动物生理学实验教程
第一章绪论



一、动物生理学实验教学内容和目的
动物生理学是研究动物机体生命活动(功能)及其规律的一门科学，是生命科学的基石。动物生理学是农业院校动物类各专业的专业基础课，在人才培养中起到承前启后的重要作用。动物生理学教学的最大特点是实验性强，实验课学时约为总学时的40％。其实验教学内容大致可分为基本操作、综合应用和实验设计三部分。通过理论与实践相结合的教学方式，使学生产生直观的认识，帮助他们理解课堂所讲授的内容，巩固课堂所学的理论，同时在实验操作中培养学生严谨的科学态度，掌握基本操作技能，观察分析生理现象，不断提高认识和解决问题的能力。因此，动物生理学教学要将过去偏重于理论讲授，转变为启发式、讨论式和研究式的教学方法，重视学生在教学活动中的主体地位，充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性，努力实现以知识传授为基础、能力培养为重点的现代教育教学理念，逐步使用讲授与自学、讨论与交流、指导与研究、理论与实践、课堂教学与实验教学、设计与创新等相结合的多种教学方法，最终达到培养学生熟悉生理学操作技能和观察、分析、解决问题的综合能力的目的。
二、动物生理学的研究方法
动物生理学知识主要来自对生命现象的客观观察和实验获得。所谓观察是以动物活体为观察对象，以物理学或化学方法为手段，通过选题设计、实验观察、数据处理和科学分析得出对生命活动规律的理解和认识。
生理学的奠基人William Harvey首先将动物实验方法引进这一学科领域。研究者通过观察多种动物同一器官的功能活动，可以从共同的表现中找出普遍性的规律。1847年Ludwig发明了记纹鼓（kymograph），以后又使用了各种杠杆和机械检压装置，使动物实验中对各种功能活动的观察变得更精细、准确，易于对实验结果作出客观记录和定量分析，这些实验技术极大地推动了生理学的发展。直到20世纪，生理学的研究内容还主要是各器官的功能及其调节的器官生理学。在器官和系统水平上的生理学研究中，所用动物实验的研究方法大体上可分为慢性实验和急性实验。
慢性动物实验方法主要是在无菌和麻醉条件下对健康动物进行手术，暴露要研究的器官，如消化道各种造瘘手术，或摘除、破坏某一器官，如切除某一内分泌腺、破坏内耳迷路等，待动物清醒和恢复健康后再进行实验，使其尽可能地在接近正常生理状态下，观察所暴露、摘除或被破坏某器官后动物所产生的功能变化等。由于慢性实验属于整体性实验，其优点是能较好地反映器官在体内的正常活动，缺点是对手术的操作要求高，有一定的难度，因此，这种实验方法有其局限性和优缺点，选用时要与实验目的相匹配并对所得实验结果作出正确评判。
急性在体实验是在无痛条件下对动物实行手术，对某一两个器官进行实验观察的方法。急性实验以失去知觉的动物作为研究对象，又可分为急性在体（in vivo）和急性离体（in vitro）两类实验。急性在体实验（也称为活体解剖法）是将动物处于麻醉或破坏大脑状态，解剖暴露某个器官后，对该器官给予适当刺激，随之观察记录和分析该器官功能状态改变的实验方法。例如，蛙心起搏点和蛙微循环观察；家兔呼吸运动的调节以及影响尿生成的因素等实验。急性离体实验是从动物体内取出某个器官、组织或细胞，在模拟机体生理条件下进行的实验方法。例如，蛙坐骨神经腓肠肌标本中神经肌肉兴奋时的电活动和肌肉收缩的综合观察；蛙心灌流实验观察和家兔离体小肠平滑肌的生理特性等实验。急性实验方法的缺点是有一定的片面性和局限性，不一定能反映器官、组织在体内的正常活动情况。
急性实验方法比慢性实验方法简单，且条件易于控制，有利于观察器官间的具体关系和分析某一器官功能活动的过程与特点，但这与正常生理状态下的功能活动还是存在一定的差别。
三、动物生理学实验教学的整合及对学生综合能力的培养
