[发明专利]一种基于周围血管应变的认知负载和压力测量方法与装置

摘要

一种基于周围血管应变的认知负载和压力测量方法，通过透射式或者反射式光电传感器采集血管容积波信号，并进行滤波，消除噪声；进行瞬时周围血管应变特征提取；通过动态滑动窗口整理和基于统计学的数据调制，获得连续稳定的sVRI输出；最后使用sVRI评估认知负载和压力水平，本发明还提供了相应的测量装置，不同于传统的基于周围血管扩张程度测量方法，本发明中sVRI使用了PPG信号相邻波段振幅比值，实验发现该指征对于认知负载和压力的反映能力更加灵敏和可靠；本发明基于周围血管应变的认知负载和压力测量技术在测量人的认知负载和心理压力等心理活动时的灵敏度、可靠性和个体差异等方面具有比较明显的优势，并可以实时测量，很好地应用在普适环境中。

主权项

1.一种基于周围血管应变的认知负载和压力测量方法，其特征在于，包括如下步骤：通过透射式或者反射式光电传感器采集血管容积波(PPG)信号，并进行滤波，消除噪声；进行瞬时周围血管应变(sVRI)特征提取，方法是：每个血管容积波(PPG)信号波形对应的瞬时周围血管应变(sVRI)标准特征定义为血管容积波(PPG)信号波形相邻波段中，上升沿和下降沿的平均振幅的比值，由此获得多个瞬时周围血管应变(sVRI)标准特征；通过动态滑动窗口整理和基于统计学的数据调制，获得连续稳定的周围血管应变(sVRI)输出，过程为：采用动态滑动窗口，把连续血管容积波(PPG)信号波形通过窗口滑动的方式，使每个窗口包括一系列连续的血管容积波(PPG)信号波形，即包括一系列连续的瞬时周围血管应变(sVRI)，每个窗口内部采用基于统计学的数据调制处理窗口包含的瞬时周围血管应变(sVRI)，一个窗口只输出一个稳定的周围血管应变(sVRI)，作为这个窗口的输出，由此得到连续稳定的周围血管应变(sVRI)输出；在每个窗口内，采用基于正态分布的周围血管应变(sVRI)滤波与稳定策略，对窗口内数据进行基于正态分布假设的异常数据(outlier)滤波和数学期望提取，最后的数学期望即该窗口的周围血管应变(sVRI)输出；最后使用周围血管应变(sVRI)评估认知负载和压力水平。