基于事件相关电位技术的服装压力评价方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于事件相关电位技术的服装压力评价方法，该通过对受试者在无服装压力状态下和有服装压力状态下分别施加实验刺激，并记录相应脑电波；分别计算无服装压力状态下和有服装压力状态下所记录脑电波中P3a成分、P3b成分和CNV成分的多重方差；利用对计算得到的P3a成分、P3b成分和CNV成分的多重方差进行分析对比，对服装压力舒适性进行评价。通过对计算结果的分析与对比，证明了事件相关电位技术可有效的评价服装压力，并为功能性压力服的眼里评价提供了客观的评价标准，为今后的压力服产品设计起到指导与检验作用。
【专利说明】基于事件相关电位技术的服装压力评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种服装压力评价的方法，特别是基于事件相关电位技术的服装压力评价方法。
技术背景
[0002]服装压力舒适性研究方法总体上分为主观研究方法和客观研究方法。主观研究方法通常涉及服装压力舒适性问卷。问卷内容一般包括压迫感，舒适感，廓形满意度等，采用多级标尺进行测量。客观研究方法多以结合力学、生理物理、心理物理的测量方法进行研究。
[0003]在服装客观评价方法中，心理客观评价是一个难题，服装舒适性评价中问卷形式伴随的主观性和随意性问题，心理活动又有瞬时性和难以检测、评价等问题，这些使得服装的客观心理评价，至今都少有研究涉足。在记忆、学习等问题愈发被高度重视的时代，脑认知也成为社会关注的热点，然而，服装压力舒适性对于脑认知影响的研究非常少，只有几篇基于脑电技术进行服装压力舒适性研究的报道。
[0004]2002年，日本学者在“中老年妇女穿着塑身短裤的效果以及舒适性一从心跳数、皮肤温度以及脑电波的早期反应分析”的研究中，通过对脑电波的四个频带S波、Θ波、α波和β波进行频率分析，对有压力与无压力状态下的前倾姿势和恢复安静姿势的α波的回复进行了调查。结果是α波的出现频率在有压力时与无压力时相比要低一些，而β波增加了。所得结论为服装压对人体的压迫束缚，对于人体的自主神经和中枢神经系统都产生了影响。2012年，王艺霈通过脑电监测试验提取了两个脑电波指标一代表正面情绪的左侧枕部α波能量百分比和右侧枕部α波能量百分比，并发现左侧枕部α波能量百分比与上身平均压力有显著正相关性。
[0005]对于理解心理及其相应的脑活动，探寻大脑认知活动与服装压力之间的交互关系，事件相关电位技术是一个非常好的工具。事件相关电位(Event — Related—potentials)是基于脑电波提取的。与传统的心理学研究方法如行为观察、问卷、量表等不同，1965年Sutton开创的事件相关电位，为探究大脑功能提供了一个更为客观且简便可行的方法。所谓事件相关电位，即当外加一种特定的刺激，作用于感觉系统或脑的某一部位，在给予刺激或撤销刺激时，在脑区引起的电位变化。该技术因其具有潜伏期恒定、波形恒定、时间分辨率高、设备简单等优点，正被研究领域广泛使用，但是国内外尚无使用事件相关电位来进行服装压力舒适性评价的研究。
[0006]目前，事件相关电位的研究已经深入到心理学、生理学、医学、神经科学、人工智能等多个领域，发现了许多与认知活动过程密切相关的成分。
[0007]P3家族是事件相关电位经典成分，选择P3a和P3b作为评价调整型内衣压力对脑认知影响的关键成分，原因如下:事件相关电位技术特别适合那些相对容易分离的成分，或者所提出的问题完全能避免识别某个特异性事件相关电位成分。但是有一些一般性原则可以参考，例如聚焦于特异性成分，使用已经成熟的试验操作，聚焦于大的成分，聚焦于容易分离的成分等。STEVEN J.LUCK曾在“事件相关电位基础” 一书中也提到，不经常出现的刺激诱发出比一个频繁刺激大得多的P3波。这就是过去数千个Oddball试验所发现的现象。如果刚刚涉足事件相关电位研究，那么可以做一个这样的Oddball试验作为第一次实践。这样做既简单又能够把结果与大量已经发表的试验参考和比较。鉴于本研究具有探索性，故选取了 P300的两个亚成分P3a和P3b作为考察成分。