动物生理学实验是获得动物生理学理论知识的依据和来源，同时也是动物生理学理论的重要组成部分。对于学生理解与掌握所学理论知识、锻炼思考及分析解决问题的能力、培养科学态度和动手意识都有着非常实际的意义。然而，当前这种先理论后实验的传统教学模式，在很大程度上制约了学生自主创新能力的培养，导致在教和学的过程中产生了重理论轻实验的不良后果，使理论与实验教学相脱节，失去了实验教学的目的和意义。为改进动物生理学实验教学，提高教学质量，有必要对现有的动物生理学实验内容进行优化和整合。
(一)动物生理学实验教学的整合
第一章绪论传统的动物生理学实验课程开设的都是验证性和演示性实验，即按照教学大纲选择相应的实验，实验前任课教师将实验的目的、原理、内容、方法、步骤及注意事项等都写在黑板上，上课时教师给学生讲述甚至示教一遍，然后学生机械地按照教师的要求做实验。虽然每个实验的成功率很高，但实验操作技能测试的成绩并不理想。显然，传统的教学方式在一定程度上束缚了学生思维，限制了学生视野，不利于学生独立思考、分析问题和创新意识的培养。因此，为了培养学生的实验技能及思维能力，有必要对实验方法进行有益的探索，以达到提高人才培养质量的目的。
在动物生理学实验学时不断压缩的情况下，根据动物生理学一些实验项目的内容及特点，进行重新组合，充分利用实验学时和实验材料，增加学生的动手操作机会，提高实验教学的质量和学生的操作技能。
1实验项目在时间上的整合根据有些实验项目的时间特点进行穿插。如作蛙心起搏点观察或蛙心灌流实验观察后，可适当安排蛙坐骨神经腓肠肌标本制备、刺激强度对肌肉收缩的影响、刺激频率对肌肉收缩的影响、心肌收缩特点的观察和神经干复合动作电位及其传导速度的测定等实验。又如做呼吸运动调节实验时，同时安排红细胞脆性的测定和影响血液凝固的因素实验，实现实验动物整体的综合利用和时间上的有效利用，这样既减少了时间上的浪费，又增加了实验内容。
2实验项目在内容上的整合蛙(蟾蜍)是动物生理学常用的实验材料，在神经和肌肉生理实验中常用来观察兴奋性、兴奋过程以及肌肉收缩的特点，也用于心血管活动规律的研究和心肌兴奋与收缩规律的观察分析等。近年来，由于自然环境的恶化，导致蛙(蟾蜍)数量减少。同时，蛙(蟾蜍)又是一种有益动物（可以捕食多种害虫，大量的捕杀会严重影响生态平衡），从保护生态环境的角度出发，应尽量减少有益野生蛙(蟾蜍)的使用量。这就促使对实验教学形式和手段进行必要的改革，即根据有些实验内容的相关性进行实验项目的有机组合。如设计一些以蛙(蟾蜍)为实验材料的综合性实验，即用同一只蛙(蟾蜍)来完成具有一定联系或者相对独立的实验，如蛙心起搏点观察、蛙心灌流实验观察、蛙微循环观察、脊髓反射的基本特征和反射弧的分析、蛙坐骨神经腓肠肌标本制备、刺激强度对肌肉收缩的影响、刺激频率对肌肉收缩的影响、心肌收缩特点的观察、神经干复合动作电位及其传导速度的测定、神经兴奋不应期的测定、刺激强度时间曲线的测定、神经肌肉兴奋的电活动和肌肉收缩的综合观察、影响神经动作电位传导速度的因素等实验项目。通过使不同的实验项目穿插进行，用一只青蛙(蟾蜍)就可以完成上述数个实验项目，既节约了实验材料，又减少了经费和时间浪费。
3必修与选修实验内容间的整合增加综合性实验的前提条件是必须保证学生掌握基本的实验方法与技能。为此应根据实验的重要性和必要性将实验教学大纲中的动物生理学实验分为两类，一类是必修实验，主要是保证学生掌握动物生理学实验的基本方法与技能、理解基本理论知识、独立解决在实验中所遇问题的能力。另一类是选修实验，主要是进一步加强对学生科研思维能力的训练，培养学生的科研兴趣，充分挖掘他们的创造性潜能。因此，在某些必修实验操作完成之后，鼓励学生利用现有实验条件，进行实验课中选修内容的操作与训练。例如，在影响尿生成的因素实验完成之后，可以练习兔的血液采集方法。又如，在呼吸运动调节实验完成之后，学生可以练习兔各种体液的采集方法等。通过必修与选修内容间的有机结合，可以提高实验动物的利用率以及学生的动手操作能力。在新世纪的创新型人才培养中，两类实验都不可缺少，前者是保证人才培养的基础，后者则是前者的必要补充。
