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皮肤传导反应(SCR)

什么是皮肤传导反应(SCR)?

Skin Conductance Responses(SCR)是叠加在皮肤电导持续性基础水平上的短暂相位性波动。eSense Skin Response 会统计每分钟检测到的 SCR 次数。请用 SCR/min 观察放松训练中的反应。下列现有 Mindfield 经验范围也可用于新记录,作为同一次测量内的大致参考。

皮肤电导包括缓慢变化的持续性“水平”和短暂变化的相位性“反应”。这些相位性反应称为 Skin Conductance Responses(SCR)。

SCR/min 表示检测到的反应频率,µS 表示测得的皮肤电导。皮肤电活动的基础知识见 [1]。现有 Mindfield 经验范围暂时继续作为大致实践参考:0–5 SCR/min 为较放松,6–9 SCR/min 为较活跃,从 10 SCR/min 起为明显更活跃,超过 16 SCR/min 为非常活跃。这些范围来自截至 8.1.3 版的旧计数方法,不是科学常模;针对自 8.1.6 版起记载的检测方法,重新校准仍有待完成。新记录也可用它们在同一次测量内作大致参考。请用相同检测方法下的个人基线比较来评价进步。愉快的兴奋也会使数值上升。如果放松训练中数值升高,请放稳测量手,主动放松,并把后续走势与自己的安静阶段比较。


[1] Boucsein, W. (2012). Electrodermal Activity (2nd ed.). Springer, New York. DOI: 10.1007/978-1-4614-1126-0.

[2] Boucsein, W., Fowles, D. C., Grimnes, S., Ben-Shakhar, G., Roth, W. T., Dawson, M. E., & Filion, D. L. (2012). Publication recommendations for electrodermal measurements. Psychophysiology, 49(8), 1017–1034.

先进行10分钟安静基线测量,期间不要查看数值。结束后记录 SCR/min、µS 平均值和感受到的紧张程度。在存档中,与其他同等时长的安静及训练测量比较:使用相同版本和检测方法、相同电极类型与位置,尽量保持相同时刻和相近室温。如果记录中无法辨认版本,请自行记下。放松训练时,请在多次练习中尝试使 SCR/min 低于个人基线,无须达到 0 SCR/min。检测方法改变后,请重新做安静基线测量,不要把相对于旧计数器的差异直接当作训练进步。

µS 平均值同时包含基础水平和测量期间出现的 SCR。许多峰值可能抬高平均值,因此它不等于单独提取的持续性基础水平。判断个人基础水平时,请选择 SCR 较少且较小的安静片段,记下该片段的电导。放松训练时,在相同测量条件下练习降低个人水平,并比较同等时长的安静片段。数值无明显原因持续上升时,可能是电极过紧、下方皮肤出汗;请稍微松开电极,然后重复测量。

我们在eSense应用程序中对SCR/min进行了颜色编码。低SCR/min为绿色或黄色,高SCR/min为橙色或红色。在测量过程中,检测到的SCR/min会直接在曲线上着色。你可以在这里看到两个直接来自我们应用程序的例子:

放松状态下的测量示例,低SCR/min(绿色和黄色)。
在压力状态下测量的例子,有更多的SCR/min
(橙色和红色)。

右侧图表显示数值上升、下降和不变的时间比例。请比较同等时长的安静片段与练习片段:尝试平静舒适地呼吸或主动放松肌肉,观察电导下降或保持不变的时间是否增加、SCR 是否减少,并记下有帮助的练习。明显上升的阶段后,请恢复安静,观察恢复情况。兴趣或愉快的兴奋也会引起上升,请结合情境与自身感受解释曲线。

应用如何识别自发波动(自 8.1.6 版起)

自应用 8.1.6 版起记载的检测方法如下:应用观察从局部最小值到随后最大值的上升;上升幅度至少为 0.02 µS,且上升时间在1到20秒之间时,计为一次 SCR。开始比较测量前,请检查并记录版本。更下方说明的四步方法适用于截至 8.1.3 版的旧检测方法。应用还包括针对接触和饱和伪迹的合理性检查。计数不合理时,请先检查电极接触,并保持手部不动。

