lab 1 biopac

18
Laborator 1 EIM SISTEMUL DE ACHIZIŢIE BIOPAC. I. Scopul lucrării: lucrarea îşi propune să familiarizeze studenţii cu mediul de cercetare Biopac prin prezentarea principalelor componente hardware şi software ale sistemului. În prima parte a lucrării sunt prezentate funcţiile şi toolset-urile pe care componenta software le înglobează, precum şi modul de utilizare a acestora. În partea a doua a lucrării este exemplificat modul de achiziţionare a electrocardiogramei (ECG) cu ajutorul sistemului Biopac, având următoarele obiective experimentale: 9 familiarizarea cu modul în care se realizează înregistrarea activităţii electrice a inimii precum şi întelegerea sursei acestei activităţi ; 9 însuşirea principalelor metode de măsură a activităţii electrice a inimii; 9 corelarea evenimentelor electrice afişate într-o electrocardiogramă cu evenimentele mecanice din timpul unui ciclu cardiac; 9 observarea schimbărilor care apar în electrocradiogramă asociate cu respiraţia, poziţia corpuli, exerciţiu, greutatea corpului şi vârstă; 9 înregistrarea electrocardiogramei prin 3 respectiv 6 derivaţii atunci când subiectul este întins, aşezat şi realizează un ciclu respirator mai rar decât cel normal; 9 observarea unei aplicaţii a legii lui Einthoven; II. Descrierea sistemului de achiziţie Biopac MP150WS Biopac Systems, Inc., a fost fondat în 1985 şi până in prezent a avut ca obiectiv de activitate proiectarea şi producerea de sisteme computerizate educaţionale şi pentru cercetare. Acestea sunt folosite în principal pentru analiza semnalelor biomedicale, şi includ traductoare, electrozi, amplificatoare, accesorii pentru înregistrări, componente software, dedicate pentru cercetare în medii universitare, spitale, farmacii şi institute de cercetare. În prezent există două tipuri de sisteme pentru cercetare în domeniul semnalelor biomedicale oferite de Biopac Systems, Inc., şi anume:

Upload: tavi-alban

Post on 24-Jun-2015

557 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: LAb 1 Biopac

Laborator 1 EIM

SISTEMUL DE ACHIZIŢIE BIOPAC.

I. Scopul lucrării: lucrarea îşi propune să familiarizeze studenţii cu mediul de

cercetare Biopac prin prezentarea principalelor componente hardware şi software ale

sistemului. În prima parte a lucrării sunt prezentate funcţiile şi toolset-urile pe care componenta

software le înglobează, precum şi modul de utilizare a acestora. În partea a doua a lucrării este

exemplificat modul de achiziţionare a electrocardiogramei (ECG) cu ajutorul sistemului Biopac,

având următoarele obiective experimentale: familiarizarea cu modul în care se realizează înregistrarea activităţii

electrice a inimii precum şi întelegerea sursei acestei activităţi ; însuşirea principalelor metode de măsură a activităţii electrice a inimii; corelarea evenimentelor electrice afişate într-o electrocardiogramă cu

evenimentele mecanice din timpul unui ciclu cardiac; observarea schimbărilor care apar în electrocradiogramă asociate cu

respiraţia, poziţia corpuli, exerciţiu, greutatea corpului şi vârstă; înregistrarea electrocardiogramei prin 3 respectiv 6 derivaţii atunci când

subiectul este întins, aşezat şi realizează un ciclu respirator mai rar decât

cel normal; observarea unei aplicaţii a legii lui Einthoven;

II. Descrierea sistemului de achiziţie Biopac MP150WS

Biopac Systems, Inc., a fost fondat în 1985 şi până in prezent a avut ca obiectiv de activitate

proiectarea şi producerea de sisteme computerizate educaţionale şi pentru cercetare. Acestea

sunt folosite în principal pentru analiza semnalelor biomedicale, şi includ traductoare, electrozi,

amplificatoare, accesorii pentru înregistrări, componente software, dedicate pentru cercetare în

medii universitare, spitale, farmacii şi institute de cercetare.

În prezent există două tipuri de sisteme pentru cercetare în domeniul semnalelor biomedicale

oferite de Biopac Systems, Inc., şi anume:

Page 2: LAb 1 Biopac

• MP100 (poate fi instalat pe Windows, MP100WSW, sau pe Mac MP100WS)

• MP150 (poate fi instalat pe Windows, MP150WSW, sau pe Mac MP150WS)

În laboratorul de EIM se va lucra cu sistemul MP150WS care este fromat din componente

hardware (vezi Tabel 1.) şi software.

