机能实验学（补充）教程
刘 欣 郑开俊 康 毅 主 编
基础医学院教学中心实验室
机能学实验室
目 录
第一章BL-410生物信号系统简介-------------------------------------------1
第一节 计算机在机能学实验中的应用-------------------------------------1
第二节 BL410 生物机能实验系统介绍--------------------------2
第三节BL410生物机能实验系统操作步骤----------------------------------
6
注意事项---------------------------------------------------------------------------------10
第二章BI2000医学图象分析系统简介--------------------------------------------- 11
第一节 BI2000图像分析系统的功能结构------------------------- 11
第二节 BI2000图像分析系统功能简介---------------------------- 11
第三节 BI2000图像分析系统微循环操作介绍------------------------- 13
第三章 常用动物实验手术方法----------------------------------------------------------- 17
第一节
颈部手术方法----------------------------------------------------------------
----17
第二节
胸部手术方法--------------------------------------------------------------------
18
第三节
腹部手术方法---------------------------------------------------------------------19
第四节
股部手术方法------------------------------------------------------------------ 20
第四章 综合性实验---------------------------------------------------------------------------21
实验一
呼吸运动调节与呼吸功能不全------------------------------------------------21
实验二
急性心力衰竭及药物治疗------------------------------------------------------23
实验三
休克与微循环障碍---------------------------------------------------------------25
实验四
水肿的形成与利尿药的作用---------------------------------------------------27
编 者 序
人才的成长和科技的创新都离不开实践。科学实践的体验（experience）和科学思路（idea）的萌发，是实践的重要内容。现代医学教育必须把教学的立足点从传授知识深化到开拓思路、启迪思维上来。把教学的目的从培根的“知识就是力量”转移到“掌握知识的力量才是力量”上来。
机能实验学是在基础医学教育改革中形成并发展起来的一门独立、系统的实验课程。具有极强的技能实践性和理论系统性。本补充教程是在我校主编的“机能实验学”教材基础上，对原教材的缺疑给予补充和完善。
生命的意义在于体内各系统功能有机结合形成的“整体性”，疾病概念的重要内涵是反映整体性的内环境出现紊乱。机能实验学课程的设置目标是：改变原有单学科实验课附属于理论课教学的模式，将一个系统的生理学、病理生理学、药理学的分段实验教学内容有机结合起来，形成一个包括该系统生理特征、病理生理学变化、药物作用在内的、整体化、系统化的综合实验课程。实现从以学科为中心向系统整合式教学的转变。
本教材着眼于培养学生的观察、思维、想象和动手能力等综合素质。第一、二章分别重点介绍了我校机能实验室的教学主设备的原理、使用及功能。第三章针对即将开展的综合性实验，介绍常用的动物手术方法。第四章着重指导学生围绕循环、呼吸等系统开展综合性实验。机能实验学是我校在学分制改革中，确定设立的临床医学专业必修课程之一。本补充教材与“机能实验学”一起，作为不同学制临床医学专业学生的必修教材。
由于本课程尚属起步阶段，加之编者水平有限，教材中的缺点和疏漏在所难免，恳请师生在使用中不断提出宝贵意见，使本教材日臻完善。
2005年4月
第一章 BL-410生物机能实验系统
基础医学实验手段和设备的不断更新，促进了机能学实验研究的发展。计算机是一种现代化、高科技的自动信息分析、处理设备。利用计算机采集、处理生物信息，让计算机进入机能学实验室已成为必然趋势。
第一节计算机在机能学实验中的应用
一 计算机应用的一般过程 通常人们把电子的、机械的以及磁性的各种部件所组成的计算机实体称为硬件，如输入设备、中央处理器(CPU)、内存储器、外存储器、输出设备等。而把指挥计算机工作的各种程序和数据称为“软件”。
在实际使用时，首先从输入设备键盘、鼠标、磁盘将程序及数据送入内存，再输入让程序运行的命令，这时中央处理器就按照内存中程序的安排，从中取出数据到运算器内进行运算、处理，并将结果送回内存中保存。同时将运行的结果按照要求通过输出设备显示、打印出来，也可以送到磁盘上储存起来。由此可见，计算机是按照人们的要求来完成程序规定的任务。
二 生物信息的采集、处理过程 计算机采集、处理生物信息的一般过程如图1-1。
数据分析、处理
换能器
显示
生物体 电信号 放大器 A/D转换器 计算机
储存
打印 等
图1-1 计算机采集、处理生物信息的一般过程
生物体产生的信息形式多种多样，通常除生物电可直接送人放大器外，其他的生物信息必须经过换能器换能，将这些信息转换成电信号，才能送入放大器。信号经生物放大器放大、滤波器滤波处理后，计算机按一定的时间间隔对连续的生物信号由A/D转换器进行采样收集，即将模拟信号(analog signal)转换成计算机能接受的数字信号(digital signal)。而A/D转换所需时间，决定系统最高采样速率。经计算机处理后这些离散数字序列，由显示器显示并连接成线。这就是我们观察到的生物信号。这些信号可以通过磁盘储存、打印，同时也可以对这些信号进行处理。
BL-410生物机能实验系统是一种智能化的四通道生物信号采集、显示及数据处理系统。它具有记录仪+示波器+放大器+刺激器+心电图仪等传统的机能实验常用仪器的全部功能，并且具有传统仪器所无法实现的数据分析功能。该系统以中文操作系统win98为基础，实现全图形化界面的鼠标操作。此外，它还具有自动分析、参数预置、操作提示等功能。
第二节 BL-410生物机能实验系统介绍
一 BL-410生物机能实验系统功能特点
1．采用12位A/D转换器，最高采样速率可达60 kHz。
2．四通道高增益(2～50 000倍)，低噪声，程控的生物电放大器。各通道扫描速度分别可调。
3．程控电刺激器，包括电压输出(0V～35V，步长最小达5mV)和电流输出(0 mA～10 mA，步长最小达1μA)两种模式。
4．程控全导联心电选择。
5．以中文win98为软件平台，全中文图形化操作界面。
6．网络控制功能，可实现教师与学生在计算机上直接对话。
7．以生理实验为基础，预设置了8个系统共32个实验模块。
8．独特的双视显示功能，可实现实时实验生物波形与实验记录波形同时对比观察的功能。
9．数据分析功能，可实时地对原始生物信号以及储存在磁盘上的反演信号进行积分、微分、频谱、频率直方等运算、分析；并同步显示该处理后的图形。
10．测量功能 对信号进行实时测量、光标测量、两点测量以及区间测量，可测量出多项生物指标，如：最大、最小以及平均值，信号的频率、面积、变化率以及持续时间等，且可将测量结果数据或原始数据导出到Excel或txt文件中。
11．数据反演功能，在反演数据过程中，可用鼠标拖动数据查找滚动条进行快速查找；并可对反演信号进行数据、图形剪辑。
12．有打印单、多通道的实验数据功能；在打印时，还可进行图形比例压缩，确定打印位置。
二 使用指南
图
1-2 BL-NewCentury.exe 操作主界面
主界面从上到下依次主要分为：标题条、菜单条、工具条、波形显示窗口、数据滚动条及反演按钮区、状态条等6个部分。
