生物信号采集处理系统功能及使用

（一）生物信号采集与参数设置

不同的生物信号具有不同的性质特征，正确设置实验参数，才能有效地采集生物信号，减少干扰，真实地反映实验结果。

1．参数的快捷设置方法　系统本身或实验室技术人员已将实验项目的参数进行了预先设置，实验时仅需打开相应的实验项目，就可进行实验。方法：系统软件启动后，在“菜单栏”单击“实验”，点击相应的学科分类，选择所需要的实验项目，系统即自动将参数设置为该实验项目所要求的参数状态，点击采样“开始”按钮，系统即进行信号采集，记录实验结果。需要注意的是，由于机体、器官或组织的功能状态不同，信号的强弱、频率快慢有差异，实际操作时，要对放大倍数、X轴压缩等做相应的调整，以描记到大小适宜的信号曲线为宜；对于定量信号，测量前要进行零位调节。

2．参数的通用设置方法　常用实验的参数设置可参考表1－11。

参数通用设置方法：

（1）参数设置前准备　点击“设置／标准配置”，恢复系统默认的标准四通道记录形式，使所有参数复位，采样间隔1ms，在此基础上进行各项新实验的配置。

（2）通道选择　与硬件放大器面板输入通道相对应选择信号输入通道。MedLab－E（内置式）通道1频带宽度为160Hz至10kHz，适合高频生物信号的输入，如神经放电；通道2和通道4频带宽度为2Hz至1kHz，适合中频生物信号的输入，如神经动作电位；通道2频带宽度为0．1Hz至100Hz，适合低频生物信号的输入，如心电图，脑电图。设置方法：点击“设置／采样条件设置”，进入“采样条件设置”窗，选择所需要的通道。MedLab－U（外置式）4个通道频带范围一致为DC～30kHz，点击菜单“设置／通道设置”，进入“通道设置”窗，进行通道选择。

（3）交、直流耦合选择　MedLab－E（内置式）用输入接口上的AC／DC按钮选择，按钮抬起为DC（直流），按钮压下为AC（交流），AC状态时，通道1时间常数约为0．001s，通道2、4时间常数约为0．08s，通道3时间常数为1．6s。MedLab－U（外置式），在“通道采样窗”左侧的“通道控制区”中的“时间常数”进行交、直流耦合选择。

表1－11　MedLab生物信号采集处理系统常用实验参数

（4）采样间隔　A／D转换卡的功能是将连续的模拟实验信号转变为可供计算机识别的间断的数字信号，采样间隔就是前后采样点的相隔时间。一般慢信号选择的采样间隔相对大，快信号的采样间隔相对小。点击“设置／采样条件设置”，进入“采样条件设置”窗，选择采样间隔。也可在“通道采样窗”右侧的“结果显示控制区”，显示“采样间隔”的区域对采样间隔进行设置。

（5）显示方式　MedLab－U（外置式），选择菜单“文件／新建”，下拉菜单显示三种显示模式，可按需要进行选择设置。记录仪：系统进行等间隔连续记录，采样曲线从窗口右侧向左侧连续扫描通过显示区，一般用来记录变化较慢、频率较低的慢信号（例血压、呼吸、肌张力等）。示波器：系统可采用刺激器触发，采样曲线从窗口左侧一屏一屏记录显示曲线，一般用来记录变化快、频率高的快信号（例神经干动作电位、神经放电等）。慢波扫描：采样方式同“记录仪”，但作图方式同“示波器”，MedLab连续记录采样数据、从左向右作图，用于记录慢信号或快信号，是一种灵活的记录方式。MedLab－E（内置式），点击“设置／采样条件设置”，进入“采样条件设置”窗，设置“显示方式”。

（6）放大倍数　点击“通道控制区”中的“放大倍数”，根据实验信号强弱设置合适的放大倍数。

（7）信号名称设置　为了令系统按实验要求对信号进行必要的计量换算，需要进行信号名称设置。用鼠标点击相应通道的“结果显示控制区”中的“通用”，在弹出菜单中选择“处理名称”，显示“处理名称窗”，选择合适的处理名称、测量间隔及处理内容。

（8）调零　调零后使基线回到零位，才能准确显示信号的数值。方法：首先使传感器负载为零或引导电极输入端短路，再点击相应通道“结果显示控制区”中的“通用”（或所选择的处理名称），在弹出菜单中选择“零点设置”，则信号扫描基线自动回零。

完成以上参数设置后，点击采样“开始”按钮，系统即可进行信号采集，记录实验结果。

（二）添加实验标记

为了方便采样结束后的数据分析，MedLab提供了动态添加实验标记和采样后标记内容编辑的功能。

1．实时添加实验标记　系统开始采样运行后，可在实验标记栏实时编辑标记内容，然后用鼠标单击“添加”按钮，则在时间轴（X轴）或显示通道上按顺序号添加一个标记。单击“删除”按钮即可删除。采样结束后，允许移动标记位置（标记序号上按鼠标左键拖曳）或删除标记。

