基于心電脈搏信號的睡意檢測方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快，睡眠不足、睡眠不良，甚至徹夜失眠的情況時有發(fā)生。人們在追求高效生活和工作的同時，也受到疲勞和睡意的危害。在高危操作環(huán)境下，像駕駛、鋼鐵領(lǐng)域以及核工業(yè)等，如果操作人員在工作時有睡意，那人們的生命財(cái)產(chǎn)安全都會受到威脅。而在一些病患的狀態(tài)監(jiān)測方面，比如阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征，實(shí)時的睡意監(jiān)測也是十分必要的。心電和脈搏信號蘊(yùn)含豐富的人體生理信息，測量也較為簡便。研究過程中設(shè)計(jì)了睡意檢測實(shí)驗(yàn)并且同步采集了30例健康無睡眠問

2、題的實(shí)驗(yàn)對象在清醒和睡意狀態(tài)下的心電信號、脈搏信號和腦電信號。
　　 本文首先對篩選出的26例實(shí)驗(yàn)對象的心電和脈搏同步信號進(jìn)行預(yù)處理，再通過特征提取與分析，選擇在清醒和睡意狀態(tài)下有顯著性差異的特征用于分類。與清醒狀態(tài)相比，在睡意狀態(tài)下心電T波峰值、重搏波高度和脈搏波傳輸時間均非常顯著地降低(p<0.005)，脈搏波起點(diǎn)到主波峰點(diǎn)的時間非常顯著地增大(p<0.005)，心率值和心率變異性中的VLF值顯著地降低(p<0.05)。使用

3、線性判別分析和支持向量機(jī)兩種方法對這些特征分別進(jìn)行單一特征和組合特征的分類。
　　 本文除了提取到心電和脈搏信號在時域和頻域上的20多種特征，計(jì)算了心電信號的小波能譜熵，還對睡眠剝奪的實(shí)驗(yàn)對象連續(xù)時間段內(nèi)的心電RR間期最值和脈搏波特征K值進(jìn)行了分析。
　　 研究結(jié)果表明：睡意對心電和脈搏信號的一些特征有影響；心電T波峰值、重搏波高度、脈搏波傳輸時間、脈搏波起點(diǎn)到主波峰點(diǎn)的時間、心率以及心率變異性中的VLF在清醒和睡意兩種