主界面从左到右主要分为：标尺调节区、波形显示窗口和分时复用区三个部分。波形显示窗口可以通过鼠标左、右视分隔条，同时显示反演波形和实时观察的生物波形（左视显示实时记录下来的生物波形，右视显示实时的生物波形）。在标尺调节区的上方是刺激器调节区，其下方则是Mark标志区。分时复用区包括：控制参数调节区、显示参数调节区、通用信息显示区和专用信息显示区四个分区，它们分时占用屏幕右边相同的一块显示区域，可以通过分时复用区顶端的4个切换按钮在这4个不同用途的区域之间进行切换。分时复用区的下方是特殊实验标记选择区。各部分功能详见表l-1。
表1-l
BL - NewCentury软件主界面上各部分功能
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名 称 |
功
能 |
备 注 |
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标题条 |
显示BL-NewCentury软件的名称以及实验标题等信息 |
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菜单条 |
显示所有的顶层菜单项，您可以选择其中的某一菜单项以弹出其子菜单。最底层的菜单项代表一条可执行命令 |
菜单条中一共有8个顶层菜单项 |
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工具条 |
一些最常用命令的图形表示集合，它们使常用命令的使用变得方便与直观，可直接点击执行 |
共有21个工具条命令 |
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刺激器调节区 |
调节刺激器参数及启动、停止刺激 |
包括两个按钮 |
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左、右视分隔条 |
用于分隔左、右视，也是调节左、右视大小的调节器 |
左、右视面积之和相等 |
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时间显示窗口 |
显示记录数据的时间 |
在数据记录和反演时显示 |
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4个切换按钮 |
用于在4个分时显示复用区中进行切换 |
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增益、标尺调节区 |
在实验过程中调节硬件增益，在数据反演时调节软件放大倍数。选择标尺单位及调节标尺基线位置 |
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波形显示窗口 |
显示生物信号的原始波形或数据处理后的波形，每一通道显示窗口对应一个实验采样通道 |
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显示通道之间的分隔条 |
用于分隔不同的波形显示通道，也是调节波形显示通道高度的调节器 |
4个显示通道的面积之和相等 |
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分时复用区 |
包含硬件参数调节区、显示参数调节区以及通用信息区和专用信息区4个分时复用区域 |
这些区域占据屏幕右边相同的区域 |
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Mark标志区 |
用于存放Mark标志和选择Mark标志 |
Mark标志在光标测量时使用 |
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状态条 |
显示当前系统命令的执行状态或一些提示信息 |
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数据滚动条及反演按钮区 |
用于实时实验和反演时快速数据查找和定位，同时调节4个通道的扫描速度。 |
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特殊实验标记选择区 |
用于编辑特殊实验标记，选择特殊实验标记，然后将选择的特殊实验标记添加到波形曲线旁边 |
包括特殊标记选择列表和打开特殊标记编辑对话框按钮 |
2．生物信号显示窗口 生物信号显示窗口如图1-3所示，其窗口说明详见表1-2。
表1-2
生物信号显示窗口功能
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名
称 |
功 能 |
备 注 |
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标尺基线 |
生物信号的参考零点，其上为正，其下为负 |
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波形显示 |
显示采集到的生物信号波形或处理后的结果波形 |
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背景标尺点 |
波形幅度大小和时间长短的参考刻度线或点 |
其类型和颜色可选 |
图1-3 生物信号显示窗口
3．工具条 工具条如下图所示。
图1-4 工具条
工具条和命令菜单的含义相似，也是一些命令的集合，是我们实验中常用的一些命令。工具条上的每一个图形按钮被称为工具条按钮，每一个工具条按钮对应一条命令。当工具条按钮以雕刻效果的图形方式出现时，表明该工具条按钮不可使用；当工具条按钮呈现弹起状态时，说明未执行该命令；当工具条按钮呈现凹下态时，该命令被执行。每一个工具条的详细说明见表1-3。
表1-3 工具条常用各按钮功能
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图标 |
名称 |
功能说明 |
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系统复位命令 |
该命令可以使调混乱的系统恢复到初始状态 |
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零速采样命令 |
该命令可实现零扫描速度下的数据采样功能。所谓零速采样是指在扫描速度为零的情况下，仍然进行数据采样，并且将最新采样的数据显示在信息显示窗口内，此时，我们可以观察到最新数据的变化规律，但是整个波形并不向前移动。零速采样功能适用于变化非常缓慢的生物信号。在零速采样的情况下，数据不能记录、存盘 |
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反演数据读取 |
执行此命令，可以调出以前实验存储在计算机内的原始数据，重现原始的实验波形 |
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另存为命令 |
该功能可以将正在反演的文件另外起一个名字进行存贮，或者将该文件存贮到另外的位置 |
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打印命令 |
选择该命令，会弹出“定制打印对话框”对话框，根据实验和打印效果的需要，选择对话框内的功能 |
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打印预览 |
预览显示所打印的图形 执行“打印”和该命令时需注意，当在进行数据反演或实验观察时，需要将通道窗口激活。激活方法：在任何一个数据显示窗口鼠标左键单击即可 |
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打开上一次实验设置 |
在需要重复上一次的相同实验而不想进行繁琐的设置时，选择该命令，计算机将自动把实验参数设置成与上一次实验时完全相同，并且自动启动数据采集与波形显示 |
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记录存盘命令 |
当激活该命令中心圆标变为凹下时，表示记录存盘状态；恢复时系统处于观察状态而不进行记录存盘 |
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启动扫描显示 |
该命令将启动数据采集，并将采集到的实验数据显示在计算机屏幕上；如果数据采集处于暂停状态，选择该命令，将继续启动波形显示 |
