标题：生物机能实验系统
生物机能实验系统
亦称生物信号采集系统生物信号采集与处理系统，是指这样一种系统：研究人员、老师和学生可以通过该系统观察到各种生物机体内或离体器官中探测到 的生物电信号以及张力、压力、温度等生物非电信号的波形，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。生物机能实验系统是研究生物机能活动的主要设备和手段之一。
现代生物机能实验系统的基本原理：
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、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、采集硬件传入的数字信号，然后对这些收到的信号进行实时处理，一方面进行生物机能波形的显示，另一方面进行生物机能信号的实时存贮，另外，它还要根据操作者的命令对数据进行指定的处理和分析，比如平滑滤波，微积分、频谱分析等。
对于存贮在计算机内部的实验数据，生物机能实验系统软件可以随时将其调出进行观察和分析，还可以将重要的实验波形和分析数据进行打印。
生物机能实验系统的发展历史
（1）传统生物机能实验系统是构建在许多传统的生理仪器基础之上的，比如用分离的前置放大器、示波器（用于观察快速变化的生物波形）、记录仪（记纹鼓或二道生理记录仪）、刺激器、监听器等分离仪器所构成的传统生物机能实验系统。
特点：
a,由众多的分离仪器所组成 ；b,性能低下
代表：成都仪器厂的生理记录仪
（2）现代生物机能实验系统是指构建在计算机基础之上的生物机能实验系统。这种系统主要出现在20世纪80年代后期，其发展经历了三个阶段。
早期：80年代后期到90年代初期
代表：上海医科大学生理教研室1987年研制成功的基于苹果II计算机的SMUP—A型生物信号处理系统，多为科研性质
中期：90年代初期至中期
代表：南京海军医高专的孙文陵老师（NSA-I系统） 上海第二军医大学的朱宝旺老师，南京医科大学的高兴亚老师（D-95 系统）和广州药学院沈国胜老师（MS302系统），其中以沈国胜和高兴亚老师开发的系统较为成功，他们都是 国内开发现代生物机能实验系统的先驱。
这个时期的产品已经成为商品进入到市场，但多为个人行为，产品的售后服务和升级换代得不到保证。
成熟期：20世纪90年代末期，确切地讲，从1997年开始中国的医学院校开始进行教学改革，逐渐将学校的生理、药理以及病生实验室合并构建为统一的生物机能实验室
代表：成都泰盟软件有限公司的BL-420系列生物机能实验系统。
目前国内比较知名的生物信号采集系统有成都泰盟等公司。
生物机能实验系统代表产品及性能指标：
BL-420生物机能实验系统性能指标1、 系统可内置（只占用光驱位置，方便教学）、可外置（便于科研）
2、 记录通道数：4个记录通道
3、 采用16位A/D转换芯片，单通道硬件最高采样率1000KHz，硬件最低采样率0.01Hz
4、 低噪声：等效输入噪声电压峰峰值<2.0μV，信噪比>80dB
5、 交、直流具有相同的增益：量程±0.5V——±20μV 
6、 采用5阶贝塞尔低通滤波：从1Hz——30KHz
7、 时间常数包括：DC，3s——0.001s 
8、 刺激器光电隔离，刺激器输出波形可根据用户需要任意编辑，具有恒流、恒压输出两种方式，内置刺激器幅度：100V（40mA），步长：5mV（1mA），波宽：2000ms，步长：0.05ms
9、 系统内置专用硬件全导联心电选择电路，1通道可自由选择12导全导联心电
10、具有监听和记滴功能
11、可自动进行2~4台设备的级联，以构成新的8~16采样通道的新设备，在不增加任何费用的情况下提高产品的性价比
12、预先设置生理、药理、病理生理实验项目，实验项目数不少于50个
13、实时采样过程中，可以根据需要随时改变采样率
