22959

آشكارسازي استرس با استفاده از اطلاعات ردياب چشم

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي - بيوالكتريك

1399

1399/8/5

دكتر محمدرضا دليري - دكتر وحيد شالچيان

برق

از شايع ترين دلايلي كه سلامتي افراد جوامع را تهديد ميكند استرس است و اين عامل در شرايط حساس مانند وضعيت بحراني حاضر جهاني و فراگيري كوويد-19، بر روي سلامتي افراد اثرات زيان بار فراواني دارد. در دهه اخير تعداد مطالعات انجام گرفته در حوزه علوم اعصاب شناختي با هدف شناسايي زودهنگام استرس افزايش يافته است. مطالعات صورت گرفته در اين حوزه بيشتر بر روي تشخيص استرس ازروي اطلاعات فيزيولوژيكي مانند ضربان قلب و فعاليت الكتريكي پوست متمركز بوده است، در حالي كه قابليت سيستم‌هاي رديابي چشم در تشخيص استرس كمتر مورد توجه قرار گرفته است. مطالعات اوليه صورت گرفته با هدف رمزگشايي استرس از اطلاعات رديابي چشم نشان دادند كه تشخيص استرس توسط اين داده‌ها امكان پذير خواهد بود. در اين مطالعه سعي در تمايز حالت استرس افراد در مقايسه با حالت آرامش و مقايسه سطوح استرس ازروي اطلاعات استخراج شده قطر مردمك توسط ردياب چشم افراد بوده است. به همين منظور از دو محرك شناختي استرس زاي قوي استروپ و رياضي براي ايجاد استرس زمان واقعي در 15 فرد شركت‌كننده استفاده شد و همزمان با انجام آزمايش ها، داده‌هاي ردياب چشم افراد ثبت شد.تمام ويژگي‌هاي حاصل از بررسي قطر مردمك چشم استخراج گرديد. اين اطلاعات با استفاده از سه طبقه‌بندي‌كننده به صورت جداگانه مورد بررسي قرار گرفته و بهترين ميانگين صحت طبقه‌بندي براي هر دو محرك با استفاده از طبقه‌بندي‌كننده آناليزتشخيصي خطي حاصل شد كه با محرك استروپ و محرك رياضي به ترتيب برابر با 7/74% و 42/78% بودند.ويژگي " مولفه افقي مقدار مينيمم قطر مردمك " در به دست آوردن ميانگين صحت بالاتردر هردو تسك سهيم بوده است. همچنين،محرك استرس رياضي مذكور با يك رويكرد جديد به‌منظور بررسي تغيير فشار محدوديت زماني متوالي استفاده گرديد. نتايج حاصل از اين مطالعه نشان مي دهد كه اندازه گيري هاي ويژگي‌هاي قطر مردمك چشم اطلاعات ارزنده اي درجهت شناسايي و ارزيابي استرس ذهني به صورت غيرتهاجمي ارائه مي دهد.

1399/10/14

Stress detection using eye tracker information

10/27/2021 12:00:00 AM

One of the most common factors that threaten public health is stress, which can cause various detrimental health conditions particularly during global crises such as current COVID-19 pandemic. Consequently, in the recent decade, the number of studies conducted in the field of cognitive neuroscience with the aim of early detection of stress has increased. Studies in this area have focused more on stress diagnosis based on physiological readouts such as heart rate and Galvanic skin response. Nevertheless, the potential of eye tracking systems in stress detection has received less attention. Preliminary studies aimed at decoding stress from eye tracking data have revealed the possibility to detect stress based on this methodology. In this study, we aimed to differentiate between the stress state and the relaxation state of individuals and also differentiate stress levels based on the pupil diameter information obtained using an eye tracking system. To this end, we used two stressful cognitive stimuli for inducing stress in 15 participants, while collecting eye tracking data simultaneously. All features obtained by examining the pupil diameter during the experiment were utilized .Finally, this information was analyzed using three different classifiers separately and the best average accuracy was obtained using linear diagnostic analysis classifier. The average accuracy for discriminating two classes(rest vs stress) in stroop task was resulted in 74.7% and for discriminating each two stress levels of 3 levels in math was resulted 78.42% .The feature" Pupil diameter min x" contributed in producing the highest accuracy in both tasks. In addition, for the first time, two strong stressors, i.e., stroop and math stressors, have been used simultaneously. The mathematical stressors used were evaluated with a new approach to investigate the pressure change of successive time constraints. In conclusion, the results of this study indicate that real-time pupil diameter measurements provide valuable information for non-invasive stress identification and evaluation.

بار شناختي،استرس ذهني ، ردياب چشم، قطر مردمك، محرك استروپ، محرك استرس رياضي

Cognitive load ,Mental stress, Eye tracker, Pupil diameter, Stroop stimulant, Mathematical stress stimulant