4模拟实验与操作实验间的整合随着科学技术的飞速发展，多媒体辅助教学在动物生理学实验教学中发挥着越来越重要的作用，尤其是计算机的普及应用和生理学实验教学软件的开发，极大地促进了实验教学改革的进程。一些实验软件不仅可通过预置参数快捷准确地对实验数据自动分析、处理和保存，有的还具有特殊的实验模拟功能，即在无动物的情况下，运用模拟声音、图像和文字等多种方式，对实验过程进行仿真模拟，使所获实验结果生动、形象、逼真、可视性强、趣味性大，便于激发学生的学习热情。
教师课前利用模拟实验，使学生熟悉生物机能实验的基本操作方法，了解实验的基本程序。实验课中学生可根据自己的情况对难以掌握的操作方法，反复模拟直至达到熟练的程度。改变了过去观看教师示教时，学生围在一起看不清的弊端，提高了学生对实验技能的掌握程度。模拟实验完成后，需要学生对实验或有关理论知识进行分析和总结，这样极大地提高了学生的实验技能和实验的成功率。
(二)动物生理学实验教学应注重对学生综合能力的培养
科学实验是一切科学理论的来源，是人类的基本实践活动之一。动物生理学实验课不仅使学生进一步巩固和加深对已学理论知识的理解和掌握，而且还是对学生的科学实验方法、技能、作风等进行培养和训练的主要渠道。同时对学生学习和掌握科学的思维方法，提高他们的科研能力也起着重要的促进作用。
在动物类专业必修课程中，动物生理学是沟通生物学相关学科的重要纽带,是专业知识结构体系中重要的组成部分，对学生完成专业学习和从事专业技术工作具有十分重要的意义。因此，该课程的教学效果对学生掌握和了解本专业基础理论和技术起着关键性的作用。其中动物生理学实验课教学是不可或缺的重要环节。实验教学的优势是让学生从活生生的、丰富多彩的生命现象中认识、理解和探索生命现象的本质，培养学生对真理和知识永无止境的探求精神。动物生理学实验教学应从以下几个方面加强对学生综合能力的培养。
1提高学生爱护实验动物的意识，更好地发挥实验动物的作用回顾生物学发展的历史不难发现，许多具有里程碑意义的研究成果都与动物实验密切相关。如17世纪，英国医生Harvey通过一系列的动物实验发现了血液循环，阐明了心脏的作用和功能。他的这一成就对于生理学的发展起到了极大的促进作用。可以这样说，自Harvey利用活体动物解剖发现血液循环，进而把生理学确定为一门科学开始，到19世纪认识糖尿病的本质，20世纪抗生素及磺胺药物的发明，单克隆抗体的发明及体细胞克隆成功，再到目前正在进行的对内科病、传染病及外科疾病等的发病、治疗与痊愈的机制，及其生理、生化、病理、免疫等各方面的机制研究都是经过动物实验加以阐明或证实的。所以说实验动物是生命科学发展的基础和条件，没有实验动物，生命科学就无法进展。因此，实验动物是人类的“替道者”。从道义情感上我们应尊重和爱惜实验动物。如果漫无科学目的或者反复盲目地进行动物实验，就会给动物的身体造成伤害和痛苦，故应尽可能地减少活体动物实验，着力寻求代替动物实验的新方法。对必须进行的动物实验要将实验动物的痛苦减少到最低程度。在动物生理学实验教学过程中，培养学生做一个有道德、有文明、有爱心的人。从另外一个角度看，当动物遭受虐待、创伤或粗暴对待等意外刺激时，其内分泌系统、循环系统和机体代谢等都与正常生活时不同，这样不但不能保证实验结果的准确性和科学性，同时手术还会给实验动物带来巨大的痛苦。
