Pourquoi ma courbe de mesure paraît-elle plus lisse qu’avant ?

Avec les versions 8.1.x, nous avons amélioré l’affichage des signaux de mesure dans l’application eSense. Depuis, les courbes paraissent plus calmes et plus nettes. Cette page explique ce qui se cache derrière ce changement et ce qu’il signifie pour l’interprétation de vos mesures.

Pourquoi un lissage était nécessaire

Toute mesure contient, à côté du signal corporel proprement dit, une petite part de bruit de mesure. Sur l’eSense, il apparaît à la limite de résolution du capteur : l’eSense Skin Response résout par pas de 0,01 microsiemens, l’eSense Temperature par pas de 0,01 degré Celsius.

Tant que vos valeurs sont élevées, ce bruit se remarque à peine. Mais si votre conductance cutanée se situe entre un et deux microsiemens, le bruit représente une part sensible des pics visibles. La courbe paraît alors agitée alors qu’il se passe peu de chose sur le plan physiologique. Sur l’eSense Temperature, le même effet est particulièrement frappant, car la température cutanée évolue de toute façon lentement.

Ce que fait le filtre

Nous utilisons un procédé appelé filtre One Euro. Il se distingue d’une simple moyenne sur un point essentiel : il s’adapte en permanence à la vitesse du signal.

• Tant que le signal évolue lentement, le filtre lisse fortement. Le bruit disparaît en grande partie.
• Dès qu’un changement réel et rapide survient, le filtre s’ouvre immédiatement et le laisse passer sans modification et sans retard.

Une moyenne classique ne le pourrait pas. Elle aplatirait chaque réaction et la décalerait dans le temps. C’est précisément ce que nous voulions éviter, car en biofeedback c’est le retour immédiat qui compte.

Les réglages du filtre sont adaptés séparément pour chaque capteur, car les signaux se comportent différemment. La conductance cutanée évolue autrement que la respiration, et la tension musculaire autrement encore que la température cutanée.

Ce qui change pour vous

La courbe paraît plus calme. Son allure, le niveau en microsiemens et toutes les montées nettes restent inchangés.

Les réactions restent entièrement visibles. Une montée de la conductance cutanée, par exemple après une inspiration profonde, un bruit ou une pensée, apparaît aussi vite et aussi haut qu’auparavant.

Le nombre de fluctuations spontanées peut diminuer. L’application eSense compte les fluctuations spontanées (skin conductance responses, SCR) et les affiche en SCR par minute. Ce nombre dépend du caractère agité du signal. Avant le lissage, avec des valeurs basses, une partie du bruit était comptée comme fluctuation. Ces décomptes étaient trop élevés. Depuis le lissage, cela n’arrive plus, et votre taux de SCR peut donc être plus bas qu’auparavant. Davantage de symboles verts apparaissent alors dans le Biofeedback Snake.

Votre activité végétative réelle ne change pas pour autant. Ce qui a changé, c’est uniquement ce qui était compté en plus.

Comment comparer d’anciennes et de nouvelles mesures ?

Restent parfaitement comparables l’allure de la courbe, le niveau de base en microsiemens, l’écart entre minimum et maximum, ainsi que les montées et descentes nettes.

N’est pas comparable une à une le nombre de fluctuations spontanées (SCR et SCR par minute) ainsi que le classement en couleurs qui en découle, lorsqu’une mesure a été réalisée avant et l’autre après la mise à jour. Cela concerne surtout les mesures à valeurs basses.

Depuis la version 8.1.6 s’ajoute un second changement qui va dans le même sens : nous avons revu la détection même des fluctuations spontanées. Une montée d’un minimum local jusqu’au maximum qui suit compte désormais comme une SCR si elle atteint au moins 0,02 µS en 1 à 20 secondes. Ces deux changements réunis font qu’il ne faut pas mettre directement en regard des valeurs de SCR situées de part et d’autre de cette limite de version. Les détails figurent dans Réponse de conductance cutanée (SCR).

Si vous suivez votre progression sur une longue période, comparez de préférence des mesures issues de la même période.

