狀態(tài)的大多數(shù)受檢對象報(bào)告隨機(jī)思想的闖入被大大地減小，以及它伴隨有深度的內(nèi)部安寧的感覺和高度的直覺的認(rèn)識。
我們也觀察到，引導(dǎo)到輸送模式的積極的情緒狀態(tài)，產(chǎn)生動態(tài)心臟跳動圖案中標(biāo)志的改變。用于量化和分析以及量化這些心率的方法被稱為心率變化(HRV)的分析。健康人的正常的休息心率隨時(shí)隨刻動態(tài)地變化。從心電圖(ECG)或脈沖得到的心率變化率是這些自然發(fā)生的、心率的逐次心跳的變化，以及它是健康和適配的重要的指示符。HRV受到各種因素影響，包括物理運(yùn)動，睡眠以及精神和活動，它特別響應(yīng)于情緒狀態(tài)的壓力和改變。HRV的分析可以提供有關(guān)自主神經(jīng)系統(tǒng)的功能和平衡的重要的信息，因?yàn)樗梢詤^(qū)分心率的交感的調(diào)整與副交感停止。減小的HRV也是將來的疾病、增加的突然死亡的危險(xiǎn)和所有原因的死亡率的有力的預(yù)測。
頻率域分析分解心率速率圖或波形分解為它的各個(gè)頻率分量以及根據(jù)它們的相對強(qiáng)度，根據(jù)功率譜密度(PSD)來量化它們。通過把譜分析技術(shù)應(yīng)用到HRV波形，可以辨別它的不同的頻率分量，它們代表自主神經(jīng)系統(tǒng)的交感神經(jīng)或副交感神經(jīng)分支的活動。HRV功率譜被發(fā)出三個(gè)頻率范圍或頻段非常低的頻率(VLF)，0.033到0.04Hz；低頻(LF)，0.04到0.15Hz；以及高頻(HF)，0.15到0.4Hz。
高頻(HF)頻段被廣泛地接受，作為副交感神經(jīng)的或交感神經(jīng)活動的度量。在這個(gè)頻段中的峰值相應(yīng)于與呼吸周期有關(guān)的心率變化，通常被稱為呼吸穴位失調(diào)癥。減小的副交感神經(jīng)活動在精神或情緒壓力，遭受疼痛，憂慮或焦慮和憂郁的人群中發(fā)現(xiàn)。
低頻(LF)區(qū)域可以反映交感和副交感神經(jīng)的活動，特別是在短期記錄中。當(dāng)呼吸速率低于每分鐘7次呼吸或當(dāng)個(gè)人作深呼吸時(shí)，特別呈現(xiàn)副交感神經(jīng)的影響。這個(gè)區(qū)域也被稱為“氣壓感受器范圍”，因?yàn)樗卜从硽鈮焊惺芷骰顒?，以及有時(shí)反映血壓波活動和諧振。
當(dāng)個(gè)人的HRV圖案和呼吸被同步或被輸送，正如在深呼吸，睡眠狀態(tài)時(shí)發(fā)生的，或當(dāng)使用實(shí)施自主平衡的技術(shù)，諸如Freeze-Frame(固定幀)和Heart Lock-In(心臟鎖定)，發(fā)生輸送的頻率常常接近0.1Hz。這落在LF頻段的中心，以及被誤認(rèn)為是交感活動的大的增加，當(dāng)實(shí)際上它主要是由于副交感神經(jīng)活動和血管諧振的增加。適當(dāng)?shù)哪Ｐ图夹g(shù)已表明，在正常狀態(tài)下，約50％的LF頻段的總的功率通過在中心水平上產(chǎn)生的、在侵入到穴位點(diǎn)的神經(jīng)信號說明，以及大部分的剩余功率是由于在動脈主干壓力調(diào)節(jié)反饋環(huán)路中的諧振。交感的系統(tǒng)看來不產(chǎn)生以遠(yuǎn)大于0.1Hz的頻率出現(xiàn)的節(jié)律，而副交感可被看到運(yùn)行在低到0.05Hz的頻率。因此，在具有慢的呼吸速率的周期的人們中，副交感神經(jīng)活動以處在LF頻段的頻率調(diào)制心臟節(jié)律。所以，為了鑒別哪些ANS分支泵浦功率到LF區(qū)域，呼吸和PTT都應(yīng)當(dāng)同時(shí)被記錄和考慮。
在輸送模式下LF功率的增加可以代表增加的氣壓感受器向中心的活動。已經(jīng)證明，LF頻段反映增加的氣壓感受器傳入的活動。LF頻段確實(shí)被顯示為反映氣壓感受器反應(yīng)靈敏度，以及受生理狀態(tài)影響。增加的氣壓感受器活動被認(rèn)為禁止從大腦到周圍血管基礎(chǔ)的交感流出量，而緊張情緒增加交感流出量，以及禁止氣壓感受器活動。在深度持續(xù)感激狀態(tài)期間看到的LF功率的增加可以具有用于控制高血壓的重要的隱含關(guān)系，因?yàn)樵谶@些個(gè)人中氣壓感受器靈敏度減小。
在FF介入到輸送模式以后有顯著的和明顯的過渡，這可以在HRV波形和PSD數(shù)據(jù)中看到。此外，許多受檢對象報(bào)告，在他們處在與某人的“緊張”對話和開始反應(yīng)時(shí)，他們能夠使用FF技術(shù)。即使在這些條件下，HRV波形表示他們能夠移位和保持輸送狀態(tài)。
從心臟速率圖數(shù)據(jù)可以看到，當(dāng)一個(gè)人從挫敗狀態(tài)移到真正的感激狀態(tài)時(shí)，在波形上會出現(xiàn)從大幅度的雜亂的波到相同幅度的非諧波波形(輸送)的過渡。我們也認(rèn)識到我們稱為“放大的安寧”的附加狀態(tài)，表示這種非常深度的安寧和內(nèi)部和諧的特別的情緒狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，HRV波形變成為更小的幅度的波(內(nèi)部相關(guān))。通常，頻域的過渡(PSD)是從中等幅度的寬頻帶譜到非常大的幅度的約0.1Hz的窄帶頻譜，然后到非常小的幅度的寬頻帶頻譜(內(nèi)部相關(guān))。
在大多數(shù)個(gè)人中，小到接近于零的HRV，正如剛才描述的，是潛在的病理?xiàng)l件或老化的指示符，因?yàn)樗凳拘呐K的速率改變的靈活性的損失，或ANS中減小的信息流。然而，在訓(xùn)練的受檢對象中，這是他們的情緒和自主神經(jīng)系統(tǒng)的例外的自管理的表示，因?yàn)樗麄兊腍RV通常很大，以及移位到內(nèi)部相關(guān)模式是故意進(jìn)入到放大的安寧狀態(tài)的結(jié)果。這是非常不同于在降低的HRV下面的病理?xiàng)l件(在這種情形下HRV總是低的)在情緒狀態(tài)與HRV之間的聯(lián)系有可能計(jì)及在健康人群中偶爾觀察到低的HRV，這降低對于明確預(yù)測疾病的HRV分析的門診利用。
在內(nèi)部相干條件期間，由心臟產(chǎn)生的電磁能量場，正如在心電圖(ECG)信號的快速富立葉變換(FFT)分析中看到的，是相干電磁場的明顯的例子。在了解在非線性系統(tǒng)中相干信號與噪聲之間的交互作用方面的最近的進(jìn)展在預(yù)測方面給出，這些非熱的、相關(guān)的電磁信號可以被細(xì)胞檢測到。進(jìn)一步的證據(jù)提出，相干電磁場可以大于細(xì)胞的功能具有重要的暗示。例如，最近已證明，非熱的、極低的頻率的電磁信號可以影響細(xì)胞內(nèi)鈣的信號。此外，相干電磁場，比起非相干信號來說，已被顯示為對酶的通道(諸如鳥氨酸脫炭酶活動)產(chǎn)生大得多的細(xì)胞的影響。這個(gè)事實(shí)提出，內(nèi)部相干的狀態(tài)也可影響細(xì)胞的功能，以及提供在情緒狀態(tài)，自主功能，HRV與細(xì)胞的處理過程之間的潛在的聯(lián)系。
自覺集中注意和/或積極的情緒已被顯示為很大地影響HRV和PSD。我們的研究結(jié)果支持以前的工作，以及提出減小負(fù)面的情緒狀態(tài)和增大積極的情緒狀態(tài)的心理干預(yù)可以大大地影響心血管功能。
在這個(gè)領(lǐng)域中工作的結(jié)果證明，真正的感激感覺產(chǎn)生向LF和HF活動的功率譜移位，以及暗示(1)包含生物振蕩器的人體的主要中心可以起到耦合的電振蕩器的作用，(2)這些振蕩器可以通過精神和情緒自控制而被引入同步運(yùn)行模式，以及(3)這樣的同步對人體的影響與感覺和心血管功能方面的重大的移位相關(guān)。已經(jīng)提出，積極的情緒造成交感神經(jīng)平衡的改變，這可以在處理高血壓時(shí)得到好處以及減小具有充血性心臟故障和冠狀動脈疾病的病人突然死亡的或然率。
有需要提供關(guān)于ANS的平衡的量化的信息，它是容易使用的和不需要龐大的生物反饋設(shè)備。還需要在日常生活中使用的、監(jiān)視這種平衡的移動的方法。
