基于小波的心电信号有效性检测方法

目的：检测采集到的信号是否为有效心电信号,提高后续心电诊断和分析的准确率。方法：将采集到的信号进行预处理,即去噪处理,主要抑制基线漂移,50Hz工频及其谐波干扰和肌电干扰;取滑动窗长度为4s,检测该段内信号是否有效。为了验证算法的准确率及对不同心电波形是否具有普遍适用性,对MIT-BIH Arrhythmia Database中48个记录,CU及MIT-BIH Noise Stress Test Database中部分记录进行了仿真、验证。结果：仿真实验证明该方法能正确区分有效和无效信号,错检率较低,实现简单,适合实时处理。结论：本方法准确率高,能减少后续心电诊断和分析的计算量并提高准确率,特别是对室颤检测,符合心电分析的要求。     

电压钳控制电流钳的设计

研究证明,传统膜片钳放大器在电流钳模式下记录到的快速电压信号会存在失真,且造成失真的根本原因是由于膜片钳的探头电路设计.为了克服这些缺陷重新设计了一种探头,新探头电路不仅能像传统的电压跟随器一样测量瞬态电压,而且适用于传统的电压钳工作模式.此外,一种命名为电压钳控制的电流钳技术被应用来改进传统的膜片钳放大器.用可变的低通滤波器来调整电压钳模块的响应速度,从而在实现膜电位钳位的同时准确记录快速电压信号.桥平衡电路用来消除命令电流流过串联电阻时带来的电压误差.而传统膜片钳中的快电容补偿环节则被改进用来补偿电极分布电容和探头放大器输入电容并提高电流钳模式下系统的响应速度.细胞模型实验结果表明,改进后的膜片钳放大器能够满足电生理研究中快速电位变化测量的需要.     

家兔不同人工通气量时的血气分析

家兔是国内生理学实验常用动物。在人工通气维持呼吸的实验中,要求每个实验者在整个实验中都使用血气监测装置,目前还很难办到。多数作者是通过测定呼出气CO_2浓度来调节通气量的。然而对通气量大小的调节各个作者的报告不尽一致。本实验目的是观察部分家兔人工通气呼出气平均CO_2浓度与血气分析值关系,为条件相近的实验者提供调节人工通气的参数作参考。     

利用方法论研究高中生物实验分类

<正>实验是实验者、实验仪器、实验对象三部分组成的。其中,最活跃的是实验者的思维。而高中生物教材中编写的多数实验是学生应该完成的学生实验。这是教学大纲和考试大纲对学生能力的要求,更是学生社会化的需要和时代发展的需要。而学生的能力,根本的是学生的思维能力,其次是学生进行各种活动的技能。高中生物实验恰好能够将学生的思维能力与学生的基本技能有机地结合起来,促进了学生的思维能力和基本技能的发展。因此,对高中生物实验重     

128道心外膜电位标测系统的前置放大模块的设计

心电标测是心脏电生理机理研究的主要方法,也是临床精密诊断和对心律失常病灶进行精确定位的重要手段,特别适用于房颤等复杂心律失常电生理机制的研究.该文主要介绍了心外膜电位标测系统中的前置放大模块的设计,并根据实际需要,增加了右腿驱动电路.通过人体与动物实验检测,应用右腿驱动电路后均能得到清楚的心电波形.     

云南窗萤的形态学及其生物学特性（鞘翅目：萤科）

研究了云南窗萤卵到成虫不同发育阶段的形态学。根据野外观察和实验室饲养结果,记录了其生物学特性。卵、幼虫、蛹和雌成虫可发弱光,但雄成虫仅在受刺激时才发出更弱的光,云南窗萤可归属于昼行性萤火虫,而化学信号则是其雌雄在求偶时的主要识别方式。     

