پردازش و تحلیل سیگنال فتوپلتیسموگراف و تغییرات نرخ ضربان قلب به منظور تعیین سطح استرس

فتوپلتیسموگرافی (PPG) یک روش غیر تهاجمی برای اندازه گیری تغییرات حجم خون در رگ و با استفاده از آن می توان تغییرات نرخ ضربان قلب HRV را به دست آورد. حالات روانی مختلف از جمله استرس، باعث تحریک سیستم اعصاب خودکار و به دنبال آن تغییر دینامیک سیستم قلبی - عروقی می شود. سیستم اعصاب خودکار، به وسیله دو بخش سمپاتیک و پاراسمپاتیک، عملکرد قلب را کنترل می کند. از این رو با استفاده از تحلیل سیگنال های PPG و HRV می توان تغییرات آن را آشکار کرد. در این تحقیق، طبق آزمایش تنظیم شده، حین ثبت سیگنال فتوپلتیسموگراف، سوژه در وضعیت استرس روحی قرار داده شد. پس از انجام پیش پردازش های لازم بر روی سیگنال PPG و HRV به دست آورده شد. چگالی طیف این سیگنال PPG و HRV در حالت های استرس و عادی تخمین زده شده و سپس ویژگی های خطی از سیگنال های PPG و HRV در حوزه زمان و فرکانس، جهت آشکار سازی فعالیت سیستم اعصاب خودکار و در واقع تغییرات سطح استرس استخراج و به وسیله آزمون T-TEST ارزیابی شد. همچنین با تحلیل طیف توان سیگنال PPG ویژگی جدیدی معرفی گردید. نتایج نشان می دهند که سیگنال PPG و HRV می توانند شاخص های بسیار خوبی برای آشکار سازی فعالیت سیستم اعصاب خودکار و سطح استرس باشند.

Keywords:

استرس , تغییرات نرخ ضربان قلب , سیستم اعصاب خودکار , فوتوپلتیسیموگرافی