Undersøgelse af ændringer i HRV og følelser efter kunst fremstilling med tre forskellige Kunstmaterialer

Summary

Målet med protokollen er at vejlede forskerne i at gennemføre eksperimenter, der er beregnet til at måle ændringer i selvrapporterede følelsesmæssige respons og pulsvariation efter kunst fremstilling med forskellige materialer. Protokollen kan nemt tilpasses til brug i en række forskellige adfærdsmæssige forhold og aktiviteter.

Abstract

Denne protokol gør det muligt at undersøge psykologiske og fysiologiske reaktioner på forskellige typer af adfærdsmæssige engagementer. Specifikt i denne undersøgelse eksempel, den følelsesmæssige respons og ændringer i hjertefrekvens variabilitet er undersøgt som reaktion på kunst fremstilling med tre forskellige kunstmaterialer, der varierer i deres niveauer af fluiditet. Denne protokol kan tilpasses til at undersøge andre former for adfærd eller engagement i kunst fremstilling med andre materialer. Der er flere fordele ved at bruge denne protokol. For det første forbedrer ordre randomiseringen af materialerne sandsynligheden for, at det målte respons er forbundet med dets kvaliteter og ikke præsentations rækkefølgen. For det andet gør den kontinuerlige måling af elektrokardiogram det muligt at undersøge ændringer i puls variabilitet efter interaktion med hvert kunst materiale og ændringer, der kan opstå under selve kunstværkerne. Fordelene ved denne protokol bør overvejes med deres begrænsninger. Musikken lytter er før hver kunst gør session; således kan tilbagevenden til baseline kun måles i de to første betingelser. Tilbagevenden til baseline giver oplysninger om, hvor hurtigt individer restituere efter respons på at arbejde med hvert af materialerne. Desuden giver en mere flydende materiale i stedet for gouache maling med en børste, såsom fingermaling, mere forskel mellem materialer. Endelig kan denne protokol tilpasses specifikke forskningsbehov.

Introduction

Formålet med denne protokol er at undersøge den fysiologiske og følelsesmæssige respons på kunst fremstilling under forskellige forhold. I dette tilfælde undersøges forskellen i reaktion på kunst fremstilling med tre forskellige kunstmaterialer, der varierer i niveauer af fluiditet. Rationalet bag udviklingen af dette eksperiment er at yde støtte til teorier om kunstterapi hævder, at kunst fremstilling med mere flydende kunstmaterialer er relateret til at øge følelsesmæssige udtryk¹. Puls variabilitet (HRV) i almindelighed, og respiratorisk sinus arytmi (RSA) specifikt, er tegn på følelsesmæssig engagement og regel^2,3. I denne undersøgelse eksempel, rækkefølgen af de anvendte kunstmaterialer er randomiseret til kontrol for en ordre effekt. Der er ingen andre undersøgelser med denne undersøgelse design fundet.

Fordelen ved denne metode er, at den igangværende måling af puls variabilitet (HRV) gør det muligt at undersøge den fysiologiske respons på kunst fremstilling under kunsten at gøre sig selv, og det er ikke-invasiv. Dette er i opposition til måling af bio-markører i blod eller spyt efter kunst fremstilling, hvilket er vigtigt og relevant, men kan være udfordrende til tiden præcist og kræver ubehageligt (savlen i et rør) eller invasive (giver en blodprøve) indsamlingsmetoder⁴.

Denne protokol kan tilpasses til at måle respons på en række adfærdsmæssige aktiviteter og kunst fremstilling med forskellige materialer. For at gøre det skal du udskifte artmaking med tre materialer med den ønskede adfærd, der skal undersøges. Det er vigtigt at sikre, at de fleste elementer i den adfærd, der undersøges, er ens andre end kvaliteten af den adfærd, der undersøges (dvs. likviditeten af kunst materialet). Figur 1 er et flowdiagram af eksperimentet.

Protocol

Denne undersøgelse blev gennemført med godkendelse af fakultetet for social velfærd & Sundhedsvidenskab på University of Haifa, etiske komité. Der blev indhentet informeret samtykke, og der blev udført forskning i overensstemmelse med Helsingfors-retningslinjerne for menneskelig velfærd.

