مقایسه تحلیل خطی و غیر خطی سیگنال تغییرات نرخ ضربان قلب به منظور کمی سازی سطح استرس با استفاده از الگوریتم تکاملی و شبکه عصبی

دینامیک سیستم اعصاب خودکار متناسب با حالات روانی مختلف از جمله استرس دستخوش تغییرات شده و از این رو می توان به وسیله تحلیل سیگنال های مرتبط با آن، فعالیت سیستم اعصاب خودکار را آشکار کرد. در این تحقیق با طراحی آزمایشی مطمئن و ایجاد سطوح مختلف استرس در فرد به دنبال کمی سازی سطح استرس با استفاده از سیگنال HRV بوده ایم. با توجه به اینکه سیستم قلب رفتاری آشوب گونه دارد، لذا در این تحقیق دیدگاه غیر خطی نیز برای تحلیل این سیگناال به کار گرفته شده است. به این ترتیب علاوه بر ویزگی های معمول در حوزه زمان فرکانس و زمان فرکانس از ویژگی ها و ابزارهای غیر خطی نظیر آنتروپی، معیار پوآنکاره و بعد فرکتال از سیگنال HRV استخراج شده است. سپس با استفاده از ترکیب الگوریتم تکاملی و سبکه عصبی ویژگی های بهینه که بیشترین درصد تفکیک بین سطوح مختلف استرس را مهیا می سازند، مشخص شده است و در نهایت با استفاده از شبکه عصبی و ویژگی های بهینه تفکیک بین سطوح انجام شد. همچنین به منظور مقایسه تحلیل خطی و غیر خطی سیگنال HRV این دو دسته ویژگی نیز مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با استفاده از ویژگی های خطی می توان به درصد تفکیک بیشتری نسبت به این ویژگی ها به طور مجزا دست یافت.

کلیدواژه ها:

تغییرات نرخ ضربان قلب ، استرس ، تحلیل غیر خطی ، الگوریتم تکاملی ، شبکه عصبی