2．采样后实验标记内容的显示与修改　若要显示时间轴上已加入的实验标记内容，将鼠标箭头移至要显示的标记序号上，按住鼠标左键不放，标记内容（包括时间、编辑内容）就显示出来；若要修改标记内容，则用鼠标左键单击标记序号，进入“标记修改窗”，进一步选择“编辑、删除、GOTO、测量值处理”等项目。

（三）数据打印

内置式MedLab－E数据打印步骤：第一步，选取打印数据，在通道波形曲线上选取需要打印的波形（一个通道）或在时间标尺处用鼠标拖曳需要打印的波形曲线，选取所有当前全部通道波形曲线。第二步，在“快捷工具栏”上点击“预览按钮”在弹出的“预览设置窗”中设置需要的参数。第三步，点击“打印”图标即可实现数据曲线打印输出。

外置式MedLab－U数据打印步骤：第一步，用鼠标在波形显示区中拖曳，选择一段或多段需打印的数据。第二步，在“快捷工具栏”上按下“实验数据入打印编辑窗钮”，实验曲线进入打印编辑窗，按下“打印编辑窗钮”，显示“MedLab打印编辑窗”。用鼠标双击打印编辑窗中的数据或曲线可进行移动、编辑、删除等操作。第三步，点击“打印”图标即可实现数据曲线打印输出。

（四）刺激器功能及设置

MedLab系统内置软件程控的刺激器，恒压输出各种模式的方波刺激。单击“刺激器控制区”向上绿色箭头按钮进入“刺激器设置窗”，可做进一步设置：

1．刺激模式及相应的刺激参数如图1－49

（1）单刺激：输出单个方波刺激。

图1－49　刺激器的方波输出模式与参数示意图

（2）串刺激：输出一定持续时间的一组单刺激。

（3）主周期刺激：将几个刺激脉冲组成一个周期的刺激模式。主周期：每个周期所需要的时间；周期数：需要重复每一个主周期的次数；每个主周期里又有以下参数：延时、波宽（脉冲的波宽）、幅度（脉冲的幅度）、间隔（脉冲间的间隔）、脉冲数（一个主周期内脉冲的数目）。例如周期数是连读、脉冲数是2，即不断重复主周期，主周期内有两个脉冲，这相当于双脉冲刺激。

（4）自动间隔调节：在主周期刺激的基础上增加脉冲间隔自动增减，默认的脉冲数为2，主要用于不应期的测定。

（5）自动幅度调节：在主周期刺激的基础上增加脉冲幅度自动增减，主要用于阈强度的测定。

（6）自动波宽调节：在主周期刺激的基础上增加脉冲波宽自动增减，主要用于时间－强度曲线的测定。

（7）自动频率调节：在串刺激的基础上增加频率自动增减，主要用于单收缩与强直收缩、膈肌张力与刺激频率的关系等实验。

2．刺激参数标记　刺激输出时在通道内自动添加实验标记，标记内容可在菜单“编辑／编辑刺激标记”进行编辑。

3．刺激输出控制　按“刺激输出控制按钮”即可输出刺激。

（五）换能器的定标

非电信号经换能器能量转换输入MedLab，每一个换能器在转换非电生物信号时都不可能完全一样（即同样强度的能量经不同换能器转换成的电压值不会绝对一致），所以定量实验时，必须对采样系统进行定标处理。压力或张力换能器的定标步骤如下：

1．压力或张力换能器接入放大器输入端口上，压力换能器内充满生理溶液并连接血压计或张力换能器应固定在铁支架上。

2．设置“记录仪”显示模式，选择合适的“处理名称”，开始采样。用“零点设置”将记录线调整至与零线重合，如果记录线与零线偏差太大，则应调整传感器本身连接线上的调零盒，使基线与零线重合。

3．在压力换能器相连的血压计上加一固定量值（例如压力13．3kPa，该量值最好与预计测量值相近）或张力换能器上加定标砝码（根据张力换能器的量程和预计测量值适当选择），并保持采样一小段时间，得到一个平稳的曲线，然后停止采样。

4．用鼠标在波形曲线上升后的平稳处点击一下，在此处产生一条蓝线与曲线相交（Med－Lab自动读到采样数值）。移动鼠标至“结果显示控制区”的已设置的处理名称处（鼠标箭头变为小手），单击鼠标并选中弹出菜单的“定标”，进入“定标窗”。此时，定标窗口的原值下已有数值，只需在新值栏中输入在血压计上施加的固定量值数或定标砝码的重量，并选好相应单位。点击“确定”后退出定标窗口，Y轴显示刻度自动调整至定标刻度。