مهندسی پزشکی

EDA چیست و چگونه کار می‌ کند؟

EDA چیست؟

فهرست مطالب

یکی از حساس ترین اندازه‌گیری‌ها برای انگیختگی عاطفی، واکنش گالوانیک پوست (GSR) است که عناوین دیگری همچون فعالیت الکترودرمالی (EDA) یا رسانایی پوست (SC) نامبرده می‌شود.

فعالیت الکترودرمی(EDA ؛ که بعضاً به عنوان پاسخ گالوانیک پوست یا GSR شناخته می شود) به تغییر میزان هدایت الکتریکی پوست به خاطر ترشح عرق (اغلب طی چند دقیقه) اشاره دارد.

برای اندازه‌گیری تغییرات هدایت‌پذیری پوست، داده هایی با اعمال ولتاژ کم، نامحسوس و ثابت بر روی پوست جمع آوری می شوند. این کار با دستگاه های EDA انجام می شود که با استفاده از الکترودهای متصل شده به پوست، سیگنال الکتریکی را اندازه گیری می کنند.

در حالی که EDA با تنظیم دمای داخلی ما نیز ارتباط دارد، تحقیقات زیادی ارتباط بین این سیگنال و انگیختگی عاطفی را نشان می‌دهد. سیگنال هایی که توسط سیستم عصبی سمپاتیک تولید می شود منجر به تغییر در واکنش هدایت پوست (SCR) می شود، و این همان چیزی است که اغلب توسط محققان مورد بررسی قرار می گیرد.

فعالیت سیستم عصبی

سیگنال EDA علاوه بر این‌که به عنوان انگیختگی (تحریک) عاطفی شناخته می‌شود، می تواند بازتاب دهنده شدت وضعیت عاطفی نیز باشد. سطح تحریک عاطفی ما متناسب با شرایط و محیطی که قرار داریم تغییر می‌کند (اگر چیزی ترسناک ، تهدید آمیز یا شادی آمیز باشد، تغییرات احساسی ایجاد شده می‌توانند سبب افزایش تعریق غدد اکرین شوند).

اجزای تشکیل دهنده پوست
اجزای تشکیل دهنده پوست

نکته قابل توجه این است که هر دو محرک مثبت (“خوشحال” یا “شاد”) و منفی (“تهدید کننده” یا “غمگین”) می توانند منجر به افزایش انگیختگی و افزایش روند هدایت پوست شوند. بنابراین سیگنال EDA شدت احساسات را مشخص می‌کند نه نوع آن را.

آنچه در مورد سنسورهای EDA باید بدانید!

از آنجا که اندازه گیری EDA با تشخیص تغییرات در فعالیت الکتریکی (یونی) ناشی از تغییر در فعالیت غده عرق کار می کند، الکترودها باید نسبت به این تغییرات حساس باشند و قادر به انتقال آن اطلاعات به دستگاه EDA باشند.

نحوه اتصال الکترودهای EDA

بیشتر الکترودهای EDA، از جنس Ag / AgCl (کلرید نقره ای) هستند. الکترودهای Ag / AgCl ارزان، محکم و ایمن برای تماس با انسان هستند و قادر به انتقال دقیق سیگنال فعالیت یونی می‌باشند.

برخی از الکترودها نیز با ژل یونی بسته بندی می شوند که می تواند باعث افزایش کیفیت سیگنال شود یا می توان به صورت جداگانه از ژل یونی برای همان اثر استفاده کرد. در هر صورت، سیگنال از طریق الکترود، به سیم (معمولاً سرب) ارسال می شود که اطلاعات را به دستگاه EDA منتقل می کند.

سپس داده ها یا در دستگاه ذخیره می شوند که بعداً بارگذاری می شوند، یا به صورت بی سیم به سیستم رایانه منتقل می شوند و یا سیگنال از طریق سیم به رایانه ارسال می شود. سنسورهای مختلف EDA از روش‌های مختلفی برای اسال اطلاعات استفاده می‌کنند که بر اساس نوع کاربرد مد نظر، یک مدل انتخاب می‌شود.

هدایت پوست با استفاده از الکترودهای پوستی که کاربرد آن نیز آسان است، اندازه‌گیری می شود. داده ها با نرخ نمونه برداری بین 1 تا 10 هرتز بدست می آیند و در واحد میکرو زیمنس (μS) اندازه گیری می شود.

توضیح سیگنال‌های EDA

یک دوره از سیگنال  EDAاز دو فرایند افزایشی تشکیل شده‌است: یک سیگنال تن (tonic) با نوسان بسیار آهسته ( چند ثانیه تا چند دقیقه) و یک مولفه فازی با تغییرات سریع (نوسان ثانیه‌ای).

محققان هنگام بررسی تغییرات سیگنال EDA در پاسخ به محرک های حسی (تصاویر، فیلم ها، صداها) به تأخیر و دامنه رگبارهای نورونی توجه می کنند.

نمونه سیگنال EDA

هنگامی که تغییرات مهمی در فعالیت EDA در پاسخ به یک محرک ایجاد می شود، به آن پاسخ واکنش هدایت پوستی (ER-SCR) گفته می شود. این پاسخ ها، که به عنوان قله های EDA شناخته می شوند، می توانند اطلاعاتی را در مورد انگیختگی عاطفی نسبت به تحریک ها ارائه دهند.

سایر پیک‌هایی که در  فعالیت EDA مشاهده می‌شود و به محرک ارائه شده مربوط نیست، پاسخ غیر محرک (NS-SCR) گفته می شود.

با استفاده از مقادیر رسانایی پوست یا تعداد قله های EDA، می توان داده های کمی را به مطالعات برانگیختگی هیجانی اضافه کرد. با داشتن داده های بیشتر، کشف یافته‌های جدید در مورد انسان آسان‌تر می‌شود.

