專利名稱：用于促進情緒平衡、評估情緒狀態和調節效果的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明總的涉及用于評估情緒狀態、促進情緒平衡和評估情緒調節效果的方法和設備。
背景技術：
隨著生活節奏不斷加快，全球化進展不斷推進，職業緊張成為職業人員面臨的重要問題之一。國際勞工組織提出，“21世紀是緊張的世紀，降低職業緊張與其他職業病保護一樣是勞動保護的重要內容”。據統計，中國大約有8000萬職業人員存在不同程度的職業緊張，尤其以公務員、公安人員、醫生、教師和企業中高層管理人員為主。緩解職業緊張刻不容緩。緊張、焦慮、抑郁這些不良情緒嚴重影響人們的社交能力、心理健康，可能降低人們的工作效率，嚴重限制人們的生活質量。心理疏導和其他形式的心理干預是常見的對抗不良情緒的方法。另外一類常見方法是借助來自東方文化的方法如瑜伽、氣功等。這些方法采用集中注意力和精神或冥想方法。人們在練習瑜伽的過程中，會將注意力和精神集中在呼吸和大腦部分。而人們在練習氣功的時候，會將注意力和精神集中到位于肚臍下部的 “丹田”穴位上。這些方法具有很強的主觀性色彩，缺乏客觀手段來評估訓練的效果。既不能在訓練過程中連續實時監測效果，進行反饋干預，也不能在多次訓練之間進行比較，判斷訓練過程中的進展情況。心臟是人體中最重要的器官之一，從出生到死亡，心臟從不間斷地工作著。心臟由左、右心房和左、右心室組成。心臟的收縮是由位于右心房上的竇房結控制。通過竇房結產生微小的電脈沖信號，首先傳導至左、右心房，造成左、右心房的收縮，接著經過房室結和傳導纖維，將電脈沖信號傳導至左、右心室，造成左、右心室的收縮，隨后心臟進入舒張狀態， 直至竇房結產生下一個電脈沖信號，這就是一次完整的心跳。兩次連續心跳之間的時間間隔，被稱為心動周期。如果心臟按照這個心動周期搏動，每分鐘可以完成的心跳數目，就是這個心動周期的瞬時心率，等于心動周期的倒數乘以60。心動周期和瞬時心率可以通過光電容積脈搏波等方法進行測量。心臟每收縮舒張一次，外周血管中的微動脈和毛細血管中的血液容積也會在心臟作用下，呈現搏動性變化。當心臟收縮時，外周血容量最大，當心臟舒張時，外周血容量最小。當用一定波長的光束照射指端或耳垂等外周血管豐富部位的皮膚表面時，如果在指端或耳垂上光束入射點的對側或者同側放置光電接收器，將接收到通過透射或者反射方式傳送過來的衰減之后的光，產生一個和光強一致的電信號。皮膚、肌肉、組織對于光的吸收基本保持恒定，而外周血液對于光的吸收則和外周血容積直接相關，外周血容積越大，光吸收越大，光電接收器檢測到的光強度越弱，產生的信號也越小。隨著外周血容積的搏動性變化，光電接收器上將檢測到與之相對應的光電容積脈搏波。光電容積脈搏波中連續兩個正常脈搏之間的時間間隔就是心動周期，也稱脈搏周期。脈搏周期的測量采用連續兩個正常脈搏的光電容積脈搏波信號幅度變化最快的位置作為測量定位點，兩點之間的時間間隔就是脈搏周期。持續檢測光電容積脈搏波，就可以得到一個由許多連續的脈搏周期組成的序列，以及相應的瞬時心率序列。經典的人體內環境平衡理論認為，在正常狀態下，人體內環境處于一種穩定平衡的狀態，比如人體內環境的溫度是恒定的，保持在37°C左右。經典理論認為，和其它許多生理系統一樣，人體的心血管系統也應該是穩定的。心率的不規則變化由外部影響產生，比如體力負荷或精神負荷對心率的影響。在正常穩定狀態下，心率應該是恒定的。但是，研究證明事實并非如此，健康人的心率即使在靜息狀態下也有一定規律的漲落。這種每次心臟搏動之間瞬時心率或心動周期上的差異，也就是心率的波動，被稱為心率變異性(Heart Rate Variability, HRV)(參見 HEART RATE VARIABILITY :STANDARDS OF MEASUREMENT, PHYSIOLOGICAL INTERPRETATION AND CLINICAL USE.EUROPEAN HEART JOURNAL. Vol.171996)。