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暂停图形扫描 |
该命令将暂停数据采集和波形扫描显示 |
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结束实验命令 |
该命令将结束本次实验，退出记录、观察状态 |
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背景颜色切换 |
通过该命令，显示通道的背景颜色将在黑色和白色这两种常见的颜色中进行切换 |
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隐、显标尺格线 |
通过该命令，可以显示或隐藏背景的标尺格线 |
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添加标记命令 |
在实验过程中，单击该命令时，会在波形显示窗口的顶部添加一个实验标记，标记的编号数值从1开始顺序进行 |
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两点测量命令 |
它与“数据处理”菜单中的“两点测量”命令功能相同 |
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区间测量 |
它与“数据处理”菜单中的“区间测量”命令功能相同 |
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及时帮助按钮 |
当选择该按钮后，鼠标指针变成一个带问号的箭头，此时用鼠标指向屏幕的不同部分，按下鼠标左键，将弹出关于指定部分的帮助信息 |
4．两个典型顶级莱单项
(1)“文件”菜单项：文件菜单中包含有打开、另存为、打开配置、保存配置、打开上一次实验配置、高效记录方式、删除文件、打印、打印预览、打印设置、最近文件和退出等12个命令。各命令功能参阅工具条相同命令。
(2)“设置”菜单条：
1)工具条：该子菜单内包含两个子命令：标准工具条和定制。标准工具条是一个开关命令，用于打开和关闭该软件的标准工具条。定制菜单命令的作用是自定义该软件的菜单命令。
2)状态栏：该命令用于打开和关闭此软件窗口底部显示信息的状态栏。
3)实验标题：可以通过该命令来改变实验题目，还可以为同一个实验设置第二个实验标题。
4)相关数据：可以通过该命令来设置一些与本实验相关的数据，如动物名称、体重、麻醉剂量等。
5)实验人员名单编辑：该功能可以输入参加实验的人员名单和组号，并通过计算机打印在实验结果上。
6)记滴时间选择：它用于选择统计记滴的单位时间，即每次在您选定的时问内统计尿滴数。
7)定制打印对话框：其说明与“工具条”中的“打印”命令相同。
8)光标类型：光标类型是指单点测量时依附于每个通道波形曲线上的测量光标，有6种光标类型供选择。
9)设置记录时间：该命令是设置计算机自动记录存盘时间。
10)定标：给该软件系统定出标准参考值(方法略)。
5．分时显示复用区分时显示复用区如下图所示。
在BL-NewCentury软件主界面的最右边是一个分时显示复用区。在该区域内包含有4个不同的分时显示复用区域：控制参数调节区???(调节增益滤波、扫描速度等)、显示参数调节区??? (调节显示区内信号、背景等的颜色)、通用信息显示区???和专用信息显示区???，它们通过分时显示复用区域顶部的切换按钮进行切换。通用信息显示区显示的测量类型是相同的，测量的参数包括：当前值、时间、心率、最大值、最小值、平均值、峰值、面积、最大上升速率(dmax/t)和最大下降速率(dmin/t)。专用信息显示区用于某些实验模块专用的数据测量结果，比如血流动力学实验、心肌细胞动作电位等。
6．滚动条滚动条如下图所示。
在实验过程中，如果要观察此次实验已记录存盘的波形，但又不能停止当前实验，我们可以通过左视的滚动条寻找这个波形，并通过左视的通道显示窗口观察这个波形(这个波形必须是已记录存盘)。具体的操作方法是：首先用鼠标拖动左、右视分隔条将左视打开，然后拖动左视下部的滚动条进行波形寻找；在拖动滚动条的同时，对应于当前滚动条位置的波形将显示在通道显示窗口内，继续拖动滚动条直到找到想观察的波形为止。注意，此时实验并没有停止，照样可以通过右视观察实时出现的生物波形，并且数据记录也照样进行。
在反演状态，通过滚动条的拖动，可以方便地察看任何指定时问的实验波形。并且可以在左、右视进行对比显示，比如对比显示加药前后变化波形等。
第三节 BL-410生物机能实验系统操作步骤
1．开机 只有当计算机各接口连线连接完毕后，才能开机。
2．启动软件 待计算机进入到“win
3．“BL-Neweenttlry”界面 鼠标单击封面任一部位，显示器显示“BL-NewCentury软件主界面”。
4．开始实验的方法
(1)如要做的实验内容在“实验项目”菜单项内已有的，则鼠标单击菜单条的“实验项目”菜单项(如右图)，弹出下拉式菜单，移动鼠标，选定实验系统及内容后，用鼠标左键单击该项，系统自动进入已设置基本参数的该实验监视状态。如果在进入某实验模块时出现有参数调节对话框，则调节相关参数，然后按“确定”按钮即可。
(2)如要做的实验在“实验项目”菜单项内没有，则鼠标单击菜单条的“输入信号”菜单项，弹出下拉式菜单，移动鼠标，选定通道及输入信号类型并单击该项。如需选多通道输入，则重复以上步骤。各通道参数则根据实验内容自己设置完成(如左图)。实验结束后，如需对该实验设置的各项参数进行保留，作为第二次实验的设置，只需在菜单条“设置”栏鼠标点击下拉菜单“保留设置”项，输入任意文件名。
待第二次实验时，从工具条中点击“
”框，即可进入上次实验设置的参数状态。
如要以全屏方式显示某通道信号，只需用鼠标双击该通道任一部位，即完成单通道的全屏显示。同时也可以通过拖动各通道之间的分隔条任意调节各通道显示区的大小。如要恢复原通道显示大小，用鼠标双击显示区的任一部位即可。
5．参数调节根据被观察信号大小及波形特点，调节各通道增益、时间常数、滤波以及扫描速度。
(1)增益调节：增益即是指放大器的放大倍数。BL-NewCentury软件显示区最右边为一个分时复用区，其中的控制参数调节区包含有增益调节旋钮。每一个通道均有一个增益调节旋钮，用于实现调节增益的大小。
(2)时间常数、滤波：滤波和时间常数通称为滤波，生物机能实验系统中的滤波是指高频滤波(低通滤波)。它的作用是衰减生物信号中带入的高频噪声，而让低频信号通过。时间常数是指低频滤波(高通滤波)，它的作用是衰减生物信号中所带人的低频噪声，而让高频信号通过。50 Hz滤波是专指对电网所带来50 Hz的干扰进行的滤波。通过上述参数的调节，选择一个较好的通频带，是我们实验成功的基本条件。生物信号的类型不同，以及实验条件不同，所选择的通频带也不相同。
(3)扫描速度调节：扫描速度调节的功能是改变通道显示波形的扫描速度。如果要改变哪个通道的扫描速度，需将鼠标指示器指在该通道的扫描速度调节器的绿色向下三角形上，按下鼠标左键，然后用鼠标左右拖动这个绿色的三角形即可。当向右移动绿色三角形时，扫描速度将增大；反之则减小。另外，如果在绿色三角形的右边单击鼠标左键，扫描速度将增加一档，在绿色三角形的左边单击鼠标左键，扫描速度将减小一档。
6．记录存盘通过调节以上实验参数，当显示的实验图形达到要求后，用鼠标单击工具条上的“
”记录按钮，此时，记录按钮将呈现为按下的状态，计算机开始记录存盘。
7．数据显示在实验过程中，我们要不断观察生物信号测量的数据。这时只需用鼠标单击分时显示复用区“
”或“
”按钮，该区即根据不同通道记录信号的类型，显示不同的测量数据。
8．暂停观察如要仔细观察正在显示的某段图形，鼠标单击工具条上的“
”暂停按钮，此时该段图形将被冻结在屏幕上。如需继续观察扫描图形，鼠标单击“
”启动键即可。
9．刺激器的使用刺激器的参数调节面板按钮在主界面的左边增益、标尺调节区上。需要调节刺激器时，用鼠标单击“
”按钮，这时刺激器的参数调节面板将展开在主界面的左边并覆盖增益、标尺调节区(刺激器参数调节面板的大小可拖动边框调节)。此时刺激器各项参数展现在面板上，可根据实验需要调节各项参数。用鼠标单击某项参数右边两个上、下箭头为粗调，下边两个左、右箭头为细调。当需要给标本刺激时，鼠标单击工具条的“”启动刺激按钮，按钮变为凹下；停止刺激时，鼠标再次单击工具条的“”刺激按钮，按钮恢复原状态。
10．刺激标记 在我们实验过程中对发生的事件如用药、刺激等要作标记，它是我们实验后分析数据时对该事件的标志。在该系统中刺激标记有两种方式。一种是特殊实验标记，在显示区的右下方，标记内容必须是实验模块本身预先设置有的。当我们用鼠标选定标记内容后，移动鼠标到显示区任意位置，左键点击即可。另一种是通用实验标记，在界面的工具条上。当我们需要标记时，点击工具条上的“