2保留经典实验，培养学生基本技能和规范操作能力基本技能和规范操作能力是指顺利完成各种操作活动所必备的基本素质。就是我们通常所说的动手能力。它在培养学生能力方面显得尤为重要。因此，在实验教学大纲中应对动物生理学实验内容进行优化重组，保留一些经典的实验内容，最大限度地涵盖动物生理学实验中最基本的操作技能。如开设离体小肠平滑肌生理特性的观察、胰岛素和肾上腺素对血糖的影响、去小脑动物的观察、坐骨神经腓肠肌标本的制备、刺激与骨骼肌收缩的关系、神经干动作电位的传导实验等，其目的是通过重温经典实验，验证并加深对已学理论知识的理解，形成“理论源于实践”的科学理念，培养观察、分析和解决问题的能力，尤其是对学生动手能力的培养，切实加强对学生基本技能和规范操作能力的训练，使学生很快掌握动物生理学实验的基本设计原理与规范操作方法、常用仪器的操作步骤、常用手术技术和注意事项，以及生物信号采集系统的使用方法等。熟悉常用动物的捉拿、给药、麻醉方法、实验结果的记录及收集、实验数据的整理及分析等。上述操作技能是完成动物生理实验课所必须具备的基本功，为其后的综合性和设计性实验做好技术贮备，同时也为后续的专业课学习奠定良好的实验基础。
3加强实验预习，培养学生自学能力动物生理学实验能否顺利进行，实验能否成功，能否达到实验预期目的，课前预习是关键环节。学生通过认真的课前预习，可以达到对实验目的和原理清楚认识、对实验预期结果有较深刻理解的目的。使学生在实验中能有目的地去观察操作，有效地避免实验中的盲目性。对于实验中出现的问题，学生能够及时发现、纠正和解决，这样不仅可以提高实验效率，而且能使学生发现和提出问题，在预习中使学生能够独立获得知识，变被动为主动，从而获得较好的实验效果。
4注重培养学生的观察记录和分析能力动物生理学实验是动物类专业学生最早接触动物的实验课之一。学生观察分析能力的及时培养和定位，对他们今后的专业课学习至关重要。由于实验教学不同于理论教学，其主要目的是培养学生的操作技能及观察、分析和解决问题的能力。因此，树立严谨的科学态度，正确观察和记录实验结果，是培养学生观察能力的一个重要环节。
在动物生理学实验过程中，动物机体的生理活动是一个极其复杂的过程，要了解和掌握其生理功能，就必须使学生树立正确的认识观，尊重实验结果的客观存在。在实验过程中无论是否获得预期的实验结果，都要如实进行详细记录。如果只看到预期的结果，就有可能错过预料之外的现象，因为非预期的结果往往有利于促进学生思考、探寻原因和发现问题，更有利于培养学生的观察问题和分析问题的能力。在分析结果时，由于大多数的生理实验是在活体动物上进行的，动物麻醉后失去了保持内环境稳态的能力，这就要求学生在操作中仔细观察动物的生理状态，如脱水、失血、体温下降、呼吸紊乱、缺氧和休克等现象，以保证动物具备实验所要求的基本条件。实验过程中老师应培养学生良好的观察习惯，同时在实验中强调关键环节，指出可能出现的问题及解决方法，力求启发学生发挥主观能动性。如发生实验失败和动物死亡等情况，实验后应认真分析原因，及时总结经验教训等。
学生的观察能力是其掌握知识的必要条件，观察可以发现事物的特征变化。观察不仅仅是看到，还应将思维过程融入其中。同时学生要明确实验目的，对实验中观察到的现象和记录的事实进行综合分析，使学生养成良好的分析问题的能力。只有深入细致的观察，才能使学生对所学知识有更深刻的理解，进而激发他们的学习热情，使教与学取得实效。
5增设综合性实验，提高学生综合分析问题的能力综合性实验的目的主要是培养学生的综合能力，使学生对专业理论知识和实验技能的掌握得到全面提高。目前，动物生理学实验教学中存在的主要问题是单一性和验证性实验过多，而综合性和设计性实验过少。究其原因是理论教学主要以系统为单位独立地进行授课，导致实验教学不得不与之相辅相成，这样就在实验教学中造成了一个实验项目仅从属于单一的知识点，忽略知识点间的联系。这种教学模式尽管便于学生对相应知识点的理解，但并不利于培养学生的综合分析能力。由于动物体是一个统一的整体，一个系统的变化，必然影响到机体其他系统的功能。这就要求在实验教学过程中应以某一实验内容为主线，将与之相关的知识点，甚至是相关学科的有关内容或知识相互交叉、相互渗透、融会贯通，形成知识的连贯性。