心音信号噪声消除的小波变换方法

心音信号幅值小,干扰多,采用常规的时、频域滤波方法往往不能收到良好的效果,本文根据信号和干扰在小波变换下的不同变化特性,利用二进小波变换的模极大值识别出心音信号中的干扰噪声的位置,剔除其相应的小波变换系数后,再通过小波逆变换重构出心音信号,并根据心音信号的特点选取了适当的母小波和分解尺度,给出了利用小波方法去噪前后的实际结果,结果表明,小波变换方法可有效地消除心音信号中的噪声干扰。     

大鼠皮质脊髓束神经电信号的记录与分析方法研究

目的：探索皮质脊髓束（CST）电生理信号的采集记录方法,分析描述电信号的特征,从而为通过植入式微电极阵列进行信号采集的记录方法建立一定的实验基础,为将来进一步研究脊髓损伤修复与功能重建提供有价值的神经电生理基础资料。方法：使用神经信号采集处理系统（Cerebus System）,在SD大鼠的脊髓T8节段处的皮质脊髓束内通过插入微电极,记录大鼠皮质脊髓束神经电信号。利用神经信号分析软件Offline Sorter、Neuroexplorer对已存储的信号文件进行波形特点的描述,包括波长、波幅、放电频率、同一电极上记录到的不同放电单元之间的同步性、两根电极上记录到的不同放电单元之间的同步性、放电信号的峰间期（ISI）分析等。结果：长时间稳定记录到连续的皮质脊髓束自发放电信号,一般在同一电极上记录到3~4个来自不同放电单位（细胞）的放电信号。皮质脊髓束自发放电信号的波形呈双向型,波宽为0.6~1.3 ms,波幅为百μV级。在多次实验状态下均能达到很高的信噪比,信号采集效果理想。经快蓝（LFB）染色确认记录电极尖端位于皮质脊髓束内。结论：本实验采用Cere-bus神经信号采集处理系统,利用记录电极可在大鼠的皮质脊髓束内较长时间稳定地记录到较为稳定的微伏级神经电信号,并可进行有意义的神经电信号特征分析,为进一步研究脊髓损伤修复与功能重建提供了有价值的神经电生理基础资料。     

卧龙自然保护区亚高山暗针叶林树种更新研究

在卧龙亚高山暗针叶林中选取有代表性的18个林窗斑块以及对照的林下样方进行群落学调查,记录乔木树种和灌木树种的相关数量特征。按照树种在林窗内外的重要值差异结合树种本身生态学特性将群落中出现的乔木层树种划分为先锋组和耐荫组两类生态种组。林窗内外乔木树种的组成明显不同,两类生态种组树种幼苗在林窗与林下环境中的更新表现出差别,这与树种本身的生态学特性以及所处林窗的环境有关,同时亚高山暗针叶林中灌木层优势种小径竹的生长对树种更新方式也产生一定的影响。     

深度麻醉至脑死亡期间大鼠海马神经元活动的突变

全身麻醉若操作不当可能造成致命的中枢神经系统损伤,因此其安全性受到广泛关注.为了揭示麻醉不断加深的过程中神经元活动的变化规律,本文研究了大鼠在乌拉坦(urethane)深度麻醉至脑死亡期间海马区神经元兴奋性和信号传导功能的变化.利用微电极阵列记录和电刺激技术,在海马CA1区胞体层分别记录Schaffer侧支上正向刺激和海马白质上反向刺激诱发的群峰电位(population spike,PS).以PS的幅值和潜伏期为指标,分析海马神经元活动的变化.结果表明,随着乌拉坦血药浓度的增加,PS幅值逐渐减小,潜伏期逐渐延长,意味着乌拉坦抑制了神经元的兴奋性以及轴突传导和突触传递.特别是这些变化存在明显的转折点(即突变),将整个衰减过程分成慢变和快变2个阶段.快变期的剧烈衰减迅速导致脑死亡.而且,引起突变的决定性因素可能是乌拉坦的血药浓度,而非麻醉时间的长短.但是,当乌拉坦注射速率较慢时,延长的慢变期仍然会使神经元功能的受损加重.这些研究结果为动物实验的麻醉操作和临床麻醉的安全应用提供了重要的信息.     

