【正文】 第一篇：生物醫(yī)學工程大實驗報告實驗目的 心電檢測實驗 , 濾波器等相關知識 , 了解心電測量的原理，并學習用生理信號采集系統(tǒng)記錄人體心電圖。，鍛煉電路板的焊接與調 ，了解其生理意義。實驗器材信號發(fā)生器，電源，示波器，電機夾，導線若干，電路板一塊 實驗原理 (ECG)心臟處于人體的循環(huán)系統(tǒng)的中心，主要由心肌構成，心肌是可興奮組織，它的收縮和舒張是人體血液循環(huán)的動力； 心肌將心臟分隔成左，右心房和心室四個心腔，腔間有瓣膜控制血液在房室間的流動，通過動脈血管將氧和酶等各種營養(yǎng)物質供給全身組織，并將靜脈回流帶來的組織代謝廢物運走。心臟是自律性器官，有特殊起博心肌細胞和神經傳導樹支(束)，包括竇房結，結間束，房室結，房室束，左右束支；在起博心肌細胞(竇房結內)的自律作用下，通過房、室、神經束的傳導使心肌收縮和舒張完成心臟的博動；另外，參于循環(huán)系統(tǒng)調節(jié)的有：交感神經，興奮時通過腎上腺素使心率加快，而副交感神經興奮時使心率變慢，還有化學性的體液因素也可影響心臟的博動。神經細胞元的放電過程已得到實驗認證，心臟特殊起博心肌細胞博動和神經傳導樹支（束)的傳導過程都是神經細胞元放電和傳導的過程，因此，可通過在人體體表層安放靈敏度很高的電極接受這些微弱的心臟電活動，稱為 ECG(electrocardiogram)心電圖，早在1903 年就發(fā)現(xiàn)心電圖及基本測量方法； 心電圖機檢查人體的 ECG，判斷心臟活動正常與否仍是醫(yī)院目前首選的檢查手段。標準 ECG及參數(shù)如下：典型心電圖波形目前 ECG的測量技術已很成熟，標準 ECG都打印在柵格紙上，標明 X 方向每格 秒，Y 方向每格 ，P 波表征心臟收縮期開始；QRS復合波是心室收縮的結果，指示心室收縮期開始； T 波是心室舒張的結果，將延續(xù)到下一個 (肢體)：導聯(lián) 1 右手接 ’‘電極(白)圖左手接 ’+’電極(紅)導聯(lián) 2 右手接 ’‘電極(白)左腳接 ’+’電極(紅)導聯(lián) 3 左手接 ’‘電極(白)左腳接 ’+’電極(紅)全為右腳接地，這就是所謂右腳驅動導聯(lián)接法，這是肢體導聯(lián)ECG測量法；另外常用的還有三電極胸導聯(lián)，白的 ’‘電極貼在右胸，黑的地電極貼在右胸白電極下 18 公分處，紅的 ’+’電極貼在左下與黑電極對稱處，此測量法為 2 導聯(lián) ECG；不同導聯(lián)接法測量的 ECG波形不同，表征的醫(yī)學意義也不同；實際上 ECG已經有用 12 導聯(lián)測量的心電圖機，24 小時動態(tài) 心電信號的頻率范圍在 以內，而 90%的 EEG頻譜能量集中在 之間，心電信號頻率較低，大量是直流成分。人體信號是一種弱電信號，信噪比低。噪聲干擾主要包括 50Hz 工頻干擾，電極接觸的噪聲，人為運動，肌電干擾，基線漂移以及呼吸時的EEG幅值變化。1）一級放大電路一級放大電路采用差分放大電路，對心電信號進行初步放大，同時阻斷 50Hz 工頻干擾。2）二級放大電路將由第一級放大器放大后的信號進一步放大，同時用低通濾波器進行濾波，減小噪聲的干擾。3）帶通濾波器用帶通濾波器對由第二級放大電路放大的信號進行濾波處理。按照電路圖連接電路，注意焊點不要虛焊，線路不要連錯。實驗步驟 首先在輸入端接入由信號源輸出的信號，然后分別測量各個放大器的輸出是否與設計意圖相符，如果不符則檢查電路故障。用電極夾夾住左右手腕，保持安靜。將電極夾的另一端接入電路板的輸入端，電路板的輸出端與示波器連接，顯示心電信號。