Spike 2

Daten-Akquisitions- und Analyse-Software - Version 9 (CED)
Beschreibung

Spike2 ist ein Softwarepaket für kontinuierliche Mehrkanal-Datenerfassung und -analyse. Die Anwendungsmöglichkeiten reichen von einem simplen Tabellenaufzeichnungsgerät über komplexe Anwendungen, die Stimuluserzeugung, Datenerfassung, gescrollte und getriggerte Ansichten, bis hin zur Steuerung externer Geräte und Datenanalyse. Diese Flexibilität macht es ideal für Anwendungen in vielen Bereichen wie Elektro-, Neuro-, Pulmo- und Kardiophysiologie, sowie Sportwissenschaften und Pharmakologie.

  • Spike2 bietet ein breites Anwendungsspektrum für Datenaufnahme und -analyse.
  • Spike2 mächtig und flexibel genug auch für anspruchsvolle Anwendungen, wie z. B. extrazelluläre Multi-Elektroden-Aufzeichnung und komplexe Stimulationsparadigmen.
  • Spike2 erfüllt die Anforderungen der meisten Labore. Die implementierte Skriptsprache erlaubt automatisiert und ggf. maßgeschneiderte Anwendungen.
  • Spike2 kann Daten von vielen anderen Systemen importieren und ist kompatibel zur Analyse der Daten.
  • Spike2 unterstützt den Datenexport in Spreadsheet-, Text-, Binär- und MATLAB®-Dateien.

Die leistungsstarke Datenerfassungs- und Analysefunktionen von Spike2, zusammen mit einer der Laborschnittstellen aus der CED1401-Serie, sind eine außerordentlich flexible, preisgünstige und zeitsparende Ergänzung jedes Labors.

 


Herzfrequenz- und Blutdruckmessungs-Variabilitätsanalyse; Poincaré Plot mit angepassten Ellipsen

 


Multikanal Online-Spike-Charakterisierung mit ''Spike Monitor''

 

Merkmale und Funktionen

  • Schnelle und einfache Navigation durch Ihre Daten mit der intuitiven Benutzeroberfläche; Zoom und Bildlauf per Maus oder Tastatur.
  • Aufzeichnung verschiedenster Datenarten, darunter Wellenformen, Ereigniszeiten, codierte Marker und unterschiedene Spitzendaten einer oder mehrerer Einheiten in Echtzeit.
  • Erstellen einfacher und komplexer Protokolle von Wellenform- und Impulsausgaben.
  • Erfassen von Daten Dritter unter Verwendung von CED-Talker-Softwaremodulen. Die Daten können mit oder ohne 1401-Schnittstelle gesampelt werden.
  • Manuelle oder automatische Erkennung von Features, Aufzeichnung von Messwerten anhand getriggerter oder zyklischer Daten.
  • Online- und Offline-Analyse von Wellenform- und Ereignisdaten mehrerer Kanäle.
  • Datenverarbeitung anhand von Funktionen, darunter Filtern, Rektifizieren, Interpolation und arithmetische Berechnungen zwischen Kanälen.
  • Anzeigen und Exportieren von Bildern ganz nach Bedarf mit vielseitigen Anzeigeoptionen, darunter getriggerte Aktualisierung mit optionaler Überzeichnung und 3D-Anzeige sowie duplizierte Fenster mit unabhängigen Anzeige-Einstellungen.
  • Parallele Aufnahme einer großen Anzahl an Kanälen durch Synchronisation mehrerer CED-1401s.
  • Anpassung des Programms mithilfe integrierter Skriptsprache für optimale Steuerung - von einfacher Automatisierung bis zu komplexen Analysefunktionen.
  • Wiedergabe von Datendateien mit simultaner Ausgabe von Wellenform-Daten über 1401 DACs oder Computer-Soundkarte.

