《Japan Journal of Nursing Science》:Utilization of electrodermal activity in nursing research: A mapping review
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皮肤电活动(Electrodermal Activity, EDA)可反映与情绪及认知相关的交感神经系统活动。本映射综述旨在系统识别并梳理现有应用EDA的护理研究,同时探讨未来研究方向。研究人员检索了PubMed、CINAHL、PsycArticles、Coc
皮肤电活动(Electrodermal Activity, EDA)可反映与情绪及认知相关的交感神经系统活动。本映射综述旨在系统识别并梳理现有应用EDA的护理研究,同时探讨未来研究方向。研究人员检索了PubMed、CINAHL、PsycArticles、Cochrane Collection Plus、Web of Science、IEEE Xplore、Ichushi-Web、CiNii Research及日本护理文献当前索引,未设置年份限制。纳入标准为:使用EDA、属于护理研究领域、以人类为研究对象、发表语言为英语或日语。研究人员对数据进行可视化处理,以全面呈现护理领域中EDA研究的整体概况,并为前瞻性研究方向提供依据。最终共纳入91篇文献,其中原创性研究占绝大多数(n=89),干预性研究为主要类型(n=74)。研究对象以健康成人最为常见(n=27),而针对健康受损人群、婴幼儿及老年人的研究相对有限。“皮肤电导(skin conductance)”是最常用的术语(n=60),手指或手掌是最常见的测量部位(n=44)。EDA主要用于评估心理负荷(n=32)与生理反应(n=27),核心研究现象包括情绪唤醒刺激(n=26)与补充替代医学干预(n=22)。研究中同时收集了多维人口学与生理学数据,并使用了多种标准化量表。当前护理领域的EDA研究多以健康成人为对象开展干预性研究,覆盖多个国家。未来研究应拓展至健康受损人群,将EDA应用于个性化护理实践,并探索其在护理人员压力管理中的价值。
1 引言
皮肤电活动(EDA)指由汗腺活动介导的皮肤电导率变化,可反映与情绪、认知及注意力相关的交感神经系统活动。其机制为汗腺导管充盈在具有高电阻的角质层形成离子传导通路,降低皮肤电阻并提升皮肤电导。EDA通常由反映基础水平的紧张性成分与可锁定特定事件的时相性成分共同构成。自1879年Romain Vigouroux首次发现皮肤电现象与心理因素的相关性以来,EDA已广泛应用于心理学、工商管理、精神病学及神经科学等领域,在预测、监测与评估方面取得显著进展。在护理领域,EDA已被用于婴儿疼痛评估、特定疾病生物反馈验证及护理学生学习效果评价,能够客观量化生理与情绪状态,为个性化护理与教育提供支持。护理专业人员需在个体、关系及社会背景下评估患者,以尊严与生活质量为核心的人本照护(Person-centered Care, PCC)已在重症监护室、普通病房及长期照护机构等场景的临床实践与护理教育中得到广泛探讨。在人本照护基础上,以人为本的照护(People-centered Care, PeCC)进一步将关注范围扩展至个体及家庭、照护提供者、社区间的关系。世界卫生组织正推动“整合式以人为本照护”,通过协作、信息共享及尊重合作的决策模式共同构建全面照护体系。这种理念转变要求护理人员从“个体体验”与“关系互动”双重维度理解并支持服务对象。EDA可为两方面提供证据支撑,但分析目标存在差异:人本照护中可通过将时相性反应与临床有意义事件(如操作、关键沟通时刻)时间锁定,评估与内部反应相关的交感神经激活,弥补观察法的局限性;以人为本的照护中则可同步采集接受者与提供者的EDA数据,结合情境与行为数据分析互动过程中唤醒水平的时间一致性。尽管EDA已在护理场景中应用,但目前尚无研究系统梳理其在护理研究中的使用情况,这种整合缺失限制了现有证据的可见度及其在临床实践与教育中的转化。因此,本映射综述旨在系统识别并梳理现有应用EDA的护理研究,同时探讨未来研究前景。
2 方法
2.1 设计