”框，这时显示通道上将自动生成一个数字标记，这个标记的编号数字从1开始顺序进行。
11．心电记录
(1)BL-410心电记录：BL-410采用了两种心电记录方式，分别为单导联和全导联心电记录。
1)单导联心电记录：在实验中如果只需记录一个导联的心电，可选用该方式。将普通信号输入线按心电导联连接方式连接在不同的肢体上，信号输入线插在所需通道上，调节好仪器参数，即可在该通道上记录出该导联的心电。
2)全导联心电记录：如果需要同时记录4个导联的心电，选用该方式。全导联心电的连接方法，一通道-右前肢、二通道-左前肢、三通道-左后肢、四通道-胸导联、接地线-右后肢。计算机内部对这些独立通道的心电信号将自动合成，4个通道显示不同导联的心电，各通道所显示的心电导联可以通过对话框自行调节。如果不需要记录胸导联心电，则不必连接四通道输入信号。
(2)BL-310的心电记录：只需将专用的心电导联连线插入相对应的心电输入插口，按心电导联连接方法将连线连接在各肢体上，心电将固定在一通道上显示。所显示的导联可通过心电参数调节框自行调节决定。
12．实验结束 当实验结束时，用鼠标单击工具条的“
”停止键。如果在实验中启动了“
”记录存盘框，此时会弹出一个存盘对话框，提示你给刚才记录存盘的实验数据输入文件名(文件名自定义)。否则，计算机将以“Temp.dat”作为该实验数据的文件名，并覆盖前一次相同文件名的数据，存入储存器。当单击“确定”，存盘对话框消失后，即可调出本次实验图形数据进行反演。
13．实验组号及实验人员名输入实验结束，需要在实验结果上打印实验组号及实验人员名时，则要进行编辑输入。方法：鼠标单击菜单条上“设置”菜单项，弹出菜单，选择“实验人员名单编辑”项单击，屏幕上将显示“实验人员及实验组号”输入对话框，用键盘输入实验人员名及组号，按“0K”即可。
14．反演、剪辑实验图形 鼠标单击菜单条上“文件”菜单项，弹出菜单，单击“打开反演数据”项，或直接鼠标左键单击工具条“
”反演数据读取，这时屏幕显示“打开”对话窗口，在文件名表框中找出所要文件并单击，然后按“确定”，即打开该数据文件。用鼠标拖动滚动条进行查找实验图形。还可以通过数据查找菜单按钮直接寻找已标记过的实验图形。如果对实验图形的振幅需要调整，可以通过放大器的放大、减小按钮调整(此时是通过软件进行的调整)；如果对实验图形需要压缩或扩展，可以通过波形横向(时间轴)压缩和波形横向扩展两个功能按钮调整。当找到所需那一段实验图形，可对它进行图形、数据剪辑。其方法如下。
(1)图形剪辑：鼠标单击主界面右下方的“
”图形剪辑框，这时该图形显示将被冻结在屏幕上。移动鼠标，选定图形的左上角为起始点，按下鼠标左键不放，向右下方拖动鼠标，此时，屏幕上将出现一个矩形虚框，框内图形就是你将要剪辑的图形，虚框随你鼠标的移动而改变大小；选定图形后，放开鼠标左键，屏幕上将自动出现一张白色剪辑页，刚才剪辑下来的图形被放在左下角，同时该信号测量数据将自动显示在剪辑图形的下方；还可以通过鼠标随意拖动图形放到剪辑页的任意位置。然后，鼠标单击“返回”按钮，屏幕将回到BL-NewCentury的主画面。鼠标单击“”启动键，继续反演，或再次拖动滚动条进行查找。重复以上步骤，可以剪辑多幅图形，直到图形剪辑全部完成。同时根据需要可以在剪辑页上选择擦子或写字功能擦掉多余的图形或文字，或者添加必要的文字说明。
(2)数据剪辑：当屏幕上显示的图形正是我们所需要的图形时，在显示区内鼠标右键单击弹出菜单，选择数据剪辑项，显示窗口将出现一条垂直线条，该线条随鼠标移动而左右移动。当线条移到将要剪辑数据的起始端时，单击鼠标左键确定，同时，屏幕又将出现另一条直线，移动鼠标到该剪辑数据的尾端，再次单击鼠标左键确定，此时，两线条之间的图形就是我们剪辑的数据，计算机将自动存盘。通过选择单击“”启动框，或用鼠标拖动滚动条的拖动块进行查找，重复以上步骤，进行多次剪辑。当停止返演后，一个以“cut.dat”命名的剪辑数据文件自动生成。当下次以该剪辑数据文件反演时，是本次多次图形数据剪辑的集合。
(3)数据剪辑和图形剪辑的区别：数据剪辑是针对数据进行剪辑，剪辑后的数据与原始记录的数据在格式上相同，可以对其进行测量、分析、再剪辑。图形剪辑是剪辑的图形，它不能进行测量、分析、再剪辑，而仅是一幅实验图形。
15．数据测量
(1)区间测量：该命令用于测量当前通道图形的任意一段波形的频率、最少值、最小值、平均值以及面积等参数。方法：鼠标单击工具条上的“
”区间测量投钮，此时，图形暂停扫描，通道内出现一垂直线条，线条随鼠标移动而移动；单击鼠标左键以确定要测量图形的始端，同时第二条垂直线出现，相同方法确定终端。在被测量图形段内出现一条水平直线。用鼠标上下移动该直线，选定频率计数的基线，鼠标单击以示确定(水平直线也代表该区问的时程，用此测量方法同样可以测量某波形的时程)。这时所有被测量的参数自动显示在该通道信息区内，单击鼠标右键结束本次测量。
(2)两点测量：该命令可用于测量任意通道内某个波形的最大值、最小值及两点之间时间和信号的变化率。信号的变化率显示在屏幕下方信息区的“当前值”栏目中。方法：鼠标单击工具条上的“
”两点测量按钮，移动鼠标，将键头指向被测波形的第一点单击确定，而后鼠标移动至被测波形的第二点，此时，一条随鼠标移动的红线连接在第一点和第二点中。该连接线代表被测信号的路线轨迹。当第二点确定后，单击鼠标，被测信号的参数即被显示出来。
(3)单点测量：只要在实验图形显示时，在任何通道内的任何位置都可以用此方法测量指定点值的大下。测量时，只需在测量点上单击鼠标左键，所测量值即被自动显示在信息区的“当前值”栏目上。
(4)微分：如果需了解波形的变化率，进行微分处理时，用鼠标单击菜单条的“数据处理”项，弹出下拉式菜单，选定“微分”项，鼠标左键单击确定，此时将显示“微分参数设置”对话框。它将要求你选定所要微分波形的通道以及微分图形所要显示的通道，并且要求选择微分时间(一般来讲，微分时问越短越好)和微分波形的放大倍数。可以用鼠标单击该框中的调节按钮来调节微分参数。参数调节完毕后，鼠标左键单击“0K”按钮，此时微分波形将开始显示。如果对微分波形不满意，还可重复以上步骤对微分参数再次调节。
(5)Mark标记：Mark标记
是用于加强光标测量的一个标记，该标记单独存在没有意义，它只有与测量光标配合才能完成简单的两点测量功能。测量光标是用来测量波形曲线上任意一点的当前值。如果测量光标与Mark标记配合，那么当测量光标移动时，它将测量Mark标记和测量光标之问的波形幅度差值和时间差值(测量结果前面加有一个△标记，表示显示的数值是一个差值)。测量方法：将鼠标移动到Mark标记区，Mark标记区中的M字母将从蓝色变为红色，此时，按下鼠标左键，鼠标光标由箭头变为箭头上方加有一个“M”的图标，然后拖动鼠标进行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这点x坐标的波形曲线上。如果将M标记拖到没有波形曲线的地方释放，它将自动回到Mark标记区。放好Mark标记以后，您还可以随时移动它的位置。如果不需要Mark标记了，只需用鼠标将其拖回到Mark标记区即可。拖回的方法与拖放它的方法相同。
16．打印
(1)图形剪辑打印：当完成图形剪辑后，首先应确定打印的比例和位置。用鼠标单击工具条上的“打印”命令项，此时弹出定制打印对话框(图1-4)，其中有打印比例、位置等参数供选择。比例有50％、100％，选择50％可以在1页纸上打印4幅图形。完成以上操作后，点击工具条上的“打印预览”，即可在屏幕上显示出所要打印的图形。
(2)数据图形打印 当我们在实验进行或者是返演过程中，如果认为有需要打印的图形，同样可以用鼠标单击工具条上的“打印”命令项，弹出定制打印对话框，选择打印比例、打印通道，然后确定，即可打印出一幅带有实验数据的图形。如要继续打印以后显示的图形，则鼠标单击“”启动波形显示，重复以上步骤，选定图形、打印比例和打印通道即可。
注意事项
1．在开机状态下，切忌插入或拔出计算机各插口连线。
2．切忌液体滴人计算机及附属设备内。
3．未经允许，不得随意改动计算机系统设置。
4．在实验开始记录时，注意是否在记录状态下(记录按钮被显示为按下状态)，否则不进行数据存盘，反演时无图形数据。
5．未经许可严禁自带软盘上机操作。
第二章
BI2000医学图像分析系统
计算机技术的发展，推动了基础医学的研究和临床诊断技术的提高。医学图像分析技术的应用范围大致分为两种：一种是静态图像分析，如组织细胞学的形态分析、临床诊断常用的CT检查等；另一种是动态图像跟踪分析，如机能学实验的微循环观察和小鼠迷宫行为的分析等。随着计算机多媒体系统技术的发展日趋成熟和完善，医学图像动态分析弥补了动态图像不能实时跟踪计算、分析和不能记录存盘的缺陷。本节主要对BI2000医学图像分析系统作简要、实用的介绍。