通过开展综合性实验，将相互联系的两个或多个系统的实验整合在一起，使学生对各因素之间的相互作用进行综合观察。如设计泌尿系统循环系统综合实验，即在用家兔做心血管活动的神经体液调节实验的同时，插好膀胱插管，静脉分别注射去甲肾上腺素、乙酰胆碱和电刺激迷走神经后，同时观察影响尿生成的因素、血压和心肌收缩的变化，并要求学生解释实验现象间的内在联系。多系统、多指标综合实验的开设主要是为了提高学生综合分析问题的能力。多指标的观察最明显的优势就是能将几个系统、器官的活动同时显示出来，使学生分析某一因素对系统和（或）器官活动影响时能从多个角度进行思考，这对强化学生的实验技能、提高综合运用知识的能力和启迪创新意识大有裨益。增设综合性实验还有利于学生在积极参与中充分发挥主体作用，处于不断探索的情境中，即激发学生创新灵感，开发学生创新潜能，拓宽学生的知识视野，唤起学生探索的欲望，增加学生的动手机会。综合性实验更有利于学生由知识型向能力型、由模仿型向创新型、由单一型向综合型的转变。
6自主设计实验，注重学生科研素质的培养经典的验证性和综合性实验教学，使学生已经掌握了动物生理学实验的基本设计原理及实验技能。在此基础上，应该将实验设计引入实验教学过程中，以弥补传统实验的不足。
实践证明，让学生通过自主设计实验，系统地完成实验的选题、论证、操作、结果分析和总结等诸多环节，使学生对动物生理学的科研过程有一个初步的了解，在实验教学中培养了学生严谨的科研素质（设计实验方法详见第十七章）。
7培养学生独立思考和解决问题的能力动物体的生理功能既有功能活动的一般规律，又有各个组织器官的特殊反应；既有该种动物的共同特点，又有各动物间的种间差异。除了神经系统和内分泌系统对各个系统、器官、组织、细胞的调控作用外，还有被控制系统的正、负反馈的调节作用。因此，在实验中，动物机体由于实验条件、动物功能状态及个体差异等导致同一实验因素所引起的各个反应并不完全一样，常常造成实验出现非预期的结果甚至失败。而对非预期结果和失败原因的分析是培养学生独立思考和解决问题能力的极佳机会。
例如，蛙心灌流实验是通过改变灌流液的理化特性来观察其对心脏功能的影响。该实验可以使学生掌握内环境相对恒定对维持心脏正常节律性活动的重要作用，加深对神经递质、受体、受体阻断剂等概念的理解。上述例子说明，动物生理学实验不仅要使学生掌握生理活动的基本规律，使感性认识理性化，深化对理论知识的理解，而且还具有启发学生的智慧，培养他们科学思维能力的双重功效。在教学过程中思维方式的培养要比新知识的传授更为重要，教师应着重培养学生的科学思维方法，充分发挥学生的主观能动性，引导学生去认识科学规律，解决实际问题。
8培养学生团队合作精神和协作能力动物生理学实验是以小组为单位的集体行为。在实验过程中的理解、沟通、配合和协作是决定实验成败的关键因素之一。通过实验向学生传输团队合作精神和协作意识是未来科技工作者必备的基本素质。
9培养学生抗挫折的能力由于动物生理学的实验对象是动物机体，所以，影响实验效果的因素很多。若实验取得预期的效果，固然是件好事。若实验结果与预期结果不符或实验操作失败，学生要能够对其原因作出正确的分析和解释，从中学会正确的操作方法。通过引导学生分析实验步骤，讨论实验细节和改进实验操作技能等，培养学生形成锲而不舍和实事求是的工作作风。
总之，实验课教学在培养学生能力方面有着举足轻重的作用，因此，强化实验教学，注重能力培养是动物生理学实验课的教学内容之一。在实验教学过程中应打破传统教学模式的桎梏，按照“验证性实验、综合性实验、设计性实验”的安排顺序，循序渐进地开展实验，使学生在熟练掌握基本理论和基本实验技术的基础上，提高他们的综合能力，使动物生理学实验教学真正成为培养学生能力的重要途径，为后续课程的开展打下坚实的基础。

