Stress Detection using Electromyogram Signal of Erector Spinae Muscles

Abstract

مقدمه: تشخیص استرس به منظور کنترل، مدیریت و کاهش آن ضروری و مهم است. از طرفی، نظریه‌های متعددی درباره‌ی کمردرد ناشی از استرس وجود دارد. مهم‌ترین نکته در همه‌ی این نظریه‌ها، آن است که عوامل روانی و احساسی باعث نوعی تغییر فیزیولوژیک و در نتیجه، بروز کمردرد می‌شوند. از این رو، به نظر می‌رسد بتوان از سیگنال الکترومایوگرام (Electromyogram یا EMG) عضلات کمر به عنوان نشانگری با هدف تشخیص استرس بهره برد. روش‌ها: در این مطالعه، به تشخیص استرس با استفاده از سیگنال الکترومایوگرام عضلات صاف‌ کننده‌ی ستون مهره‌ها (Erector spinae muscles) پرداخته شد. ثبت سیگنال از عضلات صاف ‌کننده‌ی ستون مهره‌های راست و چپ 15 نفر انجام شد. پس از استخراج هفت ویژگی حوزه‌ی زمان و فرکانس، با استفاده از طبقه‌بند Support vector machine ‌(SVM) به تشخیص استرس در دو حالت دو سطحی (بدون استرس/استرس) و چهار سطحی (بدون استرس، استرس کم، استرس متوسط و استرس زیاد) پرداخته شد. همچنین، با استفاده از روش‌های انتخاب ویژگی، تلاش شد تا عملکرد روش پیشنهادی بهبود داده شود. یافته‌ها: در حالت دو سطحی، استرس با صحت 100 درصد تشخیص داده شد. در حالت چهار سطحی نیز کارایی عضله‌ی صاف‌ کننده‌ی ستون مهره‌های راست بالاتر بود و به صحت 100 درصد دست یافت. نتیجه‌گیری: الکترومایوگرام عضلات صاف‌ کننده‌ی ستون مهره‌ها، نشانگر خوبی برای تشخیص استرس می‌باشد. عضله‌ی صاف‌ کننده‌ی ستون مهره‌های راست، مؤثرتر از عضله‌ی سمت چپ عمل کرده است. انتخاب ویژگی‌ها نیز به کاهش حجم محاسبات و بهبود کارایی در تشخیص استرس کمک می‌کند. نتایج این مطالعه در تشخیص استرس به منظور کنترل و مدیریت آن کاربرد دارد.

Keywords

• Psychological stress
• Diagnosis
• Electromyogram
• Back muscles
• Paraspinal muscles