生物醫(yī)學(xué)傳感器實驗指導(dǎo)手冊.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除生物醫(yī)學(xué)傳感器實驗指導(dǎo)手冊電子信息學(xué)院生物電子學(xué)系2016.2實 驗 須 知一、學(xué)生實驗守則實驗教學(xué)是對學(xué)生進(jìn)行最佳智能結(jié)構(gòu)培養(yǎng)的必要教學(xué)環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)合格人才的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生應(yīng)通過科學(xué)實驗努力培養(yǎng)自己的獨(dú)立工作能力、動手能力、觀察能力、分析能力和創(chuàng)造能力；培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，理論聯(lián)系實際和求真務(wù)實的作風(fēng)；努力通過實驗教學(xué)深化對所學(xué)理論知識的認(rèn)識。為了嚴(yán)肅認(rèn)真地完成教學(xué)所規(guī)定的全部任務(wù)，特作如下規(guī)定，必須認(rèn)真執(zhí)行。1 實驗前認(rèn)真預(yù)習(xí)，經(jīng)指導(dǎo)教師質(zhì)疑不合格者不應(yīng)盲目進(jìn)行實驗操作。2 學(xué)生在實驗室工作必須嚴(yán)肅認(rèn)真、提倡創(chuàng)新，聽從教師指導(dǎo)。嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行操作，認(rèn)真觀察分析實驗現(xiàn)象，如實記錄實驗數(shù)據(jù)，不得捏造數(shù)據(jù)或抄襲他人結(jié)果。3 不得遲到，保持環(huán)境安靜、整潔，嚴(yán)禁吸煙、隨地吐痰和丟棄垃圾廢棄物。4 愛護(hù)公共財物，未經(jīng)許可，不得隨意動用別組的儀器、工具、材料。損壞公物，照價賠償。5 注意安全，如遇異常情況，應(yīng)立即切斷電源、熄滅火源、關(guān)閉水源，防止事故蔓延擴(kuò)大。并保持現(xiàn)場，及時報告指導(dǎo)老師作好善后處理。6 實驗結(jié)束，應(yīng)切斷儀器電源，數(shù)據(jù)交指導(dǎo)教師評閱合格后，再整理好儀器設(shè)備、工具、器材、桌椅等。7 認(rèn)真完成實驗報告，按時交指導(dǎo)教師評閱。二、實驗報告要求實驗報告是實驗工作的全面總結(jié)和最終成果，要能完整和真實地反映實驗結(jié)果。編寫實驗報告也是一種基本訓(xùn)練，必須以嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度來對待。撰寫實驗報告要遵守一定的規(guī)范和要求。實驗報告應(yīng)書寫簡潔、文理通順、數(shù)據(jù)、圖表齊全。報告主要內(nèi)容應(yīng)包括： 1 有設(shè)計性的實驗先要作好預(yù)設(shè)計工作。2 實驗名稱。3 實驗?zāi)康摹? 實驗設(shè)備與器件。（實際使用的設(shè)備、器件名稱及型號）5 對設(shè)計性的實驗，要求有設(shè)計的整個過程。6 記錄實驗數(shù)據(jù)，填寫表格、畫出圖形。原始數(shù)據(jù)必須用鉛筆填寫，由指導(dǎo)教師簽字，否則實驗無效。7 故障現(xiàn)象、分析及解決方案。8 原始數(shù)據(jù)不能代替報告數(shù)據(jù)。實驗報告沒有按時上交及報告中的原始數(shù)據(jù)沒有指導(dǎo)教師簽字或偽造指導(dǎo)教師簽字，都無效。 