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利用ZL-620医学信号采集处理系统探究不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响
生物信号采集处理系统是一种多单片机控制、专为生命*科设计的生物信号记录和数据处理系统,取代了传统的多道生理记录仪、示波*、X-Y记录仪和***等仪*,可应用于各院校的生理*、药理*、病理生理*、运动生理*和心理*等*科的生物*实验,是研究人员、老师和*生可以通过该医*信号采集处理系统观察到各种生物机体内或离体*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。
【实验目的】
- 观察不同刺激强度对肌肉收缩的影响,从而掌握阈刺激、阈上刺激和刺激等概念。
- 观察不同刺激频率对肌肉收缩的影响,从而了解强直收缩的机制。
【实验原理】
一条干是由许多兴奋性不同的纤维所组成的。保持足够的刺激时间不变,刚好能引起其中兴奋性较高的纤维产生兴奋,表现为受这些纤维支配的肌纤维发生收缩,此时的刺激强度即为这些纤维的阈强度,具有此强度的刺激叫阈刺激。随着刺激强度的不断增加,有较多的纤维兴奋,肌肉的收缩反应也相应逐步强度超过阈值的刺激叫阈上刺激。当阈上刺激在到某一值时中所有纤维均产生兴奋,此时肌肉做收缩。在继续增强刺激强度,肌肉收缩反应不再继续将引起肌肉收缩的刺激强度的刺激称为刺激。不同频率的电脉冲刺激时,肌肉会产生不同的收缩反应。若刺激频率较低,每次刺激的时间间隔超过肌肉单次收缩的持续时间,则肌肉的反映应表现为一连串的单收缩;若刺激频率逐渐增加,刺激间隔逐渐缩短,肌肉收缩的反应可以融合,开始表现为不完全强直收缩,以后成为完全强直收缩。
【实验对象】
蟾蜍。
【实验*材】
蛙类解剖手术*材、蛙钉、林格液、铁支架、活动双凹夹或微调固定器、张力换能器、培养皿、ZL-620生物信号采集处理系统。
【方法和步骤】
- 制备在体或离体腓肠肌标本
- 实验装置
(1)采用离体腓肠肌标本时,将肌动*固定在铁架台的微调固定器上,且与换能器平行,并把标本中预留的股骨固定在肌动器上,采用在体腓肠肌标本时,可省略此步骤。
(2)将张力换能*(50g量程)用活动双凹夹或微调固定*固定在支架上,换能器与桌面平行,腓肠肌的跟腱结扎线固定在张力换能*的上,结扎线与桌面垂直。调节微调固定器的上下转钮,使连线不宜太紧或太松,保持有一定的前负荷。
(3)把放在刺激保护电上,保持与刺激电接触良好。ZL-620生物信号采集处理系统的刺激输出连接保护电启动ZL-620生物信号采集处理系统。
- 实验观察
(1)不同刺激强度对腓肠肌收缩的影响
1)点击ZL-620菜单“实验/常用生理*实验”,选择“刺激强度对骨骼肌收缩的影响”,设置放大*、采样和参数(表2-2-1),刺激模式也可采用单刺激或主周期刺激,逐步改变刺激幅度。
表2-2-1 ZL-620放大*、采样和参数表
采样参数 |
参数 |
|||
显示方式 |
记录仪 |
刺激模式 |
自动幅度调节 |
|
采样间隔 |
1ms |
主周期 |
2s |
|
X轴显示压缩比 |
50:1 |
波宽 |
2ms |
|
通道 |
通道1 |
通道4 |
初幅度 |
0.2V |
DC/AC |
DC |
记录刺激标记 |
增量 |
0.05V |
处理名称 |
张力 |
刺激标记 |
末幅度 |
2V |
放大倍数 |
50~100 |
5~50 |
脉冲数 |
1 |
Y轴压缩比 |
4:1 |
64:1 |
** |
1ms |
2)逐渐刺激强度,找出刚能引起肌肉出现微小收缩的刺激强度(阈强度)。继续增强刺激强度,观察肌肉收缩反应是否也相应继续增强刺激强度,直至肌肉收缩曲线不能继续升高为止。找出刚能引起肌肉出现收缩的刺激强度,即刺激强度。
(2)不同频率对腓肠肌收缩的影响
1)点击ZL-620菜单“实验/常用生理*实验”,选择“刺激频率对骨骼肌收缩的影响”,设置参数(表2-2-2),刺激模式可采用串刺激。
表2-2-2 ZL-620放大*、采样和参数表
采样参数 |
参数 |
|||
显示方式 |
记录仪 |
刺激模式 |
自动幅度调节 |
|
采样间隔 |
1ms |
串长 |
2s |
|
X轴显示压缩比 |
20:1 |
波宽 |
2ms |
|
通道 |
通道1 |
通道4 |
幅度 |
刺激强度 |
DC/AC |
DC |
记录刺激标记 |
首频率 |
1Hz |
处理名称 |
张力 |
刺激标记 |
增量 |
5Hz |
放大倍数 |
50~100 |
5~50 |
末频率 |
50Hz |
Y轴压缩比 |
4:1 |
64:1 |
串间隔 |
5d |
2)选用刺激强度刺激,使刺激频率按1、6、11、16、21、26、31 Hz逐渐增加,分别记录不同频率时的肌肉收缩曲线,观察不同频率刺激时的肌肉收缩变化,从而引导出单收缩、不完全强直收缩和完全强直收缩。
【实验结果】
骨骼肌收缩包括收缩和舒张两个时期,测量值主要有:峰值值)、张力增量(发展张力)、收缩新时期和舒张1/2间期(图2-2-4)。
- 统计全班各组的结果,以平均值&plun;标准差表示,绘制不同刺激强度与腓肠肌收缩张力增量的关系曲线。
- 统计全班各组的结果,以平均值&plun;标准差表示,绘制不同刺激频率与腓肠肌收缩张力增量时)的关系曲线。
- 将观察到的结果打印输出或描画于实验报告上。
【注意事项】
- 在制备离体肌肉标本及实验操作过程中,要不断滴加林格液,以防标本干燥而丧失正常生理活性。
- 操作过程中应避免牵拉和手捏或夹伤肌肉。
- 每次刺激之后必须让肌肉有一定的休息时间,特别是在观察刺激频率的影响时。
- 找准刺激强度,不能刺激过强而损伤**。
- 实验过程中保持换能*与标本连线的张力不变。
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利用ZL-620医学信号采集处理系统探究不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响
生物信号采集处理系统是一种多单片机控制、专为生命*科设计的生物信号记录和数据处理系统,取代了传统的多道生理记录仪、示波*、X-Y记录仪和***等仪*,可应用于各院校的生理*、药理*、病理生理*、运动生理*和心理*等*科的生物*实验,是研究人员、老师和*生可以通过该医*信号采集处理系统观察到各种生物机体内或离体*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。