皮肤电(EDA/GSR)主流信号与通道

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皮肤电(EDA/GSR)主流信号与通道

EDA(Electrodermal Activity,皮肤电活动,俗称 GSR 皮电),行业标准测的是皮肤电导 SC,单位 μS(微西门子),不是电阻

一、两大核心信号分量(原始信号分解后)

  1. SCL 皮肤电导水平(Tonic,慢变化 / 张力分量)
  • 基线、慢漂移信号,反映长期交感唤醒水平
  • 带宽:DC ~ 0.05 Hz,变化很慢,分钟级漂移
  • 指标:基线电导值、基线漂移
  1. SCR 皮肤电导反应(Phasic,快事件 / 相位分量)
  • 刺激诱发的短时突起,是心理 / 应激事件的核心特征
  • 典型波形:刺激后1~3s 潜伏期 → 快速上升 → 缓慢回落
  • 带宽:0.05 ~ 4 Hz;特征参数:幅值、上升时间、峰值、半恢复时间、SCR 事件计数

原始 EDA = SCL(慢基线) + SCR(快脉冲);工程上一般用高通滤波 / 分解算法分离两者。

测量方式(外源性 exosomatic,几乎全部设备用这个)

  • 恒压 / 恒小电流激励(<0.5V,无感),测皮肤电导(优先),少数老设备测皮肤电阻 R(单位 Ω)
  • 现代科研设备优先电导 SC,不推荐电阻,因为电导和汗腺分泌线性相关;电阻是非线性

二、采集通道(硬件通道)

✅ 主流:

单通道 EDA(差分 2 电极)

90% 科研 / 穿戴都是这种:1 路差分通道,2 个电极(IN+、IN-)

  • 电极摆放标准:同手食指、中指指腹;或大鱼际掌心(汗腺密度最高)
    • 采样率:
    • 穿戴(E4、Shimmer):4~32 Hz
  • 台式科研系统 BIOPAC、Plux:100~256 Hz 足够,极少超过 500Hz(EDA 本身信号带宽很低)Michigan S...
  • 通道定义:1 个 EDA 物理通道 = 一对差分电极

多通道皮肤电(小众,特定研究)

  1. 双独立 EDA 通道:两只手各一组电极,同步采集左右手掌 EDA,用于不对称交感研究
  2. 阵列多通道(高密度皮电阵列):手掌 / 足底多点阵列(4/8/16 通道),空间分布皮肤电导,属于前沿科研,不是主流

❗注意:不要和 EEG、sEMG 多通道混淆;普通 EDA不需要参考电极,是二端差分测量,和 ECG/EEG 三电极体系不一样。

皮肤电(EDA/GSR)主流信号与通道