附錄、LabVIEW用于生物醫(yī)學(xué)信號分析NI公司的生物L(fēng)abVIEW（Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench，實驗室虛擬儀器工程平臺）是由美國國家儀器公司所開發(fā)的圖形化程序編譯平臺，發(fā)明者為杰夫考度斯基（Jeff Kodosky），程序最初于1986年在蘋果電腦上發(fā)表。目前可支持Windows，UNIX，Linux，Mac OS等操作系統(tǒng)。由于LabVIEW特殊的圖形程序簡單易懂的開發(fā)接口，縮短了開發(fā)原型的速度以及方便日后的軟件維護(hù)，因此逐漸受到系統(tǒng)開發(fā)及研究人員的喜愛。LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一種圖形化的編程語言的開發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實驗室所接受，視為一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEW 集成了與滿足 GPIB、VXI、RS-232和 RS-485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/IP、ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù)。這是一個功能強(qiáng)大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。LabVIEW實現(xiàn)：l 數(shù)據(jù)分析：散點圖，彭加萊圖，放電序列響應(yīng)函數(shù)，放電頻次圖，簇節(jié)律分析，相關(guān)性分析等。l 波形顯示，為用戶對數(shù)據(jù)分析結(jié)果的合理性提供判斷準(zhǔn)則。l 微電極記錄坐標(biāo)顯示。l 參數(shù)列表。l 圖像操作，提供圖像編輯保存和調(diào)用Matlab圖像顯示功能。生物醫(yī)電實驗儀，原理上介紹各種人體監(jiān)護(hù)傳感器的工作過程，是針對醫(yī)學(xué)儀器類的學(xué)生教學(xué)實驗用。是各種常規(guī)病人生理信號監(jiān)護(hù)儀的原理性近似體現(xiàn)，體現(xiàn)生理信號的電特性，不能用于人的正式監(jiān)護(hù)和測量。NI生物醫(yī)學(xué)入門工具包是用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的應(yīng)用程序套件。這些應(yīng)用程序讓你能夠使用NI軟件（例如LabVIEW）和NI硬件（例如NI教學(xué)實驗室虛擬儀器套件II，NI ELVIS II），用于生物醫(yī)學(xué)解決方案。你可以使用這些應(yīng)用程序，執(zhí)行內(nèi)建的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用程序，例如對生物信號進(jìn)行采集、預(yù)處理、提取以及分析。你可以使用生物醫(yī)學(xué)傳感器和NI硬件采集現(xiàn)實世界的實時生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。或者從文件中導(dǎo)入生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)到工具包的應(yīng)用程序中，例如來自MIT-BIH數(shù)據(jù)的文件，進(jìn)行分析。您還可以使用工具包中的應(yīng)用程序，從心電圖（ECG）信號中提取特性，分析心率變異性（HRV）以及測量血壓。您也可以使用NI硬件和工具包中的應(yīng)用程序生成標(biāo)準(zhǔn)的模擬生物醫(yī)學(xué)信號，對生物醫(yī)學(xué)儀器進(jìn)行驗證和測試。