實驗結果實驗總結 電路板焊接的時候要保證焊接的質量，我們的板子因為焊接的質量不好，存在虛焊，焊錫太多等現(xiàn)象，導致出現(xiàn)了電路短路或斷路的 情況，給后面的調試帶來了很多麻煩。所以在焊接的時候要注意焊點的質量。除此之外，也要注意電路的連接。電路連接的簡潔不僅可以在檢查的過程省去很多麻煩，還可以減少噪聲。電路板調試的時候要一級一級調試，保證前一級信號的輸入輸出正確后，再調試下一級。在調試的過程中要注意輸入信號的各個數(shù)據(jù)處于一個合適范圍，并且注意給運放加電源。實驗目的 血氧飽和度信號采集、處理、放大、輸出等過程 實驗內容 實驗器材 實驗原理 氧是維系人類生命的基礎，心臟收縮和舒張使得人體的血液脈動地流過肺部，一定量的還原血紅蛋白與肺部中攝取的氧氣結合成氧和血紅蛋白，另有 2%的氧溶解在血漿里。這些血液通過動脈一直輸送 到毛細血管，然后再毛細血管中將氧釋放，以維持組織細胞的新陳代謝，血氧飽和度是血液中被氧結合的氧合血紅蛋白的容量占全部可結合的血紅蛋白容量的百分比，即血液中血氧的濃度，它是呼吸循環(huán)的重要生理參數(shù)。而功能性氧飽和度為HbO2濃度與 HbO2Hb濃度之比，有別于氧合血紅蛋白所占的百分數(shù)。因此，檢測動脈血氧飽和度可以對肺的氧合血紅蛋白攜氧能力進行估計。血氧飽和度是衡量人體血液攜帶氧的重要參數(shù)。血氧飽和度的測量目前廣泛應用有透射法、雙波長光電檢測技術，檢測紅光和紅外光通過動脈血的光吸收引起的交變成分之比 IIR/IR 和非脈動組織光吸收的穩(wěn)定分量值，通過計算可得到血氧飽和度值SPO2，這里采用透射法雙波長光電檢測技術。由于光電信號的脈動規(guī)律與心臟搏動的規(guī)律一致，所以根據(jù)檢出信號的周期可同時確定脈率，因而亦稱該方法為脈搏血氧飽和度測量。這種測量方法用指套式血氧飽和度傳感器測量紅光和紅外光波長光強度經過手指后的變化，計算其中的脈動量與直流量后，查表可以計算出血氧飽和度值。脈搏血氧飽和度的測量是將血氧濃度的光電檢測技術與容積脈搏描記技術結合在一起來實現(xiàn)無創(chuàng)連續(xù)血氧濃度檢測。透射式脈搏血樣檢測多以手指、耳垂等作為檢測部位。當光透過手指時，由皮膚、肌肉、骨骼、靜脈血和心舒期動脈血產生的吸光度 A 是恒定的。由心臟搏動，動脈血充盈引起血管容積變化從而形成脈動量產生的吸光度 是與此相應變化的吸光度△ A。當用 660nm、940nm波長的恒定光照射手指時，運用 LamberBeer 定律并根據(jù)吸光度變化的比及功能氧飽和度的定義，可推導出動脈血氧飽和度：SaO 2A 12 21 1 2 2 2 設計中采用雙波投射光電檢測方法來測量血氧飽和度，所以必須是無光、660nm的紅光和 940nm的紅外光交替產生并采集得到各不同光時段的信號，通過減去無光時光電信號可以去除環(huán)境光的影響，并得到紅光與紅外光去除環(huán)境光影響后通過動脈血的光吸收引起的交 變成分之比。這里各種光的交替切換通過對單片機的 PF0，PF1 端口編程得到。血氧傳感器輸出信號為微弱電流信號，輸出電流在 1uA 左右，經過 IV 轉換電路后為電壓信號。其中 AD795具有很好的直流特性，它的輸入偏置電流只有 1pA, 是精確的電流電壓轉換放大芯片，滿足電流放大要求。C1與 R3 并聯(lián)，起低通濾波作用并防止振蕩；后接 C6，R7 進行高通濾波，濾除直流分量；再接二階低通濾波以濾除雜波，此時 660nm和 940nm的光信號已經轉為濾波后的電壓信號。