【正文】 MD3000生物信號采集處理系統 　　淮北正華生物儀器有限公司一、前言MD3000生物信號采集處理系統，是集眾多專家、教授多年研制PC機生物信號采集處理系統經驗而推出的又一高科技產品，可取代傳統的記錄儀、示波器和刺激器等實驗儀器，應用于大中專院校的生理學、藥理學和病理生理學等方面的教學與科研實驗。MD3000生物信號采集處理系統軟件采用NT技術構建，能在在Windows 2000/XP下穩(wěn)定運行，為廣大學生、實驗研究人員和教師提供了易操作、好觀察、處理功能強大的實驗工具。二、MD3000系統介紹（一）系統組成與基本工作原理MD3000生物信號采集處理系統是根據電生理實驗的特點,將傳統儀器的優(yōu)點與計算機的強大處理功能相結合而設計的系統，MD3000是多CUP并行工作集信號放大、數據采集、顯示、存儲、處理及輸出的實驗系統。它由硬件與軟件兩大部分組成。硬件主要完成對各種生物電信號(如:心電、肌電、腦電)與非電生物信號(如:血壓、張力、呼吸)的調理、放大，并進而對信號進行模/數(A/D)轉換，使之進入計算機。軟件主要完成對系統各部分進行控制和對已經數字化了的生物信號進行顯示、記錄、存儲、處理及打印輸出。設備驅動程序系統軟件程控刺激器數據采集卡程控放大器實驗對象(1) E組成簡圖: 系統軟件程控刺激器數據轉換卡程控放大器實驗對象型USB連線控制器(2)組成簡圖:(3) MD3000是多CPU并行工作的生物信號采集處理系統，基本工作原理框圖如下:MD3000系統軟件單片機1程序單片機2程序刺激器刺激模式放大器放大倍數實驗對象采樣卡采樣間隔換能器非電信號電信號實時處理數據存盤作圖顯示數據處理15342698107根據采集系統工作原理框圖，提示我們在做實驗時應當考慮以下內容:(1). 是否需要刺激？(對單片機1進行控制，設置刺激方式和刺激參數)(2). 是否需要傳感器？(根據是非電信號還是電信號確定)(3). 直流輸入還是交流輸入？（由軟件選擇下限頻率。)(4). 放大倍數多少？(對單片機2進行控制，設置放大倍數)(5). 對模擬信號采樣的速度快慢？(對單片機2進行控制，設置采樣間隔。)(6). 是否對數據進行數字濾波？（有較大干擾時用數字濾波可得到較好的曲線。）(7). 用什么方式作圖，是記錄儀方式，還是示波器方式？若示波器方式，采用連續(xù)示波，信號觸發(fā)，還是同步觸發(fā)？(8). 實時處理哪些數據，指標有那些？(9). 采樣數據是否存盤？(10).數據是否作進一步處理？只要能搞清楚以上問題的含義，熟悉設置或修改的方法，應用MD3000系統就得心應手了。MD3000生物信號采集處理系統（三）系統應用軟件簡介MD3000生物信號采集處理系統應用軟件是標準的Windows 32位應用程序，圖形操作界面與微軟其他應用程序風格相一致，因此好學、易用。MD3000應用軟件安裝、卸載簡單，對硬件無特殊要求，不占用PC機特殊資源。用戶不必進行調整微機端口等復雜操作。做到了即裝即用，十分快捷方便。我公司為MD3000生物信號采集處理系統開發(fā)了專用的98/2000/XP設備驅動程序，它可以有效、完整的將硬件采集數據從PC機內存中傳送到上層應用程序，這是開發(fā)WINDOWS采樣應用程序的關鍵。這也是我公司產品與其它同類產品相區(qū)別的重要標志，也充分體現了MD3000生物信號采集處理系統的高科技含量。由于程序開發(fā)標準、規(guī)范，給用戶使用帶來了極大的方便。例如:全部鼠標點擊操作，方便簡單，多窗口運行可邊采樣邊處理數據。采樣窗口大小隨意調節(jié)，X、Y軸壓縮擴展自如。