1）虛擬儀器綜合教學(xué)平臺ELVIS II：美國國家儀器公司的教學(xué)實驗室虛擬儀器套件 (NI ELVIS)可用于動手設(shè)計及原型設(shè)計，平臺集成了12款最常用儀器，包括示波器、數(shù)字萬用表、函數(shù)發(fā)生器、波特分析儀等，緊湊的結(jié)構(gòu)是實驗室及課堂教學(xué)的理想選擇。NI ELVIS可通過USB接口與PC連接，實現(xiàn)快速易用的測量采集及顯示。作為基于NI LabVIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計軟件，NI ELVIS能夠發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)的靈活性及自定義功能。同時，NI ELVIS也是NI電子教育平臺中的重要部分，結(jié)合NI Multisim采集及仿真環(huán)境實現(xiàn)NI ELVIS板載電路的測量及仿真。NI ELVIS的設(shè)計以教學(xué)為目標(biāo)，是一款全面的教學(xué)工具，用于電路設(shè)計、生物醫(yī)電、儀器控制、無線通信、嵌入式/MCU 理論等教學(xué)。此外，NI ELVIS II+還特有100 MS/s的示波器，可用于測量高頻信號或設(shè)計高頻濾波器。2）生物醫(yī)電教學(xué)傳感器套件：這個傳感器套包中包含了7個傳感器，分別是：l 體表溫度傳感器l 握力傳感器l 血壓傳感器l 手持式心率計傳感器l EKG傳感器l O2氣體傳感器l 肺活量傳感器圖1 體表溫度傳感器圖2 握力傳感器圖3 血壓傳感器圖4 手持式心率計傳感器圖5 EKG傳感器圖6 O2氣體傳感器圖7 肺活量傳感器實驗一、溫度傳感器分析與測試【實驗?zāi)康摹?掌握溫度傳感器工作的實驗原理2掌握溫度傳感器的設(shè)計，溫度測量的方法以及測量所得信號的處理和顯示方法，并對其進(jìn)行簡單分析?！緦嶒炘怼繙囟葌鞲衅魇怯脕頊y量溫度高低的。它把溫度的高低轉(zhuǎn)換成電信號，測量電信號的大小就可以知道溫度的高低。溫度傳感器根據(jù)其材料來分有很多種類型，比如半導(dǎo)體二極管型，熱電偶型，熱敏電阻型.等等。本實驗中的熱敏電阻本身就是一種溫度傳感器。 熱敏電阻感受溫度變化后，使自身的電阻值發(fā)生變化。通過一個橋式電路或者更簡單的分壓電路，可以把電阻的變化轉(zhuǎn)換為電壓信號。電壓信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)值，通過電腦顯示屏顯示出來，就可以測量溫度。注意事項：使用材料為絕緣、導(dǎo)熱、防水，測溫數(shù)值靈敏且快速。主要用于空氣和水等的溫度測量，不能用暴力?！緦嶒炘O(shè)備與器件】l 電腦（硬件及軟件LabVIEW）l 電源l NI虛擬儀器套件ELVIS IIl 面包板l 溫度傳感器l USB接口、導(dǎo)線【實驗內(nèi)容】利用溫度傳感器構(gòu)成的測溫電路，利用LabView 軟件，對空氣溫度及體表溫度進(jìn)行測定及分析。 實驗步驟：1 打開電腦；2 接線，并連接表面溫度傳感器的接口。如圖1-1所示：圖1-1 傳感器接線圖l AI0+ 連接在 SIG1 上（信號）l +5V連接在5V 上（用于供電）l GROUND連接在 GND （接地）l AI0-連接在GND 上（差分方式是為elvis自己定義好的，為了增加信噪比。）3. 打開ELVIS II電源；4. 啟動數(shù)據(jù)采集軟件。1）打開桌面上的生物醫(yī)電教學(xué)工作臺圖標(biāo)，如圖1-2所示：圖1-2生物醫(yī)電教學(xué)工作臺圖標(biāo)2）打開出現(xiàn)如圖1-3所示的畫面：圖1-3 生物醫(yī)電教學(xué)工作臺界面選擇左上第一個圖標(biāo)，見圖1-4：圖1-4單擊此圖標(biāo)，打開一個對話框，見圖1-5：圖1-5我們選擇cancel，進(jìn)入一個新的設(shè)置。