1. Prezentare componente hardware: Principala componentă hardware a sistemului de achiziţie Biopac este modulul de achiziţie

MP150A – CE prezentat în tabelul de mai jos.

Tabel 1. Modulul de achiziţie MP150A - CE

Partea din faţă

POWER – VERDE - Indică faptul ca sistemul este alimentat

ACTIVITY - ROŞU – Indică transfer de date înspre/dinspre

sistemul MP150;

BUSY – VERDE – Indică faptul că sistemul MP150

achiziţionează date;

Partea din spate

POWER ON / OFF buton pentru pornire / oprire sistem;

Intrare DC – se foloseşte pentru a conecta fie o baterie fie

convertorul AC/DC:

• MP150 are nevoie de 12V la 2 A;

Port SERIAL – sistemul poate fi conectat la computer prin

intermediul unui port serial:

• Foloseşte un conector standard MINI DIN 8;

• Trebuie folosit doar pentru a conecta MP150 cu un PC

(via USB1W) or Mac (via USB1M);

Ethernet – pentru a conecta MP150 la un computer sau la o

reţea locală de calculatoare (LAN);

Page 3: LAb 1 Biopac

Partea laterală

Conectarea modulelor Cele două intrări conectoare sunt proiectate pentru conectare

directă către UIM100C (interfaţă universală):

• Semnalele analogice sunt transmise printr-un conector

cu 37 de pini (partea superioară);

• Semnalele digitale sunt transmise printr-un conector

de 25 de pini (partea inferioară).

Partea inferioară

Comutator Firmware IMPORTANT - NU ESTE UN COMUTATOR DE RESET

Comutatorul Firmware este localizat în partea inferioară a

unităţii MP150, într-o adâncitură pentru a preveni activarea

accidentală – NU este un COMUTATOR de RESET pentru

unitatea MP150.

Atenţie! Activarea Comutatorului Firmware va determina ca

unitatea MP150 să funcţioneze cu versiunea anterioară de

Firmware încărcată în aceasta.

O parte din componentele hardware ale sistemului Biopac sunt descrise în Tabelul 2.:

Tabel 2. Componente hardware ale sistemului MP150WS

COMPONENTĂ CARACTERISTICI IMAGINE

Interfaţa universală (UIM100C&HLT100C )

- reprezintă interfaţa dintre sistemul MP150 şi dispozitivele externe;

- este folosit in general ca interfaţă de intrare a semnalelor pre-amplificate şi/sau semnale digitale pentru unitatea de achiziţie MP150. Alte semnale (ex. cele provenite de la electrozi sau traductoare) se conectează la module specifice descrise mai jos;

-16 canale analogice de intrare (conectori mini-phone jack de 3.5 mm);

-2 canale analogice de ieşire ( conectori mini-phone jack de 3.5 mm);

-16 canale digitale de intrare/ ieşire;

-oferă o cale directă între canalele I/O analogice,digitale şi dispozitivul MP atunci când se achiziţionează sau se transmit date către echipamente externe;

Page 4: LAb 1 Biopac

-HLT100C are aproximativ aceleaşi funcţii ca UIM100C dar se foloseşte pentru conectarea traductoarelor ce au nevoie de alimentare;

-se pot conecta până la 16 traductoare.

IMPORTANT - echipamentele externe de laborator, ce au alimentare proprie, trebuie conectate la sistemul MP prin intermediul unor izolatoare, atunci când sistemul este conectat la electrozi ataşaţi de o persoană.

Pentru a conecta echipamente externe la sistemul MP folosiţi:

• pentru semnale analogice – isolatorul INISO sau OUTISO (cu HLT100C)

pentru semnale digitale – STP100C (cu UIM100C)

Amplificator traductor general (DA100C)

-zgomot de nivel mic;

-amplificator diferenţial în punte;

-operează cu diferite traductoare: de presiune, de forţă, sensori de lumină,microfoane etc şi aproape orice traductor sau senzor activ sau pasiv;

-reglaj variabil al amplificării

-tensiune de referinţă ajustabilă pentru activarea traductoarelor pasive (±10V)

-control al offset-ului.