本發(fā)明的公開本發(fā)明提供測量人體節(jié)律，然后分析這個(gè)信息，以便間接確定輸送狀態(tài)的方法，這個(gè)輸送狀態(tài)也反應(yīng)在自主神經(jīng)系統(tǒng)的交感的和副交感的部分之間的平衡。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，方法包括以下步驟采樣受檢對象的心跳，確定心跳的心率變化率作為時(shí)間的函數(shù)(HRV(t))，把HRV(t)表示為頻率的函數(shù)(HRV(f))，確定在HRV(f)中頻率的分布，選擇HRV(f)的峰值頻率，確定在所述峰值頻率中的能量(Epeak)，確定在低于所述峰值頻率的頻率中的能量(Ebelow)，以及在高于所述峰值頻率的頻率中的能量(Eabove)，確定Epeak對Ebelow與Eabove的比值，以及把與所述比值有關(guān)的第一參量的代表以第一呈現(xiàn)格式提供給受檢對象。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，設(shè)備包括采樣裝置，用來在第一預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)采樣受檢對象的心跳，顯示單元，處理單元，被耦合到采樣裝置和顯示單元，其中處理單元用來通過在第一預(yù)定的時(shí)間間隔期間測量在每次心跳之間的時(shí)間間隔而確定心跳的心率變化率(HRV)，其中HRV是時(shí)間的函數(shù)，確定HRV的頻率分布，頻率分布具有至少一個(gè)峰值，至少一個(gè)峰值包括第一數(shù)目的頻率，計(jì)算HRV的頻率分布的第一參量，其中第一參量是在至少一個(gè)峰值下的面積對其余的頻率分布下的面積的比值，以及把第一參量輸出到顯示單元，以便呈現(xiàn)給受檢對象。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，方法包括以下步驟接收心率變化率(HRV)信息，HRV信息包括在第一預(yù)定的時(shí)間間隔期間在受檢對象的每次心跳之間的時(shí)間間隔，把HRV表示為頻率的函數(shù)，確定在所述HRV中在第一頻率范圍內(nèi)的功率，選擇在第一頻率范圍中的峰值頻率，計(jì)算在所述選擇的功率峰值中的功率對所述HRV在第二頻率范圍內(nèi)的功率的比值的第一參量，把第一參量呈現(xiàn)給受檢對象。
圖8A-8F顯示圖7A-7E的處理過程的步驟；圖9顯示用于計(jì)算AB的手持的設(shè)備；以及

圖10-12顯示三個(gè)不同的圖形顯示序列，它們提供達(dá)到的輸送的級別的動畫的視覺的代表，正如按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例確定的。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式在以下的對本發(fā)明及其實(shí)施例的各種方面的說明中，我們將使用某些術(shù)語。為了便于參考，我們的優(yōu)選的定義為如下如上所述，F(xiàn)reeze-Frame是在HM自管理系統(tǒng)中使用的工具之一。它包含自覺地?cái)嚅_對外部的或內(nèi)部的事件的精神和情緒反應(yīng)，然后把注意中心從精神和情緒移位到心臟附近的身體區(qū)域，而同時(shí)集中注意在積極的情緒，諸如愛或感激。因此這個(gè)工具允許個(gè)人把注意力從精神移位到心臟。這樣的移位導(dǎo)致目前更廣泛和更客觀的感覺。
正如此后使用的，術(shù)語“感激”將意味著，受檢對象對于某人或某個(gè)事物清晰地感覺到或認(rèn)識到真正的或?qū)嶋H的感激的感覺的狀態(tài)。這是與HRV改變有關(guān)的心感知的感激感覺，與不產(chǎn)生這樣的HRV改變的精神概念的感激不同。術(shù)語“放大的安寧”將意味著感受到比起通常經(jīng)受的、深得多的安寧和中心的狀態(tài)的內(nèi)部狀態(tài)。一個(gè)人也可以感知對于在這種狀態(tài)下的認(rèn)識的新的尺度下的門限值的態(tài)度?？梢愿兄獌?nèi)部的平衡以及一個(gè)人接入新的直覺的領(lǐng)域的認(rèn)識。對于任何實(shí)驗(yàn)的狀態(tài)，很難找到適當(dāng)?shù)孛枋鏊淖窒?。這不是一個(gè)人通常來回行走的狀態(tài)，而是在相當(dāng)短的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)入。然而，對于停留在集中注意到心臟的實(shí)踐，這個(gè)狀態(tài)中的時(shí)間的比值可以增加。它也可以描述為類似于一個(gè)人有時(shí)在海灘或在森林中感覺到特別深度地接觸大自然或處在他的通常的經(jīng)驗(yàn)以外的那些時(shí)刻。常常在這些時(shí)刻，我們會發(fā)現(xiàn)對于我們經(jīng)受的更深的問題的回答。
我們用術(shù)語“生物振蕩器”來指產(chǎn)生節(jié)律振蕩的細(xì)胞或細(xì)胞組。當(dāng)瞬時(shí)系統(tǒng) 壓力被不斷地記錄時(shí)，可以看到每次心跳和每次呼吸的起伏。自主神經(jīng)系統(tǒng)中的這種節(jié)律的活動看來是由至少三個(gè)生物振蕩器系統(tǒng)支持(1)在腦干網(wǎng)絡(luò)中的中心節(jié)律，與呼吸振蕩器的機(jī)能上的聯(lián)系(輸送)，(2)氣壓感受器反饋網(wǎng)絡(luò)，以及(3)血管平滑肌的自節(jié)律。每個(gè)振蕩器可以發(fā)展不同的頻率以及在振蕩器之間的相位滯后可能變化的事實(shí)，很容易說明血壓波是可很大變化的和不可預(yù)測的通常的實(shí)驗(yàn)。帶有相似的基本頻率的幾個(gè)振蕩器的存在使能在振蕩器之間同步和輸送。因此，我們可以假定，規(guī)則的和穩(wěn)定的血壓波的狀態(tài)是復(fù)雜的多振蕩器系統(tǒng)的輸送動作的表示。
主干脈沖發(fā)送時(shí)間(PTT)是主干脈沖波從心臟行進(jìn)到某個(gè)周圍的記錄位置的速度的度量。它作為非侵入性方法被使用來監(jiān)視動脈壁的彈性以及表示基于逐次心跳的血壓的變化。主干壓力脈沖是沿著主干系統(tǒng)快速傳遞的壓力波。脈沖波速度(4到5m/sec)比血流速度(＜0.5m/sec)快得多。脈沖波速度直接隨在主干壁的彈性的壓力有關(guān)的改變而變化。動脈壁越堅(jiān)硬或收縮，波速度越快。由此，得出PTT應(yīng)當(dāng)隨血壓反比地變化。這種效應(yīng)的通常的幅度估計(jì)表示，壓力改變每mmHg，PTT變化約lms。
我們也將描述在我們實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的某些研究的結(jié)果。為了更全面地看到這樣的研究的自然性和條件，我們希望描述我們的關(guān)鍵過程對于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的研究，預(yù)先選擇的、在FF技術(shù)中訓(xùn)練的個(gè)人是坐在直的高背椅上，以便減小姿勢的改變，適合于ECG電極，然后給予10分鐘的休息時(shí)間。在休息時(shí)間期間，ECG測量被記錄，以及最后5分鐘被用作為基線時(shí)間間隔。在要求受檢對象利用FF技術(shù)以及在下一個(gè)5分鐘內(nèi)自覺集中注意在愛的狀態(tài)的同時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行記錄。在每次進(jìn)程期間，評估選擇的數(shù)目的受檢對象。在得到告知的許可后，以及在每次進(jìn)程前，要求受檢對象忍住不要談話，不要睡著，不要移動身體或故意改變他們的呼吸。受檢對象被細(xì)心地監(jiān)視，以便確保在進(jìn)程期間沒有夸大的呼吸或姿勢改變。
要求相同的受檢對象戴上流動ECG記錄器24小時(shí)，這包括在他們的工作地方的上班時(shí)間。當(dāng)他們感覺有壓力或不平衡時(shí)，要求他們在至少三個(gè)分開的場合使用FF技術(shù)。他們每次在使用FF技術(shù)時(shí)指令他們按壓記錄器標(biāo)志按鈕。這部分研究被設(shè)計(jì)來評估在現(xiàn)實(shí)生活的充滿壓力的環(huán)境下ANS平衡，以及確定FF技術(shù)對自覺改進(jìn)交感神經(jīng)平衡的效能。通常，Ag/AgCl自由處置的電極被使用來用于所有的雙極性ECG測量。正的電極被放置在第六肋骨的左側(cè)，以及參考電極被放置在右面鎖骨凹窩中。Grass型7P4放大器被使用于ECG放大。呼吸用系在胸部的Resp-EZ壓電皮帶被監(jiān)視。當(dāng)血壓波被記錄用于計(jì)算脈沖發(fā)送時(shí)間(PTT)時(shí)使用Grass型80心臟病話筒。PTT時(shí)間間隔是在R波的峰值與在左手的食指上相同的心臟病收縮有關(guān)的脈沖波的出現(xiàn)之間的時(shí)間。在實(shí)驗(yàn)室外面的研究，流動的ECG記錄用Del MarHolter記錄系統(tǒng)型號363完成。
