一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法

1.本发明涉及人体触觉敏感度检测技术领域，尤其涉及一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法。


背景技术：

2.早在20世纪90年代，基于神经电生理学的着装接触舒适性研究工作就已展开。在这些研究工作的早期，由于计算能力有限，数据获取能力和分析能力相对较低。这些技术壁垒致使基于神经电生理信号检测的实验难以得出有意义的结果，从而阻碍了这方面研究的持续性发展。近年来，随着神经电生理检测设备的成本显著下降以及计算机计算能力的显著提升，这方面研究的可行性也随之提升。然而，大多数近期的研究都将被试视作具有相似的神经电生理学特征，进而开展研究。由于这一研究前提直接导致实验结果的巨大变异性和不确定性，因此有必要采用最先进的高精度神经电生理信号检测系统，借以得出更具意义和标志性的结果。
3.目前，基于人体神经电生理反应的着装接触舒适性研究将被试视作统一的人群样本，从而导致研究结果存在较大的人与人之间的差异，无法得出稳定且可靠的舒适性评测结论。而这类差异又往往被作为随机误差处理，进而导致研究结果存在一定的误导性。事实上，不预先根据人与人之间触觉敏感度的差异对人群进行分类即展开的着装接触舒适性实验，往往会造成不可避免的系统误差，即来自被试人群本身的误差。此时，已通过大量实验证实中敏人群能够提供最为稳定可靠的织物接触舒适性判定结果。
4.因此，有必要提供一种中敏感性人群筛选方法，能够排除以往着装接触舒适性检测中人群未经分类就进行实验所造成的来自被试人群本身的误差，通过分类筛选出中敏感性人群，然后针对这一类人群开展后续的接触舒适性检测实验，才能大大提高这类实验的可靠性和可复制性，其实验结果也才真正具有统计学意义。


