چکیده

1

مقدمه

2

فصل اول: علم سایکوفیزیولوژی و مفاهیم و مبانی استرس

1- 1- تاریخچه علم سایکوفیزیولوژی

4

1-2- اصول و مبانی سایکوفیزیولوژی

7

1-3- انواع تکنیک­های سایکوفیزیولوژی

10

1-3-1- شاخص­های سیستم اعصاب خودکار

10

1-3-2- اندازه ­گیری فعالیت مغزی

11

1-3-3- تشخیص حالات با استفاده از رفتار شخص

15

1-4- تعریف استرس

17

1-5- استرس خوب و استرس بد

19

1-6- عوامل برانگیزنده استرس

20

1-6-1- استرس شغلی

21

1-7- نشانه­های استرس

23

1-8-حد مطلوب استرس

24

1-9- مراحل ایجاد استرس

24

1-10-اثرات استرس بر بدن و بیماری­ها مرتبط با آن

26

1-11- بیوفیدبک

36

1-11-1- انواع بیوفیدبک

37

فصل دوم: سیگنال­های سایکوفیزیولوژیکی وآزمایش ثبت داده

2-1- مقدمه

39

2-2- پلتیسموگراف

40

2-2-1- فتو پلتیسموگرافی

41

2-2-2- روش­های اندازه­­ گیری سیگنال فتوپلتیسموگراف

41

2-3- سیستم الکتریکی پوست

42

2-3-1- تاریخچه کشف فعالیت الکتریکی پوست

43

2-3-2- فواید و مشکلات استفاده از فعالیت الکتریکی پوست (EDA)

44

2-4- تغییرات نرخ ضربان قلب

46

2-4-1- تاریخچه استفاده از سیگنال تغییرات نرخ ضربان قلب

46

2-4-2- دورنمای فیزیولوژی سیگنال تغییرات نرخ ضربان قلب

47

2-4-3- تعیین تغییرات نرخ ضربان قلب با استفاده از سیگنال فتوپلتیسموگراف

48

2-5- مروری بر آزمایش­های استفاده شده در تحقیقات

51

2-5-1- آزمایش بر اساس بازی کامپیوتری

51

2-5-2- آزمایش بر اساس پروتکل رانندگی اتومبیل

54

2-5-3- آزمایش بر اساس نمایش فیلم

57

2-6- آزمایش طراحی­ شده در این تحقیق

59

2-7- سوژه­های تحقیق

62

فصل سوم: پردازش سیگنال­های سایکوفیزیولوژیکی

3-1- مقدمه

64

3-2- پردازش سیگنال فتوپلتیسموگراف

66

3-2-1- پیش­پردازش سیگنال فتوپلتیسموگراف

66

3-2-2- استخراج ویژگی در حوزه زمان از سیگنال PPG

70

3-2-3- استخراج ویژگی در حوزه فرکانس از سیگنال PPG

72

3-3-پردازش سیگنال تغییرات نرخ ضربان قلب

75

3-3-1- استخراج ویژگی از سیگنال تغییرات نرخ ضربان قلب

75

3-3-1-1- استخراج ویژگی در حوزه زمان از سیگنال HRV

75

3-3-1-2- استخراج ویژگی در حوزه فرکانساز سیگنال HRV

76

3-3-1-3- استخراج ویژگی در حوزه زمان-فرکانس از سیگنال HRV

77

3-3-1-4- استخراج ویژگی­های غیرخطی از سیگنال HRV

78

3-4- پردازش سیگنال هدایت الکتریکی پوست

85

3-4-1- استخراج ویژگی از سیگنال هدایت الکتریکی پوست

87

3-5- نرمال کردن ویژگی­ها

88

فصل چهارم: انتخاب ویژگی­های بهینه و تفکیک سطوح استرس

4-1- مقدمه

89

4-2- شبکه­های عصبی

90

4-2-1- شبکه­های عصبی پرسپترون چند لایه

90

4-2-2- توابع فعالیت

91

4-2-3- الگوریتم به روز رسانی وزن­ها

91

4-2-4- بایاس لایه­ها

92

4-2-5- روش آموزش شبکه

92

4-3- ترکیب شبکه­های عصبی و الگوریتم ژنتیک

92

4-3-1- اصطلاحات ژنتیک

93

4-3-2- اجزاء الگوریتم ژنتیک

93

4-3-3- طراحی تابع برازندگی و رشته­ها

94

4-3-4- نتایج تفکیک­ به روش ترکیب شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک

95

4-4- نتایج تفکیک به روش آنالیز تفکیکی قدم به قدم

99

4-5- ماشین­های بردار پشتیبان

103

4-5-1- نتایج تفکیک­ به روش ماشین­های بردار پشتیبان

105

4-6- مقایسه تحلیل خطی و غیرخطی سیگنال HRV

108

4-7- مقایسه تفکیک­کننده­های استفاده­شده در این تحقیق

112

4-8- تفکیک سطوح استرس بر اساس رأی­گیری

113

4-9- شاخص استرس

115

4-9-1- شاخص بر اساس ویژگی­های بهینه سیگنال HRV در روش LDA

115

4-9-2- شاخص NSRPIAD

119

فصل پنجم: نتیجه ­گیری و پیشنهادات

5-1- بحث و نتیجه­گیری

123

5-2- پیشنهادات

126

مراجع

128

پیوست1

133

پیوست2

138