基于反射式血管容积波的心理压力测量

摘要

随着人机交互相关技术的迅速发展,人与计算机交换与传递信息的方法也在不断进步.而计算机对人认知与情感方面的利用将有助于未来智能生活的实现.研究发现,血液容积脉搏波(Photo-plethysmography,PPG)信号包含的心脏收缩与血管壁本身压力的效果将有助于对人体心理压力及情感测量的分析.而反射式血氧传感器利用了PPG信号提供的生理信息,其应用范围已遍及可穿戴智能设备以及适合脉搏检测的高性能医疗保健设备.相比较于透射式传感器,反射式传感器具有佩戴更加舒适以及佩戴位置范围更广的优点.本文介绍了通过利用反射式血氧传感器得到PPG波形,并采用压力血氧反应指数(stress-induced Vascular Responses Index,sVRI)模型来分析人体目前的压力值,验证反射式传感器对于人体心理压力测量方面的适用性.本文所进行的实验中不仅比较了传统透射式传感器与反射式传感器在双波长(红光与红外光)正常情况下与压力情况下PPG波形的差异,同时也引入了新的波长——绿光,即利用绿光反射式传感器,通过sVRI模型来分析人体的压力值.通过比较与讨论,证明了反射式血氧传感器的适用性以及采用绿光的波长比红光与红外光其受环境自然光影响波动更小的优势.最后,本文把此实验结果与sVRI模型相结合应用于实验鼠标模型中,将传感器所携带的生理信息应用于日常生活中.