（金天明）

第二章BL420生物功能实验系统



一、系统概述
BL420生物功能实验系统是以计算机为基础的4通道生物信号采集与处理系统，包括BL420A、BL420F（图21（a））、BL420S（图21（b））3种型号的产品。

图21BL420生物功能实验系统
（a）BL420F系统；（b）BL420S系统
该系统主要用于观察生物体内或离体器官中探测到的生物电信号以及张力、压力、呼吸等生物非电信号的波形，从而对生物机体在不同的生理或药理实验条件下所发生的功能变化加以记录与分析，是研究各种生物功能活动的主要设备和手段之一，用于大、中专医学院校，科研单位进行动物的生理、药理和病理生理等实验，并可完成实验数据的分析及打印工作。
BL420生物功能实验系统完全替代了传统的生理实验设备，包括：生物电前置放大器、示波器、二/四道生理记录仪、刺激器、监听器等。该系统不仅包含上述所有仪器的功能，而且比这些仪器的组合具有更为强大的性能，同时增加了数据记录和分析的功能等。
二、系统性能指标
系统性能指标见表21。
三、原理
由于生物信号种类繁多，信号的强弱不一（有些生物电信号非常微弱，比如兔减压神经放电），频率混叠（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功能信号本身无法观察），因此，信号采集前往往需要放大和滤波处理。
生物功能实验系统的基本原理：首先将原始的生物功能信号，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和滤波等处理，然后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功能信号传输到计算机内部，计算机则通过专用的生物功能实验系统软件接收从生物信号放大和采集硬件传入的数字信号，然后对这些接收到的信号进行实时处理(图22，图23)。另外，该系统软件也可以接收使用者的指令向实验动物发出刺激信号。
表21系统性能指标
参数BL420ABL420FBL420S科研型放大器连接USB接口，USB供电USB接口通道数444方式可内置、外置可内置、外置外置式隔离无无整机隔离最高采样率100kHz1000kHz1000kHz最低采样率1Hz001Hz001HzA/D转换精度16位16位16位增益2～50 000倍2～50 000倍2～50 000倍滤波器类型四阶巴特沃斯五阶贝塞尔五阶贝塞尔低通滤波1Hz、2Hz、5Hz、10Hz、20Hz、50Hz、100Hz、200Hz、500Hz、1kHz、2kHz、5kHz、10kHz、20kHz、30kHz时间常数DC、3s、1s、03s、01s、005s、002s、001s、0005s、0002s、0001s共模抑制比>80dB>100dB>120dB信噪比>60dB>80dB>80dB监听、计滴有有有12导联心电选择电无有（1通道）有（所有通道）刺激器光电隔离是是是恒流恒压是是是电压幅度0~100V0~100V0~100V电压步长5mV5mV1mV输出电流0~10mA0~20mA0~20mA波宽005~200ms005~2000ms005~2000ms软件系统级联2~4设备2~4设备2~4设备虚拟通道有有有
第二章BL420生物功能实验系统
图22生物信号转换原理图图23生物功能实验系统原理框图
四、软件使用方法
1界面的认识BL420F和BL420S系统使用相同的信号采集和分析软件TM_WAVE，该软件是用户与生物功能实验系统交互的唯一手段。通过这个软件，用户可以从事信号采集、显示、分析等一系列工作。下面我们对其最基本的功能进行介绍（图24）。

图24TM_WAVE生物信号显示与处理软件主界面（可显示2～16个通道）
（1）顶部窗口
顶部窗口位于工具条的下方，波形显示窗口的上面。顶部窗口由4部分组成，它们分别是：当前选择通道的光标测量数据显示、启动刺激按钮、特殊实验标记编辑以及采样率选择按钮等（图25）。

图25顶部窗口
测量数据显示区显示当前测量通道的实时测量最新数据点或光标测量点处的测量结果，包括信号值和时间。启动刺激按钮及设置采样率按钮在实时实验的状态下可用，主要用于启动刺激器和设置系统的采用率。
实验标记编辑区包括实验标记编辑组合框和打开实验标记编辑对话框（图26）。
单击打开实验标记编辑对话框按钮，将弹出“实验标记编辑对话框”（图27）。你可以在这个对话框中对实验标记进行预编辑。

图26实验标记编辑组合框图27实验标记编辑对话框


在实验数据中添加特殊实验标记的方法很简单，先在实验标记编辑组合框中选择一个特殊实验标记（图28），或者直接输入一个新的实验标记并按下Enter键；然后在需要添加特殊实验标记的波形位置单击鼠标左键，实验标记就添加完成了。

