生物信号采集与处理系统

时间：2022-02-10 百科知识版权反馈

【摘要】：由于计算机技术的发展，计算机生物信号采集与处理系统已在生理学实验中广泛应用，因其强大的计算功能，不仅具备了刺激器、放大器、示波器、记录仪的功能，而且还兼有微分仪、积分仪、触发积分仪、频谱分析仪等信号分析仪器的信息处理功能。

生物信号采集与处理系统_生理学实验

三、生物信号采集与处理系统

（一）基本原理

1．生物信号采集与处理系统的设计思想

生物信号种类繁多，生物信号采集与处理是生理学实验非常重要的过程，其实现大致需要以下四大系统（图2－19）。

1）刺激系统

刺激系统是对研究的对象施加刺激，引起其生理功能变化（即产生兴奋）的一套仪器设备。多种刺激因素，如光、声、电、温度、机械及化学因素都可兴奋组织，使其产生生理活动的变化。但生理实验中应用最多的还是电刺激，因为电刺激较容易控制、对组织没有损伤或损伤很小、引导方便、可重复使用。电刺激系统包括电子刺激器、刺激隔离器和各种电极。

图2－19　生理学实验系统原理图

2）引导、换能系统

生理功能变化的信号只有用一定的仪器设备显示、记录下来才有研究的价值，因此需要有一定的装置能将其引导到显示、记录仪器上。若生理信号是电信号，引导系统可能是引导电极，包括记录单细胞活动的玻璃微电极和记录一群细胞电活动的金属电极；若生理现象为其他能量形式时，如机械收缩、压力、振动、温度和某种化学成分变化等，都需要将原始生理信号转换为电的信号再加以引导，这就是各种形式的换能器。

3）信号调节放大系统

有的生理信号较为微弱，尚需进行适当的放大。信号调节系统是一种放大器或放大器的组合，可对信号基线的位置和输出信号幅度的高低（增益，信号的Y轴）进行调节。

4）显示与记录系统

显示与记录系统是用纸带记录、显示屏记录或显示信号的仪器。通过调节相关的旋钮调节走纸速度或扫描速度（信号的X轴），将信号扩展开来。由于计算机技术的发展，计算机生物信号采集与处理系统已在生理学实验中广泛应用，因其强大的计算功能，不仅具备了刺激器、放大器、示波器、记录仪的功能，而且还兼有微分仪、积分仪、触发积分仪、频谱分析仪等信号分析仪器的信息处理功能。生物信号记录分析系统从表面看很复杂，记录和分析的信号种类很多，能完成很多实验，但其基本功能就是记录和分析。该系统主要记录来自生物体的信号。这些信号为一切电活动或通过传感器（换能器）能转变成电活动的信号。记录到的理想信号应该是没有任何干扰，没有任何失真的原始信号。但是，理想的信号是无法得到的，我们只能得到比较理想的记录信号。方法是将信号上的干扰去除，并将信号放大至我们可以感觉得到的信号，如看到、听到等。计算机对处理的信号通过模数转换进行数字化，并将数字化后的生物功能信号传输到计算机内部，计算机则通过专用的生物功能实验系统软件接收从生物信号放大、采集卡传入的数字信号，然后对这些收到的信号进行实时处理，一方面进行生物功能波形的显示，一方面进行生物功能信号的存储。另外，它还要根据使用者的命令对数据进行指定的处理和分析。对于存储在计算机内部的实验数据，生物功能实验系统软件可以随时将其调出进行观察和分析，还可以将重要的实验波形和分析数据进行打印。

2．刺激系统

1）电子刺激器

电子刺激器是能产生一定波形的电脉冲仪（器）。输出的波形有三角波、锯齿波、尖波（针形波）、矩形方波（方波）等。根据刺激引起组织兴奋的三要素，即强度对时间变化率、刺激强度和刺激持续时间均要求达到最小值的特点，矩形方波上升及下降的速度快，波的前缘刺激电流对生物组织是较为有效的刺激，易控制，通过调节其参数（包括刺激强度、持续时间和刺激频率）可给组织器官以不同的刺激，因此矩形方波是较好的刺激形式。

