法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2022-06-28
公开
发明专利申请公布
技术领域
本发明涉及心理应激仪器技术领域，具体涉及一种施加、干预和记录人类心理应激的方法及自动化装置。
背景技术
镜描(镜画)实验是常用的心理学实验，由斯塔奇(D.Starch)在1910年首创。镜描实验是让被试者通过镜子来看一个图形，用笔在图形上描画。由于通过了镜子的反射，被试者在镜子中看到的图形和原图形相比是上下倒置而左右不变，所以被试者在描画时往往会出现与平常上下笔顺相反的画法，这给进行镜描实验的被试者带来一定的困难和心理压力。
镜描(镜画)仪是分析动作技巧形成过程的心理学常用仪器。现有的仪器可记录画下整个图形所需的时间与失败次数。在镜描实验中，通常用被试者完成一圈图形的时间和出错次数来表示被试者的操作熟练程度，并通过多次实验数据的对比来表示被试者迁移能力的变化。
同时，镜描实验是临床上可以采用的一种标准刺激程序，来给被试者施加心理应激。大量证据表明，1/3以上的冠心病患者可在心理应激的状态下发生心肌缺血，该类型缺血称之为心理应激性心肌缺血(MSIMI)。中国医师协会全科分会双心(心脏心理)学组根据现有研究进展、荟萃分析及国外相关指南制定了《心理应激导致稳定性冠心病患者心肌缺血的诊断与治疗专家共识》(中华心血管病杂志.2016，44(1)：12-18)。共识指出：MSIMI，又称精神压力导致的心肌缺血，指患者在心理应激下诱发的心肌缺血，其不同于运动和药物负荷为诱发因素所导致的心肌缺血。这种心理应激除来源于心理、社会等因素外，同时还可通过标准刺激程序模拟，以用于诊断。临床上可以采用标准刺激程序来施加心理应激，以诱发MSIMI，包括心算、伴随愤怒回忆的公众演讲、镜描和干扰性色卡测试等。
如上所述，镜描实验是临床上可以采用的一种标准刺激程序，来给被试者施加心理应激。但是，被试者在实验过程中感受到的困难大小和心理应激的程度应该如何有效的记录和分析，这是一个尚未解决的问题。
临床上，通常使用镜描仪和人工协助的方法来完成施加心理应激的标准刺激程序：让患者操作镜描仪的同时，人工出声催促，同时观察记录患者的出错后的反应，记录出错持续的时间和次数等，同时测量患者的血压，心率，呼吸等应激状态下的各项指标。目前，人工记录不能保证数据的准确性和时效性，人工协助的方式耗费了医务人员大量的时间和精力。目前，通过镜描实验的方式来施加、干预、测量和分析被试者的心理应激状态的自动装置还没有。同时，用显示器来显示测量结果的数据和曲线，用计算机来处理算法和生成响应数据指标的装置还没有。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
具体的，根据本发明的第一个方面，提供了一种施加、干预和记录人类心理应激的方法，包括：
通过被试者进行镜描操作，同时施加催促声音及警示音的叠加刺激，使被试者产生对应的心理应激；
通过调整声音的类型，或者镜画图形的难度来干预心理应激施加强度；
通过记录被试者在镜描操作期间的行为特征，包括镜描出错的各个时间点、次数和每次镜描出错持续的时间，镜描正确的各个时间点、次数和每次镜描正确持续的时间，来实现心理应激指标的量化记录；
计算各项数据得出测试时长内的总应激率、每分钟应激率、一段时间内的每分钟应激率曲线、和/或被测试者应激调节能力曲线，来量化的表示和记录被试者在镜描期间的心理应激的强度、持续度、和调节能力指标。
进一步地，所述测试时长内的总应激率＝有效应激时长/测试总时长，其中，有效应激时长＝镜描出错的总时长，测试总时长＝镜描出错的总时长+镜描正确的总时长。
进一步地，所述每分钟应激率＝每分钟有效应激时长/1分钟时长，其中，每分钟有效应激时长＝每分钟镜描出错的总时长，1分钟时长＝1分钟内的镜描出错的总时长+镜描正确的总时长。
进一步地，所述被测试者应激调节能力曲线的绘制方法包括：
计算每分钟内每次镜描出错后到首次回归正确镜描位置的平均时长，作为平均回正时长，以时间为X轴，每分钟平均回正时长为Y轴，绘制每分钟平均回正时长的变化曲线。
进一步地，所述一段时间内的每分钟应激率曲线的绘制方法如下：
