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AcqKnowledge软件进行皮电反应(EDA/SCR)分析的详细教程

念靖晴 流浪心球 2022-04-26

原始版来源于Yoann Stussi等人,遵循CC-By Attribution 4.0 International 协议,本教程略有删改。


本教程主要分为预处理(Preprocessing)、事件相关EDA分析(Event-related EDA Analysis)两个核心部分,接下来我们将逐一进行详细的讲解。

第一部分 预处理(Preprocessing)

1.1 导入或打开原始的EDA数据。
1.2 复制EDA电极:Edit — Duplicate Waveform(或者在选中EDA电极后同时按下
“ctrl+d”进行复制
1.3 对皮肤电数据进行滤波:Transform — Digital Filters — FIR — Low pass… (Blackman -92 dB, cutoff frequency = 1 Hz)(如图1所示)
1.4 对EDA数据进行降采样率(Downsample,如:从1000 Hz 降到 250 Hz):Transform — Resample Waveform…
1.5 将数字输入(如:trigger/Marker/Event codes)转化为刺激事件(stim events):Analysis — Stim-Response — Digital Input to Stim Events   — Upper eight digital lines (D8-D15)  —  transition latency (如图2所示)。请注意,转化(transition)潜伏期必须短于AcqKnowledge 4.4软件中Trigger潜伏期(如:Trigger的潜伏期为10 ms,则转化的潜伏期为5 ms)。转化潜伏期用于定义将被视为单个事件的最大触发持续时间。
1.6 设置EDA首选项:Analysis  —  Electrodermal Activity   —  Preferences (如图3所示)。
  • 结果显示为:仅Excel电子表格
  • 构造相位EDA:用平滑基线去除法
  • 基线校正窗口宽度:0.2 s(如果SCR数据降采样[<1000 Hz],则可以改为2 s)
  • SCR阈值水平:0 µS
  • SCRs拒绝水平:最大值的 0%
1.7 从Tonic EDA导出Phasic EDA:Analysis  —  Electrodermal Activity  —  Derive Phasic EDA from Tonic (如图4所示)
  • 选择包含EDA信号的通道
1.8 另存为一个新的文件(如:‘s01_STUDYNAME_preprocessed.acq’)

第二部分 事件相关EDA分析(Event-related EDA Analysis)

2.1 打开预处理之后的EDA数据文件。
2.2 删/移除无关或无需在进行分析的trigger/Marker/Event codes(如:常规trigger、开始或结束trigger等):Event Palette (见图5, 或者 Display —  Show  —  Event Palette)
  • Clear…  —  select have labels containing the text
  • 输入想要删/移除的trigger/Marker/Event codes标签

2.3 定位(Locate) SCRs:Analysis — Electrodermal Activity — Locate SCRs (见图6)。
  • Tonic EDA Channel: use EDA – GSR100C channel
  • Phasic EDA: use Phasic EDA channel
2.4 事件相关EDA分析(Event-related EDA analysis): Analysis — Electrodermal Activity — Event — related EDA Analysis (见图7)。

2.4.1 参数(Parameters )(首选项,Preferences)

  • Tonic EDA Channel: EDA – GSR100C
  • Phasic EDA: Use channel Phasic EDA: Phasic EDA
  • Stimulus event type: Stimulus Delivery
  • Stimulus event location: Anywhere
  • Minimum separation between Stimulus Event and SCR: 0.5 s (or 1 s)
  • Maximum separation between Stimulus Event and SCR: 4.5 s (or 4 s)
  • Select Output events for specific SCRs
2.5 从Event-related EDA analysis的电子表格中提取刺激事件和非刺激事件的选择的“Stim Time”列,并将其复制到新建(excel)文档(见图8)。

2.6 手动检查特定SCR的自动检测结果(例如,是否检测到第一个/最大响应,是否正确检测到波形起始,是否正确区分/分离多个响应等),并纠正错误检测和伪迹。
 2.6.1 错误检测多个SCR的示例(见图9)