2）刺激器方式

①单刺激：可为默认选择（计算机）或为手控刺激，即按一次手动开关，就输出一次刺激脉冲。

②双刺激、连续刺激：当选择双刺激或连续刺激时，刺激器会按照实验者设定的刺激参数连续输出刺激脉冲，何时开始、何时终止可以人工控制。

③串刺激：在每一个刺激周期内包含2个或2个以上的一串刺激脉冲（图2－20）。

3）刺激器参数

①刺激强度：刺激强度一般以矩形方波的振幅（方波的高度）表示（图2－20），也可用电压或电流强度表示，电流强度一般从数微安到数十毫安，电压可在200V以内。实验过程中，过强或过弱的刺激都应避免，因为过弱的刺激不能引起组织功能变化；过强的刺激可引起组织内电解和热效应而损伤和破坏组织。在双刺激中，两个刺激脉冲的强度可以相等，也可以不等。

②刺激（持续）时间：刺激时间以矩形方波的波宽表示（图2－20）。一般刺激持续时间从数十微秒到数秒，并采用正负双向刺激方波。采用单向方波刺激时，时间不宜过长，否则也会产生组织内电解和热效应而损伤组织。故实验中应采取最佳的刺激强度和刺激时间的配比，如选用波宽为1ms的双向波，方波的振幅以10mV为佳；如波宽减少到0．5 ms，则振幅可增加到40～50mV。

③刺激频率：刺激频率相对于连续刺激而言，表示单位时间内所含主周期的个数，单位为Hz，如5Hz、20Hz，也可用主周期的时间来表示，如0．2s、0．05s等。在使用连续刺激时，刺激频率一般少于1 000次／秒。刺激频率过高，有一部分刺激会落于组织的不应期内，而成为无效刺激。刺激频率随组织的不同而异。一般组织器官的功能实验的刺激频率在60～100次／秒为宜。

④串长：串长表示以重复的频率不断地输出数个（一连串）刺激脉冲的（持续）时间（图2－20）。在串长内可调节刺激脉冲的个数和间隔（波间隔t）（图2－20）。

⑤同步输出：有时为了保证实验的精确性，要求整个实验系统保持同步工作，如要求在刺激器发出刺激脉冲稍前时间内，能发出一个尖脉冲（同步脉冲）去触发示波器或其他仪器使它们能同步工作。

⑥延迟：延迟表示从同步脉冲到刺激脉冲出现的时间差（T1）（图2－20）。调节延迟，可使刺激脉冲或由刺激脉冲引起的生理反应能在荧光屏上的适当位置展现，以便观察和记录。

图2－20　电子刺激器的方波刺激和各参数示意图

⑦串间隔：串间隔指在连续的串刺激中，一串刺激脉冲连续出现时的时间间隔（T₂）。它可以等于延迟（T1），也可以不等。

3．换能器

换能器也称传感器，是一种能将一种能量形式转变为另一种能量形式的器件装置。生理学实验常用的换能器是将一些非电信号（如机械、光、温度、化学等的变化）转变为电信号，然后输入不同的仪器进行测量、显示、记录，以便对其所代表的生理变化做深入的分析。

生理学实验中常用的传感器有两类：一类为机械－电传感器，另一类为容量－电传感器（即压力传感器）。

1）机械－电传感器

机械－电传感器多采用弹性比较好的铍青铜合金作为应变感应元件——悬梁臂。由两组应变片（R₁R₂及R₃R₄）分贴于悬梁的两侧，以及两组应变片中间连一个可调电位器与一个3V电源组成一套桥式电路（图2－21）。当外力作用于悬梁臂的游离端受力点，使之做轻微位移时，一组应变片中一片受拉、一片受压电阻向正向改变，而另一组则变化相反，这两组变化使电桥失去平衡，即有电流输出，此电流经过放大输入示波器、记录仪或多媒体等。

图2－21　机械－电传感器的原理及外形

注：R₁～4为应变片，R₅为可调电位器，S为开关。

应变元件的厚度与承受拉力的大小有关，根据所测生理机械力的大小，可采用不同上限量程的机械－电传感器。测量骨骼肌收缩力量通常选用悬梁臂厚的机械－电传感器（效应量程为100g），测量平滑肌的微弱蠕动选用悬梁臂薄的机械－电传感器（效应量程分别为50g、25g）。