[0008]关联性负变CNV (Contingent Negative Variation)是与运动相关的事件相关电位成分，于1964年由Walter等首次报道，“S1-S2”范式是典型的CNV试验范式。CNV是与运动准备和执行相关的事件相关电位成分，我国学者魏景汉对CNV的机制进行了系统研究，他认为CNV涉及朝向反应、意动、期待、注意、动机等多种心理因素。目前，CNV的应用于医学认知功能的评价，如帕金森氏症、精神分裂症、痴呆、慢性疼痛等。1973年由Weerts，1974年由Loveless和Sanford提出，CNV由较早成分朝向波和较晚成分期待波两个成分构成，较早成分期待波(orientation wave, O波)、较晚成分期待波(expectance wave, E波)。
【发明内容】
[0009]本发明是运用生理心理学原理，通过事件相关电位系统来探索人在有无负压时，人脑的认知行为变化。发现事件相关电位与压力舒适性之间相关联的指标及其变化规律；为功能性压力服的压力舒适性评价提供客观的评价标准；检验并指导今后的压力服产品设计。
[0010]本发明技术重点在于运用生理心理学，计算机科学，认知神经科学等多学科相结合的研究手段，以客观的脑电信息作为感知评价标准，研究服装压力对于脑认知机制的影响。本发明试图建立一个研究服装压力舒适和感知客观评价的方法。
[0011]根据本发明的 一个方面，提供一种基于事件相关电位技术的服装压力舒适性评价方法，该方法包括
[0012]对受试者在无服装压力状态下和有服装压力状态下分别施加实验刺激，并记录相应脑电波；
[0013]分别计算无服装压力状态下和有服装压力状态下所记录脑电波中P3a成分、P3b成分和CNV成分的多重方差；
[0014]通过对计算得到的P3a成分、P3b成分和CNV成分的多重方差进行分析对比，对服装压力舒适性进行评价。
[0015]优选的，以三刺激Oddball范式和/或S1-S2范式施加所述刺激。
[0016]优选的，所述受试者选取标准为BMI ^ 23，BMI为身体丰满程度指标。
[0017]优选的，所述无服装压力状态和有服装压力状态选自受试者对服装压力状态的主观评价等级。
[0018]优选的，主观评价等级分为无压力感、轻微压力感、适中、压力感较大和压力感非常大五种。
[0019]优选的，所述有服装压力状态对应的主观评价等级为压力感较大。
[0020]优选的，所述受试者以伪随机的方式确定实验顺序。
[0021]优选的，该方法进一步包括确定表征受试者所感觉到受试服压迫感的主观评价等级的主观实验。[0022]有益效果
[0023]通过本方法提供了一种基于事件相关电位评价服装压力的客观评价方法。为功能性压力服的压力舒适性评价提供了客观的感知评价标准，并为今后的压力服产品设计起到指导与检验作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本试验选取事件相关电位成分示意图；
[0025]图2是本试验过程示意图；
[0026]图3是刺激信息的呈现模式和受试者数据录入模式示意图；
[0027]图4是记录电极排列示意图；
[0028]图5是三刺激Oddball范式刺激材料示意图；
[0029]图6是S1-S2范式刺激材料示意图；
[0030]图7是P3a的9个电极平均波形图；
[0031]图8是P3a脑电地形图；
[0032]图9是P3b的9个电极平均波形图；
[0033]图10是P3b脑电地形图；
[0034]图11是CNV的9个电极平均波形图；
[0035]图12是CNV脑电地形图；
[0036]图13是CNV分析时点示意图；
[0037]图14是试验分析结果总示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面将参照附图1-14并结合本发明的优选实施例来说明本发明的技术方案，特点和有益效果。
