CN107997760B - 一种人体生理和心理测量数据的关联性评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种人体生理和心理测量数据的关联性评价方法。该方法包括：在第一预设温度和第一预设湿度条件下采集受试人员的脑电波数据；在第二预设温度和第二预设湿度条件下采集受试人员的脊柱侧弯程度数据；提取采集的脑电波数据和脊柱侧弯程度数据；确定提取的脑电波数据与脊柱侧弯程度数据的相关性。本发明提供的人体生理和心理测量数据的关联性评价方法,通过将相互影响的脊柱与脑功能数据作为人体身心健康的检测指标，分析受试人员的脑电波数据和脊柱侧弯程度数据，得到了脑电波和脊柱侧弯程度两个相互影响的指标的关联性，为把脊柱侧弯程度与大脑活动结合起来评价人体身心健康状况的方法提供了理论支撑。

Description

一种人体生理和心理测量数据的关联性评价方法

技术领域

本发明涉及医疗检测技术领域，具体而言，涉及一种人体生理和心理测量数据的关联性评价方法。

背景技术

目前，心理疾病日益突出，生理疾病和心理疾病相互影响，心理疾病可以导致诸多生理疾病，如焦虑抑郁等不良情绪可以导致胃肠道紊乱、失眠等，而生理疾病也会导致心理疾病，如失眠会加重抑郁、焦虑；脊柱侧弯不仅影响形体美观，还会导致患者自卑等。心理状态与神经系统密切相关，神经系统按部位可以分为中枢神经系统(脑和脊髓)、周围神经系统(12对脑神经和31对脊神经)，其共同支配人体的生命活动，脑和脊髓在枕骨大孔处相续，脑和脊髓作为中枢神经系统，脑和脊柱的功能活动与心理状态关系密切，大脑活动异常或脊柱异常时，必将影响神经系的信号传递，进而导致身心疾病的发生。

中医认为“督脉者，起于下极之俞，并于脊里，上至风府，入属于脑”(《难经·二十八难》)，督脉沿脊柱上行，可见脊柱与脑枕区关系密切。脊神经发出的分支遍布全身，和脑神经、脊髓、脑共同在人体各器官、各系统中处于主导地位，脊柱生理位置的异常必然影响其发出脊神经及其分支功能异常，也会通过神经通路上传于脑，在大脑相对应的支配区域脑电波活动必将有所反应。目前，国内外注重心理状态的研究，未有心理状态与脊柱生理状态同步检测和分析的方法，以对人体身心健康状态进行客观准确的评估。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种人体生理和心理测量数据的关联性评价方法，旨在解决现有技术中对人体身心健康状态的评估手段较为单一的问题。

一个方面，本发明提出了一种人体生理和心理测量数据的关联性评价方法，包括以下步骤：步骤a，在第一预设温度和第一预设湿度条件下采集受试人员的脑电波数据；步骤b，在第二预设温度和第二预设湿度条件下采集受试人员的脊柱侧弯程度数据；步骤c，提取所述步骤a中采集的脑电波数据和所述步骤b中采集的脊柱侧弯程度数据；步骤d，确定所述步骤c中提取的所述脑电波数据与所述脊柱侧弯程度数据的相关性。

进一步地，上述人体生理和心理测量数据的关联性评价方法中，所述步骤a中，所述第一预设温度为22-26℃，所述第一预设湿度为22-42％。

进一步地，上述人体生理和心理测量数据的关联性评价方法中，所述步骤a中，脑电波采集装置的采样率为1000Hz，滤波带通为0.05～50Hz。

进一步地，上述人体生理和心理测量数据的关联性评价方法中，所述步骤b中，所述第二预设温度为24-26℃，所述第二预设湿度为40-50％。

进一步地，上述人体生理和心理测量数据的关联性评价方法中，述步骤b中，从第7颈椎棘突至第3椎棘突依次作标记，共标记19个棘突位置，并将脊柱测量仪从第7颈椎棘突匀速滑移至第3椎棘突。

