生物醫(yī)學(xué)儀器(第一章)(編輯修改稿)
2025-01-31 14:02 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 述 生物傳感器 生 物 信 息 利用生物活性物質(zhì)選擇性識(shí)別來(lái)測(cè)定生化物質(zhì) 利用材料的物理變化 物理傳感器 非電信息 機(jī)體的各種生物電（心電、腦電、肌電、神經(jīng)元放電等） 生物電電極 電信息 利用化學(xué)反應(yīng)原理，把化學(xué)成分、濃度轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 化學(xué)傳感器 測(cè)量對(duì)象 一維信息 生 物 信 息 二唯及二維以上信息 醫(yī)學(xué)儀器簡(jiǎn)介 、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量綜述 測(cè)量的手段 測(cè)量方法分類(lèi) 生物電和非生物電測(cè)量 離體測(cè)量 簡(jiǎn)單分類(lèi) 在體測(cè)量 穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性高 無(wú)創(chuàng)、有創(chuàng)、微創(chuàng)、植入式 采用電極或傳感器 醫(yī)學(xué)儀器簡(jiǎn)介 、醫(yī)學(xué)電子儀器分類(lèi) 診斷 醫(yī)學(xué)儀器分類(lèi) 治療 生理測(cè)量 醫(yī)學(xué)影像 生化分析 醫(yī)學(xué)研究 醫(yī)學(xué)人體信號(hào)與系統(tǒng) 醫(yī)學(xué)儀器的一般組成 信息檢測(cè)系統(tǒng) (被測(cè)對(duì)象、傳感器或電極 ) 信息處理系統(tǒng) （包括放大、濾波、變換、運(yùn)算等） 記錄顯示系統(tǒng) （模擬方式、數(shù)字方式） 輔助系統(tǒng) 心電圖機(jī)圖例 (檢測(cè)環(huán)節(jié) ) 心電電極、心音傳感器、導(dǎo)聯(lián)線 心電圖機(jī)圖例 (處理環(huán)節(jié) ) 心電、心音信號(hào)放大器 心電圖機(jī)圖例 (轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié) ) 數(shù)據(jù)采集卡（ A/D轉(zhuǎn)換卡） 心電圖機(jī)圖例 (顯示環(huán)節(jié) ) 信號(hào)顯示 醫(yī)學(xué)人體信號(hào)與系統(tǒng) （一）生物信息檢測(cè)系統(tǒng)：包括被測(cè)對(duì)象、傳感器或電極， 它是醫(yī)學(xué)儀器的信號(hào)源。 電信號(hào) 是最便于檢測(cè)、提取和處理的信號(hào)。 可通過(guò) 電極 直接從人體（生物體上）提取 電信息 。 人體（生物體）信息包括： 電信息 和 非電信息 。 電信號(hào)如： 體表心電（ ECG）信號(hào)、腦電（ EEG）、肌電（ EMG）、 眼電（ EOG）、胃電（ EGG）等。 非電信號(hào)如： 體溫、血壓、心音、心輸出量及肺氣量等。 非電信號(hào) 通過(guò)相應(yīng)的 傳感器 ，即可轉(zhuǎn)變成 電信號(hào) 。 醫(yī)學(xué)人體信號(hào)與系統(tǒng) 傳感器 和 電極 的性能好壞直接影響到醫(yī)學(xué)儀器的整體性能。 傳感器：把反映人體生理信息的 物理量 或 化學(xué)量 轉(zhuǎn)換成為與之有 確定函數(shù)關(guān)系的 電信息 的變換裝置。 信號(hào)調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)換電路 敏感元件 轉(zhuǎn)換元件 輔助電路 被測(cè)信息 輸出 電信號(hào) 醫(yī)學(xué)人體信號(hào)與系統(tǒng) （二）生物信息處理系統(tǒng)： 對(duì)信息檢測(cè)系統(tǒng)傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理， 包括放大、識(shí)別（濾波）、變換、運(yùn)算等 各種 處理 和 分析 。 這部分是醫(yī)學(xué)儀器的核心，儀器性能的優(yōu)劣、精度的高低、 功能的多少主要決定于它。 是醫(yī)學(xué)電子儀器電路分析和設(shè)計(jì)的關(guān)鍵模塊。 醫(yī)學(xué)人體信號(hào)與系統(tǒng) （三）生物信息的記錄與顯示系統(tǒng)： 將處理后的生物信息變?yōu)榭晒┤藗冎苯佑^察的形式 。 常用設(shè)備 顯示方式 特點(diǎn) 直接描記式記錄器 模擬量 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，一般廣泛用于心電圖、腦電圖等的顯示。 磁記錄器 模擬量或數(shù)字量 工作原理與磁帶錄音原理相同，在生理參數(shù)測(cè)量和病人監(jiān)護(hù)中 應(yīng)用較多 數(shù)字式顯示器 數(shù)字量 將信號(hào)以數(shù)字形式顯示，一般由計(jì)數(shù)器、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和 數(shù)碼管（顯示器）等組成。 對(duì)記錄顯示系統(tǒng)的要求有： （ 1） 記錄顯示的效果明顯、清晰，便于觀察和分析。 （ 2）正確反映輸入信號(hào)的變化情況。 （ 3）系統(tǒng)故障少，壽命長(zhǎng)，與其它部分有較好的匹配連接。 醫(yī)學(xué)人體信號(hào)與系統(tǒng) （四）輔助系統(tǒng)： 輔助系統(tǒng)一般包括控制和反饋、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸、 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生和外加功能源等部分。 控制和反饋：分為 開(kāi)環(huán) 和 閉環(huán) 兩種調(diào)節(jié)控制系統(tǒng) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸：由于信息數(shù)據(jù)多，需要專(zhuān)門(mén)的存儲(chǔ)裝置， 為了遠(yuǎn)距離能調(diào)用，需要數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生：醫(yī)學(xué)儀器必須備有標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，以便適時(shí) 校正儀器的自身特性。 外加功能源：在某些應(yīng)用場(chǎng)合，需要儀器向人體施加能量， 而不是靠活組織自身的能量。 （如 X射線、超聲波等） 醫(yī)學(xué)儀器的一般特性 、醫(yī)學(xué)儀器的基本特性：靜態(tài)特性 技術(shù)特性 特點(diǎn) 準(zhǔn)確度 越高越好 精度 越高越好 精密度 越高越好 分辨率 越高越好 重復(fù)性 越高越好 靜態(tài)靈敏度 越高越好 線性度 越高越好 輸入阻抗 比體表電阻大 10倍以上 零點(diǎn)漂移 消除 信噪比 越大越好 共模抑制比 越大越好 ：靜態(tài)特性 ?1. 準(zhǔn)確度 準(zhǔn)確度定義為： （ 1－ 1） 通常真值很難得到，真值可以是讀數(shù)，也可以是范圍 。 例如，準(zhǔn)確度可表示為： 177。 讀數(shù)的 %， 177。 滿刻度的 %， 177。 1位數(shù)。 不存在準(zhǔn)確度為零的儀器。 100%rmrA ??真 值 X － 測(cè) 量 值 X真 值 X：靜態(tài)特性 ?2. 精度 精度是衡量?jī)x器測(cè)量系統(tǒng)誤差的一個(gè)尺度。精度定義為： （ 1－ 2） 影響儀器準(zhǔn)確度的原因： ?
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