Summary
该协议的目的是指导研究人员进行实验，旨在测量使用不同材料制作艺术后自我报告的情绪反应和心率变异的变化。该协议可以很容易地适应在各种行为条件和活动中使用。
Abstract
该协议允许检查对不同类型的行为参与的心理和生理反应。具体来说，在本研究示例中，使用三种不同的艺术材料来研究其流动性水平不同的艺术创作时的情绪反应和心率变异的变化。该协议可以调整，以检查其他类型的行为或参与艺术创作与其他材料。使用此协议有几个好处。首先，材料的顺序随机化提高了所测反应与其质量而不是表示顺序相关的概率。其次，心电图的连续测量能够检查接触每种艺术材料后心率变异性的变化，以及艺术创作过程中可能发生的变化。应结合其局限性考虑此协议的优点。音乐聆听是在每个艺术制作会议之前;因此，返回基线只能在前两个条件下测量。返回基线提供有关个人在响应处理每种材料后恢复速度的信息。此外，使用更液体的材料，而不是用刷子（如手指漆）的沟槽涂料，在材料之间提供了更大的差异。最后，该协议可以适应特定的研究需要。
Introduction
该协议的目的是检查不同条件下对艺术制作的生理和情感反应。在这种情况下，考察了在流动性级别上变化不一的三种不同艺术材料对艺术制作的反应差异。该实验发展背后的原理是为艺术治疗理论提供支持，声称用更流畅的艺术材料制作与增强情感表达有关。一般心率变异性 （HRV）， 特别是呼吸道呼吸道呼吸道呼吸道炎 （RSA）， 是情感参与和规制2，3的指示。在本研究示例中，用于控制订单效果的艺术材料的顺序被随机化。没有其它研究与这项研究的设计发现。
这种方法的优点是，心率变异性（HRV）的持续测量能够检查艺术制作过程中对艺术的生理反应，并且它是非侵入性的。这与在艺术制作后测量血液或唾液中的生物标记物是对立的，这很重要且相关，但很难准确时间，需要不舒服（流到管子中）或侵入性（提供血液样本）收集方法4。
该协议可以调整，以测量对各种行为活动的响应，以及用不同材料制作艺术。为此，请将艺术制作替换为要检查的所需行为。务必确保被检查行为的大多数元素与被检查行为的质量（即艺术材料的流动性）相似。图 1是实验的流程图。
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Protocol
这项研究是在海法大学社会福利与健康科学学院伦理委员会批准下进行的。获得了知情同意，并按照赫尔辛基人类福利准则进行研究。
注：研究使用艺术材料和便携式无线和非侵入性心电图（ECG）记录设备在一张桌子上进行。
1. 参与者选择
- 招募年龄在18至40岁之间的健康参与者。对于更广泛的年龄，由于心率变异性的年龄相关变化，建议对子组进行划分。
- 排除有当前或心脏病病史的参与者，因为心脏病会影响心率变异性，从而限制了检查变化是否由行为活动引起的能力。
- 邀请所有受试者在08：00-15：00之间到实验室，以确保类似的条件。只要实验可以在其中进行，就设置任意时间范围。
- 问候参与者，确认在实验前的2小时内，参与者没有喝咖啡、进食、吸烟或剧烈运动。
- 获得书面知情同意，以确保参与者知道他们随时可以自由离开实验，而不会造成任何后果，并了解参与的任何风险和好处。
2. 实验协议
- 用 2 个 Ag-AgCl 一次性电极将生物贴片粘附在胸骨下方的两根手指上。ECG 采样（1000 Hz，16 位），并与生物贴片一起记录。
- 检查收集的数据值（即心率、HRV）是否显示在图形界面上，以确保收集数据。当生物贴片离线时，该软件还将传输音频报警。
- 参与者适应环境并佩戴生物贴片后，在坐姿中测量5分钟的静息心率，以建立基线HRV。指示参与者静静地坐，避免咀嚼或说话，这会影响 HRV。
- 休息5分钟后建立基线HRV，指导参与者填写带有人口统计数据的铅笔和纸质问卷，关于艺术制作习惯和自我评估能力（SAM）5的问题。指示参与者标记最接近当前时刻感觉的绘图（参见图 2）。
- 为了建立类似的情绪状态，让参与者在每个艺术创作会议之前听5分钟的自己选择的轻松音乐（自然声音、新时代或古典音乐）。轻松的音乐是特意由参与者选择，以确保它是放松为他们6。
- 向参与者提供一张（50 厘米 x 35 厘米）的纸张，并指示他们进行 10 分钟的艺术制作（铅笔、油蜡或水粉漆）。为了减少订单影响，随机化了艺术材料的顺序。
注：在这里，用铅笔绘图后，参与者使用油蜡笔，然后水粉漆。- 鼓励参与者以他们认为合适的任何方式探索材料，并在整个 10 分钟内进行艺术创作。通过提醒参与者，艺术产品及其美学并不重要，他们可以画任何东西，从而提供鼓励。