見圖1-6：圖1-6 生物信號記錄及保存圖框3）對生物信號記錄進(jìn)行設(shè)置，如圖1-7所示：圖1-7 設(shè)置生物信號圖標(biāo)4）點擊此標(biāo)志，將軟件設(shè)置成識別表面溫度傳感器信號的形式，進(jìn)行溫度的數(shù)據(jù)測量， 并準(zhǔn)備收集數(shù)據(jù)。如下圖1-8所示（注意圖1-8右上方的“+” 號及“刷新”號，均要進(jìn)行操作）：圖1-8 溫度設(shè)置圖框1注意：此“sensor scaling”圖標(biāo)中下拉菜單中有：l Blood Pressure-mmHg 對應(yīng)于血壓測試l EKG-mv 對應(yīng)于心電測試l Hand Dynamometer-(kg,lb,N) 對應(yīng)于握力測試（單位分別為公斤力，一磅約453g力，102g力）l Heart Rate Monitor V 對應(yīng)于心率測量l Temperature C 對應(yīng)于溫度（以攝氏度為單位）此次實驗選擇最后一項 Vernier Temperature C，設(shè)置后及時刷新，保存，按繼續(xù)，出現(xiàn)如下圖1-9所示頁面：圖1-9 溫度設(shè)置圖框2按繼續(xù)，出現(xiàn)圖1-10：圖1-10 溫度設(shè)置圖框3可按ok，即可測量溫度。5）測量時，軟件先對信號進(jìn)行識別，所以有遲緩的現(xiàn)象，一般約30秒后開始捕捉到正常的信號。當(dāng)數(shù)據(jù)較穩(wěn)定時，我們按顯示框右下角的log按鈕，進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，如圖1-11所示：圖1-11我們開始進(jìn)行測量設(shè)置時，會注意到圖1-10中左下角的數(shù)據(jù)保存路徑圖標(biāo)，如圖1-12所示，這表示本次實驗測量數(shù)據(jù)保存的場所，在我的文檔中的Labview Data中。圖1-12當(dāng)我們測量數(shù)據(jù)約30秒后，按停止按鈕，并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析，此時，我們可以將按鈕轉(zhuǎn)為分析按鈕，如圖1-13所示：圖1-13按player setting，打開圖1-14，并點擊左上角的文件FILE PATH，會出來右邊的對話框，如圖1-14所示。圖1-14打開我的文檔，出現(xiàn)對話框如圖1-15。圖1-15選擇labview data，點“ok”，選擇剛保存的文檔，如圖1-16所示，并打開。圖1-16我們會得到一個保存完好的數(shù)據(jù)文檔，如圖1-17、圖1-18、圖1-19所示。圖1-17圖1-18圖1-19【實驗記錄】實驗名稱：實驗者姓名：指導(dǎo)教師：實驗時間：評語：實驗結(jié)果記錄表測量值（溫度）空氣溫度手指表面的溫度【實驗總結(jié)】最終結(jié)果是：當(dāng)所測溫度升高時，相應(yīng)的電壓顯示曲線也相應(yīng)增大，所示溫度也會增大；反之亦然，當(dāng)溫度降低時，相應(yīng)的電壓顯示曲線也相應(yīng)減小，所示溫度也會減小。我們可以測空氣溫度，也可以測手指表面的溫度，記住不要使用暴力，以及測量身體其他表面的部位，了解人體的深部體溫和體表體溫的關(guān)系等。實驗二、握力傳感器分析與測試【實驗?zāi)康摹?. 掌握握力傳感器的工作原理和設(shè)計思路方法2. 掌握握力測試的方法、調(diào)試及測得數(shù)據(jù)的分析等。