支持所有打印機，網絡資源共享。特別是能與其它WINDOWS應用程序資源，如ACCESS、Excel、Word等進行無縫對接，共享數據，使數據處理工作從復雜、大量的勞動中得到解放。長時程記錄，邊采樣邊存盤，無最大文件長度和時間限制。支持中文長文件名，可任意為自己的文件命名?？梢哉fWINDOWS軟件的優(yōu)點，都可在MD3000中得到體現。硬件提供了MD3000系統工作的基礎，軟件則是完成任務的核心。MD3000之所以可以取代傳統的記錄儀、示波器和刺激器等實驗儀器，都是通過軟件對硬件進行必要的設置，按照不同的工作方式來組織軟件流程而實現的。按使用方法分，MD3000分成三大工作模式。記錄儀：多導記錄儀走紙描記信號曲線的工作模式。繪圖方式是從右到左全屏幕移動。適用于較慢的信號、連續(xù)記錄的實驗。如血壓、呼吸、心電等。示波器：多線記憶示波器的工作模式。繪圖方式是從左到右采一幀畫一幀。適用于較快信號，特別是周期信號的實驗。如神經干動作電位等。慢波掃描：多線慢掃描記憶示波器的工作模式。繪圖方式是從左到右，邊畫邊擦。在對較快信號連續(xù)記錄時，用這種方式可以避免記錄儀方式全屏幕移動造成的眼花、不易觀察曲線的缺點。適用于較快信號連續(xù)記錄的場合。如減壓神經放電等。以上三種方式在用戶使用時可任選其一。除了曲線畫法上有點不同，軟件其它的使用方法是一樣的。這種所有工作模式使用方法的一致性，也是本系統的一大優(yōu)點。三 MD3000系統軟件使用說明MD3000軟件若以完成的功能來劃分，主要完成以下三大方面的操作?！?文件操作，數據的編輯整理，顯示式樣的調節(jié)?！?數據測量、處理，及結果圖表的輸出。 ▲ 實時調節(jié)MD3000硬件的各種參數，以使硬件能處在工作的最佳狀態(tài)。在使用時，應當清楚菜單或按鈕的功能，從這三個方面按需要去調用它們。這樣心中有數，就能做到“有的放矢”隨心所欲了。此外，MD3000系統是個多窗口的軟件。除了一些有關設置方面的窗口，主要的工作窗口有三個。分別是：▲ “采樣窗”：顯示采樣波形，觀察、測量和選擇要處理的波形?！?“打印編輯窗”：對要打印的曲線進行編輯，可任意調整打印曲線的大小、式樣，可任意添加、刪除、修改字符串。▲ “數據窗”：類似Excel的電子表格窗。顯示對曲線的測量結果。在下面介紹的軟件菜單功能，針對不同窗中有一定的區(qū)別?；驹瓌t是按照當前激活的窗口來調用相應的處理方法和功能。（一）MD3000界面概述界面包括:標題欄、菜單欄、工具欄、狀態(tài)提示欄及采樣窗、處理窗、數據窗等其他多個相應的子窗口組成。MD3000啟動后界面如下圖所示:菜單欄快捷欄標記欄通道采樣窗: 波形顯示區(qū)刺激器控制區(qū)X軸顯示控制區(qū)采樣控制區(qū)提示欄通道采樣窗: 結果顯示控制區(qū)通道采樣窗: 通道控制區(qū)標題欄MD3000系統軟件1．標題欄: 提示實驗名稱、存盤文件路徑、文件名及包含“縮小”、“擴大”、“關閉”按鈕。2．菜單欄: 用于按操作功能不同，分類選擇操作。包含如下主菜單名稱::包括所有的文件操作。如打開、存盤、打印、退出等。:包括所有對信號圖形的編輯功能。如剪切、拷貝、粘貼等。:對界面上主要可視部分顯示與否進行切換。:對系統運行有關的設置功能進行選擇。:對已完成定制實驗配置的具體教學與科研實驗項目進行選擇。:包括所有對信號圖形的采樣后處理功能。如FFT運算、數字濾波等。:提供一些有關窗口操作的功能。:包括在線幫助，版權信息與公司網址鏈接。3．