Bemærk: forskningen udføres ved et bord, ved hjælp af kunstmaterialer og en bærbar, trådløs og ikke-invasiv elektrokardiogram (EKG) optagelse enhed.

1. valg af deltager

1. Rekruttere raske deltagere i alderen 18 og 40. For en bredere vifte af aldre anbefales en division til undergrupper på grund af aldersrelaterede ændringer i puls variabilitet.
2. Udelukke deltagere med nuværende eller en historie af hjertesygdomme som hjertesygdomme kan påvirke puls variabilitet, og dermed begrænse evnen til at undersøge, om ændringen skyldes den adfærdsmæssige aktivitet.
3. Inviter alle til laboratoriet mellem 08:00-15:00, for at sikre lignende betingelser. Indstil enhver tidsramme, så længe eksperimentet kan udføres inden for det.
4. Hils deltageren og Bekræft, at deltageren i de 2 timer før eksperimentet ikke drak kaffe, spiser, røg eller energisk motion.
5. Indhente skriftligt informeret samtykke for at sikre, at deltagerne ved, at de frit kan forlade eksperimentet på et hvilket som helst tidspunkt uden konsekvens og er opmærksomme på eventuelle risici og fordele for deltagelsen.

2. forsøgsprotokol

1. Overhold biopatch to fingre under brystbenet med 2 Ag-AgCl engangs elektrode. EKG-prøven udtages (1000 Hz, 16 bit) og optages med biopatch.
2. Undersøge, om værdierne af de indsamlede data (dvs. puls, HRV) vises på den grafiske grænseflade, der sikrer, at data indsamles. Softwaren vil også sende en lydalarm, når biopatch går offline.
3. Når deltageren tilpasser sig miljøet og bærer biopatch, skal du måle 5 min hvilepuls i en siddende position for at fastsætte den oprindelige HRV. Instruer deltageren til at sidde stille, og undgå at tygge eller tale, som påvirker HRV.
4. Efter 5 min hvile for at etablere baseline HRV, instruere deltagerne til at udfylde blyant og papir spørgeskemaer med demografiske data, et spørgsmål om kunst at gøre vaner og selvevaluering dukke (SAM)⁵. Instruer deltagerne i at markere den tegning, der er tættest på, hvordan de føler på det aktuelle tidspunkt (Se figur 2).
5. For at etablere en sammenlignelig følelsesmæssig tilstand, har deltagerne lytte til 5 min afslappende musik efter eget valg (naturlyde, ny alder eller klassisk musik) før hver artmaking session. Den afslappende musik vælges med vilje af deltageren for at sikre, at den er afslappende for dem⁶.
6. Giv deltagerne et ark papir (50 cm x 35 cm) og Instruer dem i at engagere sig i en 10 min artmaking session (blyant, olie pasteller eller gouache maling). For at reducere en ordre påvirker, randomiserer rækkefølgen af kunst materialerne.
   Bemærk: her, efter tegning med blyant, deltagerne brugte olie pasteller og derefter gouache maling.
   1. Tilskynd deltagerne til at engagere sig i en udforskning af materialerne på en måde, de føler sig tilpas og bruge hele 10 min til kunst fremstilling. Giv opmuntring ved at minde deltagerne om, at kunst produktet og dets æstetik ikke er vigtigt, og at de kan tegne noget som helst.
   2. Præsenter blyanten med blyantspidser og viskelæder.
   3. Instruer deltagerne i at rapportere deres følelsesmæssige tilstand ved hjælp af SAM.
7. Tænd for musikken og Instruer deltagerne i at lytte til 5 minutters afslappende musik efter deres valg (naturlyde, ny alder eller klassisk musik).
8. Placer en åben æske med 12 farver af olie pasteller på bordet og Instruer deltagerne til at bruge dem på nogen måde, de vælger, herunder peeling af wrapper og bryde pastel, hvis det er nødvendigt.
   1. Udskift kassen med pasteller for det næste emne, hvis deres generelle udseende påvirkes betydeligt af brug.
   2. Instruer deltagerne i at rapportere deres følelsesmæssige tilstand ved hjælp af SAM.
9. Tænd for musikken og Instruer deltagerne i at lytte til 5 minutters afslappende musik efter deres valg (naturlyde, ny alder eller klassisk musik).
10. Nuværende gouache maling i primære farver (gul, rød og blå), sort og hvid i en plastik palet, opdelt i 6 skåle og 4 blande overflader, til at styre mængderne af maling. Desuden giver en krukke med vand, en blød, Fladhovedet børste (størrelse 6) og en klud.
    1. Fortæl emnerne, at de kan anmode om yderligere maling, hvis det er nødvendigt.
    2. Giv en kort forklaring af blandings farver og rengøring af børsterne.
    3. Instruer deltagerne i at rapportere deres følelsesmæssige tilstand ved hjælp af SAM.
11. Fjern biopatch fra deltageren i slutningen af sessionen. Download de data, som er optaget med biopatch, til computeren ved hjælp af biopatch download log.