 


Skriptgesteuerte Erfassung und Klassifizierung von Anfallaktivität im EEG

 

 

Datenerfassung

  • Erfassung im neuen 64-Bit-Format mit praktisch unbegrenzter Größe und Dauer oder Verwendung des herkömmlichen 32-Bit-Formats zur Abwärtskompatibilität.
  • Separate Einstellung der Wellenform-Abtastraten für jeden Kanal.
  • Erfassung und Klassifizierung von Spitzendaten einer oder mehrerer Einheiten in Echtzeit.
  • Verschiedene Modi für kontinuierliche, intern zeitgesteuerte oder getriggerte Aufzeichnung.
  • Speicherung von Ereignisdaten auf bis zu 8 Kanälen mit Zeitauflösung in Mikrosekunden.
  • Präzise Protokollierung von Zeitpunkt und Ereignis an den 8-Bit-Digitaleingängen.
  • Notizbuchfunktion zur Kennzeichnung in Datensätzen mittels Textnotizen oder Buchstabenkürzel.
  • Einlesen von Daten aller Geräte mit der CED Talker Schnittstelle möglich.
  • Schneller Wechsel zwischen Experiment-Einstellungen mit einem einzigen Mausklick.
  • Kalibration von Wellenformen mit verschiedenen Methoden, darunter Werte, Flächen, Steilheiten.
  • Automatisches Speichern und Sequenzieren mehrerer Dateien mit optionalem Trigger-Start
  • Wiederherstellung von Datendateien bei unplanmäßigem Systemausfall.
  • Konfiguration von Verstärkern und anderen Geräten mit entsprechender Schnittstelle wie z. B. Digitimer D360, D440 und der Power1401 mit Gain-Option.


Konfigurationsdialog für Spike2 Sampling

 

Software Demo


In dieser Video-Anleitung wird gezeigt, wie man mit TextMarks Anmerkungen in eine Datendatei einfügt.

 

Experimentsteuerung und Stimulussequenzierung

Mit seinen bis zu 16 TTL- und 8 Wellenform-Ausgängen kann der Spike2 Ausgabesequenzer komplexe Protokolle für die Experimentsteuerung und Stimulussequenzierung während der Datenerfassung ausführen. Die Zeitsteuerung wird von der CED 1401 Schnittstelle gehandhabt, nicht vom Host-Computer, und ist deshalb extrem präzise.

Für Ausgabeprotokolle gibt es zwei Verwaltungsansätze. Ein Grafik-Editor bietet alle Funktionen, die Benutzer im Normalfall brauchen, und ermöglicht die Erstellung mehrerer Sätze von Impulsausgaben, darunter Rechteckimpulse, Sinuswellen, Gradienten, sowie zuvor aufgezeichnete oder benutzergenerierte Wellenformen:


Video: Mithilfe des grafischen Sequenz-Editors in Spike2 können Sie über eine benutzerfreundliche Oberfläche den integrierten Ausgabe-Sequenzer öffnen. In dem Film wird eine Einführung in die Anwendung des Grafischen Editors gezeigt, zur Konfiguration der Sampling-Kanäle.

Für komplexere Anwendungen steht ein Text-Editor zur Verfügung, mit dem sich Sequenzer-Schritte direkt bearbeiten lassen. Auf diese Weise können Sequenzen mithilfe von Scriptsprache, Variablen und Tabellen interaktiv gesteuert werden.

Ferner hat der Sequenzer Echtzeit-Zugriff auf eingehende Wellenformen und Ereignisdaten, so dass Benutzer direkt auf veränderte Wellenformpegel und erkannte Ereignisse reagieren können.

 


Spike2 Grafik-Sequenzeditor gibt die verschiedenen Ergebnisse wieder und ermöglicht zusätzliche Steuerungsoptionen

 

Spike-Erkennung und -sortierung

Spike2 identifiziert und sortiert Aktivitäten einer oder mehrerer Einheiten, online und offline. Das System kann Ereignisse anhand einfacher Schwellenüberschreitungen markieren oder bis zu 32 Kanäle online durch Vorlagen-Zuordnung von Einzelspur- und n-trode-Daten zu ganzen Spitzenformen sortieren.


Video: Es gibt eine Reihe Parameter, die dazu dienen, zu bestimmen wie Spikes-Vorlagen gestaltet sind und wie eingehende Spikes zu Vorlagen zugeordnet werden sollen. Das Schulungsvideo zeigt wie diese Einstellungen im Dialog Template Parameters (Vorlagenparameter) geändert werden können.

Für die Aufzeichnung mit mehreren Einheiten bietet Spike2 praktische Tools zum Sortieren von Spitzen nach Wellenform. Alle Ereignisse, die einen Schwellenwert überschreiten, werden erfasst.


Video: Bei Einrichten eines neuen WaveMark-Kanals stellt man mit den zwei standardmäßigen horizontalen Cursors im Spike-Form-"Oszilloskop"-Fenster die positiven und negativen Trigger-Pegel zur Spike-Erkennung ein. In dem Film wird gezeigt, was man bei der Einstellung der Schwellenwerte für die Spike-Sortierung alles richtig und falsch machen kann.