映射综述是一种透明、严谨、系统的研究方法,可用于识别、描述与编目广泛主题下的证据及研究缺口,通过文献概览与分类明确未来研究需求。本研究选择映射综述以系统梳理护理领域EDA相关研究并指导未来方向。尽管映射综述缺乏专用报告规范,但整合首选系统评价与Meta分析报告条目(PRISMA)及PRISMA范围综述(ScR)的相关要素可提升实施与报告质量。因此,本研究遵循PRISMA-ScR指南,采用PRISMA 2020流程图报告文献筛选过程。
2.2 检索方法
为全面覆盖医学、心理学及工程学等多学科相关文献,研究人员检索了PubMed、CINAHL、PsycArticles、Cochrane Collection Plus、Web of Science及IEEE Xplore数字图书馆,其中CINAHL、PsycArticles与Cochrane Collection Plus通过EBSCOhost平台访问。为最大化检索覆盖范围,检索包含英语与日语文献。由于本研究旨在全面梳理护理领域EDA研究,排除日语文献可能导致可避免的证据缺口——日本产出的EDA研究成果丰富,这一特点在主要方法学综合研究中也有体现。因此,研究额外纳入Ichushi-Web、CiNii Research及日本护理文献当前索引三个日语数据库:Ichushi-Web作为医学与健康领域核心来源,CiNii覆盖更广泛的学术产出,日本护理文献当前索引则提供学科特异性保障。检索策略由图书馆员参与制定,各数据库检索时间范围为建库至2024年7月1日,并于2025年5月13日更新检索以获取新增文献。检索词围绕EDA与护理研究两大核心,采用“AND”组合、MeSH词及数据库专用词表,语言限制通过检索词或过滤器实现。
2.3 纳入与排除标准
研究采用人群、概念、背景框架界定纳入排除标准,未对人群设限以覆盖全人群相关研究。概念定义为EDA,背景定义为护理研究。纳入标准为:(1)以人类为研究对象;(2)使用EDA;(3)属于护理领域研究。为精准提取护理相关文献,研究人员对“护理领域”进行操作性定义:满足以下任一条件即可纳入:发表于护理期刊、第一作者为注册护士、第一作者专业背景为护理(即隶属于护理相关教育机构或持有护理学位)。排除标准包括:专题报道、评论、会议摘要、学位论文、信件、专著、研究方案、数据库注册研究项目及无法获取全文的文献。文献语言限定为英语或日语,不设年份限制。
2.4 文献筛选
研究人员检索各数据库并提取相关记录,剔除重复文献后,由两名研究人员独立依据纳排标准进行标题与摘要初筛。若初筛无法确定是否符合标准,则独立阅读全文评估。若出现分歧,通过讨论达成共识;若仍无法达成共识,则由第三名研究人员参与讨论并确定最终纳入结果。
2.5 质量评价
映射综述的核心目标是对现有文献进行概览,不受研究设计与方法学质量限制,以识别未来研究需求。当前已发表的映射综述大多不评估纳入文献质量,因此本研究未对纳入文献进行质量评价。
2.6 数据提取与分析
研究人员使用Microsoft 365中的Excel表格管理从纳入文献中提取的数据,表格包含文献计量信息与研究方法学信息,由两名研究人员核对数据以确保一致性。提取内容包括文献计量数据(第一作者、发表年份、标题、国家、语言)与研究特征(设计类型、样本量)。研究对象定义为具有可识别特征的个体,按CINAHL分类标准汇总性别、健康状况与年龄组信息,健康状况依据《国际疾病分类第十一次修订版》(ICD-11)确定,排除分娩、绝经等生命阶段事件。为描述EDA应用情况,提取EDA相关术语、测量部位,并根据文献报告内容对研究目的与目标现象进行分类。对于非EDA调查条目,收集人口学与生理学数据及使用的量表信息,量表的不同版本(原版、简版、修订版或译本)视为同一工具。对于二次研究,仅提取文献计量信息、研究设计、EDA术语与测量部位。描述性统计分析使用Microsoft 365 Excel完成,可视化图表主要使用Microsoft 365 PowerPoint制作,部分流程图使用SankeyMATIC工具绘制。
3 结果
