一只手指在幸福的脉上:一项试点研究,使用智能手机的光电显微镜评估心理健康,基于数字脉冲波形分析

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 心理生理学 心理生理学
• 数字健康数字健康

背景情况:

• 脉冲特征是已确立的身体健康生物标志物.
• 由于在临床环境之外获取高质量的脉冲数据存在挑战,它们与心理健康的联系尚未得到充分探索.

研究的目的:

• 评估智能手机光电显微镜 (PPG) 的可行性,以提取指尖脉冲波形特征.
• 评估这些特征和心理测量之间的关联.
• 为了比较不同领域的脉冲波形特征 (时间,曲率,频率) 关于心理变量.

主要方法:

• 127名参与者通过智能手机应用程序记录指尖视频,同时使用FDA批准的氧计.
• 智能手机视频被处理成PPG信号,并在时间,曲率和频率领域提取特征.
• 用经过验证的尺度 (SWLS,SVS,PANAS,PHQ-9,GAD-7,SAM) 来评估心理幸福感和心理健康.
• 用单变量回归和随机森林模型分析了关联;通过布兰德-阿尔特曼分析评估了一致性.

主要成果:

• 在脉冲波形特征中发现了强大的域内相关性;选择了七个关键特征.
• 负面心理状态显示与时间和曲率域特征的主要关联.
• 抑郁症状,焦虑和负面影响与特定特征 (例如,F/A,V0,CT) 有着显著的联系.
• 随机森林模型显示了对负面心理健康结果的显著但适度的预测性能.
• 智能手机衍生功能与氧计衍生功能显示出可接受的一致性.

结论:

• 基于智能手机的PPG可以捕捉与心理状态相关的脉冲波形特征,特别是负面的.
• 目前预测性能有限,信号质量变化是一个实际的挑战.
• 对于心理健康监测应用,需要进一步研究多样化的样本和改进的信号采集.