计算测试时每分钟应激率，以时间为X轴，每分钟应激率为Y轴，描绘每分钟应激率的变化曲线。
根据本发明的第二个方面，提供了一种施加、干预和记录人类心理应激的自动化装置，包括：
施加和干预模块，用于在被试者进行镜描操作时施加催促声音及警示音的叠加刺激，使被试者产生对应的心理应激；以及，通过调整声音的类型，或者镜画图形的难度来干预心理应激施加强度；
记录和软件模块，用于记录被试者在镜描操作期间的行为特征，包括镜描出错的各个时间点、次数和每次镜描出错持续的时间，镜描正确的各个时间点、次数和每次镜描正确持续的时间，来实现心理应激指标的量化记录；
计算和显示模块，用于计算各项数据得出测试时长内的总应激率、每分钟应激率、一段时间内的每分钟应激率曲线、和/或被测试者应激调节能力曲线，来量化的表示和记录被试者在镜描期间的心理应激的强度、持续度、和调节能力指标。
进一步地，所述测试时长内的总应激率＝有效应激时长/测试总时长，其中，有效应激时长＝镜描出错的总时长，测试总时长＝镜描出错的总时长+镜描正确的总时长。
进一步地，所述每分钟应激率＝每分钟有效应激时长/1分钟时长，其中，每分钟有效应激时长＝每分钟镜描出错的总时长，1分钟时长＝1分钟内的镜描出错的总时长+镜描正确的总时长。
进一步地，所述被测试者应激调节能力曲线的绘制方法包括：
计算每分钟内每次镜描出错后到首次回归正确镜描位置的平均时长，作为平均回正时长，以时间为X轴，每分钟平均回正时长为Y轴，绘制每分钟平均回正时长的变化曲线。
进一步地，所述一段时间内的每分钟应激率曲线的绘制方法如下：
计算测试时每分钟应激率，以时间为X轴，每分钟应激率为Y轴，描绘一段时间内的每分钟应激率的变化曲线。
本发明的优点在于：本发明的装置运用镜描实验的原理，通过声音的叠加刺激，给被试者施加心理压力，并自动记录和分析被试者的应激反应和心理调节能力。实现了一个通过镜描实验的方式来施加、干预、测量和分析被试者的心理应激状态的自动化。用计算机显示器来显示测量结果的数据和曲线，用计算机来处理算法和生成响应数据指标。
通过这样的方法，结合被试者的血压，心率，呼吸频率，心电图，脑电图等各项指标变化，可以判断被试者在对应心理应激条件下的各项指标的变化规律。
本公开的装置实现了上述方法实施的自动化，可提升心理应激施加和干预的强度，提高心理应激反应记录的效率、维度和准确度。本方法和装置可以运用到心理应激诱发的各种症状的测试和检查领域，如心理应激性心肌缺血的检查和判断等。
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示出了根据本发明实施方式的一种施加、干预和记录人类心理应激的自动化装置结构主视图。
图2为出了施加、干预和记录人类心理应激的自动化装置工作交互原理示意图。
图3为本发明使用的测试图案示意图。
图4示出了根据本发明实施方式的一种施加、干预和记录人类心理应激的自动化装置的施加和干预模块结构前视图。
图5示出了根据本发明实施方式的一种施加、干预和记录人类心理应激的自动化装置的施加和干预模块结构后视图。
图6示出了根据本发明实施方式的一种施加、干预和记录人类心理应激的自动化装置的施加和干预模块结构侧视图。
图7示出了根据本发明实施方式的一种施加、干预和记录人类心理应激的自动化装置的施加和干预模块结构仰视图。
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方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，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方式所限制。相反，提供这些实施方式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。
由于被试者在镜描实验中面临的困难和心理应激压力，可以通过在一段时间内的镜描过程中，被试者出错的次数、频率以及出错的时长和错误修正速度等可量化的数据来表达。因此，本发明的装置通过自动测量、记录和计算以上的量化数据，并通过算法计算相关指标，来记录和分析被试者的心理应激状态。
