浅谈实验动物生理信号的采集与处理

刘艳/湖北省十堰市竹溪县畜牧技术推广站

随着生物科技水平的不断提升与发展，很多欧美国家早已把研究的重心转移到了药物、医学等领域。然而想要在这领域取得研究成果就必须把实验动物当作分析对象，这样才可以为人类的医学事业与生物科技的发展做出贡献。

一、实验动物生理信号的采集与检测原理

实验动物生理信号多数包含血压信号、体温信号以及心电信号的采集，由于每类信号都具有不一样的特征，所以在搜集的过程中也有一些差别。

1.血压信号的采集与检测原理。血液是生命个体的存活基础，一旦发生意外就会对身体健康造成非常严重的影响，所以血压信号的采集是非常关键的。只有血压稳定才可以确保血液的正常运转，不管是太高还是太低都会给身体带来严重的危害，如果消失那就意味着生命的完结。在开展医学研究的进程中，为了可以找到维持血压的各种要素，就需要采集实验动物的生理信号来进行研究。

检测原理主要是血压传感器的测量原理，在实际运用中多数是以压敏电阻传感器为主，这种传感器是压力传感器中使用最广泛的一种，使用无毒塑料为仪器的外壳，如果液体中出现气泡，我们就能够及时观察到液体的变化，利用把血液从导管中冲洗的方法来降低血凝的发生概率，从而实现提升检测质量的目标。在检测过程中，必须从安全隔离方面来考虑，对硅片和液体进行严密的把控，防止两者间发生接触。因此多数使用弹性硅片，这样可以防止因两者间的接触而造成的质变。

2.体温信号的采集及检测原理。体温是生物进行新陈代谢时所产生的正常生理现象，一旦发生异常就表示生物机体无法维持正常的生理活动。所以在实验动物生理信号的采集中，体温信号的采集是非常关键的，同时还必须保证采集工作的严谨性。生物体内温度的检测与采集也是十分必要的，其被称为体核温度，主要体现头或身体的状况，在对实验动物开展检测时多数都是从直肠开始的。

检测原理主要是在测量过程中使用热敏电阻当作传感器，利用电阻值的大小来判断传感器的工作效率。在工作中，多数把传感器摆放在导管的上方，然后检测各器官的温度，并且分析导管长短和体温间的关系。这种测量工作是一种动态作业，是依据实验动物的具体特性来挑选合适的传感器，从而确保生物信号的检测质量。

3.心电信号的采集与检测原理。心脏是生物维持生命体征的重要脏器之一，一旦停止工作也就预示着生命的完结，而心电则是反映心脏工作的重要信号。利用对心电信号的研究不仅能够清楚地掌握心脏的实际情况，还能检测到药物以及医治方法对心脏产生的影响，是临床诊断的重要方法之一。

临床心电图的检测有三种常用方法：标准临床心电图、心电向量图和监护心电图，常用的是12导联法。依据电极在实验动物身体上的摆放位置，可构建各式各样的导联方法，不同的导联方法，其心电图图像各具特点。

二、心电信号的采集及处理

在对心电信号进行收集的进程中，往往会收到各种噪音的影响，进而造成心电信号不清晰，没办法进行精确的研究与处理。而干扰信号多数为基线不平、肌电、工频等，这就必须采用适当的方法进行处理，从而确保心电信号采集工作的顺利开展。

1.消除基线飘移带来的干扰。

心电信号的采集极易遭受外界因素的干扰，基线不平是影响信号中最普遍的一种，多数是因为呼吸和电压的不稳定所造成的，其频率非常低，多数小于0.5赫兹。而想要去除基线飘移给心电图信号的采集所带来的干扰，就必须采取科学、适当的方式找出其造成影响的原因，并采用相对应的解决方法。

2.消除肌电的影响。低通滤波器虽然可以对心电信号中的高频信号具有一定的控制作用，但无法将其全部去除掉，仍会对动物生理信号的采集造成影响，具体表现在如下两方面：1）峰值特征非常差，不但具有非常多的旁瓣，而且主瓣的峰值比初始峰值高15分贝左右，所以无法对高频信号的影响起到比较好的控制作用。2）虽然滤波器的特征相频在通带中可以维持一定的线性关系，但迈入阻带后会发生了小幅度的变化，进而对心电信号的高频相位产生影响。

3.抑制工频的干扰。交流电所产生的工频干扰大约为50赫兹，这种干扰对信号的采集具有很大的影响，进而降低了分析结果的精准度。因此，想要提升分析结果的精准度，就必须采用科学、合理的方法去除工频所带来的影响。自适应滤波器是一种非常高效的工频抑制方法，常常被应用于动物生理信号的采集中，其主要优势有：自适应滤波器能够自主调节其自身的参数，并且在使用过程中，只需很少或者根本不需要掌握信号和噪声的相关理论知识。

总的来说，在对实验动物生理信号进行采集与处理的进程中，应当采用科学、合理的方式，才可以获取良好的成果。虽然多年以来的研究与探索，并取得了一定的进展，但依然具有很多的不足之处，在以后的发展过程中需要不断的进行改进，这样才可以推动医学事业与生命科学的发展。