在數(shù)據(jù)分析階段期間，HRV波形具有R-R時(shí)間間隔轉(zhuǎn)速圖的形式。這個(gè)信號的譜分析是從以256Hz采樣的和被FFT(快速富立葉變換)的ECG信號得到的、接連的分立序列的R-R持續(xù)時(shí)間值被得到的。來自實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的研究的所有的數(shù)據(jù)通過BP16比特?cái)?shù)字化器和軟件系統(tǒng)被數(shù)字化。所有的后分析，包括FFT，PSD和時(shí)域測量，都是通過DADiSP/32數(shù)字信號處理軟件完成的。來自作為無人工產(chǎn)物的Holter磁帶數(shù)據(jù)的所有的FF響應(yīng)被使用來用于分析。
對于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的研究，HRV數(shù)據(jù)在之前的5分鐘內(nèi)和在實(shí)施FF期間的5分鐘內(nèi)被分析。時(shí)域軌跡通過得出在兩個(gè)5分鐘時(shí)間間隔內(nèi)的總的平均心率以及計(jì)算圍繞這個(gè)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差而被分析。時(shí)域數(shù)據(jù)的FFT是通過把功率譜分成三個(gè)頻率區(qū)域VLF(0.01到0.05Hz)，LF(0.05到0.15Hz)和HF(0.15到0.5Hz)而被分析的。在每個(gè)這些區(qū)域中總的功率的積累，在所有區(qū)域(VLF+LF+HF)的總的功率，VLF/HF比值和LF/(VLF+HF)比值對于每個(gè)個(gè)人在基線和FF時(shí)間間隔中被計(jì)算。以下的準(zhǔn)則被使用來把受檢對象分類為兩個(gè)子組輸送模式，其特征在于在HRV功率譜的LF區(qū)域中非常窄的頻帶的高的幅度信號，在VLF或HF區(qū)域中沒有其它重大的峰值，以及在HRV數(shù)據(jù)的時(shí)域軌跡中相對較和諧的信號(正弦波那樣的)；以及內(nèi)部相干模式，其特征在于在整個(gè)HRV功率譜上與基線相比較，故意產(chǎn)生的非常低的幅度信號。這個(gè)模式的最后鑒別是ECG幅度譜，其中基頻的頭七個(gè)諧波被明顯地顯示，非常低的中間頻率具有很大的幅度。
通常，原始數(shù)據(jù)基線數(shù)值對情緒表示數(shù)值是通過使用Wilcoxon符號排序號測試(T)來分析其重要性的，該Wilcoxon符號排序號測試是利用對于每組的正的和負(fù)的差值的排序號的和值。Wilcoxon的p值是從Wilcoxon符號排序號測試(T)的關(guān)鍵值的表中取得的。典型地，當(dāng)把一組作為一個(gè)整體來分析時(shí)，在FF時(shí)間間隔期間心率或心率標(biāo)準(zhǔn)偏差將沒有改變。然而，功率譜分析通常表明，VLF/HF比值的重大減小以及LF功率(p＜0.01)，HF功率(p＜0.01)和LF/(VLF+HF)比值(p＜0.01)的重大的增加，其中p是概率。
圖1上顯示人體的某些信號和功能的大大簡化的總貌。這個(gè)圖不打算包括人的自主神經(jīng)系統(tǒng)的功能，但還提供當(dāng)前相信為與選擇動作運(yùn)行直接有關(guān)的這些信號和功能的例子。如圖1所示，腦干5接收來自身體的所有部位的各種輸入信號，包含控制和狀態(tài)信息。因此，腦干5接收有關(guān)呼吸、血壓、心臟病的輸出、熱調(diào)節(jié)、和高血壓蛋白原酶血管壓力的信息，以及各種其它系統(tǒng)輸入。用作為中央神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)的控制中心，腦干5連續(xù)地求和(∑)所有的這種向心的信息以及合成適當(dāng)?shù)妮敵?，通過交感的或副交感的子系統(tǒng)加到心臟7。
研究已證明，負(fù)責(zé)增加的心率和血壓，諸如響應(yīng)于可見的危險(xiǎn)的交感系統(tǒng)的輸出控制信號趨向于相對較低的頻率(LF)的節(jié)律。相反，負(fù)交感神經(jīng)系統(tǒng)，用來限制或抑制交感系統(tǒng)的作用，趨向于相對較高的頻率(HF)的信號。通常，副交感系統(tǒng)趨向于產(chǎn)生相當(dāng)放松的狀態(tài)，而交感系統(tǒng)趨向于產(chǎn)生更積極的、激動的狀態(tài)。例如，在吸入時(shí)，禁止副交感系統(tǒng)，以及交感系統(tǒng)是更活動的，導(dǎo)致心率增加。相反，在呼出時(shí)，副交感系統(tǒng)是更活動的，導(dǎo)致更強(qiáng)的副交感神經(jīng)信號給心臟，以及心率被降低。
腦干5也從氣壓感受器網(wǎng)絡(luò)和位于心臟的所有地方和在心臟7的主動脈弓中的其它接受器神經(jīng)接收向心的信息，這些神經(jīng)是敏感于心臟內(nèi)的伸長(壓力)和化學(xué)變化。當(dāng)心臟7跳動以及它的壁膨脹時(shí)，各種氣壓感受器被觸發(fā)，提供信號作為心跳的函數(shù)，其中增加的心率通常通過增加的氣壓感受器信號來反應(yīng)。
響應(yīng)于來自腦干5的副交感神經(jīng)的和交感神經(jīng)的控制信號，心率7發(fā)生變化。心臟7的穴位點(diǎn)(SN)是一組細(xì)胞，它用作為自然的起搏器，開始發(fā)動與這些自主控制信號的相對強(qiáng)度非線性地相關(guān)的速率的心跳。已確定，心臟以一定的變化率跳動，其中心跳之間的時(shí)間不是常數(shù)，而是按照副交感神經(jīng)的和交感神經(jīng)的信號之間的移位的相對平衡而變化。典型的心率變化率(HRV)波形是如圖1所示的。應(yīng)當(dāng)指出，如圖所示，HRV不是常數(shù)而是隨時(shí)間改變，但仍舊呈現(xiàn)為通常的周期性圖案。
圖2通過例子顯示把HRV波形(最方便地在時(shí)域測量的)變換成頻域。這樣的變換可以通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號處理(DSP)方法，諸如熟知的快速富立葉變換(FFT)來完成。這導(dǎo)致一種直方圖，它測量對于時(shí)域波形中不同的頻率分量(節(jié)律圖案)的相對幅度?？焖賹?shí)時(shí)節(jié)律映射為頻譜的高頻部分(右面)中的峰值，而慢的節(jié)律出現(xiàn)在左面的低頻端。任何給定的峰值可以是由于單個(gè)節(jié)律過程，或由于節(jié)律與非常類似的頻率的混合物。后者將有助于峰值的高度以及增加它的寬度。在心率分析的情形下，在功率譜上呈現(xiàn)的不同的頻率(峰值)是由于在自主活動中(即。交感的和副交感的)周期性起伏。
一旦在頻域中，通過使用已知的DSP技術(shù)計(jì)算功率譜分布和把它以垂直軸畫出，水平軸是頻率。通常，波形的功率譜是每個(gè)分量的平方的波形幅度作為該分量的頻率的函數(shù)的圖。這樣的圖揭示波形功率，以每赫芝的能量為單位，在小的頻率范圍中呈現(xiàn)為頻率f的函數(shù)。在本例中，PSD的單位被給出為功率測量，具體為每秒內(nèi)的每分鐘心跳數(shù)的平方(BPM2/Hz，其中赫芝(Hz)是頻率或每秒的周期數(shù))。
通常都知道，人的精神和情緒狀態(tài)對ANS活動，具體地，對副交感神經(jīng)與交感神經(jīng)之間的平衡，有重大的影響。這樣的影響可以在HRV波形中清楚地看到。我們發(fā)現(xiàn)，通常，老化或害怕引起紊亂，而諸如感激或愛的情緒導(dǎo)致增進(jìn)的次序。后一種狀態(tài)已被證明，促進(jìn)呼吸與HRV以及身體中其它振蕩系統(tǒng)之間的聯(lián)系。對于本說明，我們將是指HRV波形和呼吸波形運(yùn)行在相同的速率，約0.1Hz的頻率，呈現(xiàn)為正弦波輸送。由于心臟功能的這個(gè)模式據(jù)報(bào)告與神經(jīng)系統(tǒng)的交感的和副交感的分支之間的增加的平衡相關(guān)，它也被稱為“自主平衡”(AB)狀態(tài)。本發(fā)明具體打算幫助或有助于用戶按意愿達(dá)到輸送和AB。一旦達(dá)到，各種闡述的、有利的生理過程將增強(qiáng)。下面討論的本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例被特別設(shè)計(jì)來提供視覺的反饋給用戶以便力圖進(jìn)一步加強(qiáng)和延伸輸送和AB的本質(zhì)的特性。