另外，本装置在镜描实验给被试者带来困难的基础上，在镜描出错的报警声音之外，增加多种形式的催促声音，催促被试者加快镜描的速度，增加被试者的紧张感。通过此种方式，给被试者施加更强的心理应激和心理压力。
操作本装置的同时，可选择地测量被试者的血压，心率，呼吸频率，心电图，脑电图，面部表情变化等各项指标；把以上的信息转化为数据进行记录；通过算法来计算各项数据，得出各种数值和曲线，来量化的表示和记录被试者在镜描期间的心理应激的强度、持续度、调节能力等指标。
本装置可记录测试者在一定时间段内的心理应激出错的时间点和出错持续时长，并以曲线的形式表现测试结果，计算并表示出相关指标。
如图1所示，本发明的一种施加、干预和记录人类心理应激的自动化装置，包括：
施加和干预模块，用于在被试者进行镜描操作时施加催促声音及警示音的叠加刺激，使被试者产生对应的心理应激；以及，通过调整声音的类型，或者镜画图形的难度来干预心理应激施加强度；
记录和软件模块，用于记录被试者在镜描操作期间的行为特征，包括镜描出错的各个时间点、次数和每次镜描出错持续的时间，镜描正确的各个时间点、次数和每次镜描正确持续的时间，来实现心理应激指标的量化记录；
计算和显示模块，用于计算各项数据得出测试时长内的总应激率、每分钟应激率、和/或被测试者应激调节能力曲线，来量化的表示和记录被试者在镜描期间的心理应激的强度、持续度、和调节能力指标。
其中，施加和干预模块，包括：
主控板1、镜子2、底座3、测试板4、侧板5；
测试板4安装在主控板1上，主控板1安装在底座3上，底座3通过折叠铰链6与侧板5的一端连接，侧板5具有卡槽7，镜子2通过两侧的卡扣8嵌入所述卡槽7内以固定在侧板5上。
进一步的，施加和干预模块还包括顶板9和遮挡板10，其中，顶板9的一端通过支撑铰链11与侧板5的另一端连接，遮挡板10通过折叠铰链12与顶板 9的另一端连接。
本发明中的镜子2为平面镜，用于形成测试图案的像。
优选的，施加和干预模块还可以包括加固板，安装在镜子2的后面，用于进一步加固镜子，以防镜子太薄，碎裂。
测试板4上表面具有测试图案13，用于测试者描绘使用。本申请中的测试板和测试图案的导电性绝缘性是相反的。即当测试板为导电板时，测试图案为绝缘图案，而当测试板为绝缘板时，测试图案为导电图案。
主控板1上还具有触控笔插孔14，用于触控笔有线链接主控板。
本发明的主控板包括：单片机模块，以及与所述单片机模块分别连接的语音模块，低电平蜂鸣器，蓝牙和wifi模块，电源模块。
计算和显示模块根据所述主控板发出的电信号数据绘制心理应激时序图、每分钟应激率的变化曲线、和/或被测试者应激调节能力曲线，以根据所述电信号数据判断被测试者的心理应激状态，实现镜画实验施加心理应激的标准刺激程序的自动化。
在被测试者进行测试时，播放催促提示语音，在被测试者出现错误时，播放报警声音，以在镜画实验上通过叠加声音的方式，来加强心理应激的干预强度。
图4示出了根据本发明实施方式的施加和干预模块结构前视图。
图5示出了根据本发明实施方式的施加和干预模块结构后视图。
图6示出了根据本发明实施方式的施加和干预模块结构侧视图。
图7示出了根据本发明实施方式的施加和干预模块结构仰视图。
如图2所示，本施加、干预和记录人类心理应激的自动化装置，可以配合触控显示屏(例如手机或者PAD)，触控笔(可以采用导电笔的形式)，云存储服务器(未图示)，APP软件等配套使用。
本发明测量和记录心理压力和心理应激状态的方法如下：
被测试者通过镜面观察要描画的图形(如图3所示：测试板(斜线阴影为测试板)上的一个线宽约5毫米的不规则六边形绝缘条状的描画图形(黑色条状线))，并用导电笔尽量快速和准确的按顺时针或者逆时针，周而复始的描画绝缘条状图形，由于镜面的图像与实际是左右相反的，被测试者在描画的过程中，会感到不适应，导电笔会经常偏离图形，一旦导电笔落在图形的绝缘线条之外(镜描出错)，就会产生报警的声音，同时被测试者也会听到持续的电子语音提示，让他的动作再快一点，这样的双重刺激，会给被测试者施加心理应激，使被测试者产生心理压力。
本发明通过记录镜描出错的时长和时间点，来描述和记录这个实验给被测试者施加的经镜描出错造成的心理应激的时长和时间点。
