生物机能实验系统的原理简介

§一、生物机能实验系统的原理简介

从广义上讲，生物机能实验系统是指这样一种系统：我们可以通过该系统观察到各种生物机体内或离体器官中探测到的生物电信号以及张力、压力、温度等生物非电信号的波形，从而对生物肌体在不同的生理或药理实验条件下所发生的机能变化加以记录与分析。生物机能实验系统是研究生物机能活动的主要设备和手段之一。

生物机能实验系统的基本原理是：首先将原始的生物机能信号，包括生物电信号和通过传感器引入的生物非电信号进行放大（有些生物电信号非常微弱，比如减压神经放电，其信号为微伏级信号，如果不进行信号的前置放大，根本无法观察）、滤波（由于在生物信号中夹杂有众多声、光、电等干扰信号，比如电网的50Hz信号，这些干扰信号的幅度往往比生物电信号本身的强度还要大，如果不将这些干扰信号滤除掉，那么可能会因为过大的干扰信号致使有用的生物机能信号本身无法观察）等处理，然后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机能信号传输到计算机内部，计算机则通过专用的生物机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，一方面进行生物机能波形的显示，一方面进行生物机能信号的存贮，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，比如平滑滤波，微积分、频谱分析等。对于存贮在计算机内部的实验数据，生物机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。

图1-1-1 生物机能实验系统原理图

§二、 BL-410生物信号显示与处理软件主界面介绍

在下面的介绍中，将涉及到关于Windows操作系统的一些基本知识及基本术语，如果您对这些知识还不够了解，请参阅有关Windows操作系统介绍的资料`。

☞ 1 主界面

☞ 2生物信号波形显示窗口简介

☞数据提取

§1.主界面

BL-NewCentury 生物信号显示与处理软件的主界面如图1-1所示。

图2-1-1 BL-NewCentury 生物信号显示与处理软件主界面

分时复用区

增益、标尺调节区 2通道波形显示区

菜单条 工具条 刺激器调节区 标题条 时间显示窗口 Mark 标记区 状态条 数据滚动条及反演按钮区 特殊实验标记选择区

四个切换按钮

左、右视分隔条 左视 右视

显示通道之间的分隔条

说明：

BL-NewCentury生物信号显示与处理软件的主界面是用户与BL-410生物机能实验系统打交道的唯一手段，为了使您能尽快地掌握BL-410生物机能实验系统来完成自己的生物机能实验，您首先需要掌握

BL-NewCentury软件的主界面，熟悉主界面上各个部分的用途。

主界面从上到下依次主要分为：标题条、菜单条、工具条、波形显示窗口、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、波形显示窗口和分时复用区三个部分。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四个分区，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。视可以看作为一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，它们分别是：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（每个通道对应于一个波形显示窗口）、数据滚动条及反演按钮区（用于数据定位和查找）。

BL-NewCentury软件主界面上各部分功能清单请参见表2-1-1。

表2-1-1 BL-NewCentury软件主界面上各部分功能一览表

§2生物信号波形显示窗口简介

生物信号波形显示窗口是BL-NewCentury软件主界面中最重要的组成部分，实验人员观察到的所有生物信号波形及处理后的结果波形均显示在波形显示窗口中。BL-410生物机能实验系统是4通道的生物机能实验系统，即可以同时观察4个通道的生物信号波形，那么对应于每个实验通道必须有一个波形显示通道，所以在BL-NewCentury软件处于初始状态时屏幕上共有4个波形显示窗口。

实验时用户可以根据自己的需要在屏幕上显示1个、2个、3个或4个波形显示窗口，也可以通过波形显示窗口之间的分隔条调节各个波形显示窗口的高度，但由于4个波形显示通道的面积之和始终相等，所以当您把其中一个显示窗口的高度调宽时，必然会导致其它显示窗口的高度变窄。

波形显示窗口高度调节的原则是：如果您调节某一个显示窗口下部的通道分隔条以改变该窗口的显示高度，那么这种调节不影响该显示窗口上面显示窗口的大小，而只影响其下面波形显示窗口的高度，如果您将本窗口的高度调窄，那么，在该窗口被调窄的过程中紧挨着它下面的显示窗口的高度变宽；如果您将本窗口的高度调宽，那么它下面显示窗口中离它最远的显示窗口的高度首先变窄，其次是次远的显示窗口。比如，我们调节2通道显示窗口下面的分隔条来变窄2通道显示窗口的高度，那么在2通道显示窗口变窄的同时，3通道显示窗口的高度变宽，参见图2-2-1；如果我们调节2通道显示窗口下面的分隔条使2通道的显示高度变宽，那么首先是4通道的显示高度变窄而不是3通道，直到4通道的高度变为零才会影响到3通道，参见图2-2-2。

图2-1 -2通道显示窗口高度变窄的同时3通道显示窗口高度变宽

图2-2-2通道显示窗口高度变宽的同时4通道显示窗口高度变窄

如果用户使用通道之间的分隔条将各个通道显示窗口的高度调乱，这时他可能很难将这些窗口的高度恢复到初始大小。有一个简单的方法帮助您将所有通道的显示窗口恢复到初始的大小，那就是在任何一个显示窗口上双击鼠标左健。实际上在某个通道显示窗口上双击鼠标左健是一个窗口大小切换命令，它可以将该窗口变为最大化或者将其恢复到原始大小，在某一个通道显示窗口上双击鼠标左健，首先将这个窗口变为最大化，即其它显示窗口的高度均为零；然后，您再在这个最大化的显示窗口上双击鼠标左健，将把所有的通道显示窗口恢复到初始大小，所以，无论您将各个通道显示窗口的高度调得多乱，最多在某个显示窗口上双击鼠标左健两次，就可以将所有的通道显示窗口恢复到初始大小。

图2-2-3表示一个通道的波形显示窗口，其中包含有标尺基线、波形显示和背景标尺格线等三部分；表2-2-1中列举了波形显示窗口中各部分的功能。

名称功能备注

标尺基线生物信号的参考零点，其上为正，其下为负

波形显示显示采集到的生物信号波形或处理后的结果波形参见图2-2-3

背景标尺点波形幅度大小和时间长短的参考刻度线或点其类型和颜色可选

表2-2-1 生物信号波形显示窗口各部分功能一览表

在通道显示窗口中还有一个快捷功能菜单可供您选择。当您在信号窗口上单击鼠标右键时，BL-NewCentury软件将会完成两项功能：一是结束所有正在进行的选择操作和测量操作，包括两点测量、区间测量以及心肌细胞动作电位测量等；二是将弹出这个通道显示窗口中所包含的快捷功能菜单，参见图2-2-4。在这个快捷功能菜单中包含的命令大部分与通道相关，所以如果您需要对某个通道进行操作，就直接在那个通道的显示窗口上单击鼠标右键弹出与那个通道相关的快捷菜单。比如对某个通道的波形进行信号反向等操作。

标尺基线背景标尺格线

波形显示