MEDLAB生物信号采集处理系统说明书

　　Medlab生物信号采集处理系统，是集众多专家、教授多年研制PC机生物信号采集处理系统经验而推出的又一高科技产品，可取代传统的记录仪、示波器和刺激器等实验仪器，应用于大中专院校的生理学、药理学和病理生理学等方面的教学与科研实验。Medlab生物信号采集处理系统软件采用NT技术构建，能在在Windows 2000/XP下稳定运行，为广大学生、实验研究人员和教师提供了易操作、好观察、处理功能强大的实验工具。

　　
　　Medlab系统介绍
　　
　　（一）系统组成与基本工作原理
　　
　　Medlab生物信号采集处理系统是根据电生理实验的特点,将传统仪器的优点与计算机的强大处理功能相结合而设计的系统，Medlab是多CUP并行工作集信号放大、数据采集、显示、存储、处理及输出的实验系统。它由硬件与软件两大部分组成。硬件主要完成对各种生物电信号(如:心电、肌电、脑电)与非电生物信号(如:血压、张力、呼吸)的调理、放大，并进而对信号进行模/数(A/D)转换，使之进入计算机。软件主要完成对系统各部分进行控制和对已经数字化了的生物信号进行显示、记录、存储、处理及打印输出。
　　

　　(1) E组成简图:

　　

　　(2)组成简图:

　　

　　(3) Medlab是多CPU并行工作的生物信号采集处理系统，基本工作原理框图如下:

　　
　　根据采集系统工作原理框图，提示我们在做实验时应当考虑以下内容:
　　
　　(1).是否需要刺激？(对单片机1进行控制，设置刺激方式和刺激参数)
　　
　　(2).是否需要传感器？(根据是非电信号还是电信号确定)
　　
　　(3).直流输入还是交流输入？（由软件选择下限频率。)
　　
　　(4).放大倍数多少？(对单片机2进行控制，设置放大倍数)
　　
　　(5).对模拟信号采样的速度快慢？(对单片机2进行控制，设置采样间隔。)
　　
　　(6).是否对数据进行数字滤波？（有较大干扰时用数字滤波可得到较好的曲线。）
　　
　　(7).用什么方式作图，是记录仪方式，还是示波器方式？若示波器方式，采用连续示波，信号触发，还是同步触发？
　　
　　(8).实时处理哪些数据，指标有那些？
　　
　　(9).采样数据是否存盘？
　　
　　(10).数据是否作进一步处理？
　　
　　只要能搞清楚以上问题的含义，熟悉设置或修改的方法，应用Medlab系统就得心应手了。
　　
　　Medlab生物信号采集处理系统
　　
　　（二）系统应用软件简介
　　
　　Medlab生物信号采集处理系统应用软件是标准的Windows 32位应用程序，图形操作界面与微软其他应用程序风格相一致，因此好学、易用。Medlab应用软件安装、卸载简单，对硬件无特殊要求，不占用PC机特殊资源。用户不必进行调整微机端口等复杂操作。做到了即装即用，十分快捷方便。
　　
　　我公司为Medlab生物信号采集处理系统开发了专用的98/2000/XP设备驱动程序，它可以有效、完整的将硬件采集数据从PC机内存中传送到上层应用程序，这是开发WINDOWS采样应用程序的关键。这也是我公司产品与其它同类产品相区别的重要标志，也充分体现了Medlab生物信号采集处理系统的高科技含量。
　　
　　由于程序开发标准、规范，给用户使用带来了极大的方便。例如:全部鼠标点击操作，方便简单，多窗口运行可边采样边处理数据。采样窗口大小随意调节，X、Y轴压缩扩展自如。支持所有打印机，网络资源共享。特别是能与其它WINDOWS应用程序资源，如ACCESS、Excel、Word等进行无缝对接，共享数据，使数据处理工作从复杂、大量的劳动中得到解放。长时程记录，边采样边存盘，无最大文件长度和时间限制。支持中文长文件名，可任意为自己的文件命名。可以说WINDOWS软件的优点，都可在Medlab中得到体现。
　　
　　硬件提供了Medlab系统工作的基础，软件则是完成任务的核心。Medlab之所以可以取代传统的记录仪、示波器和刺激器等实验仪器，都是通过软件对硬件进行必要的设置，按照不同的工作方式来组织软件流程而实现的。
　　
　　按使用方法分，Medlab分成三大工作模式。
　　
　　记录仪：多导记录仪走纸描记信号曲线的工作模式。绘图方式是从右到左全屏幕移动。适用于较慢的信号、连续记录的实验。如血压、呼吸、心电等。
　　
　　示波器：多线记忆示波器的工作模式。绘图方式是从左到右采一帧画一帧。适用于较快信号，特别是周期信号的实验。如神经干动作电位等。
　　
　　慢波扫描：多线慢扫描记忆示波器的工作模式。绘图方式是从左到右，边画边擦。在对较快信号连续记录时，用这种方式可以避免记录仪方式全屏幕移动造成的眼花、不易观察曲线的缺点。适用于较快信号连续记录的场合。如减压神经放电等。
　　

