使用不显眼的可穿戴传感器测量青少年的心理生理信号可能有助于了解情绪障碍的发展。本研究调查了测量高质量生理数据的可行性，并在学校环境中检验了信号处理的有效性。在86名青少年中，使用带有凝胶电极的手腕佩戴传感器记录了总计超过410小时的皮肤电活动（EDA）数据，使用胸带传感器记录了超过370小时的心率数据。研究结果支持了在学校监测生理信号的可行性。我们描述了具体的挑战，并为信号分析提供了建议，包括处理由于传感器松动而产生的无效信号，以及量化噪声，这些噪声可能由可穿戴设备中模数转换的限制引起，并被误认为是生理反应。重要的是，我们的结果表明，使用默认参数的工具箱进行自动信号预处理、分解和伪影检测，而忽略设备和测量环境之间的差异，会产生误导性的结果。在应用我们提出的预处理步骤后，发现学生在整个课程中的生理信号的时间过程更加清晰。

关键词：可穿戴设备、EDA、心率、外周生理学、动态监测

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1.简介

使用生理测量来评估心理和情绪过程在心理科学中有着悠久的历史。例如，皮肤电活动（EDA）和心率（HR）等外围指标已被广泛用作实验室环境中情绪效价和唤醒[1]、心理工作量[2]、压力、决策[3]和参与[4]的指标。开发用于评估EDA和HR的不引人注目的可穿戴传感器的最新技术进步为监测人们日常生活中生态环境下的生理过程提供了机会。除了问卷调查和观察等其他测量工具外，可穿戴生理传感器还提供了关于个人认知和情绪状态的独特、详细的信息[5]。它们可以提供有关心理过程潜在机制的信息，具有非侵入性或微创性，不需要用户注意，从而允许持续评估。在过去的几十年里，部署可穿戴传感器来记录现实生活中的心理生理信号越来越受欢迎。

然而，在现实生活中测量生理信号会带来许多挑战。首先，与信号质量高的受控实验室设置不同，由于过度的身体运动、电极干扰或设备的限制，从流动设置记录的信号可能会有噪声。值得注意的是，生理信号经常与这些因素混淆[6]，因此威胁到动态评估的有效性。其次，在该领域部署可穿戴生理传感器需要对所涉及的成本和收益[7]、设备的可接受性、可用性和稳健性[8]有细致的了解。最后，尽管有人呼吁独立方对商业上可穿戴的生理传感器进行验证，但只有少数传感器得到了验证。例如，只有5%的HR可穿戴技术经过了金标准测量的正式验证[9]，只有10%被开发为适合野外记录的研究级技术[9]。在采用现实生活中生理信号的测量来获得实验室外心理过程的信息之前，有必要进行更系统、透明和严格的评估。

生理过程可以在现实生活中的不同人群和不同的背景下进行检查。然而，青少年是一个特别有趣的群体，因为在这一发展时期，与儿童和成人相比，平均而言，年轻人面临的（社会）压力增加，对压力的情绪和生理反应增强[10，11，12，13]。因此，研究青少年日常生活中的生理过程可能有助于更好地理解内化症状和情绪障碍的发展机制，其中许多症状和情绪紊乱通常在青春期发作（如抑郁和焦虑）[14]。

值得注意的是，青少年的动态评估可以在学校环境中进行，这代表了一个生态有效的环境，绝大多数青少年在这里度过了大部分时间。在学校里，青少年经常参与许多认知和情感上突出的活动，例如在学习或与同龄人互动时，使学校环境成为检查心理生理行为的一个非常合适的环境