圖3A上顯示受檢對象在各種情緒狀態(tài)下的時(shí)域HRV；圖3B顯示相應(yīng)的PSD。基線條件被考慮為當(dāng)受檢對象處在正常的休息的狀態(tài)時(shí)的情形。紊亂狀態(tài)是受檢對象感覺到騷動的情緒的情形，諸如憤怒或害怕。注意這個(gè)波形的更不規(guī)則的性質(zhì)，清楚地顯示由交感神經(jīng)系統(tǒng)貢獻(xiàn)的更低的頻率分量。相反，在輸送狀態(tài)時(shí)，波形非常規(guī)則和有次序。輸送是一種我們已證明它可以通過遵循用于實(shí)施積極的情緒狀態(tài)，諸如感激或愛，的自覺的計(jì)劃或協(xié)議而達(dá)到的條件。
正如這里規(guī)定的，這些術(shù)語是指個(gè)人的精神的和情緒的狀態(tài)，以及這些圖是用來說明兩個(gè)性質(zhì)上不同的“心臟功能模式”的電生理特性。按照一個(gè)分析方法，當(dāng)在HRV波形與其它生物振蕩器，諸如呼吸之間出現(xiàn)頻率鎖定時(shí)，達(dá)到輸送模式。注意，在HRV波形以及心率及其變異性的其它參量與受檢對象，包括其它生理系統(tǒng)的一般狀態(tài)之間可以作出其它相關(guān)性。在HRV與受檢對象的情緒和精神狀態(tài)之間的相應(yīng)性在這里作為例子被提供因?yàn)橛袕?qiáng)的文件證明的關(guān)系。然而，另外的實(shí)施例可以把HRV波形與其它功能和條件相聯(lián)系，而不限于這里描述的這些條件，而是HRV波形的分析及其與這樣的條件相關(guān)性是通過本發(fā)明得到的。同樣地，與情緒的和精神的狀態(tài)的相應(yīng)性并不限于圖3A和3B所示的情形。
圖4A上顯示在頒布FF技術(shù)之前和之后對于個(gè)人的三個(gè)同時(shí)記錄的身體的響應(yīng)。第一個(gè)記錄的身體的響應(yīng)是HRV，被顯示為每分鐘的心跳數(shù)(BPM)。第二個(gè)記錄的身體的響應(yīng)是脈沖發(fā)送時(shí)間，它以秒計(jì)。第三個(gè)記錄的身體的響應(yīng)是呼吸，它的幅度以毫伏(mV)計(jì)。如圖4所示，每個(gè)記錄的身體的響應(yīng)經(jīng)受在約300秒中的動態(tài)變換，個(gè)人在這些點(diǎn)上執(zhí)行FF技術(shù)。在這時(shí)，達(dá)到HRV，PTT和呼吸波形的輸送。這樣的輸送是AB和增加的生理相關(guān)的特性。
圖4B上顯示對于圖4A的每個(gè)記錄的身體響應(yīng)的相應(yīng)的PSD。注意，對于每個(gè)記錄的身體響應(yīng)的功率譜在執(zhí)行FF之前具有很寬的頻率范圍。然而，在執(zhí)行FF以后，如圖4C所示，對于每個(gè)記錄的身體響應(yīng)的功率譜具有窄得多的頻率范圍，以及在每種情形下，最大PSD的中心在大約0.1Hz和0.15Hz的頻率之間。此外，在輸送期間，HRV與PTT的最大值PSD比起FF以前的記錄的數(shù)值大得多。
圖5上顯示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例構(gòu)建的輸送設(shè)備10。在這個(gè)具體實(shí)施例中，輸送設(shè)備10包括光體積描記術(shù)手指傳感器12和具有監(jiān)視器15的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14。光體積描記術(shù)傳感器12通過耦合電纜16被電耦合到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14。
在運(yùn)行期間，個(gè)人的手指18被放置成與光體積描記術(shù)傳感器12接觸。在本具體實(shí)施例中，傳感器12包括固定夾20，它被放置在手指上，確保手指18與傳感器12之間的適當(dāng)?shù)慕佑|。光體積描記術(shù)傳感器12通過手指檢測由個(gè)人的心跳產(chǎn)生的脈沖波，以及把這個(gè)信息發(fā)送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14收集和分析這心跳數(shù)據(jù)，以及確定個(gè)人的輸送水平。得到的輸送水平的表示結(jié)果被顯示在監(jiān)視器15上。
圖6上顯示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸送設(shè)備10產(chǎn)生的顯示器輸出22。在本具體實(shí)施例中，個(gè)人的心率，以每分鐘心跳數(shù)(BPM)計(jì)，在選擇的時(shí)間間隔內(nèi)以圖形進(jìn)行顯示。在這個(gè)同一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)個(gè)人的積累的輸送分?jǐn)?shù)相對于計(jì)算的輸送區(qū)域以圖形進(jìn)行顯示。此外，個(gè)人的輸送比值和平均心率也在這個(gè)同一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)以圖形進(jìn)行顯示。
圖7A-7E顯示按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的計(jì)算輸送參量(EP)的方法?？偟膩碚f，本發(fā)明包括監(jiān)視心率的逐個(gè)心跳的變化，計(jì)算EP，以及給出計(jì)算的EP的分類的表示結(jié)果。方法從起始塊30開始。處理過程在步驟32被初始化，在其中得到和處理HRV數(shù)據(jù)，為下一個(gè)步驟作準(zhǔn)備。在步驟34，計(jì)算輸送參量(EP)和分?jǐn)?shù)。輸送參量由HRV的處理的數(shù)據(jù)的功率分布被確定，以及分?jǐn)?shù)是EP的直方圖指示。在步驟36呈現(xiàn)EP和分?jǐn)?shù)，這可以包括把這個(gè)信息提供給顯示終端。這個(gè)處理過程繼續(xù)到判決塊38。確定處理過程是否終結(jié)或結(jié)束。如果過程是要結(jié)束，則處理過程繼續(xù)到步驟40，在其中處理過程被終結(jié)。如果過程不是要結(jié)束，則處理流程返回到方塊34。
圖7B上更詳細(xì)地顯示處理過程，其中在步驟42監(jiān)視心跳。這可以包括使用電傳感設(shè)備，諸如心電圖儀(ECG)，光傳感設(shè)備，諸如光體積描記術(shù)傳感器12，或其它設(shè)備或裝置，由此每次心跳可以幾乎實(shí)時(shí)地被確定。例如，在正常時(shí)間間隔內(nèi)，比如說每秒100次，采樣傳感器的輸出，以及使用傳統(tǒng)的模擬-數(shù)字(A/D)變換器(未示出)進(jìn)行數(shù)字化。在步驟44，原始的樣本被存儲。這個(gè)原始數(shù)據(jù)基本上是每次心跳和它的出現(xiàn)的相對時(shí)間的記錄。存儲的原始數(shù)據(jù)可以看作為包括心跳間時(shí)間間隔(IBI)信息，由此可以確定心跳之間的時(shí)間間隔。這個(gè)IBI變化通常被稱為“心跳變異性”或簡單地HRV。
注意，在監(jiān)視心跳時(shí)，人為因素，諸如噪聲和或誤讀數(shù)具有打擾處理過程的趨勢。在方塊46提供可任選的步驟，在其中拒絕人為因素和其它的人為引入的噪聲。這可以通過使用傳統(tǒng)的DSP人為因素拒絕技術(shù)而完成。方塊46在圖7E上更詳細(xì)地顯示，從判決塊94開始。這里，把當(dāng)前的IBI，被稱為IBIi，與在心跳之間的絕對值最小時(shí)間間隔(Amin)進(jìn)行比較，以及與在心跳之間的絕對值最大時(shí)間間隔(Amax)進(jìn)行比較。Amin和Amax反應(yīng)人的心跳所處在的實(shí)際范圍。例如，Amin和Amax分別表示IBI太長和太短，以及IBI通常并不在該值出現(xiàn)；因此，這些條件被使用來檢測并不是精確數(shù)據(jù)的人為因素。如果IBIi落在這兩個(gè)極限值之間，則處理過程繼續(xù)進(jìn)到步驟96。如果IBIi沒有落在這個(gè)范圍內(nèi)，則不進(jìn)行進(jìn)一步的檢查，處理過程跳到步驟98，用于消除壞的IBIi數(shù)據(jù)。注意，對于IBI數(shù)值，計(jì)算一個(gè)運(yùn)行判決值(Ravg)。對于每個(gè)IBIi，確定Ravg的數(shù)值，然后它被使用來驗(yàn)證下一個(gè)數(shù)值，IBII+1。