加载中…RM6240生物信号采集处理系统使用说明
(2011-08-31 17:42:47)
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杂谈 |
分类： 专业恶补 |
一、微机生物信号采集处理系统的构成
二、信号记录
1、信号记录快捷按钮如图4所示，四个按钮的功能分别是：
（1）示波按钮
（2）记录按钮
（3）暂停按钮
（4）停止按钮
2．同步触发记录
1．功能选项
（1）同步触发一旦选择同步触发，系统采集信号和刺激器发刺激脉冲即同步进行，每发一次刺激，系统采集并显示一屏波形。
（2）记录当前波形选中此项，系统以子文件形式保存当前屏幕波形。每点击一次该键，即保存一屏波形，子文件以数码号1、2、3……编号。可通过键盘上的“Page Up”和“Page Down”键依次查看各子文件的实验波形。在退出系统前，若选择保存命令保存实验结果，系统将全部子文件保存在同一文件内。
（3）不叠加每发一次刺激，显示一屏最新采集的原始波形。
（4）叠平均每发一次刺激，以当前采集的一屏波形和此前同步采集的所有波形叠加平均再显示。
（5）叠累积以当前采集的一屏波形和此前同步采集的波形叠加后再显示。
（6）开始刺激按钮点击按钮，刺激器按设定的刺激方式和刺激参数发出刺激脉冲。
（7）停止刺激按钮点击按钮，刺激器停止发出刺激脉冲。
2．刺激参数刺激器输出的刺激脉冲的波形是方波。刺激器的基本参数如下（图6）：
（1）强度输出脉冲的电压或电流的强度。脉冲电压范围为0~50V，0~10V内以步长0.02V增减，10~50V内以步长0.05V增减。脉冲电流范围为0~10mA。
（2）波宽单个脉冲（方波）高电平的持续时间，即刺激的持续时间，波宽可在0.1~1000ms调节。
（3）波间隔连续脉冲刺激，刺激脉冲之间的时间间隔，波间隔在0.1~1000ms调节。波间隔与波宽之和的倒数可理解为刺激频率，调节范围为1~3000Hz。
（4）主周期刺激器以周期为时间单位输出序列脉冲，一个主周期内，刺激脉冲可以是一个、数个，甚至数百个，且波间隔可因需设定。“周期数”或“重复次数”是指以主周期为单位序列脉冲的循环输出次数，如“主周期”＝1s、脉冲数＝3、“延迟”＝5ms、“波间隔”＝200ms、“波宽”＝1ms、“强度”＝1V、“重复次数”＝7，点击“刺激按钮”，刺激器在1秒内发出强度为1V、波宽为1ms的3个脉冲，脉冲的时间间隔为200ms，第一个脉冲在开始刺激的第5ms发出。如此重复7次。主周期、延迟、波宽、波间隔和脉冲数设置要符合：主周期（s）> 延时（s）＋ [ 波宽（s）＋波间隔（s）]×脉冲数。
（5）脉冲数刺激器在设定的时间内发出刺激脉冲的个数。
（6）延迟延迟是指刺激器启动到刺激脉冲输出的延搁时间。在触发同步记录时，延迟可用来调节反应信号在屏幕上的水平位置。
3．输出方式刺激器有恒压（电压）和恒流（电流）两种输出方式，刺激脉冲的波形是方波，恒压输出方式有正电压和负电压两种脉冲，恒流输出方式也有正电流和负电流两种脉冲。
4．刺激模式将刺激脉冲按一定的主周期、脉冲数、波间隔等参数编组成某种特定脉冲序列，这种特定脉冲序列称刺激模式。该仪器基本的刺激模式如图7所示，可适用各种实验的需要。
（1）单刺激一个主周期内输出一个刺激脉冲，可调节参数有强度、波宽、延时、主周期、重复次数。可采用同步触发的方式记录。该刺激模式常用于神经干动作电位、骨骼肌单收缩、期前收缩，诱发电位等实验。
（2）连续单刺激主周期等于1秒，无限循环的连续刺激，一个主周期内输出的脉冲数等于频率，脉冲的波间隔相等。该刺激模式常用于刺激减压神经、迷走神经，刺激频率对骨骼肌收缩的影响实验。
（3）双刺激一个主周期内输出二个刺激脉冲，可调节参数有强度、波宽、延时、波间隔、主周期、重复次数。可采用同步触发的方式记录。该模式常用于骨骼肌收缩、不应期测定等实验。
