EEG同步方案：StimTracker

在 EEG、ERP 和心理学实验中，刺激程序记录的时间，并不一定等于被试真正看到或听到刺激的时间。显示器刷新、声卡处理、操作系统调度以及设备通信，都可能造成毫秒级偏差。

Cedrus StimTracker 的作用，就是检测刺激实际输出的时间，并将事件标记同步发送到 EEG 或其他生理信号采集设备，从而建立更加可靠的实验时间基准。

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Cedrus StimTracker产品详情

一、程序时间为什么不等于刺激时间

以视觉实验为例，实验程序执行显示命令后，通常还要经历以下过程：

实验程序调用显示函数 ↓ 显卡处理图像 ↓ 等待显示器刷新 ↓ 屏幕像素发生变化 ↓ 被试真正看到刺激

程序记录的时间，往往是调用显示函数的时间，而 EEG 实验需要关注的是屏幕实际发生变化的时间。

在听觉实验中也存在类似问题：

程序发送播放指令 ↓ 声卡处理 ↓ 放大器或耳机输出 ↓ 声音到达被试

如果直接使用实验程序发送的 marker，可能会导致 ERP 潜伏期计算出现偏差。虽然单次误差可能不明显，但在大量试次、多个被试或多设备联合采集中，时间偏差会影响最终分析结果。

二、Cedrus StimTracker的基本原理

Cedrus StimTracker 通常通过光电传感器、声音检测或外部事件输入获取刺激事件。

视觉实验中的典型流程如下：

刺激显示在屏幕 ↓ 光电传感器检测亮度变化 ↓ StimTracker生成同步事件 ↓ TTL信号发送至EEG设备 ↓ 数据中形成准确事件标记

这样得到的事件时间，更接近刺激真正出现在屏幕上的时刻，而不是实验程序发出命令的时刻。

在实际实验中，研究者仍需要根据显示器、刷新率、刺激颜色和传感器位置进行校准。StimTracker 可以提高同步可靠性，但不能替代实验前的测试与验证。

三、StimTracker适合哪些实验

1. 视觉ERP实验

视觉 ERP 研究通常需要将 EEG 波形锁定到刺激出现时间。如果事件标记存在延迟，P1、N1、P2、P3 等成分的潜伏期就可能受到影响。

StimTracker 可用于：

• 图片分类；
• 面孔识别；
• 情绪加工；
• 视觉Oddball；
• 视觉搜索；
• 注意力分配；
• 工作记忆任务；
• 反应抑制实验。

2. 听觉和语言实验

在听觉实验中，声音文件的播放命令并不代表声音已经从耳机输出。对于语音、音乐和听觉注意研究，实际声音出现时间通常比程序时间更有参考价值。

常见应用包括：

• 听觉Oddball；
• 语音辨识；
• 音节加工；
• 音乐节奏感知；
• 听觉注意转换；
• 视听觉整合。

3. 视听觉联合实验

视听觉实验对时间关系要求更高。视觉刺激和声音刺激即使在程序中同时调用，实际输出也可能不同步。

使用 StimTracker 后，可以分别检测视觉和听觉事件，并将两个时间点记录到采集系统中，便于分析：

• 视觉先于听觉的条件；
• 听觉先于视觉的条件；
• 不同刺激间隔条件；
• 多感官整合窗口；
• 视听冲突和一致性效应。

4. EEG与眼动联合采集

眼动实验中，刺激出现时间、眼动开始时间和 EEG 事件时间需要建立统一关系。StimTracker 可以作为刺激事件同步节点，与 EEG、眼动和行为反应数据配合使用。

需要注意，StimTracker 主要负责事件同步，不负责替代眼动仪或 EEG 主机完成信号采集。

四、常见型号如何选择

公开产品资料中常见的 StimTracker 型号包括 Duo 和 Quad，部分资料中对应 ST-200、ST-400 等命名。

StimTracker Duo

Duo 适合基础型同步需求，例如：

• 单屏视觉实验；
• 视觉和听觉双通道实验；
• 常规 EEG/ERP 实验；
• 事件类型相对较少的行为任务。

StimTracker Quad

Quad 更适合事件来源较多的实验，例如：

• 多种刺激同时检测；
• 视听觉联合任务；
• 多通道事件采集；
• 多设备联合实验；
• 复杂实验范式。

具体型号需要结合以下条件判断：

• EEG设备触发接口类型；
• 需要多少个事件输入；
• 是否需要光电和声音检测；
• 是否需要外部触发；
• 实验程序和采集软件的接口要求；
• 是否需要额外传感器和连接线。