第一节 BI2000图像分析系统的功能结构
如图2-1所示，被观察对像首先通过显微镜放大，由摄像头摄取图像并输入到计算机内的专用图像捕获卡，进行A/D转换后，由BI2000图像分析系统软件对数字图像进行处理，从而实现了对图像的分析、测量。同时通过图像捕获卡对实时视题图像的压缩处理，可在计算机内记录存盘，还可以在电视机上实时地显示图像，起到电视教学的效果。
图2-1 图象分析系统工作原理
第二节 BI2000图像分析系统功能简介
1．静态图像分析 可对一幅形态组织学切片图像或其他静态图像进行物理测量(如面积、周长、直径等)；还可以对图像进行目标区域的选取，一旦选定目标，系统将自动得到平均光密度、平均灰度、目标分布密度、目标面积和区域面积等的象素灰度分析(如免疫组化的测量分析等)。
2．动态图像分析 可对运动的组织器官或器官流变学状态进行观察测量(如毛细血管的微循环观察)，还可以对动物运动进行跟踪测量分析(如小鼠水迷宫行为分析)。
3．多媒体教学多媒体作为提高教学质量的一种手段，已广泛应用于教学工作中。该系统可以将组织细胞切片标本、动态图像的录像等输入计算机内保存，并通过该系统的回放功能在多媒体设备上进行演示教学。
BI2000图像分析系统界面如图2一2所示。整个软件界面从上到下由程序标题栏、菜单条、工具条、工作区和状态栏5部分组成：
(1)程序标题栏提供程序名称和正在处理的图像名称。
(2)菜单条用于选择系统提供的分类功能选项，可以用鼠标点击选择。
图2-2 BI2000图像分析系统界面示意
(3)工具条则是菜单命令的一种按钮表示，采用图形化显示方式，它为我们提供一种直观、快捷的功能选择服务。
(4)工作区是指可以直接操作的矩形区域。WINDOWS用窗口的形式来管理，可以同时打开多个窗口，每个窗口之问可以相互覆盖、选择激活、关闭等。当打开多个图像文件时，所要操作的工作区即是当前激活的窗口，命令也只对它起作用。
(5)状态栏用来简略地表示当前工作区中图像的有关信息，如命令提示信息、图像大小、放大比例、颜色深度和键盘状态等。
当初始进入程序时，因没有打开图像文件或者启动视频捕获/回放功能，所以菜单选择项自动缩减为当前有用的几个功能选项，工具条中的大部分按钮也变灰(不可选择状态)。只有输入了一幅图像后，程序自动使菜单选择项增加，同时工具栏按钮相关功能有效。
第三节 BI2000图像分析系统微循环操作介绍
BI2000图像分析系统具有多种图像分析功能，本节以机能实验中微循环观察为例，对该系统的操作作简要的介绍。
微循环观察实验是在微循环动态状况下对血液流速，毛细血管管径、形态、数量等进行的观察分析。通过该系统可以方便地观察、记录微循环变化的过程。
1．设备安装
(1)显微镜、摄像头安装：将摄像接口支架按镜头安装方式与摄像头连接、旋紧，安装在显微镜教学镜接口上，螺丝固定；连接摄像头电源。
(2)转接盒安装：转接盒是将接收的图像信号分别输入计算机和电视机以及其他外部设备的一种信号转接设备。
1)转接盒与电视机连接：BI2000拥有实时视频捕捉和回放的专用视频卡，具备连接到电视机的功能。其连接方式有两种：①使用复合视频信号线连接：用一根足够长的复合视频信号线，将黄色的一端接头插入视频卡转接盒的VIDEO OUT接口中，另一端接口插入电视机的VIDEO IN接口。如果需要有声音输出，将音频线的红白端头连接到相应的视频卡转接盒的AUDIO OUT接口中，把音频线的红白端头插入电视机的两个AUDIO IN接口中。将电视机切换到相应的AV模式，准备收看。②使用S端子视频信号线连接：如果电视机具有s端子输入功能，则使用S端子，可以获取更高质量的视频信号。连接方法如下：用一根足够长的S端子视频信号线，一端插入视频卡转接盒的S-VIDEO OUT接口中，另一端插入电视机的S-VIDEO IN接口。如果需要有声音输出，将音频线的红白端头连接到相应的视频卡转接盒的AUDIO OUT接口中，另一端的红白端头插入电视机的两个AUDIO IN接口中。将电视机切换到相应的模式，准备收看。
2)转接盒与摄像头连接：转接盒与摄像头之间的信号连接，提供了视频信号从摄像头到捕获卡之间的信息传递和转换。连接转接盒和摄像头的方式如下：用一根足够长的复合视频信号线，黄色的一端插入视频卡的VIDEO IN接口中，另一端Q型接口插入摄像头的VIDEO OUT接口，并旋紧。
还可以按上述连接方法连接摄像机、录像机、数码照相机，以及所有具备标准音视频接口的超声仪器、X光机、CT等设备。
2．确定实验内容 鼠标点击主界面上的“微循环测量”项，系统将自动进入微循环观察界面，如图2-3所示。(如果该计算机未安装BL-410生物信号采集、处理系统进行血压监测，屏幕上将弹出未找到该系统的对话框，单击“取消”即
可)。
图2-3 微循环观察界面示意
3．图像摄取 通过调节显微镜的视野，寻找一幅微循环较佳的图像，并进一步调节显微镜的焦点，使屏幕上的图像更清晰。
4．调节视频色彩如果对图像的色彩不满意，选择“调节视频色彩”，系统弹出一对话框
调节色彩的4个参数，以达图像显示最佳效果。
(1)亮度(Brightness)：向右拖动滑条，亮度加大，图像变白；反之亮度减低，图像变暗。
(2)对比度(contrast)：向右拖动滑条，对比度加大；反之对比度减低。
(3)色彩饱和度(Saturation)：向右拖动滑条加大色彩饱和，图像彩色效果变强；反之饱和度减低，图像色彩变暗。
(4)色度(Hue)：向右拖动滑条加大色度，反之色度减低。
任意调节这几个参数满意后按OK，保存退出，Default恢复默认值。如需全屏显示图像，可双击鼠标实现全屏显示切换。
5．数据测量 该系统可实现交互测量毛细血管的口径、数目、长度等。在进行某项计数测量时，用鼠标点击相应功能按钮，鼠标指针自动限制在视频区域范围内；只需要点击相应的计数位置，系统自动显示、记录计数值；点击计数完毕，点击鼠标右键退出计数。(系统在该计算机上进行第一次测量以前，需要用微分刻度标尺对系统定标。)
直线测量方式用于测量血管长度、直径等信息。操作时用鼠标点击相应功能按钮，在测量起始点按下鼠标左键不放，拖动鼠标至结束位置，放开鼠标左键，完成一次直线测量。测量值在相应功能按钮右侧的结果栏内显示。
该系统还可以测定血流速度。它采用“飞点”法测定动态模拟流速。可实时修正飞点运动速度。在进行血流速度测定时，用鼠标点击流速功能按钮，选取一段血流速度较明显、相对较直的血管，顺着血液流动方向拉出直线(类似直线测量方式)，调节流速“快”、“慢”按钮，使血流速度与飞点速度接近为止。此时显示的流速就是模拟的血流速度。如果需要精确测定流速，可以先数字录像，然后在“动态图像分析”的功能中提取运动变化前后的两幅图像，确定运动目标的两个位置后，精确测出流速数据，但是这种方式对不容易分离的目标图像定位难度较大。
6．数字录像 当需要记录存盘时，选择“开始数字录像”功能，这时系统自动按照以前的视频设置模式进行存盘，同时还可以观察进行其他的测量工作。开始录像后，按钮文字自动变成“保存数字录像”。
(1)停止录像：在视频区域内点击鼠标右键，光标由沙漏形状变成箭头，同时磁盘灯停止闪烁。
(2)保存数字录像：由于数字录像暂时以日期一时间的形式保存，所以停止数字录像后，必须选择“保存数字录像”按钮确认保存。此时系统提示已经按月-日-时-分方式为该录像取名，如果用户需要重新命名，按“是”，在对话框内输入名字，点击“确定”即可；不改名请按“否”，系统自动将数字录像文件保存到程序运行目录的database\video\子目录下面，以便于管理。
7．播放/停止播放数字录像对刚录制的数字录像，选择“播放数字录像”按钮直接播放。这时视频区自动切换到播放状态，按钮文字变成“停止播放数字录像”。再次点击，视频区域切换回到观察状态。
8．电子照相快门 如果需要将当前视频图像捕获下来，可以选择“电子照相快门”。这时系统自动拍取一幅图像，但并不退出观察状态、，因此可以按动该按钮拍取任意多幅图像。退出微循环测量窗口以后，可以对这些图像进行分析、测量、保存等。
9．数据存档、分析数据处理部分包括对所有测量结果保存为EXCEL数据文件，自动调出EXCEL程序进行分析。实验结果讨论区可以输入多行讨论内容。最后打印本次微循环实验结果。
10．观察生理机能信号在实验过程中需要观察动物呼吸和血压变化曲线(必需时该计算机上已安装BL-410生物机能实验系统)，可以鼠标点击“显示动态生理波形图”按钮，自动调出BL410/2000程序显示被测动物的有关生理机能信号。
11．实验结束点击“退出微循环实验”按钮，结束实验。
(四)注意事项
