This paper explores a novel method for anxiety detection in older adults using simple wristband sensors such as Electrodermal Activity (EDA) and Photoplethysmogram (PPG) and a context-based feature. The proposed method for anxiety detection combines features from a single physiological signal with an experimental context-based feature to improve the performance of the anxiety detection model. The experimental data for this work is obtained from a year-long experiment on 41 healthy older adults (26 females and 15 males) in the age range 60-80 with mean age 73.36+-5.25 during a Trier Social Stress Test (TSST) protocol. The anxiety level ground truth was obtained from State-Trait Anxiety Inventory (STAI), which is regarded as the gold standard to measure perceived anxiety. EDA and Blood Volume Pulse (BVP) signals were recorded using a wrist-worn EDA and PPG sensor respectively. 47 features were computed from EDA and BVP signal, out of which a final set of 24 significantly correlated features were selected for analysis. The phases of the experimental study are encoded as unique integers to generate the context feature vector. A combination of features from a single sensor with the context feature vector is used for training a machine learning model to distinguish between anxious and not-anxious states. Results and analysis showed that the EDA and BVP machine learning models that combined the context feature along with the physiological features achieved 3.37% and 6.41% higher accuracy respectively than the models that used only physiological features. Further, end-to-end processing of EDA and BVP signals was simulated for real-time anxiety level detection. This work demonstrates the practicality of the proposed anxiety detection method in facilitating long-term monitoring of anxiety in older adults using low-cost consumer devices.


翻译:本文探索了使用简单的腕带传感器(如电极运动和光膜成像(PPG)和基于背景的特征)在老年人中检测焦虑的新方法。拟议的焦虑检测方法将单一生理信号的特征与实验背景特征结合起来,以提高焦虑检测模型的性能。这项工作的实验数据来自对41名60-80岁健康老年人(26名女性和15名男性)的为期一年的实验,其中平均年龄为73.36+5.25岁,在Trier社会压力测试(TSST)期间使用73.36+5.25。焦虑水平的地面真实性来自国家-屏幕感官焦虑感知识(STAI),这被视为测量感知焦虑的金质标准。EDA和血浆Pulse(BVP)信号分别使用手腕式 EDA和PG传感器传感器。从EDA和BVP信号的最后一组为分析选择了24个显著关联性特征。实验研究的各个阶段被编译为独特的直径直径的直径直径直径数据,在B-直径测测距机的深度测算模型和直径机测算模型中分别展示了B-直径测测算结果。

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