-filtru trece jos (10Hz, 300Hz, 5000Hz);

-filtru trece sus (DC, 0.05Hz);

-tensiune de intrare:

Amplificare Vin(mV) 50 ±200

200 ±50 1000 ±10 5000 ±2

Page 5: LAb 1 Biopac

Amplificatoare de Biopotenţial ECG100C

EEG100C

EMG100C

-înregistrează activitatea electrică a inimii;

-ieşirea poate fi comutată între ECG normal şi detecţie vârf a undei R;

- FTJ: 35Hz, 150Hz;

-FTS:0.05Hz, 1Hz;

-filtru notch: 50Hz/60Hz;

-impedanţă de intrare: 2MΩ;

Amplificare Vin(mV) 500 ±20

1000 ±10 2000 ±5 5000 ±2

-înregistrează activitatea electrică a creierului;

-poate realiza măsurători EEG uni şi bipolare;

-ieşirea poate fi comutată între EEG normal şi detectare unde Alpha;

-FTJ: 35Hz, 150Hz;

-FTS:0.1Hz, 1Hz;

-filtru notch: 50Hz/60Hz;

-impedanţă de intrare: 2MΩ;

Amplificare Vin(mV) 5000 ±2

10000 ±1 20000 ±0.5 50000 ±0.2

-amplifică activitatea electrică a muşchilor generali şi scheletici;

-FTJ: 500Hz, 5000Hz;

-FTS: 1Hz, 10Hz, 100 Hz;

-filtru notch: 50Hz/60Hz;

-impedanţă de intrare: 2MΩ;

Amplificare Vin(mV) 500 ±20

1000 ±10 2000 ±5 5000 ±2

Page 6: LAb 1 Biopac

Amplificatoare traductoare PPG100C

SKT100C

-înregistrează pulsul şi oferă informaţii cu privire la presiunea sângelui, densitatea acestuia.

-amplificare: 10, 20, 50, 100ş

-FTJ: 3Hz, 10Hz;

-FTS:DC, 0.05Hz, 0.5Hz;

-filtru notch: 50Hz/60Hz;

-impedanţă de intrare: 2MΩ;

-măsoară temperatura de suprafaţă, internă sau a aerului;

-domeniul de temperaturi: 5ºC - 60ºC;

-FTJ: 1Hz, 10Hz;

-FTS:DC, 0.05Hz, 0.5Hz;

-Senzitivitate: 100micro ºC;

Amplificare Domeniu(ºC) 5 5-60 2 22-43 1 27-37

0.5 30-35

Traductoare şi cabluri TSD200

TSD201

TSD121C

TSD111

-folosit pentru înregistrarea pletismografică a pulsului; -folosit pentru înregistrarea efortului respirator; -dinamometru isometric;

-măsoară forţa exercitată de anumite grupe de muşchi;

-pentru măsurarea puterii braţelor, picioarelor, puterea de răsucire;

-măsurarea forţei care apare pe călcâi şi degete în timpul mersului (forţa de călcare);

-încorporeaza doi senzori de forţă, unul în dreptul călcâiului şi celălalt în dreptul degetelor.

TSD121

TSD200

TSD201

Page 7: LAb 1 Biopac

TSD 202

TSD 155C

MEC100C

TSD108

JUMP100&JUMP100C

-traductor de temperatură;

-înregistrează modificările rapide de

temperatură;

-timpul de răspuns de 0.6 – 1.1 sec;

-cablu pentru măsurători ECG;

-poate fi folosit pentru înregistrări ECG 12-

derivaţii;

-permite înregistrarea simultană a derivaţiilor

I, II, III, aVR, aVL, aVF şi a unuia dintre [V1,

V2. V3, V4, V5 sau V6];

-este lung de 3m;

-conţine încorporat un terminal Wilson;

-cabluri prelungitoare folosite pentru a mări

distanţa dintre pacient şi sistem;

-creşte comfortul şi posibilitatea de mişcare;

-lungime de 3m, clips metalic pentru ataşarea

de haine;

-nu conţine nici o parte metalică (cu excepţia

clipsului detaşabil);

-microfon pentru sunete fiziologice;

-este folosit în general pentru ascultarea

zgomotelor Korotkoff;

-folosiţi pentru a crea referinţe comune între amplificatoarele de biopotenţial (ECG);

-lungime 10cm;

JUMP100 & JUMP100C

TSD111

TSD202

TSD155

MEC SERIES

TSD 108

Page 8: LAb 1 Biopac

2. Prezentare componentă software AcqKnowledge este componenta software a sistemului de achiziţie Biopac şi reprezintă un

program interactiv şi intuitiv ce permite vizualizarea , măsurarea, analiza şi transformarea

datelor.

