Análisis de señales biomédicas para la detección del nivel de estrés/relajación de conductores

Abstract

[ES] El estrés laboral es una alteración física o psíquica que afecta negativamente a la salud de las personas. Este estrés incorporado a la conducción supone un incremento en el riesgo de sufrir accidentes de tráfico. Por ello, su evaluación en conductores resulta clave para evitar estos eventos y futuros problemas de salud. Para conocer el comportamiento del organismo se han elaborado dos análisis con las señales biomédicas del electrocardiograma, electromiograma y electrodermograma. Las señales del primer análisis proceden de la base de datos PhysioNet. El protocolo de adquisición consta de tres periodos de conducción donde el nivel de estrés se va modificando: relajación, ciudad y autopista. Los parámetros que han resultado más relevantes en la diferencia entre relajación y conducción han sido la frecuencia cardiaca, la tasa de alta/baja frecuencia, media cuadrática normalizada, percentil 90 y media de la amplitud. Para validar los resultados obtenidos, se ha desarrollado un experimento similar con un simulador de conducción de autobús. Los resultados indican que la conducción en zonas metropolitanas supone un incremento en el nivel de estrés del sujeto. Para registrar la evolución temporal del estrés se ha desarrollado una métrica de estrés formada por los parámetros más significativos. La evaluación de ésta se ha realizado sobre las dos bases de datos. En general, se reflejan incrementos puntuales y diferenciados de las zonas de conducción frente a la etapa de relajación. La incorporación de esta métrica de estrés en el seguimiento de los trabajadores podría ser una herramienta capaz de proporcionar información en tiempo real de la situación de éstos. Con ello, situaciones peligrosas activarían un aviso sonoro o visual para informar tanto a las empresas como a los empleados del riesgo presente.

[CA] L'estrès laboral és una alteració física o psíquica que afecta negativament la salut de les persones. Aquest estrès incorporat a la conducció suposa un increment en el risc de patir accidents de trànsit. Per això, la seua avaluació en conductors resulta clau per evitar aquests esdeveniments i futurs problemes de salut. Per conèixer el comportament de l'organisme s'han elaborat dues anàlisis amb els senyals biomèdiques de l'electrocardiograma, electromiograma i electrodermograma. Els senyals de la primera anàlisi procedeixen de la base de dades PhysioNet. El protocol d'adquisició consta de tres períodes de conducció on el nivell d'estrès es va modificant: relaxació, ciutat i autopista. Els paràmetres que han resultat més rellevants en la diferència entre relaxació i conducció han sigut la freqüència cardíaca, la taxa d'alta / baixa freqüència, mitjana quadràtica, percentil 90 i la mitjana de l'amplitud. Per validar els resultats obtinguts, s'ha desenvolupat un experiment similar amb un simulador de conducció d'autobús. Els resultats indiquen que la conducció en zones metropolitanes suposa un increment en el nivell d'estrès del subjecte. Per registrar l'evolució temporal de l'estrès s'ha desenvolupat una mètrica formada pels paràmetres més significatius. L'avaluació d'aquesta s'ha realitzat sobre les dues bases de dades. En general, es reflecteixen increments puntuals i diferenciats de les zones de conducció enfront de l'etapa de relaxació La incorporació de la mètrica d'estrès en el seguiment dels treballadors podria ser una eina capaç de proporcionar informació en temps real de la situació d'aquests. Amb això, situacions perilloses activarien un avís sonor o visual per informar tant a les empreses com als treballadors del risc present.

[EN] Work stress is a physical or mental alteration that adversely affects the health of people. This stress in driving represents an increase in the risk of traffics accidents. Therefore, its assessment is very important to avoid these events and future health problems. To understand the behaviour of the organism two analyses have been developed using electrocardiogram, electromiograma and electrodermal activity. The signals of the first analysis come from PhysioNet, a databank. The acquisition protocol consists of three periodos of driving where the stress level is modified: relaxation, city and highway. The parameters that have been the most important in the difference between relaxation and driving have been heart rate, the rate of high / low frequency, root mean square, 90th percentile and the mean of the amplitude. To validate the results, it has developed a similar experiment with a bus driving simulator. The results indicate that in metropolitan areas driving an increase in the stress level of the subject. To record the evolution of stress, a metric has been developed using the most significant parameters. This assessment has been done abou both databases. In general, specific and differentiated increases are reflected between areas of driving and relaxation phase. Incorporating stress metrics in monitoring of workers could be a tool capable of providing real time information about them. Dangerous situations would trigger an audible or visual warning to inform both companies and employees about the present risk