【實驗原理】握力傳感器主要是因為壓力作用在物體上以后產(chǎn)生壓強(qiáng)，使物體發(fā)生形變。其能直接將絕對壓強(qiáng)轉(zhuǎn)換為采集器可以接受的電壓值。通過數(shù)據(jù)采集器傳給計算機(jī)系統(tǒng)，通過計算機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化后，以數(shù)字形式顯示在計算機(jī)。這時可以直接讀出握力值。【實驗設(shè)備與器件】l 電腦（硬件及軟件LabVIEW）l 電源l ni虛擬儀器套件ELVIS IIl 面包板l 握力傳感器l USB接口、導(dǎo)線【實驗內(nèi)容】利用握力傳感器構(gòu)成的測力電路，利用LabView 軟件，將測得的信號通過顯示器顯示出來。實驗步驟：1 打開電腦2 接線，并連接握力傳感器的接口。如圖2-1所示：圖2-1 傳感器接線圖3. 打開ELVIS II電源4. 啟動數(shù)據(jù)采集軟件。1）、2）、3）步驟過程同前面的溫度傳感器。4）設(shè)置握力傳感器測試途徑，如圖2-2，注意設(shè)置力的限度不要太高，否則超過軟件的電壓限制范圍。如設(shè)置牛頓力，一般不要大于600N，最大限度不超過850N。圖2-2按繼續(xù)按鈕，出現(xiàn)界面如圖2-3：圖2-3按繼續(xù)，出現(xiàn)如圖2-4，圖2-4 其他注意點同前面的實驗，接著我們進(jìn)行握力測試，得出如下的圖形，如圖2-5所示：圖2-5我們進(jìn)行記錄，并保存，當(dāng)我們進(jìn)行數(shù)據(jù)提取時，我們打開保存的文檔，如圖2-6所示圖2-6 接著，步驟類似于前面的溫度測試，繼續(xù)點擊如圖2-7中的左上角，即圖2-8所示的圖標(biāo)：圖2-7圖2-8進(jìn)一步打開握力測試保存的文檔，繼續(xù)如圖2-9，按ok，繼續(xù)打開圖2-10。圖2-9圖2-10打開23.tdms文檔，出現(xiàn)如圖2-11的對話框：圖2-11我們可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，如圖2-12圖2-12從圖2-12，我們可以很直觀地看到我們的握力數(shù)值，最高接近于240N。我們再打開數(shù)值一欄，可以找到我們的握力最大值，如圖2-13所示。圖2-13【實驗記錄】實驗名稱：實驗者姓名：指導(dǎo)教師：實驗時間：評語：表1.1測量值（握力N）1234【實驗總結(jié)】我們進(jìn)行握力測試時，了解握力傳感器的工作原理和設(shè)計思路方法。掌握握力測試的方法、調(diào)試及測得數(shù)據(jù)的分析等。測出個體每次測量的握力最大值，并進(jìn)行比較，經(jīng)常鍛煉手臂力量的人是否握力大，另外疲勞狀態(tài)下，握力值會相對減小。注意點：握力限值不要設(shè)置過高！同時，進(jìn)行實驗時要注意對儀器的保護(hù)，并與醫(yī)療設(shè)備中的握力測試儀進(jìn)行比較。實驗三、心電傳感器分析與測試【實驗?zāi)康摹? 掌握心電傳感器的原理。2 掌握心電圖導(dǎo)聯(lián)及其電極連接方式，對心電進(jìn)行測試；了解心電圖各波形的生理意義，了解正常心電圖的波形。觀察運(yùn)動對心電的影響?！緦嶒炘怼啃碾妭鞲衅魇悄芨惺苄呐K不同區(qū)域細(xì)胞的動作電位波形并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。心電圖通過心電傳感器，描記人體體表記錄的心臟電位變化曲線，反映了心臟興奮的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和恢復(fù)過程中的生物電位變化。心臟在收縮之前，首先發(fā)生電位變化。