[发明专利]一种人体精神压力状态分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于人体精神压力状态分析的装置，属于人体精神压力状态分析技术领域。

背景技术

现代社会的常见病是心理疾病，心理压力即精神压力，高度发达的工业体系给人们带来了丰富的物质，创造了巨大的财富。但是我们每个人从中获益的同时，不快乐的情绪也如泛滥的洪水伴随着财富的创造，向我们席卷而来。压力几乎笼罩在所有人身上，精神压力在现代生活中每个人都有所体验。根据2013年卫生部门调查表明，我国现有1亿多各类精神障碍者，其中重度精神病人大约有1600万人_。中科院心理研究所根据对31875名不同职业人士的调查数据统计分析，二三十岁的年轻人是当前中国各年龄段中感受压力最大的人群。

心理压力是造成亚健康的主要原因。压力过大、过多会损害身体健康。心理压力不能及时释放，就会造成精神疾患。压力过大会导致身体亚健康，严重情况下会导致直接的发病，其中最常见的疾病很多，如压力会导致不孕，导致很多人长期失眠，导致很多年轻人患胃病等，压力是我们身边最大的健康杀手。

然而在调查中，超过40％的人不采取任何措施，自己默默忍受。社会学家指出，现在人们压力都很大，很多人都不知道怎么排解。中国人的传统性格比较隐忍，习惯把事情压抑在内心，人们对心理专家还是有顾虑，即使知道和人沟通是最有效的方法，他也不愿意去解决。

对于现在这种情况，急需一种能够直观检测和分析人体精神状态和疲劳程度的仪器，可以对受试者的精神压力进行检测，使医生能够对患者的精神状态有一个深入和明确的了解，并根据患者精神状态给与相应建议。

发明内容

本发明针对当前形势，提供一种测量过程无创无损、能够方便地对人体精神状态进行评估的人体精神压力状态分析装置。

本发明的人体精神压力状态分析装置，采用以下技术方案：

该装置包括传感器模块、生理信号采集模块、嵌入式系统平台和无线通讯模块；

传感器模块，包括右心电采集电极、左心电采集电极和脉搏波传感器，均与生理信号采集模块连接，用于采集人体的心电信号和手指端的光电容积脉搏波信号，并将信号传输至生理信号采集模块；

生理信号采集模块，与嵌入式系统平台连接，包括心电检测电路和脉搏波检测电路，心电检测电路与传感器模块中的心电采集电极连接，脉搏波检测电路与传感器模块中的脉搏波传感器连接；对检测电路产生的模拟生理信号进行模拟-数字转换，并传输至嵌入式系统平台进行处理；

无线通讯模块与嵌入式系统平台连接，并以无线方式在嵌入式系统平台与个人手持终端(手机、平板电脑、PDA等)之间传输数据；

嵌入式系统平台，与无线通讯模块连接，用于分析生理信号采集模块输入的数据，还原心电和脉搏波信号，进行精神压力分析，完成以下操作：

(1)解析由生理信号采集模块传输的数据，还原心电信号和脉搏波信号，对信号进行滤波和放大，得到人体心电图波形序列X(K)和脉搏波波形序列Y(k)；

(2)分析脉搏波波形序列Y(K)，利用该波形上的各特征点(如升支起点、峰值点或切迹)计算出脉率PR；

(3)分析心电波形序列X(K)，识别心电波形中的R波，得到心率和心电信号的RR间期，对RR间期进行分析，得到心率变异性相关时域指标、频域指标和非线性分析指标；其中：

①时域指标包括：R-R间期标准差(SDNN)、相邻R-R间期差值均方根值(RMSSD)和相邻正常R-R间期超过50ms的百分比(pNN₅₀)；

R-R间期标准差(SDNN)的计算公式为：

其中N为全程记录中正常心搏的总数,RR_i是第i个R-R间期,meanRR是N个心搏的R-R间期的平均值。

相邻R-R间期差值均方根值(RMSSD)的计算公式为：

其中N为全程记录中正常心搏的总数，RR_i+1,RR_i为相邻两个窦性心动周期的长度。

相邻正常R-R间期超过50ms的百分比(pNN₅₀)的计算公式为：

其中NN₅₀全程记录中相邻R-R间期差值大于50ms的个数，NN为R-R间期总数。

②频域指标包括：总能量TP、低频成分LF、高频成分HF和低频/高频比例(LF/HF ration)；

频域指标的计算过程为：