（4）串单刺激一个主周期内输出一序列刺激脉冲，序列脉冲的脉冲数为3～999个，可调节参数有强度、波宽、延时、波间隔、主周期、脉冲数、重复次数。可采用同步触发的方式记录。该刺激模式常用于刺激减压神经、迷走神经，刺激频率对骨骼肌收缩的影响实验。
（5）定时刺激在设定的刺激持续时间内，刺激脉冲按设定的频率输出，常用于观察同一刺激时间内，不同刺激频率的刺激效果。如刺激减压神经、迷走神经，刺激频率对骨骼肌收缩的影响实验。可调节参数有延时、波宽、幅度、刺激时间、频率、主周期、重复次数。
（6）强度自动增减单刺激或双刺激模式下，刺激强度从首强度按强度增量自动递增或递减至末强度。该模式常用于刺激强度与反应自动测定实验。
（7）频率自动增减连续单刺激和定时刺激模式下，刺激频率从首频率按频率增量自动递增或递减至末频率。该模式常用于刺激频率与反应自动测定实验。
（8）波宽自动增减单刺激和连续单刺激模式下，刺激波波宽从首波宽按波宽增量自动递增或递减至末波宽。该模式常用于基强度和时值自动测定实验。
（9）串双刺激由两个刺激脉冲组成一个脉冲组，一个主周期内可输出数个至数百个脉冲组，可调节参数有强度、波宽、延时、波间隔、频率、组数、主周期、重复次数。
（10）连续双刺激连续双刺激与串双刺激作用基本相同，主周期内的脉冲组数用频率表示。
（11）高级功能可根据需要将不同主周期、强度、波间隔、脉冲数等刺激模式组成刺激序列，构成功能强度的程控刺激器。
三、数据分析测量
RM6240数据分析测量工具见图8，作用及使用方法分述如下：（1）移动测量鼠标器左键点击压下移动测量工具。选择绝对测量，鼠标移动到信号的某一点，系统在通道左上角显示该点的时刻和幅度；选择相对测量，鼠标在信号区用左键点击某一点作为参照点（基准），再移动鼠标器到信号的另一点，系统在通道左上角显示该点以参照点为基准的相对时间和幅度。
（2）区域测量鼠标器左键点击压下区域测量工具，用鼠标在需要测量的区域两端各点击一次打上标志线，则系统自动完成该区域数据分析测量和计算，并将对应该信号的生理指标（如平均收缩压、平均舒张压、平均脉压、心率、dP/dt、t-dP/dtmax等）导入数据板，数据板自动开启。进行区域测量时，鼠标在信号区移动，系统自动在通道左上角显示鼠标箭头所在位置的时刻及幅度值；此时可将鼠标用作移动标尺。在需测量的区域内点击第一点之后，系统将给出鼠标当前点与第一点的相对时间差与幅度差，此时可作相对测量。点击第二点后，将得到区域测量结果。
（3）斜率测量鼠标移动到信号的某一点，系统就在屏幕上显示该点的斜率。
（4）面积测量选择面积测量工具后，界面出现“面积参数设置”的对话框，有三种方式可供选择，即正波方式（计算零线以上波形的面积），负波方式（计算零线以下波形的面积）和绝对值方式（计算整个波形的面积）。方式选定后，用鼠标在需要测量的区域两端各点击一次即可完成该区域的面积测量。
（5）周期测量用鼠标左键在若干个连续的周期波的相同位置各点击一次，然后点击鼠标右键，系统即自动测量出若干个波的平均周期、频率和波动率。例如：在一段波形上选择两个连续的波峰（或波谷）各点击一次，这时再点击鼠标右键即可测量出这段波形的周期、频率和波动率。
（6）传导速度测量用鼠标左键选择传导速度测量工具，在对话框中输入引导电极间距离，选择“自动测量”，系统在数据板上显示：传导时间、电极距离和传导速度；若选择“手动测量”，则用鼠标器在两动作电位起始点各点击一次（也可选同一动作电位的刺激伪迹和动作电位的起始点），系统在数据板上显示：传导时间、电极距离和传导速度。
（7）取消标志线在进行上述各种测量时，会留下各种测量标志线，点击该键即可清除所有的标志线。
（8）测量信息点击测量信息工具，打开或关闭“数据板”。测量数据显示于“数据板”的“测量数据显示框”内，数据板除“测量数据显示框”外，还带有数据操作工具（图9），其作用和使用方法简述如下：
新建
打开
存盘
网格 数据显示在网格中。
