BL-420生物机能实验系统.ppt

第三章 BL-420生物信号采集系统,什么是生物信号？,生物体在生命活动中产生的信号 生物电信号(心电、肌电、脑电) 非生物电信号(体温、血压、呼吸等),一、什么是生物信号采集处理系统,生物信号采集处理系统是研究生物机能活动的主要设备和手段之一。,传统的生物信号采集与处理系统是由功能不同的电子仪器及手工测量工具组合而成，如：由前置放大器，示波器，记录仪，分割规，尺，计算器等构成。 近年计算机工业的飞速发展，特别是微型计算机的广泛应用，以及计算机生物信号采集与处理软件的开发，使得经过放大的生物电信号输入计算机进行观察、测量、处理和储存成为可能，而且更为方便、精确。因此，生物信号采集与处理系统逐渐变为以计算机和相应软件为采集处理核心的数字化系统。,数字化生物信号采集与处理系统与传统的生物信号采集系统相比，生物信号的记录和分析的准确性、实时性、可靠性有了很大的提高。而且更多的参数可以灵活设置，并随时方便的改变，使采集的数据能够共享和进行复杂的多维处理，从而大大提高了系统的性能和实验质量，简化了实验过程。,BL-420生物机能实验系统是配置在微机上的4通道生物信号采集、放大、显示、记录与处理系统。 TM_WAVE生物信号采集与分析软件可同时显示4通道从生物体内或离体器官中探测到的生物信号的波形，并可对实验数据进行存贮、分析及打印，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。,通过该系统我们可以观察到各种生物机体内或离体器官中探测到的生物信号的波形，从而对机体在不同条件下发生的机能变化进行记录和分析。,二、BL-420生物信号采集处理系统的组成 （1）微机 （2）BL-420系统硬件 （3）TM_WAVE生物信号采集与分析软件 其它实验附件则可根据实验需要进行配置，比如，血压换能器、张力换能器，呼吸换能器，各种引导电极及刺激电极等。,BL-420系统硬件,三、BL-420系统原理,BL-420生物机能实验系统原理图,1、放大信号 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。,增益 增益（G）是指生物信号采集系统的放大倍数，BL-420生物信号采集系统的放大倍数为2-5万倍。放大倍数的大小应依据实验的灵敏度来选择。,2、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。,时间常数 时间常数(T)是决定放大器低端频率的主要指标，它的作用是衰减生物信号中的低频信号，允许高频信号通过。例如，当我们选择0.01秒的时间常数时，将衰减0.1秒的低频信号，只允许0.01秒以上的高频信号通过。 一般测量快速交变信号时选择较小的时间常数，测量慢速交变信号时选择较大的时间常数。,高频滤波 高频滤波(F)的作用是将所检测的生物电信号中不需要的高频成份或噪声滤掉，这样可使所测信号的主要频率成份被放大。例如，当我们选择1KHz的高频滤波时，将衰减掉1kHz以上的生物信号，只让1kHz以下的生物信号通过。所以，高频滤波又称为低通滤波。,G：即增益，指生物信号采集系统的放大倍数。,T：即时间常数，决定放大器低端频率的主要指标，它的作用是衰减生物信号中的低频信号，让高频信号通过（高通滤波）,F：即高频滤波，作用是将所检测的生物电信号中不需要的高频成份或噪声滤掉，这样可使所测信号的主要频率成份能够得到放大（低通滤波）,3、模数转换 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、采集系统传入的数字信号。,4、分析处理 对这些收到的信号进行实时处理，包括波形显示、存贮、处理和分析，比如平滑滤波，微积分、频谱分析等。,BL-420生物机能实验系统原理