Analyzer脑电数据处理步骤

最近真的分身乏术,好多事情堆在了一起。

不过好在我们又增加了一位小助手啦!

虽然之前已经写过Analyzer数据分析,但是不同的人有不同的写作思路。

今天就由康康给您详细讲解一下,Analyzer脑电数据处理步骤及相应参数设置。

首先让我们一起看下“简化版流程”。

一、设置数据路径的workspace

二、转换参考(NewReference):现在的电极帽大都以FCz作为参考电极,而实际分析ERP波形时,会根据实验要求进行更换参考电极。

三、滤波(Filters):根据所要分析的信号频率,适当设定波形带宽,滤除不必要的信号。

四、ICA去眼电(OcularCorrection):将眨眼或眼动带来的肌电影响进行纠正。

五、伪迹去除(RawDataInspection):去除由于设备或被试动作带来的伪差信号。

六、分段(Segmentation):根据mark将要进行叠加平均的脑电信号提取出来。

七、叠加平均(Average)

八、基线校正(BaselineCorrection)

九、峰值检测(PeakDetection)

十、数据输出(Export)

以上就是对“Analyzer”脑电数据处理步骤的简要介绍啦!

详细版内容有点多,可以先收藏,再慢慢阅读;

接下来让我们一起看下,具体应该如何操作吧~

在Recorder中记录的数据有三个文件,分别为EEG、VHDR、VMRK。

1.双击桌面图标,进入分析界面

2.设置路径

“File”→“New”,在弹出的对话框中设置数据路径的workspace。

RawFiles:原始记录数据存储路径

HistoryFiles:随后操作过程存储路径

ExportFiles:数据输出后的存储路径

3.点击“OK”后,会弹出以下对话框

保存为一个文件名,如“Face_results”(命名仅供参考)。

下次要调用此数据时,直接在“File”的下拉菜单中点击“Open”,打开所保存的workspace文件即可。

4.查看数据波形

左边窗口会显示记录的原始数据,双击左边窗口“书本”图标,会呈现每个被试的RawData,双击“RawData”即可显示原始数据波形。

在进行“转换参考”前,先整体浏览一遍数据,如果波形大致稳定,即可进行接下来的操作,如果波形漂移严重,则意味着该数据基本无效,不必进行接下来的操作。

现在的电极帽大都以FCz作为参考电极,而实际分析ERP波形时,会根据实验要求进行更换参考电极。

1.准备操作步骤

“Transformations”→“DatasetPreprocessing”→“ChannelPreprocessing”→“NewReference”

2.根据实际需要,更换参考电极

将你需要用作参考的电极放入“SelectedChannels”选项中,此处,我们采用的是全脑平均,因此,将所有的电极选中放入“SelectedChannels”栏中。

若选择复选框,表示,新的参考电极=(“SelectedChannels”处的电极+原始参考电极)的平均电位,一般不选。此处,我们选择勾选复选框。

3.选择记录电极

即,哪些电极要以step1中计算的“新的参考电极值”为参考。

此处,我们将所有的电极选中放入“SelectedChannels”栏中。

如果是以个别电极为参考,则参考电极不放入“SelectedChannels”栏中。

若选择复选框,则“Available”中的电极会呈现在数据波形中。因为本示例采用的是全脑平均,所以选择或不选择复选框,都无影响。此处,我们不勾选复选框。

4.不重新命名新电极,不勾选复选框

NewReferenceChannel:如果要给新的参考电极重新命名,则直接输入新名称,一般不输入;

OldReferenceChannel:若选择复选框,则原先的参考电极还原为一个记录电极,原始数据波形中会增加该电极的波形(注意:原来的参考电极波形未显示在波形图中)。

此处,我们不重新命名新电极,不勾选复选框。

5.与原始波形对比

将“RawData”拖拽至“NewReference”,即可看到两个波形,黑色的是最新一步的操作。

三、滤波(Filters)

根据所要分析的信号频率,适当设定波形带宽,滤除不必要的信号。

可以选择不使用滤波,这样波形中需要考察的成分就不会被滤掉,使用滤波可以使最后的波形平滑好看,也可在secondary中做过grandaverage的波段中在进行滤波,此处的波形作为最后报告的波形图。

注意:滤波之后,波形会下移,因此需要再做一次的baselinecorrection。此处与Neuroscan不同。

“Transformations”→“ArtifactRejection/Reduction”→“DataFiltering”→“IIRFilters”

2.设置滤波数值

HighCutoff:设置高切滤波值。此处,我们设置Frequency[Hz]为“30”,Order为“4”。

Notch:陷波,设置交流电滤波,根据所采集数据时的交流电压所定,如美国为110V,选择60Hz,而中国为220V,选择50Hz。此处,我们设置Frequency[Hz]为“50”。