不同批次或配置可能存在差异，最终应以官网 Cedrus StimTracker 产品页面的当前参数为准。

五、如何完成一次标准同步校准

第一步：确定刺激检测区域

对于视觉刺激，应选择屏幕上亮度变化明显、位置稳定的区域。可以在屏幕角落设置一个专门用于检测的标记区域，但该区域不应影响被试正常观看刺激。

第二步：固定传感器

光电传感器安装后，应尽量避免移动。传感器位置变化可能导致亮度阈值和触发时间发生变化。

第三步：检查触发输出

连接 StimTracker 与 EEG 放大器后，运行测试程序，确认刺激出现时 EEG 数据中能够产生对应事件。

第四步：连续重复测试

不要只测试一次。建议连续呈现几十到上百次刺激，检查：

• 每次刺激是否都有 marker；
• 是否出现重复 marker；
• marker 是否提前或滞后；
• 刺激开始和结束是否被正确区分；
• 不同条件的事件码是否正确。

第五步：记录校准参数

建议记录以下信息：

• 显示器型号；
• 分辨率；
• 刷新率；
• 刺激程序；
• StimTracker型号；
• 传感器类型；
• 传感器安装位置；
• EEG设备型号；
• 触发接口；
• 测试日期和测试结果。

这些内容有助于后续复现实验，也方便排查数据异常。

六、数据分析时应注意什么

StimTracker 产生的事件标记并不意味着数据已经自动完成校正。研究者还应检查数据中的事件分布和时间逻辑。

例如，可以检查：

刺激出现时间是否符合实验设计 不同条件的事件码是否混淆 相邻事件之间是否存在异常短间隔 是否存在漏标记或重复标记 事件数量是否等于有效试次数

如果实验包含多个刺激阶段，应为不同阶段设置清晰的事件码。例如：

201：注视点开始 202：图片出现 203：声音出现 204：反应窗口开始 205：反馈出现

清晰的事件编码能够减少后期数据清理工作。

七、使用StimTracker的实际价值

Cedrus StimTracker 的价值不只是“多连接一根触发线”，而是把刺激呈现和生理信号采集放在同一个时间框架中。

它可以帮助研究者：

• 减少程序时间与真实刺激时间之间的差异；
• 提高 ERP 潜伏期分析的可信度；
• 改善视听觉刺激同步；
• 方便 EEG 与眼动、生理信号联合分析；
• 提升实验数据的可复现性；
• 降低多设备采集时的事件错位风险。

对于需要比较毫秒级时间差异的实验，稳定的硬件同步往往比单纯依赖软件时间戳更有保障。

八、国内采购与技术支持

科采通是 Cedrus StimTracker 的国内代理经销商，可为高校、科研院所、医院和企业实验室提供产品咨询、型号选型、配置建议及技术支持。

在采购前，建议提供以下信息：

• EEG或生理信号采集设备型号；
• 实验使用的刺激类型；
• 需要同步的设备数量；
• 视觉、听觉或外部事件输入需求；
• 现有接口和连接线情况；
• 是否需要安装调试与测试方案。

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九、总结

在 EEG、ERP 和多模态实验中，准确的事件时间是可靠数据分析的基础。实验程序发出指令的时间，并不一定是被试真正接收到刺激的时间。

Cedrus StimTracker 通过检测视觉、听觉或外部刺激事件，并将同步信号发送至 EEG 或生理信号设备，为实验提供更加稳定的时间参考。

如果实验涉及 ERP 潜伏期、视听觉同步、眼动联合采集或多个生理信号设备，Cedrus StimTracker 可以作为整体实验同步方案的重要组成部分。