對連續瞬時心率信號做功率譜分析，計算出功率譜密度，可以分析連續瞬時心率信號的頻率構成。學界通常認為，HRV功率譜密度一般包含三個頻譜成分(1)高頻成分(HF)，頻率范圍0. 15 0. 40Hz，高頻峰一般位于0. 25Hz左右；(2)低頻成分(LF)，頻率范圍0. 04 0. 15Hz，低頻峰一般位于0. IHz左右；(3)極低頻成分(VLF)，頻率范圍< 0. 04Hz。1981年Akserlrod等人應用β受體阻滯劑阻斷交感神經活性，發現HRV譜中低頻譜峰顯著降低，應用迷走神經受體阻滯劑阻斷迷走神經活性，發現HRV譜中高頻譜峰顯著降低，從而逐步揭示了 HRV譜中高頻成分反映的是心迷走神經的活動，而低頻成分反映心交感神經的活動，或受交感、迷走神經活動的共同影響。低頻成分與高頻成分的比值 (LF HF)則反映了心交感、迷走神經活動的均衡性。交感神經系統和副交感神經系統在控制心率上是相互對抗作用，交感神經系統使心率緩慢變化，副交感神經系統使心率快速變化。通過HRV譜可以分析在心率調控上，究竟是交感神經系統還是副交感神經系統占主導， 究竟是偏向交感神經系統還是副交感神經系統。目前已經有將心率變異性分析應用于促進生理相干和自主平衡的方法和設備 (參見CN1309342C)。該方法定義了一個輸送狀態，認為輸送反映人體自主神經系統的兩個分支交感神經系統和副交感神經系統之間和諧的平衡。同時定義了輸送參量(EP)，是HRV 譜中功率分布的度量。HRV譜中功率如果集中在相對較窄的頻率范圍，形成一個很高的譜峰，將出現較高的EP值，間接確定了輸送狀態。該方法和設備提出的輸送參量，針對的是自主神經系統的交感神經系統和副交感神經系統之間平衡性的訓練。近來，隨著應用生理心理學的新進展，以及生物反饋等領域的研究成果，新的理論和技術被引入到對不良情緒的心理干預的改進中來。研究表明，自主神經系統在情緒調節中扮演著重要的角色，情緒調節極度依賴于自主神經系統靈活性。同時心率變異性作為一個評估自主神經系統靈活性的客觀的、可理解的研究工具得到了認可。心率變異性是一個交感神經系統和副交感神經系統之間在心率影響上連續相互作用的測量，可以產生出關于自主神經系統靈活性的信息，反映了調節情緒響應上的能力。而上述方法和設備并未涉及有關自主神經系統靈活性，及其在情緒調節上的影響。有必要提供關于自主神經系統靈活性的客觀定量信息，能夠很方便地用于評估情緒調節效果，促進情緒平衡，以及能夠對該信息進行處理、顯示的設備。
發明內容
本發明提供通過分析人體心率變異性、計算反映自主神經系統靈活性的情緒平衡指數的方法。按照本發明的一個方面，本發明公開了一種用于評估受檢對象情緒狀態的方法， 其包括以下步驟(1)在預定的時間段內，測量受檢對象每次心跳之間的時間間隔，得到一定長度的心跳時間間隔序列；(2)計算反映心跳時間間隔變化頻率特性的心率變異性功率譜HRV(f)；(3)分別確定平衡點頻率fB、低頻偏移頻率高頻偏移頻率fBH 所述平衡點頻率fB是將心率變異性功率譜的低頻成分LF和高頻成分HF劃分為功率相等兩部分的頻率；所述低頻偏移頻率fm是將準低頻成分劃分為功率相等兩部分的頻率，其中，所述準低頻成分是功率譜中低頻成分起點至平衡點頻率fB的部分；所述高頻偏移頻率fBH是將準高頻成分劃分為功率相等兩部分的頻率，其中，所述準高頻成分是功率譜中平衡點頻率fB至高頻成分終點f3的部分；(4)分別計算比值Ki、K2、K3，其中K1為心率變異性功率譜中低頻成分LF和高頻成分HF功率之和(LF+HF)與總功率
權利要求
1.一種用于評估受檢對象情緒狀態的方法，其包括以下步驟(1)在預定的時間段內，測量受檢對象每次心跳之間的時間間隔，得到一定長度的心跳時間間隔序列；(2)計算反映心跳時間間隔變化頻率特性的心率變異性功率譜HRV(f)；(3)分別確定平衡點頻率fB、低頻偏移頻率高頻偏移頻率fBH所述平衡點頻率fB是將心率變異性功率譜的低頻成分LF和高頻成分HF劃分為功率相等兩部分的頻率；所述低頻偏移頻率fm是將準低頻成分劃分為功率相等兩部分的頻率，其中，所述準低頻成分是功率譜中低頻成分起點至平衡點頻率fB的部分；所述高頻偏移頻率fBH是將準高頻成分劃分為功率相等兩部分的頻率，其中，所述準高頻成分是功率譜中平衡點頻率fB至高頻成分終點f3的部分；(4)分別計算比值Ki、K2、K3，其中K1為心率變異性功率譜中低頻成分LF和高頻成分HF功率之和(LF+HF)與總功率