图28实验标记的标记方式
（2）底部窗口
底部窗口位于界面的最下方，由4部分组成，分别是Mark标记区、状态条、数据滚动条及反演按钮区、分时复用区切换按钮（图29）。
Mark标记是用于加强光标测量的一个标记，它将测量Mark标记和测量光标之间的波形幅度差值和时间差值（测量的结果前加一个△标记，表示显示的数值是一个差值），测量的结果显示在通用信息显示区的当前值和时间栏中。使用时将鼠标移动到Mark标记区，单击鼠标左键，鼠标光图29底部窗口
标将从箭头变为箭头上方加一个M字母形状。然后，按住鼠标左键不放拖动Mark标记，将Mark标记拖放到任何一个有波形显示的通道显示窗口中的波形测量点上方，松开鼠标左键，这时，M字母将自动落到对应于这点x坐标的波形曲线上。若将M标记拖到无波形曲线的地方释放，它将自动回到Mark标记区。不用时，只需用鼠标将其拖回到Mark标记区即可，拖回方法与拖放方法相同。
状态条用于显示提示信息、键盘状态以及系统时间等，从左到右分为3个部分，分别是提示信息显示区、键盘状态显示区和系统时间显示区。提示信息的内容将根据系统当前具体操作的不同而不同。键盘状态显示大、小写字母切换按钮状态和小键盘数字按钮状态。系统时间显示区显示当前系统时间。
数据滚动条用于实时实验和反演时快速数据查找和定位，通过对滚动条的拖动，来选择实验数据中不同时间段的波形进行观察。该功能不仅适用于反演时对数据的快速查找和定位，也适用于实时实验中，将已经推出窗口外的实验波形重新拖回到窗口中进行观察、对比（仅适用于左视的滚动条）。反演按钮位于屏幕的右下方，分别是波形横向（时间轴）压缩和波形横向扩展两个功能按钮和一个数据查找菜单按钮、平时处于灰色的非激活状态，当进行数据反演时，反演按钮被激活，通过调节这些按钮来调节波形以便于观察。
分时复用区包括：控制参数调节区、显示参数调节区、通用信息显示区、专用信息显示区和刺激参数调节区5个分区，它们分时占用屏幕右边相同的一块显示区域，通过分时复用区底部的5个切换按钮可对这几个区进行切换。
（3）标尺调节区
显示通道的最左边为标尺调节区（图210）。每一个通道均有一个标尺调节区，用于实现调节标尺零点的位置以及选择标尺单位等功能。其详细说明如下。
将鼠标光标移动到标尺单位显示区，然后单击鼠标右键，将会弹出一个信号单位选择快捷菜单（图211）。
标尺单位选择快捷菜单分为上、中、下3个部分，最上面的16个命令用于选择标尺类型；中间的“标尺设置”命令用于设置单位刻度的标尺大小；下面的3个命令用于光标测量时选择光标在波形上的位置。
（4）波形显示区
生物信号波形显示区是主界面中最重要的组成部分，实验人员观察到的所有生物信号波形及处理后的结果波形均显示在波形显示窗口中。实验时可以根据自己的需要在屏幕上显示1~16个波形显示窗口，也可以通过波形显示窗口之间的分隔条调节各个波形显示窗口的高度，但由于4/8个波形显示通道的面积之和始终相等，故当把其中一个显示窗口的高度调宽时，必然会导致其他显示窗口的高度变窄。当需还原时可在任一显示窗口上双击鼠标左键即可将所有通道的显示窗口恢复到初始大小。一个通道的波形显示窗口，包含有标尺基线、波形显示和背景标尺格线等3部分（图212）。
在通道显示窗口中还有一个快捷功能菜单可供选择。在信号窗口上单击鼠标右键时，TM_WAVE
图210标尺调节区图211标尺单位
选择快捷菜单



图212TM_WAVE软件生物信号显示窗口
软件将会完成两项功能：一是结束所有正在进行的选择功能和测量功能，包括两点测量、区间测量、细胞放电数测量以及心肌细胞动作电位测量等；二是将弹出一个快捷功能菜单，参见图213。在这个快捷功能菜单中包含的命令大部分与通道相关，若需要对某个通道进行操作，就直接在该通道的显示窗口上单击鼠标右键，选择快捷菜单上的相应操作项即可。比如对某个通道的波形进行信号反向或平滑滤波等操作（图213）。
（5）硬件参数调节区
硬件参数调节区在软件的右端，属于分时复用区的第1个界面（分时复用区包含5个可选择的界面，由其下方的按钮进行选择），你可以根据需要调节硬件参数获取最佳实验效果（图214）。
1）增益调节旋钮：用于调节通道增益（放大倍数）挡位。具体的调节方法是：在增益调节旋钮上单击鼠标左键将增大一挡该通道的增益，而单击鼠标右键则减小一挡该通道的增益。
2）时间常数调节旋钮：用于调节时间常数的挡位。具体的调节方法是：在时间常数调节旋钮上单击鼠标左键将减小一挡该通道的时间常数，而单击鼠标右键则增大一挡该通道的时间常数。当更改某一通道的时间常数值之后，时间常数调节旋钮下的时间常数显示区将显示时间常数的当前值。时间常数又叫高通滤波，每一个时间常数值对应于一个频率值，计算方法为：
频率=1/（2π×时间常数）
图213信号显示窗口中的快捷菜单图214硬件参数调节区


假设时间常数为3s，那么对应的频率=1/（2π×3）=0053Hz
3）滤波调节旋钮：用于调节低通滤波的挡位。
4）扫描速度调节器：其功能是改变通道显示波形的扫描速度，每个通道均可根据需要独立设置扫描速度。
5）50Hz滤波按钮：用于启动50Hz抑制和关闭50Hz抑制功能。50Hz信号是交流电源中最常见的干扰信号，如果50Hz干扰过大，会造成有效的生物机能信号被50Hz干扰淹没，无法观察到正常的生物信号。此时，需要使用50Hz滤波来削弱电源带来的50Hz干扰信号。
2开始、暂停、结束实验双击桌面上的BL420系统软件图标可以进入到系统软件中（图215）。
在BL420生物信号采集与处理系统软件中包含4种启动生物功能实验的方法，它们分别是：
（1）选择“输入信号”“通道号”“信号种类”为相应通道设定相应的信号种类，然后从工具条中选择“开始”命令按钮；