14、单台设备可根据用户需要设定1——16个显示通道（5-16通道可用于分析）
15、具有上下文相关的及时帮助系统
16、可以配套微循环仪使用，同时观察微循环和血压变化，进行急性失血性休克实验的研究
17、具有三维频谱分析功能，可开展胃肠电的研究工作
18、包括以下专用实验数据测量功能：血流动力学实验参数的测量，心肌细胞动作电位参数测量，细胞放电数测量，PA2的计算， 使用Bliss法完成的LD50计算，t检验计算等BL-420生物机能实验系统技术特点序号 特点 
1 可内置（象光驱一样大小，安装在计算机内部）、可外置 高度集成化，产品技术含量高，安装方式更加灵活
2 四个通道完全一致的放大器（交直流放大倍数均为2—100000倍） 直流放大倍数都可以达到100000倍，
3 5阶贝塞尔滤波器，滤波范围：1Hz~30KHz 贝塞尔滤波器可以减少波形失真，特别适合生物系统
4 系统单通道最高采样率1MHz，最低采样率0.01Hz 0.01Hz低采样率在血管环实验、PA2的测定等实验中非常有用
5 内置专用硬件全导联心电选择电路 1通道可自由选择12道全导联心电
6 刺激强度高达100V，步长：5mV，刺激器波形可任意编辑 可完成小鼠的电惊厥实验，刺激器可一次性发出方波、三角波、正弦波等任意编辑波形
7 可进行多设备级联形成更多采样通道设备 老师可根据自己需要将420F系统灵活配置成4、8、12或16通道的采样系统
8 实时采样过程中，可以根据需要随时改变系统采样率 便于教师进行科研工作
9 中英文双语软件界面 方便国际班的教学工作
10 具有安全记录方式 即使计算机出现意外故障也能99%的保障数据的不受损失
11 包括十大类共计55个实验模块 适应于实验教学工作
12 具有多种数据测量和处理方法：光标测量、微分、积分、频率直方以及三维频谱分析等数据处理功能 适应于科研工作
13 具有人体肺通气分析功能 相当于一台肺功能仪，拓展实验内容
14 单台设备可根据用户需要设定1~16个显示通道（5~16通道用于分析） 扩展了仪器的性能
15 一次打印整个实验数据 真正实现实验数据的纸上全分析和全存档
16 众多的专用实验数据分析和计算功能 血流动力学实验参数的分析(14个参数)、心肌细胞动作电位参数的测量（12个参数）、苯海拉明的拮抗参数的测定（可测定PA2，PD2，PD2’）等测量功能。用Bliss法计算LD50、ED50及t检验、半衰期计算。
(打钩的为BL-420F生物机能实验系统独有)BL-420生物机能实验系统的实验模块实验类型具体实验项目名称肌肉神经类实验序号实验名称序号实验名称1刺激强度与反应的关系6肌肉收缩-兴奋的时相关系2刺激频率与反应的关系7痛觉实验3神经干动作电位的引导8阈强度与动作电位关系4神经干兴奋传导速度的测定9细胞放电5神经干兴奋不应期测定10心肌不应期测定循环实验1蛙心灌流7兔动脉血压调节2期前收缩-代偿间歇8左心室内压与动脉血压3全导联心电图9血流动力学模块4心肌细胞动作电位10急性心肌梗塞及药物治疗5心肌细胞动作电位与心电图11阻抗测定6兔减压神经放电12
呼吸实验1膈神经放电3呼吸相关参数的采集与处理2呼吸运动调节4肺通气功能测定消化实验1消化道平滑肌电活动3消化道平滑肌活动2消化道平滑肌的生理特性4苯海拉明拮抗参数的测定感觉器官1肌梭放电3视觉诱发电位2耳蜗生物电活动4脑干听觉诱发电位中枢神经实验1大脑皮层诱发电位4诱发脑电2中枢神经元单位放电5脑电睡眠分析3脑电图泌尿试验1影响尿生成的因素药理学实验1PA2值的测定6药物对实验性心律失常的影响2药物的镇痛作用7药物对麻醉大鼠的利尿作用3尼可刹米对吗啡呼吸抑制的解救作用8垂体后叶素对小白鼠离体子宫的作用4药物对离体肠肌的作用9电惊厥实验5传出神经系统药物对麻醉大鼠血压的影响病理生理学实验1大白鼠实验性肺水肿4急性右心衰2急性失血性休克5急性高钾血症3急性左心衰合并肺水肿6