式中：αβ1，αβ2 是對應 660nm，940nm波長的 HbOHb 的吸 收光系數(shù)，△ A1，△ A2 是對應與 660nm，940nm波長的吸收光度變化 量。下表顯示成人與孩童分別在 660nm、940nm波長時大致的吸光系 數(shù)。波長 Hb HbO2 成人 嬰幼兒 成人 嬰幼兒 660nm 940nm 經過電流電壓轉換和高通低通濾波后所得的電壓信號由 AD620R采集并進行放大。放大倍數(shù)為G=+1= 因光電的直流分量較大，高通濾波截止頻率過低會影響正確信號的波形，這里由加法電路的原理設計了調零電路來去除部分直流分量，并進行低通濾波和放大來改善波形。經過有源二階低通濾波后所得的信號可能不是很穩(wěn)定，在這里我們應用了電壓跟隨器，它的作用是限制最大輸出電壓、加大電流輸出和減小輸出阻抗等。本功能模塊電路的輸出信號同樣需要經過 50Hz 工頻濾波，電路的輸出信號送至模數(shù)轉換器，經模數(shù)轉換后送至單片機微處理器進行處理，最后送至 LCD顯示，因此從 LCD可見同步的檢測波形。實驗步驟。先關電，把血氧功能板通過上下兩個板間插件固定在主板上；，此處電源線和信號輸出線都通過上下兩個板間插件和主板連接在一起了，打開電源；，把示波器的探頭一端與 P6 相連，另一端接地。觀察示波器現(xiàn)實的信號。如果信號不在“ 0V”時，通過調節(jié)旋轉電位器RP1，同時觀察示波器顯示的信號的變化，直至示波器的信號在“ 0V”時，停止調節(jié)電位器，之后，關電取下示波器的探頭； J15，手指插入血氧傳感器的指套中，開通電源。血氧傳感器所測的波形就可以在LCD上顯示了； PPPPPP6，根據(jù)所測試的情況很容易得到各功能塊的作用； “血氧信號采集”項，按“采樣”鍵，進入血氧信號顯示界面。實驗結果實驗目的 握力信號采集功能、處理放大、傳輸過程 實驗內容 ，并通過能量轉換、信號采集、放大、濾波、50Hz 陷波、A/D 轉換、單片機處理后從 LCD輸出?？梢愿庇^的觀測到我里的變換的波形； 。實驗器材 實驗原理 傳感器直接把握力的大小轉換為對應的電信號。所得電信號非常微弱，需要經過放大和濾波處理。在一般信號放大的應用中通常只需要通過差動放大器放大電路即可滿足需求，然而基本的差動放大電路精密度較差，且差動放大電路上變更放大增益時，必須調整兩個電阻，影響整個信號放大精確度同相比例放大電路屬于電壓串聯(lián)反饋，具有輸入阻抗非常高，輸出阻抗很低的特點，廣泛用于放大系統(tǒng)的前置放大級。同相比例器電路原件參數(shù)的選取與反比例器的基本相同。需要注意的是，由于從相同端輸入信號，運算放大器輸入端不存在 “虛地”，的變化就更加復雜。 由于傳感器所對應的電信號非常微弱。這就需要用到后級放大，放大電路選用了通用的單運算放大器 大倍數(shù)基礎上進行放大的。采用同相放大，放大倍數(shù)為：VO=R213/R212+1=20 同相比例放大電路如圖。輸入信號電壓 Ui 經過電阻 R 加到集成 運放的同相端，Rf 為串聯(lián)反饋電阻，R=R1//Rf。同相比例器的電壓 增益為 同相比例放大電路實驗步驟握力功能測試電路布局如下：。先關電源，把呼吸功能板通過上下兩個板間插件固定在主電路板上； ，此處電源線和信號輸出線都通過上下兩個板間插件和主板連接在一起了，打開電源，功能板上工作指示燈點亮表示功能板正常工作； 再不接傳感器的情況下，把示波器的探 但兩個輸入端之間有 “虛短”特性，因此運放的兩個輸入端相當于同時 作用著信號幅度相等的共模信號，這就要求輸入信號的大小不能超過 運放的共模輸入范圍。 