使用多波长PPG测量压力诱导的交感神经活动

科学领域:

• 生理监测是指对身体进行生理监测.
• 生物医学信号处理
• 压力反应研究研究压力反应研究

背景情况:

• 压力会触发同情性兴奋 (SA),改变心率和血压等生理参数.
• 对心理障碍的客观量化对于管理心理障碍至关重要.
• 光电脉冲图 (PPG) 间接估计SA,但波长特定的影响未得到充分研究.

研究的目的:

• 调查使用各种PPG信号波长和特征来估计压力诱导的SA的可行性.
• 为了比较来自PPG信号的统计和非线性特征的性能,用于SA检测.
• 为压力监测确定最佳的PPG波长和特征.

主要方法:

• 收集了32个健康个体的PPG信号,这些个体处于身体压力 (例如,手握).
• 提取的线性 (平均值,s.d.) 和非线性 (Katz, Petrosian, Higuchi, SampEn, TotalSampEn) 的特征来自PPG AC幅度的绿色,蓝色,红外和红色波长.
• 分析了检测压力开始,持续和恢复阶段的功能性能.

主要成果:

• 在检测压力诱导的SA时,非线性特征比线性特征更有希望.
• TotalSampEn功能在所有测试的PPG波长中成功检测了压力诱导的SA变化.
• 对于红外和红波长,Petrozian和AvgSampEn的特征是显著的 (AUC ≥ 0.8).

结论:

• 非线性特征,特别是TotalSampEn,对于使用PPG信号来估计压力诱导的SA是有效的.
• 特定的波长 (红外线,红) 与某些非线性特征相结合,提供了强大的应力检测能力.
• 这些发现可以为用于压力检测和管理的设备和算法的设计提供信息.