Hello，

这里是

行上行下

，我是

喵君姐姐

~

当我们做心理学实验的时候，有时需要向被试给予刺激电流，以诱发被试恐惧情绪（Mei, Dai, Lei, 2019; Lei,Mei, Dai & Peng, 2020）、厌恶情绪（雷怡，孙晓莹&窦皓然，2019）等等 ，这时候我们就需要电刺激仪来帮助我们实验的顺利进行。

今天，邀请到

“红枪总队”的CuteQ

，给我们详细讲解多通道电刺激仪安装与使用说明，以及她自己使用的一些经验。

这里将介绍SXC-4A型号的多通道电刺激仪的安装和使用说明（说明书来源于北京三峡科技有限公司）~

Part1 多通道电刺激仪的安装与说明

一、产品性能

工作电压：

交流 220V/50Hz


最大功率：

20VA


刺激通道：

四通道（CH1-CH4）

刺激模式：


①恒流：输出稳定直流

②正弦波：输出正弦波，频率调节范围为（1-1000）Hz

③方波：输出方波，频率调节范围为（1-1000）Hz，脉宽调节范围为（50-9950）μs

④三角波：输出三角波，频率调节范围为（1-1000）Hz

输出波形方向：

正向电流/反向电流（默认正向电流不做修改）


输出强度：

5μA ～ 9995μA，步进 5μA


输出脉宽：

50μs ～ 9950μS，步进 50μs


输出频率：

1Hz ～ 1000Hz，步进 1Hz


恒流输出时间：

1ms-10min，步进 1ms；或无限输出


非恒流波形重复次数：

1-60000 次，步进 1 次；或无限输出

控制方式：


①手动控制模式：面板按键触发

②串口控制模式：串口控制输出，具体通讯协议见串口控制部分

二、适用范围

用于科学实验，向被试施加刺激电流，诱发生物电位、神经冲动等。

三、主要结构

该部分图片来源均来自北京三峡科技有限公司

前面板





后面板

四、禁忌

禁止对植入身体内电设备（如心脏起搏器）的被试使用；

禁止对孕妇使用；

禁止对癫痫患者及其他不适宜做电刺激的病症被试使用。

五、注意事项、警示以及提示内容

仪器类型 防电击类型：

Ⅰ类；

防电击程度：

BF 型；

对有害进液的防护程度：

普通设备；

有易燃麻醉气与空气的混合气体情况下使用时的安全程度：

不适合。

工作制：

连续工作时间小于 10 小时。

开机、关机 ：


网电源正常时方可开机。开机：按下电源开关；关机：关闭电源开关。关闭仪器后再次开机 间隔至少 30 秒。

仪器与人体接触的材料：

电极：体表电极、针电极、使用指定的专用电极；

注意：使用电极务必分清一次性电极和重复使用电极。一次性电极不得重复使用，若为重复 使用的电极，请做好清洁与消毒工作。

本仪器只可用来给予实验刺激，严禁使用电刺激器做其他用途。

刺激输出夹头不要相互夹持或碰触，以免短路使器件损坏，造成伤害。

操作者不要直接接触刺激输出夹头暴露的金属部分，防止触电。

如遇异常情况请及时关闭刺激器电源。

实验时，应先将电极连接于被试身上，然后再打开电源给予刺激；若要更换被试或刺激位置，请先关闭电刺激器电源开关，将电极连好后，再打开电源开关进行实验刺激。

单次刺激时间不宜过长（特别是恒流输出时），刺激时间过长电极片会有发热发烫现象，如出现电极接触部位发热量大、发烫现象，请立即停止刺激，防止烫伤。

六、操作说明和图示

分为手动控制和串口控制两种。

1. 手动控制模式

开机界面




连接好电极，选择手动控制，打开电源，进入上述画面，按右边键盘“OK”键后进入刺激器设置界面。

输出通道选择界面




将输出端口调为关闭状态，按右边键盘“上翻”、“下翻”、“左翻”、“右翻”选择键选择需要设置输出参数的通道，按“OK”键进入下一界面。

刺激参数设置




按“OK”键进入相应参数设置，按方位选择键和数字键进行参数设置，按 Del 键可更正参数设置，按 Esc 键可离开对应的参数设置。参数设置好后如图（下图左一），按 Esc 键返回主界面（下图左二）。



其他通道参数设置类似，可选择单通道输出，或者多通道同时输出。

刺激触发

全部通道参数设置完毕后，打开端口 PORT 开关，出现上图左一界面，此时若按键盘区域的 “OK”键，则所有设置参数的通道会同时给予刺激。若想单通道给予刺激，请按键盘区域的“下翻” 键，选择需要触发的通道，进行单通道触发（上图左二）。 注意：为保护机器，请不要空载输出（即输出端不连接任何电阻）！

2. 串口控制模式

可通过串口设置各种参数、触发刺激，一代仪器串口设置的波特率为 9600， trigger 指令传输时间经过测试为 13±1ms，机器响应时间为 1ms，所以从串口发命令到仪器开始输 出刺激的时间约为 14ms，误差在 1ms 之内。 二代仪器串口设置的波特率为 115200，输出速度提高 到原先的 12 倍，理论上从串口发命令到仪器开始输出刺激的时间间隔约为 2ms。

通过串口可实现重置参数、设置参数、发送 trigger、暂停刺激序列的功能。使用串口控制之前，需要先安装 USB-Serial 驱动，驱动安装的时候需要打开本仪器，将电脑和本仪器之间用USB线连接好，驱动安装文件和说明见附带软件包（如不确定驱动安装1.0 版本还是2.0版本，就两个都试一下，直到安装成功）。如果安装成功，电脑设备管理器中应该会出现如下标志：