信號由 AD620R采集進本系統(tǒng)含有大量的雜波并經過了放大，現(xiàn) 在急需把這些雜波去除掉。在這里我應用了 10Hz 的二階低通濾波。這樣既去除了雜波也滿足了我們的需求。握力二階低通濾波電路頭一端與 P2 相連，另一端街 GND。觀察示波顯示的信號。如果信號不在“0V”時，調節(jié)旋轉電位器 RP1，同時觀察示波器顯示的信號的變化，直至示波器的信號在 “0V”時，停止調節(jié)電位器 RP1。之后，關電取下示波器的探頭； P2 和 P3 連接起來，應用第二級放大。第二級放大是在第一級放大的基礎上進行放大的，從此信號從 U2 的 6 號腳輸出共放大了 514 倍； P4 和 P5 連接起來，給信號進行低通濾波，本處使用的是有源二階低通濾波，頻率為 10Hz，只允許通過低于 10Hz 以下對我們有用的經過處理的信號； J15 上，開通電源。使用握力傳感器就可以在 LCD上顯示波形了?？梢杂檬静ㄆ饕来螠y試PPPP5，根據(jù)所測試的情況很容易得到各功能塊的作用； “握力信號采集 ”項，按 “采樣”鍵，進入握力信號顯示界面。原理圖：握力后級放大調零電路：示波器圖：單純的課本內容，并不能滿足學生的需要，通過補充，達到內容的完善 教育之通病是教用腦的人不用手，不教用手的人用腦，所以一無所能。教育革命的對策是手腦聯(lián)盟，結果是手與腦的力量都可以大到不可思議。第二篇：川大生物醫(yī)學工程專業(yè)英語大綱《生物醫(yī)學工程專業(yè)英語》教學大綱陳莉萍副教授本科課程《生物醫(yī)學工程專業(yè)英語》教學大綱一、課程基本信息課程名稱（中、英文）：生物醫(yī)學工程專業(yè)英語（Specialized English for Biomedical Engineering）課程號（代碼）：3011470課序號：0課程類別：（校級公共課或校級平臺課，基礎課或類級平臺課，專業(yè)課，實踐課）專業(yè)課，選修課學分數(shù)：2學時數(shù)：34二、教學目的及要求培養(yǎng)學生掌握生物醫(yī)學工程專業(yè)的相關專業(yè)詞匯以及閱讀、翻譯、寫作的技巧和方法，使學生能夠熟練查閱相關的科技文獻，并能流利閱讀和翻譯相關的專業(yè)資料，為將來更深入的學習和科研工作打下堅實的英語語言基礎。重點在于專業(yè)英語詞匯量的擴展，以專業(yè)知識為背景準確閱讀并翻譯專業(yè)英語。通過課堂上教師講授、學生練習和討論以及課后作業(yè)，完成教學內容，達到教學目的。三、教學內容（含各章節(jié)主要內容、學時分配，并以下劃線或*等方式注明重點、難點）第一周（4學時）：本課程的基本要求，考核方式；本的基本內容；什么是生物醫(yī)學工程*。布置作業(yè)。第二周（4學時）：作業(yè)評講。生物醫(yī)學工程的范圍；生物醫(yī)學工程的作用*；生物醫(yī)學工程的職業(yè)地位*。第三周（4學時）：生物醫(yī)學工程協(xié)會簡介；人體解剖概論；骨骼系統(tǒng)；動脈系統(tǒng)和靜脈系統(tǒng)；內臟。第四周（4學時）：標準人體；人體組分；人體質量平衡（水、氣體、固體）；生理變量的相互關系。第五周（4學時）： 生物材料的功能性簡介。生物材料的應用。生物材料的功能要求。布置作業(yè)。第六周（4學時）：生物材料的選擇；功能的執(zhí)行；生物相容性及其原理和內容；材料的降解（腐蝕性的環(huán)境、金屬的腐蝕、高聚物的水解）。作業(yè)評講。第七周（4學時）：高聚物的降解；界面反應；宿主反應。第八周（4學時）：遠端或全身的影響；生物相容性的影響因素；生物相容性的調控；小節(jié)。復習。