Anschließend werden Spitzen durch eine Kombination von Vorlagen-Zuordnung und Clusterbildung basierend auf Hauptkomponentenanalyse, benutzerdefinierten Messwert-Korrelationen oder Fehlern verschiedenen Einheiten zugeordnet. Spikes können ebenfalls interaktiv durch Ziehen einer Linie durch übereinandergelagerte Spikes sortiert und überkreuzende klassifiziert werden. Mithilfe einer Spitzenkollisionsanalyse lassen sich Einheiten-Kollisionen separieren. Dazu wird die aktuelle Spitzenform mit Paaren von vorhandenen Vorlagen verglichen.

Bei der Clusterbildung werden Messwerte in eine 3D-Ansicht übertragen, die sich rotieren und wiederholen lässt, um das Auftreten der Spitzen im Zeitverlauf darzustellen. Cluster lassen sich anhand automatischer Algorithmen oder durch manuelles Setzen von Ellipsen bilden. Interaktive Funktionen umfassen u.a. INTH für aktuelle Clusterklassen, Verfolgung von Clustern im Zeitverlauf und Auswahl individueller Spitzen durch Klicken auf den zugehörigen Cluster-Punkt.

 


Mehrdimensionale Spike-Klassifizierung durch kritische Hauptkomponentenanalyse (PCA clustering)

 

 

Anzeige

  • Simultane Anzeige mehrerer Datensätze, auch während der Aufnahme.
  • Navigieren durch Datendateien mit einfachem Maus-Schwenk und -Zoom, Achsenziehen, Bildlaufleiste und Tastatursteuerung.
  • Anzeige von Ereignissen, Spitzen und Markern als Zeiten, Raten, mittlere und momentane Frequenzen; unterschiedene Spitzen lassen sich überzeichnen:


Video: Spike2-Daten können auf verschiedene Art und Weise angezeigt werden. Die Video-Anleitung zeigt die verschiedenen Anzeigemodi für WaveMark-Daten.

  • Verwendung duplizierter Kanäle, um Daten auf verschiedene Arten darzustellen sowie um ausgewählte Marker und unterschiedene Spitzen für eine Queranalyse getrennt anzuzeigen.
  • Überlagern mehrerer getriggerter Sweeps mit optionaler 3D-Anzeige.
  • Zeichnen von Wellenformen mit optionaler linearer und kubischer Interpolation oder als Sonogramme mit voreingestellten und benutzerdefinierten Farbskalen.
  • Zeichnen von Markerdaten im Modus ''State'' für die Zustandsmarkierung Textmark-Kanäle (für Textnotizen) können auch gespeicherten Text im Kanalbereich anzeigen:


Video: TextMarks sind eine spezielle Markerart, die für Anmerkungen und Kommentare während einer Aufzeichnung verwendet werden können. Diese Video-Anleitung zeigt wie man mit TextMarks Anmerkungen in eine Datendatei einfügt.

  • Erweiterung von Ereignis- oder codierten Zeitmarkern über alle Kanäle in Datenansicht.
  • Einstellen unabhängiger Farben für Daten und Hintergrund der einzelnen Kanäle.
  • Einstellung der vertikalen Anordnung und Reihenfolge angezeigter Kanäle inklusive der Möglichkeit, mehrere Kanale zu überlagern.
  • Anzeige linearer oder logarithmischen Achsen in Ergebnis- und XY-Ansichten.
  • Integrierte Unterstützung mehrerer Monitore zum Erweitern des Anzeigebereichs.

 


Antwortsignale des Insekten-Gehörorgans auf reine Ton-Stimuli und Lockruf

 

 

Analyse

  • Wellenform-Analysen, z. B. Mittelwertbildung, Häufigkeitsstärke-Spektren und Wellenform-Korrelationen
  • Ereignis-Analysen, z. B. INTH, PSTH, Auto- und Kreuzkorrelationen sowie Phasen-Histogrammes
  • Automatisierte Parameterbestimmung mit graphischer, mausbasierter Benutzerführung (''active cursor''), u. a. Trigger-Erkennung, Charakterisierung evozierter und spontaner Aktivität, Detektion von sich wiederkehrenden Ereignissen in Datensätzen:


Video: Spike2 kann online und offline Wellenformmerkmale erfassen und diese mit dem integrierten aktiven Cursor und Messfunktionen in einem neuen Kanal der Datendatei markieren. Die Video-Anleitung zeigt wie die Herzfrequenz aus einer Blutdruckmesskurve erstellt werden kann.