- 用铅笔磨刀和橡皮擦把铅笔展示出来。
- 指导参与者使用 SAM 报告其情绪状态。
- 打开音乐，指导参与者聆听自己选择的 5 分钟轻松音乐（自然声音、新时代或古典音乐）。
- 将一个12种颜色的开放式盒子放在桌子上，并指示参与者以他们选择的任何方式使用它们，包括剥去包装和根据需要打破蜡笔。
- 如果下一个主题的一般外观受到使用显著影响，请更换其蜡笔框。
- 指导参与者使用 SAM 报告其情绪状态。
- 打开音乐，指导参与者聆听自己选择的 5 分钟轻松音乐（自然声音、新时代或古典音乐）。
- 目前水粉漆在原色（黄色，红色和蓝色），黑色和白色在一个塑料调色板，分为6碗和4个混合表面，以控制油漆的数量。此外，提供一罐水、一个柔软的平头刷子（大小6）和一块布。
- 告诉受试者，如果需要，他们可以请求额外的油漆。
- 提供混合颜色和清洁画笔的简短说明。
- 指导参与者使用 SAM 报告其情绪状态。
- 在会议结束时从参与者中删除生物贴片。使用生物贴片下载日志将生物贴片记录的数据下载到计算机。
3. 数据分析
- 将数据转换为适合导入可视化分析软件（例如 QRSTool）7 的文本文件，使用 MATLAB 脚本仅保存时间戳和电压矢量。MATLAB 脚本* 有助于保存时间戳和电压矢量，同时消除其余时间戳和电压矢量。这可以手动完成，但非常耗时。生成的文本文件示例如图3所示。
- 使用图形用户界面将 MATLAB 脚本创建的文本文件导入 QRSTool：文件 |导入 |（选择文件）.确保按下采样率 1000 Hz 按钮。然后，ECG 将以图形方式显示在 QRSTool 窗口中。
- 目视检查 ECG 系列是否有伪影。使用 QRS 工具软件识别 ECG 的 R 组件（参见图 4）。该软件自动检测R峰值，通过标记所有点与红色沙漏，超过一个阈值手动标记。
注： 欲了解更多信息，请联系第三作者： jallen@email.arizona.edu- 在已识别的心跳、时间点和人工制品（错过或错误识别的心跳）旁边，目视检查每个 ECG 系列，这些检测信号在节拍间隔图中可能有过多的或缺少的心跳。通过单击以删除额外的检测信号或添加缺失的检测信号手动更正此信号。
- 在有噪声的数据区域中，不显示可识别的 QRS 波形，将数据划分为多个区块，至少 30 秒。
注意：请记住，裁剪数据的尾部不能一起添加。分别分析这些数据，并创建所有区块的平均值。 - 根据实验的各个阶段标记或划分数据。为此，请使用可视界面来剪切并仅保存每个事件的数据，并将其分别导出到 CMetX（如下所述）。根据上述实验阶段（基线、音乐聆听和用各种材料制作艺术）划分数据。
- 当所有数据都干净时，使用可视界面文件导出到 CMETX |导出，或者直接通过命令行导出 。这将打开 CMetX 查看器窗口，并添加一条带有 HRV 索引的行。
- 将 HRV 索引导出到 CSV 文件进行数据分析
- 使用HRV的两个指数：估计的呼吸道阴热症（RSA）作为血管或寄生指数和心脏交感指数（CSI）——基于洛伦茨图，估计交感影响。图 4是 CMetX 软件提供的输出示例。
注意：选择适当的 HRV 指数来表示血管或交感心脏调节可能比较棘手，需要一些方法论和基于理论的决策，这些决策超出了本演示的范围。欲了解更多信息，我们建议阅读： 艾伦， J. J.， 钱伯斯， A. S.， 和塔， D. N. （2007）.心脏色谱的许多指标：实用的引言和指标8的简要比较。
- 使用HRV的两个指数：估计的呼吸道阴热症（RSA）作为血管或寄生指数和心脏交感指数（CSI）——基于洛伦茨图，估计交感影响。图 4是 CMetX 软件提供的输出示例。
- 通过从下一个艺术创作环节的平均 HRV 指数中减去音乐聆听期间的平均 HRV 指数来估计 HRV 反应性（即，正值表示在艺术创作期间的 HRV 高于继续放松）。
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Representative Results