进一步地，上述人体生理和心理测量数据的关联性评价方法中，所述步骤c中，提取3-5min内前、中、后各10s的α频带绝对功率平均值。

进一步地，上述人体生理和心理测量数据的关联性评价方法中，所述步骤d中，采用双变量Spearman方法检验所述脑电波数据与所述脊柱侧弯程度的相关性，并得到所述脑电波数据与所述脊柱侧弯程度数据呈正相关的结果。

进一步地，上述人体生理和心理测量数据的关联性评价方法中，在所述步骤a之前对受试人员进行气功干预，并采集所述气功干预前、后受试人员的脊柱数据和脑电波数据，并对干预前、后的脊柱数据进行绝对值转换，对干预前、后的枕区平衡差值进行计算，最终确定气功对所述脑电波数据与所述脊柱侧弯程度数据相关性的影响。

与现有技术相比，本发明提供的人体生理和心理测量数据的关联性评价方法，通过将相互影响的脊柱与脑功能数据作为人体身心健康的检测指标，分析受试人员的脑电波数据和脊柱侧弯程度数据，得到了脑电波和脊柱侧弯程度两个相互影响的指标的关联性，为把脊柱侧弯程度与大脑活动结合起来评价人体身心健康状况的方法提供了理论支撑，解决了现有技术中对人体身心健康状态的评估手段较为单一的问题，有利于保证人体身心健康评价方法的客观性和科学性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的人体生理和心理测量数据的关联性评价方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图1，本发明实施例的人体生理和心理测量数据的关联性评价方法包括以下步骤：。

步骤S1，在第一预设温度和第一预设湿度条件下采集受试人员的脑电波数据。

具体而言，可以采用ERP系统心理测量装置采集2min受试人员的EEG信号。第一预设温度可以为22-26℃，第一预设湿度可以为22-42％。脑电波采集装置的采样率为1000Hz，滤波带通为0.05～50Hz。

脑电波试验前，先将试验室室温调整至22-26℃，湿度调整至22-42％之间，保持试验室干净整洁，试验室内部隔音，主试人员与受试人员均关闭手机以避免电磁信号的干扰。测试开始后，除测试异常外，主试人员与受试人员无交谈，保持室内安静。

受试人员在接受测试前在试验室的另一房间清洗头皮并把头发吹干，主试人员检查受试人员头发干湿度，确定头发吹干后，受试人员跟随主试人员进入测试房间，坐于舒适的软椅上，主试人员为受试人员配套32导联电极帽，确定导联CZ正对头顶正中线与两耳尖连线的交点的百会穴，主试人员用磨砂膏去除辅助电极点和参考电极点处的皮肤角质，其中，上眼电VEOU位于左眉上1cm，下眼电VEOL位于左眼下1cm，两者记录垂直眼电；左侧眼电HEOR、右侧眼电HEOL分别位于双目外眦旁1cm处，记录水平眼电。左、右参考电极参考电极A1、A2分别位于双侧乳突。参考电极和辅助电极注入导电膏后用胶布粘于相应位置，调整粘扣使受试者感觉舒适后，将导电膏注入到皮肤和电极之间，使每个电极点阻抗降至5千欧以下，降阻抗时间不超过20min。采用美国Neuroscan公司生产的Nuamps 40通道EEG/ERP信号记录与分析系统，配套的操作软件为Curry-7采集软件，设置采样率为1000Hz，滤波带通为0.05～50Hz。测试开始前，主试人员填写记录表的基本信息，该信息包括受试者编号，采集数据的温度、湿度、时间及采集数据的文件名，最后主试人员和受试人员分别签名。记录1-5min受试人员的闭眼安静脑电波，优选的，记录3min的闭眼安静脑电波。

步骤S2，在第二预设温度和第二预设湿度条件下采集受试人员的脊柱侧弯程度数据。

具体而言，可以采用Spinalmouse脊柱测量仪采集受试人员的脊柱侧弯程度数据。第二预设温度为24-26℃，所述第二预设湿度为40-50％。脊柱侧弯程度数据的测试位点是自第7颈椎棘突至第3椎棘突。