2.6.2 对SCR进行重新编码的步骤。

  • 将光标放在SCR结束的起点处(您可以使用EDA Phasic channel进行引导)(见图10)。请注意,通常在SCR出现前有一个平静期。
  • 在波形出现的地方进行右击(即前一个SCR的“(”)(见图10)。
  • 选择Edit Event(见图10)。
  • 根据时间测量修改位置(见图11)。
  • 按 Enter 键(见图12)。
  • 选择 the recoded SCR(注意:需要包括波形开始[“(”]和波形结束[")”])(见图13)。
  • 同时按下“ctrl+f”。
  • 在Cycles/Peaks选项卡中,设置Locate Cycles from to events,将Start event设置为Waveform Onset,将End event设置为Waveform Offset(见图14)。
  • 在Selection选项卡,确保Left edge设置为Time of Starting event:+0秒,Right edge设置为Time of Ending event:+0秒(见图15)。
  • 在Output选项卡,转到“Events”选项卡并选择“Output events”。将Event 1设置为EDA通道上的最大值,将输出类型设置为Specific SCR,将Output channel设置为EDA channel。将Event 2设置为None。(见图16)
  • 之后点击 Find in Selected Area(见图17)
2.6.3 将事件相关EDA中被编码为伪迹的移除流程(见图18)。
  • 右击specific SCR (如:图中的红框) 同时单击Edit Event。
  • 选择specific SCR 并移除,单击Cut Selected Event(见图19).
  • 相应地更新包含Stim Time列的excel文件(即,剪切与错误地检测为事件相关SCR的伪迹相关联的Stim Time,并将其粘贴到不匹配的Stim Times中(未检测到与事件相关的SCR))。

2.6.4 对遗漏的event-related SCR 进行编码的流程。

  • 对记录到遗漏的多个SCRs进行处理(请查阅2.6.2 对SCR进行重新编码的步骤)。

  • 相应地更新包含Stim Time列的excel文件(即,剪切先前不匹配的Stim时间,并将其粘贴到与事件相关的SCR相关的Stim时间中,同时确保严格遵守时间顺序[从小到大])。

2.7 手动检查完成后,另存为一个新文件(如:s01_STUDYNAME_erEDA.acq),通过查找波形出现和特定SCR之间的周期导出相关数据:

2.7.1 按“ctrl+f”。在Cycle/Peaks选项卡中,设置Locate cycles from to events,并将Start event设置为Waveform Start,将End event设置为Specific SCR(见图20)。

2.7.2 在“select”选项卡中,确保将Left edge设置为Time of Starting event: + 0 seconds,Right edge设为 Time of Ending event: + 0 seconds(见图21)。

2.7.3 在“Output”选项卡中,转到“Measurements”选项卡并选择“Save measurements”将测量值转换为Excel电子表格文件。然后,转到“Events”选项卡并确保未选中Output events(见图22)。

2.7.4 单击“Find All Cycles”(见图23)。

2.8 用'Stim Time'复制excel文件上的结果(见图24),并用'0'填充没有特定SCR event 的测量空值(见图25)。
2.9 将Stim Time列从最小值排序到最大值(见图26)。请确保在排序之前选择所有包含数据的单元格。
2.10 (可选)复制Excel文件中的数据并粘贴到包含每个试次的所有实验条件信息的文件中。

注意:本指南的目的是提供有关如何使用AcqKnowledge软件分析EDA的简要信息。然而,需要注意的是,它并不是全能的,并且存在使用不同参数的其他程序来分析EDA。这些其他的程序可能比这里介绍的更适合你的具体需要,这取决于你的研究目的或范式。此外,最好(也是非常推荐的)知道你在分析的任何一步都在做什么。

参考文献或资源:
[1] Stussi, Y., Brosch, T., & Sander, D. (2015). Learning to fear depends on emotion and gaze interaction: The role of self-relevance in fear learning. Biological Psychology, 109, 232-238.https://doi.org/10.1016/j.biopsycho.2015.06.008
[2] Stussi, Y., Pourtois, G., & Sander, D. (2018). Enhanced Pavlovian aversive conditioning to positive emotional stimuli. Journal of Experimental Psychology: General, 147, 905-923.https://doi.org/10.1037/xge0000424
[3] Stussi, Y., Ferrero, A., Pourtois, G., & Sander, D. (2019). Achievement motivation modulates Pavlovian aversive conditioning to goal-relevant stimuli. npj Science of Learning, 4, 4. https://doi.org/10.1038/s41539-019-0043-3
[4]  原教程来源链接:https://osf.io/eqa6s/

Ps:鉴于个人精力和能力有限,难免有遗漏或笔误之处,请各位读者批评指正,谢谢!!

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