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《兰州理工大学》 2011年
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基于心电脉搏信号的VDT精神疲劳识别方法研究

杨华  
【摘要】:视频显示终端(Visual Display Terminal,VDT)现已广泛应用于学习、工作和生活。它给人们带来方便和高效率的同时也产生了一些新的职业卫生问题,比如视觉疲劳、精神疲劳和肌体疲劳等。精神疲劳影响人们的生活质量,降低工作效率,影响社会经济发展,研究精神疲劳已成为当务之急。因此,认识VDT精神疲劳的本质以及疲劳对人们生活的影响,对于预防由VDT作业引起的疲劳有重要的意义。 目前传统的生理性精神疲劳测定方法主要有主观评定法和客观评定法两类。随着科技的进步,研究疲劳的客观手段越来越多,生理指标的介入使其成为医学、认知科学和心理学的研究热点。然而,对精神疲劳的检测目前仍缺乏客观的生理指标。心电信号和脉搏信号包含有丰富的人体生理信息,可以很好地反映人体各个子系统的生理状态和病理变化状况。本文主要通过对心电信号、脉搏信号和温度信号进行处理与分析,来探讨VDT精神疲劳状态对人体生理信号产生的影响。 本文设计了精神疲劳实验,要求被试者在电脑上完成1.5小时的两个三位数加减法混合运算,同时采集人体的心电、脉搏、温度等生理信号,并提取相应的特征,如脉搏波峰值(map)、脉搏波潮波峰值(map1)、心率、心电信号的特征点S的幅值、心率变异性的时域RMSSD、PNN50以及频率指标LF、HF、LF/HF等特征参数。通过分析实验前和实验后生理信号特征的变化来评估VDT精神疲劳状态。此外,对疲劳前和疲劳后的人体温度信号也做了初步的探索。 与精神疲劳前相比,精神疲劳实验后,被试者体温显著升高(P0.001),PNN50明显升高(P0.05),心电信号的S波的幅值明显下降(P0.05);自然恢复后与精神疲劳测试实验结束时相比,体温升高,PNN50变化不明显,S波的幅值显著升高(P0.01),精神疲劳程度有所缓解。根据测试组和对照组的结果,测试组和对照组的脉搏主波峰值和潮波峰值均显著下降(P0.001),但从下降的程度来看,测试组被试者的脉搏峰值下降更为显著;而对照组实验结果说明,被试者在自然状态下也会有生理上的疲劳,从而导致了生理信号特征的变化。以上结果表明,通过对人体生理信号的研究可以找到能够有效评测VDT精神疲劳的客观指标。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:R318.0

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【参考文献】
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