在人體中，心電變化由心臟的起搏點竇房結(jié)開始，經(jīng)傳導(dǎo)系統(tǒng)至心室，最后到達(dá)心肌，引起肌肉的收縮。心臟興奮活動的綜合性電位變化可通過體液傳導(dǎo)到動物體表，經(jīng)體表電極引導(dǎo)并放大后傳輸至心電圖機(jī)或生理信號采集系統(tǒng)便可采集到心電圖。心電圖可以反映心臟的綜合性電位變化的發(fā)生、傳導(dǎo)和消失過程。正常心電圖包括P、QRS和T三組波形，它們代表心臟活動不同的生理意義，其中， P波代表心房去極化，QRS波群代表心室去極化；T波代表心室復(fù)極化。P-R間期代表興奮由心房傳至心室的傳導(dǎo)耗時。心電圖典型的波形圖如圖3-1所示。圖3-1 心電圖典型波形在圖3-1中,P波的最高幅值不超過0.25mV;Q波的幅值約0.1mV;R波的幅值在0.5-1.5mV;S波的幅值約0.2mV;T波的幅值在0.1-0.5mV。P-R間期在0.12-0.2秒，QRS小于0.1秒，Q-T小于0.4秒。因此,運(yùn)算放大器是對微弱電壓信號的放大,傳送給單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換電壓是0-5V?！緦嶒炘O(shè)備與器件】l 電腦（硬件及軟件LabVIEW）l 電源l ni虛擬儀器套件ELVIS IIl 面包板l 心電傳感器（一套）l USB接口、導(dǎo)線【實驗注意點】1. 測量時應(yīng)注意保持室內(nèi)安靜。2. 心電圖測量的時候，不要緊張，不要亂動，否則會影響到心電圖的不準(zhǔn)確?！緦嶒瀮?nèi)容】利用心電傳感器構(gòu)成的測壓電路，利用LabView 軟件，對心電圖進(jìn)行測量及分析。對正常狀態(tài)和運(yùn)動后心電進(jìn)行測試和分析。實驗步驟:1打開電腦。2接線，并連接心電傳感器的接口（同前面的實驗）。3. 電極連接：左上臂紅色電極（陽性電極），右上臂綠色電極（陰性電極），黑色電極連接在手腕處（接地），左右均可。注意點：電極一定要粘貼牢固，不然采集不到準(zhǔn)確信號，還要避開主要肌肉，如二頭肌或三頭肌等，因為肌肉活動會干擾心電圖的記錄。電極粘貼的位置稍微偏上臂的外側(cè)，大約在手肘及肩膀中線位置。4. 打開ELVIS II電源5. 啟動數(shù)據(jù)采集軟件，打開生理信號采集系統(tǒng)，將導(dǎo)聯(lián)線的插口與生理信號采集器的輸入通道連接，點擊NI labview軟件工具欄中的“模板”，選擇右上角的“心電圖”分析，如圖3-2，點擊開始，記錄心電圖： 圖3-2 區(qū)分心電圖各波形，測量各波形的持續(xù)時間和振幅； 運(yùn)動三分鐘，觀察心電圖的變化。 進(jìn)行步驟可得到類似于圖3-3的正常心電圖，了解心電圖各波形的生理意義。圖3-3當(dāng)心電圖穩(wěn)定描記30秒后，可按statistics（統(tǒng)計）按鈕，對所描記的心電圖進(jìn)行系統(tǒng)分析，得到如圖3-4的分析圖：圖3-4如要另外編輯保存，可打開如圖3-5中的“report”按鈕，并另行保存。圖3-5可得出類似于圖3-6的分析報告：圖3-66運(yùn)動后進(jìn)行心電圖的再次測量?！緦嶒炗涗洝?將實驗中的數(shù)據(jù)記錄在表格中。表1.1 實驗名稱：實驗者姓名：指導(dǎo)教師：實驗時間：評語：表1.2項目安靜狀態(tài)下測量（s）運(yùn)動后測量（s）P-R間期QRS間期Q-T間期【實驗分析和總結(jié)】1）心電圖的典型波形P波：由心房的激動所產(chǎn)生。前一半主要由右心房所產(chǎn)生，后一半主要由左心房所產(chǎn)生。正常P波的寬度不超過0.11s，最高幅度不超過2.5mm。QRS波群：反映左、右心室的電激動過程，稱QRS波群的寬度為QRS時限，代表全部心室肌激動過程所需要的時間。T波：代表心室激動后復(fù)原時所產(chǎn)生的電位。在R波為主的心電圖上，T波不應(yīng)低于R波1/10。