CN105962927B - 一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集方法及装置，包括第一固定部件及第二固定部件，第一固定部件及第二固定部件分别套在待测鱼类身上，所述第一固定部件及第二固定部件上分别布置有用于放置电极的圆孔，所述电极经圆孔埋入待测鱼类体内，电极用于采集待测鱼类的心电信号。本发明第一固定部件及第二固定部件对鱼体起到一定的固定作用，有利于埋入电极，保证电极位置与鱼体保持相对稳定，从而使采集到的心电信号更加稳定，同时减少信号干扰。

Description

一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集方法及装置

技术领域

本发明涉及生理生态学领域，具体涉及一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集方法及装置。

背景技术

目前，我国对鱼类心电采集技术的研究比较少，对水中正常活动的鱼的心电采集技术的研究更少，而且各类采集技术大多应用于生理学，很少应用于水环境监测。

鱼心腔内的心脏位置不易固定，不能保持采集电极与心电位置的相对稳定；部分通过麻醉采集鱼类心电时，麻醉剂会对鱼的心电产生影响，干扰采集信号。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集方法及装置，将两个采集电极埋入心脏附近，有效的采集鱼的心电信号，固定圈的质地软，而且埋入鱼体的电极小，对鱼的损伤程度小，不影响鱼的自由游动。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集装置，包括通过连接件相连的第一固定部件及第二固定部件，第一固定部件及第二固定部件分别套在待测鱼类身上，所述第一固定部件及第二固定部件上分别布置有用于放置电极的圆孔，所述电极经圆孔埋入待测鱼类体内，电极用于采集待测鱼类的心电信号。

进一步的，所述第一固定部件及第二固定部件均为固定圈，所述固定圈的直径根据待测鱼类的大小相匹配。

进一步的，所述固定圈均为质地较软的硅胶管。

进一步的，所述电极与导线相连，导线将采集的待测鱼类的心电信号通过现有的信号采集器——多道生理信息采集系统输出到主机。

进一步的，所述电极由针灸针和包裹在其顶端的塑料管组成。

进一步的，所述第一固定部件上等间距的设置有多个圆孔，其中一个圆孔上安装有接地电极。

进一步的，所述第一固定部件内设置有由绝缘材料包裹的一根导线，导线与接地电极相连。

进一步的，所述第二固定部件上对称设置有两组圆孔，每组圆孔等间距设置，其中一组的一个圆孔上安装正电极，另一组的一个圆孔上安装负电极。

进一步的，所述第二固定部件内设置有由绝缘材料包裹的二根导线，二根导线分别与正电极及负电极相连。

进一步的，所述正电极、负电极之间的距离可以其布置在通过第二固定部件上的圆孔的位置进行调节。

进一步的，所述正电极、负电极分别埋入待测鱼类的前胸两鳍的内侧，接地电极埋入鱼的腹部泄殖孔前端。

一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集方法，包括：

第一固定部件及第二固定部件构成心电采集仪，第一固定部件及第二固定部件之间有连接件；

心电采集，将正电、负电极分别埋入鱼的前胸两鳍内侧，接地电极插入鱼的腹部泄殖孔前端，埋入鱼体的电极长度相等，采集到的心电信号通过多道生理信息采集系统输出至主机；

信号处理，通过多道生理信息采集系统将电信号输出到文本文档，利用MATLAB进行数据处理和分析。

利用MATLAB大型的矩阵处理功能，将数据导入MATLAB形成心电矩阵变量，以既定的方式对矩阵行、列进行操作，如将60分钟的数据整合为一个小时内的平均值，不同时间之间相比获得的比值等，可以获得不同时间之间、不同间期振幅之间的关系。比如说，2TU溴氰菊酯处理下2-8小时，对采集到的心电信号进行数据分析，发现心电的P波振幅高于原来的1/10～1/9，QT间期的时长高于原来的1/4～1/3，处理16小时后，P波的振幅高于原来的7/6～6/5，QT间期的时长高于原来的2/5～1/2。

本发明的有益效果：

本发明是一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集方法，将两个采集电极埋入心脏附近，有效的采集鱼的心电信号，固定圈的质地软，而且埋入鱼体的电极小，对鱼的损伤程度小，不影响鱼的自由游动。

第一固定部件及第二固定部件对鱼体起到一定的固定作用，有利于埋入电极，保证电极位置与鱼体保持相对稳定，从而使采集到的心电信号更加稳定，同时减少信号干扰。

附图说明

图1本发明的采集装置结构示意图；

图2本发明的实施例子附图一；

图3本发明的实施例子附图二；

图中，1.固定圈Ⅰ，2.固定圈Ⅱ，3.圆孔，4.导线，5.电极。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细说明：