Boucsein 等人(2012,第 3.1 节)[2]介绍了 0.01 到 0.05 µS 的振幅判定标准,其选择取决于测量条件和设备噪声。制造商文档将 eSense Skin Response 的分辨率步进描述为 0.01 µS,并说明采用 0.02 µS 阈值的目的是避免将单个分辨率步进计为一次反应。Boucsein 等人将反应开始至峰值的典型上升时间描述为 0.5 到 5 秒。文档中针对应用 8.1.6 版起所述的 1 到 20 秒时间窗与该区间不同。这篇文献既未验证设备的分辨率,也未验证应用的检测标准。

实际意义在于:SCR 频率现在受信号整体平稳或不平稳的影响明显减小。此前在测量值偏低时,部分测量噪声会被计为波动。请保持测量手不动,遇到突然且不合理的变化时,先检查电极接触。不要仅凭版本更换后 SCR 次数下降,就认为放松效果更好。

旧的测量和新的测量可以比较吗?

8.1.6 版之前测量得到的 SCR 数值,无法与之后的数值一对一比较。这涉及自发波动的次数、每分钟 SCR 值以及由此得出的颜色分级。曲线走向、以微西门子表示的基础水平,以及明显的上升和下降,则仍然可以比较。评价后续进步时,请用正在使用的版本重新建立基线。

另一处改动作用方向相同。自 8.1.x 版起,应用使用自适应滤波器对测量信号进行平滑处理,这同样可能使计入的波动次数减少。该滤波器做什么、不做什么,请见为什么我的测量曲线看起来比以前更平滑?。

在存档中比较 SCR/min 和颜色分级时,请选择相同版本、相同检测方法且测量条件尽量一致的记录,仅仅时间接近并不够。曲线走向、以 µS 表示的基础水平以及明显的上升和下降,也可以与较早的记录比较。如果旧版本未知,请为 SCR/min 比较重新建立基线。

现有 Mindfield 经验范围,即 0–5、6–9、从 10 起和超过 16 SCR/min,暂时继续用于新记录,作为大致实践参考。它们来自旧计数方法;针对自 8.1.6 版起记载的检测方法,重新校准仍有待完成。它们不是科学常模。请用它们大致了解同一次测量内的走势,并在相同条件和检测方法下,与个人基线比较来评价进步。评价进步时,不要混用两种计数方法。

8.1.3 版之前的识别方式

我们保留了此前的说明,因为许多用户的测量记录跨越了这一版本分界。直到 8.1.3 版为止,采集和计算 SCR 的整个过程是一个由四个步骤组成的循环:

  1. 监测状况
  2. 确定一个信号的增加是否真的是SCR
  3. 采集和计算SCR,异步聆听SCR恢复阶段的情况
  4. 恢复阶段和波动的结束
监测状态判断一个信号的上升实际上是一个 SCR
恢复阶段和波动结束检测和计算 SCR 和异步监听 SCR 的恢复阶段

这4个步骤的详细内容


1. 监测状态

循环从第一步开始,即监听状态。这是默认状态。

2. 确定信号增加

有两种方法来检测 SCR 的开始。数值既可以小步缓慢增加,也可以非常快速地大振幅增加。这就产生了以下条件:

  1. 信号连续上升2秒
  2. 目前的信号和假装的基础值(被认为是上升值中的第一个值的值)之间的差异。然而,在这个水平上,它还没有被确认为基础值),是否大于0.5微西门子。
    简单地说,应用程序对价值的突然上升作出反应,并在波动开始时确认它,而不是等待2秒(如上面的第一个条件)。

如果信号在增加过程中只下降了0.1微西门子,应用程序就退出这第二步,回到第一步(监测条件)。否则,它继续进行下两个步骤3和4。

3. 记录和计算 SCR(波动)。

如果上面第二步的两个条件之一得到满足,应用程序在这第三步启动波动。波动期的第一个信号是波动信号的基础值。在整个波动期,应用程序检测不断变化的振幅。然后,应用程序在全球和一分钟的时间窗口内计算出SCR事件。这也是SCR/min值的由来。

4. 恢复阶段的启动

假设当信号从波动期的最大振幅下降超过50%时,波动就进入了恢复阶段(波动结束)。

这也是改变图中颜色的步骤(基于发生的 SCR 事件的数量)。SCR 背景的颜色也是计算出来的(通过将时间间隔分成相等的段,并从每个段中检索出 SCR 事件的总和)。

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