Ravg的數(shù)值的范圍被確定為IBI數(shù)值的百分?jǐn)?shù)。為了估值IBI，使用對于IBIi-1的Ravg數(shù)值的范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，該范圍被定義為在Rmini-1和Rmaxi-1之間，其中Rmini-1是Ravgi-1-30％，以及Rmaxi-1是Ravgi-1+30％。如果IBIi滿足以下的關(guān)系式，則IBIi落在這個(gè)范圍內(nèi)IBIi∈[Ravgi-1(1-Pmin)，Ravgi-1(1+Pmax)]繼續(xù)進(jìn)行步驟98，如果IBIi落在這個(gè)范圍內(nèi)，則處理過程跳到步驟100。如果IBIi不落在這個(gè)范圍內(nèi)，則處理過程繼續(xù)進(jìn)到步驟98，在其中IBIi作為壞的數(shù)據(jù)被消除。在優(yōu)選實(shí)施例中，如果遇到太多的錯(cuò)誤，則計(jì)算被凍結(jié)，直至接收到足夠的好的數(shù)據(jù)保證能繼續(xù)進(jìn)行為止。足夠的好的數(shù)據(jù)由以下的關(guān)系式表示Amin＜∈[IBIj，IBIk]＜Amax其中IBI包括數(shù)值IBIj，...IBIk。在步驟100，計(jì)算IBIi的運(yùn)行平均值作為Ravgi。在步驟102，計(jì)算對于IBIi的Ravg的最小范圍作為Rmini。在步驟104，計(jì)算對于IBIi的Ravg的最大范圍作為Rmaxi。這些數(shù)值將被用來驗(yàn)證下一個(gè)IBI數(shù)值，IBII+1。然后，處理繼續(xù)進(jìn)到方塊106，確定進(jìn)一步的IBI處理是否完成，以及如果是的話，處理過程返回到判決塊94。如果不是的話，則處理過程繼續(xù)進(jìn)到步驟48。
在步驟48，原始數(shù)據(jù)樣本的傳統(tǒng)尺寸的分段，比如說64秒，被選擇，然后在步驟50，通過使用標(biāo)準(zhǔn)DSP技術(shù)被線性插值。為了進(jìn)行鑒別，原始IBI數(shù)據(jù)點(diǎn)被縮放1000倍，即被變換成毫秒。圖8A所示的HRV圖顯示代表性的縮放的IBI數(shù)據(jù)組和線性插入的數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中IBI數(shù)據(jù)點(diǎn)用黑點(diǎn)表示，以及插入數(shù)據(jù)點(diǎn)用“x”表示。
在步驟52，選擇的HRV數(shù)據(jù)段通過減去線性回歸最小平方適配線(通常的DSP技術(shù))把波形相對于垂直軸放置在中心以及去除波形緩慢地減小或增加的趨勢，而去掉平均值和去掉趨向。如圖8B所示，HRV段呈現(xiàn)隨時(shí)間減小的趨勢，正如從疊加的線性回歸線看到的。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會看到的，在步驟48執(zhí)行的分段處理具有把HRV數(shù)據(jù)與方波進(jìn)行卷積的不想要的邊緣效應(yīng)，因此在每段之間的邊界處會引入噪聲。例如，在每段的數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)目是128的情況下，在樣本128與129之間將引入很大的噪聲。熟知的DSP技術(shù)。被稱為Hanning窗，實(shí)際上對該段的中心數(shù)據(jù)點(diǎn)比邊緣處的數(shù)據(jù)點(diǎn)加權(quán)得更重以便減小這種噪聲的影響。正如本實(shí)施例中使用的，H窗方程使用如下的余弦變尖形狀W(n)＝0.5-0.5cos(2π/N*n)其中N是該段中數(shù)據(jù)點(diǎn)的總的數(shù)目，以及n＝[1，N-1]。在步驟54，這樣的Hanning窗被應(yīng)用到去掉趨向的數(shù)據(jù)，以便消除分段噪聲。如圖8C所示，最終的HRV波形的參考值被變?yōu)榱悖约安怀尸F(xiàn)趨向性。應(yīng)當(dāng)看到，可以采用各種其它的方法或技術(shù)來去除這樣的有可能作為記錄、插入或分段處理過程的人為因素引入的噪聲。
在步驟56，用戶建立的系統(tǒng)控制的變量被檢驗(yàn)，以便確定需要執(zhí)行哪種類型的頻譜分析。如果選擇幅度頻譜，則在步驟58執(zhí)行FFT，產(chǎn)生幅度頻譜。另一方面，如果選擇功率譜，則在步驟60，通過使用標(biāo)準(zhǔn)FFT，計(jì)算去掉趨向的數(shù)據(jù)的PSD。這個(gè)PSD然后在標(biāo)準(zhǔn)62通過被除以按秒計(jì)的分段長度(見步驟33)而被歸一化。例如，如果數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)目被選擇為128點(diǎn)，則PSD被除以64，分段的持續(xù)時(shí)間，即64秒。這得到功率的單位ms2/Hz。注意，如果使用幅度頻譜，則并不需要這樣的歸一化處理過程。
在步驟58或62后的結(jié)果被顯示于圖8D，其中水平軸代表頻率(Hz)，以及垂直軸代表功率(ms2/Hz)。注意，HRV以橫杠的圖的形式被畫出，其中每個(gè)橫杠代表在包括“頻率片”的各個(gè)窄頻帶內(nèi)的HRV信號中包含的功率，如圖8D所示。為了便于參考，頻率片被邏輯地順序編號，從在最左面的片1開始，繼續(xù)到在最右面的片64，其中每個(gè)片相應(yīng)于一個(gè)頻率。在步驟64，一對用戶選擇的系統(tǒng)控制的變量被檢驗(yàn)，以便選擇頻率片的范圍，從這些頻率片中選擇最高的局部峰值。由于可以看到想要的峰值將處在一定的頻率范圍內(nèi)，所以考慮整個(gè)PSD既是不需要的也是不合理的。按照一個(gè)實(shí)施例，開始的搜索頻率片由變量“搜索片開始”(SBS)被選擇，而結(jié)束的搜索頻率片由變量“搜索片結(jié)束”(SBE)被選擇。對于圖8D顯示的例子，SBS等于3，以及SBE等于18，包括頻率片3，4，5，...，18的搜索范圍。
在步驟66(圖7C)，在步驟64中選擇的頻率片的范圍內(nèi)搜索HRV頻譜中所有局部峰值，每個(gè)由具有最高功率電平的單個(gè)頻率片代表，即在各個(gè)峰值下面的頻率片。接著，選擇代表在頻率片范圍內(nèi)的最高峰值的片。在圖8D所示的例子中，在頻率片3到頻率片8的頻率片范圍內(nèi)有三個(gè)峰值。注意，第一和絕對值最大的峰值由頻率片2代表，所以不考慮頻率片3來代表峰值。
一旦在選擇的頻率片范圍內(nèi)的最高峰值被確定，就計(jì)算輸送參量(EP)，表示相對于PSD中總的能量的、輸送區(qū)域中的波的能量。為了計(jì)算EP，在步驟66，從用戶選擇的參量(P1，規(guī)定峰值頻率片的左面的頻率片的數(shù)目，以及P2，規(guī)定峰值頻率片的右面的頻率片的數(shù)目)對這確定峰值的寬度。注意，P1和P2可以是不同的，如果想要5非對稱的分布的話。然后，在步驟68，計(jì)算峰值的總的功率Psum，作為在范圍[(Peak-P1)，(Peak+P2)]中所有的頻率片的功率值的總和。
接著，在步驟70，計(jì)算低于峰值脈沖的總的功率(Pbelow)。相關(guān)的范圍是由用戶選擇的變量對，B1和B2，確定的。Pbelow的數(shù)值是在范圍[B1，B2]中所有的頻率片的功率值的總和。同樣地，在步驟72，計(jì)算高于峰值脈沖的總的功率(Pabove)，相關(guān)的范圍是由用戶選擇的變量對，A1和A2，確定的。Pabove的數(shù)值是在范圍[A1，A2]中所有的頻率片的功率值的總和。這在圖8E上清楚地顯示。最后，在步驟74，按照以下的公式計(jì)算EPEP＝(Psum/Pbelow)*(Psum/Pabove)在步驟76，然后按照多個(gè)用戶選擇的輸送水平門限值對EP值“計(jì)分?jǐn)?shù)”。例如，三級輸送可以通過只使用兩個(gè)變量，NLT1和NLT2，被方便地規(guī)定，每個(gè)變量代表各自的EP值。在這樣的實(shí)施例中，對于低于NLT1的EP，受檢對象被認(rèn)為沒有達(dá)到重要的輸送，以及被給予“0”分。對于高于NLT1和低于NLT2的EP，受檢對象被認(rèn)為達(dá)到中等的輸送，以及被給予“1”分。對于高于NLT2的EP，受檢對象被認(rèn)為達(dá)到完全的輸送，以及被給予“2”分。當(dāng)然，可以使用其它的準(zhǔn)則來確定達(dá)到的輸送水平。