在使用传感器时将肌肉一端固定，另一端按肌肉自然长度悬于传感器的受力点上，然后将传感器输出与示波器、记录仪或多媒体相接通。

2）压力传感器

压力传感器将血压的变化转换为电的变化，原理同前。此仪器的两组应变片贴于一弹性扁管上（图2－22），组成桥式电路。传感器的头部用透明罩密封，内部充满肝素溶液，从排气孔排出所有残留气泡，然后关闭三通阀。另一端为压力传送嘴，接通血管套管。当压力传送嘴与血管接通时，压力传至弹性扁管，使应变片变形，输出电流改变，连接到示波器、记录仪或多媒体上。

图2－22　压力传感器的结构及外形

4．信号放大系统

从生物体各器官引导出的生物电信号特性差异很大，一般在数十微伏（μV）到数十毫伏（mV），且记录环境中常掺杂有同级或更大量级的干扰信号，要得到满意的结果必须借助生物电放大器从中提取微弱的生物信号，再将生物信号输入示波器或记录仪才能显示、记录。因此，常用的生物电放大器必须：①差分式平衡放大，有较高的抗静电干扰能力，信号／噪声比值大；②最大放大倍数不小于1 000倍；③频率响应为0～100 Hz；④低噪声，整机噪音不大于15dB；⑤仪器本身不受静电及磁场的干扰。

放大器要能正常工作必须能对一定频率范围内的信号进行放大，超过此范围的信号，放大器对其放大的能力就下降。这个频率范围的下限称为下限截止频率，由放大器的时间常数决定；上限称为上限截止频率，由放大器高频滤波器决定。下限截止频率常被安排在输入选择中，上限截止频率被安排在一个高频滤波器中。

生物放大器的基本要素有以下几种。

1）时间常数

时间常数共有3挡，分别为0．001s、0．01s、0．1s。分别对应的放大器下限频率为160Hz、16Hz、0．16Hz。时间常数愈小，下限截止的频率愈高，对低频滤波程度就愈大。

2）直流

直流输入时，信号输入不经过电容，没有滤波效应，直接经输入端送入放大器。可观察缓慢的信号变化。

3）高频滤波

高频滤波用于除去高频部分以减少噪声，共有4挡，分别为100kHz、10kHz、1kHz和100Hz，分别表示此时的上限截止频率。在实验中若时间常数、高频滤波选择得当，则有利于图像的传真、清晰。

4）增益

增益能改变放大器的放大倍数，放大倍数是指输出与输入之间的电压比。增益愈高，放大倍数愈高。

5．生物信号的采集

计算机在采集生物信号时，通常按照一定的时间间隔对生物信号取样，并将其转换成数字信号后放入内存，这个过程称为采样。

1）A／D转换器

生物信号通常是一种连续的时间函数，必须转换为离散函数，再将这离散的函数按照计算机的“标准尺度”数字化，以二进制表达，才能被计算机所接受。A／D转换设备能提供多路模／数转化和数／模转化。A／D转换需要一定时间，这个时间的长短决定着系统的最高采样速度。A／D转换的结果是以一定精度的数字量表示，精度愈高，幅度的（曲线的）连续性愈好。

2）采样

与采样有关的参数包括通道选择、采样间隔、采样方式和采样长度等方面。

（1）通道选择　一个实验往往要记录多路信号，如心电、心音、血压等。计算机对多通道信号进行同步采样，是通过一个“多选一”的模拟开关完成的。在一个很短暂的时间内，计算机通过模拟开关对各路信号分别选择、采样。这样，尽管对各路信号的采样有先有后，但由于这个“时间差”极短暂，因此仍可以认为对各路信号的采样是“同步”的。

（2）采样间隔　原始信号是连续的，而采样是间断进行的。对某一路信号而言，两个相邻采样之间的时间间隔称为采样间隔。间隔愈短，单位时间内的采样次数愈多。采样间隔的选取与生理信号的频率也有关，采样速率过低，就会使信号的高频成分丢失。但采样速率过高会产生大量不必要的数据，给处理、存储带来麻烦。根据采样定律，采样频率应大于信号最高频率的2倍。实际应用时，常取信号最高频率的3～5倍来作为采样速率。

（3）采样方式　采样通常有连续采样和触发采样两种方式。在记录自发生理信号（如心电、血压）时，采用连续采样的方式。而在记录诱发生理信号（如皮质诱发电位）时，常采用触发采样的方式。触发采样又可根据触发信号的来源分为外触发和内触发。

（4）采样长度　在触发采样方式中，启动采样后，采样持续的时间称为采样长度。它一般应略长于一次生理反应所持续的时间。这样既记录到了有用的波形，又不会采集太多无用的数据造成内存的浪费。