快捷工具欄: 提供最常用的快捷工具按鈕，只要鼠標箭頭指向該按鈕，單擊鼠標左鍵，即可進入操作。4．標記欄: 用于添加、編輯實驗標記，并可用于實驗數據的定位。5．通道采樣窗: 每個通道采樣窗分三個部分:第一部分為采樣窗的最左側的“通道控制區(qū)”，顯示通道號，實時控制放大器硬件。第二部分為采樣窗中部的“波形顯示區(qū)”，采樣時動態(tài)顯示信號波形，處理時靜態(tài)顯示波形曲線，并可人為選定一部分波形作進一步分析處理,，可同時進行多視窗的動態(tài)、靜態(tài)觀察或測量。第三部分為采樣窗最右側的“結果顯示控制區(qū)”，用來顯示Y軸刻度、采樣通道內容、單位，控制基線調節(jié)，Y軸方向波形壓縮、擴展，定標操作等。6．X軸顯示控制區(qū): 用來動態(tài)顯示采樣時間（X軸），波形曲線的X軸拖動控制，X軸方向波形壓縮、擴展控制。7．采樣控制區(qū): 位于“X軸顯示控制區(qū)”的右側，用于開始采樣，停止采樣及采樣存盤控制。8．刺激器控制區(qū): 位于“X軸顯示控制區(qū)”的左側，用于選擇刺激器發(fā)出刺激的模式，刺激啟動開關及刺激參數的時實調整。9．提示欄: 位于最下部，提示相關的操作信息、MD3000狀態(tài)和當前硬盤的可用空間。（二）鼠標操作說明在MD3000生物信號采集處理系統的圖形界面上，一般情況下只要在界面上移動鼠標箭頭到相應的操作位置上，單擊左鍵即可完成操作，與Office的操作相似。1．主菜單操作:當鼠標箭頭指向主菜單欄后，按下鼠標左鍵(不要抬起)繼續(xù)移動鼠標至所選項目再抬起，完成操作。2．工具欄提示操作:當鼠標箭頭停留在工具欄按鈕時，顯示該工具欄功能，單擊左鍵完成操作。3．滾動條操作:鼠標箭頭指向滾動條，按下左鍵(不要抬起)拖動鼠標可快速完成曲線圖形X軸方向定位。4．右鍵快捷操作:在不同的窗口，不同的屏幕位置，單擊右鍵將彈出主要操作的菜單，選擇后單擊左鍵完成操作。5．通道采樣窗分多個區(qū)的特殊操作詳見下述的MD3000系統軟件介紹。（三）標題欄標題欄位于界面最上部，主要功能:1． 示系統名稱、窗口名稱或實驗名稱。2． 顯示當前臨時文件名，存盤文件名。3． 窗口“最大化”“最小化”“關閉”控制按鈕?？扇我庹{整窗口的大小及位置。（四）菜單欄菜單欄位于界面上部，可完成主要的控制、處理操作。如下圖:1．文件(F)打開文件菜單后，下拉菜單見右圖::主要功能是建立一個新的波形數據文件,同時清除原采樣窗中的波形數據文件。與其它應用程序有所不同的是在本系統中它還有新建一個儀器工作方式的含義。在它的下級菜單中，共指出三種方式“記錄儀”“示波器”和“慢掃示波”。一般地說，對慢信號宜選擇記錄儀方式（如血壓、呼吸道壓力、骨骼肌張力、心肌收縮力、腸肌張力等），對快信號特別是周期性信號宜選擇示波器的方式 （如神經干動作電位），對連續(xù)觀察的快信號宜選擇慢波掃描方式。但MD3000解決了計算機顯示作圖慢的難點，快信號也可用記錄儀方式來顯示，只是數據量會很大。值得注意的是在選擇了“示波器”工作方式后，還應選擇采樣觸發(fā)方式?？稍趶棾鲞x擇窗口中的下拉列表框中選擇。一般用內定的“刺激器觸發(fā)”即可。調整好刺激器參數后，刺激一次，采樣一幀，周期性信號在屏幕上是顯示在固定位置便于觀察。:打開已存盤波形數據文件(*.ADD)，在數據窗中打開已處理結果數據文件(*.XLS)，在打印編輯窗中打開的是打印編輯文件(*.MEP)。點擊工具欄中的 快捷按鈕功能相同。:以當前文件名保存波形數據(*.ADD)或處理結果波形數據(*.XLS)及打印編輯文件(*.MEP)。點擊工具欄中