A web-based toolkit for recording and analysis of physiological signals in response to affective and cognitive stressors

KEMAL BEŞKARDEŞLER

A web-based toolkit for recording and analysis of physiological signals in response to affective and cognitive stressors

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Galatasaray Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: KEMAL BEŞKARDEŞLER

Danışman: Reis Burak Arslan

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Stres; depresyon, obezite, kardiyovasküler ve diyabetik hastalıklar gibi çeşitli hastalıklarla ilişkilendirilen insanlığın en önemli sorunlarından biridir. İnsan vücudundaki fizyolojik sinyalleri izleyerek, stresin insan fizyolojisinde neleri değiştirdiğini anlayabilir ve bu hastalıkları önleyebiliriz. Fizyolojik sinyaller elektrodermal aktivite (EDA), elektrokardiyografi (EKG), elektroensefalografi (EEG), elektromiyografi (EMG), fotopletismografi (PPG) ve insan vücudundaki sıcaklık, solunum, iris ve gözbebeği parametreleri gibi değişikliklerin analizi ile izlenebilir. Bu çalışmada, fizyolojik sinyaller kullanılarak stres tespiti ile ilgili mevcut çalışmaların analizi yapılmıştır. Deneysel veri kümesi üretmek ve var olan sonuçlarla karşılaştırmak amacıyla, stroop renk kelime testi (CWT), resim testi ve hesaplama testlerinin gerçekleştirildiği bir web sitesi kontrollü test ortamı olarak geliştirilmiştir. Analizler için gerekli veriseti EDA, sıcaklık, fotopletismograf ve 3 eksenli ivmeölçer sensörlerine sahip Empatica E3 bilekliği ve EDA ve EKG sensörlerine sahip Bitalino kiti ile toplanmıştır. Analizler test tipi bazında, çeşitli sınıflandırma algoritmaları kullanılarak yapılmış; dinlenme, stresli, stressiz, düşük stresli ve yüksek stresli fazlarının ikili ve üçlü sınıflandırılmaları üzerinde çalışılmıştır. Stroop testi için en iyi sonuç %83.09 doğrulukla "dinlenme - stresli" sınıflandırması için elde edilmiştir. Sembol rakam yöntemi ve matematik testi için "dinlenme - stresli", "dinlenme - düşük stresli", "dinlenme - yüksek stresli" ve "düşük stresli - yüksek stresli" sınıflandırmalarında sırasıyla %89.61, %88.35, %85.78 ve %77.46 doğruluk elde edilmiştir. Resim testlerinin "dinlenme - stresli" analizlerinde %85.06 doğruluk elde edilmiştir.