利用可穿戴生理信号和唾液皮质醇区分物理与心理应激

目的：本研究旨在评估可穿戴生理信号（单独或与唾液皮质醇联合）如何区分物理与心理应激及其恢复状态。方法：6名健康成年者在独立的实验日上完成三个实验室会话：休息、物理应激（高强度骑行）或心理应激（修改版恼怒社交压力测试）。持续记录心率、心率变异性、electrodermal activity和手腕加速度，并在五个时间点采集唾液皮质醇。以非重叠的10分钟窗口提取特征并标记为休息、物理应激、物理恢复、心理应激或心理恢复。训练使用可穿戴特征单独或联合五个额外的皮质醇特征的梯度提升分类器。采用留一被试交叉验证评估性能。结果：仅使用可穿戴设备实现77.8%的总体准确率，针对物理应激和恢复的准确率较高，但对心理应激和恢复的误分类频繁（召回率分别为50.0%和54.2%）。包括皮质醇后，总体准确率提升至94.4%，尤其对心理状态的识别显著改善，召回率提升至83.3%和87.5%。皮质醇还减少了心理应激与休息之间的误分类。结论：仅凭可穿戴信号不足以可靠区分心理应激与休息和恢复。整合唾液皮质醇显著改善了心理应激和恢复的分类，并减少了与休息的混淆，凸显了内分泌背景与可穿戴生理学的价值。意义：这些发现支持多模态压力监测，激励更大规模的生态学有效研究以及可扩展的替代性方案，以克服反复的皮质醇采集。