从9个数据库中初步检索到645篇文献,经去重与筛选后最终纳入91篇。纳入文献的首篇发表于1971年,其余文献发表时间跨度为1984年至2025年,覆盖18个国家。按第一作者所属国家统计,美国发文量最高(29篇,31.9%),其次为日本(26篇,28.6%)。发表语言方面,67篇为英语,24篇为日语。按年度发文量统计,近年来除美国与日本外的其他国家发文量呈上升趋势。
3.1 研究特征与设计
纳入的91篇文献中,89篇为原创性研究,2篇为二次研究。二次研究分别为:Carpenter与Rand于2008年开展的利用皮肤电导与情绪指标分析乳腺癌幸存者潮热主观与客观评估关联的研究,以及Hu等人于2019年开展的评估皮肤电导用于婴儿急性疼痛评估有效性的范围综述。89篇原创性研究中,干预性研究占74篇,其中41篇为类实验设计。原创研究的中位样本量为40例(范围:1-346例),58.4%的研究样本量≤50例。性别构成方面,45篇纳入男女混合样本,33篇仅纳入女性,6篇仅纳入男性,6篇未报告性别信息。年龄组分布显示,19-44岁成年组占比最高(68篇)。健康状况方面,31篇(34.8%)研究仅纳入健康参与者,健康受损人群涵盖精神行为神经发育障碍(如精神分裂症)、肿瘤(如癌症)、循环系统疾病(如高血压)等类别。综合年龄与健康状态分析,健康成人相关研究最多(27篇,30.3%),而针对健康受损人群、婴幼儿及老年人的研究相对有限。
3.2 EDA应用特征
EDA术语使用方面,“皮肤电导”出现频率最高(60篇)。89篇原创研究中,手指或手掌是最常用的测量部位(44篇),近年手腕与前臂的测量应用呈增加趋势。测量部位与年龄组存在对应关系:婴幼儿研究中足部测量最为常见,体现了测量部位选择的年龄差异性。EDA使用目的与目标现象的关联分析显示,测量心理负荷是最主要的用途(32篇),用于测量认知或判断的研究较少(10篇)。核心研究现象包括情绪唤醒刺激暴露(26篇,含疼痛刺激、图像、声音等)、补充替代医学干预(22篇,含生物反馈、芳香疗法等)及健康相关反应表现(16篇,含潮热、耳穴信号等),另有部分研究关注特定护理操作、心理紧张、常规医疗程序及护理教育场景下的EDA测量。
3.3 其他调查条目
89篇原创研究中,人口学数据采集涵盖用药史(36篇)、现病史(32篇)、家庭信息(26篇)、教育程度(24篇)、体重(24篇)等,同时收集吸烟、饮酒、饮食等日常生活相关信息。生理学指标方面,心率或脉搏(30篇)、皮肤温度(24篇)、血压(19篇)最为常用,低频(LF)、高频(HF)及LF/HF比值各在18篇研究中被测量,提示反映自主神经系统活性的指标被广泛应用,此外还检测淀粉酶、葡萄糖、皮质醇、肾上腺素等血液标志物。量表应用方面,状态-特质焦虑问卷(STAI)使用率最高(12篇),其次为流行病学研究中心抑郁量表(CES-D)、心境状态量表(POMS)(各4篇),日本版UWIST情绪形容词检核表(JUMACL)、阳性与阴性症状量表(PANSS)各在3篇研究中使用。另有6篇研究采用访谈或问卷了解参与者干预期间或干预后的感受。
4 讨论
4.1 当前EDA应用现状
本研究首次通过多学科数据库广泛覆盖系统梳理了护理领域EDA的应用情况。尽管EDA相关护理文献持续增长,但证据仍处于碎片化状态。通过梳理跨学科发现,本研究明确了研究缺口,为优化研究目标与方法提供依据,推动护理科学发展。自1995年以来,护理领域EDA研究几乎每年均有发表,显示持续关注度;近年美日以外国家的报告量增加,提示国际研究范围正在扩展,可能呈现“方法学扩散”特征,即先行国家作为枢纽推动了EDA实践的普及。但发文量下降不代表相关性减弱,EDA的价值应以其应用场景而非数量衡量。作为交感神经节后纤维功能与时相性唤醒的关键无创指标,EDA易受混杂因素影响,未来研究应主要将其解释为唤醒信号,结合多模态指标,并透明报告操作流程以提升效度与可重复性。值得注意的是,现有研究多来自经合组织定义的发达国家,证据基础覆盖场景有限,可能影响跨文化背景下的普适性。情绪加工与调节及相关心理生理反应存在文化群体差异,未来应拓展至新兴经济体等多元场景,明确文化与情境对EDA反应的影响,为个体化文化敏感性护理评估与实践提供依据。