3. data analyse

1. Konverter data til en tekstfil, der er egnet til import til Visual Analysis software (f. eks QRSTool)⁷, sparer kun tidsstempel og spænding vektorer, ved hjælp af en MATLAB script. MATLAB-scriptet * er nyttigt til at gemme tidsstempel og spændings vektorer, mens du sletter resten. Dette kan gøres manuelt, men er meget tidskrævende. Det resulterende tekstfil eksempel er præsenteret i figur 3.
2. Importer tekstfilen, som er oprettet af MATLAB-scriptet, til QRSTool ved hjælp af den grafiske brugergrænseflade: File | Import | (Vælg fil). Sørg for, at der trykkes på knappen 1000 Hz (Sample Rate). EKG vil derefter blive grafisk vist i vinduet af QRSTool.
3. Undersøg EKG-serien visuelt for artefakter. Identificere R-komponenten i EKG ved hjælp af QRS-Tool-softwaren (Se figur 4). Softwaren registrerer automatisk R-spikes ved at markere alle punkter med et rødt timeglas over en tærskel, der er markeret manuelt.
   Bemærk: for mere information kontakt den tredje forfatter på: jallen@email.arizona.edu
   1. Visuelt inspicere hver EKG-serie sammen med de identificerede hjerteslag, tidspunkter og artefakter (savnet eller fejlagtigt identificerede hjerteslag), som kan have en overdreven eller manglende hjerteslag i den inter-Beat intervaller graf. Ret dette manuelt ved at klikke for at fjerne den ekstra puls eller tilføje en, hvor mangler.
   2. I områder af data med støj, der ikke viser en identificerbar QRS bølgeform, opdele data i flere bidder, på 30 sekunder i det mindste.
      Bemærk: Husk, at haler med beskårne data ikke kan tilføjes sammen. Analysér disse separat, og Opret et gennemsnit af alle bidder.
   3. Markere eller opdele dataene i henhold til forskellige faser af eksperimentet. Det gør du ved at bruge den visuelle brugergrænseflade til at afbryde og gemme data for hver hændelse og eksportere dem separat til CMetX (beskrevet nedenfor). Opdel data baseret på de eksperiment stadier, der er beskrevet ovenfor (baseline, musiklytning og kunst fremstilling med de forskellige materialer).
4. Når alle data er rene, skal du eksportere til CMETX ved hjælp af Visual interface- filen | Eksporteller direkte af en kommandolinje. Dette vil åbne CMetX Viewer vindue med en ekstra linje med indekset for HRV.
5. Eksportér HRV-indekser til en CSV-fil til dataanalyse
   1. Brug to indekser af HRV: den estimerede respiratoriske sinus arytmi (RSA) som en vagal eller parasympatetisk indeks og hjertets sympatiske indeks (CSI) – baseret på en Lorenz plot, der anslår sympatisk indflydelse. Figur 4 er et eksempel på output fra CMetX-softwaren.
      Bemærk: det kan være vanskeligt at vælge det relevante HRV-indeks til at repræsentere vagal eller sympatisk hjerte regulering, og det kræver nogle metodisk og teoretisk baserede beslutninger, der ligger uden for denne præsentations rækkevidde. For yderligere information anbefaler vi at læse: Allen, J. J., Chambers, A. S., & Towers, D. N. (2007). De mange målinger af hjertekronotropi: en pragmatisk primer og en kort sammenligning af målinger⁸.
6. Vurder HRV-reaktivitet ved at fratrække det gennemsnitlige HRV-indeks under musikafspilning fra det gennemsnitlige HRV-indeks under den følgende artmaking-session (dvs. positive værdier repræsenterer højere HRV under artmaking i forhold til proceduren afslapning).