1．在数字录像时，需要注意录像时间1次最长限制在20min以内，可多次录存。
2．在实验过程中如出现玷污显微镜头，造成视像不清时，需要用无水酒精及时清洁镜头，保证观察图像清晰。
第三章
常用动物实验手术方法
综合性机能实验常以家兔为对象，故本章以家兔为例介绍常用手术方法。
第一节
颈部手术方法
1 气管切开及插管术
将已麻醉的动物仰卧位固定于家兔手术台，用粗剪刀剪去颈部的毛。根据动物大小在颈正中线从甲状软骨下到胸骨上沿作
2 颈外静脉的分离及插管术
沿颈正中线从甲状软骨下到胸骨上沿作
3 颈总动脉及神经的分离术
在气管的一侧用拇指和食指将皮肤和肌肉提起外翻，同时用另外三指在皮肤外向上顶，便可见与气管平行的颈动脉鞘。用浸润了生理盐水的棉球或纱布顺着血管走向轻轻拭去血液后，用纹氏止血钳分离鞘膜，将颈总动脉稍稍移向一旁，看清与其伴行的一束神经，其中迷走神经最粗、明亮，交感神经次之、光泽较暗，最细的是减压神经（只有兔才有此独立分支神经）。减压神经位于迷走神经与交感神经之间，但位置变异较大，应仔细辨认。需用此神经时可在其下方穿线。然后再游离颈总动脉一段，穿线备用。
4 颈总动脉插管术
颈总动脉插管是一项常用的实验技术，能否顺利完成将直接影响后续实验的进行，因此，是整个实验进程的关键。
（1）术前准备：选择合适的动脉插管，将血压传感器及动脉插管内充满肝素生理盐水，排净系统内的气泡。
（2）动脉插管：将分离好的的颈总动脉尽量靠近头部用线结扎，近心端用动脉夹暂时夹闭，于近头端结扎线用左手拇指和中指拉住结扎线头，食指从血管背后将血管轻轻托起，右手持眼科剪在靠近头端结扎线处与血管成锐角作V型切口，剪开血管直径的1/3,将已准备好的动脉插管从切口处向心脏方向插入合适的长度。双线结扎固定，再用胶布固定于导管。此时松开动脉夹（不是取出）可见导管内液体随心跳而波动，确认无渗血后，取出动脉夹。
（3）意外的处理：
1）血管破裂：常因操作不当造成导管刺破血管壁或因动物挣扎将血管拉断。此时应迅速查找破口位置，将导管继续送入动脉一定长度，以超过破口处。在破口处应穿线结扎。如血管已经断开，可用盐水纱布或棉球压迫止血并将断端血管结扎，避免大出血。根据剩余血管的长度可重新插管或选择另侧血管再插管。
2）导管内凝血：如是小凝血块可通过再次从传感器的三通推入肝素溶液。
如血凝块反复阻塞导管口或凝血块太大，应将导管拔出，将血管内和/或导管内的凝血条、块排出后再行插管。
5左心室插管
颈部血管是心导管技术常选择的部位（此外还可选择股部血管）。左心室插管需要在BL-410系统监视下进行。实验项目可选择动脉血压调节或血流动力学，开启实验监视状态。
将左心室插管前端
注意事项：①动物麻醉要适中，麻醉过深容易引起死亡，麻醉过浅容易因躁动影响插管；②心导管内应充满肝素生理盐水防止管内凝血；③插管过程中，动作要轻柔，遇到阻力时不能硬推，应稍向后退然后改变方向重插；④导管固定的位置和松紧程度要注意，不能因导管固定过送使导管退出血管，也不能让导管顶在左心室壁上或在室内弯曲过度，甚至刺破心室壁。
第二节
胸部手术方法
实验性腹水模型和实验性心肌梗死模型常需要进行胸部手术。因此开胸是手术是常用的手术之一。因实验需要打开胸腔时，为保证呼吸运动的正常进行，必须先做气管插管，使用呼吸机。麻醉后固定动物，作好气管插管，调试好呼吸机，将呼吸机的进气与出气管与气管插管的两个侧管接好后便可开胸。
1开胸 根据实验需要将右侧胸壁手术野的兔毛剪去，沿胸骨右沿作6
2夹闭后腔静脉 用上法开胸后，于心脏背下方找到后腔静脉，用套有胶管（如气门芯）保护的的纹氏钳将后腔静脉的大部或全部夹闭。
3夹闭冠状动脉分支 开胸方法同上，但切口应在左侧靠近胸骨沿，或在胸骨体上做切口（此法不容易破坏胸膜腔）。开胸暴露心脏后，用眼科镊夹起心包膜，并用眼科剪剪开，借助手术无影灯的光亮，看清家兔心冠状动脉前降支和左室支。用纹氏钳将其夹闭，也可用丝线穿线结扎。即可造成急性心迹梗死。
第三节
腹部手术方法
腹部手术多用于作尿生成实验和肠系膜微循环的观察。膀胱插管、输尿管插管和尿道插管的目的是收集尿液。各有特点，因实验或动物而异。
1 膀胱插管 麻醉并仰卧位固定动物，剪去耻骨联合以上下腹部毛，于耻骨联合上沿
2 输尿管插管 输尿管插管也是收集尿液的常用方法。按照膀胱插管方法找到膀胱，用手轻轻将膀胱拉出腹腔（也可用镊子夹住膀胱顶部将其向前向下翻移出腹腔），再用玻璃分针仔细分离出一段输尿管穿线备用。用左手小指托起输尿管，右手持眼科剪与输尿管成锐角作V形切口剪开输尿管壁，将充满液体的输尿管插管向肾脏方向插入并结扎固定。
注意事项：①准确找到输尿管是成功的关键。要记清解剖部位和邻近关系，切勿将输精（卵）管、血管等误当作输尿管；②手术操作应轻柔、快捷，准确无误的将输尿管插管送入输尿管管腔；③注意保持输尿管通畅，避免输尿管扭曲，如有出血现象，为防止凝血块阻塞输尿管插管，可向内注入少量肝素溶液；④术后用温热盐水纱布覆盖切口，避免损伤性尿闭的发生。
3尿道插管 尿道插管是最常用的尿液收集办法，可用于反映较长时间内尿量变化的实验。雄性家兔比雌性家兔更容易操作。先选择合适的导尿管，在其头端约
4 肠系膜微循环标本的制备 在左侧腹部腋前线处做长约
第四节
股部手术方法
股部的血管（如动脉、静脉）一般用于放血、输血、输液等。按常规办法麻醉动物并固定。剪去腹部皮肤毛，在腹股沟部用手指触摸股动脉的波动。沿动脉走向作
第四章 综合性机能实验
实验一 呼吸运动调节与呼吸功能不全
实验目的
本实验通过记录呼吸运动，观察正常呼吸运动的频率和深度和O2或CO2变化对呼吸运动的影响。在此基础上通过动物的窒息、气胸和肺水肿，复制通气功能障碍、气体弥散障碍及肺泡通气/血流比失调所引起的I型和II型呼吸功能不全模型。
实验原理
呼吸是指机体与外界环境之间的气体交换过程。通过这一过程，机体从大气中摄取新陈代谢所需要的O2，排出所产生的CO2。呼吸过程重要的一环是外界空气与肺之间的气体交换，也就是肺通气。呼吸过程的原动力是呼吸肌的收缩与舒张所造成的胸廓的扩大与缩小，也就是呼吸运动。胸廓的运动带动肺的扩大与缩小，导致肺内压的升高与降低，造成外界大气压与肺内压的差值，推动气体通过呼吸道进出肺。正常时，呼吸运动按照一定的节律和深度活动，当机体内外环境改变，由于调节机制的存在，呼吸运动将会作出相应的改变以适应机体的需要。
外伤、疾病使胸膜腔的密闭性破坏（如气胸、窒息）都会导致胸膜腔的负压消失，产生呼吸功能不全。
呼吸功能不全是指外呼吸功能障碍，血气指标中氧分压（PaO2）低于8kPa(60mmHg)或伴有二氧化碳分压（PaCO2）高于6.67kPa(50mmHg)的一种病理过程。可根据血气的变化分为低氧血症型（I型， PaO2 < 8kPa,）和高碳酸血症型（II型, PaO2 < 8 kPa, PaCO2 > 6.67 kPa）。
呼吸功能不全的发病机制包括：⑴肺通气功能障碍（限制性通气功能不足、阻塞性通气功能不足），⑵弥散障碍，⑶肺泡通气/血流比失调，⑷解剖分流增加。
本实验通过记录呼吸运动，观察正常呼吸运动的频率和深度和O2或CO2变化对呼吸运动的影响。在此基础上通过造成动物的窒息、气胸和肺水肿，复制通气功能障碍、气体弥散障碍及肺泡通气/血流比失调所引起的I型和II型呼吸功能不全模型。
实验动物
家兔， 雌雄不拘，
设备器材
BL-410生物信息采集处理系统、张力传感器1个、压力传感器2个、血气分析仪、氮气袋和二氧化碳气瓶（可用自制二氧化碳发生器代替）。听诊器、气管插管、动脉插管、蛙心夹、外科手术器械1套，橡皮胶管1条（
药品与试剂
3%戊巴比妥钠或20%氨基甲酸乙酯，0.5%肝素，1%普鲁卡因，10%葡萄糖（或油酸）、生理盐水。
操作步骤及观察项目
1 固定与麻醉
动物称重后，耳缘静脉注射3%戊巴比妥（1ml/kg）或20%氨基甲酸乙酯(4ml/kg)麻醉，仰卧位固定于兔手术台。
2手术插管
按照颈部手术方法分离气管并做气管插管;按照颈部手术方法分离颈总动脉做动脉插管。按照股部手术方法分离一侧股动脉做股动脉插管。全身肝素化：耳缘静脉注射0.5%肝素1 ml/kg。
3 连接传感器
将蛙心夹夹在胸廓活动最明显处的胸壁上，另端用丝线系于张力传感器感应片的小孔上，接通1通道，记录呼吸运动的频率和辐度；将Y型气管插管一侧开口用胶管与压力传感器相连，接通2通道，记录进出气道的气量；将动脉插管与另支压力传感器相连，接通3通道，记录动脉血压。打开BL-410主界面，从输入信号项中，1通道选择张力、2、3通道选择压力、开始记录。
4 观察呼吸运动及调节
稳定观察和标记正常状态下家兔呼吸的频率、幅度、进出气量及血压值。
观察CO2对呼吸运动的影响：
将二氧化碳气瓶与气管插管一侧管口相连，打开气瓶开关，低流量给予CO2，观察和记录10min内动物呼吸运动、通气量及血压有何变化。然后恢复正常通气。