EnableIndividualChannelFilters:选择后可对每一通道单独设置带宽值。若对所有通道做Filter,此项不选。此处,我们不勾选该复选框。

点击“OK”,即完成滤波。

四、ICA去眼电(OcularCorrection)

将眨眼或眼动带来的肌电影响进行纠正。

“Transformations”→“ArtifactRejection/Reduction”→“OcularCorrectionICA”

注意:

ICA方法找的是成分,对眼电的剔除效率很高,但是它也可能会对非眼电的成份做校正;

做ICA分析时,数据中最好没有噪音,因为在大部分情况下ICA会显著的增加噪音,因此建议在用ICA去眼电前已经做了Filter。

2.OcularCorrectionICA

一般根据算法来判断,此处,我们选择“NewMarkers”、“ICA-basedCorrection”、“Semiautomatic”和“IntervalMarkers”。

3.BlinkDetectionAlgorithm

“MeanedSlopeAlgorithm”,即波幅的变化值超过平均值,被认为是眼电信号,一般选这个;此处,我们选择该选项。

“ValueTriggerAlgorithm”,即根据设定的标准来判断是否为眼电信号;

“BlinkValueTrigger[%]97”,表示波幅的电压变化值超过97%被认为是眼电信号。

4.OcularActivity

如果有眼电电极,则在下拉选项中选择对应的眼电电极,如果没有,可通过Fp1,Fp2(离眼睛最近的电极)搜索眼电信号。此处,我们选择“Fp2”作为垂直眼电。

5.Channels

选择需要眨眼校正的电极,此处,我们将所有的电极选上,放入右边栏中(一般把除眼电以外的所有带电极选入右边栏中)。

6.ICAProcedure

DataUsedtoComputetheICAMatrix:“Interval”

Interval:“length”填写“120”

ICA:“Infomax”,“Restricted”

BoundNumberofBlinks:60

ConvergenceBound:IE-O7

NumberofICASteps:512

7.SelectICAComponents

FindICAComponentsArisingFromVEOGActivity:“UseSumofSquaredCorrelationwithVEOG”,TotalValuetoDelete:30%

8.MatrixFiles,选择默认保存路径即可

9.可通过点击“ScaleDownAmplitude”,使波形变得更平缓些便于观察

若选择了半自动模式的话,需要人工确认ICA分析出的眼电成分(右图是ICA试别出的眼电成分,提取成分越多,数据损失越大);

系统根据设置标准选择出符合条件的成分,并标记为红色,若认为找出的成分并非眼电成份,在红色处双击成为绿色,最后点击Finish完成即可。

将“NewReference”拖拽至“OcularCorrectionICA”,即可看到两个波形,黑色的是最新一步的操作;

如果对比发现,有眨眼的地方眼电校正不理想,没眨眼的波形改变较大,则说明此处的“OcularCorrectionICA”眼电处理效果不好。

五、去除伪迹(RawDataInspection)

去除由于设备或被试动作带来的伪迹信号。

“Transformations”→“ArtifactRejection/Reduction”→“RawDataInspection”

在“InspectionMethod”一栏中

2.Method

ManualInspection:人工伪迹去除

SemiautomaticInspection:半自动伪迹去除,此处,我们选择该选项

AutomaticInspection:全自动伪迹去除

3.Channels

此处,我们将所有的电极选入“EnabledChannels”中。

4.在“Criteria”一栏中,设定半自动、自动分析的检测标准。

Gradient(x):两个采样点的梯度变化值

4.1勾选“CheckGradient”

Maximalallowedvoltagestep:1ms内脑电波幅变化值超过多少微伏被认为是干扰信号。

此处,我们填写“50”,表示1ms脑电波幅变化超过50微伏(突然产生一个锭子波)被认为是干扰信号。

Markasbad:beforeevent(200ms),afterevent(200ms)

4.2Max-Min(x):波形变化最大绝对值。

勾选“Checkmaximaldifferenceofvaluesinintervals”

Maxiamlallowedabsolutedifference:100

如图,表示200ms内波形变化(波峰到波谷之间的差值)超过100微伏,则被剔除。

4.3Amplitude:连续波幅的刻度值变化,设置允许的最大电压值和最小电压值。此处,不填。

勾选“CheckLowactivityinintervals”

Lowestallowedactivity(Max-Min):0.5

如图,表示100ms内波形变化(波峰到波谷之间的差值)低于0.5微伏,则被剔除。

4.5点击OK

5.点击ShowStatistics

如果对伪迹检测的结果存在疑问,可点击“ChangeCriteria”重新设置参数,或者点击“Cancel”取消伪迹检测,若没有其他疑问,则点击“OK”,完成伪迹检测。

