【科普】守护肛肠健康，全面熟悉痔疮
鲍军荣 李坚 杨彦明 寿小云 边大龙 谢黎
摘要：在智能体系、人机交互体系和对人本身的知道中，心情辨认担负着越来越重要的人物。惊骇心情是人的一种根本心情，惊骇心情辨认的办法多种多样，如人脸心情辨认、语音心情辨认、人体姿势心情辨认和人体生理信号心情辨认等。本文提出了运用体感网感知人的生理参数，收集尺脉方位的心跳脉息振荡觉信息，再经过小波剖析取得心情辨认需求的特征组合，完成惊骇心情与非惊骇心情辨认的办法。本文经过原型试验，结合人体皮肤电阻的同步惊骇心情辨认和片面惊骇体会的陈述，验证了惊骇体会辨认的牢靠性。
关键词：惊骇心情；心情辨认；体感网；脉息信息；脉息振荡觉
一、导言
惊骇是指人在面临不得不面临的实际或幻想中的风险而力不从心时所发作的一种心情体会。随同惊骇而来的生理感觉有心跳过快或过慢、血压升高、盗汗、哆嗦等应激生理反响。
惊骇并不必定是欠好的作业，由于能将惊骇的体会物化在大脑之中，咱们的先人才干“吃一堑、长一智”，面临猛虎长蛇闻风而动，对有毒的果子敬而远之。可是若惊骇的强度超越必定规模，许多心思疾病便会由此而来。今世社会日子中，惊骇心情已导致各类惊骇症，如爱情惊骇症、考试惊骇症、婚姻惊骇症和宠物惊骇症等，并严重地影响了人们的正常日子。在军事范畴，人们以心思为战场，有计划地选用各种手法，运用惊骇心情对人的认知、心情和毅力施加影响，冲击敌人的心志，刚烈己方的心思。心思作战已成为完成国家利益的一种战略运用，许多西方国家都把心思作战纳入了国家战略体系。因而，咱们需求更好地知道和战胜惊骇心情。
心情辨认的办法多种多样，如人脸心情辨认、语音心情辨认、人体姿势心情辨认和人体生理信号心情辨认等。经过中医脉象也能够辨认心情，由于中医心思脉象能从植物神经体系所反映的心情活动脉象上直接感知心情状况。然而在实际操作层面上，传统的心思脉象信息是经过中医的手直接感知的，具有难以传承、难以传达和片面性强的特色。本研讨在汲取中医精华的一起，根据生物全息化的概念，使用现代信息技术手法收集脉息振荡觉信息并进行剖析处理，完成了经过脉息的主动心情辨认。
二、生理参数心情辨认的理论根底
1.皮肤电阻心思学特征
1890年，托肯诺夫（Tarchanoff）研讨以为，机体在接收视、听、痛等感觉影响及心情激动时，皮肤两点之间的电位差增大，电阻下降，这种现象即皮肤电反响。皮肤电反响往往随同于心思活动过程中，所以又被称为心思皮肤电反射。皮肤电阻（dermal resistance）是心思现象外显的一种表现形式，心思学家使用皮肤电阻丈量神经体系活动已有好久的前史。皮肤电阻和心情的密切关系现已得到证明，关于心情这一难以监测的心思活动，使用皮肤电阻这个直接手法进行测定成为了最有用的办法。皮肤电阻改动的绝对值代表了应激状况下交感神经的活动程度，或许遭到机体生理状况及交感神经兴奋性的影响。
Kuno研讨标明，人体的活动汗腺以四肢内旁边面最少，而手脚掌为“精神性出汗区”，其汗腺功能与身体其他部位的体温调度性出汗不同，首要对精神性活动或感觉影响灵敏。当人们心情改动时，交感神经活动度发作改动，汗腺排泄活动改动，皮肤的导电性也发作改动，因而可将皮肤电阻作为反映交感神经活动水平缓心情严重度的目标。皮肤电阻传感器有两个电极，别离贴在食指和中指上作为测验部位。
2.脉息信息心思学根底
根据张颖清在20世纪80年代初提出的“生物体每一相对独立的部分在化学组成的形式上与全体相同，是全体成份额的缩小”出题，寿小云教授提出了经过脉息信息感知心思心情状况的心思脉象理论。依照生物全息律的观念，寸口脉作为一个独立的演化部位，将带着整个机体的悉数信息。心思脉象的信息特征首要表现为脉象振荡觉和部分安排形状学的改动。
人体各种感觉器官在承受外界影响后，会发作一系列神经激动，这些神经激动一部分经过传入神经投射到大脑皮质感觉中枢发作特定感觉，另一部分则沿传入神经通路投射到大脑皮质下中枢的边缘体系，在那里发作非特异性反射。这种反射的成果，一方面发作心思效应，另一方面经过植物神经体系，发作心思心情的外周效应。心思心情的外周效应对脉象一般形状特征的影响与调度，首要是由植物神经、内排泄激素及心血管血液动力学的改动与调度所操控。这种调度根本是一种宏观调度，它使脉象的整体带着有心思心情的特征，并反响了心脏、血管、血液、神经、内排泄等多体系的信息。心思心情外周效应对主体脉息特征的影响，首要表现为对脉象振荡成分的影响，使脉息频谱和脉息特征呈现变异现象，然后带着该种心情的频率特征。