观察低氧性气体对呼吸运动的影响： 将盛有纯氮气的气袋与气管插管的一侧相连，打开气袋导管上的螺丝夹，令动物吸入一定量的氮气（10-15min左右）以减少吸入气体中的氧浓度。观察和记录动物的呼吸运动、通气量及血压的变化。
然后恢复正常通气。
解剖无效腔对呼吸运动的影响：将气管插管一侧开口连接
上述实验项目完成后，进行呼吸功能不全的实验观察。
5 实验性呼吸功能不全
①取正常动脉血样测定血气指标：用肝素化的1ml注射器从股动脉取血0.5ml（或依血气分析要求酌定），迅速将针头插入备好的小橡皮块中，作血气分析。主要指标是：PaO2 PaCO2 AB ，记录正常对照值。
②阻塞性通气障碍 用弹簧夹或血管钳夹闭气管插管上端侧管的橡胶管，使动物处于完全窒息状态30sec，或在夹闭的橡胶管上插入2个9号针头，造成动物不完全性窒息10min。按照①法取血作血气分析。并观察动物呼吸运动、通气量及血压的变化。
③立即解除夹闭，等候10min，等待动物呼吸完全恢复。
④限制性通气障碍 于家兔右胸4或5肋间插入1个16号（钝）针头，造成右侧气胸，观察呼吸运动、通气量及血压变化，5-10min后①法取血作血气分析。
⑤用50ml注射器将胸腔内空气抽尽并拔出针头，等候10min,待动物呼吸恢复正常。
⑥实验性肺水肿（任选1种方法）
1）高渗葡萄糖法引起的肺水肿 抬高兔台头端呈30度角，保持气管居于正中部位。用2ml注射器吸取10%葡萄糖溶液1-2ml，将针头插入气管分叉处，5min内缓慢匀速地将葡萄糖溶液滴入气管内以造成渗透性肺水肿。5-10min后①法取血作血气分析。然后放平兔台，观察呼吸运动、通气量及血压的变化。
2）油酸法引起的肺水肿： 耳缘静脉缓慢注射油酸0.06ml/kg
– 0.08ml/kg，注射后30min 和1hr，分别按①法取血作血气分析，并观察动物的呼吸运动、通气量及血压的变化。
待上述2种方法使动物呼吸出现明显变化，甚至有时可见动物气管插管内或鼻腔部位有泡沫样液体出现后，立即处死动物，开胸观察肺部变化，并取出全肺测定肺体系数：肺体系数= 肺脏重量（g）/ 体重（kg）。正常家兔的肺体系数为4.2-5.0。
注意事项
1 完全窒息时间不能超过1min，以免造成死亡。
2 人工气胸后胸腔内气体一定要抽尽，待呼吸完全恢复到气胸前水平才能进行肺水肿实验。
3 血气分析用的血样标本务必及时严格密封，取血后应立即用小橡皮块阻塞针头。每次采血的针头和血量应一致。注射器预先肝素化避免血样凝血。
4 每次的记录数据应注意保存，以便在实验结束后进行反演比较。
实验二 急性心力衰竭及药物治疗
实验目的
本实验通过应用戊巴比妥钠复制心力衰竭的动物模型，运用心导管观察心力衰竭时心脏功能及血流动力学的改变。并观察强心药物对衰竭心脏的强心作用以及药物过量时对心脏的毒性，同时，观察抗心律失常药物对强心甙所致心律失常的治疗作用。
实验原理
心力衰竭是各种病因引起心肌收缩力降低的一种临床综合征。其典型心脏及血流动力学变化是心输出量下降、心脏舒张末期容积增大导致舒张末期压力增高、心肌收缩性能下降、动脉血压下降和静脉压升高。心力衰竭的基本机制是心肌兴奋收缩偶联障碍。其实质是心肌Ca++离子转运异常。
戊巴比妥钠能够抑制心肌细胞肌浆网中Ca++的摄取，增加肌浆网的磷酸酯与Ca++的结合，由此降低Ca++的储存并减少心肌可利用的Ca++含量，因而抑制心肌细胞膜的除极，产生负性肌力作用导致心力衰竭。
心力衰竭时的心脏收缩功能可采用心导管技术进行监测。常用反映左心室收缩功能的参数有左心室收缩压（LVSP）、（dp/dtmax）、左心室舒张末压（LVEDP）、动脉血压（AP）以及中心静脉压（CVP）等。
强心甙类药物通过抑制心肌细胞膜的Na+-K+-ATP酶，提高细胞内Ca++的浓度，由此发挥正性肌力作用而有效治疗心力衰竭。同时，强心甙还能通过兴奋迷走神经活性，加速细胞内钾的外流，降低窦房结自律性，缩短心房不应期，减慢房室结的传导速度，所以也能治疗某些快速型心律失常。
强心甙类药物还可以直接抑制蒲肯野纤维细胞的Na+-K+-ATP酶，导致心肌细胞失K+, 而Na+的排出减少，由于细胞内Na+增多使细胞膜最大舒张电位降低（负值减小），与阈电位的距离缩短，导致蒲肯野纤维自律性增大，不应期缩短，心室频率过快，出现心律失常。此为强心甙类的心脏毒性之一。
对强心甙类引起心脏毒性的治疗，主要根据症状进行选药。快速型心律失常可补充钾盐（氯化钾）滴注，因为细胞外钾能够阻止强心甙与Na+-K+-ATP酶的结合，缓解心脏毒性。对室性早博或室性心动过速可选择苯妥英钠和利多卡因治疗。
如出现缓慢型心律失常，可选择阿托品治疗。
实验动物
健康家兔 雌雄不拘，
设备器材
BL-410生物信息采集处理系统、人工呼吸机、自动恒速推注机、中心静脉压测定装置1套、颈外静脉插管及输液装置1套、左心室插管1套、外科手术器械1套、气管插管、动脉夹、心电图导联线和皮下电极（可用粗针头代替）。
药品与试剂
20%氨基甲酸乙酯、3%戊巴比妥钠、
操作步骤及观察指标
1 麻醉与固定 耳缘静脉注射20%氨基甲酸乙酯（4ml/kg），仰卧位固定兔手术台。
2 颈部手术及插管
按照颈部手术方法分离气管连接气管插管，气管插管与人工呼吸机连接，调节潮气量为10 ml/kg,呼吸频率30次/min。呼吸时程比 1.25:1.
分离右侧颈外静脉连接静脉插管、插管向心端插入静脉约
分离右侧颈总动脉，结扎远心端，在近心端夹一动脉夹。量取从切口到心脏的距离，并在导管上作一标记。然后在颈总动脉上做一切口将充满肝素生理盐水并与压力传感器相连的心导管（可用细塑料管代之）朝心脏方向插入动脉，用丝线将血管及血管内的导管打一活结以防出血。缓慢推进导管，同时观察压力波形的变化。当导管在动脉内时，压力波形与动脉血压波形相似。在主动脉瓣开放时将导管插入心室内，此时可见压力波形明显加大，并出现左心室压力特征性波形。随后将导管牢固结扎固定。
3 连接II导联心电图 四肢近心端内侧皮下插入针形电极，连接II导联心电图电极，记录观察心电图。
4 记录指标：LVSP、LVDP、LVMP、LV-dp/dt,
CVP、ECG。
5 急性心力衰竭模型的建立
经自动恒速推注机，以0.5ml/min速度，向静脉内推入3%戊巴比妥钠，以LVSP下降至给药前的40%-50%为急性心力衰竭的指标，停止推注戊巴比妥钠。稳定10min，再次记录上述各项指标。
6 实验性治疗
7 心律失常的抢救治疗 根据心律失常出现类型可分别选择阿托品(0.2%,
1ml/kg）、盐酸利多卡因（0.4%,3ml/min）或苯妥英钠，记录给药前后ECG变化。
注意事项
1中心静脉压（CVP）测定：调整水银检压计的零点，使之与家兔右心房处于同水平。旋动三通开关，使水银检压计与输液管相通，排除检压计中的气泡并充盈水至满刻度。再次旋动三通开关，使检压计与静脉插管相通，这时可见检压计中的液面下降，直至液面不在明显下降为止（此时液面可随呼吸有轻微波动）。此时的液面高度即为CVP（单位:cmH2O）。
2 颈外静脉插管和颈总动脉插管均应仔细小心，不可强行插入。所用塑料管口径应适中，尖端不宜过尖以免损伤血管或穿透心室壁。特别是测定左心室压的心导管，在插入时应一边观察波形一边缓慢推进导管。
3静脉给药后应再注射等量生理盐水，保证药物不残留在管腔内。
实验三 休克与微循环障碍
实验目的
学习掌握复制失血性休克的基本方法。理解休克是急性循环障碍为临床表现、微循环障碍是发病基础的病理生理机制。综合运用抗休克和改善微循环的治疗方法或药物，进行实验性治疗。
实验原理
休克是机体在急性严重失血、严重创伤和感染等刺激下，循环功能急剧减退、组织器官微循环灌流严重不足、以致重要器官的机能、代谢严重障碍的全身性危重病理过程。休克的本质是微循环障碍。微循环是血液循环的末梢部分，是微血管网络中的微动脉、后微动脉、毛前括约肌、真毛细血管网、直捷通路、微静脉与动静脉短路。
失血是导致休克的常见原因。血量锐减（如肝、脾破裂、胃和十二指肠出血）超过总血量的20%以上时，极易导致急性循环障碍，组织有效血液灌注不足，即休克。根据休克的微循环理论，休克的发生发展过程中，微循环系统先后历经缺血期、淤血期和衰竭期。但根据失血程度及失血速度的不同，各期持续时间、病生理改变以及临床表现均有所不同。
表1 失血性休克的临床程度分类
|
程度 |
失血量（ml） |
收缩压(kPa) |
舒张压（kPa） |
脉博（次/分） |
|
轻度 |
>20%（800） |
正常或稍高 |
增 高 |
< 100,有力 |
|
中度 重度 |
20-40%(800-1600) >40%(1600)
|
9.33- 12 < 9.33 |
降
低 降
低
|
100-120, 细速不清 |
1 kPa = 7.5 mmHg, 1
mmHg =0.133kPa.