　　以上三种方式在用户使用时可任选其一。除了曲线画法上有点不同，软件其它的使用方法是一样的。这种所有工作模式使用方法的一致性，也是本系统的一大优点。

　　（三）Medlab在典型生理学实验中的应用介绍
　　
　　为使用户更快更好的掌握Medlab系统的使用，这里介绍几个典型的生理学实验应用作为入门参考。
　　
　　实验一、神经干动作电位的引导实验
　　
　　1.器材  Medlab生物信号采集处理系统，输入接线、刺激输出线(Medlab随机配置)、神经屏蔽合。
　　
　　2.操作过程
　　
　　·选工作方式    神经干动作电位属周期性快信号，适合用“示波器”方式采样。点击快捷工具栏上新建按钮旁的下拉箭头，在菜单中选“示波器”。在弹出的设置窗中用内定的刺激器触发方式，按确定按钮。
　　
　　·设置窗口   点击快捷工具栏上的“通道设置”快捷按钮打开“通道设置”窗口，通道数用UP/DOWN按钮调成2，内定为1、2放大器通道，如要修改可对2个显示道改变放大器输入道。按确定钮返回。
　　
　　·设置处理名称   鼠标移至通道1右上的“通用”提示处，单击左键。在弹出菜单中选“处理名称”为“神经干动作电位” ，按确定钮返回。鼠标移至通道2右上的“通用”提示处，单击左键。在弹出菜单中选“处理名称”为“刺激标记”，按确定钮返回。
　　
　　·设置刺激模式  选择刺激模式为“主周期”方式或用内定方式，刺激器参数为:周期(s):1、数目:1个、幅度:1v、波宽:0.5ms、延时:10ms、方式:连续
　　
　　·调放大器      第一道：放大倍数1000左右，上限频率1K左右，下限频率80HZ。第二道：放大倍数10左右，上限频率10K左右，下限频率用直流。
　　
　　·连接输入  将第一道输入线接到神经屏蔽合接线柱上，用三通将刺激输出一边接神经屏蔽合刺激接线柱，一边引到放大器第二道。
　　
　　·开始采样  点击“刺激”按钮或按下“开始”按钮都可开始采样。适当调整放大倍数，X、Y轴压缩比，将双向动作电位与刺激波形图调节为最好观察形态。
　　
　　·打印输出  为将两个波形曲线一次打印输出，可将鼠标移至时间显示区，拖动鼠标，选中要计算打印波形曲线，再点击“处理窗”，及打印快捷键，完成计算打印工作。