6.注意事项

6.1如果是对分段前的连续脑电信号去伪迹的话,由于此时没有基线校正,检查标准中一般选择Max-Min标准而不做Amplitude这一标准,如果是在分段后去伪迹的话则相反。

6.2若选择的是半自动模式,在系统检测完之后,可观察按照标准所选出的伪迹,若认为系统所选择的某些“伪迹”并非伪迹的话,可按shift+鼠标单击去除这段被标记的“伪迹”;

若有些伪迹没有被自动识别的话,也可shift状态下,单击两个端点。确定完之后单击OK即可。

六、分段(Segmentation)

根据mark将要进行叠加平均的脑电信号提取出来。

“Transformations”→“SegmentAnalysisFunctions”→“Segmentation”

此处,我们选择“CreatenewSegmentsbasedonamarkerposition”,“Donotstoredata,calculatedataondemand”。

2.将需要分析的mark选择到selectedMarkers中

注意:如果同时选择多个mark,则这些mark被视为同一条件;如果是不同条件的mark,一定要分开进行操作。

此处,我们进行六次分段,分别命名为“S1_LL”,“S1_RR”,S1_LL-LR_S”,“S2_RR-LR_S”,“S1_LL-LR_D”和“S2_RR-LR_D”。

注:以上的分段命名来自参考论文中的分析命名,请根据自己的实际情况进行分段,并命名。

此处,选择“BasedonTime”,Start“-200”,End“800”;勾选“SkipBadIntervals”。

注意:BPvisionanalyzer软件本身不能将行为数据与脑电数据融合,所以在编程的时候一定要用mark标识正确错误trial,否则将不能自动剔除错误trial!

“Transformations”→“SegmentAnalysisFunctions”→“Average”

此处,选择“UseFullRange”;勾选“EnableIndividualChannelMode”。

“Transformations”→“SegmentAnalysisFunctions”→“BaselineCorrection”

可根据前面的分段,设置不同的基线水平。

此处,我们选择:

1.如果前面分段是“S1_LL”或“S1_RR”,则Begin“-100”,End“0”,如下图;

2.如果前面分段是“S1_LL-LR_S”,“S2_RR-LR_S”,“S1_LL-LR_D”或“S2_RR-LR_D”,则Begin“-50”,End“50”。

“Transformations”→“SegmentAnalysisFunctions”→“ResultEvaluation”→“PeakDetection”

2.PeakDetection

AutomationMethods:SemiautomaticDetection

SearchingMethods:SeparateSearchofEveryChannel

DetectionMethods:SearchforGlobalMaximainInterval

3.做两次峰值检测

首先,我们要检测“N1,VPP”在“F3,F4,F7,F8”电极上的峰值,操作如下:

3.2选择相应的电极;

3.3点击“Finish”,在半自动模式下,可以在出现的交互界面(右侧)中查看各个电极所检测到的波峰值;

3.4可以选择一个或者多个电极,查看波形,双击即可查看波形(如果同时选择多个电极,则双击最后选中的那个电极),如图:

点击上方的“ScaleUp”或“ScaleDown”,调整波幅单位;

如果检测到的某个电极上的某成分峰值位置不对,点击对应成分,查看下方的电压数值,拖拽至峰值位置。右侧可以看到峰值的位置变化;

确定所有峰值检测正确后,点击OK,即完成。

其次,我们继续检测“P1,N170,P2,N250”在“O1,O2,P7,P8,PO9,PO10”

3.1电极上的峰值,操作如下:

3.3选择相应的电极;

3.4点击“Finish”,在半自动模式下,可以在出现的交互界面(右侧)中查看各个电极所检测到的波峰值;

3.5可以选择一个或者多个电极,查看波形,双击即可查看波形(如果同时选择多个电极,则双击最后选中的那个电极),如图:

“Export”→“MultipleExport”→“PeakInformationExport”

2.输出“N170”的峰值

2.1在“1”处,输入要输成的成分名,注意,一次只能输出一个成分;

2.2在“2”处,输入该成分处理步骤的名称,注意,在英文输入法条件输入;

2.3在“3”处,选中要导出的被试至“SelectedFiles”;

2.4在“4”处,给导出文件命名。

2.5点击OK,如图。

3.新建一个excel,打开“Export”里生成的文件

点击“打开”,依次点击“下一步”,“下一步”,“完成”,如图,可以看到每个被试在不同电极上的N170峰值及所在位置。

THE END
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