休克对机体的影响是全方位的。本实验侧重观察失血性休克发生时微循环的改变以及改善微循环对休克的影响。微循环的观察重点是微循环的血流动力学变化（如血流速度、血管直径、血液流态）及栓塞、出血等。常用的微循环观察部位有肠系膜、球结膜、耳廓、甲皱、唇、舌等。本实验采用家兔肠系膜作为微循环的观察部位。
一般而言，家兔的全血容量约占体重的6%左右（5.33-7.33ml/
对失血性休克的抢救，首先应强调补充血容量或止血以提高有效循环血量。以增加心排血量和组织器官的灌注。在此基础上，应根据休克的具体表现应用血管活性药物改善微循环。酚妥拉明等肾上腺素α受体阻断剂，可以扩张血管降低其阻力，反射性增加心肌收缩力和心率，从而增加心排血量，改善休克；多巴胺能通过兴奋β受体使心肌收缩力加强、心排血量增加，也能兴奋多巴胺受体降低肾动脉、肠系膜动脉阻力，因而具有抗休克作用；活血化淤类中药如莨菪碱类药物（654-2）、复方丹参注射液和黄芪注射液等具有显著的改善微循环作用。在实验过程中，可自行选择上述及其它药物，观察抗休克的药物治疗效果。在抢救休克的时候，可分为单纯补充血容量（回输血液）组、补充血容量加不同药物等若干小组。
实验动物
健康家兔，雌雄不拘， 体重
设备器材
BL-410生物信息采集处理系统、张力、压力传感器、ECG电极、BI2000医学图象分析系统、家兔微循环观察台、静脉输液装置1套、外科手术器械1套、三通器、纱布、丝线、注射器（50、20、10、5、1ml各1支）。
药品试剂
20%氨基甲酸乙酯、0.5%肝素生理盐水溶液、生理盐水、0.02%肾上腺素、2.5%酚妥拉明、0.01%乙丙肾上腺素或多巴胺、低分子右旋糖苷、654-2注射液、复方丹参注射液或黄芪注射液等。
操作步骤及观察项目
1 麻醉与固定 20%氨基甲酸乙酯麻醉动物（4ml/kg）,仰卧位固定于家兔微循环观察台。
2 耳缘静脉插管 一侧耳缘静脉插入6#针头并用动脉夹固定之。针头与静脉输液装置相连被输液或给药。输液速度调整为5-10滴/min，以保持静脉通畅。
3 取三通器，一端通过压力换能器与BL-410生物信息采集分析系统1通道相连，另一端与含有肝素生理盐水溶液的动脉插管系统相连，第三端接一50ml注射器留做放血用。暂时关闭连接动脉插管的一端。
4颈部手术及插管 分离一侧颈总动脉，穿线，结扎远心端，近心端用动脉夹暂时夹闭，行动脉插管术。结扎固定插管后，松开动脉夹，使血液与压力传感器相通记录血压，同时关闭三通放血端。
5 家兔四肢皮下经针形电极连接ECG II导联，ECG信号由BL-410生物信息采集分析系统2通道显示。取蛙心夹于胸骨柄呼吸明显处，连接张力传感器于BL410生物信息采集分析系统3通道，记录动物呼吸振幅及频率。
6 另机启动BI-2000医学图象分析系统，选择“微循环测量分析”菜单，进入“动态微循环图象分析处理系统”窗口界面，设置捕获参数和视频源，并进行系统定标。点击“实验内容”下拉列表，选择需要的微循环实验内容（详见第二章内容）。
7 腹部手术及肠系膜固定 腹部做正中切口6
8 失血性休克 上述操作完成后，可观察10分钟作为对照。然后依次进行下列操作：
⑴ 打开三通的放血端口，用事先吸取适量肝素的（7ml）的50ml注射器抽取动脉血20ml，观察并记录动脉血压、心率、呼吸及微循环的变化；10min后，继续抽取动脉血20-30ml（或以动脉血压降至40mmHg为准），观察动脉血压、心率、呼吸及微循环的变化；15-20min后再次抽取动脉血致动脉血压降至40mmHg以下，继续观察上述指标。
⑵休克的抢救
血液回输 补充血容量（打开静脉输液装置，快速回输血液，并观察动脉血压、心率、呼吸以及微循环的变化；
药物干预
在以上基础上，自行设计和试验血管活性物质及药物对休克的作用，特别注意观察药物对微循环改善的影响。
在实验中，也可自由组合抢救措施，如单纯补充血容量、单纯应用血管活性物质或药物、补充血容量与药物联合、不同药物间的联合等等。
注意事项
1 本实验同时使用BL-410生物信息采集处理系统和BI2000医学图象系统，实验前应认真阅读本教程第1，2章有关内容。实验中，妥善安放两型仪器。
2 微循环实验所用台氏液亦可用生理盐水代替。
3 相关药物的参考剂量：肾上腺素 2-5 μg/kg, 酚妥拉明 1- 2mg/kg,异丙肾上腺素 2-5μg/kg，多巴胺2-4mg/kg, 654-2 1-2 mg/kg, 复方丹参注射液或黄芪注射液2-5ml/kg。
4 动静脉插管所用塑料管均应肝素化，以防凝血。但不必全身肝素化。
5 肠系膜牵拉要轻柔。给药前后的微循环观察应在同一视野下进行。
实验四 水肿的形成与利尿药的作用
实验目的
学习并掌握水肿的病理生理学机制和利尿药的治疗学基础。
实验原理
正常人体的体液包括血液和组织液。两者总量相对恒定。两者间的液体交换和组织液与体外液体交换平衡是维持体液总量相对恒定的基础。如某种因素导致过多的液体在组织间隙或体腔中积聚，即上述平衡失调，则形成临床所见的水肿。
水肿的发生机制包括：⑴血管内外液体交换失衡：如充血性心力衰竭、肿瘤压迫静脉、动脉充血均可导致静脉压升高，因而毛细血管流体静压增高、平均实际滤过压增大而使组织液生成过多；肝病或营养不良、肾病综合征、慢性消耗性疾病可使血浆蛋白含量降低而导致血浆胶体渗透压降低，平均实际滤过压增大而使组织液生成过多；各种炎症和昆虫叮咬导致微血管壁损伤或通过组织胺、激肽类的作用使微血管壁通透性增高，平均实际滤过压增大而使组织液生成过多；恶性肿瘤、寄生虫阻塞淋巴管，导致淋巴回流受阻，含蛋白的淋巴液在组织间隙积聚导致水肿。⑵体内外液体交换失衡：如充血性心力衰竭使有效循环血量减少，肾血流量下降，肾脏疾病导致的滤过面积减少，都能使肾小球滤过率下降而导致水钠潴留；肾皮质交感神经兴奋性过高或肾素水平增高，引起小血管收缩而使肾血流重新分布引起水钠潴留而产生水肿。⑶近曲小管重吸收钠增多：如心衰、肾病综合征等出现时，利钠激素（心房利钠肽）分泌减少，一方面直接使近曲小管重吸收钠增多，另一方面通过醛固酮分泌增加使远曲小管重吸收钠增多；再如，肾小球滤过分数（FF，FF=肾小球滤过率/肾血浆流量）增加可使血浆中的非胶体成分滤过增多，当通过肾小球后，流入肾小管周围毛细血管血流中的血浆胶体渗透压增高，流体静压下降，使近曲小管重吸收钠增加，因而水钠潴留引起水肿。
⑷远曲小管和集合管重吸收钠增多：病理条件下，肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活，可使醛固酮、抗利尿激素分泌增加；或肝细胞灭活醛固酮能力下降，由此使远曲小管、集合管重吸收钠增多而导致水肿。
水肿按范围可分为全身性水肿、局部水肿（肺水肿、脑水肿）、体腔过多液体积聚的水肿，又称为积水（如心包积水、脑积水、腹腔积液）；亦可按病因分为肾性水肿、肝性水肿、心性水肿、营养不良性水肿、淋巴水肿、炎性水肿等。
本实验通过阻断下腔静脉回流而复制实验性腹水模型，从而理解体循环静脉压增高导致水肿的机制。同时，根据已学过的药理学知识，利用实验室提供的实验药物，选择不同利尿药观察其对腹水的影响并分析其作用原理。
实验动物
雄性家兔
设备器材
BL-410生物信号系统、小动物呼吸机、血压传感器、静脉输液装置1套、计滴装置、保护性电极。外科手术器械1套、动脉夹、动脉插管1根、细输尿管插管1根、20ml、10ml、2ml注射器各1支。纱布、止血纸。兔手术台。
实验药品
25%乌拉坦，盐酸普鲁卡因、0.9%生理盐水、0.5%肝素、1%呋塞米、氢氯噻嗪.
操作步骤与观察项目
1 麻醉 取雄性家兔，称重后由耳缘静脉注射25%乌拉坦（100mg/kg），待麻醉后仰卧位固定于兔手术台。
2 颈部插管 颈部插管按照颈部手术（见第三章第1节）操作。
颈外静脉插管
分离颈外静脉一段，引线2根，一根结扎颈外静脉远心端，另根备用。在结扎点近心处，左手持眼科镊轻提静脉，右手用眼科剪做一“V‘型切口，插入连于静脉输液装置的充满生理盐水的细塑料管，用线结扎固定。然后缓慢输入生理盐水以保持静脉通畅（输液速度5-10滴/分钟）。
气管插管
分离气管，做气管插管，连接小动物呼吸机。呼:吸=1.25:1, 呼吸频率23次/分钟，调节潮气量为10ml/kg。
颈动脉插管 分离一侧颈动脉，动脉夹暂时夹闭动脉血流， 将内充肝素化生理盐水的聚乙烯管插管，一端插入动脉近心段并用线扎紧固定，另端连接血压传感器，放松动脉夹，记录动脉血压。
3 尿道插管 于尿道口滴入2-3滴盐酸普鲁卡因溶液，导尿管头端涂抹少许液体石蜡，经尿道口插入膀胱，见尿液流出后再推进
将导尿管连接于记滴器。按照程序打开计算机进入实验频道。单击菜单实验项目栏，弹出下拉菜单，从泌尿实验项找出“影响尿生成因素”栏，测定血压和尿量。
4夹闭下腔静脉 剪去右侧胸壁兔毛，沿胸骨右缘做6
5大量输液 调节静脉输液速度达120滴/分钟，然后记录输液瓶中液面刻度并计时。输液量达到250ml时停止输液，50~60分钟后打开腹腔观察有无腹水形成、肝、肾颜色及外观有无变化。
6实验性治疗 利用实验室提供的药品，学生自行选择利尿药，观察尿量变化及腹水、肝肾改变情况。
注意事项
1 进行本实验时，各班可分成6组。1、2组在实验性治疗时可放松下腔静脉、3、4组只放松下腔静脉但不做实验性治疗，5、6组在不放松下腔静脉的情况下进行治疗。实验结束后，可互相比较实验结果。
2 腹水形成的过程较为缓慢，应耐心并密切观察。
3 寻找下腔静脉和进行输尿管插管时，动作要轻柔避免损伤其它脏器。