Principalele categorii de funcţii pe care AcqKnowledge le poate îndeplini sunt:

-monitorizarea procesului de achiziţie a datelor (nominalizarea canalelor de înregistrare,

calibrarea, stabilirea parametrilor achiziţiei şi conversiei analog/numerice, definirea funcţiilor

matematice de prelucrare on-line a unor forme de undă);

-stocarea datelor înregistrate în memoria calculatorului sau pe un alt suport şi manevrarea

fişierelor cu înregistrări (copiere, ştergere, tipărire, etc.);

-procesarea semnalelor discrete după înregistrare (operaţii matematice, funcţii analitice,

analiza în frecvenţă, filtrare, funcţii statistice, etc.);

-accesarea unui editor propriu (jurnal), care permite notarea anumitor comentarii sau

rezultate ale măsurătorilor, specifice unui set de înregistrări.

În Fig.1 este prezentat un exemplu de fereastră AcqKnowledge şi sunt evidenţiate principalele

componente ale programului.

Fig. 1 Componente ale unei ferestre AcqKnowledge

Instrumente Markeri

Axă verticală

Instrumente de selectare şi

mărire

Afişaj jurnal

Indicator de stare

Canal selectat

Modul de afişaj

Modul de salvare

Nume fişier şi cale

Meniuri program

Bară instrumente

Etichete canale

Parametri măsuraţi

Semnale înregistrate pe diferite

canale

Axă orizontală

Instrumente jurnal

Regiune rezervată markerilor

Page 9: LAb 1 Biopac

Pentru a porni aplicaţia AcqKnowledge se face dublu click pe iconiţa care se găseşte pe desktop şi o fereastră similară cu cea din Fig.2 va apărea:

Fig. 2 Selectarea modului de lucru dorit În acest moment există două posibilităţi:

• deschiderea programului AcqKnowledge şi folosirea acestuia în modul No Hardware, prin selectarea căsuţei corespunzătoare, atunci când nu este conectat un sistem MP150 la calculator;

• selectarea adresei sistemului MP150 care este detectat de computer (pot exista mai multe sisteme conectate atunci când se foloseşte conectarea prin LAN);

Următorul pas este setarea parametrilor achiziţiei din meniul MP150. În Tabelul 3 sunt descrişi parametrii de achiziţie oferiţi de programul AcqKnowledge:

Setarea Canalelor – permite setarea canalelor de achziţie, precum şi frecvenţa de eşantionare pentru fiecare canal în parte.

Fig. 3. Fereastra ce permite setarea canalelor de achiziţie

AcqKnowledge 3.9.1.lnk

Page 10: LAb 1 Biopac

Tabel 3. Parametri de achiziţie pentru setarea canalelor Parametrul de achiziţie Caracteristici Aquire - permite selectarea canalului respectiv pentru a fi folosit

în procesul de achiziţie; Plot - permite afişarea canalului respectiv în momentul

achiziţiei; dacă butonul nu este selectat, datele pentru canalul respectiv vor fi colectate dar nu vor fi afişate;

Values - permite afişarea valorilor numerice achiziţionate, într-o fereastră separată. Pentru a deschide această fereastră trebuie selectat MPmenu>Show Input Values.

Label - permite asignarea unei etichete pentru fiecare canal în parte.

Analog, Digital , Calc - permite selectarea tipului de semnal ce va fi achiziţionat. Calc permite efectuarea de diverse prelucrări ale semnalelor ce sunt achiziţionate(semnale sursă), si afişarea noi lor semnale în timp real;

Presets - permite selectarea anumitor funcţii presetate ce se pot aplica asupra semnalelor ce sunt achiziţionate (semnale sursă). Aceste funcţii sunt active pentru canalele de tip Calc.

Channel Sample Rate - permite setarea frecvenţei de eşantonare pentru fiecare canal în parte. Implicit valoarea acestei este frecvenţa de achiziţie dar poate fi setată la valori mai mici. Pentru canalele calculate (Calc) frecvenţa de eşantionare trebuie sa fie mai mică sau egală cu cea a semnalelor sursă

Setarea achiziţiei – o dată ce canalele au fost selectate se trece la setarea parametrilor corespunzători achiziţiei.