具体方法是：导电笔落在绝缘条状图形之外的测试板上，会导致相关电路的连通，进而触发电路中的报警器，发出报警的声音，同时，系统的主控板上的控制单元每隔一定的时间(如1秒)，记录相关电路连通与否的状态，也就是被测试者镜描出错与否的状态。
举例来说：我们把被测试者测试的总时间，比如5分钟，平均分为若干个时段，我们称之为记录时段点，每个记录时段点的时间是固定的。举例：如果以1秒做为一个记录时段点，测试总时间如5分钟，就可以分为300个记录时段点。我们通过主控板上的单片机和存储器，来识别和存储每一个记录时段点的状态(联通与否)，并通过蓝牙和wifi等通信手段传输给专门处理和分析数据的服务器(电脑)，服务器端再用使用配套的软件程序，通过算法来计算出心理应激相关的曲线。
具体的算法有：
测试时长内的总应激率＝有效应激时长/测试总时长
注：有效应激时长＝镜描出错的总时长，测试总时长＝镜描出错的总时长+ 镜描正确的总时长。
每分钟应激率＝每分钟有效应激时长/1分钟时长，其中，每分钟有效应激时长＝每分钟镜描出错的总时长，1分钟时长＝1分钟内的镜描出错的总时长+镜描正确的总时长。
由此原理还可以扩展：
五分钟内的每分钟应激率曲线的绘制方法：计算测试时每分钟应激率，以时间为X轴，每分钟应激率为Y轴，描绘每分钟应激率的变化曲线。
生成被测试者应激调节能力曲线：计算每分钟内每次镜描出错后到首次回归正确镜描位置的平均时长(平均回正时长)(出错回归正确时长越短＝调节能力越强)，以时间为X轴，每分钟平均回正时长为Y轴，绘制每分钟平均回正时长的变化曲线。
本发明可与其它的血压，心电，脑电等人体指标检测设备配套使用，解决了多设备同步对接和并行检测问题。
本发明在测试的前中后期，需要和其它比如血压，心电，脑电等设备配合使用，来完成人体各项指标的同步检测和分析，具体方法如下：
本发明可预先设置测试前和测试后的被测试者静息时间，静息时间内，被测试者保持静息状态，不进行镜描应激测试(这两个测试前后的静息时间和测试的时间长度相同，比如都是五分钟)。这种设置同样给予血压，心电，脑电等同步检测设备，测量测试前静息，测试中，测试后静息的人体各项指标提供了方便，同时本发明的软件系统预留了各种人体测量数据的同步整合接口，可实现各测量设备同时与互联网时钟的同步校准，以实现同一时间轴的人体各项数据对比。
时钟校准的方法：本发明设计了设备启动时钟同步代码，采用time.nist.gov(NIST因特网时间服务)同步时钟。本发明装置测试时，发出的测试开始指令是通过服务器端确认并记录时间的，而服务器的时间是通过 NIST因特网时间服务校正的。同样，血压，心电，脑电的测量设备，他们开始测量的时间也是通过NIST因特网时间服务校正的，时钟的一致，保证了测试过程的时间的同步，也可以准确反应出被测试者在测试前，测试中，测试后的各项指标的变化。
本发明装置通过自动化语音和警报催促相结合的方式，来提升心理应激干预的强度；在被试者测试的过程中，被试者将听到音调音色语速各不相同的自动化语音和警报(人工语音或者电脑合成语音)的催促和提醒，来增加被试者测试的紧迫感，以此来提升心理应激干预的强度。具体如：在测试者未出错超过7秒钟，播放：“快点，快点，再快点！”(音长2秒钟)。如出错：就是触控笔脱离绝缘路线触及测试板时，则持续响起蜂鸣警示声。其中的“快点，快点，再快点”，能调整为多个不同版本和语言的自然人声，按顺序播放，如，“快点啊，太慢了！”、“快快，加快速度！”、“再快点，再快，加快！”、“要更快，再快些！你太慢了！”、“快啊，快，再快！”、“You are so slow！”、“Quickly Quickly！”、“Too slow，Hurry up！”
本发明装置可配合其他仪器，实现同一测试者在心理应激与非心理应激条件下的对照测试。(对比测量血压，心率，呼吸，心电，脑电等)。
考虑到多个用户接续的使用此仪器，每位用户至少使用15-20分钟，在无网络的情况下，本发明装置需保存各个用户的检测记录信息，待有网络时，再上传到服务器。
本发明可将相关数据，曲线等信息导出生成图片或者pdf文件在智能终端上本地保存或发送给相应服务器。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
