机能实验学(第2版)

**章 绪论 机能实验学是一门将生理学实验、病理生理学实验和药理学实验三者有机地结合在一起的实验性课程，是基础医学实验课程体系改革的重要内容和医学生必修的基础课程之一。他保持了原有的机能学实验特征，即仍以活体为实验对象，并在此基础上研究机体各种生理活动及规律、病理生理改变以及药物和机体的相互作用及作用规律。与此同时，机能实验学对传统的实验方法及教学方法进行了改革创新，克服了传统学科实验分散、重复开设、综合效果较差、实验资源浪费等缺点，重新组建了“机能学实验室”，并配有专职的高素质的实验教师和实验技术队伍，实现了实验内容融合，设备资源共享。通过机能实验学的学习，同学们不仅能掌握一些基本的实验操作技术和学习到正确使用仪器的方法，还能使他们通过对各种动物疾病模型的复制、药物救治等，经生理学、病理生理学和药理学等知识的融会贯通，紧密贴近临床，培养学生们的自学能力、独立思考能力和科学思维能力。通过机能实验学的综合和设计实验的训练，还能培养学生的实验设计和结果统计分析能力、独立解决问题能力、书面表达能力和团结协作能力，培养学生的创新意识与开拓精神，提高学生学习的主动性和创造性，为*终提高学生的综合素质打下坚实的基础。 **节 机能实验学教学目的和基本要求 一、机能实验学教学目的 本课程旨在通过实验教学训练学生基本操作技能，培养其动手能力，并使学生通过该课程的学习将三门学科的理论知识融会贯通；培养学生实事求是、严谨的科学作风和严密的科学逻辑思维方法，以及观察、分析、解决问题的综合能力。同时，通过学习实验课程中的新技术、新方法，使学生了解和掌握机能学科实验方法的发展方向，启发学生在机能学科实验研究中的创新性思维，为培养学生的科学研究思维和科学研究能力奠定良好基础。 二、机能实验学的基本要求 1. 实验前做好理论和操作准备 机能实验学是集机能学科理论与实验操作为一体的新型课程，因而在进行该课程学习前需要做好相关准备。 (1) 熟悉相关生理学、病理生理学、药理学理论知识，以明确相关实验的设计目的、实验原理以及可能出现的实验结果。 (2) 预习实验指导中拟进行的实验内容，掌握实验目的、实验原理，熟悉实验步骤、操作程序、观察指标和操作注意事项。 2. 实验中保持严谨、科学的态度 (1) 实验中严格按操作程序进行。实验小组人员合理分工、密切合作，注意培养自己的动手能力与独立解决实验过程中出现的问题的能力。 (2) 仔细、耐心地观察实验中出现的现象，随时客观地记录实验结果。主动联系理论思考、分析实验结果和各种实验现象。认真总结实验成败的原因。培养实事求是的科学作风。 (3) 所进行的实验结果均应完整记录。整理分析其结果后书写出实验报告。 3. 实验后认真撰写实验报告，按时交给指导教师评阅。 第二节 实验结果记录方法与实验报告书写要求 实验报告的书写要求： 1. 实验报告的一般格式 2. 实验报告的书写要求 字迹清楚，工整。按格式要求逐一书写。 实验题目：一般将实验题目放在实验报告纸的**行或**行正中。 实验目的：字数不宜过多。一般用1~2 句话阐明实验所要证实的论点或要研究的内容即可。 实验方法：应注明实验动物名称，麻醉方法。其余实验操作如实验仪器、实验药物或试剂、实验步骤与过程等，可简单描述。 实验结果：根据实验结果真实、完整地以图形、表格或文字方式表示出来。如因操作失误或实验动物发生意外未能完成所需观察的实验结果，应在实验报告中如实说明。 实验结果的显示有多种方法和形式，主要有以下几种： (1) 波形法：波形法指实验中描记的波形或曲线(如呼吸、血压、肌肉收缩曲线)经过剪贴编辑，加上标注、说明，可直接贴在实验报告上，以显示实验结果。图形法较为直观清楚，能够客观地反映实验结果。 (2) 表格法：对于计量或计数性资料可以用列表的方式显示。对于原始图形的测量结果也可用表格法显示。表格法反映实验结果清晰明确，便于比较，同时可以显示初步统计分析的结果。 (3) 简图法：将实验结果用柱图、饼图、折线图或逻辑流程图等方式表示。所表示的内容可以是原始结果，可以是经分析、统计或转换的数据。简图法可比表格法更直观地显示实验结果。 (4) 描述法：对于不便用图形及表格显示的结果，也可用语言描述。但要注意语言的精炼和层次，注意使用规范的名词和概念。 讨论与结论：讨论应结合实验结果进行，宜简明扼要。主要是分析解释所观察到的实验结果和现象，如为预期结果，应结合理论知识进行其作用、作用机制的阐明。如果在实验过程中出现非预期的结果，应考虑并分析其可能发生的原因，写入实验报告中，请指导教师评阅。在对实验透彻分析的基础上，应当对该实验项目所涉及的概念、原理或理论做出简要小结，并紧扣实验内容得出结论。对实验中未能得到充分证实的理论分析，不应当写入结论之中。结论放在实验讨论后，作为结尾完成。