Fig. 4. Setarea parametrilor achiziţiei

Page 11: LAb 1 Biopac

Tabel 4. Parametri de achiziţie Parametrul de achiziţie Caracteristici

Modul de stocare Record

Record Last

- sistemul MP va stoca datele înregistrate pe durata

achiziţiei - sistemul va achiziţiona date în mod continuu, dar va

stoca doar ultimul segment de date echivalent cu durata setată pentru achiziţie;

Modul de salvare Save once

Autosave

Append

- achiziţia va începe când butonul de start este apăsat şi

se încheie fie când expira durata de achiziţie setată, fie când se apasă butonul Stop; datele sunt salvate şi nu se mai poate achiziţiona în continuarea chiar dacă timpul setat nu a expirat;

- permite realizarea mai multor achiziţii una după alta, atat timp cât durata de achiziţie setată nu a expirat. Datele fiecării achiziţii în parte sunt salvate în fişiere diferite.

- este similar cu Save Once, doar că acest mod permite oprirea si restartarea achiziţiei la intervale arbitrare. Cu alte cuvinte atunci când se apasă butonul Stop, achiziţia nu este încheiată ci doar este în pauză;de fiecare dată când achiziţia este restartă, un marker este introdus ce indică timpul (hh-mm-ss) la care s-a reluat achiziţia.

Locaţia de stocare Memory

Disk

MP

- permite stocarea datelor în memoria computerului (RAM)

în timpul unei achiziţii. După încheierea achiziţiei datele trebuie salvate pe hardisk. Acest mod oferă frecvenţe de eşantionare mai mari, dar în general computerele au memorie RAM mult mai mică decât spaţiul pe disk;

- permite salvarea datelor direct pe hardisk-ul computerului în timpul achiziţiei;

- permite stocarea unui volum mic de date în memoria unităţii MP150; 4MB.

Acquisition Sample Rate - permite setarea frecvenţei de achiziţie, cu alte cuvinte indică sistemului MP câte eşantioane să înregistreze pentru fiecare canal, într-o secundă.

Acquisition length - permite setarea duratei de achiziţie;

Page 12: LAb 1 Biopac

În continuare sunt descrise cele mai importante componente din Fig. 1 pentru a face cât mai accesibilă şi eficientă folosire programului oferit de sistemul Biopac:

Meniuri

Tabel 5. Meniuri program AcqKnowledge

Meniu Acţiuni Descriere File> -New , Open, Close, Save graph, Save

graph a, Print graph, Printer Setup, Quit,

-permite operaţii clasice cu fişiere;

Edit> -Undo, Remove Waveform, Cut, Copy, Paste, Clear, Clear All, Insert Waveform;

>Duplicate Waveform

>Select All

>Clipboard

-operaţii clasice de editare, similare cu cele ale procesoarelor de text şi grafice; -creează un nou canal, duplicat al canalui selectat; -selectează toate înregistrările indiferent de mărimea zonei vizibile; -se pot copia măsurătorile, graficele, setările de achiziţie şi valorice numerice ale semnalelor.

Transform> >Digital Filter

>Math Functions

>Template Functions

>Integral

>Derivative

>Smoothing

>Difference

>Histogram

>Resample

>Equation generator

-se pot aplica filtre IIR, FIR şi adaptive (FTS,FTJ,FTB,FTS); -se pot aplica funcţii analitice elementare ca: ABS, ArcTan, Connect endpoints, Exp, Limit, Ln, Log, Noise, Sin, Sqrt, Threshold; -se aplică pe o selecţie făcută asupra semnalului care va fi înlocuită cu rezultatul funcţiei analitice; -Set Template, Remove Mean, Correlation, Mean Square Error, Convolution, Inverse Mean Square Error folosite pentru compararea diferitelor forme de undă. -calculează integrala nedefinită pe porţiunea de semnal selectată şi înlocuieşte selecţia cu rezultatul integralei. -caluclează derivata porţiunii de semnal selectată; -se foloseşte metoda diferenţelor finite şi un filtru trece jos; -netezeşte forma unui semnal prin înlocuirea valorii într-un punct cu media aritmetică a valorilor vecine (se pot alege numărul de eşantioane vecine considerate); -calculează diferenţa în amplitudine dintre două eşantioane aflate la o anumită „distanţă” între ele; diferenţa este apoi împărţită la intervalul dintre cele două eşantioane. -produce histograma porţiunii de semnal selectate, într-o fereastră separată; -realizează reeşantionarea semnaluli selectat (decimare sau interpolare) -se pot defini diferite formule, ecuaşii pentru

