PPG基血管React指数：新颖指标评估认知压力

本文旨在探讨一种新颖的测量方法，即基于脉搏波形（Photoplethysmogram, PPG）的压力诱导血管反应指数（Stress-Induced Vascular Response Index, sVRI），以实现对认知负荷和压力的定量评估。在人机交互系统设计优化中，准确地了解用户的心理状态至关重要，因为它直接影响系统的性能和效率。传统的生理指标，如心率变异性（Heart Rate Variability, HRV）、血压和皮肤电导活动（Electrodermal Activity, EDA），尽管广泛应用，但在敏感性、可靠性和易用性方面仍有局限性。 作者们提出的方法利用PPG信号的独特特性，因为PPG不仅能反映血流动力学变化，还能非侵入性地获取人体内部的信息。sVRI是通过监测压力情境下PPG信号的变化来计算的，这种变化与大脑的认知活动和心理压力密切相关。研究者们首先概述了基本的理论原理，然后详细介绍了构建sVRI的方法论和算法框架，包括数据采集、预处理步骤、特征提取、以及压力刺激下血管反应的计算公式。 在实验部分，他们可能采用了多种压力诱发技术，如认知任务、心理压力测试或者生理挑战，来激发受试者的反应，并通过PPG信号捕捉这一反应。通过统计分析和机器学习模型，他们可能会训练模型来区分不同水平的认知负荷和压力等级，以便实时或事后评估个体的心理状态。 该研究的创新之处在于它提供了一种新的生物标志物，可能有助于提高人机交互系统的个性化体验，例如在虚拟现实或自动驾驶汽车中的应用，能够更好地适应用户的需求和减轻压力。此外，这种方法的无创性和便捷性使其具有广泛的应用潜力，尤其是在远程工作和在线学习环境中，可以实时监测用户的心理健康状况。 然而，要使这种方法得到广泛应用，还需要进一步验证其跨人群的一致性、稳定性和精确性，同时还需要解决可能存在的干扰因素，如运动、皮肤色素、皮肤厚度等。这项研究为评估认知负荷和压力提供了新的视角，并为未来智能设备和系统设计提供了有价值的参考。