如上所述，CMetX 软件提供了 HRV 的几个矩阵。在这里，RSA 测量值针对每个实验条件的每个参与者进行了计算。图 5描述了三个艺术制作任务及其之前休息期的均值 RSA 值 （+SE）。受试者内ANOVA揭示了对艺术制作（F（1，49） = 26.155，p <.001）具有统计学意义的主要效应，具有较大的效果大小（+p2 = .348），可直观地解释为艺术制作（与休息相比）所解释的 RSA 可变性的 35%。 统计显著性相互作用（F（2，98） = 5.965，p = .004，μp2 = .109）表明平均 RSA 水平的变化取决于艺术材料。 成对比较（用于多重比较的 Sidak 调整）表明，在用油蜡笔（t（49） = 5.51， p < .0005，科恩的 D = 0.475） 或沟槽 （t（49） = 3.63，p = .001，科恩的 D = 0.195），但在用铅笔绘图时不能（t（49） = 1.40，p = .168 Cohen ， D = 0.105）。
图5：在休息和制作过程中使用RSA。请点击此处查看此图的较大版本。
除了心率变异性外，SAM5视觉模拟量表的三个自报情绪响应测量值还用于估计对各种艺术材料的情绪反应是否存在差异。表1详细介绍，每个艺术创作任务之后以及遵循基线休息期的价价、觉醒和支配性自我报告度量值（+SD）值，其中心尺度为-4至4。受试者内反复的ANOVA显示，艺术材料对价格有统计学意义，但对觉醒或支配作用没有（表1）。临时配对比较显示，平均而言，与用铅笔绘制后的情感价差相比，在绘画后情绪价更积极，但与基线价值（p = 0.744）相比，情绪价值更为积极。
| 基线 | 铅笔 | 油面 | 水粉画 | 传真（3，147） | [p2] | |
| M （SD） | M （SD） | M （SD） | M （SD） | |||
| 价 | 2.14 （±1.07） | 1.96 （±1.65） | 2.30 （±1.54） | 2.60 （±1.55） | 2.93* | 0.056 |
| 觉醒 | -1.72 （+1.84） | -1.86 （±2.13） | -1.90 （+1.88） | -1.66 （+2.11） | 0.47 | 0.009 |
| 优势 | -0.02 （±1.41） | 0.16 （±1.54） | 0.14 （±1.77） | 0.16 （±1.82） | 0.28 | 0.006 |
| *p < 0.05 |
表1：休息和艺术创作期间情绪反应的价值、觉醒和支配性指标。
有关详细结果，请参阅：使用三种不同的艺术材料制作后的情绪反应和心率变化7。
该协议可以很容易地用于检查各种活动期间和之后HRV的情绪反应和变化的差异，并且不必局限于艺术创作。此外，该协议可以修改，以检查情感和生理反应的差异，以艺术创作以及更广泛的艺术材料。
图 1：实验的流程图，最初在以前的出版物中发布，并在此处打印，并具有权限7。请点击此处查看此图的较大版本。
图 2：SAM 度量值5的示例。请点击此处查看此图的较大版本。
图 3：准备导入 QRSTool 的文本文件的示例。请点击此处查看此图的较大版本。
图 4：CMetX 导出的数据示例。请点击此处查看此图的较大版本。
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Discussion
该协议旨在测量在艺术制作过程中，具有不同流动性水平的艺术材料在RSA的差异。生物贴片9，10是一个小圆的生理监测遥测装置，连接到一个皮套，连接到两个Ag-AgCl一次性电极，并能够收集生理数据，包括基本的心电图。该设备存储和传输生命体征数据，包括心电图、心率、呼吸速率、身体方向和活动。协议中有几个关键步骤。进行某种回归基线活动非常重要。我们选择聆听轻松的音乐，让参与者选择三种音乐之一，以确保这种音乐确实为他们放松。我们还让参与者在从事艺术创作之前先听同样的音乐，目的是"中和"参与者当天进入实验室的任何刺激。允许参与者选择他们所听的音乐类型有一些缺点，因为它可能会影响参与者的反应方式的可变性。然而，音乐的目的是提供一个机会，回到基线，我们认为，让参与者选择如何返回到基线是首选，而不是音乐可能会恼人，从而错过了它的目的，返回到基线。
注意确保一个活动结束和下一个活动开始的时间被准确标记是很重要的。所有研究工具提供的绝对时间戳应同步，以确保根据实际活动时间正确划分心电图记录。
SAM 是一种视觉模拟刻度，用于测量在纸张和铅笔形式上管理的情绪反应的价性、觉醒性和支配性，其中 3 行 5 幅人物图形，每行下方 1-9 的比例（见图2）。价格尺度从不快乐或悲伤到快乐或快乐。觉醒的尺度从平静或无聊到刺激或兴奋。支配力尺度从顺从或"无控制感"到支配或"控制"。。第一行是价格刻度，其图形具有一系列面部表情，从微笑开始，慢慢过渡到皱眉。微笑表示心情非常愉快，而皱眉表示心情非常悲伤。中间有3幅画，带着小小的微笑，一个中性的表情和轻微的皱眉。第二排测量唤醒，绘制的人类图形有一个大爆炸，如绘制在人像的中间，它过渡到越来越小，直到最右边的数字只有一个点在中间部分，表明一个低水平的觉醒。底部的支配力尺度在正方形的中心有一个小数字，逐渐变大，直到极右的图形从正方形的边界出现。