Page 13: LAb 1 Biopac

>Wave math

>Power Spectral Density

>FFT

>DWT

>Find peak

>Find Next Peak

>Find All Peaks

>Find Rate

>Specialized Analysis

procesarea semnalelor; -se poate folosi informaţia din mai multe canale într-o formulă; -permite manipularea aritmetică a semnalelor din diferite canale, sau a diferetilor porţiuni selectate din semnal. -extrage puterea semnalului selectat la diferite frecvenţe (axa orizontală trebuie sa fie setată pe frecvenţă) -calculează transformata Fourier rapidă pentru semnalul selectat; -afişează magnitudinea şi faza semnalului în timp şi de asemenea componenta continuă şi componentele pozitive de frecvenţă; -permite selectarea diferiţilor algoritmi folosiţi pentru calculculul FFT. -aplică transformata Wavelet discretă peste semnalul selectat; -afişează componentele de joasă şi înaltă frecvenţă. -localizează puncte de extrem în cadrul unei selecţii, pe baza unor opţiuni privind tipul extremului (vărf pozitiv sau negativ), un nivel de prag pe care extremul trebuie să-l depăşească, locaţia punctului de început al cautării. -localizează următorul vârf care îndeplineşte condiţiile setate la Find Peak, de la poziţia la care se află cursorul; -determină toate vărfurile ale semnalului selectat; -extrage informaţii din semnale fiziologice care au un anumit grad de peridiocitate (ex. ritmul cardica extras din înregistrări ECG). -include instrumente automate de analiză a semnalelor pentru a economisi timp (ore sau chiar zile) şi standardizează interpretarea rezultatelor.

Display> >Tile Waveforms

>Autoscale Waveforms

>Overlap Waveforms

>Compare Waveforms

-centrează semnalele din fiecare canal pe spaţiul disponibil; -face vizibil tot semnalul dintr-un canal conform domeniului de timp. -prezintă toate formele de undă pe aceeaşi ordonată si sunt aduse la aceeaşi valoare medie (), astfel încât afişarea unui anumit voltaj este în acelaşi punct pentru toate canalele - pentru a examina formele de undă asociate; -afişează toate canalele la aceeşi scală a amplitudinii; -scala verticală va fi aceeaşi pentru toate canalele şi se ajustează offest-ul fiecărui canal astfel încât toate formele de undă să fie afişate centrat.

Page 14: LAb 1 Biopac

>Autoscale Horizontal

>Zoom Back

>Zoom Forward>Reset Chart Display

>Set Wave Positions

>Wave Color

>Horizontal Axis

>Show

>Statistic

>Preferences

>Size Window

>Set Font

>Load All Data Into Memory

-face vizibilă întreaga înregistrare (întreg domeniul de valori reprezentat pe abscisă este cuprins în ecran); -micşorează imaginea cu un nivel (care în prealabil a fost mărită cu intrumentul lupă); -măreşte imaginea cu un nivel; -pentru a reveni la afişajul iniţial (după ce graficile au fost mărite sau axele modificate). -se poate schimba ordinea de afişare a formelor de undă sau se poate selecta care dintre formele de undă să fie afişate; -permitea alegerea culorii pentru reprezentarea unui semnal şi a tuturor etichetelor asociate; -se poate schimba offset-ul sau intervalul de eşantionare pentru axa orizontală. -poate fi schimbată unitatea de masură (frecvenţă, timp sau arbitrar); -controlează diferite opţiuni de afişare şi ce informaţii adiţionale sunt afişate; -oferă diferite informaţii despre semnal ca: lungime, nume canal, valoarea minimă, maximă, medie, intervalul de eşantionare. -generează o fereastră de dialog în care se pot seta diferite preferinţe: optiuni de măsurare, modul de afişaj al formelor de undă, si alte caracteristici ale AcqKnowledge. -se poate specifica dimensiunea exactă a ferestrei în care este reprezentată forma de undă; -permite schimbarea font-ului; -font-ul presetat este Arial dimensiune 8. -pentru a imbunătăţi reprezentarea grafică a fşierelor mari (memorie de 2GB.).