U波：位于T波之后，可能是反映心肌激動后電位與時間的變化。人們對它的認(rèn)識仍在探討之中。2）心電圖的典型間期和典型段P-R間期：是從P波起點到QRS波群起點的相隔時間。寬度不超過0.2s，它代表從心房激動開始到心室開始激動的時間。這一期間隨著年齡的增長而有加長的趨勢。QRS間期：從Q波開始至S波終了的時間間隔。它代表兩側(cè)心室肌（包括心室間隔?。┑碾娂舆^程。正常人最高不超過0.10s 。S-T段：從QRS波群的終點到T波起點的一段。正常人的S-T段是接近基線的，與基線間的距離一般不超過0.05mm。P-R段：從P波后半部分起始端至QRS波群起點。同樣，正常人的這一段也是接近基線的。Q-T間期：從QRS波群開始到T波終結(jié)相隔的時間。它代表心室肌除極和復(fù)極的全過程。正常情況下，Q-T間期的時間不大于0.44s。3）正常人的心電圖典型值P波：0.2mV；Q波：0.1mV；R波：0.51.5mV；S波：0.2mV；T波：0.10.5mV；P-R間期：0.120.2秒；QRS間期：0.060.1s；S-T段：0.120.16s；P-R段：0.040.8s。4）異常所代表的的意義P-R間期：指在心電圖中代表心房開始除極到心室開始除極的時間。正常值（成人）：0.120.2秒。意義：PR縮短見于：結(jié)性心律、WPW、竇性心動過速、LGL。 PR延長見于：0AVBQRS波群時間延長，見于心室肥大、心室內(nèi)傳導(dǎo)阻滯及預(yù)激綜合征。Q-T間期代表心室除極和復(fù)極的全過程所需的時間。心率在60100次/分時，正常范圍是0.32-0.44秒它的長短于心率的快慢密切相關(guān)。心率越快，Q-T間期越短，反之則越長。都由心律失常造成。Q-T間期的患者易發(fā)生暈厥或阿-斯綜合征。5）運(yùn)動后心電圖的變化心電圖會有變化，心率會上升，一般越劇烈的運(yùn)動心率上升越快，但是因人而異。心電圖的波形變窄，波形也會出現(xiàn)變化，甚至心動過速后可見ST段壓低，心跳平穩(wěn)后又恢復(fù)正常。實驗四、血壓傳感器分析與測試【實驗?zāi)康摹?1. 掌握血壓傳感器的原理，了解其設(shè)計，掌握血壓測量方法。2. 學(xué)習(xí)用血壓傳感器來測量人體血壓，掌握其測量原理，同時得到收縮壓、舒張壓及心率。3. 觀察影響血壓的一些因素?！緦嶒炘怼看搜獕簜鞲衅鳒y血壓是基于振動法。在增加或減少靜壓的過程中，提取、放大脈動壓并描繪其包絡(luò)線，然后對包絡(luò)線的幾何形態(tài)加以分析，包絡(luò)線最高點所對應(yīng)的靜壓即為平均壓。由平均壓通過比值法或拐點法估算舒張壓和收縮壓。測振法通過壓力脈搏波與袖帶壓力同時記錄來測量血壓。設(shè)Pa為動脈壓，Pc為袖帶壓，則當(dāng)袖帶內(nèi)靜壓力大于收縮壓時，動脈關(guān)閉，袖帶內(nèi)因近端脈搏的沖擊而出現(xiàn)小幅度的振蕩波；當(dāng)靜壓力小于等于收縮壓時，波幅開始增大；靜壓力等于平均動脈壓時，動脈管壁處于去負(fù)荷狀態(tài)，波幅達(dá)到最大。靜壓力小于平均動脈壓時波幅逐漸減小，當(dāng)靜壓力小于舒張壓以后，動脈管壁在舒張期已充分?jǐn)U張，管壁剛性增加，波幅又維持較小幅度的水平。在增加或減少靜壓的過程中，提取、放大脈動壓并描繪其包絡(luò)線，然后對包絡(luò)線的幾何形態(tài)加以分析，包絡(luò)線最高點所對應(yīng)的靜壓即為平均壓。由平均壓通過比值法或拐點法估算舒張壓和收縮壓。采用傳感器采集脈搏信號，測量高壓、低壓值，靈敏度高，且其工作不受外界聲音等因素干擾。有關(guān)原理見圖4-1。(OS)(Om)(Od)圖4-1 基于放氣過程的血壓測量原理圖【實驗設(shè)備與器件】l 電腦（硬件及軟件LabVIEW）l 電源l ni虛擬儀器套件ELVIS IIl 面包板l 加壓氣泵、排氣閥、血壓壓力傳感器（一套）l USB接口、導(dǎo)線 【實驗注意點】 測量前安靜休息片刻，以消除緊張、勞累對血壓的影響；2.