　　3．保存配置   如一切满意，为免除今后重复调整，可将当前的配置保存为配置文件，今后使用时可用“打开配置”的方法直接进入实验。具体方法见菜单中有关介绍。
　　
　　实验二、动物动脉血压、心电及呼吸的记录、实验
　　
　　本实验信号种类多，既有非电生物信号的血压与呼吸，又有生物电信号的心电，是一个很典型的生物信号采集处理实验。做好这个实验，对Medlab系统的操作应当说是很熟悉了。
　　
　　1.器材 Medlab生物信号采集处理系统，心电输入接线(Medlab随机配置)、血压传感器、呼吸传感器、水银检压计(血压传感器定标用，需另配)、动物手术台及器械、药品等。
　　
　　2.操作过程与方法
　　
　　·选工作方式   本实验是慢信号，适合用“记录仪”方式。点击快捷工具栏上新建按钮旁的下拉箭头，在菜单中选“记录仪”。直接在“设置”菜单中用“标准配置”或按快捷键F4均可。
　　
　　·设置窗口   点击快捷工具栏上的“通道设置”快捷按钮打开“通道设置”窗口，通道数用UP/DOWN按钮调成3，内定为1、2、3放大器通道。按确定钮返回。本步骤也可不做，将标准配置中的4个通道中不需要观察的通道窗口用鼠标拉的较小以至于看不出也可。
　　
　　·设置处理名称   鼠标移至通道1右上的“通用”提示处，单击左键。在弹出菜单中选“处理名称”为“血压”。打开“高级”按钮，将对应的处理方法也设置为“血压”，按确定钮返回。鼠标移至通道2右上的“通用”提示处，单击左键。在弹出菜单中选“处理名称”为“心电图”，打开“高级”按钮，将对应的处理方法也设置为“心电图”，按确定钮返回。鼠标移至通道3右上的“通用”提示处，单击左键。在弹出菜单中选“处理名称”为“呼吸”，打开“高级”按钮，将对应的处理方法也设置为“呼吸”，按确定钮返回。
　　
　　·调放大器      第一道：放大倍数100左右，上限频率100左右，下限频率用直流。第二道：放大倍数1000左右，上限频率100左右，下限频率用0.8Hz。第三道：放大倍数500左右，上限频率10左右，下限频率用直流。
　　
　　·连接输入  将血压传感器插入第一道，心电连线插入第二道，呼吸传感器插入第三道。
　　
　　·定标:
　　
　　(1)连接好血压传感器与水银检压计。
　　
　　(2)转动三通开关，使血压换能器与大气相通，Medlab开始采样并将第一通道基线调至与零线相重合。然后接上注射器，向管路内注射液体，使水银检压计逐渐升至某一固定压力值(如100mmHg)，保持采样一小段时间后，停止采样。
　　
　　(3)移动鼠标至第一显示道“显示调节区”内“血压”处，单击鼠标，选“定标”打开定标窗口。用鼠标点击波形曲线上升至平稳段的一点，在新值处填上水银检压计示出的压力值(如100mmHg)，确定后退出定标窗，完成定标。
　　
　　(4)转动三通开关，接入动脉血管，即可准备开始采集动脉血压信号。
　　
　　如呼吸传感器也想定标，可通过流量计来定。单一般情况下只看波形不用定标。
　　
　　·开始采样  按下“开始”按钮。适当调整放大倍数，X、Y轴压缩比，观察记录的曲线，正常情况下应如图所示。

　　
　　·采样结束按“停止”键。
　　
　　·打标记:在需要打标记时，可随时在标记编辑框中输入标记内容，点击添加标记按钮 ，为实验逐一添加标记。
　　
　　·观察测量: 采样结束后，按下快捷工具栏中的观察快捷键，用十字光标即可测量各点值。也可以按下快捷工具栏中的“测量”快捷键，用鼠标拖选要测量的曲线段，由测量窗得到各项测量参数。
　　
　　·打印输出:为将三个波形曲线一次打印输出，可将鼠标移至时间显示区，拖动鼠标，选中要计算打印波形曲线，再点击“处理窗”，及打印快捷键，完成计算打印工作。
　　
　　注意:(1)由于三个通道的信号变化快慢差别较大，其中心电变化较快，而血压呼吸变化较慢。这时应调节X轴压缩比，调整观察状态，达到最佳效果。(2)在采样过程中间，如果需要可暂时停止采样，再次采样时数据会自动接在上次采样之后，中间用一黑竖线隔开。如果需要存盘，可点击“观察”按钮，变为“存盘”，将理想波形曲线自动以Temp000.add,.Temp00l.add等文件名存入硬盘。(3)变换心电输入线的三个端点可以测出标准I、II、III心电导联信号。
　　
　　如需要观察长时间的曲线变化，可将鼠标移到显示区左边缘，鼠标图标成左右箭头时，拖动鼠标再拉出一组窗口。新拉出的窗口采样与否均可，将X压缩比调的很大（如1000）可观察到曲线变化过程。
　　
　　（四）系统使用问题及解决方法
　　
　　在系统工作出现异常时，用户首先应当确定:
　　
　　(1)实验环境是否发生了变化？回到原来再观察系统工作情况
　　
　　(2)信号取出的方法是否正确？传感器是否正确？
　　
　　(3)系统接地屏弊是否良好？有无干扰进入环境？
　　
　　(4)PC机是否工作正常？(CPU，内存，硬盘，工作是否正常)
　　
　　(5)操作系统有无问题？是否感染病毒？
　　
　　如USB接口的系统出现异常时，有时是WinDows本身的异常，可先关仪器，再关计算机，等待一段时间后，先开微机后开放大器，再运行软件。如仍有异常再与公司联系处理。

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