MP150> >Setup Channels

>Setup Acquisition

>Setup Triggering

-permite setarea numărului de canale pe care se va face achiziţia de date precum şi frecvenţa de eşantionare; -permite alegerea tipului de canal, analog sau digital; -permite încărcarea unor tempalte-uri legate de setările canalelor pentru diferite tipuri de înregistrări (ex. EEG Alpha, EEGBeta, ECG R Interval etc); - se controlează frecvenţa de eşantionare; -locul unde vor fi memorate datele în timpul achiziţiei; -si durata fiecărei achiziţii; -permite începerea achiziţiei prin intermediul unui declanşator; -implicit declanşatorul este pe Off şi achiziţia se porneşte prin apăsarea butonului de Start;

Page 15: LAb 1 Biopac

>Setup Simulator-declanşatorul poate fi analog sau digital; -se pot produce semnale pe unul sau două canale în timp ce se face achiziţia de date; -se pot genera 4 tipuri de forme de undă: dreptunghiular, arbitrar (se setează forma şi durata dorită), sinusoidă;

Măsurători (determinarea unor parametri ai semnalului)

AcqKnowledge oferă o varietate de măsurători ce se pot aplica datelor achiziţionate în fiecare

canal în parte. Implicit, programul afişează măsurătorile pentru canalul selectat la momentul

respectiv. Pentru a selecta alt canal pentru care să se efectueze anumite măsurători, se apasă

pe căsuţa SC şi din lista care apare se selectează canalul dorit (vezi Fig. 5.).

Fig. 5. Modul în care se pot realiza măsurători asupra canalelor achiziţionate

Menu Pull –down pentru măsurători

Menu Pull –down selectarea canalelor Afişarea

rezultatelor

Page 16: LAb 1 Biopac

Tabel 6. Parametri ce pot fi calculaţi pentru un semnal achiziţionat

Nume Parametru Descriere

none nu se estimează nici o marime (este util de exemplu pentru copierea ferestrei grafice într-un document, dar fără a copia toate datele ci doar o parte dintre ele)

value valoarea funcţiei la primul moment al intervalului selectat sau valoarea la momentul marcat de cursor, dacă nu este selectat un interval;

delta diferenţa dintre valorile funcţiei la capetele intervalului selectat p-p diferenţa dintre maximul si minimul funcţiei în intervalul selectat max valoarea maximă a funcţiei în intervalul selectat min valoarea minimă a funcţiei în intervalul selectat stddev valoarea deviaţiei standard în intervalul selectat integral valoarea integralei funcţiei definite pe intervalul selectat (rezultatul este aria dintre

graficul funcţiei şi axa absciselor, conform definiţiei integralei) area aria cuprinsă, pe întervalul selectat, între graficul funcţiei şi dreapta care uneşte

valorile funcţiei la capetele intervalului selectat slope coeficientul de regresie nestandardizat reprezintă raportul dintre variaţia funcţiei şi

variaţia argumentului pe intervalul selectat, respectiv delta/delta t; în cazul unui singur punct selectat se calculează local panta, între punctele vecine, la dreapta şi la stanga cursorului

time valoarea corespunzătoare momentului la capătul final al intervalului selectat delta t/f/x diferenţa dintre valorile argumentului (t, f, x) la capetele intervalului selectat;

semnalele asupra carora se fac măsuratori pot fi: forme de undă (pe abscisă se reprezintă timpul t), spectre de frecvenţă (pe abscisă se reprezinta frecvenţa f), histograme (pe abscisă se reprezintă o mărime oarecare x)

freq pentru un interval selectat într-o reprezentare in domeniul timp, reprezintă inversul lui delta t; pentru un interval selectat într-o reprezentare în domeniul frecvenţă este valoarea corespunzătoare frecvenţei la capătul final al intervalului selectat

bpm este accesibil numai în domeniul timp şi reprezintă inversul mărimii delta t multiplicată cu 60; este util atunci când intervalul selectat corespunde unei perioade, iar bpm reprezintă frecvenţa fenomenului (beats per minute)

samples indică numărul curent al eşantionului marcat de cursor; pentru un interval selectat, se indică numărul curent al eşantionului corespunzător capătului final al intervalului selectat