Ce qu’il vaut mieux observer

Avec des valeurs basses en particulier, le nombre de fluctuations n’est pas la grandeur la plus parlante. Deux autres observations sont plus riches d’enseignement :

1. Le niveau de base sur l’ensemble de la séance. Votre courbe descend-elle au fil de la mesure ? C’est un bon indice d’une détente croissante.
2. Les pics nets. Lorsque votre conductance cutanée monte clairement à un endroit puis redescend lentement, il vaut la peine de réfléchir à ce qui s’est passé à ce moment-là. De telles réactions en disent plus sur votre réactivité végétative que n’importe quel décompte.

À quels capteurs cela s’applique-t-il ?

Le lissage est actif pour l’eSense Skin Response, l’eSense Temperature, l’eSense Respiration, l’eSense Muscle et l’eSense Pulse, chacun avec son propre réglage.

Et l’export CSV ? S’agit-il encore de données brutes ?

Oui. Le filtre agit également sur les données enregistrées, et c’est délibéré.

La raison tient à ce que le filtre supprime. Les capteurs eSense Skin Response, Temperature et Respiration transmettent leur signal de mesure sous forme de signal audio analogique par la prise jack. L’application convertit ce signal audio en valeurs de mesure. Cette conversion produit, au bas de la résolution, un bruit d’origine technique. Il provient de la chaîne de mesure, pas de votre corps. En supprimant ce bruit, nous ne faussons donc pas vos données : nous les débarrassons d’une composante parasite qui ne vous appartenait pas. Votre signal physiologique reste intact, y compris toutes les réactions rapides.

Vous y gagnez un avantage pratique : la courbe que vous voyez dans l’application pendant la mesure est exactement celle que vous obtenez en traçant votre fichier CSV dans Excel, Python ou MATLAB. Les deux montrent la même chose.

Pour que cela reste compréhensible et vérifiable, nous publions le procédé dans son intégralité. Nous utilisons le filtre One Euro de Casiez, Roussel et Vogel (CHI 2012). L’implémentation de référence est disponible publiquement sur github.com/casiez/OneEuroFilter. Le filtre représente une vingtaine de lignes de code et peut être reproduit dans n’importe quel langage. Il comporte trois paramètres, que nous avons choisis différemment selon le capteur :

Capteur	minCutoff	beta	dCutoff
eSense Skin Response (µS)	0,3 Hz	0,3	1,0
eSense Temperature (°C)	0,12 Hz	0,007	1,0
eSense Respiration (RA)	1,0 Hz	0,02	1,0

minCutoff est la fréquence de coupure lorsque le signal est calme, beta détermine l’ampleur de l’ouverture du filtre lors de changements rapides, et dCutoff lisse la vitesse de variation utilisée en interne. Pour le Skin Response, beta a été choisi volontairement élevé, car les vraies fluctuations spontanées surviennent rapidement et doivent passer sans entrave. Pour le Temperature, beta est très bas, car la température cutanée évolue de toute façon lentement et il n’y a pratiquement que du bruit à retirer. Pour le Respiration, la fréquence de coupure se situe volontairement entre la fréquence respiratoire et la bande de bruit, de sorte que la respiration passe sans atténuation.

Si vous exploitez ces données à des fins scientifiques et avez des questions sur le procédé, n’hésitez pas à contacter notre support.

Mes valeurs sont globalement très basses. Que puis-je faire ?

Des valeurs durablement inférieures à 1 microsiemens indiquent le plus souvent un contact cutané insuffisant. Vérifiez dans ce cas les points suivants :

• Utilisez des électrodes gel ou adhésives fraîches. Les paquets entamés se dessèchent au fil des mois et conduisent alors moins bien. Conservez-les hermétiquement.
• Lavez-vous les mains à l’eau claire avant la mesure et séchez-les bien. Les désinfectants et les crèmes pour les mains dégradent le contact.
• Appuyez les électrodes sur toute leur surface et attendez une à deux minutes après les avoir posées avant de démarrer la mesure.

Plus de détails dans l’article Les valeurs de l’eSense Skin Response sont très faibles.