复制选取所需数据，点击该键将数据复制到“剪贴板”。使用office等文档中“粘贴”功能便可将数据复制到文档中，也可粘贴到本系统的实验信息栏。
粘贴 可将复制的内容粘贴到“测量数据显示框”中。
信息选中“测量数据显示框”中的数据（测量数据或用户编写的文字），点击该键，所选数据粘贴到“实验信息”的“实验评注”中。
标记选择“测量数据显示框”中的信息，点击该键，被选中的信息进入“标记输入框”。可作标记之用。
导出Excel “测量数据显示框”中的所有信息以Excel文件格式导出。
导出Word “测量数据显示框”中的所有信息以Word文件格式导出。
（注：在“测量数据显示框”内输入文字时，请使用“Ctrl + Enter”实现回车。）
2．分析测量
（1）通用实时测量
（2）专用实时测量
（3）专用静态测量
① 张力分析测量
肌肉收缩连续波分析用鼠标左键在连续几个肌肉收缩波起始点各一下，数据板中自动给出：平均收缩峰张力、平均舒张谷张力、平均张力、平均收缩间期（mSTI）、平均舒张间期（mDTI）、频率、收缩最大张力（Tmax）、舒张最小张力（Tmin）、张力增量（△T）等指标
② 压力分析测量压力测量区间有“全屏平均值”、“全屏原始值”和“区域”，“全屏平均值”、“全屏原始值”测量区间为一屏信号，“区域”的测量区间由测量者选择。“全屏原始值”给出的指标为主要指标，“全屏平均值”和“区域”给出的指标由测量者选取。
动脉血压测量该测量项可得到的指标有：平均收缩压（mSP）、平均舒张压（mDP）、平均压（mAP）、平均脉压差、心率（HR）、+dP/dt max、t-dP/dtmax等。
心室内压测量该测量项可得到的指标有：平均心室峰压（mLVSP）、平均心室舒张压（mLVDP）、平均心室内压（mLVP）、心率（mHR）、mdP/dt max、m-dP/dt max、mt-dP/dt max最大心室内压（LVPmax）、最小心室内压（LVPmin）、平均收缩间期（mSTI）和平均舒张间期（mDTI）。用手动测量方式可实现对单个波形的测量。
中心静脉压测量用鼠标左键在测量波形上选择A、B两点，系统将自动将该测量区域内的最大静脉压、最小静脉压和平均静脉压。
③ 呼吸波分析测量 测量呼吸道压力和呼吸气体流量
单波分析用鼠标左键在一个完整的呼吸波的吸气开始、呼气开始和呼气结束选择三点，系统给出该呼吸波的最大呼气峰压、最小吸气谷压、+dP/dt max、-dP/dtmax、呼气间期、吸气间期、呼吸时比、呼吸频率等指标 。
连续波压力法（流量法）用鼠标左键在连续数个呼吸波起始点个点击一次，系统在数据板中给出测量区间内呼吸指标：平均呼气峰压（流量）、平均吸气谷压（流量）、最大呼气峰压（流量）、最小吸气谷压（流量）、呼吸频率、+dP/dt max、-dP/dtmax。
④ 生物电分析测量
神经放电用鼠标左键在测量波形的起始点各点击一次选择测量区间，然后在波形上再点击一次选取测量阈值线，数据板即给出信号的最大电平、最小电平、平均电平、脉冲数、放电频率、放电周期。波形合适的地方点击可调整阈值线。在该通道用鼠标右键点击一下，再按上述操作可改变测量区间。
心肌动作电位用鼠标左键在一完整的动作电位起始点给点击一次，系统将下列指标自动显示于数据板上：振幅、静息电位、超射幅度、APD10、APD20、APD50、APD90、最大上升速度（dV/dt）等。
兴奋性突触后电位（EPSP）测量指标：峰-峰值（Vp-p）、斜率（Slope）等。
（4）专用静态统计该测量功能可对较长时间区间内的数据进行自动测量和统计，测量的指标有“放电事件统计”、“波动率/间期”、“放电事件概率调节”、“血压平均值”、“血压原始值”、“左心室内压平均值”、“左心室内压原始值”。
（5）波动率/间期测量用于测量当前屏信号的平均波动频率或间期，如对心电，波动率代表心率，对呼吸代表呼吸率等。