技术实现要素：

5.本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法，能够确保人群筛选的准确性，从而排除了以往着装接触舒适性检测中人群未经分类就进行实验所造成的来自被试人群本身的误差。
6.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法，所述方法包括以下步骤：
7.采集n个用户在轮流佩戴同一光滑织物与皮肤动态接触时所产生的第一脑电信号、第一心电信号及第一肌电信号，以及采集所述n个用户在轮流佩戴同一粗糙织物与皮肤动态接触时所产生的第二脑电信号、第二心电信号及第二肌电信号；其中，n为大于1的正整数；
8.根据所采集到的n个第一脑电信号及n个第二脑电信号，在所述n个用户中，得到符合预定初筛条件的用户；
9.根据所采集到的n个第一心电信号、n个第一肌电信号、n个第二心电信号及n个第二肌电信号，在符合预定初筛条件的用户中，进一步得到符合预定终筛条件的用户并输出。
10.其中，所述预定初筛条件为同一用户中第一脑电信号的α波能量百分比大于第二脑电信号的α波能量百分比。
11.其中，所述第一脑电信号的α波累积能量的一阶导数曲线随时间变化而逐步下降；所述第二脑电信号的α波累积能量的一阶导数曲线在起始阶段出现一个明显的峰值，随后直接处于持续平稳状态。
12.其中，所述预定终筛条件为同一用户中第一心电信号的心率变异系数小于第二心电信号的心率变异系数，且第一肌电信号的肌电波形平均值小于第二肌电信号的肌电波形平均值及第一肌电信号的肌电波形面积小于第二肌电信号的肌电波形面积。
13.其中，所述第二心电信号的自主神经系统活动活跃度高于所述第一心电信号的自主神经系统活动活跃度。
14.其中，所有信号均通过神经电生理信号采集设备来采集到的；其中，
15.所述神经电生理信号采集设备为mindangel ubr08生理信号采集设备，具有8通道，最高采样率1000hz，共模抑制比125db，本底噪声小于0.1微伏。
16.其中，所述n个用户未服用促进或抑制神经的药物，实验前一天睡眠充足。
17.其中，所述实验在人工气候室进行，温度25℃
±
1.4℃，相对湿度31
±
4.5％，每个用户在进入气候室30分钟后再进行实验，用户全程保持静止、闭眼，并保持放松、清醒状态，用以避免在测量脑电信号时噪声、眨眼、昏睡、情绪紧张等所造成的影响。
18.实施本发明实施例，具有如下有益效果：
19.本发明通过对比同一用户与光滑织物及粗糙织物动态接触时分别产生的脑电信号、心电信号及肌电信号来确定中敏感性的用户，从而能够确保人群筛选的准确性，排除了以往着装接触舒适性检测中人群未经分类就进行实验所造成的来自被试人群本身的误差。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
21.图1为本发明实施例提供的一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法的流程图；
22.图2为本发明实施例提供的一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法中实验范式图；
23.图3为本发明实施例提供的一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法中符合预定初筛条件的用户在光滑织物-皮肤动态接触时的脑电信号时域分析图；其中，(a)α波的时域信号图；(b)α波的累积能量曲线图；(c)α波的累积能量曲线的一阶导数曲线图；
24.图4为本发明实施例提供的一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法中符合预定初筛条件的用户在粗糙织物-皮肤动态接触时的脑电信号时域分析图；其中，(a)α波的时域信号图；(b)α波的累积能量曲线图；(c)α波的累积能量曲线的一阶导数曲线图；
25.图5为本发明实施例提供的一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法中符合预定终筛条件的用户(即中敏感性人群)在光滑织物-皮肤动态接触时的心电分析图；其中，(a)实时心率图；(b)r-r间值直方图；(c)庞加莱散点连线图；
26.图6为本发明实施例提供的一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法中符合预定终筛条件的用户(即中敏感性人群)在粗糙织物-皮肤动态接触时的心电分析图；其中，(a)实时心率图；(b)r-r间值直方图；(c)庞加莱散点连线图；
27.图7为本发明实施例提供的一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法中符合预定终筛条件的用户(即中敏感性人群)先后与两种不同织物-皮肤动态接触时的α波能量百分比参数对比折线图；
28.图8为本发明实施例提供的一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法中符合预定终筛条件的用户(即中敏感性人群)先后与两种不同织物-皮肤动态接触时的心率变异率参数对比折线图；