6．生物信号的分析

记录信号的目的是为了分析信号，从中提取有用信息。最常用的有：①与信号大小（高度）有关的量，如高度变化的速度（微分）、高度的总量变化（面积积分）；②与时间有关的信息，如记数、累加计数（频率积分）、相对时间、频率的分布（序列密度）；③与高度与时间同时相关的量，如功率谱（FFT）等三类结果。分析的结果如果能从原始信号上直接得到称为一级参数，如果间接得到称为二级参数。

通过建立一定的数学模型。计算机可以仿真模拟一些生理过程。例如，激素或药物在体内的分布过程、心脏的起搏过程、动作电位的产生过程等均可用计算机进行模拟。除过程模拟外，利用计算机动画技术还可在荧光屏上模拟心脏泵血、胃肠蠕动、尿液生成、兴奋的传导等生理过程。

（二）BL－420生物信号采集与处理系统

BL－420生物信号采集与处理系统是配置在计算机上的4通道生物信号采集、放大、显示、记录与处理系统。它由三个主要部分构成，即兼容微机，BL－420生物信号采集、放大硬卡和BL－NewCentury生物信号显示与处理软件。

BL－420生物信号采集与处理系统可以同时观察4个通道的生物信号波形。系统前面板有7个插口，它们从左到右依次是4个5芯插口：1通道输入（Ch1）、2通道输入（Ch2）、3通道输入（Ch3）、4通道输入（Ch4）；3个2芯插口：计滴、监听输出和刺激输出插口。如果2个BL－420F（或BL－420S）通过USB线与计算机并联，则系统自动变为8通道。

BL－NewCentury生物信号显示与处理软件的主界面如图2－23所示。

图2－23　BL－NewCentury生物信号显示与处理软件主界面

主界面从上到下依次主要分为标题条、菜单条、工具条、时间显示窗口、数据滚动条及反演按钮区、状态条等6个部分；从左到右主要分为标尺调节区、波形显示区和分时复用区3个部分。在标尺调节区的上方是刺激器调节区，其下方则是Mark标记区。分时复用区包括控制参数调节区、显示参数调节区、通用信息显示区和专用信息显示区4个分区，它们分时占用屏幕右边相同的一块显示区域，您可以通过分时复用区顶端的4个切换按钮在这4个不同用途的区域之间进行切换。分时复用区的下方是特殊实验标记选择区。

对于BL－NewCentury软件主界面中需要特别说明的是视的概念。视可以看作为1个用于观察生物波形信号的复合显示窗口，其中包括直接用于观察生物波形的显示窗口和相关的辅助窗口。每一个视均包含有6个子窗口，分别是时间显示窗口（用于显示记录数据时间）、4个通道的波形显示窗口（每个通道对应于1个波形显示窗口）、数据滚动条及反演按钮区（用于数据定位和查找）。BL－420信号采集与处理系统具有两套独立的显示系统，即左右双视，可以对不同时间段的波形进行比较显示。

BL－NewCentury软件主界面上各部分功能清单参见表2－1。

表2－1　BL－NewCentury软件主界面上各部分功能一览表

续表

1．信号的输入方法

生物功能实验系统是观察分析生物体或离体器官或组织的电信号、张力、压力及温度等变化的波形。

1）直接使用引导电极对生物体电信号的引导

引导电极的一端是1个5芯插口，该插口与生物功能实验系统相连，另一端有3个不同颜色的鳄鱼夹，其中红色的引导正电信号，白色的引导负电信号，而黑色的用于接地，这三个鳄鱼夹可以直接或通过其他小电极与生物组织相连，用于引导生物体电信号。例如，全导联心电引导电极用于动物心电信号的引导，电极由4个接头和5根不同颜色的导线组成，每个导线的末端连接一个鳄鱼夹。其中红色导线（接动物右前肢）和黑色接地导线（接动物右后肢）共用一个接头，并连接到面板的1通道接口；黄色导线接动物左前肢，并连接到2通道；绿色导线接动物左后肢，并连接到3通道，白色导线接动物胸前，并连接到4通道。

2）通过传感器对生物体体内非电信号进行引导

通过传感器可以将生物体体内的非电信号转换为电信号，然后导入生物功能实验系统。根据传感器引导信号的不同类型，可以将传感器分为4种：引导压力的称为压力传感器；引导张力的称为张力传感器；引导呼吸的称为呼吸传感器；引导温度的称为温度传感器等。