通常，當(dāng)脈沖峰值包含總的功率的非常大的部分時(shí)，達(dá)到最大輸送。特別高的EP被顯示于圖8F，其中Psum比Pbelow和Pabove大。這表示大多數(shù)功率被集中在這個(gè)小的頻率組中。因此，EP趨向于強(qiáng)調(diào)其中大多數(shù)功率被集中在頻率片的選擇的相對較窄的范圍內(nèi)的條件。另一方面，有可能建議另一種反映被分布在頻率片的更寬的范圍內(nèi)的功率的重大的電平的集中性的計(jì)算。
在步驟78，最近計(jì)算的分?jǐn)?shù)被記錄，以及累加的分?jǐn)?shù)根據(jù)現(xiàn)有的、直方圖分?jǐn)?shù)(稱為累加的分?jǐn)?shù))被計(jì)算。在步驟36，實(shí)際的EP結(jié)果和累加的分?jǐn)?shù)被準(zhǔn)備好，作為系統(tǒng)輸出呈現(xiàn)給用戶。這個(gè)準(zhǔn)備包括步驟，諸如76和78。
在判決步驟80，確定用戶是否希望這個(gè)信息只在計(jì)算機(jī)的狀態(tài)屏幕上，以諸如圖6的例子顯示的呈現(xiàn)方式被輸出。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，用戶可以選擇這個(gè)信息控制游戲，諸如圖10所示的氣球游戲。如果用戶這樣選擇的話，在判決步驟80，把EP與各個(gè)門限值進(jìn)行比較，以及隨之分配一個(gè)EP分?jǐn)?shù)。
按照一個(gè)實(shí)施例，EP被分配以從{0，1，2}組中選擇的一個(gè)分?jǐn)?shù)。分?jǐn)?shù)值具有以下的重要性

按照一個(gè)實(shí)施例，level1被設(shè)置為0.9，以及l(fā)evel2被設(shè)置為0.7，以便提供方便的分布。在實(shí)施這個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序中，這些水平被提供為浮點(diǎn)值。替換的實(shí)施例可以使用另外的水平，或可以使用兩個(gè)水平。
如果用戶選擇非靜止格式，處理過程繼續(xù)到圖7D的步驟84，其中根據(jù)EP和EP分?jǐn)?shù)值的過去的信息計(jì)算累加的分?jǐn)?shù)“Ascore”。然后，根據(jù)分?jǐn)?shù)值和以前的分?jǐn)?shù)值(prescore)計(jì)算Asore。這個(gè)計(jì)算按照以下的方案被執(zhí)行。

按照一個(gè)實(shí)施例，Ascore具有在{0，1，2，...，100}的范圍中的數(shù)值，然而，替換的實(shí)施例可以使用另外的數(shù)值范圍。以上的方案提供對EP的縮放的響應(yīng)，其中Ascore當(dāng)保持在中等輸送時(shí)，緩慢地增加，但當(dāng)保持在高的輸送時(shí)，快速地增加。同樣地，這個(gè)方案當(dāng)保持在低的輸送時(shí)，提供快速的減小。
Ascore信息然后可以被使用來提供圖形顯示。圖7D所示的一個(gè)實(shí)施例在判決塊84開始，確定相對于Ascorei-1的Ascorei的數(shù)值。Ascorei是Ascore的當(dāng)前的計(jì)算的數(shù)值，以及Ascorei-1的是Ascore的先前的計(jì)算的數(shù)值。
如果Ascorei等于Ascorei-1，則處理過程返回到步驟38，而不實(shí)施圖形顯示上的任何改變。注意，替換的實(shí)施例可以包括附加的步驟，它把這個(gè)信息提供給顯示器。如果Ascorei大于Ascorei-1，則處理過程繼續(xù)進(jìn)到判決塊86，確定Ascorei是否達(dá)到Ascoremax數(shù)值。按照一個(gè)實(shí)施例，Ascoremax等于100。如果Ascorei不大于Ascoremax，處理過程繼續(xù)進(jìn)到步驟88。在步驟88，圖形單元轉(zhuǎn)移到目標(biāo)。在一個(gè)實(shí)施例中，圖形單元是氣球，以及轉(zhuǎn)移是垂直上升到空氣。在替換的實(shí)施例中，圖形單元是彩虹，以及彩虹開始填充彩色，達(dá)到金盆。一旦彩虹達(dá)到金盆，開始填充錢幣，以及可能溢出。在再一個(gè)實(shí)施例中，安寧情景被緩慢地填充以彩色和細(xì)節(jié)。替換的實(shí)施例可以包括其它情景，標(biāo)記，或圖象，以及可以包括要克服的障礙，或要達(dá)到的各種階段。然后處理返回到步驟38。
繼續(xù)到圖7D，如果Ascorei大于Ascoremax，則處理過程返回到步驟38，而不實(shí)施圖形顯示上的任何改變。注意，替換的實(shí)施例可以包括附加的步驟，它把這個(gè)信息提供給顯示器。
返回到圖7D的步驟84，如果Ascorei小于Ascorei-1，則處理過程繼續(xù)進(jìn)到判決塊90，確定Ascorei是否達(dá)到Ascoremin數(shù)值。按照一個(gè)實(shí)施例，Ascoremin等于0。如果Ascorei不小于Ascoremin，處理過程繼續(xù)進(jìn)到步驟92。在步驟92，圖形單元轉(zhuǎn)移離開目標(biāo)。在一個(gè)實(shí)施例，其中圖形單元是氣球，轉(zhuǎn)移是垂直向下到地面。在替換的實(shí)施例，其中圖形單元是彩虹，彩虹開始失去彩色，以及從金盆分開。如果金盆包括金幣，則去除這些錢幣。在再一個(gè)實(shí)施例，其中顯示安寧情景，彩色和細(xì)節(jié)緩慢地從顯示器去除。替換的實(shí)施例可以包括其它情景，標(biāo)記，或圖象，以及可以包括要克服的障礙，或要達(dá)到的各種階段。然后處理返回到步驟38。
在判決塊90，如果Ascorei小于Ascoremin，則處理過程繼續(xù)進(jìn)到步驟38，而不實(shí)施圖形顯示上的任何改變。注意，替換的實(shí)施例可以包括附加的步驟，它把這個(gè)信息提供給顯示器。
注意，在替換的實(shí)施例中，圖形單元，諸如氣球圖形，可以以適當(dāng)?shù)姆绞奖惶幚?，諸如直接根據(jù)EP分?jǐn)?shù)上升。如圖10所示，熱氣球被顯示在空中上升，表示輸送狀態(tài)。正如下面討論的，情景的背景包括草地，帶有在屏幕上水平地放置的各種障礙物。氣球必須上升到各種高度以上，以便避免每個(gè)障礙。這個(gè)顯示提供輸送的狀態(tài)的視覺表示，以及提供用于達(dá)到輸送的視覺結(jié)果。氣球的控制顯示情緒和/或精神狀態(tài)的個(gè)人的控制。在替換的實(shí)施例中，可以使用其它圖形情景，它在EP分?jǐn)?shù)值反映輸送時(shí)，完成特定的目標(biāo)。
按照本發(fā)明，方法是遞歸的，周期性地執(zhí)行上述的各種步驟，比如說每5秒等等。按照一個(gè)實(shí)施例，方法以軟件程序的形式被實(shí)施，這些軟件可以被存儲和被分布在計(jì)算機(jī)可讀出的媒體中。然后，軟件可以在個(gè)人計(jì)算機(jī)或手持計(jì)算裝置上運(yùn)行；或能夠運(yùn)行軟件程序以及提供用戶信息顯示的任何其它媒體。
工業(yè)應(yīng)用圖9上顯示按照本發(fā)明的替換的實(shí)施例的輸送設(shè)備100。在這個(gè)特定的實(shí)施例中，輸送設(shè)備100是手持單元，它允許個(gè)人確定他的或她的輸送水平。在一個(gè)實(shí)施例中，輸送設(shè)備100包括光體積描記術(shù)手指傳感器102，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)104，以及顯示器106。
在一個(gè)實(shí)施例中，個(gè)人把手指18放置在位于包含光體積描記術(shù)傳感器102的輸送設(shè)備29背面的接納器內(nèi)。光體積描記術(shù)傳感器102通過手指感知個(gè)人的心跳，以及把這個(gè)心跳信息發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)104收集和分析這個(gè)心跳數(shù)據(jù)，以及確定個(gè)人的輸送水平。包含于個(gè)人輸送水平有關(guān)的信息的顯示數(shù)據(jù)然后由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)104產(chǎn)生，以及在顯示器106上顯示。以一種形式，與個(gè)人輸送比值有關(guān)的信息在顯示器106上顯示，以及模式允許用戶2回顧他或她的低的輸送比值，中等輸送比值或高的輸送比值。
