基于心電脈搏信號的VDT精神疲勞識別方法研究.pdf

1、視頻顯示終端(Visual Display Terminal,VDT)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于學(xué)習(xí)、工作和生活。它給人們帶來方便和高效率的同時(shí)也產(chǎn)生了一些新的職業(yè)衛(wèi)生問題,比如視覺疲勞、精神疲勞和肌體疲勞等。精神疲勞影響人們的生活質(zhì)量,降低工作效率,影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,研究精神疲勞已成為當(dāng)務(wù)之急。因此,認(rèn)識VDT精神疲勞的本質(zhì)以及疲勞對人們生活的影響,對于預(yù)防由VDT作業(yè)引起的疲勞有重要的意義。
　　 目前傳統(tǒng)的生理性精神疲勞測定方法主要有

2、主觀評定法和客觀評定法兩類。隨著科技的進(jìn)步,研究疲勞的客觀手段越來越多,生理指標(biāo)的介入使其成為醫(yī)學(xué)、認(rèn)知科學(xué)和心理學(xué)的研究熱點(diǎn)。然而,對精神疲勞的檢測目前仍缺乏客觀的生理指標(biāo)。心電信號和脈搏信號包含有豐富的人體生理信息,可以很好地反映人體各個(gè)子系統(tǒng)的生理狀態(tài)和病理變化狀況。本文主要通過對心電信號、脈搏信號和溫度信號進(jìn)行處理與分析,來探討VDT精神疲勞狀態(tài)對人體生理信號產(chǎn)生的影響。
　　 本文設(shè)計(jì)了精神疲勞實(shí)驗(yàn),要求被試者在電腦上

3、完成1.5小時(shí)的兩個(gè)三位數(shù)加減法混合運(yùn)算,同時(shí)采集人體的心電、脈搏、溫度等生理信號,并提取相應(yīng)的特征,如脈搏波峰值(map)、脈搏波潮波峰值(mapl)、心率、心電信號的特征點(diǎn)S的幅值、心率變異性的時(shí)域RMSSD、PNN50以及頻率指標(biāo)LF、HF、LF/HF等特征參數(shù)。通過分析實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)后生理信號特征的變化來評估VDT精神疲勞狀態(tài)。此外,對疲勞前和疲勞后的人體溫度信號也做了初步的探索。
　　 與精神疲勞前相比,精神疲勞實(shí)驗(yàn)后,

4、被試者體溫顯著升高(P＜0.001),PNN50明顯升高(P＜0.05),心電信號的S波的幅值明顯下降(P＜0.05);自然恢復(fù)后與精神疲勞測試實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)相比,體溫升高,PNN50變化不明顯,S波的幅值顯著升高(P＜0.01),精神疲勞程度有所緩解。根據(jù)測試組和對照組的結(jié)果,測試組和對照組的脈搏主波峰值和潮波峰值均顯著下降(P＜0.001),但從下降的程度來看,測試組被試者的脈搏峰值下降更為顯著;而對照組實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明,被試者在自然狀態(tài)下