在动物实验数据中剔除坏值的建议

粗差(gross error)可定义为:明显歪曲实验结果的误差。含有粗差的实验值称为坏值(anomalous)、亦称异常值或反常值。它是由于实验者主观上的疏忽,或客观条件的异常变化造成的。如实验中的读错、记错、操作不当、仪     

尿素通道蛋白B基因敲除小鼠心脏电生理特性的改变

目的:研究尿素通道蛋白B(UT-B)基因敲除对小鼠心脏电生理特性的影响。方法:使用常规的心电图、心肌细胞动作电位记录方法和膜片钳实验技术。结果:①UT-B基因敲除小鼠30%发生了不同程度的心律失常,而对照组的野生C57小鼠无一例发生心律失常。②基因敲除小鼠心室肌细胞动作电位幅值(APA)及最大除极速度(Vmax)明显受到抑制(P<0.05),而心室肌细胞动作电位复极50%、90%时程(APD50、APD90)和正常对照组比明显延长(P<0.05)。③基因敲除小鼠心室肌细胞膜上钠离子通道电流幅值和对照组比明显降低(p<0.01)。结论:UT-B基因敲除可以导致小鼠心脏电生理特性发生改变。     

多通道在体记录技术——动作电位与场电位信号处理

多通道在体记录可以同时记录到多个神经元的胞外放电信号以及对应的局部场电位的活动信号。如何对记录到的这两种电信号进行合适的处理,以确保实验结果的准确性,是运用好多通道在体记录技术的关键之一。本文旨在针对多通道在体记录的原始数据,介绍动作电位及场电位信号的常用数据处理方法。动作电位信号属于高频信号,一般用40 kHz的高速采样频率进行采集和记录。根据记录到的神经元胞外动作电位波形,运用主成分分析技术,再结合四电极记录技术的优势,可对来自记录电极周围不同空间位置的神经元放电信号进行良好的甄别,从而获得较精确的单神经元放电时间序列。而局部场电位信号属低频信号(300 Hz),一般用1 kHz的采样频率进行采集和记录。记录到的场电位原始信号需要进行数字滤波,从而分离出场电位信号中不同频率段的节律性振荡。啮齿类动物海马结构中常见的节律性振荡有动物清醒活动及快速眼动睡眠时的theta节律(4~12 Hz);清醒认知活动过程中,伴随着theta节律一起出现的gamma节律(30~80 Hz);以及清醒静止及慢波睡眠时的ripple高频振荡(100~250 Hz)。针对以上处理获得的数据,常用的后续数据分析方法有:神经元放电间隔分析、神经元放电自相关与互相关分析、以及信号的频谱分析等。     

几种常见的限制草履虫运动的方法及改进

草履虫在分类上属原生动物门纤毛纲动物。由于它易采集和培养,常被用做中学生物课以及高校生物专业学生学习原生动物的实验材料。但是,草履虫的运动速度较快,这影响了实验者尤其是初学者对草履虫外部形态及内部结构的详细观察,而且草履虫的观察实验一般安排在课程的第一次,因此     

一个消除刺激伪迹的电路

本文介绍一种采用取样-保持原理的刺激伪迹抑制电路,该电路可用于记录脑电波时消除刺激伪迹,也可用于微电极记录细胞单位放电实验中,在刺激伪迹干扰背景中检出细胞放电脉冲。本电路简单、有效,并经实验使用。     