当前护理领域EDA研究以原创性研究为主(97.8%),二次研究稀缺,提示证据综合不足,知识体系尚待成熟。中位样本量40例的特点与消费、旅游 hospitality领域EDA研究一致,反映大规模研究实施难度较高。性别失衡明显,约40%的研究仅纳入女性,这与全球护理 workforce女性占比较高的特征相关,便利抽样可能是重要影响因素。术语使用上,“皮肤电导”占主导,约半数研究选择手指或手掌测量,这与该部位可靠性较高的证据一致,但测量部位随年龄变化的特征也成为异质性来源。EDA具有部位依赖性,跨部位比较需谨慎;婴幼儿研究中皮肤温度与电导相关性高,需控制或记录温度变量。多数研究未报告测量部位,影响可重复性,未来需明确报告部位、设备及佩戴方式。手腕穿戴设备虽便于EDA测量,但其可靠性低于科研级设备,需谨慎使用;现有研究样本量普遍较小,仍需大样本验证,未来需通过产学研政合作与多中心研究提升测量可靠性。
EDA的核心使用目的是“心理负荷测量”,利用其情绪与唤醒敏感性可视化刺激反应,为无法表达的个体内部体验提供补充“声音”;在“生理反应测量”中,EDA可捕捉潮热等患者难以察觉或表述的反应,为沟通受限场景下的照护评估提供支持。此外,EDA在教育领域的“心理应激/放松测量”“认知/判断测量”应用也在拓展。但需注意,EDA主要反映交感神经节后纤维唤醒,单纯EDA降低不能直接解释为副交感神经占优或放松状态,需结合心率变异性等互补指标或多模态测量综合评价。81.3%的研究采用干预设计,体现实验法在EDA结局评估中的主导地位。人口学与生活方式数据的收集符合护理整体观,多模态指标的联合应用避免了单一EDA解读的偏差。STAI的高使用率反映焦虑作为应激代表性负性情绪的受关注程度,心理评估维度日益多元,但不同量表测量的心理构念存在差异,解释EDA与自评工具的关联时需考虑概念模型、时间匹配、信号质量与测量条件,未来需进一步明确联合测量的整合路径。
4.2 未来EDA应用展望
护理服务对象覆盖全年龄与全健康状态,但现有研究过度集中于健康成人,导致研究与临床实践脱节。健康成人研究多在严格控制的标准化刺激下进行,主要用于验证EDA在实验系统中的适用性,而临床场景中运动伪影、合并症、用药及沟通障碍等因素会显著增加测量与解读难度。部分研究已将EDA拓展至婴幼儿、痴呆患者等沟通受限群体,通过生理数据解读体验,弥补传统照护评估的局限,契合以个体价值观与偏好为核心的PCC理念。作为辅助生理指标,EDA可通过时间锁定时相性反应与临床事件,结合行为观察与患者/代理报告,支持个体化评估与需求识别,且不替代患者叙事。
护理人员的身心状态直接影响照护质量,职业高应激特性易导致压力累积,进而降低照护水平。本研究仅纳入2篇关于护士职业倦怠与EDA的研究,均使用无创可穿戴设备。EDA对应激与情绪的敏感性有助于可视化照护者的内部状态,支持自我调节;同步采集接受者与提供者的EDA数据还可分析互动过程中的时间一致性,为PeCC强调的关系机制提供方法学支撑。未来将EDA整合至护理人员压力管理,同时关注其与利益相关者及环境的互动,有望助力PeCC发展,提升照护质量与可持续性。
4.3 局限性
本研究存在方法学局限性。首先,仅纳入英语与日语文献可能引入语言与索引偏倚,影响纳入文献的地理分布特征,遗漏其他语言的相关研究。其次,仅纳入研究型论文,排除目标不明确与灰色文献,可能限制对护理领域EDA研究的整体评估。第三,对“护理研究”的操作性定义可能排除其他学科发表但涉及护理参与的EDA研究,尤其跨学科研究的完整性可能受影响。第四,研究方案未进行预注册,尽管部分机构允许映射综述豁免预注册,但仍可能影响透明度。第五,未进行文献质量评价,结果解读需谨慎。第六,未开展跨学科EDA研究比较,难以明确护理学科的特异性研究主题,未来需通过跨学科对比厘清护理核心研究方向。
5 结论
EDA已在全球护理研究中得到应用,当前研究多以健康成人为对象开展干预性研究,主要采用皮肤电导作为测量指标。研究中常联合采集用药史等人口学数据、自主神经活性与应激相关生物标志物等生理学数据,以及STAI等情绪测量量表。未来应将EDA与心率等生理指标及主观评估结合,用于照护效果评价,并探索EDA在护理人员压力管理中的应用。这些举措有望推动PCC与PeCC发展,提升利益相关者的生活质量。随着技术进步,EDA的应用潜力将持续拓展,其在深化理解个体及周围人群——这一护理本质核心——方面的价值将愈发凸显。