29.图9为本发明实施例提供的一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法中符合预定终筛条件的用户(即中敏感性人群)先后与两种不同织物-皮肤动态接触时的肌电波形平均值参数对比折线图；
30.图10为本发明实施例提供的一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法中符合预定终筛条件的用户(即中敏感性人群)先后与两种不同织物-皮肤动态接触时的肌电波形面积参数对比折线图。
具体实施方式
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
32.如图1所示，为本发明实施例中，提出的一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法，所述方法包括以下步骤：
33.步骤s1、采集n个用户在轮流佩戴同一光滑织物与皮肤动态接触时所产生的第一脑电信号、第一心电信号及第一肌电信号，以及采集所述n个用户在轮流佩戴同一粗糙织物与皮肤动态接触时所产生的第二脑电信号、第二心电信号及第二肌电信号；其中，n为大于1的正整数；
34.步骤s2、根据所采集到的n个第一脑电信号及n个第二脑电信号，在所述n个用户中，得到符合预定初筛条件的用户；
35.步骤s3、根据所采集到的n个第一心电信号、n个第一肌电信号、n个第二心电信号及n个第二肌电信号，在符合预定初筛条件的用户中，进一步得到符合预定终筛条件的用户并输出。
36.具体过程为，在步骤s1中，首先，选取n个健康的成年人作为被试，未服用促进或抑制神经的药物，实验前一天保证睡眠充足。此时，实验在人工气候室进行，温度25℃
±
1.4℃，相对湿度31
±
4.5％，每个被试在进入气候室30分钟后再进行实验，以习惯实验环境。用户全程保持静止、闭眼，并保持放松、清醒状态，用以避免在测量脑电信号时噪声、眨眼、昏睡、情绪紧张等所造成的影响。
37.为被试佩戴好神经电生理信号采集设备(mindangel ubr08生理信号采集设备，8
通道，最高采样率1000hz，共模抑制比125db，本底噪声小于0.1微伏)。
38.其次，选取两块表面粗糙度有明显差异的面料(如，光滑织物和粗糙织物)，分别与人体前臂皮肤进行动态接触。操作过程包括5个阶段，分别是静息阶段、光滑织物-皮肤动态接触阶段、静息阶段、粗糙织物-皮肤动态接触阶段、静息阶段，每阶段持续5分钟，同时采集全过程的脑电信号、心电信号及肌电信号，实验范式如图2所示。因此，可以得到n个用户在轮流佩戴同一光滑织物与皮肤动态接触时所产生的第一脑电信号、第一心电信号及第一肌电信号，以及n个用户在轮流佩戴同一粗糙织物与皮肤动态接触时所产生的第二脑电信号、第二心电信号及第二肌电信号。
39.在步骤s2中，以脑电信号作为初筛指标，对脑电信号进行预处理和时域分析，快速筛出符合预定初筛条件的用户。此时，预定初筛条件具体为同一用户中第一脑电信号的α波能量百分比大于第二脑电信号的α波能量百分比。此时，第一脑电信号的α波累积能量的一阶导数曲线随时间变化而逐步下降(如图3(c)所示)，第二脑电信号的α波累积能量的一阶导数曲线在起始阶段出现一个明显的峰值，随后直接处于持续平稳状态(如图4(c)所示)。
40.如图3(a)所示，该符合预定初筛条件的用户对光滑织物-皮肤动态接触的脑电信号反应缓和，α波呈现逐渐被抑制的趋势状态；而如图4(a)所示，该符合预定初筛条件的用户在粗糙织物-皮肤动态接触的起始阶段发生强烈的短时α波反应，随后进入平稳的抑制状态。
41.在步骤s3中，对符合预定初筛条件的用户的心电信号和肌电信号进行预处理和时域分析，快速筛出符合终筛条件的用户，即所筛人群属于中敏人群。此时，预定终筛条件为同一用户中第一心电信号的心率变异系数小于第二心电信号的心率变异系数，且第一肌电信号的肌电波形平均值小于第二肌电信号的肌电波形平均值及第一肌电信号的肌电波形面积小于第二肌电信号的肌电波形面积。此时，第二心电信号的自主神经系统活动活跃度显著高于第一心电信号的自主神经系统活动活跃度。
42.如图5所示，该符合预定终筛条件的用户在光滑织物-皮肤动态接触阶段，交感神经活动增强，迷走神经几乎不活动；而如图6所示，该符合预定终筛条件的用户在粗糙织物-皮肤动态接触阶段，交感神经和迷走神经都参与活动，心率变异率显著增大，且肌电波形平均值和波形面积均增大。
43.可以理解的是，对符合预定终筛条件的用户先后进行同种织物与皮肤的静态、动态接触，对比静态、动态两种接触方式下产生的脑电、心电、肌电特征，发现其规律与不同织物-皮肤动态接触的信号规律吻合，再次验证符合预定终筛条件的用户属于中敏人群。
44.提取有显著统计学意义的参数制成折线对比图(如图7、8、9、10所示)，可以得出中敏人群对不同表面粗糙度的织物表现出与其物理性质一致的、稳定的神经电生理反应。其中，在图7中，可明显观测到每一用户与光滑织物接触时的α波能量百分比都高于同一用户与粗糙织物接触时的α波能量百分比。在图8中，可明显观测到每一用户与光滑织物接触时的心率变异系数都低于同一用户与粗糙织物接触时的心率变异系数。在图9中，可明显观测到每一用户与光滑织物接触时的肌电波形平均值都低于同一用户与粗糙织物接触时的肌电波形平均值。在图10中，可明显观测到每一用户与光滑织物接触时的肌电波形面积都低于同一用户与粗糙织物接触时的肌电波形面积。