具体实施时，受试人员充分暴露背部皮肤，主试人员需标记脊柱棘突，室内温度控制在24-26℃，湿度在40％-50％之间，光线充足。主试人员向受试人员介绍并示范正确的测试体位，解答受试者所提出的问题，以取得受试者的理解和配合。

测试前，受试人员赤足自然站立，双脚距离与肩同宽，充分暴露背部皮肤，其中，直立位要求如下：身体放松，目视前方，双手自然放于身体的两侧，两脚约与肩同宽，人体重心于两脚之间；主试人员用记号笔标记第7颈椎棘突(C7)至第3椎(S3)共19个棘突位置，C7、S3应棘突体表定位法如下：C7：环状软骨下2cm，低头曲颈时，体表最突出部位；S3：臀裂处。主试人员手持Spinal Mouse仪在standing(frontal)模式下匀速从C7棘突滑至S3棘突，采集脊柱侧弯数据。

步骤S3，提取步骤S1中采集的脑电波数据和步骤S2中采集的脊柱侧弯程度数据。

具体而言，可以采用matlab中eeglab14.0版本提取3min内前、中、后各10s的α频带绝对功率平均值，由Spinalmouse脊柱测量仪直接导出脊柱侧弯程度数据。

步骤S4，确定步骤S3中提取的脑电波数据与脊柱侧弯程度数据的相关性。

具体而言，用统计学软件分析脊柱侧弯程度与左右脑安静程度的平衡性的关系：由Spinalmouse脊柱测量仪直接导出脊柱侧弯数据中，每个人有17个脊柱数据(12个胸椎、5个腰椎数据)，负数代表左侧弯，正数代表右侧弯，每个数据进行绝对值转换后求和，和为0则脊柱正直，无侧弯；和越大，说明脊柱侧弯(扭曲)程度严重。

由中西医学可知脊柱与脑枕区密切相关，脑电α频带绝对功率代表了大脑的安静水平，心理放松状态，在左、右脑间，两者α频带绝对功率功率差值越大，表明其心理状态越不健康；反之，当左右脑的α频带绝对功率趋向一致时，其大脑安静程度越高，表明心理状态越好，越放松，心理越健康。对脑电EEG数据中O1、O2导联(左、右枕区)α频带绝对功率进行平衡差异计算，枕区平衡差异＝(O1导联α频带绝对功率平均值－O2α频带绝对功率平均值)的绝对值，该值越大，左、右枕区α频带绝对功率差值越大，安静程度差异越大，左、右枕区安静程度越不平衡，表明心理状态越不健康。

脊柱在冠状面上呈一条直线，当脊柱发生侧弯时，侧弯程度越大，脊柱越不健康，当其侧弯程度大于10°时，已达到疾病状态，临床上诊断为脊柱侧凸。脊柱侧凸不仅影响人体形体美观，还可造成心理问题，如自卑，抑郁等，这些心理问题在大脑活动上反应在α频带绝对功率在左右脑的差异上。即左、右脑α频带绝对功率差值越大，心理越不健康。左、右脑α频带绝对功率趋向平衡，心理越健康。显然，脊柱侧弯可以影响心理状态，两者之间具有关联性，进而脊柱侧弯程度与大脑左、右脑α频带绝对功率具有关联性。

假设脊柱侧弯程度绝对值和α频带绝对功率枕区平衡差异值不相关，相关性检验采用双变量Spearman检验，相关系数P＜0.05，说明假设不成立。spearman秩相关系数R，介于-1和1之间，R＜0为负相关，R＞0为正相关，根据Spearman秩相关系数界值表和计算结果可知，脑电波数据与脊柱侧弯程度数据呈现正相关关系即脊柱侧弯越严重，枕区平衡差异值越大，枕区α频带绝对功率差异越大，左右枕区安静程度差异越大，左右枕区安静程度失衡越严重。简而言之，脊柱侧弯程度越严重，左、右枕区安静程度差异越大，失衡越严重。