Representative Results

Som nævnt ovenfor, CMetX software indeholder flere matricer af HRV. Her blev RSA-foranstaltningen beregnet for hver deltager pr. eksperimentel tilstand. Figur 5 viser de gennemsnitlige RSA-værdier (± Se) for de tre kunst fremstillings opgaver og deres tidligere hvileperioder. A inden for ANOVA afslørede en statistisk signifikant hoved effekt for artmaking (F^{(1, 49)} = 26,155, p < .001), med en stor effekt størrelse (η_p² =. 348), som INTUITIVT kan tolkes som 35 procent af variabiliteten af RSA forklaret af artmaking (sammenlignet med hvile). En statistisk signifikant interaktion (F^{(2, 98)} = 5,965, p = .004, η_p² =. 109) INDIKEREDE, at ændringen i de gennemsnitlige RSA-niveauer var afhængig af kunst materialet. Parvise sammenligninger (med en Sidak-justering for flere sammenligninger) viste en signifikant ændring i gennemsnitlig RSA under artmaking med olie pasteller (t₍₄₉₎ = 5,51, p < .0005, Cohens d = 0,475) eller gouache (t₍₄₉₎ = 3,63, p = .001, cohens d = 0,195), men ikke under tegning med blyant (t₍₄₉₎ = 1,40, p =. 168, Cohens d = 0,105).

Figur 5: RSA i hvile og under artmaking. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Ud over puls variabilitet, de tre selvrapporterede følelsesmæssige responsforanstaltninger af SAM⁵ visuel analog skala blev brugt til at vurdere, om der var forskelle i den følelsesmæssige respons på de forskellige kunstmaterialer. Gennemsnitlige (± SD) værdier af Valens, ophidselse og dominans selv-rapport foranstaltninger efter hver artmaking opgave, samt efter en baseline hvileperiode, på en centreret skala spænder fra-4 til 4 er beskrevet i tabel 1. En gentagen inden for forsøgspersonerne ANOVA udviste en statistisk signifikant effekt for kunst materiale på Valens, men ikke på ophidselse eller dominans (tabel 1). Efterfølgende parvise sammenligninger viste, at følelsesmæssig Valens i gennemsnit var mere positiv efter maling med gouache sammenlignet med følelsesmæssig Valens efter tegning med en blyant (p = 0,038), men ikke i forhold til baseline Valence (p = 0,744).

	Oprindelige	Blyant	Olie pastel	Gouache	F(3.147)	ηp2
	M (SD)	M (SD)	M (SD)	M (SD)
Valence	2,14 (± 1,07)	1,96 (± 1,65)	2,30 (± 1,54)	2,60 (± 1,55)	2,93 *	0,056
Ophidselse	-1,72 (± 1,84)	-1,86 (± 2,13)	-1,90 (± 1,88)	-1,66 (± 2,11)	0,47	0,009
Dominans	-0,02 (± 1,41)	0,16 (± 1,54)	0,14 (± 1,77)	0,16 (± 1,82)	0,28	0,006
* p < 0,05

Tabel 1: Valens, ophidselse, og dominans foranstaltninger af følelsesmæssig respons under hvile og kunst-Making.

For detaljerede resultater, se venligst: følelsesmæssig respons og ændringer i hjertefrekvens variabilitet efter kunst fremstilling med tre forskellige kunstmaterialer⁷.