图215信号输入和实验项目菜单（2）从“实验项目”菜单中选择自己需要的实验项目；
（3）选择工具条上的“打开上一次实验设置”按钮；
（4）通过TM_WAVE软件“文件”菜单中的“打开配置”命令启动波形采样。
无论使用哪种方法启动BL420生物机能实验系统工作，软件都将根据选择的信号种类或实验项目为每个实验通道设置相应的初始参数（采样率、增益、时间常数、滤波、扫描速度等）。该初始参数的设置是在基本的生理理论基础以及大量的生理实验基础上获得的，基本上能够满足实验者完成相应实验的要求，但实验生物机体本身存在着个体差异。因此，为了让实验者能够获得最佳的实验效果，在实验过程中仍然可以调节各个实验通道的实验参数，这一下你将体会到该软件的灵活性和方便性了。至此，你已经开始了你的生物机能实验。
如果你想暂停一下波形观察与记录，比如，此时你正在配置新药，为了减少记录的无效数据占据磁盘空间，你可以暂停实验，只需从工具条上选择“暂停”命令按钮即可。
当完成本次实验后，你可以选择工具条上的“停止”按钮。此时，软件将提示为本次实验得到的记录数据文件取一个名字以便于保存和以后使用，然后结束本次实验。此后，可以利用工具条上的“打开”按钮重新打开这个文件进行分析（图216）。
从“文件”菜单中选择“退出”命令或者单击窗口左上角的“关闭”命令可退出该软件。
3定标的原理和操作定标是为了确定引入传感器的生物非电信号和该信号通过传感器后转换得到的电压信号之间的一个比值，通过该比值，我们就可以计算传感器引入的生物非电信号的真实大小。比如，为了测定血压，我们用标准水银血压计作为压力标准对血压传感器进行定标，假设我们从标准水银血压计读出的值为100mmHg（133kPa），通过血压传感器的转换从生物功能实验系统读出的值为10mV，那么这个比值就是100mmHg/10mV=10mmHg/mV。有了这个比值，以后我们就可以方便地根据从传感器得到的电压值计算实际血压值了，假如生物功能实验系统内部得到一个电压值为15mV，15mV×10mmHg/mV=150mmHg，这样我们就在生物功能实验系统中显示150mmHg。
选择“设置”菜单中的“定标”“定标”命令，可以完成定标，参见下面的定标对话框（图217）。除了可以直接从输入信号中获取定标数值之外，如果你已经知道了被测值和电压值之间的转换关系，可以通过在“直接单位转换”中输入转换值的方法定标。

图216数据打开对话框图217定标对话框


另外，成都泰盟科技有限公司提供免定标的PT100血压传感器和FT100张力传感器。免定标传感器的原理就是，定标值被预先存储在计算机的配置文件中，该型号的不同传感器的一致性非常好，相同的测量值（比如mmHg）总是输出相同的电压值。
4刺激器的使用首先使用软件右端底部的分时复用区切换按钮选择刺激参数调节区（图218），然后按照自己的要求选择刺激参数并发出刺激即可（图219）。

图218分时复用去切换按钮（屏幕右下方）
图219刺激参数调节区

图220数据处理菜单图221各种专业测量工具


刺激参数区由上至下分为3个部分，包括：基本信息、程控信息和波形编辑。选择相应参数对刺激器进行设置，然后按下“启动刺激”按钮发出刺激。
5数据分析与测量选择“数据处理”菜单，会弹出数据处理和测量的命令（图220）。
6其他功能BL420生物信号采集与处理软件功能强大，还有很多其他功能帮助用户更好地使用系统，比如实验报告的打印，即时帮助系统，与其他系统（Excel、Word等）的数据交换，自定义实验模块等。另外，BL420F系统的专用数据分析也非常专业，比如，动态心率的准确分析，心功能参数测量，血流动力学分析，血压分析，无创血压分析以及PS分析等（图221）。
五、注意事项
1 BL420生物功能实验系统因版本不同，操作可能存在一定差异，应根据具体版本灵活应用。
2防止试剂滴溅到仪器上，保持实验台面及地面清洁干燥。
3仪器应良好接地。

（金天明）