在替換實(shí)施例中，傳感器102包括背心或固定帶，其中包含ECG電極。個(gè)人穿上背心，然后把它電耦合到輸送設(shè)備100的手持部分。背心或固定帶被使用來傳感個(gè)人的心跳和把心跳信息發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)104。
圖10上顯示由按照本發(fā)明的替換實(shí)施例的輸送設(shè)備10產(chǎn)生的呈現(xiàn)格式24。在本特定的實(shí)施例中，熱空氣氣球飄浮在鄉(xiāng)村景色上，以及當(dāng)氣球根據(jù)個(gè)人的輸送水平飄浮在天空時(shí)背景景色緩慢地滾動。如果個(gè)人不保持輸送，氣球沉到地面。如圖10所示，像磚墻或樹那樣的障礙物在飛行期間出現(xiàn)。如果個(gè)人的輸送水平不夠高，不能清除這些障礙之一，則氣球的飛行受阻，直至輸送水平達(dá)到足夠高，使得氣球上升到障礙物以上為止。計(jì)算的輸送區(qū)域規(guī)定氣球的爬升斜率，用于高的輸送和用于低的輸送。
圖11上顯示由按照本發(fā)明的替換實(shí)施例的輸送設(shè)備10產(chǎn)生的另一個(gè)呈現(xiàn)格式26。在本特定的實(shí)施例中，當(dāng)個(gè)人處在輸送狀態(tài)時(shí)，彩虹朝一個(gè)盆成長。當(dāng)個(gè)人保持輸送時(shí)，彩虹朝一個(gè)盆的成長是平滑和穩(wěn)定的，但當(dāng)個(gè)人不保持輸送時(shí)，彩虹下降。一旦彩虹達(dá)到該盆時(shí)，金幣累積和填充該盆，如果個(gè)人繼續(xù)保持輸送的話。例如，在中等輸送的每五秒時(shí)間間隔內(nèi)把一個(gè)錢幣加到該盆中，以及在高的輸送的每五秒時(shí)間間隔內(nèi)把兩個(gè)錢幣加到該盆中。然后，在選擇的時(shí)間間隔結(jié)尾時(shí)，呈現(xiàn)總的分?jǐn)?shù)。
圖12上顯示由按照本發(fā)明的替換實(shí)施例的輸送設(shè)備10產(chǎn)生的再一個(gè)呈現(xiàn)格式28。在本特定的實(shí)施例中，當(dāng)個(gè)人處在輸送狀態(tài)時(shí)，自然景色隨時(shí)間改變。例如，在該輸送保持的每10秒內(nèi)景色改變。如果輸送是低的或不保持，景色不改變。
另一個(gè)實(shí)施例可以利用感知顯示格式，包括詳細(xì)的信息，圖形信息，圖形圖象，視頻圖象，和音頻圖象。按照一個(gè)實(shí)施例，輸送的水平控制音樂傳遞系統(tǒng)的音量。這可以根據(jù)EP值被實(shí)施，其中音量隨增加EP而提高，以及音量隨減小EP而降低。系統(tǒng)可以通過使用被特別設(shè)計(jì)來增強(qiáng)輸送過程的音樂而被最佳化。而且，在一個(gè)實(shí)施例中，音樂隨輸送水平改變格式。另外，音頻控制器可以提供聲音的消息。
有可能把游戲功能以玩具的形式與手持裝置相組合。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)輸送被保持時(shí)，晶體球點(diǎn)亮和變得更亮。當(dāng)達(dá)到輸送水平時(shí)，光可以改變顏色。另外，光的彩色被設(shè)計(jì)來使得輸送方法最佳化。晶體球可以是手持的，或其它傳統(tǒng)的裝置，以及可以是電池操作的和或便攜式的，允許改進(jìn)生活性能。替換的實(shí)施例使用玩具設(shè)計(jì)和方法，諸如無線電控制的玩具，諸如汽車，卡車和動物。玩具動作是基于輸送的水平。在又一個(gè)實(shí)施例中，填塞的動物或玩具根據(jù)輸送的水平發(fā)出有趣的聲音和音樂。
對于可看見的顯示實(shí)施例，一個(gè)實(shí)施例從固體的點(diǎn)的背景開始，它隨著較高的輸送水平達(dá)到而溶化，顯現(xiàn)圖形圖象，諸如三維圖象。當(dāng)輸送降低到較低的水平時(shí)，這些點(diǎn)再次充滿屏幕。
另外，各種計(jì)算機(jī)游戲可以使用輸送水平和/或EP數(shù)值和/或累積的分?jǐn)?shù)作為觸發(fā)器，產(chǎn)生各種結(jié)果。例如，在動作游戲中，當(dāng)游戲再現(xiàn)時(shí)，輸送觸發(fā)接入到新的歷險(xiǎn)。歷險(xiǎn)根據(jù)輸送的圖案，即輸送被保持在一個(gè)水平還是在不同水平之間振蕩，或減小或增加，而有不同的結(jié)果。有可能組合擊鍵與鼠標(biāo)和/或游戲棒運(yùn)動來實(shí)施游戲。在一個(gè)實(shí)施例中，鎖上的門只有在輸送達(dá)到一定的水平時(shí)才被打開?？赡鼙仨氃谝欢晤A(yù)定的時(shí)間內(nèi)保持輸送為該水平。這樣的游戲的目標(biāo)可以包括運(yùn)行在太空的太空飛船，叢林中的動物，在賽道上的賽車，或任何其它可應(yīng)用到游戲的想像物。
各種圖象比其它圖象更有助于達(dá)到個(gè)人的輸送。那些圖象是根據(jù)預(yù)定的可看見和聽見的節(jié)律被選擇的，以及等于個(gè)人是特定的，和可以每天改變的。在一個(gè)實(shí)施例中，屏幕保存器提供視覺圖象預(yù)定的可看見和聽見的節(jié)律的可看見的圖象，以及包括根據(jù)個(gè)人喜好的任選項(xiàng)。在提供反饋給屏幕保存器程序的場合，屏幕保存器程序可以執(zhí)行調(diào)整，使得用于個(gè)人的效果最佳化。我們的研究建議幾個(gè)趨向于增強(qiáng)輸送的準(zhǔn)則。例如，圓圈以及帶有圓角或曲線的形狀比方形的，帶有角的，凹凸不平的，或有棱角的線更趨向于增強(qiáng)輸送。另外，圖象運(yùn)動應(yīng)當(dāng)緩慢地，相干地和有節(jié)律地，以及過渡是平滑的，緩慢的，和流暢的。顏色和節(jié)律應(yīng)當(dāng)振蕩，其中振蕩是同時(shí)向里和向外運(yùn)動的。運(yùn)動平滑地過渡，而沒有不和諧的或不規(guī)則的運(yùn)動。
本發(fā)明也可應(yīng)用于體育和運(yùn)動員，特別是在高的緊張情緒下進(jìn)行的運(yùn)動，諸如，高爾夫中的關(guān)鍵的洞。比賽，設(shè)備和技術(shù)允許運(yùn)動員練習(xí)達(dá)到輸送，因此達(dá)到熟悉這種感覺狀態(tài)，然后在實(shí)際比賽期間可以更容易接入，以便改進(jìn)性能。各種比賽實(shí)施例可以為體育愛好者設(shè)計(jì)。其它的比賽可以包括高爾夫運(yùn)動員參加俱樂部或擊打球，其中飛行路徑和距離由擊打前的輸送的程度確定。在一個(gè)實(shí)施例中，比賽記錄分?jǐn)?shù)，如果未被輸送，球進(jìn)到沙坑或茅草地，或水中或其它障礙物的地方。延長的輸送狀態(tài)產(chǎn)生一個(gè)洞或其它結(jié)果。另外的實(shí)施例可以利用用于其它體育項(xiàng)目的策略，諸如棒球，籃球，足球，和其它流行的體育項(xiàng)目。
在一個(gè)實(shí)施例中，汽車停留在硅谷的交通阻塞中，以及正比于輸送移動。當(dāng)汽車移動得更快時(shí)，它面對布景的位置。注意，這些游戲可以運(yùn)行在個(gè)人計(jì)算機(jī)，或其它顯示裝置，或可以運(yùn)行在便攜式裝置。便攜式裝置是更x想要的，因?yàn)榻档途o張情緒和提高生活質(zhì)量方面的輸送值在日常生活事件期間是最必須的。例如，辦公裝置可以把加速器或個(gè)人計(jì)劃器與本發(fā)明相組合，允許白領(lǐng)個(gè)人在商業(yè)會議或會談時(shí)利用該裝置，而不用這方面的知識。在一個(gè)實(shí)施例中，也使用用于操作在顯示屏幕上的指針的接觸板，用來監(jiān)視心跳數(shù)據(jù)。也有可能由多個(gè)人接入的裝置。這里，在開始諸如商業(yè)會議或體育事件的事件之前，每個(gè)成員必須在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)達(dá)到預(yù)定的輸送水平。哪個(gè)滿足可以由特定的顏色的光或特別的聲音表示。
手持設(shè)備可以應(yīng)用于教育，其中它有效地編程學(xué)生的大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，允許熟悉相關(guān)的和輸送的狀態(tài)的感覺。一旦發(fā)展，這些狀態(tài)將在成人生活中轉(zhuǎn)移，影響達(dá)到和保持情緒平衡和生理相干。通過提供容易使用的格式，適合于更年輕的用戶，本發(fā)明鼓勵(lì)他們學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建相關(guān)的和輸送的心臟節(jié)律。卡通字符，動物和流行的圖象可以是動畫的，以及提供教導(dǎo)，以便達(dá)到輸送和成功的結(jié)果。