由于可能由参与者移动或生物贴片暂时断开引起的心电图人工制品可能错误地标识为 R 波，因此可能导致 R-R（即，间断 - IBI）和 HRV 误判。在有噪声的数据区域（未显示可识别的 QRS 波），使用 QRSTool 将数据划分为几个足够长的块，至少 30 秒。QRSTool 的可视界面使用户能够标记某部分数据（如果怀疑为噪声，然后裁剪出来，以便它不包含在输出数据中）。将数据划分为 30 秒段的另一个好处是，HRV 的度量不受可用数据长度的影响，因为较长的记录可以产生更高的 HRV 估计值。
CMetX 软件是一个基于命令行的实用程序，它计算 HRV 的各种指标，给定一个简单的 IBI 系列作为输入。计算以下索引：平均间拍间隔、 平均心率、速率转换 IBI 的平均值、IBI 之间的基数差异根均值平方、连续 IBI 差异的绝对值平均值、大于 50 ms 的连续 IBI 差异比例、Toichi 心脏血管指数、IBI 系列方差的自然日志、过滤 （.12-.40 Hz） IBI 系列方差的自然日志、基于指标的 IBI 数允许将滤波器实现到带限制 RSA 时的损失。所有值都针对在滤波器应用于带限制信号以计算 RSA 后保留的 IBI 计算。筛选器导致数据在开始时丢失 12 秒，在数据段末尾丢失 12 秒。有关心电图评分的进一步文档和培训视频，请访问： https://jallen.faculty.arizona.edu/content/resources-and-downloads。
如前所述，可以修改协议，以检查情绪反应和生理对不同类型的行为的差异。此外，还可以修改协议以使用其他自报告度量值。如果时间同步不是最佳的，则可能需要删除部分从节的开头和结尾开始的 ECG 录制。该协议也不限于3种不同类型的活动或材料，可以扩大或限制。话虽如此，该协议仅限于在一个房间内为所有参与者和每项活动的所有活动在一个类似环境中发生的行为和活动。这是因为环境可能会影响 HRV 并确保观察到的差异是由于活动或行为造成的，而不是环境造成的。
艺术创作的经验水平、个人对艺术创作的焦虑程度，以及实验会前可能发生的任何其他紧张经历，都可能对个人的反应产生影响。在这项研究摘录中，我们询问了参与者在艺术创作方面的经验，但我们没有发现基于艺术创作经验（新手、爱好或专业）的任何差异。进一步的研究可能要考虑到其中提及的其他考虑因素。另一个建议是公开结束的问题，以调查个人的情绪状态背后的推理。
将来，该协议可用于将对绘画的响应与常规艺术材料或数字媒体进行比较。鉴于有关油蜡笔的发现，我们建议进行进一步研究，以测试较水性涂料之间的可变性，并将手指涂漆与不同类型的油漆刷进行比较。使用该协议的研究成果可用于扩大有关使用不同材料效果的知识，而不同材料又可用于根据艺术治疗客户的具体需求定制基于艺术的干预措施。
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Disclosures
作者没有什么可透露的。
Acknowledgments
这部影片的制作得到了埃米莉·萨戈尔创意艺术治疗研究中心的支持。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Disposable Ag/AgCl electrodes | Biopac | EL501 | |
| Drawing paper | Stenoplast | ||
| Echo gateway | Medtronic | 9600.0303 | |
| Eraser | Factis | ||
| Gouache paint | Giotto | ||
| HB pencil | Milan | ||
| Omnisense 3.9.7 | Medtronic | 9700.0269 | Computer software |
| Oil pastels 12 colors | Talens | ||
| Zephyr biopatch | Medtronic | 9600.041 |
References
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