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于進一步把所述第一參量以第二表現格式提供給用戶。
3.根據權利要求1-2之任一項所述的方法，其特征在于所述方法進一步用于促進受檢對象情緒平衡。
4.根據權利要求1-3之任一項所述的方法，其特征在于所述第一參量為根據所述指數得到的平衡狀態，根據所述平衡狀態進一步進行評分，所述第一表現格式為累計評分隨時間變化的柱形圖或所述平衡狀態的分布餅圖，受檢對象根據該第一表現格式自行調節情緒。
5.根據權利要求1-4之任一項所述的方法，其特征在于所述方法進一步包括評估受檢對象情緒調節效果的步驟。
6.一種用于評估受檢對象情緒狀態的設備，其包括采樣裝置，用來在預定的時間段內采樣受檢對象的心跳； 輸出裝置；和與采樣裝置和輸出裝置相連接的處理裝置； 其特征在于 所述處理裝置用于(1)在預定的時間段內，測量受檢對象每次心跳之間的時間間隔，得到一定長度的心跳時間間隔序列；CN 102525412 A(2)計算反映心跳時間間隔變化頻率特性的心率變異性功率譜HRV(f)；(3)分別確定平衡點頻率fB、低頻偏移頻率高頻偏移頻率fBH所述平衡點頻率fB是將心率變異性功率譜的低頻成分LF和高頻成分HF劃分為功率相等兩部分的頻率；所述低頻偏移頻率fm是將準低頻成分劃分為功率相等兩部分的頻率，其中，所述準低頻成分是功率譜中低頻成分起點至平衡點頻率fB的部分；所述高頻偏移頻率fBH是將準高頻成分劃分為功率相等兩部分的頻率，其中，所述準高頻成分是功率譜中平衡點頻率fB至高頻成分終點f3的部分；(4)分別計算比值Ki、K2、K3，其中K1為心率變異性功率譜中低頻成分LF和高頻成分HF功率之和(LF+HF)與總功率LF + HFTP(VLF+LF+HF)的比值，即，K1= τ卯；VLF + LF + HFK2為準低頻成分頻率分布向平衡點頻率fB的偏移比值，即，K2=；K3為準高頻成分頻率分布向平衡點頻率fB的偏移比值，即，K3=D"；(5)計算情緒平衡指數BI=K1XK2XK3;(6)通過輸出裝置將對應于所述指數的第一參量以第一表現格式提供給用戶。
7.根據權利要求6所述的設備，其特征在于所述設備還可用于促進受檢對象情緒平衡及評估受檢對象情緒調節效果。
8.根據權利要求6-7之任一項所述的設備，其特征在于所述設備包括用于促進情緒平衡的模塊，其根據BI或所述第一參量生成反饋信號，根據該反饋信號調節輸出信號并提供給受檢對象，從而促進受檢對象情緒平衡。
9.根據權利要求6-8之任一項所述的設備，其特征在于所述輸出信號例如為預設的圖片或游戲場景，該預設的圖片或游戲場景引導受檢對象調節情緒。
10.根據權利要求6-9之任一項所述的設備，其特征在于所述設備通過對比新測數據和歷史數據來對受檢對象的情緒調節效果進行評估。
全文摘要
本發明公開了一種用于評估情緒狀態、促進情緒平衡和評估情緒調節效果的方法和設備。按照一個實施例，所述方法和設備被用來根據心率變異性頻域分析結果中的功率譜密度，計算反映自主神經系統靈活性信息的情緒平衡指數。它是心率信號中的低頻分量和高頻分量向平衡點頻率偏移的度量。在一個實施例中，提供一個設備，用于獲得實時心率信號和通過專用設備、個人計算機、手持設備或其他處理裝置處理這個信息。
文檔編號A61B5/00GK102525412SQ20101059083
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月16日 優先權日2010年12月16日
發明者丁輝, 唐先武, 孫健, 楊楚威 申請人:北京柏瑞醫信科技有限公司