Heart and Breathing Rate Variations as Biomarkers for Anxiety Detection
Notice bibliographique
Résumé
With advances in portable and wearable devices, it should be possible to analyze and interpret the collected biosignals from those devices to tailor a psychological intervention to help patients. This study focuses on detecting anxiety by using a portable device that collects electrocardiogram (ECG) and respiration (RSP) signals. The feature extraction focused on heart-rate variability (HRV) and breathing-rate variability (BRV). We show that a significant change in these signals occurred between the non-anxiety-induced and anxiety-induced states. The HRV biomarkers were the mean heart rate (MHR; p¯ = 0.04), the standard deviation of the heart rate (SD; p¯ = 0.01), and the standard deviation of NN intervals (SDNN; p¯ = 0.03) for ECG signals, and the mean breath rate (MBR; p¯ = 0.002), the standard deviation of the breath rate (SD; p¯ < 0.0001), the root mean square of successive differences (RMSSD; p¯ < 0.0001) and SDNN (p¯ < 0.0001) for RSP signals. This work extends the existing literature on the relationship between stress and HRV/BRV by being the first to introduce a transitional phase. It contributes to systematically processing mental and emotional impulse data in humans measured via ECG and RSP signals. On the basis of these identified biomarkers, artificial-intelligence or machine-learning algorithms, and rule-based classification, the automated biosignal-based psychological assessment of patients could be within reach. This creates a broad basis for detecting and evaluating psychological abnormalities in individuals upon which future psychological treatment methods could be built using portable and wearable devices.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».