delta s numarul de eşantioane cuprinse în intervalul selectat. kurtosis indică “cantitatea” de vărfuri dintr-o distribuţie (distribuţia normal are kurotsis 0) lin_reg calculează regresi liniară (ajută când se doreşte să se determine panta pe o

porţiune de semnal cu zgomot); lyapuvnov calculează rata exponenţială a divergenţei unui system atunci când este perturbat

de la condiţiile iniţiale; mean calculează valoarea medie a amplitudinii porţiunii de semnal selectate; median valoarea median a porţiunii selectate median T,min T, max T

indică momentul de timp a eşantionului care reprezintă valoarea median, minimă, maximă

skew măsoară statistic gradul de îndepărtare a unei distribuţii faţă de distribuţia Gaussiană

stddev măsoară deviaţia standard a porţiunii de semnal selectate

Tipuri de cursor

În colţul din dreapta jos al ferestrei grafice prezentate în Fig. 1 sunt trei etichete ce reprezintă

trei tipuri de cursoare: cursorul sageată, cursorul si lupă.

Page 17: LAb 1 Biopac

Cursorul săgeată activat (printr-o apăsare cu mouse-ul) face posibilă selectarea unui canal

prin apăsarea cu mouse-ul, fie pe butonul etichetei care îi corespunde (stânga sus - deasupra

graficelor), fie în spaţiul grafic aferent canalului respectiv.

Cursorul activat permite selectarea unui interval (variabil doar după abscisă şi extins pe toate

canalele afişate), sau poziţionarea unei linii de marcare la o anumită valoare pe abscisă; pe

intervalul selectat se pot efectua măsurătorile descrise mai sus, cât si operaţiile matematice.

Intervalul selectat este marcat vizual prin schimbarea culorii pe ecran.

Lupa activată permite descrierea pe ecran, cu ajutorul mouse-ului, a unui dreptunghi; zona

astfel delimitată este mărită la eliberarea butonului mouse-ului. Pentru a reveni la imaginea

anterioară utilizarii lupei se execută comanda Display >Zoom Previous.

Markeri Pe linia aflată deasupra graficelor, din Fig. 1 se pot introduce markeri. Aceştia se inserează la

achiziţionarea sau la procesarea semnalelor şi pot fi însoţiţi de un text explicativ de max. 80

caractere. Operaţiile cu markeri se pot realiza atunci când este selectată opţiunea Display > Show > Markers.

Inserarea unui marker se poate realiza instantaneu, în timpul înregistrării, prin apăsarea tastei

ESC, sau pe înregistrare, la momentul dorit, prin apăsarea mouseului în spaţiul destinat

markerilor. Este recomandat să se asocieze un scurt text sau o codificare fiecărui marker,

pentru a putea fi mai uşor identificaţi la procesarea înregistrării, mai ales în cazul inregistrărilor

lungi. Markerul activ ia culoarea roşie şi este afisat textul care îi corespunde. Linia markerilor din

fereastra grafică se termină cu un grup de sageti:

- săgeata stânga şi săgeata dreapta, care deplasează înregistrarea afişată până

la următorul marker în sensul respectiv;

- săgeată îndreptată în jos, a cărei apăsare cu mouse-ul deschide o lista de

optiuni:

• Find si Find Again care permit căutarea unui marker dupa textul asociat;

• Clear Marker si Clear All Markers care elimină markerul activ, respectiv

toti markerii;

• o listă cu textele asociate tuturor markerilor din înregistrare, pentru a

putea fi imediat gasiţi.

Informaţia produsă cu ajutorul programului Acqknwledge este salvată cu opţiunile File > Save Graph si File > Save Graph As… în fisiere de tip .ACQ, care pot fi citite numai de

Page 18: LAb 1 Biopac

AcqKnowledge, dar informaţia conţinută în ele poate fi importată în editoare de text sau grafice.

Există însă şi posibilitatea extragerii informaţiei afişate pe ecran cu ajutorul comenzilor:

Edit > Journal > Paste Measurement, care transfera in jurnal datele de pe ecran, sau;

Edit > Clipboard > Copy Measurement, care memoreaza datele de pe ecran si le

poate transfera intr-un alt fisier (de exemplu in Microsoft Word, unde se executa

comanda Edit > Paste).

Notă: Însuşirea tuturor caracteristicilor şi funcţiilor programului AcqKnowledge se va face pe parcursul întregului laborator.