[发明专利]皮质醇联合皮肤电导精神压力监测装置及实验范式方法

说明书

本发明公开了一种皮质醇联合皮肤电导精神压力监测装置及实验范式方法，装置包括：皮质醇检测模块，用于工作电极和参比电极之间的激励电压的控制；皮肤电导检测模块，由PWM驱动电路构成，通过检测流经皮肤的微弱电流信号，实现皮肤电导的实时监测；TIA模块，使用双电源放大器芯片实现皮质醇响应电流和皮肤电导响应电流的检测；温度校正模块，采用桥式分压电路，检测温度变化导致的热敏电阻阻值变化，反向推导温度的大小，辅助校正皮肤电导的检测结果；心率检测模块，由血氧心率芯片MAX30102芯片构建完成，应用光学检测原理，实现脉搏波的实时监测，提取出心率信息；信号传输模块，采用串口通信模式，连接无线蓝牙模块实现数据的无线传输。

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种皮质醇联合皮肤电导精神压力监测装置及实验范式方法。

背景技术

皮质醇是检测许多心理应激相关疾病和疲劳、压力监测相关的生物标志物，可以在血液、唾液、汗液、间质液、泪液、尿液以及毛发中被检出。Kloet等人的研究表明，当人受到应激影响时，会导致皮质醇分泌异常。皮质醇的分泌程度因人而异，并且不断变化，血液中的皮质醇含量会在一天的不同时间段发生变化，早上时水平最高，下降至午夜时最低。饮食的摄入量和代谢失衡会导致皮质醇的含量出现进一步的波动。虽然检测人体内的皮质醇水平被认为是量化精神压力水平的黄金标准方法，但皮质醇在人体内的变化相对缓慢，有可能长达十五分钟的变化延迟，且不能实时连续获取，单一的皮质醇检测不能满足人们对精神压力实时检测的需求。

当感官刺激出现或情绪发生变化时，人体自主神经系统活动导致皮肤血管收缩或舒张，汗腺分泌活动的相应下降或活跃，分泌物通过毛孔进入皮肤表面，改变电流正负平衡，从而引起皮肤电导的变化。虽然皮肤电导具有高响应速度，但除情绪之外，一般情况下皮肤电导还受环境温度、皮肤状态、觉醒水平、刺激性质、活动状态等因素影响，在制作可穿戴设备时还容易产生运动伪影。

因此皮肤电导的测量结果往往具有较大的个体差异，需要在测量时进行长时间的基线校正，还需要其他补充措施来改善粗略的诊断效果。

参考文献：

[1]Kloet,E.R.d.,M.Joels,and F.Holsboer,Stress and the brain:fromadaptation to disease[J].Nature Reviews Neuroscience,2005,6:463-475.

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发明内容