[发明专利]一种基于高频心电的耳机式情绪压力调节装置

说明书

本发明公开了一种基于高频心电的耳机式情绪压力调节装置，其中耳机式高频心电信号采集单元采集用户的心电信号、皮肤交感神经活性信号，并且将采集到的信号进行预处理，情绪评估单元分别提取用户心电信号的时域、频域和非线性指标以及皮肤交感神经活性信号的特征，得到用户的情绪状态标签；情绪改善单元分为两个模块，音乐反馈模块基于Hevner模型选择相应标签的乐曲、电刺激模块则对用户耳部进行相应无创电刺激进行情绪调节，选择单元选择使用单独使用音乐或是经皮电刺激，或是同时使用两种功能进行情绪干预。本发明能够自主播放对应缓解情绪的音乐、不同电刺激模式改善情绪，有效缓解患者情绪激动以及压力过大等状态。

技术领域

本发明属于情绪健康智能检测技术领域，涉及高频心电信号采集、情绪分析以及情绪压力调节技术，特别是面向便携式、穿戴式、日常工作场景的情绪压力状态监测与干预，具体涉及一种基于高频心电的耳机式情绪压力调节装置。

背景技术

随着社会不断发展，人们对身体健康的关注越来越多。过大的精神压力以及频繁波动的情绪对人造成很多不好的影响，严重困扰生活和工作。持续的精神压力也是各种疾病的诱因，导致多种生理或精神方面的疾病，如抑郁症、焦虑症等。精神压力不仅是心理学问题也是社会问题，不但使人们的生活质量降低，也制约了经济的发展，进而影响社会发展的进程因此。因此，情绪的即时检测与即时干预的研究意义重大。

耳机式高频心电采集设备通过实时监测受试者头部高频心电信号，便于在携带耳机的同时对高频心电信号进行长时间监测，而且由于耳机设计不易滑落，又无需双手参与高频心电采集，真正实现高频心电长时间无扰稳定监测模式。现尚未有高频心电采集设备，还是基于单一心电采集设备。高频心电包含心电信号和皮肤交感神经活性信号，蕴含丰富的生理意义，在情绪方面具有更广泛的应用价值。因此，本专利首先创新一种新型的耳机式高频心电采集装置，实现高频心电长时间无扰稳定信号采集。

基于现有研究及相关专利，耳机式心电采集器应用较多，可用于睡眠监护、情绪评估等，多集中于胸部采集、手臂采集，但存在检测精度不足、采集时间较短、检测过程麻烦、运动出汗状态下易脱落等问题。

皮肤交感神经活性信号于2016年被首次提出并广泛应用于交感神经活性评估。相较于传统评估交感神经活性方法微神经造影、心率变异性分析的有创性和仅窦律下可用等问题，皮肤交感神经活性的采集无创，且非窦律下可用等特点更加适合交感神经活性评估。皮肤交感神经活性信号具有高频、低辐的特性，频率分布在500-1000Hz，幅值从0.5-80不等，蕴含着丰富的生理信息。但目前该方法缺少专用设备与配套算法，且尚未应用至情绪评估中。

目前对压力/情绪的评估大多采用心理学上的诊断方法，受主观因素影响大。客观评定法有血液生化评定、影像学评定、生理学指标评定等方法。其中血液生化与影像学评定操作复杂、成本高，不利于情绪评估的普及和推广此外，针对情绪的检测与干预没有形成反馈机制，存在时间滞后性，无法形成感知-评估-反馈的情绪的实时反映，对情绪的实际应用效果有限。但基于心电信号的可穿戴情绪评估装置存在湿电极导致操作繁琐、无情绪调节环节等问题。

研究显示，情绪可以唤醒自主神经系统，因此可以通过评估自主神经系统评估情绪。自主神经系统由交感神经系统和副交感神经系统构成，两者相互拮抗均衡，前者在情绪激动时兴奋，后者在情绪平静时被激活。目前，有一种通过监测皮肤交感神经活性信号（SKNA）实现评估交感神经活性，由此可实现情绪评估。目前尚未有研究基于SKNA信号进行情绪评估。

根据部分文献报道，音乐能够对情绪起到明显的影响作用，尚未有专利对该内容进行完善补充。具体情绪状态主要涉及到的情形有：压力、焦虑、悲伤、低落、疲劳、浮躁等。音乐可以有效进行调节的情绪状态主要是压力状态，也是音乐调节适用性最强的一种情绪状态。具有情绪调节作用的音乐主要为三大类：舒缓类、欢快类、悲情类。