本發(fā)明也可應(yīng)用于醫(yī)藥界和醫(yī)藥應(yīng)用項(xiàng)。當(dāng)輸送狀態(tài)通過使得腺體和器官的較少的消耗，而提供有效的生理狀態(tài)時(shí)，達(dá)到和監(jiān)視輸送狀態(tài)的本方法是非侵入的保護(hù)醫(yī)藥技術(shù)。我們的研究建議通過教導(dǎo)個(gè)人以自產(chǎn)生健康的某些病理，實(shí)施高性能的心臟節(jié)律，身體本身的再生系統(tǒng)似乎是能工作的，以及實(shí)施醫(yī)治。本發(fā)明對于這樣的用法的應(yīng)用項(xiàng)包括疼痛控制，血壓控制，心率失調(diào)癥的穩(wěn)定和糖尿病管理。
研究建議，來自心臟的向心的輸入以腦干水平調(diào)制從神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)送到大腦的疼痛信號的能力。輸送水平正比于向心的輸入，由此禁止疼痛信號從心臟到大腦。經(jīng)受疼痛的受檢對象可以使用本發(fā)明來達(dá)到疼痛被減輕的輸送的狀態(tài)。而且，輸送狀態(tài)導(dǎo)致更有效的血流流過器官，研究可以減小高的血壓的有害的影響。在一個(gè)實(shí)施例中，游戲包括人體的可看見的圖象，包括動脈和主要血管。輸送水平控制流過人體的血流的圖象。顯示器顯示身體內(nèi)部的功能，以及表示在緊張和高的情緒期間，與輸送和相干相比較，心臟功能的特別的差別。在心臟的節(jié)律變成為輸送時(shí)，血流圖象改變?yōu)轱@示有效地使用能量。
達(dá)到和保持輸送的狀態(tài)的再一個(gè)附加好處包括自主神經(jīng)系統(tǒng)的有效的作用。在一個(gè)實(shí)施例中，使用通過神經(jīng)系統(tǒng)的電信號的可看見的圖象的游戲。在人的系統(tǒng)中顯示脈動信號，以及按照來自受檢對象的傳感器檢測被發(fā)送。這個(gè)游戲的目標(biāo)是改變圖象以使得系統(tǒng)有效地起作用，以及減小或消除破裂的或磨損的圖象。
一個(gè)研究還表明，情緒子管理和生物相干在減小壓抑，焦慮和其它情緒緊張方面以及在改進(jìn)糖尿病人的血糖控制方面是有效的。另外，保持輸送狀態(tài)通常在處理焦慮，通常的壓抑，和其它情緒紊亂方面是有利的。例如，一個(gè)實(shí)施例提供按照本發(fā)明的、用于監(jiān)視自主平衡的設(shè)備。這在處理睡眠紊亂方面是特別有利的，以及允許受檢對象移位心臟節(jié)律，力圖增強(qiáng)睡眠。
此外，本發(fā)明可以應(yīng)用于脈搏控制，提供訓(xùn)練，有助于克服飲食紊亂，憤怒，和/或成癮性。我們的研究建議本發(fā)明在學(xué)習(xí)緊張管理和情緒自管理方面是有利的。在一個(gè)實(shí)施例中，可見的顯示被提供來顯示人體內(nèi)的其它系統(tǒng)，諸如神經(jīng)的和荷爾蒙系統(tǒng)，其中顯示信號從心臟移動到大腦。這里，可以清楚地看到這些信號的影響，以及可以通過達(dá)到一種輸送的狀態(tài)而被控制。
雖然為了說明的目的揭示了本發(fā)明的各種優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會看到，有可能作出各種修改，添加和/或替換例，而不背離如權(quán)利要求中揭示的本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種方法，其特征在于采樣受檢對象的心跳；確定心率的心率變化率(HRV)作為時(shí)間的函數(shù)(HRV(t))；把HRV(t)表示為頻率的函數(shù)(HRV(f))；確定在HRV(f)中頻率的分布；選擇HRV(f)的峰值頻率；確定在所述峰值頻率中的能量(Epeak)；確定在低于所述峰值頻率的頻率中的能量(Ebelow)和在高于所述峰值頻率的頻率中的能量(Eabove)；確定Epeak對Ebelow與Eabove的比值；以及把與所述比值有關(guān)的第一參量的代表以第一呈現(xiàn)格式提供給受檢對象。
2.如權(quán)利要求1中的方法，其中比值的特征在于Epeak(Ebelow*Eabove)]]>
3.如權(quán)利要求2中的方法，其中第一參量的特征在于輸送參量(EP)。
4.如權(quán)利要求3中的方法，其特征還在于以下步驟去除HRV(t)的平均值和去除HRV(t)的趨向。
5.如權(quán)利要求2中的方法，其中頻率分布確定步驟的特征還在于確定在HRV(f)中頻率的功率譜分布(PSD)。
6.如權(quán)利要求1中的方法，其中在包括顯示器的處理系統(tǒng)中實(shí)施該方法，其中方法的特征還在于以下步驟確定與比值有關(guān)的輸送參量(EP)；根據(jù)第一EP數(shù)值，在顯示器上提供第一圖象；以及根據(jù)不同于第一EP數(shù)值的第二EP數(shù)值，在顯示器上改變第一圖象。
7.如權(quán)利要求6中的方法，其特征還在于其中第一圖象包括在第一位置中的圖象單元；其中如果第二EP數(shù)值大于第一EP數(shù)值，則圖象單元向目標(biāo)轉(zhuǎn)移；以及其中如果第二EP數(shù)值小于第一EP數(shù)值，則圖象單元遠(yuǎn)離目標(biāo)轉(zhuǎn)移。
8.執(zhí)行權(quán)利要求1的方法的軟件程序。
9.如權(quán)利要求1的方法，其特征還在于以下步驟數(shù)字信號處理HRV，提供多個(gè)相應(yīng)于頻率的頻率片；選擇在第一預(yù)定的頻率范圍內(nèi)的峰值；計(jì)算在相應(yīng)于峰值的頻率片中的功率；計(jì)算在低于相應(yīng)于峰值的頻率的頻率片中的功率；以及計(jì)算在高于相應(yīng)于峰值的頻率的頻率片中的功率。
10.一種設(shè)備，其特征在于包括采樣裝置，用來在第一預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)采樣受檢對象的心跳；顯示單元；處理單元，被耦合到采樣裝置和顯示單元，其中處理單元用來通過在第一預(yù)定的時(shí)間間隔期間測量在每次心跳之間的時(shí)間間隔而確定作為時(shí)間的函數(shù)的心跳的心率變化率(HRV)；確定HRV的頻率分布，頻率分布具有至少一個(gè)峰值，包括第一數(shù)目的頻率；計(jì)算HRV的頻率分布的第一參量，其中第一參量是在至少一個(gè)峰值下的面積對其余的頻率分布下的面積的比值；以及把第一參量輸出到顯示單元，以便呈現(xiàn)給受檢對象。
11.一種方法，包括以下步驟接收心率變化率(HRV)信息，HRV信息包括在第一預(yù)定的時(shí)間間隔期間在受檢對象的每次心跳之間的時(shí)間間隔；把HRV表示為頻率的函數(shù)；確定在所述HRV中在第一頻率范圍內(nèi)的功率；選擇在第一頻率范圍中的峰值頻率；計(jì)算在所述選擇的功率峰值中的功率對所述HRV在第二頻率范圍內(nèi)的功率的比值的第一參量，把第一參量呈現(xiàn)給受檢對象。
全文摘要
用于根據(jù)確定心率變化率(HRV)和估值它的功率譜而確定生物系統(tǒng)之間的輸送的狀態(tài)的方法和設(shè)備,生物系統(tǒng)呈現(xiàn)振蕩行為,諸如心臟的節(jié)律,呼吸,血壓波和低頻腦波。輸送反映在身體內(nèi)自主神經(jīng)系統(tǒng)的兩個(gè)分支之間的和諧的平衡。提高的生理效率的這個(gè)內(nèi)部狀態(tài)增強(qiáng)健康和促進(jìn)最佳性能。按照一個(gè)實(shí)施例,方法被使用來根據(jù)與HRV有關(guān)的輸送參量確定輸送水平。方法首先確定功率分布譜(PSD),然后計(jì)算輸送參量(EP),它是HRV頻譜中功率分布的度量。當(dāng)這個(gè)功率集中在相對較窄的頻率范圍內(nèi)時(shí),出現(xiàn)高的EP值,當(dāng)功率分布在更寬的頻率范圍上時(shí),出現(xiàn)較低的EP值。在一個(gè)實(shí)施例中,提供一個(gè)設(shè)備,用于監(jiān)視心跳和通過個(gè)人計(jì)算機(jī)、手持裝置、或其它處理裝置處理這個(gè)信息。
文檔編號A61B5/00GK1358074SQ00807109
公開日2002年7月10日 申請日期2000年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月2日
發(fā)明者杜克L·奇爾德, 羅林I·麥克拉蒂, 邁克爾A·阿特金森 申請人:杜克L·奇爾德, 哈特馬思學(xué)會