  • Darstellung von Daten aus Datenkanälen in Diagrammen; Messung auf der nach Cursor-Merkmalerkennung mit Ergebnistabellen der Messwerte
  • Erfassen von absoluten und relativen Positionsmesswerten, Datenwerten und statistischen Messwerten zwischen Cursorn mit bis zu 10 aktiven Cursorn pro Ansicht
  • Benutzerfreundliche Zeit- und Amplitudenmessungen unter Verwendung des Mauszeigers
  • Ableiten ''virtueller Kanäle'' von vorhandenen Wellenform- und Ereigniskanälen, definiert nach benutzereigenen Ausdrücken (Kanal-Arithmetik). Optional mit mathematische Funktionen und/oder Vergleichsoperatoren
  • Generieren von Funktionen in ''virtuellen Kanälen'', darunter Sinus, Viereck, Dreieck, Hüllkurven und Polynome
  • Dynamisches Verarbeiten von Wellenformen , online und offline; Verfahren umfassen Rektifikation, Glättung, DC-Removal, Down-Sampling, Medianfilter und RMS-Amplitude
  • Erstellen änderbarer temporärer Kanäle mit kopierten oder abgeleiteten Daten
  • Digitales Filtern von Wellenformen (FIR und IIR) mit interaktivem Filter-Design
  • Interaktive Fitten der Daten mit Funktionen wie Exponential-, Sinus- und S-Kurven, Gaußschen Kurven oder Polynomen
  • Automatisieren wiederholter, mehrteiliger und selbst definierter Analysen mithilfe der Scriptsprache
  • Skripte von komplexere Aufgaben verfügbar, z. B. Netzfrequenz-Filter in beliebiger Anzahl von Analogkanälen unter Verwendung von CED4001-16 Leitungsfrequenz-Impulsgebers


Video: ‘Brummen’ durch Störungen aus dem Stromnetz ist oft komplex und setzt sich aus ungeraden Obertönen der Netzfrequenz zusammen. Dadurch wird Entfernen oder Unterdrücken mit einem Hochpassfilter oder einer Netzpasssperre stark erschwert. HumRemoveExpress.s2s ist ein Skript von Spike2 ab Version 7, das Sie offline nutzen können, um einen Großteil der restlichen Netzstörungen herauszufiltern. So lassen sich Ihre Daten weit besser darstellen und leichter analysieren. Diese Video-Anleitung zeigt wie man mit dem Skript Netzbrummen entfernen kann.

 

 

Skriptsprache

Jeder, vom völligen Anfänger bis zum erfahrenen Programmierer, kann von der in Spike2 eingebauten Skriptsprache profitieren. Die simple Automatisierung monotoner Aufgaben mit bekannten Parametern kann stunden- oder gar tagelange mühsame Analyse ersparen. Anspruchsvolle Anwendungen sind u.a. vollständige Experimentkontrolle mit Online-Anwendung von Originalalgorithmen auf Sampling-Daten in Echtzeit.

Die Skriptsprache verknüpft nicht nur Spike2 Features, sondern ermöglicht Ihnen die Generierung Ihrer eigenen Schnittstellen und Algorithmen. Eine einfache Makroaufnahmevorrichtung stellt einen Ausgangspunkt für neue Skripts dar. Die Skriptsprache beinhaltet auch Datenmanipulations-Tools wie z. B. multidimensionale Arrays und Matrixfunktionen.

CED unterhält eine Sammlung von Skripts für unterschiedlichste gängige und spezialisierte Anwendungen. Wenn die Skripts, die in der Spike2-Software inbegriffen sind, oder jene, die auf unserer Website verfügbar sind, nicht Ihre Anforderungen erfüllen, wenden Sie sich bitte an uns, um die verfügbaren Optionen zu erörtern. Dies umfasst die Modifizierung bestehender Skripts sowie einen dedizierten Skript-Schreibdienst.

 


Skript für Schlafstatusbewertung und -analyse

 

Systemvoraussetzungen

Spike2 Version 9 erfordert eine intelligente Laborschnittstelle CED Power1401, Micro1401-3 oder Micro1401Mk II sowie einen PC mit Windows 97, 8 oder 10, bzw. einen Intel Macintosh mit Windows. Der Computer muss modern genug sei