45.对被试的主观评测结果进行统计分析，发现所筛中敏人群的主观评分与实验结果
也具有一致性。
46.综上所述，本发明能快速、准确地筛选出对织物触觉感知为中敏感性的人群。
47.实施本发明实施例，具有如下有益效果：
48.本发明通过对比同一用户与光滑织物及粗糙织物动态接触时分别产生的脑电信号、心电信号及肌电信号来确定中敏感性的用户，从而能够确保人群筛选的准确性，排除了以往着装接触舒适性检测中人群未经分类就进行实验所造成的来自被试人群本身的误差。
49.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如rom/ram、磁盘、光盘等。
50.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：采集n个用户在轮流佩戴同一光滑织物与皮肤动态接触时所产生的第一脑电信号、第一心电信号及第一肌电信号，以及采集所述n个用户在轮流佩戴同一粗糙织物与皮肤动态接触时所产生的第二脑电信号、第二心电信号及第二肌电信号；其中，n为大于1的正整数；根据所采集到的n个第一脑电信号及n个第二脑电信号，在所述n个用户中，得到符合预定初筛条件的用户；根据所采集到的n个第一心电信号、n个第一肌电信号、n个第二心电信号及n个第二肌电信号，在符合预定初筛条件的用户中，进一步得到符合预定终筛条件的用户并输出。2.如权利要求1所述的对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法，其特征在于，所述预定初筛条件为同一用户中第一脑电信号的α波能量百分比大于第一脑电信号的α波能量百分比。3.如权利要求2所述的对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法，其特征在于，所述第一脑电信号的α波累积能量的一阶导数曲线随时间变化而逐步下降；所述第二脑电信号的α波累积能量的一阶导数曲线在起始阶段出现一个明显的峰值，随后直接处于持续平稳状态。4.如权利要求1所述的对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法，其特征在于，所述预定终筛条件为同一用户中第一心电信号的心率变异系数小于第二心电信号的心率变异系数，且第一肌电信号的肌电波形平均值小于第二肌电信号的肌电波形平均值及第一肌电信号的肌电波形面积小于第二肌电信号的肌电波形面积。5.如权利要求4所述的对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法，其特征在于，所述第二心电信号的自主神经系统活动活跃度高于所述第一心电信号的自主神经系统活动活跃度。6.如权利要求1所述的对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法，其特征在于，所有信号均通过神经电生理信号采集设备来采集到的；其中，所述神经电生理信号采集设备为mindangel ubr08生理信号采集设备，具有8通道，最高采样率1000hz，共模抑制比125db，本底噪声小于0.1微伏。7.如权利要求1所述的对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法，其特征在于，所述n个用户未服用促进或抑制神经的药物，实验前一天睡眠充足。8.如权利要求7所述的对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法，其特征在于，所述实验在人工气候室进行，温度25℃
±
1.4℃，相对湿度31
±
4.5％，每个用户在进入气候室30分钟后再进行实验，用户全程保持静止、闭眼，并保持放松、清醒状态，用以避免在测量脑电信号时噪声、眨眼、昏睡、情绪紧张等所造成的影响。

技术总结
本发明提供一种对织物触觉感知为中敏感性的人群筛选方法，包括采集N个用户在轮流佩戴同一光滑织物与皮肤动态接触时所产生的第一脑电信号、第一心电信号及第一肌电信号，以及采集N个用户在轮流佩戴同一粗糙织物与皮肤动态接触时所产生的第二脑电信号、第二心电信号及第二肌电信号；根据N个第一脑电信号及N个第二脑电信号，在N个用户中，得到符合预定初筛条件的用户；根据N个第一心电信号、N个第一肌电信号、N个第二心电信号及N个第二肌电信号，在符合预定初筛条件的用户中，得到符合预定终筛条件的用户并输出。实施本发明，能够确保人群筛选的准确性，从而排除了以往着装接触舒适性检测中人群未经分类就进行实验所造成的来自被试人群本身的误差。自被试人群本身的误差。自被试人群本身的误差。


技术研发人员：叶婷 邱夷平 金晨怡
受保护的技术使用者：温州大学
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/8/23