臂帶下方距肘關(guān)節(jié)1-2cm；3.被檢查者手臂應(yīng)與心臟位置同高；4.裸露手臂或僅穿薄衣進(jìn)行測量；袖帶放置平展，松緊度以插入一個手指為宜；5.一般連測23次即可，取其最低值做為本次血壓的數(shù)據(jù)。6.測量時手掌放松，手掌向上；測量過程中保持平靜，身體放松；袖帶的底部都應(yīng)該在手臂肘窩上方12厘米的地方。有的患者把袖帶戴得過高或者過低，血流經(jīng)過這些地方時壓力已經(jīng)發(fā)生了改變，測量的結(jié)果當(dāng)然不準(zhǔn)確。有的血壓計袖帶使用范圍為2232厘米，但一些使用者的臂周長大于或小于袖帶適用的范圍，這樣一來其血壓測量值也可能不準(zhǔn)確。因此一定要配置一條尺寸合適的袖帶，并且把它戴在準(zhǔn)確的位置上。要知道，人的血壓在一天之內(nèi)的變化相對是很大的。嚴(yán)格來說，人每一時刻的血壓都是不一樣的，而且還會隨著人的心理狀態(tài)、時間、季節(jié)、氣溫的變化以及測量的部位、體位的不同而發(fā)生變化的。因此，每天測量血壓的時間應(yīng)該固定。醫(yī)生建議，最佳的測量血壓時間應(yīng)該是清晨起床后，這時人處于一種靜息狀態(tài)下，比較能真實地反映血壓水平。以聽診法原理制成的電子血壓計，雖然實現(xiàn)了自動檢測，但仍未徹底解決其固有缺點，即誤差大、重復(fù)性差、易受噪音干擾。因為脈壓震蕩波與血壓有較為穩(wěn)定的相關(guān)性，因此實際家庭自測血壓的應(yīng)用中，利用振動原理測量的血壓結(jié)果比聽診法較為準(zhǔn)確。而且測振法測血壓時袖套內(nèi)無拾音器件，操作簡單，抗外界噪聲干擾能力強(qiáng)，還可同時測得平均壓?！緦嶒瀮?nèi)容】利用血壓傳感器構(gòu)成的測壓電路，利用LabView 軟件，將測得的信號通過顯示器顯示出來，得到收縮壓、舒張壓及心率，并觀察影響血壓的一些因素。實驗步驟：1打開電腦2接線，并連接血壓傳感器的接口（同前面的實驗）。3. 打開ELVIS II電源4. 啟動數(shù)據(jù)采集軟件，5. 測量血壓1）受試者脫去右臂衣袖，取坐位，右肘關(guān)節(jié)輕度彎曲，置于實驗桌上，使上臂中心部與心臟位置同高，準(zhǔn)備測量。2）靜坐五分鐘，待肢體放松、呼吸平穩(wěn)與情緒穩(wěn)定。3）松開血壓傳感器橡皮球的螺絲帽，驅(qū)出袖帶內(nèi)殘留氣體后將螺絲帽旋緊。4）將袖帶平整、松緊適宜地纏繞右上臂，帶下緣至少位于肘關(guān)節(jié)上2cm處，按start鈕，開始測量。5）測量血壓，打開如圖4-2的右下圖標(biāo)，此為血壓分析裝置：圖4-2打開如圖4-3的對話框圖4-3按圖中左下角數(shù)據(jù)采集設(shè)置（DAQ Setting）按鈕，打開如圖4-4的話框，做類似設(shè)置（血壓限值可以適當(dāng)調(diào)節(jié)，但也不可以設(shè)置過高，不能超過250mmHg）：快速重復(fù)擠壓橡膠球充氣袖帶對志愿者的手臂直到壓力介于150和170毫米汞柱達(dá)到。在氣囊膨脹到這種壓力，把球抽到一個表。內(nèi)置減壓閥將開始慢慢的袖帶放氣。6) When the pressure drops to 50 mmHg, press the “Stop” button to stop data collection.6）當(dāng)壓力降到50毫米汞柱，按“停止”按鈕來停止數(shù)據(jù)采集。圖4-4進(jìn)行刷新，按ok，表示設(shè)置完成?；氐綀D4-2的話框，如一系列準(zhǔn)備妥當(dāng)，可以按開始按鈕，如圖4-5所示，開始進(jìn)行血壓測量和分析，要停止時，可按stop：