方法选中波动率或间期选项后，在所选通道用鼠标左键确定基线，系统即自动计算出当前屏信号的平均波动频率或间期（波动频率由波形在基线位置上下次数确定，故应确保每一周期只有一个峰通过基线）。分析结果在数据板中显示。
（6）心电测量选择该项中的“心率自动测量”，且通道模式设置为“心电”，记录心电图时，在通道左上部分实时显示心率。
四、数据处理
用数学的方法对观察记录的生物信号进行分析计算和处理，给出分析计算结果或衰减信号中的某些成分。
1．微分分析对信号进行微分计算，并将计算结果以波形形式显示于物理通道或模拟通道中。微分分析可在实时或静态下进行。在微分分析的对话框中，放大倍数用于调节微分波的幅度。高频截止频率用于调节微分通道的数字滤波截止频率，以滤除微分波中不需要的高频信号。
2．积分分析对信号进行积分分析，并将计算结果以波形形式显示于物理通道或模拟通道中。积分分析可在动态或静态下进行。如果选择时间回零，则在到达规定时间后重新从零值开始积分，如果选择满度归零，则在积分值积至满度值后，重新从零值开始积分。
3．频率谱分析对信号进行频率谱分析，即对某一通道内的频率成分进行分析。值得注意的是：输入信号频率应低于采样频率的二分之一。
4．相关图分析对信号进行相关图分析，此时该通道相当于X-Y记录仪。
5．原始波形显示通道原始波形，即退出微分、积分、相关等状态回到原始状态。
6．直方图分析
（1）面积直方图对信号进行面积直方图处理，每一直方的高度反映了该直方时间段内原始波形的面积（由积分方式可确定正面积、负面积或绝对面积），直方图可用于对放电波形进行各时间段内的放电强度分析。参数中，放大倍数用于调节直方图的幅度。对正面积和负面积积分方式，可用鼠标在通道内确定阈值线位置，此时小于阈值的面积作为基础值被扣除。
（2）频率直方图对信号进行频率直方图处理，每一直方的高度反映了该直方时间段内，处于单阈值线之上或双阈值线之间的信号脉动频率，可用于对放电波形进行各时间段内的放电频率分析。
7．数字滤波对生物信号进行数字（软件）滤波。数字滤波有“低通”、“高通”、“带通”和“带阻”四种滤波模式。数字滤波处理后通过选择“原始波”选项可恢复原始信号。
8．零相移滤波 零相移滤波器采用有限冲击滤波法（FIR）滤波器的设计，提供了8种滤波窗函数，可以让用户自己设计所需的滤波器。该滤波器适用于静态分析。
五、标记
（一）字符标记
1．字符标记输入鼠标器移动到“字符标记输入、显示框”点击，即可输入字符。
2．标记组系统内置了12个实验项目的字符标记组和12个用户定义实验项目标记组，并可对内置字符标记进行增删。在“标记类型”下拉菜单中选择“标记组”即可选择实验项目标记组。选择完毕，实验项目标记组加载到“字符标记库”，点击“标记字符组”按钮，在“字符标记库”中选择要标记的字符标记即可。
3．字符标记增删点击“增加字符标记”按钮，在弹出的输入框能输入字符，按“确定”按钮，字符就添加到“字符标记库”。点击“字符标记组”按钮，在“标记字符库”中选中某一字符标记，该字符显示于“字符标记输入、显示框”，点击“删除字符标记”按钮，该字符标记即被删除。
4．右键打标法用鼠标右键（记录、暂停或分析状态）在记录波形的任意位置点击，标记即被打在点击处。
5．修改标记 在已有标记的周围用右键点击，在弹出的移动菜单选择“修改”项，并在弹出的对话框中输入新标记字符，按“确定” 新标记字符替代了原标记。
6．删除标记在已有标记的周围用右键点击，在弹出的移动菜单选择“删除”项，标记即被删除。
7．重叠标记在已有标记的周围用右键点击，在弹出的移动菜单选择“打标”项，右键点击处添加新的标记。
（二）时间标记
（三）时钟标记
（四）显示刺激标注
六、数据存取与输出
1．新建命令
(1) 按默认参数新建 按系统设置参数建立一个数据文件。
(2) 按当前参数新建按当前实验设置的参数或当前打开的数据文件参数建立一个数据文件。
2．打开 打开一个已存储的数据文件。
3．保存 将记录的数据或经过处理的数据保存到当前路径的文件名。