Denne protokol kan let bruges til at undersøge forskelle i følelsesmæssig respons efter og ændringer i HRV under og efter en række aktiviteter, og behøver ikke at være begrænset til kunst fremstilling. Desuden kan denne protokol ændres til at undersøge forskelle i følelsesmæssige og fysiologiske respons på kunst fremstilling med en bredere vifte af kunstmaterialer samt.

Figur 1: et flowdiagram af eksperimentet, der oprindeligt blev offentliggjort i en tidligere publikation og udskrives her med tilladelse⁷. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2: et eksempel på Sam foranstaltning⁵. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 3: et eksempel på, hvad en tekstfil parat til at blive importeret til QRSTool ser ud. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 4: et eksempel på data eksporteret af CMetX. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Discussion

Denne protokol er designet til at måle forskelle i RSA under kunst fremstilling med kunstmaterialer varierende i deres niveauer af fluiditet⁷. Biopatch^9,10 er en lille rund fysiologisk overvågning telemetri enhed, der binder sig til en hylster, der forbinder til to Ag-AgCl engangs elektrode og muliggør indsamling af fysiologiske data, herunder grundlæggende EKG. Enheden lagrer og transmitterer vitale tegndata, herunder EKG, puls, respirationshastighed, krops orientering og aktivitet. Der er flere kritiske trin i protokollen. Det er meget vigtigt at foretage en eller anden form for tilbagevenden til baseline aktivitet. Vi valgte at lytte til afslappende musik, og lad deltagerne vælge en af tre typer musik for at sikre, at denne musik virkelig er afslappende for dem. Vi havde også deltagerne lytte til den samme musik, før de deltager i kunsten at gøre med det mål at "neutralisere" enhver stimulering, at deltagerne kan have indtastet laboratoriet med denne dag. Der er nogle ulemper ved at give deltagerne mulighed for at vælge den type musik, de lytter til, da det kan påvirke variabiliteten mellem, hvordan deltagerne reagerer. Men formålet med musikken er at give mulighed for at vende tilbage til baseline, og vi mener, at have deltagerne vælge, hvordan man vender tilbage til baseline foretrækkes over potentialet, at musikken ville være irriterende og dermed mangler dens formål at vende tilbage til baseline.

Opmærksom på at sikre, at den tid, en aktivitet sluttede, og den næste begyndte er markeret præcist er vigtigt. De absolutte tidsstempler, der leveres af alle forskningsværktøjer, skal synkroniseres for at sikre, at EKG-optagelserne er korrekt fordelt i henhold til de faktiske aktiviteters timing.

SAM er en visuel analog skala måle Valens, ophidselse, og dominans af følelsesmæssig respons administreret her på papir og blyant form med 3 rækker af 5 tegninger af menneskelige tal, og en skala fra 1-9 under hver række (Se figur 2). Valens skalaen spænder fra ulykkelig eller trist til lykkelig eller glad. Den ophidselse skala spænder fra ro eller keder sig til stimuleret eller ophidset. Den dominans skala spænder fra underdanig eller "følelse af at være uden kontrol" til dominerende eller "i kontrol". Den første række er en Valens skala, som har tegninger, der har en række ansigtsudtryk begyndende med et smil og langsomt overgangen til en rynke panden. Smilet indikerer en meget glad stemning, mens en rynke tegn indikerer en meget trist humør. Der er 3 tegninger i midten, med et lille smil, et neutralt udtryk og en lille rynke. Den anden række måler ophidselse, og den menneskelige figur trukket har en stor eksplosion som tegning i midten af den menneskelige figur, som overgår til at blive mindre og mindre, indtil figuren på den yderste højre kun har en prik i midten af afsnittet, hvilket indikerer en lav grad af ophidselse. Den dominans skala i bunden har en lille figur i midten af kvadratet, der gradvist bliver større, indtil den yderste højre figur opstår fra grænserne af pladsen.

