八个信号分析智能体:EEG、ECG、PPG、EDA、面部视频与 fMRI

八个信号分析智能体:EEG、ECG、PPG、EDA、面部视频与 fMRI

生理数据很少一到手就能直接分析。在比较两个条件之前,你得找出坏通道、校正漏检的心搏、标记运动、把记录切成片段、决定保留哪些试次——然后把每一个选择都写下来,让审稿人能够跟上。

Neutropic 2.5 为人类科学实验室中最常见的信号准备了八个智能体:EEG Spectral Analysis、EEG ERP Analysis、ECG HRV Analysis、PPG Pulse Analysis、EDA Analysis、Facial Expression Analysis、Remote PPG (Face Video Heart Rate) 和 fMRI Analysis。它们都从原始记录开始,以一份报告和一张指标表结束,并且每一步都会显示所运行的代码。

信号分析智能体与数据分析智能体一起位于智能体画廊的提取与分析类别中。
信号分析智能体与数据分析智能体一起位于智能体画廊的提取与分析类别中。

每个智能体读取什么、测量什么

智能体上传主要指标
EEG Spectral AnalysisEDF、BDF、FIF、BrainVision、EEGLAB .set 或 CSV各条件的绝对与相对频段功率、alpha 峰值频率、额叶 alpha 不对称、theta/beta 比和 1/f 指数
EEG ERP Analysis相同格式,含刺激标记各条件下每个成分的平均与峰值波幅及潜伏期;总平均波形、差异波和地形图
ECG HRV AnalysisCSV、TSV、XLSX、EDF、BDF、FIF 或 BrainVision校正后的 R 峰;各条件的时域、频域和非线性 HRV
PPG Pulse AnalysisCSV、Empatica E4 的 BVP.csv 与 ACC.csv,或 EDF由校正后的脉搏峰得到的脉率和脉率变异性(PRV),并依据加速度计标记运动区间
EDA AnalysisCSV、Empatica E4 的 EDA.csv 或 EDF紧张性与时相性成分、皮肤电导水平及斜率、非特异性 SCR 的频率与幅度,以及每个刺激后的事件相关 SCR
Facial Expression Analysis面部视频(MP4、MOV、WEBM 等)各条件下近似的面部动作单元(AU)、情绪分数、效价和唤醒度——以每位参与者相对其基线的变化表示
Remote PPG (Face Video Heart Rate)面部视频,可附接触式心率文件基于 POS 的各条件心率(以 CHROM 作对比)、信噪比、可靠窗口,以及提供参考值时的误差
fMRI AnalysisBIDS 数据集(ZIP)或带事件文件的 4-D NIfTI图像质量与头动、运动校正与 MNI 配准、任务激活(GLM)或静息态连接、带 FDR 校正簇的全脑组水平图,以及网络比较

多个文件可以打包成一个 ZIP,系统会解压并读取其中所有文件。上传上限为每个文件 1 GB。

所有信号都走同样的四步

八个智能体遵循同一个工作流:

  1. 数据检查与信号质量。列出参与者、条件、采样率和时长,然后为每条记录评定 pass / warn / fail——EEG 看平直、噪声大或相关性差的通道及工频噪声;ECG 看缺失和平直样本、削波及 QRS 质量;视频看面部可见度、大小、光照和转头;fMRI 看 tSNR 和 DVARS 异常值。
  2. 预处理与指标。滤波、伪迹处理以及该信号的指标——EEG 用 ICA 去除眼动成分,ECG 与 PPG 校正异位搏动,EDA 分离紧张性与时相性成分,fMRI 做运动校正和配准。
  3. 比较与图表。按参与者 × 条件对片段取平均,再用与设计匹配的检验(配对、重复测量、组间或混合)比较条件和组别,并给出效应量和 Holm 校正。参与者少于三人时只给出描述统计,不做检验。
  4. 解读与报告。在不改动任何数字的前提下解读结果,列出局限和其他解释,并保存为报告(Markdown)和指标表(XLSX)。

报告中包含可直接用于论文的方法段落、报告清单和参考文献。指标表按参与者 × 条件提供宽格式和长格式,可直接导入 SPSS、R 或 JASP。

每一步都显示所运行的代码

信号分析的成败取决于参数,所以什么都不隐藏。聊天中的每一步都把所运行的代码保留在一个代码框中;点击即可在右侧查看代码及其输出。所有设置也会写进方法部分。

事件表与参与者表

记录期间发生了什么,要靠两张小表告诉智能体:

  • 事件表(onset、duration、condition)把每条记录切分为条件片段。若有 participant 或 file 列,会据此把各行与记录对应起来。
  • 参与者表(participant、group)用于组间比较。

有些智能体会直接从记录中读取事件。EEG ERP Analysis 从注释、触发通道或标记列中获取标记,事件代码的含义可以写在任务里。fMRI Analysis 读取 BIDS 的 *_events.tsv 和 participants.tsv;没有事件文件时,该 run 按静息态处理。Facial Expression Analysis 若有名为 baseline 的片段,会把每个条件表示为相对参与者自身中性表情的变化;Remote PPG 在你提供以视频命名的参考心率文件时会与之比较。

text
Measure the P3 in my oddball EEG and compare targets with standards.
text
Analyse pulse-rate variability in my wrist PPG recordings and compare the rest and stress conditions.
EEG ERP Analysis 页面:智能体返回的内容、类别、领域和 5 个步骤,以及可直接运行的示例任务。
EEG ERP Analysis 页面:智能体返回的内容、类别、领域和 5 个步骤,以及可直接运行的示例任务。

分析面部视频,但不输出面部图像

这两个视频智能体专为参与者面部属于敏感数据的研究而设计。Facial Expression Analysis 和 Remote PPG 只绘制时间曲线、AU 变化图、频谱和条件比较——从不绘制面部图像——报告中也不包含面部图像。当视频中有多人时,只分析画面中最大的那张脸。

级别:从一个文件到整项研究

在发送旁选择级别。所有级别运行相同的步骤;级别越高,能处理的记录越多,检查也越多。

LiteProExpertMax Thinking
每次运行的参与者或文件数1最多 60最多 120最多 300
条件与组间检验仅描述统计✓✓✓
敏感性分析——✓✓

部分智能体还有各自的差异:EEG 的 ICA 去眼动成分从 Pro 开始;Facial Expression Analysis 每秒读取 2、5 或 10 帧;Remote PPG 以每秒 10、15、30 或 60 帧对面部视频采样,并从 Expert 起增加一个用于对比的深度学习脉搏模型(PhysNet);fMRI 可处理 1、40、80 或 200 个 run。

是研究工具,不是诊断工具

这些智能体用于研究分析,不能用于临床决策,报告也按此原则撰写:

  • 表情指标按面部动作报告,不断言参与者的真实感受。
  • EDA 解读为唤醒度,而非效价。
  • PRV 仅在静息时近似于 HRV,PPG 报告会说明二者的差别。
  • Remote PPG 给出平均心率及其变化,不给出 HRV——因为无法从视频中可靠地测量逐搏间期。
  • fMRI 结果的解读不做反向推断。

手表应用已经算好的心率或间期不是原始信号,不会被使用——请上传原始 PPG(BVP)。

开始使用

在智能体画廊的提取与分析中打开一个智能体并点击运行任务。首页会打开,并已填好该智能体及其示例任务;用 + → 上传文件附加记录,如有事件表或参与者表也一并上传,修改任务后发送。报告完成后,数据分析智能体可以接着分析指标表;每个步骤和设置都记录在模板目录中。