《医学仪器概述》ppt课件

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1、医学仪器原理薛志孝学习目的掌握常用医学电子仪器包括电诊断类、血压及血流测量类、实验室设备、影像类设备的测量原理和工作原理。了解医学电子仪器的分类和基本组成框图、理解其基本原理、掌握基本的设计方法。学习方法讲：课堂老师讲解看：现场实地观摩查:网上搜寻、查找动：互动，学生自己进行讲解第一章医学仪器概述生物信息知识医学仪器的基本构成、特性及分类医学仪器的设计及发展展望第一节生物信息知识人体系统的特征生物医学信息的类型生物医学参数的特点典型生物医学参数生物电信号医学参数测量的特殊性人体系统的特征人体是一个复杂的自然系统，它由神经系统、运动系统、循环系统、呼吸系统等分系统组成，分系统间

2、既互相独立，又保持有机的联系，共同维持生命。运用现代理论分析研究人体，可将人体系统分为：器官控制系统神经控制系统内分泌系统免疫系统生物医学信息的类型医学仪器所检测和处理的生物信息主要有两种：连续信息和离散信息，或称为模拟信息和数字信息离散参数的离散信息离散参数的连续信息连续参数的连续信息连续参数的离散信息生物医学信号属于强噪声背景下的低频微弱信号，是由复杂的生命体发出的不确定的自然信号。医学仪器所要测量的生理参数的特点是被测生理量的幅值和频率范围都是比较低的。生物电现象是生命活动的基本属性，几乎在机体的一切生命过程中都伴随生物电的产生。人体的各种生物电的研究、记录已经成为了解

3、人体各器官的功能、临床诊断、治疗的可靠依据。生物医学参数的特点典型生物医学参数典型参数幅度范围频率范围心电（ECG）0.01~5mV0.05~100Hz脑电（EEG）2~200uV0.1~100Hz肌电（EMG）0.02~5mV5~2000Hz胃电（ECG）0.01~1mVDC~1Hz心音（PCG）0.05~2000Hz眼电图（EOG）50~3500uV0~50Hz神经电位0.01~3mV0~10000Hz血流（主动脉）1~300mL/sDC~60Hz皮肤电反射（GSR）1k~500kΩDC~20Hz心阻抗15~500ΩDC~60Hz体温32~40℃DC~0.1Hz1.细胞和

4、组织的电学特性生物电位是由“可兴奋细胞”的电化学活动产生的，这些细胞是神经、肌肉或腺组织的组成成分，平时呈现出静息电位，给予适当刺激便产生动作电位。生物电信号无脊椎动物神经轴突动作电位2.体表电位人体表面的任意一点相对于某参考点存在确定的电位，如心电、脑电、肌电等，是心脏、脑、肌肉等活动的综合效果。（1）体表心电图（2）脑电（3）肌电生物电信号（1）体表心电图：生物电信号由荷兰生理学家W．艾因特霍芬命名P，Q，R，S，T波（2）脑电：大脑皮层的神经元具有自发生物电活动，因此大脑皮层经常具有持续的节律性电位变化，称为自发脑电活动。生物电信号（2）脑电：除了自发脑电波意外，用刺激

5、的方式能够引起大脑皮层局部区域的电活动，这称为脑的诱发电位EP。生物电信号体感诱发电位听觉诱发电位胶质层皮层（3）肌电：肌肉的生物电活动形成的电位随时间的变化曲线称为肌电图。肌电活动是一种快速的电变化，他的振幅在20uV到几个毫伏，频率为2Hz到10kHz.生物电信号背侧骨间肌运动单元动作电位3.非电量生理信号：除生物电信号外，作为有生理机能特征的信号外，还有机械信号、声学信号、生物化学信号以及生物磁信号等。诸如血压、脉搏、血流、体温及呼吸、脑磁、心磁等多种生理参数。生物电信号血压波形血压分布图被测生理量的难接近生理数据的变异性生理系统间存在相互的作用人们缺乏对系统间相互关联

6、关系的了解传感器对被测生理量的影响外界干扰对测量的影响能量限制安全问题医学参数测量的特殊性第二节生理系统建模与仪器设计什么是医学仪器？医学仪器的结构和工作方式医学仪器的特性与分类医学仪器的设计与发展趋势系统：是指自然界存在着的由若干个相互作用和依赖的事物组合而成的具有特定功能并按一定规律运动着的整体实体：是一切客观存在的事物及其运动形态属性：是描述实体特征的信息，是对实体进行模拟的基本单位模型:我们所研究的客观事物有关属性的模拟，是对实体（系统）的特征和变化规律的一种定量的抽象，它应当具有事物中我们关心和需要的主要特性2.1系统模型及其分类2.1系统模型及其分类物理模型简化的

7、、类似于实际系统的某些突出特征而设想的一种物理系统，它较之于真实系统更易于分析研究。静态物理模型动态物理模型2.1.1物理模型静态物理模型模型属性值与时间无关，模型反映的是系统处于相对静止状态时的情况地球仪苯分子的环状结构模型DNA的双螺旋结构模型物理模型－静态物理模型动态物理模型又称为类比模型，通过基于两个系统间动态性质相似，而不是外形的类似，可以帮助我们把比较了解和熟悉的系统，推广到还不甚了解和生疏的系统中去。物理模型－动态物理模型物理模型－动态物理模型图b的数学式图c的数学式物理模型－动态物理模型