生物醫(yī)學(xué)測(cè)量與傳感器(2)(參考版)
2025-01-19 15:23本頁面
【正文】 這些因素使被 測(cè)量的生物醫(yī)學(xué)信息往往具有多變性。為 適應(yīng)各種外環(huán)境的變化和差異，生物體內(nèi) 各種系統(tǒng)，包括一個(gè)細(xì)胞、器官、功能系 統(tǒng)乃至整體，它們的功能活動(dòng)都在不停地 變化著、調(diào)整著，以在內(nèi)外環(huán)境間保持動(dòng) 態(tài)平衡。 （ 2）外界刺激對(duì)測(cè)量的干擾 外界刺激的干擾主要是通過生物體的感覺器 官引入體內(nèi)，引起生理狀態(tài)的異常改變，造 成測(cè)量結(jié)果的不穩(wěn)定或產(chǎn)生偽差。 ② 磁場(chǎng)干擾： 變壓器、電動(dòng)機(jī)和熒光燈的鎮(zhèn)流器周圍產(chǎn)生 的交流磁場(chǎng)。在生物醫(yī)學(xué)測(cè) 量中，不僅要抑制儀器系統(tǒng)的噪聲，更 重要的是要充分認(rèn)識(shí)人體噪聲的性質(zhì)和 特點(diǎn)，采取有效辦法（如濾波、相關(guān)或 自適應(yīng)處理，改進(jìn)信號(hào)耦合方法等）， 從人體噪聲中提取有用信號(hào)。這一特點(diǎn)在生物電、生物 磁信號(hào)的測(cè)量中尤為突出。許多企業(yè)獲得了 CE和 FDA認(rèn)證，如深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份公司。 40多年來一直缺乏產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)活力的領(lǐng)域，與國(guó)外先進(jìn)水平差距在 20年左右。 1. 病人監(jiān)護(hù)系列產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量大，機(jī)電一體化技術(shù)的復(fù)雜性和加工難度不大，生產(chǎn)廠家較多。 醫(yī)學(xué)儀器結(jié)構(gòu)發(fā)展演變歷程： 從 機(jī)械式 （水銀溫度計(jì)、水銀血壓計(jì)、聽 診器、肺活量測(cè)量計(jì)） ?電子電路 （晶體管等 分立元件） ?集成電路 （主要是模擬電路） ? 大規(guī)模集成電路（主要是數(shù)字電路） ?智能化 儀器 （單片機(jī)、 DSP高速信號(hào)處理器） ?微機(jī)虛 擬儀器 ?網(wǎng)絡(luò)多媒體遠(yuǎn)程醫(yī)療 ?未來走向～ 測(cè)量?jī)x器經(jīng)歷三個(gè)時(shí)代的發(fā)展： ●第一代為 指針式 （或模擬式）儀器儀表 ●第二代為 數(shù)字式 儀器儀表 ●第三代就是 智能式 儀器儀表 3. 醫(yī)學(xué)測(cè)量?jī)x器的分類 ? 生理檢查與記錄儀器 （ 心電圖、腦電圖、血壓計(jì)、體溫計(jì)、脈搏測(cè)量?jī)x等 ） ? 生化檢查與記錄儀器 （ 血液氣體分析儀器、尿液分析儀、血液細(xì)胞分析儀 ） ? 醫(yī)學(xué)圖像儀器 （ 超聲波、 CT、磁共振、電子內(nèi)鏡等 ） ? 臨床監(jiān)護(hù)儀器 （ 心電監(jiān)護(hù)、呼吸監(jiān)護(hù)、 ICU、 CCU） 國(guó)外醫(yī)療器械現(xiàn)狀 – 美國(guó)是世界上最大的醫(yī)療器械生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，它供應(yīng)了世界市場(chǎng) 40%的醫(yī)療器械，同時(shí)消費(fèi)了世界市場(chǎng)的 37%的醫(yī)療器械，外科手術(shù)與醫(yī)療儀器比重最大，著名的美國(guó) GE(General Elecetric pany)、 – 日本是全球醫(yī)療器械第二生產(chǎn)大國(guó)，日本的醫(yī)療制造廠商以中小企業(yè)為主 – 歐盟占世界醫(yī)療器械行業(yè)的 28%，主要投資于提高對(duì)內(nèi)科疾病的早期診斷、改善治療程序、損壞器官的置換、可部分操縱的人工骨骼和關(guān)節(jié)。如針 對(duì)糖尿病患者血糖的診斷與監(jiān)測(cè)，針對(duì)呼吸系統(tǒng)病人的血氧 飽和度的診斷與監(jiān)測(cè)等。 20世紀(jì)得到大的發(fā)展，用于醫(yī)學(xué)的分析儀器，主要沿襲 了現(xiàn)代化學(xué)分析儀的方法和手段，如譜分析方法，電化學(xué)方 法、各種分離技術(shù)等，對(duì)人體成份進(jìn)行離體分析。各種物理治療類儀器在保健、康 復(fù)功能替代中發(fā)揮了越來越顯著的作用。直 到 19世紀(jì)末 20世紀(jì)初才有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，利用電 磁波不同頻段不同的生理效應(yīng)，研制成功的各種 治療儀器大量進(jìn)人臨床，最具代表意義的有：可 植人式 心臟起博器、高頻電刀、激光刀、用于癌 癥治療的直線加速器等。 1962年出現(xiàn)了具有透氧膜的氧電極，此后相繼出現(xiàn) 了把某些無機(jī)化合物、有機(jī)化合物、高分子化合物和生物物質(zhì)與電極 結(jié)合而形成的多種電化學(xué)傳感器和生物傳感器、半導(dǎo)體技術(shù)、微加工 工藝和生物技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)了生物傳感器的發(fā)展。自 70年代后期，微型計(jì)算機(jī)引入到 臨床監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中，出現(xiàn)了運(yùn)用模式識(shí)別技術(shù)的智能化監(jiān)護(hù)儀器。 2022年度的諾貝爾生理、醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)伊利諾大學(xué)的 化學(xué)、生物物理學(xué)和計(jì)算生物及生物工程學(xué)教授 Paul C. Lauterbur和英國(guó)諾丁漢大學(xué)物理學(xué)教授 Pete
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