ترکیب سنسورها

برای داشتن تصویری کامل‌تر، سنسورهای GSR را با دیگر سنسورهای پزشکی استفاده می‌کنند. آنچه تاکنون می دانیم: هدایت پوست هنگام تحریک، بینشی از ناخودآگاه ما ارائه می دهد. با این وجود، فقط براساس GSR، نمی توانیم انگیختگی ناشی از محرک مثبت یا منفی را تشخیص دهیم. چرا؟ پیک‌های GSR کاملاً یکسان به نظر می رسند. هر دو محرک مثبت و منفی می تواند منجر به افزایش پیک‌های GSR شود.

به عبارت دیگر: در حالی که GSR تکنیکی ایده‌آل برای اندازه‌گیری تحریک عاطفی است، اما قادر به نشان دادن ارزش عاطفی ، یعنی کیفیت احساسات نیست. قدرت واقعی GSR زمانی معلوم می‌شود که با دیگر منابع داده ترکیب شود تا متغیرهای بیشتری اندازه‌گیری شود و تصویر کاملی از رفتار عاطفی ترسیم نماید.

5 سنسور زیر مکمل‌های فوق العاده‌ای برای دستگاه‌های GSR هستند. حال چه پارامترهایی توسط این سنسورها قابل استخراج هستند؟ اجازه دهید بررسی کنیم.

ردیابی چشم (Eye tracking)

ردیابی چشم به معنی دنبال کردن موقعیت چشم (نقطه نگاه) و حرکت بر روی صفحه دو بعدی یا در محیط های سه بعدی، مبتنی بر ردیابی نوری بازتاب های قرنیه است. ردیابی چشم با دنبال کردن توجهات دیداری، مشخص می‌کند چشم کی و کجا به چیزی پاسخ می‌دهد. علاوه بر این، دستگاه های ردیابی چشم ، اتساع و انقباض مردمک چشم را گزارش می دهند (که با تحریک عاطفی ارتباط دارد). از این رو از ردیابی چشم می توان برای اعتبارسنجی اندازه گیری GSR استفاده کرد.

ردیابی چشم
آنالیز حالت چهره (Facial expression analysis)

تجزیه و تحلیل حالت چهره، روشی غیر تهاجمی برای ارزیابی هیجانات(emotions) (حرکات ظریف در عضلات صورت ، عمدتاً ناخودآگاه) و احساسات(feelings) (همراه با تغییرات واضح و قابل توجه در بیان صورت) است.

با آنالیز چهره می‌توان نوع و کیفیت هیجان یا احساس را اندازه گرفت اما میزان آن را نمی‌توان اندازه گرفت.

آنالیز حالت چهره
 EEG

نوار مغز یا الکتروانسفالوگرافی یک تکنیک تصویربرداری عصبی است که فعالیت الکتریکی روی پوست سر را اندازه گیری می کند. EEG به شما می گوید که چه قسمت هایی از مغز در حین انجام کار یا قرار گرفتن در معرض محرکی، فعال هستند.

EEG معمولاً فرآیندهای مربوط به محرک را در مقایسه با سایر سنسورهای پزشکی بسیار سریعتر دنبال می کند.

EEG چیست؟
EMG 

نوار عصب و عضله یا الکترومیوگرافی انرژی الکتریکی حاصل از حرکات بدن (مثلاً صورت ، دستها یا انگشتان) را نظارت می کند.

 از EMG برای نظارت بر پاسخ های عضلانی به هر نوع ماده محرک استفاده می‌شود. همچنین ، می توان از EMG صورت برای تشخیص لبخند و اخم به منظور تشخیص نوع عواطف شخص استفاده کرد.

EMG چیست؟
ECG 

ضربان قلب را با الکترودهای ECG یا سنسورهای نوری (PPG) می‌توان دنبال کرد. به این طریق می‌توان وضعیت جسمی شخص، اضطراب و استرس (انگیختگی) و اینکه چگونه تغییرات در وضعیت فیزیولوژیکی با اعمال و تصمیمات آنها ارتباط دارد، را دنبال و نظارت کرد.

ECG چیست؟

برای مشاهده سایر نوشتارهای مربوط به مهندسی پزشکی، اینجا کلیک کنید!

نظرتان را درباره این مقاله بگویید 3 نظر

5 3
EDA چیست و چگونه کار می‌ کند؟

1 دیدگاه در “EDA چیست و چگونه کار می‌ کند؟

  1. Socket Secure Layer یا گواهی SSL یکی از مفیدترین راه حل های دیجیتالی برای
    احراز هویت وب سایت است که
    توسط Netscape در سال 1995 معرفی شد.

    این فقط به این معنی است که SSL یک پروتکل اینترنتی برای ایمن سازی انتقال داده ها از مرورگر شخصی است که وب سایت شما را به سرور مشاهده می کند.

    بنابراین، یک فرآیند رمزگذاری ایمن را تکمیل
    می کند و هیچ کس دیگری نمی تواند ببیند چه اتفاقی در حال رخ دادن است.
    داده های منتقل شده از طریق پروتکل HTTP یک اتصال اینترنتی امن
    نیست. SSL آن را به HTTPS تبدیل می کند و فرآیند انتقال
    داده را ایمن می کند.
    امروزه اکثر مرورگرها از این پروتکل پشتیبانی
    می کنند و برخی به شما اجازه نمی دهند
    که از طریق HTTP یک اتصال ناامن ایجاد کنید.

    علاوه بر این، استفاده از SSL یکی
    از بهترین راه ها برای ایمن سازی پروتکل های FTP، IMAP و
    SMTP است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.