4．另存为 改变当前路径或文件名存储数据。
5．存当前画面为… 保存当前屏幕显示的波形。
6．删除当前子文件间断记录情况下，系统将一次记录开始到停止阶段所记录的数据作为一个数据片断，并存储在一个子文件中。一项实验进行n次记录和停止操作，就有n个数据片断和子文件。子文件的编号显示于左上角工具栏的下方。当记录文件包含多个子文件时，该功能用于删除当前屏所在的子文件。
7．另存当前子文件为... 当记录文件包含多个子文件时，该功能可将当前屏所在的子文件存为一个新的记录文件，以便以后单独使用。
8．合并所有子文件为... 当记录文件包含多个子文件时，该功能用于将所有的子文件按编号顺序合并为一个只有一个子文件的新记录文件（注意：各子文件的采样频率、通道数目、扫描速度、灵敏度、时间常数、导联项目等参数必须一致）。
9．另存数据处理后子文件为... 当记录文件包含多个子文件时，该功能可将当前屏经过数据处理后（滤波、微分等）的数据片断存为一个新的记录文件。
（二）数据的输出
1．导出文件 该项功能可以导出当前子文件中任意通道的数据以数据文本文件（ *.txt）和参数文本文件（ *.doc）形式保存。“数据文本”记录波形数据的时刻和对应该时刻的数值，并可以用于Matlab、SPSS、SAS等著名的数据分析软件进行分析；“参数文本”记录波形数据所在通道的采样频率、时间常数、灵敏度、滤波常数和导联方式。
2．数据打印
（1）打印模式设置选中该菜单，在弹出的“打印模式设置”框中可设置需要打印的通道、数据打印范围和相同数据的打印份数等。
① 打印通道设置 选择需要打印数据的通道。
② 当前屏多块打印 将当前屏选中通道的数据打印在一张A4纸上，拷贝数在“打印块数”中选择。
③ 当前屏整体打印 将当前屏选中通道的数据打印在一张A4纸上。打印的份数为1。
④ 区域打印 将当前屏选中通道中的一个区域里的数据打印在一张A4纸上，拷贝数在“打印块数中选择。
⑤ 多通道连续屏打印打印当前子文件被选中通道的数据，以当前屏数据为打印的第一页，每屏数据打印一页（一张A4纸），连续打印至数据结束，每屏数据宽度由扫描速度决定。
⑥ 单通道连续屏打一印打印当前子文件被选中一个通道的数据，以当前屏数据为打印的第一页，每屏数据打印页（一张A4纸），连续打印至数据结束，每屏数据宽度由扫描速度决定。选择多行，每屏数据在一页纸上打印4份拷贝。
（2）打印预阅在屏幕显示被打印数据的排版格式，打印前一定要“打印预览”，如果对排版格式和打印份数不满意，可在“打印模式设置”重新设置。
（3）打印 将数据输出到打印机进行打印。
（4）打印设置 一般情况下，不要改变“打印设置”窗口中的设置。
七、数据编辑
1．数据选取鼠标移到欲编辑波形的始端，压下鼠标左键，按住左键并向左或右拖动鼠标至欲编辑波形的末端，释放鼠标器左，欲编辑波形的背景呈黑色。
2．数据剪切用鼠标器点击“剪切”工具，当前选取的数据段即被删除。
3．撤销剪切用鼠标器点击“撤销”工具，恢复上一次被数据剪切数据（该功能只能撤销一次剪切）。
4．保留剪切当数据中只需要少量数据时，选取需要数据，删除其余的不需要的数据。其操作方法如下：
（1）选择保留数据选取一段数据后点击“选择保留区域”工具，以确定一段数据。反复操作即可选取多段欲保留数据段。
（2）显示保留结果当选取完欲保留数据段后点击“显示保留结果”，即可将所选取的数据段自动连接并显示。
5．还原用鼠标器点击“还原”工具，取消所有的编辑，数据恢复到原始状态。
6．退出编辑 点击“数据编辑”工具“I”，使其弹出，系统退出“数据编辑”状态。
PS注：本文摘自国家精品课程生理科学实验：http://jpkc.zju.edu.cn/k/554/preparation/instrument/instrumenthome.htm
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