23、利用可穿戴设备和心率变异性监测进行心理压力检测

利用可穿戴设备和心率变异性监测进行心理压力检测

1. 引言

心理压力或疲劳是指一个人在经历长时间的高强度认知活动（如长时间工作）后所产生的一种状态。大量研究表明，心理压力会对认知能力、情绪状态、警觉性和身体表现产生显著影响。同时，持续的高强度脑力活动还会对人类健康造成高风险，与心血管疾病、神经紊乱、糖尿病和职业倦怠等密切相关。

在当今竞争激烈的商业环境中，人们面临着巨大的工作压力，心理压力水平显著上升。这不仅会影响工作任务的完成、职业安全，还会对员工的健康和福祉造成负面影响。因此，实时监测心理压力至关重要。

心理压力是一种主观感受，需要通过合适的测量方法来确定。虽然心理压力无法直接测量，但可以通过一些替代参数来间接评估。心理压力会通过自主神经系统影响各种生理参数，如心率。为了评估压力检测方法的有效性，通常需要通过心理测量测试来收集受试者的真实情况。

目前，监测心理压力的生理信号主要有脑电图（EEG）和眼电图（EOG）。EEG 能够高精度地监测心理压力，因为大脑是认知的中心，直接测量大脑活动可以更快速地反映心理压力水平。然而，EEG 传感器需要在头皮上附着多个电极，具有侵入性，在日常环境中应用不太实际。EOG 信号主要用于检测驾驶员的心理压力，它反映了眼球活动引起的视网膜和角膜之间的电场电位变化。但 EOG 信号的收集也需要在眼睛附近放置电极，会给受试者带来不适，且系统的安装和检测性能受多种因素限制。

为了解决上述问题，本文采用可穿戴设备和心率变异性（HRV）来检测心理压力。HRV 可以通过非侵入性方法测量，使用低成本的传感器记录心电图（ECG）信号，经过一段时间的测量后对数据进行评估。虽然低成本可穿戴设备采集的生理信号质量不如昂贵的医疗设备