由图1可知，基于游动状态的鱼类心电的在线采集装置包括固定圈Ⅰ1和固定圈Ⅱ2，固定圈Ⅰ和固定圈Ⅱ上扎有直径为0.35mm的圆孔3，圆孔之间的距离相等，相对独立的正、负电极以及接地电极，所有电极5均埋入鱼体内，固定圈Ⅰ和固定圈Ⅱ之间利用连接件连接，正电极、负电极以及接地电极之间用导线4连接，固定圈Ⅰ和固定圈Ⅱ分别套住鱼的胸部前部和胸部的后部。用于固定电极的固定圈Ⅰ和固定圈Ⅱ构成心电采集仪，固定圈Ⅰ内的是锡箔纸包裹的两根铜丝，分别连接正电极、负电极，固定圈Ⅱ内的是锡箔纸包裹的一根铜丝，用来连接接地电极。正电极、负电极以及接地电极是相对独立的，采集信号时直接经固定圈上的圆孔埋入鱼体，固定圈外作为导线部分的铜丝用胶皮外壳包裹起来置于支架上，鱼缸置于支架的下方。

固定圈Ⅰ1和固定圈Ⅱ2均为质地较软的硅橡胶管或硅橡胶圈。因为硅橡胶材质软，一方面用于固定鱼体，不会对鱼造成伤害，另一方面易于扎孔，而且硅橡胶具有良好的绝缘性、耐热性、耐寒性、耐臭氧和耐大气老化等优点。固定圈Ⅰ套在鱼的胸部前部，固定圈Ⅱ套在鱼的胸部后部，固定圈Ⅰ和固定圈Ⅱ的直径大小可调节，以适应不同大小的鱼。

固定圈Ⅰ和固定圈Ⅱ上都扎有直径为0.35mm的小孔，小孔之间的距离相等，采集电极经小孔埋入鱼体，保持电极与鱼体位置的相对稳定。

所有电极均由针灸针和包裹在其顶端的塑料管组成，针灸针的直径为0.25mm，针灸针的使用长度为硅胶管的直径+裸露长度2mm,裸露的针尖长度为2mm，即埋入鱼体的长度为2mm。正、负电极之间的距离可以通过固定圈上的圆孔进行调节。

采集心电时，将鱼缸置于支架的下方，将本发明装置固定在被测鱼体上，且将导线4的中间部分固定在支架上，另一端连接在多道生理信息采集系统上。

采集心电时，将正、负电极穿过固定圈上的圆孔3分别置于前胸两鳍靠内侧，接地电极置于腹部泄殖孔的前端，采集到的心电信号通过多道生理信息采集系统输出到主机；通过多通道生理信号处理器将采集到的心电信号输出到文本文档，通过MATLAB进行数据处理和分析，根据数据差异判断心电的变化。

例如，如图2所示，首先采集30条斑马鱼的心电作为对照，然后将30条斑马鱼暴露于2TU溴氰菊酯中16h，药物处理后，因药物毒性，斑马鱼死亡8条，采集剩余22条斑马鱼的心电，用导线通过多道生理信息采集系统分别将药物处理前和药物处理后的心电信号导出，用excel进行数据处理并作图。

由图3可见，药物处理后，P、Q、R、S、T波的峰值均高于药物处理前，P-R间期、Q-T间期、S-T间期的均长于药物处理前，QRS波群短于药物处理前。根据这些心电指标的变化就可以判断外在环境对斑马鱼心电的影响。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集装置，其特征是，包括通过连接件相连的第一固定部件及第二固定部件，所述第一固定部件及第二固定部件上分别布置有用于放置电极的圆孔，所述电极经圆孔埋入待测鱼类体内，电极用于采集待测鱼类的心电信号；

所述第二固定部件上对称设置有两组圆孔，每组圆孔等间距设置，其中一组的一个圆孔上安装正电极，另一组的一个圆孔上安装负电极。

2.如权利要求1所述的一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集装置，其特征是，所述第一固定部件及第二固定部件均为固定圈，所述固定圈的直径根据待测鱼类的大小相匹配。

3.如权利要求2所述的一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集装置，其特征是，所述固定圈均为质地较软的硅胶管。

4.如权利要求1所述的一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集装置，其特征是，所述电极与导线相连，导线将采集的待测鱼类的心电信号通过多道生理信息采集系统输出到主机。

5.如权利要求1所述的一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集装置，其特征是，所述电极由针灸针和包裹在其顶端的塑料管组成。

6.如权利要求1所述的一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集装置，其特征是，所述第一固定部件上等间距的设置有多个圆孔，其中一个圆孔上安装有接地电极。

7.如权利要求1所述的一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集装置，其特征是，所述第一固定部件内设置有由绝缘材料包裹的一根导线，导线与接地电极相连。

8.如权利要求1所述的一种基于游动状态的鱼类心电的在线采集装置，其特征是，所述第二固定部件内设置有由绝缘材料包裹的二根导线，二根导线分别与正电极及负电极相连；

所述正电极、负电极之间的距离通过第二固定部件上的圆孔的位置进行调节。