三、收集体系构建
脉息信息收集体系是本研讨规划的收集尺脉方位的脉息振荡觉信息的设备体系，由收集模块、片上处理模块、无线传输模块等组成。收集模块传感器有皮肤电阻传感器和压电脉息传感器，选用AVR的处理器，84 MHz晶振，能快速进行运算放大和AD采样。此压电脉息传感器选用高度集成化工艺，将力敏元件（PVDF压电膜）、灵敏度温度补偿元件、感温元件、信号调度电路集成在传感器内部，使其具有灵敏度高、抗干扰功能强、过载才能大、共同性好、功能安稳牢靠等特性。无线传输模块选用WIFI完成，将收集的实时信息传到上位机进行进一步的数据处理，并进行心情的辨认。传感器的模块及嵌入式体系如图1所示。
四、根据小波剖析的心情辨认
小波剖析是当时使用数学和工程学科中一个迅速发展的新范畴，它是泛函剖析、Fourier剖析、样条剖析、数值剖析的完美结晶。与Fourier改换比较，小波改换是空间（时刻）和频率的部分改换，因而能有用地从信号中提取信息。
本研讨选用比利时女数学家Ingrid Daubechies发明的Daubechies小波系来剖析一维离散信号。Daubechies小波系是一系列二进制小波的总称，小波函数与标准函数的有用支撑长度为2N-1。N为小波的阶数，N值取为2，3，……，10。当N取1时便成为Haar小波。除一阶小波外，其他阶小波都没有清晰的数学表达式，Daubechies小波系的标准函数和相应的小波函数一般由二标准方程式（1）和小波方程（2）结构出来，以数表和曲线的办法给出。
经过小波剖析，提取隐埋于其间的特征信息，并将所取得的多种特征信息进行体系层面上的归纳集成，则能够辨识出心情所在状况。它能从某些表面上看不出含有多少信息的人体电阻和脉息信息的输出数据中辨识出许多深埋在其间的心情辨认特征信息，为根据多源信息交融的心情辨认供给支撑。
美国科幻惊悚电影《剧毒蜘蛛》（Spiders）是一部以巨型毒蜘蛛为载体激起人体惊骇感的电影，影片中既有轻松愉快的片段，又有小孩调皮的片段，既有巨型毒蜘蛛吃人和变异的惊骇情节，又有家庭成员之间绝不放弃的故事，所以本部影片中具有多种心情鼓励源。经过对不同的人观看《剧毒蜘蛛》电影激起的心情体会所引起的生理参数改动来辨认心情，所测得的生理参数改动具有多种心情改动的趋势。图2和图3别离是皮肤电阻与脉息传感器电压的时刻曲线图，多人的曲线有根本共同的图形包络。因而经过结合人体电阻改动与脉息信息，对人的惊骇感进行辨认的办法具有必定的普适性。
如图4所示，能够看到在图中横坐标0.75左右（即1500s）的方位，人体皮肤电阻有一个阶跃式的下降，这与惊骇情节的片面陈述时刻节点根本共同，印证了人惊骇时皮肤电阻急剧变小的理论。
根据寿小云教授的心思脉象学理论，在人感遭到惊骇时，右手尺脉方位血管壁高度严重拘紧，在血管中血流的搏动下，会呈现小规模的悸动和震颤的感觉，脉壁上附有一种极细的震颤感，在图5中，a10的横坐标大约1.5处，展现的是血管壁高度严重拘紧，轰动基线下降，并且在d7、d8、d9和d10的横坐标1.5处轰动起伏显着下降，表明右手尺脉血管壁小规模的悸动和震颤。图中标识与电影中的情节惊骇感根本共同，经过根据人的片面体会的心情陈述，以及与人体皮肤电阻的改动规则，印证了脉息振荡觉剖析惊骇心情的适用性、有用性与正确性。
五、定论
本文要点评论了根据体感网和小波剖析理论的心情剖析辨认体系，使用计算机设备完成人体生理特征参数的收集，特别是脉息振荡信号的数字化收集，将收集到的脉息振荡数字信号经过小波剖析提取出多个特征值的结合，以此判明受试者处于哪一类心情，终究完成惊骇心情与非惊骇心情的剖析辨认的机制。下一步作业将根据此模型，使用多特征数据交融的办法进行较多根本心情的辨认作业，进一步进步辨认的准确性、普适性和牢靠性。