探討主觀情緒衝擊至心電圖生理訊號改變所需之時間

Abstract

表面心電圖對於生理訊號的研究，以及心臟方面相關疾病的臨床判斷治療來說，具有相當大的價值。長久以來，心電圖已經被用來偵測許多不同的心臟相關疾病，例如：心絞痛(Angina Pectoris)、心律不整(Arrhythmia)以及心肌梗塞(Myocardial Infarction)等等。而心臟疾病的發生，可能由於年齡的增加所引起的心肌老化、突發狀況所造成的強烈情緒影響、家族病史、特定姿勢導致壓迫胸腔等因素所間接造成，然而情緒轉換對心臟的影響卻是較容易被大眾所忽略。 有關主觀情緒改變與生理訊號的研究，大多是著重在提高以多重生理訊號判別情緒狀態的辨識率，尚無文獻單獨利用心電圖判斷情緒是否受到刺激而起伏。故本研究之主要目標，為探討心電圖用以判斷情緒是否受到刺激而有所起伏之可行性。 本研究以五部五分鐘左右之趣味影片做為情緒刺激來源，首先確認並驗證受測者觀看影片過後確實會產生快樂(Happiness)之情緒，並且同時記錄受測者於觀看影片時，其主觀認定產生情緒衝擊之特定時間點以及心電圖訊號，而同時將擷取到之原始心電訊號進行心跳間隔(R-R Interval, RRI)量測，將100個RRI數列定為移動視窗(Moving Window)進行頻譜轉換獲得心跳變異率(Heart Rate Variability, HRV)，積分心跳變異率圖形下面積，而得到人體自主神經活化之指標LF/HF (Low Frequency/High Frequency, LF/HF)參數，並針對LF/HF繪圖分析。比較受測者情緒受到衝擊之主觀時間點與LF/HF波形起伏之關係。 本研究利用自行撰寫之LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench, LabVIEW)程式分析10位年輕受測者，其中七男三女，年紀分佈20至25歲不等；與10位中高齡受測者，其中一男九女，年紀分佈35至58歲不等。 本研究結果發現，若將上述受測者於休息時之心電圖LF/HF訊號，取平均值(Mean)與標準差(Standard deviation, SD)做為判斷其情緒是否受到刺激而有所起伏的參數，並且依本研究設定，以平均值加三倍標準差(Mean+3SD)的方式做為閾值(Threshold)時，心電圖中的LF/HF訊號確實能夠反映出，受測者情緒受到衝擊而有所起伏的現象。另外也發現，遭受情緒衝擊時，若給予適當的音樂或其他方式作為情緒上的緩和，超過半數以上的受測者可以降低情緒刺激所造成的影響。