[發明專利]一種檢測人體生理狀態轉變的方法及系統

有效

• 申請號: 201510045365.0
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104545911B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 姚健欣
• 申請（專利權）人: 姚健欣
• 主分類號: A61B5/053
• 分類號: A61B5/053
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 楊萍

技術領域

本發明涉及一種檢測人體生理狀態轉變的方法及系統。

背景技術

人體在受到外界刺激或者內部情緒波動的時候，交感神經系統會發生變化，交感神經導致汗腺的活動發生變化，最終導致皮膚電阻的變化。一般來說，外界刺激或者內部情緒波動越大的時候，交感神經越活躍，汗腺分泌增強，皮膚的導電能力增強，人體皮膚電阻變小；反之在平靜狀態下，交感神經處于抑制狀態，汗腺活動減弱，皮膚的導電能力減弱，人體皮膚電阻變大。運用這一原理可以通過分析人體皮膚電阻的變化，來判斷人體的不同狀態變化。

基于這個原理，專利[1]公開了一種檢測人體情緒的方法及系統，利用電阻的大小、斜率以及狀態持續時間變化來反映情緒，通過數據來量化興奮程度。該方法主要應用在當測試者處于正常的生活工作狀態下，對其興奮度的精確分級上。該方法無法檢測測試者是否從正常的生活工作狀態轉變到其他的生理狀態。

而在某些情況下，我們需要判斷測試者的生理狀態的轉變。生理狀態包括正常的生活工作狀態、微睡眠狀態、睡眠狀態等。所謂的微睡眠狀態是指，人在疲憊時部分腦細胞會打上一小會兒盹，科學家研究認為這種現象可以解釋為何我們在疲憊時腦子常常會“短路”，或者說“走神”。更加科學的微睡眠狀態解釋為，在3-14秒時間內，4-7Hz的腦電波活動取代了清醒狀態下8-13Hz的腦電波。磁共振成像分析顯示，微睡眠瞬間，丘腦、后扣和枕葉皮質的活性下降，而額葉、后頂葉和海馬旁的活性增加。生理狀態的轉變同樣會導致皮膚電阻的變化。相對于在正常的生活工作狀態下的皮膚電阻的變化，在微睡眠狀態或睡眠狀態下的皮膚電阻的變化具有其特殊性。同時，一般應用對微睡眠狀態或睡眠狀態的檢測有更高的精度要求，例如對駕駛員微睡眠狀態的檢測等。現有技術中還沒有運用不同生理狀態下，皮膚電阻的變化具有其特殊性的原理，實現對測試者的生理狀態的轉變進行準確的檢測判斷的方法。

[1]中國專利申請號：201410128494.1，一種基于人體皮膚電阻變化的情緒檢測方法。

發明內容

本發明所解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提出了一種檢測人體生理狀態轉變的方法及系統，能準確地反映測試者的生理狀態轉變情況。

本發明的技術方案為：

一種檢測人體生理狀態轉變的方法，包括以下步驟：參數初始化、采集人體電阻數據、對人體電阻數據進行分析及輸出人體生理狀態轉變情況；

對人體電阻數據進行分析包括以下步驟：

對采集的人體電阻數據進行預處理；對預處理后的人體電阻數據取自然對數，得到電阻對數值；將當前時刻前一窗口內的電阻對數值取平均值，得到當前時刻前一窗口內的電阻對數平均值MeanSum(i)，其中窗口大小為WinLength；求取當前時刻的電阻對數值ln(data(i))與前一窗口內的電阻對數平均值MeanSum(i)的差值Diff(i)；取Diff(i)的絕對值，得到對數絕對差值AbsDiff(i)；將對數絕對差值AbsDiff(i)輸入收斂函數，獲得收斂值MeanDiff；根據收斂值MeanDiff判斷生理狀態轉變情況。

進一步地，所述收斂函數為：

MeanDiff＝α×MeanDiff+(1-α)×AbsDiff(i)

α為收斂參數，0<α<1。

這個函數為收斂函數，只對MeanDiff的當前值感興趣，所以在迭代時不存儲歷史值。0<α<1為收斂參數，取值的大小決定了收斂的快慢，α越接近1收斂速度越快。

進一步地，所述根據收斂值MeanDiff判斷生理狀態轉變情況，判斷方法為：

若MeanDiff>MeanDiff_微睡眠，說明測試者進入正常的生活工作狀態；

若MeanDiff_微睡眠≥MeanDiff>MeanDiff_睡眠，說明測試者進入微睡眠狀態；

若MeanDiff≤MeanDiff_睡眠，說明測試者進入睡眠狀態；其中MeanDiff_微睡眠是用來判斷測試者從正常的生活工作狀態進入微睡眠狀態的轉變閾值，MeanDiff_睡眠是用來判斷測試者從微睡眠狀態進入睡眠狀態的轉變的閾值。

進一步地，針對測試者不同的體質狀況，設置不同的MeanDiff_微睡眠和MeanDiff_睡眠的值；

測試者體質狀況根據以下兩個指標來判斷：