上述显然可以得出，本实施例中提供的人体生理和心理测量数据的关联性评价方法，通过将相互影响的脊柱与脑功能数据作为人体身心健康的检测指标，分析受试人员的脑电波数据和脊柱侧弯程度数据，得到了脑电波和脊柱侧弯程度两个相互影响的指标的关联性，为把脊柱侧弯程度与大脑活动结合起来评价人体身心健康状况的方法提供了理论支撑，解决了现有技术中对人体身心健康状态的评估手段较为单一的问题，有利于保证人体身心健康评价方法的客观性和科学性。

上述实施例中，在步骤S1之前对受试人员进行气功干预，并采集所述气功干预前、后受试人员的脊柱数据和脑电波数据，并对干预前、后的脊柱数据进行绝对值转换，对干预前、后的枕区平衡差值进行计算，最终确定气功对脑电波数据与脊柱侧弯程度数据相关性的影响。

具体而言，在对受试人员进行气功干预前，采集受试人员的EEG和脊柱侧弯程度数据，气功干预2个月后，再次采集EEG和脊柱侧弯程度数据。

对气功干预前、后脊柱数据进行绝对值转换，脊柱侧弯减轻程度＝17个脊柱(干预前脊柱绝对值-干预后脊柱绝对值)的和，以这个和作为气功缓解脊柱侧弯程度的指标，其值越大，说明气功缓解脊柱侧弯程度效果越好。

气功干预前、后的枕区平衡差值＝干预前枕区平衡差异值-干预后的枕区平衡差异值，其值越大，说明气功缩小左、右枕区安静程度差异的效果越好。气功干预后，左、右枕区α频带绝对功率趋向相同，差异减小，左、右枕区安静程度趋向平衡。用统计学软件进一步分析气功调节脊柱侧弯程度与枕区安静平衡性的关系，假定脊柱侧弯减轻程度与干预前、后的枕区平衡差值数据呈非正态分布，采用双变量Spearman进行相关性检验，结果显示相关系数P＜0.05，秩相关系数R＞0，呈现正相关关系：即气功减轻脊柱侧弯程度越大，越促进枕区α频带绝对功率平衡。显然可以看出，气功干预对人体身心健康状况的调节起到了积极的作用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种人体生理和心理测量数据的关联性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a，在第一预设温度和第一预设湿度条件下采集受试人员的脑电波数据；所述第一预设温度为22-26℃，所述第一预设湿度为22-42％；

步骤b，在第二预设温度和第二预设湿度条件下采集受试人员的脊柱侧弯程度数据；所述第二预设温度为24-26℃，所述第二预设湿度为40-50％；从第7颈椎棘突至第3椎棘突依次作标记，共标记19个棘突位置，并将脊柱测量仪从第7颈椎棘突匀速滑移至第3椎棘突；

步骤c，提取所述步骤a中采集的脑电波数据和所述步骤b中采集的脊柱侧弯程度数据；提取1-5min内前、中、后各10s的α频带绝对功率平均值；

步骤d，确定所述步骤c中提取的所述脑电波数据与所述脊柱侧弯程度数据的相关性；采用双变量Spearman方法检验所述脑电波数据与所述脊柱侧弯程度的相关性，并得到所述脑电波数据与所述脊柱侧弯程度数据呈正相关的结果。

2.根据权利要求1所述的人体生理和心理测量数据的关联性评价方法，其特征在于，所述步骤a中，脑电波采集装置的采样率为1000Hz，滤波带通为0.05～50Hz。

3.根据权利要求1所述的人体生理和心理测量数据的关联性评价方法，其特征在于，所述步骤c中，提取3min内前、中、后各10s的α频带绝对功率平均值。

4.根据权利要求1所述的人体生理和心理测量数据的关联性评价方法，其特征在于，还包括：在所述步骤a之前对受试人员进行气功干预，并采集所述气功干预前、后受试人员的脊柱数据和脑电波数据，并对干预前、后的脊柱数据进行绝对值转换，对干预前、后的枕区平衡差值进行计算，最终确定气功对所述脑电波数据与所述脊柱侧弯程度数据相关性的影响。

Images