一种多模态情感适应性生物反馈系统的技术验证：该系统通过引导呼吸来实现自主神经系统的调节

《Scientific Reports》：Technical validation of a multimodal emotion-adaptive biofeedback system for autonomic regulation using guided breathing

　　

摘要

研究表明，通过生物反馈技术实施的呼吸干预能够支持与共振呼吸反应相一致的生理调节。然而，市场上大多数生物反馈系统都基于固定的程序，提供的生理反馈有限，且无法根据用户的舒适度或情绪状态进行调整。该系统设计用于典型的20分钟生物反馈时间框架内工作，采用两阶段自适应呼吸频率（RR）算法，该算法在动态响应情绪不适信号的同时逐渐趋近于共振频率。系统级别的测试使用了参考级测量仪器进行。呼吸频率的估计显示出较低的均方绝对误差，而心率和心率变异性指标与参考标准的高度一致性得到了验证。在自适应生物反馈过程中，系统伴随着呼吸频率和皮肤电活动的降低，以及心率变异性的增加，这与从心率变异性（HRV）趋势中推断出的交感神经活动增强相一致。这些结果表明了一种具有情绪感知功能的多模态生物反馈框架的技术可行性和系统层面的有效性。所提出的框架为未来的对照研究和纵向验证研究提供了可扩展的基础。