3）输入信号菜单

BL－410生物信号显示与处理软件菜单将相同性质的命令放入到同一顶级菜单项目中。用鼠标单击顶级菜单条上的“输入信号”菜单项时，“输入信号”下拉式菜单将被弹出。信号输入菜单中包括有1通道、2通道、3通道、4通道4个菜单项，每一个菜单项有一个输入信号选择子菜单，如1通道选神经放电、2通道选压力、3通道选心电。通道必须先选好，实验开始后中途不便添加，否则必须重新设定。BL－420F和BL－420S不受上述限制可随时设定通道。

4）实验项目菜单

当用鼠标单击顶级菜单条上的“实验项目”菜单项时，“实验项目”下拉式菜单将被弹出。

这些实验项目组将实验按性质分类，在每一组分类实验项目下又包含有若干个具体的实验模块，当选择某一类实验，如肌肉－神经实验时，则会向右弹出一个包含该类中具体实验模块的子菜单。根据需要从中选择一个实验模块后，系统将自动设置该实验所需的各项参数，包括信号采集通道、采样率、增益、时间常数、滤波以及刺激器参数等，并且将自动启动数据采样，直接进入到实验状态。如选择了“循环实验”项目组中的“减压神经放电”实验模块，则系统自动将1通道设为神经放电、2通道设为压力。

如选择了“肌肉－神经实验”项目组中的“神经干动作电位的引导”实验模块后，系统将自动把1通道设为动作电位，增益设为200倍，时间常数设为0．01s，滤波设为10kHz，扫描速度设为0．625ms／div，刺激器参数设为：单刺激，波宽0．05ms，强度1．0V。

2．控制参数调节区

控制参数调节区为用来设置BL－410硬卡参数以及调节扫描速度的区域，对应于每一个通道用来调节该通道的控制参数。

1）通道信号类型

通道信号类型用于显示当前通道显示波形的类型，如心电、压力、张力、微分等。

2）简单测量信息显示区

简单测量信息显示区用于显示本通道光标测量的结果，单位显示在主窗口左边的标尺调节区中。

3）增益调节旋钮

增益调节旋钮用于调节通道增益（放大倍数）挡位，在增益调节旋钮上单击鼠标左键将增大一挡该通道的增益，而单击鼠标右键则减小一挡该通道的增益。

4）时间常数调节旋钮

时间常数调节旋钮分为5挡，它们从小到大分别是0．001s、0．01s、0．1s、5s、DC（直流信号）。记录血压时用DC，否则，实验时给予影响因素时血压不变化。

5）滤波调节旋钮

滤波调节旋钮分为8挡，即0．3、3、30、100、300、1k、3．3k、10k，单位是Hz。

6）50Hz滤波按钮

50Hz滤波按钮是抑制和关闭50Hz交流电源中最常见的干扰信号。

7）扫描速度调节器

扫描速度调节器是调节通道内显示波形的扫描快慢。

8）波形高度自动调节按钮

波形高度自动调节按钮是指波形的显示大小随波形显示窗口的大小而改变，目的是使波形的最大值始终不会超过波形显示窗口的顶部。

9）标尺单位

将鼠标光标移动到标尺单位显示区，然后按下鼠标右键，将会弹出一个标尺选择快捷菜单，标尺单位有mV、μV、g、kPa、mmHg、cmH2O、℃、mL、cm、Ohm、Hz以及%，共12种。

