摄影电磁镜作为微神经镜的非侵入性替代品,用于测量压力诱导的交感神经激活 - - 一种机器学习方法
Saifur Rahman1, Radhagayathri Udhayakumar2, David Kaplan3
1School of Information Technology, Deakin University, Melbourne, Victoria, Australia.
Computers in biology and medicine
|December 13, 2024
概括
这项研究表明,多波长光电解剖学 (PPG) 可以非侵入性地测量交感神经系统 (SNA) 活动. 绿色PPG信号对压力反应特别敏感,为侵入性微神经图谱提供了一个有希望的替代方案.
科学领域:
- 生理学 生理学 生理学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 机器学习 机器学习
背景情况:
- 交感神经系统活动 (SNA) 对于应激反应至关重要.
- 微神经图 (MNG) 是测量SNA的黄金标准,但具有侵入性.
- 实用,持续的SNA监测需要非侵入性方法.
研究的目的:
- 为了研究多波长光电解剖学 (PPG) 作为估计SNA的非侵入性方法.
- 开发和验证使用PPG信号预测SNA的机器学习模型.
- 为了比较红色和绿色PPG波长在检测压力诱导SNA的性能.
主要方法:
- 从红色和绿色的PPG信号中提取的特征在诱导的身体和认知压力期间.
- 训练了一种线性回归机器学习模型,从MNG中预测R波触发尖峰数 (SPR).
- 验证了PPG衍生的SPR与MNG衍生的SPR作为基本事实.
主要成果:
- 在PPG预测的SPR和MNG衍生的SPR之间表现出强烈的一致性.
- 红色PPG与SPR的相关性更高.
- 绿色PPG在检测压力开始时表现出更高的灵敏度,在捕捉立即反应方面表现优于MNG.
结论:
- 多波长PPG是一种可行的非侵入性工具,用于估计SNA.
- 绿色PPG显示了对急性压力反应的优异检测的潜力.
- 这项研究为可穿戴,非侵入性同情性兴奋监测设备铺平了道路.
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