Da EKG-artefakter, som kan være forårsaget af deltager bevægelser eller midlertidig frakobling af biopatch, kan være fejlagtigt identificeret som R-bølger, kan det resultere i R-R (dvs. Inter-Beat-intervaller-IBI) og HRV-fejlberegninger. I områder med data med støj (ikke viser en identificerbar QRS bølge), bruge QRSTool at opdele data i flere lange nok bidder, på 30 sekunder i det mindste. Den visuelle grænseflade af QRSTool gør det muligt for brugeren at markere en bestemt data sektion, hvis den mistænkes for at være støj, og derefter beskære den, så den ikke medtages i de data, der er indtastet. En anden fordel ved at opdele dataene i de 30 sekunder segmenter er, at målingen af HRV ikke vil blive påvirket af længden af brugbare data, da længere optagelser kan producere højere HRV estimater.

CMetX software er en kommando-line baseret værktøj, der beregner forskellige målinger af HRV givet en simpel IBI-serien som et input. Følgende indekser er beregnet: gennemsnitlige interbeat interval, gennemsnitlig puls, gennemsnittet af den sats-transformerede IBIs, standardafvigelse af IBIs, Root Mean Square af forskelle mellem IBIs, gennemsnit af den absolutte værdi af sammenhængende IBI-forskel, andel af sammenhængende IBI-forskelle på mere end 50 MS, Toichi Kardialt vagal indeks, Toichi Kardiologisk indeks, naturlig log af varians i IBI-serien, naturlig log af varians af filtreret (. 12-.40 Hz) IBI-serien, antal IBIs, som målingerne er baseret giver mulighed for tab for gennemførelse af filteret til band-Limit RSA. Alle værdier beregnes for IBIs, der bevares, når filteret er anvendt til band-Limit signalet til at beregne RSA. Filteret resulterer i tab af 12 sekunders data i begyndelsen og 12 sekunder i slutningen af data segmentet. Yderligere dokumentation og træningsvideoer om scoring EKG kan findes på: https://jallen.faculty.arizona.edu/content/resources-and-downloads.

Som tidligere nævnt, kan protokollen ændres til at undersøge forskelle i følelsesmæssige respons og fysiologi til forskellige typer af adfærd. Desuden kan protokollen ændres til at bruge yderligere selv-rapport foranstaltninger samt. Dele af EKG-optagelser fra begyndelsen og slutningen af sektioner skal muligvis fjernes, hvis tidssynkroniseringen ikke er optimal. Protokollen er heller ikke begrænset til 3 forskellige typer af aktiviteter eller materialer og kan udvides eller begrænses. Når det er sagt, protokollen er begrænset til adfærd og aktiviteter, der kan finde sted i et rum i en lignende indstilling for alle deltagere og alle aktiviteter for hver aktivitet. Dette skyldes, at miljøet kan påvirke HRV og sikre, at de observerede forskelle skyldes aktiviteten eller adfærden og ikke miljøet.

Graden af erfaring i kunst fremstilling, enkeltpersoners niveau af angst fra kunst fremstilling, sammen med eventuelle andre stressende oplevelser, der kan opstå før den eksperimentelle session, kan have en effekt på individets respons. I denne undersøgelse uddrag, vi spurgte deltagerne om deres erfaring i artmaking, men vi fandt ikke nogen forskel baseret på artmaking erfaring (novice, hobby eller professionel). Yderligere undersøgelser vil måske tage de andre overvejelser, som er nævnt i konto. Et andet forslag ville være at have åbne afsluttede spørgsmål til sonde enkeltpersoner om ræsonnementet bag deres følelsesmæssige tilstand.

I fremtiden kan denne protokol bruges til at sammenligne respons på tegning med almindelige kunstmaterialer eller digitale medier. I betragtning af konstateringen vedrørende olie pasteller, foreslår vi at foretage en yderligere undersøgelse for at teste variabiliteten mellem en waterier type maling og sammenligne fingermaling med forskellige typer af maling børster. Resultaterne af undersøgelser, der anvender denne protokol, kan bruges til at udvide den viden om virkningen af brugen af forskellige materialer, som til gengæld kan bruges til at skræddersy kunst-baserede interventioner til de specifikke behov for kunstterapi klienter.

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