[0039]如图1所示，试验将以事件相关电位中的P300族中的P3a和P3b脑电波以及CNV脑电波作为试验采集对象，同时通过图2所示的试验过程来进行具体试验操作。本发明的实施例中受试者为受教育水平相当的青年女性，其中Oddball范式选取了 10名受试，S1-S2范式选取了 16名受试，年龄范围20?25岁，均为右利手，视力或矫正视力正常，智力正常，无色盲色弱，无其他精神疾患。本领域技术人员可以理解，脑电实验本身对受试者样本数量要求不高，事件相关电位实验的叠加次数不仅仅取决于实验人数，还在于每个人参与的重复刺激数。在根据本发明的优选实施例中，对10位受试者施加三刺激Oddball范式的靶刺激每位重复60次，60次*10人=600次；对8位受试者每位施加S1-S2范式中S2刺激每位重复45次，45次*16人=720次。因此，以这些受试者的叠加次数来说明本发明的技术方案和技术效果。
[0040]主观试验
[0041]为了选取适合的受试服，首先需要通过主观试验的方法针对受试者所感觉到的压迫感或束缚感，来初步选取相应的受试服。
[0042]主观试验是按照受试者感受到压迫感的记录表示压迫等级的压迫值。试验中受试者穿着与自身大小匹配的受试服，对不同压力下的受试服做出主观评价，在压力感适中到压力感极强范围中，选择数值I至5之一表示穿着受试服所感受到的主观压力感受，其中I表示无压力感，2表示轻微压力感，3表示适中，4表示压力感较大和5表示压力感非常大。对感受的评价可以精确到小数点后一位的数值。受试者穿着不同压力感受试服的时间为10分钟左右。首先，根据这五个数值等级来调查受试者各自穿着调整型内衣的感觉，然后选取压迫值大于等于4 (压力较大)的调整型内衣作为受试服，以确保被试挑选到主观压迫感较强的受试服。
[0043]在主观评价试验完成后，受试者穿着宽松衣裤，处于放松静止状态下以便随后进行事件相关电位穿着试验。
[0044]脑电波测试
[0045]为了验证本发明技术方案的可行性，要求受试者在试验时在一定程度上主动参与认知活动，在本发明的实施例中，受试者静坐于电脑前以电脑屏幕的改变施加刺激的方式对受试者进行测量。在测试前，让受试者佩戴好电极帽，平静一段时间，待受试者进入安静状态后开始测试，这样能够得到平稳的脑电波。
[0046]脑电记录以鼻尖作参考，记录水平眼电和垂直眼电。电极与皮肤接触阻抗小于5ΚΩ。本发明中采用国际脑电图学会标定的10—20电极导联定位标准放置电极，位置对应的名称及电极代号如表1所示。如图4所示为根据本试验需要布置的脑电极位置。
【权利要求】
1.基于事件相关电位技术的服装压力舒适性评价方法，其特征在于:该方法包括 对受试者在无服装压力状态下和有服装压力状态下分别施加实验刺激，并记录相应脑电波； 分别计算无服装压力状态下和有服装压力状态下所记录脑电波中P3a成分、P3b成分和CNV成分的多重方差； 通过对计算得到的P3a成分、P3b成分和CNV成分的多重方差进行分析对比，对服装压力舒适性进行评价。
2.根据权利要求1中所述基于事件相关电位技术的服装压力评价方法，其特征在于:以三刺激Oddball范式和/或S1-S2范式施加所述刺激。
3.根据权利要求1中所述基于事件相关电位技术的服装压力评价方法，其特征在于:所述受试者选取标准为BMI ^ 23，BMI为身体丰满程度指标。
4.根据权利要求1中所述基于事件相关电位技术的服装压力评价方法，其特征在于:所述无服装压力状态和有服装压力状态选自受试者对服装压力状态的主观评价等级。
5.根据权利要求4中所述基于事件相关电位技术的服装压力评价方法，其特征在于:主观评价等级分为无压力感、轻微压力感、适中、压力感较大和压力感非常大五种。
6.根据权利要求5中所述基于事件相关电位技术的服装压力评价方法，其特征在于:所述有服装压力状态对应的主观评价等级为压力感较大。
7.根据权利要求1中所述基于事件相关电位技术的服装压力评价方法，其特征在于:所述受试者以伪随机的方式确定实验顺序。
8.根据权利要求1中所述基于事件相关电位技术的服装压力评价方法，其特征在于:该方法进一步包括确定表征受试者所感觉到受试服压迫感的主观评价等级的主观实验。
【文档编号】G01N33/36GK103616500SQ201310608502
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】刘莉, 崔筝, 谢秉政 申请人:北京服装学院, 比音勒芬服饰股份有限公司