生物醫(yī)學(xué)測(cè)量與傳感器(2)-文庫(kù)吧
2025-01-01 15:23 本頁面
【正文】 圖 參見課本 醫(yī)學(xué)測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)通用組成框圖 生物信號(hào)反映生物體的生命活動(dòng)狀態(tài)，生物信號(hào)的表 現(xiàn)形式具有多樣性，如：既有物理的聲、光、電、力等類 的變化；又有化學(xué)的濃度、氣體分壓、 PH等的變化，其特 點(diǎn)是信號(hào)微弱、非線性、高內(nèi)阻、干擾因素多等等。這些 特征對(duì)于生物信號(hào)的研究十分重要。 一個(gè)完整的生物信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)一般包括以下四個(gè)部分： 生物信號(hào)的引導(dǎo) （電極和傳感器） 生物信號(hào)的放大 （數(shù)字和模擬電路） 生物信號(hào)的采集和采樣 （ A/D轉(zhuǎn)換器） 生物信號(hào)的記錄與處理 （信息處理） 心電電極、心音傳感器、導(dǎo)聯(lián)線 心電、心音信號(hào)放大器 數(shù)據(jù)采集卡（ A/D轉(zhuǎn)換卡） 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng) 2. 醫(yī)學(xué)儀器發(fā)展簡(jiǎn)史 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器的誕生和發(fā)展始于 19世紀(jì)末 20世紀(jì)初，這與以量子力學(xué)和相對(duì)論為代表的科學(xué)重大發(fā)現(xiàn)和以機(jī)械 制造和電機(jī)工程為代表的工業(yè)文明出現(xiàn)密不可分。 1728年，英國(guó) Hales Stephen 采用開口的管子插入馬的股動(dòng)脈，做了人類歷史上的第一次血壓實(shí)驗(yàn)。 1816年，法國(guó)醫(yī)生 Rene 發(fā)明了聽診器。 1842年， Nobelic做早用靜電記錄了肌電信號(hào)。 物理學(xué)家希托夫觀察到真空管中的陰極發(fā)出的射線，當(dāng)這些射線遇到玻璃管壁會(huì)產(chǎn)生熒光。 隨后，英國(guó)物理學(xué)家克魯克斯研究稀有氣體里的能量釋放，并且制造了一種玻璃真空管，內(nèi)有可以產(chǎn)生高電壓的電極。 1887年 4月，尼古拉 特斯拉開始使用自己設(shè)計(jì)的高電壓真空管與克魯克斯管研究 X光。他發(fā)明了單電極 X光管，在其中電子穿過物質(zhì)，發(fā)生了現(xiàn)在叫做韌致輻射的效應(yīng)，生成高能 X光射線。 1892年特斯拉完成了這些實(shí)驗(yàn)，但是他并沒有使用 X光這個(gè)名字，而只是籠統(tǒng)成為放射能。他繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并提醒科學(xué)界注意陰極射線對(duì)生物體的危害性，但他沒有公開自己的實(shí)驗(yàn)成果。 1892年赫茲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提出陰極射線可以穿透非常薄的金屬箔。赫茲的學(xué)生倫納德進(jìn)一步研究這一效應(yīng)，對(duì)很多金屬進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。 1895年德國(guó)物理學(xué)家倫琴( )在吳爾茲堡 (Uerzburg)大學(xué)物理研究所發(fā)現(xiàn) X射線，在次年的德國(guó)物理學(xué)年會(huì)上，他宣布并展示了 X射線拍攝的人手 X照片，由此開創(chuàng)了人體影像診斷的先河。當(dāng)時(shí)的電子變壓器 高壓輸出已可達(dá)100 kV，滿足了 X射線產(chǎn)生的條件，倫琴在 實(shí)驗(yàn)中采用的是 William Crookes研制的高真空度的陰極 射線管。這一里程碑式的發(fā)現(xiàn)使得倫琴獲得了首屆 (1901年 ) 物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)。 倫琴 拍攝的一張 X射線照片，倫琴夫人的手骨與戒指 X線被廣泛的應(yīng)用于對(duì)疾病的診斷與治療，形成了放射診斷學(xué)和放射治療學(xué)。 X線還用于疾病的預(yù)防、康復(fù)和預(yù)后隨訪，在醫(yī)學(xué)之外，還用于 X線衍射分析和工業(yè)探傷等多種用途。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化 X線攝影、數(shù)字減影（ DSA）應(yīng)運(yùn)而生。 這期間另一個(gè)重大事件是 1903年荷蘭生理學(xué)家 William Einthoven研制成功了第一臺(tái)采用弦線式 電流計(jì)記錄的 心電圖儀，被譽(yù)為心電圖之父。他創(chuàng)立的肢體標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)的 概念，沿用至今。 Einthoven開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)使他獲得了 1924年醫(yī)學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)。 1924年法國(guó)學(xué)者 Berger首次采用頭皮電極記 錄到人腦的電活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)人腦活動(dòng)的 p波節(jié)律，并 第一次繪出了人類癲癰病發(fā)作時(shí)的 腦電圖。 1932年，研制了一種可經(jīng)食管插入胃中觀察胃內(nèi)病變的半硬式胃鏡。 1957年，美國(guó)首次開發(fā)出纖維光學(xué)內(nèi)鏡。 1956年，美國(guó)人 Anger發(fā)明了伽瑪照相機(jī)，成為核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的一個(gè)里程碑。 1957年
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