3．刺激器调节区

刺激器调节区位于主界面左上角，其内部包含两个与刺激器调节相关的按钮。

按钮用于打开或关闭刺激器参数设置。

按钮用于启动或停止刺激输出。

刺激器参数设置如图2－24所示。

图2－24　刺激器参数设置示意图

t₁（延时1）：刺激脉冲发出前的初始延时（范围：0～6s，单位：ms）。

t₂（波间隔）：双刺激或串刺激中两个脉冲波之间的时间间隔（范围：0～6s，单位：ms）。

t₃（延时2）：在连续刺激中，连续刺激脉冲之间的时间间隔，可与t₁相等，也可以不等（范围：0～6s，单位：ms）。在显示中，该参数将被换算为频率，换算公式如下：

F＝1／（t₃＋W）

其中，F为频率（单位：Hz），t₃和W的单位是s。

W（波宽）：刺激脉冲的宽度（范围：0～200ms，单位：ms）。

H1（强度1）：单刺激、串刺激中的刺激强度，或双刺激中第一个刺激的强度（范围：0～35V）。

H2（强度2）：双刺激中第二个刺激脉冲的强度（范围：0～35V）。

BL－420F和BL－420S可以输出三角波、方波、正负方波、正弦波或自己编辑的任意波形。

4．实验标记的选择与添加

在实验过程中，往往需要在实验波形有所变化的部分，如加药前后添加一个实验标记，以明确实验过程中的变化，同时也为反演数据的查找留下依据。在BL－420生物功能实验系统中，有两种类型的实验标记，分别是通用实验标记和特殊实验标记。

通用实验标记对所有的实验效果相同，其形式为在通道显示窗口的顶部显示一个向下箭头，箭头的前面有一个顺序标记的数字，如1、2、5等，箭头的后方则显示添加标记的绝对时间。添加通用实验标记的操作非常简单，只需按下工具条上的“通用实验标记”命令按钮即可。

特殊实验标记针对不同的实验，特殊实验标记实际上是对特殊波形点的文字说明。如果某个实验模块本身预先设置有特殊实验标记组，当选择这个实验模块时，特殊实验标记选择列表就会列出这个实验模块中所有预先设定的特殊实验标记。如果某个实验没有预先设定有特殊实验标记组，则可以通过特殊实验标记选择列表旁边的“打开特殊实验标记编辑对话框”按钮打开特殊实验标记编辑对话框，自己新建一个特殊实验标记组（图2－25）。选择好实验组后，按“确定”按钮即可。在一组特殊实验标记组中往往有多个特殊实验标记，可以通过窗口右下角的“实验标记项”列表框选择一个特殊标记，然后在需要添加特殊标记的波形旁边单击一下鼠标左键即可在指定的位置添加上选择的特殊实验标记。特殊实验标记在标记处除了有文字说明之外，还有一个标记点指示，可以选择以虚线或箭头方式进行标记。

图2－25　特殊实验标记编辑对话框示意图

5．数据反演、左视、右视和滚动条

当用鼠标单击顶级菜单条上的“文件”菜单项时，下拉式菜单将被弹出。选择打开命令，将弹出对话框，用鼠标在文件名列表框中选择一个文件名，然后按“打开”按钮（或用鼠标左键双击文件名），即可打开反演数据文件并启动反演图。

通过左视、右视分隔条可以同时改变左视、右视的大小，在左视、右视中各有一个滚动条和数据反演功能按钮区，通过对滚动条的拖动，来选择实验数据中不同时间段的波形进行观察。该功能不仅适用于反演时对数据的快速查找和定位，也适用于实时实验中，将已经推出窗口外的实验波形通过左视、右视重新拖回到窗口中进行观察、对比。

6．实验数据的测量与处理

数据测量是指直接在实验的原始数据基础上计算一些值，如计算原始波形上某一点的值，一段波形的最大值、最小值和平均值。而数据处理是指对原始的实验数据进行变换，如对原始波形进行平滑滤波、微分、积分等处理。

在BL－NewCentury软件中有多种数据的数据测量方法，如光标测量、加Mark标记的光标测量、两点测量、区间测量等，这些都是通用的数据测量方法；而如心肌细胞动作电位测量和血流动力学参数测量等数据测量方法则是针对具体实验模块的专用测量方法。我们这里主要讲解的是通用数据测量方法。

1）光标测量

光标测量是使用测量光标测量波形曲线上指定某点数值结果的测量方法，是最简单的测量方法。测量光标是指在波形曲线上运动的一个小标记，其形状可以通过设置菜单中的“设置光标类型”命令进行设置。当测量光标在波形曲线上随鼠标的移动而移动时，它所在位置波形曲线的当前数值被测定出来并显示在参数控制区的右上角（或通用参数显示区的当前值栏中），所以当测量光标单独移动时，它只能测量波形曲线上的当前值。如果测量光标与Mark标记配合，那么当测量光标移动时，它测量的将是Mark标记和测量光标之间的波形幅度差值和时间差值（测量的结果前加一个Δ标记，表示显示的数值是一个差值），相当于简单的两点测量，测量的结果显示在通用显示区的当前值和时间栏中，这就是加Mark标记的光标测量。