高频电刺激改变神经元锋电位的波形

为了正确检测和研究高频电刺激(high frequencystimulation,HFS)期间神经元的动作电位发放活动,进而深入揭示深部脑刺激治疗神经系统疾病的机制,本课题研究HFS期间锋电位波形的变化.在麻醉大鼠海马CA1区的输入神经通路Schaffer侧支上,施加1~2 min时长的100或者200 Hz顺向高频刺激(orthodromic-HFS,O-HFS),利用微电极阵列采集刺激下游神经元的多通道锋电位信号,并获得由O-HFS经过单突触传导激活的中间神经元的单元锋电位波形及其特征参数.结果表明,O-HFS使得锋电位的幅值明显减小而半高宽明显增加,以基线记录为基准计算百分比值,O-HFS期间锋电位的降支幅值和升支幅值分别可减小20%和40%左右,半高宽则增加10%以上.并且,在大量神经元同时产生动作电位期间,或者在比200 Hz具有更大兴奋作用的100 Hz刺激期间,锋电位波形的改变更多,幅值的减小可达50%,宽度的增加可达20%.可以推测,高频电刺激对于神经元的兴奋作用可能升高细胞膜电位,从而改变细胞膜离子通道的活动特性,导致动作电位波形的改变.这些结果支持深部脑刺激具有兴奋性调节作用的假说,对于正确分析高频电刺激期间神经元锋电位活动具有指导意义,也为进一步研究深部脑刺激(DBS)治疗脑神经系统疾病的机制提供了重要线索.     

介绍一种记录不同神经元单位放电的积分器

应用微电极记录单个神经元放电时,需及时处理放电的频率和振幅。目前国内有的单位采用计算机处理;有的单位采用示波器连续照相后再做统计;还有一些单位采用晶体管泵鉴频器电路将放电的数字量转变为电压模拟量来记录。我们实验室根据处理神经元单位放电的需要,最近设计了一种能统计不同神经元连续单位放电的积分仪。该仪器能将不同幅度的脉冲分别加以记录;也能有效地去除刺激伪迹;根据需要还可分别选择以1、2、3、4、5秒的时间间隔统计放电频率,用长图记录仪自动描绘出放电脉冲的频率—时间图。这样,在实验过程中,就可以立即了解神经元放电频率的变化。该电路结构简单、性能稳定、价格便宜,     

脑电事件相关去同步化和同步化的神经元群模型

利用基于丘脑-皮层网络的神经元群模型,研究被试者在某种认知状态下脑功能区的连接状态。模型包括三个模块,分别对应脑电头皮电极C3、Cz、C4记录的三个皮质区。模型外部输入包括用高斯白噪声表示的上行传入感受器信号、用直流偏移表示的皮质对丘脑的兴奋性输入、用指数衰减表示的来自脑千和前脑基底神经元的调制信号。模型输出的兴奋性神经元群的平均膜电位反映脑电记录的局部电位。改变模型输入,进行多次仿真试验并进行线性和非线性分析。研究结果显示：仿真输出信号的alpha频带功率谱有与实际脑机接口实验一致的事件相关去同步化和同步化现象;模型中功能相近的区域间有更强的耦合,随着耦合强度的增加,输出信号间的相关性和同步性均增加。     

刺激鲫鱼小脑腹外侧区诱发的Mauthner细胞兴奋性突触后电位

实验采用微电极胞内记录技术探查鲫鱼Mauthner细胞(M-细胞)对小脑刺激的电反应特征。电刺激鲫鱼小脑腹外侧部,可在双侧M-细胞胞体、腹侧树突和外侧树突近端记录到一种复合性兴奋性突触后电位(小脑诱发性EPSP)。小脑诱发性EPSP潜伏期较短(0.63±0.09 ms),持续时间较长(5.49±1.13 ms),幅度分级和刺激频率依从等特征。以较高强度刺激小脑常引起M-细胞顺向激活。多点胞内连续穿刺实验显示小脑诱发性EPSP起源于腹侧树突远端。实验结果提示,小脑-M-细胞通路可能包含一组长短不等的神经元链,它们根据链的短或长,由近及远依次投射在腹侧树突远端。     

糖皮质激素快速抑制牛蛙椎旁神经节B细胞快兴奋性突触后电位

用单个方波电刺激牛蛙离体椎旁经节前纤维,细胞内记录节后Ｂ细胞快兴奋性突后电位,观察糖皮质激素对Ｂ细胞ｆ－ＥＰＳＰ的快速抑制作用。结果发现,ＧＣ灌注３ｍｉｎ,。Ｂ细胞ｆ－ＥＰＳＰ的幅值减小,撤除ＧＣ后,ＥＰＳＰ的幅值恢复到对照水平。作用具有剂量信赖性。