aalto1 untyped-item.component.html
Stress level determination from heart rate variability measurements
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
ELEC3045
Degree programme
Language
en
Pages
69 + 13
Series
Abstract
A person experiences stress when the challenges and demands they face strain or exceed their available resources for adaptation. One promising non-invasive method to measure stress is heart rate variability (HRV), which has gained popularity in recent years. However, HRV has not become a standard method for stress measurement in medicine, possibly due to the lack of standardised medical measuring devices and techniques. The aim of this thesis is to develop a HRV analysis tool for detecting stress from electrocardiogram (ECG) data collected using a wearable medical sensor. For this purpose, the thesis evaluates suitable HRV parameters for stress detection and compares existing HRV analysis tools. The ECG signal is visually inspected at points where the HRV parameters indicate abnormalities, revealing that mean RR-intervals, mean HR, and RMSSD are particularly effective parameters for stress determination within 5-minute segments of a 24-hour measurement period. This thesis demonstrates HRV’s potential as an accurate measure of stress and encourages further research into HRV reference values and optimal measurement durations to enhance precision.
Ihminen kokee stressiä, kun kohdatut haasteet ja vaatimukset ylittävät sopeutumiseen käytettävissä olevat voimavarat. Yksi lupaava ei-invasiivinen menetelmä stressin mittaamiseen on sykevälivaihtelu, jonka suosio on kasvanut viime vuosien aikana. Huolimatta tästä, sykevälivaihtelusta ei ole tullut standardimenetelmää stressin mittaamiseen lääketieteessä johtuen mahdollisesti standardoitujen lääketieteellisten mittauslaitteiden ja tekniikoiden puutteesta.
Tämän opinnäytetyön tavoitteena on kehittää menetelmä stressin havaitsemiseen analysoimalla puettavalla lääketieteellisellä sensorilla kerättyä elektrokardiogrammi (EKG) dataa. Tätä varten opinnäytetyössä arvioidaan sopivia sykevälivaihteluparametreja stressin havaitsemiseksi ja verrataan niitä jo olemassa oleviin menetelmiin sykevälivaihtelun analysoimiseksi. EKG-signaalia tarkastellaan visuaalisesti niistä kohdista, joissa sykevälivaihteluparametrit osoittavat poikkeavuuksia. Tarkastelujen perusteella, 24 tunnin nauhoituksesta 5 minuutin segmenteistä lasketut keskiarvot RR-intervalleista, sykkeestä ja RMSSD parametristä kertovat parhaiten henkilön kokemasta stressistä. Tämä opinnäytetyö osoittaa täten sykevälivaihtelun potentiaalin tarkkana stressin mittarina ja rohkaisee tutkimaan lisää sykevälivaihtelun viitearvoja ja optimaalista mittauksen kestoa tarkkuuden parantamiseksi.