结论应以实验结果为依据，在讨论的基础上概况、总结具有代表性的实验结果的论点或推论。 第三节 实验室守则 1. 实验室是开展教学实验和科学研究的场所，学生进入实验室必须严格遵守实验室各项规章制度和操作规程，注意安全。 2. 保持实验室内的整洁、安静，不得迟到早退，严禁喧哗、接打手机、吸烟、吃零食和随地吐痰。如有违反，指导教师有权停止其实验。 3. 实验前必须认真预习和听取老师讲解，明确实验目的、步骤和方法，经老师同意后才能进行实验。 4. 参加实验者应先熟悉实验仪器和设备的性能及使用要点，然后动手使用。一旦发现仪器和设备故障或损坏，应立即向指导教师报告，以便能及时维修或更换，千万不可擅自拆修或调换。仪器和设备不慎损坏时，应及时向指导教师汇报情况，按章折价赔偿。同时应写出书面检讨，根据情节轻重考虑是否还要进一步给予处分。 5. 实验时认真观察，严格遵守操作规程，如实记录各种实验数据，养成独立思考习惯，努力提高自己分析问题和实际动手的能力。 6. 爱护实验仪器，节约水、电、材料。实验中如发生或发现异常情况，应及时向指导教师报告。发生责任事故应按有关规定进行赔偿处理。 7. 各实验小组的实验仪器和器材各自保管使用，不得随意与他组调换挪用；如需补发增添时，应向指导教师申报理由，经同意后方能补领。每次实验后应认真清点实验器材用品。 8. 爱护实验动物，实验后动物及标本要按规定处置。在实验中如被动物抓伤、咬伤，应立刻报告指导老师，进行妥善处理。 9. 实验结束后，学生应自觉整理好实验仪器设备，做好各种器械清洗及实验室清洁工作，经指导教师或实验技术人员检查后方可离开实验室。 10. 本守则由指导教师和参加实验的人员共同监督，严格执行。 第二章 实验常用仪器和器械 **节 常用仪器的认识和使用 一、BL-420 生物机能实验系统 实验手段和设备的不断更新，促进了机能学实验改革与研究的发展。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。在介绍BL-420 生物机能实验系统之前，我们先简要介绍计算机在机能学实验中的应用。 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。 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2-1-1所示。 图2-1-1 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入放大器外，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*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-420 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Windows XP 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。 (一) BL-420 生物机能实验系统功能特点 1. 采用12 位A/ D 转换器，*高采样速率可达100kHz。 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(0 ~100 V，步长*小达5mV)和电流输出(0~10mA，步长*小达1μA)两种模式。 4. 程控全导联心电选择。 5. 以中文Windows XP 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9 个系统共55 个实验模块。 8. 独*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：*大、*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ht 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) BL-420 生物机能实验系统使用指南 为尽快掌握BL-420 生物机能系统，使我们的实验能顺利完成，首先需要熟悉BL-420 生物机能实验系统的软件——BL-NewCentury. exe 的操作主界面，熟悉主界面上各个部分的用途、功能，为以后实验操作做好准备。下面将介绍BL-NewCentury软件主界面上各个部分的功能。 1. 主界面 其主界面如图2-1-2 所示。 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；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拖动左、右视分隔条，