2）两点测量

两点测量用于测量任意通道中，某段波形的最大值、最小值、平均值、峰峰值、两点之间的时间差、信号的变化速率及变化率，这些信息均显示在通用信息显示区中。选择工具条上的两点测量命令，此时将暂停波形扫描，在要测量波形段的起点位置单击鼠标左键以确定第一点位置。此时，会有一根红色的直线出现，其一端固定在刚才确定的第一点上，另一端随着鼠标的移动而移动，它用来确定两点测量中的第二点位置，单击鼠标左键，将该红色直线固定，完成本次两点测量。

3）区间测量

图2－26　区间测量示意图

区间测量（图2－26）用于测量任意通道波形中选择波形段的时间差、频率、最大值、最小值、平均值、峰峰值、面积、最大上升速度（dv_max／dt）及最大下降速度（dvmin／dt）等参数，测量的结果显示在通用信息显示区中。选择工具条上的区间测量命令，此时将暂停波形扫描；将鼠标移动到任意通道中需要进行区间测量的波形段的起点位置，单击鼠标左键进行确定，此时将出现一条垂直直线，它代表选择的区间测量起点；当移动鼠标时，另一条垂直直线出现并随着鼠标的左右移动而移动，这条直线用来确定区间测量的终点。当这条直线移动时，在通道显示窗口的右上角将动态地显示两条垂直直线之间的时间差，单击鼠标左键确定终点；此时，在两条垂直直线区间内将出现一条水平直线，该直线用来确定频率计数的基线，该水平基线将随着鼠标的上下移动而移动，并且该水平直线所在位置的值将显示在通道的右上角，按下鼠标左键确定该基线的位置，完成本次区间测量；区间测量的结果数据将被保存为电子表格（Excel）的数据格式及普通的文本格式。

7．数据提取

数据提取是指从记录的原始实验数据中以某种形式（如图形、BL－420格式数据、通用文本格式数据等）提取出有用的、感兴趣的某一段或多段数据，并将其存储为其他格式文件或插入到其他应用程序，如Word、Excel中。在BL－420生物信号采集与处理系统中，数据提取方式有4种，分别是数据导出、数据剪辑、图形剪辑和区间测量数据结果的导出。

1）数据导出

数据导出是指将选择的一段反演实验波形的原始采样数据以文本形式提取出来，并存入到相应的文本文件中。具体操作步骤如下：在整个反演数据中查找需要导出的实验波形段；将需要导出的实验波形段进行区域选择；在选择的区域上单击鼠标右键弹出通道显示窗口快捷菜单，然后选择数据导出命令，就完成了选择段波形的数据导出。执行数据导出命令后得到选择波形段的原始采样数据以文本形式存入到＼BL－NewCentury＼data子目录下以“datan．txt”命名的文本文件中，其中n代表通道号，如从1通道上选择的数据段导出到data1．txt文本文件中。

2）数据剪辑

数据剪辑是指将选择的一段或多段反演实验波形的原始采样数据按BL－420的数据格式提取出来，由于数据剪辑提取的数据格式为BL－420数据格式，所以该剪辑数据可以被BL－420生物信号采集与处理系统的软件BL－NewCentury所读取，并能继续在该数据上进行分析以及数据提取等操作。具体操作步骤如下：在整个反演数据中查找需要剪辑的实验波形；将需要剪辑的实验波形进行区域选择；按下工具条上的数据剪辑命令按钮，或者在选择的区域上单击鼠标右键弹出快捷菜单并且选择数据剪辑功能，就完成了一段波形的数据剪辑；重复以上3个步骤可对不同波形段进行数据剪辑。数据剪辑的文件存储在＼BL－NewCentury＼data＼子目录下，其文件扩展名为tme。

3）图形剪辑

4）区间测量数据结果的导出

区间测量数据结果的导出不是严格意义上的数据提取，因为导出的是处理后的结果数据而非原始数据，但由于它也是将有用数据从实验波形的测量中提取出来，所以我们还是将其归为数据提取的一种。

当在一次实验中使用区间测量进行数据测量时，区间测量的结果将以Excel文件的格式自动存储到当前目录的data子目录下。同时，这些数据也以相同的文件名但不同的后缀名存储为标准的Windows文本文件，文本文件的后缀名为txt。当重新开始一次实验时，以前测量的数据将被新实验数据替换，并且只要不按“停止”功能键，则每次测量的结果将自动加入到该通道测量结果文件的末尾。

8．工具条说明

该工具条按钮代表系统复位命令。