醫(yī)學(xué)儀器概述ppt課件(已修改)
2025-01-17 05:04 本頁面
【正文】 醫(yī)學(xué)儀器原理 薛志孝 學(xué)習(xí)目的 ? 掌握常用醫(yī)學(xué)電子儀器包括電診斷類、血壓及血流測量類、實驗室設(shè)備、影像類設(shè)備的測量原理和工作原理。 ? 了解醫(yī)學(xué)電子儀器的分類和基本組成框圖、理解其基本原理、掌握基本的設(shè)計方法。 學(xué)習(xí)方法 ? 講：課堂老師講解 ? 看：現(xiàn)場實地觀摩 ? 查 : 網(wǎng)上搜尋、查找 ? 動：互動，學(xué)生自己進(jìn)行講解 第一章 醫(yī)學(xué)儀器概述 生物信息知識 醫(yī)學(xué)儀器的基本構(gòu)成、特性及分類 醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計及發(fā)展展望 第一節(jié) 生物信息知識 人體系統(tǒng)的特征 生物醫(yī)學(xué)信息的類型 生物醫(yī)學(xué)參數(shù)的特點(diǎn) 典型生物醫(yī)學(xué)參數(shù) 生物電信號 醫(yī)學(xué)參數(shù)測量的特殊性 人體系統(tǒng)的特征 人體是一個復(fù)雜的自然系統(tǒng)，它由神經(jīng)系統(tǒng)、運(yùn)動系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等分系統(tǒng)組成，分系統(tǒng)間既互相獨(dú)立，又保持有機(jī)的聯(lián)系，共同維持生命。 運(yùn)用現(xiàn)代理論分析研究人體，可將人體系統(tǒng)分為： 器官控制系統(tǒng) 神經(jīng)控制系統(tǒng) 內(nèi)分泌系統(tǒng) 免疫系統(tǒng) 生物醫(yī)學(xué)信息的類型 醫(yī)學(xué)儀器所檢測和處理的生物信息主要有兩種：連續(xù)信息 和 離散信息 ，或稱為 模擬信息 和 數(shù)字信息 離散參數(shù)的離散信息 離散參數(shù)的連續(xù)信息 連續(xù)參數(shù)的連續(xù)信息 連續(xù)參數(shù)的離散信息 生物醫(yī)學(xué)信號屬于強(qiáng)噪聲背景下的低頻 微弱信號 ，是由復(fù)雜的生命體發(fā)出的不確定的自然信號。 醫(yī)學(xué)儀器所要測量的生理參數(shù)的特點(diǎn)是被測生理量的 幅值 和 頻率范圍 都是 比較低的 。 生物電現(xiàn)象是生命活動的基本屬性，幾乎在機(jī)體的一切生命過程中都伴隨生物電的產(chǎn)生。人體的各種生物電的研究、記錄已經(jīng)成為了解人體各器官的功能、臨床診斷、治療的可靠依據(jù)。 生物醫(yī)學(xué)參數(shù)的特點(diǎn) 典型生物醫(yī)學(xué)參數(shù) 典型參數(shù) 幅度范圍 頻率范圍 心電（ ECG） ~5mV ~100Hz 腦電（ EEG） 2~200uV ~100Hz 肌電（ EMG） ~5mV 5~2022Hz 胃電（ ECG） ~1mV DC~1Hz 心音（ PCG） ~2022Hz 眼電圖（ EOG） 50~3500uV 0 ~50Hz 神經(jīng)電位 ~3mV 0~10000Hz 血流（主動脈） 1~300mL/s DC~60Hz 皮膚電反射（ GSR） 1k~500k Ω DC~20Hz 心阻抗 15~500Ω DC~60Hz 體溫 32~40℃ DC~ 1. 細(xì)胞和組織的電學(xué)特性 生物電位是由 “ 可興奮細(xì)胞 ” 的電化學(xué)活動產(chǎn)生的，這些細(xì)胞是神經(jīng)、肌肉或腺組織的組成成分，平時呈現(xiàn)出靜息電位，給予適當(dāng)刺激便產(chǎn)生動作電位。 生物電信號 0Vt80mV L無脊椎動物神經(jīng)軸突動作電位 2. 體表電位 人體表面的任意一點(diǎn)相對于某參考點(diǎn)存在確定的電位，如心電、腦電、肌電等，是心臟、腦、肌肉等活動的綜合效果。 （ 1） 體表心電圖 （ 2） 腦電 （ 3） 肌電 生物電信號 （ 1） 體表心電圖： 生物電信號 由 荷蘭 生理學(xué)家 W．艾因特霍芬命名 P， Q， R， S， T波 （ 2） 腦電： 大腦皮層的神經(jīng)元具有自發(fā)生物電活動，因此大腦皮層經(jīng)常具有持續(xù)的節(jié)律性電位變化，稱為 自發(fā)腦電活動。 生物電信號 （ 2） 腦電： 除了自發(fā)腦電波意外，用刺激的方式能夠引起大腦皮層局部區(qū)域的電活動，這稱為 腦的誘發(fā)電位 EP。 生物電信號 體感誘發(fā)電位 聽覺誘發(fā)電位 膠質(zhì)層 皮層 （ 3） 肌電： 肌肉的生物電活動形成的電位隨時間的變化曲線稱為肌電圖。肌電活動是一種快速的電變化，他的振幅在 20uV到幾個毫伏，頻率為 2Hz到 10kHz. 生物電信號 背側(cè)骨間肌運(yùn)動單元動作電位 3. 非電量生理信號： 除生物電信號外，作為有生理機(jī)能特征的信號外，還有機(jī)械信號、聲學(xué)信號、生物化學(xué)信號以及生物磁信號等。諸如血壓、脈搏、血流、體溫及呼吸、腦磁、心磁等多種生理參數(shù)。 生物電信號 血壓波形 血壓分布圖 被測生理量的難接近 生理數(shù)據(jù)的變異性 生理系統(tǒng)間存在相互的作用 人們?nèi)狈ο到y(tǒng)間相互關(guān)聯(lián)關(guān)系的了解 傳感器對被測生理量的影響 外界干擾對測量的影響 能量限制 安全問題 醫(yī)學(xué)參數(shù)測量的特殊性 第二節(jié) 生理系統(tǒng)建模與儀器設(shè)計 什么是醫(yī)學(xué)儀器？ 醫(yī)學(xué)儀器的結(jié)構(gòu)和工作方式 醫(yī)學(xué)儀器的特性與分類 醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計與發(fā)展趨勢 系統(tǒng)： 是指自然界存在著的由若干個相互作用和依賴的事物組合而成的具有特定功能并按一定規(guī)律運(yùn)動著的整體 實體： 是一切客觀存在的事物及其運(yùn)動形態(tài) 屬性： 是描述實體特征的信息，是對實體進(jìn)行模擬的基本單位 模型 : 我們所研究的客觀事物有關(guān)屬性的模擬，是對實體（系統(tǒng)）的特征和變化規(guī)律的一種定量的抽象，它應(yīng)當(dāng)具有事物中我們關(guān)心和需要的主要特性 系統(tǒng)模型及其分類 系統(tǒng)模型及其分類 系統(tǒng)模型靜態(tài)物理模型 動態(tài)物理模型 靜態(tài)模型 動態(tài)模型物理模型 （ PM ) 數(shù)學(xué)模型 （ MM ） 描述模型 （ DM ）物理模型
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