其中 COM5 表示串口的端口号为 5，COM 端口号与连接线插的电脑上的 USB 接口有关，不同的 USB 接口的端口号是不一样的，在进行串口控制编程的时候，首先要设置串口号和波特率。E-prime 串口设置方式如下（以 Eprime2.0 为例）：

打开一个E-prime程序，双击Experiment





点击Devices-Add





点击Serial-OK





双击Serial，将COM Port和波特率改为正确值，我们这里的端口号应为5，波特率一代机器为9600，二代机器为115200。





设置完之后点OK，后面就可以写具体的串口通讯指令控制电刺激器啦！

七、串口通讯协议

协议起始符为‘$’,终止符为‘#’。

协议由以下几部分构成，中间分别用分号‘;’隔开：

机器码：

默认为‘A1’。

协议命令，分为四种：


‘S’即 set，代表设置参数；

‘R’即 reset，代表重置参数，即参数归零；

‘T’即 trigger，代表触发刺激；

‘P’即 pause，代表刺激序列暂停。

通道号，

用‘C’来表示，比如‘C123’，表示选择 123 三个通道。

波形类型：

用‘W’来表示，其后缀为一个数字（1,2,3,4），分别代表恒流，正弦波，方波 和三角波，如‘W1’代表选择恒流。


频率，

用‘f’来表示，其后缀为一个数字（1-1000），单位为 Hz。


脉宽，

用‘P’来表示，其后缀为一个（50-9950）的数字，单位为μs。


正 反


‘O1’为正向，‘O2’为反向，默认为正向不可修改。



( 该功能还处于测试阶段，为以后正反双向波形预留 )

时间：


恒流输出时，用‘t’来表示，后面加一个数字，代表时间持续多少 ms，如果后缀是 ‘e’，代表一直输出；

非恒流输出时，用‘r’来表示，后面加一个数字，代表循环多少次，如果后缀是‘e’， 代表一直输出。

电流强度，

用‘i’来表示，后面加一个数字（5～9995），单位为μA。

例1：

KaTeX parse error: Expected ‘EOF’, got ‘#’ at position 11: A1R;c1234;#̲ 代表重置四个通道的参数。 …

A1S;c12;w3;f100;p2000;o1;re;i1000;# 代表对编号为A1的机器，设置1和2通道为方波，其频率为100Hz，脉宽为2000μs，正向电流，一直输出，电流强度为1000μA即1mA。

例3：$A1T;c12;# 代表触发 12 通道。

注意：

由于机器对多条语句执行需要响应时间，所以，连续多条语句之间最少保持 50ms 的时间间隔。如需要对两个通道设置不同的参数，需分开写语句，而且两个设置语句之间的时间间隔最 少 50ms。例如：

$A1S;c1;w3;f5;p2000;o1;r1;i2000;#

（间隔至少 50ms）

$A1S;c2;w3;f1;p5000;o1;r3;i1000;#

代表通道1参数设置为正弦波，频率5Hz，脉宽2000μs，正向电流，循环1 次（即只输出1个脉 冲），电流强度2000μA；通道2参数设置为正弦波，频率1Hz，脉宽5000μs，正向电流，循环3次，电流强度1000μA；

建议实验前，先用串口调试助手确认命令设置正确，以免造成实验失败。

Part2 实例演示

程序来源于雷怡副教授课题组

设置测量电击阈限的程序（以E-Prime 2.0为例）。程序如下：



首先，需要编写一个打开串口的语句，见OpenSerial（如下图）



在第二行SerialSerialDeviceInfo.CommPort输入自己电脑中对应的端口号，其他不变。

在ResetParameter重置串口控制刺激的参数，以防受循环的干扰，这里设置为



第三个为指导语窗口，我们设置为：



将List设置为：



可以根据自己的实验条件需要自行设置水平的数量。



在实验过程中，我们会通过按键来控制输出不同的电流大小，在Control界面，我们需要示意主试按键有哪些：



在SetParameter设置不同按键对应的不同电流大小。



想设置多少个按键就复制多少段语句，记得更改i后面对应的电流大小哦，还可以通过更改p后面的值来增加脉宽。最后要加上结束语句End if。

在Fixation设置一个十字注视点。

在注视点消失之后，就会触发串口，并在电击结束后回到触发前状态。因此需要添加一个Inline循环语句，如下：



后面的Trigger文本框用于提示被试电击出现了，然后又回到注视点开始新的循环。

如果想在自己的程序中添加电击，也跟上面类似哦，需要先定义串口，调整到与本机适用的端口值，并设置电击参数和建立循环语句就可以啦~

Part3 全文总结

本篇推送主要介绍了由北京三峡科技有限公司生产的多通道电刺激仪的安装和使用指南，包括产品性能、适用范围、主要结构、使用禁忌、注意事项、操作说明、串口通讯协议和实例演示。希望能够对大家有所帮助~

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行上行下

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参考文献：

[1] 雷怡, 孙晓莹, & 窦皓然. (2019). 恐惧与厌恶情绪图片系统的编制:基于两种情绪的区分. 心理科学(3), 521-528.

[2] Lei, Y., Mei,Y., Dai, Y., & Peng, W. (2020). Taxonomic relations evoke more fear than thematicrelations after fear conditioning: An EEG study. Neurobiology of learning andmemory, 167, 107099.

[3] Mei, Y., Dai,Y., & Lei, Y. (2019). The influence of hierarchical masks on maskedrepetition priming: Evidence from event-related potential investigation.Frontiers in Human Neuroscience, 13, 70.

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