现代医学电子仪器原理及设计_考试重点.docVIP

医学仪器概述 人体系统的特征 人体是一个复杂的自然系统，分为器官自控制系统、神经控制系统、内分泌系统和免疫系统。器官自控制系统具有不受神经系统和内分泌系统控制的机制，如心脏的收缩与舒张。神经控制系统是一种由神经进行快速反应的控制调节机制，如人的喜怒哀乐。内分泌系统通过循环系统的路径将信息传到全身细胞进行控制。免疫系统识别异物，排斥异物。 人体控制功能的特点 负反馈机制、双重支配性、多重层次性、适应性、非线性。 生物信号的基本特性 不稳定性、非线性、概率性、信号弱、噪声强、频率范围低。 生物信号类型 电信号 机体的各种生物电（心电、脑电、肌电、神经元放电等） 生物电电极 利用材料的物理变化 物理传感器 非电信号 利用化学反应把化学成分、浓度转换成电信号 化学传感器 利用生物活性物质选择性识别来测定生化性质 生物传感器 医学电子仪器从功能上来说主要有生理信号检测和治疗两大类。 医学电子仪器的基本构成 1）生物信号采集系统 包括被测对象、传感器或电极 2）生物信号处理系统 包括信号与处理和信号处理 预处理一般包括过压保护、放大、识别（滤波）、调制\解调、阻抗匹配 3）生物信号的记录与处理 方式有直接描记式记录器（模拟量）、存储记录器(模拟量或数字量)、数字式显示器（数字量） 4）辅助系统 包括控制和反馈、数据存储和传输、标准信号产生和外加能量源 控制和反馈分为开环和闭环两种调节控制系统。手动控制、时间程序控制均属开环控制；通过反馈回路对控制对象进行调节的自动控制系统称为闭环系统。 外加能量源是指仪器向人体施加的能量（X射线、超声波等），用其对生物做信息检测，而不是靠活组织自身的能量。 医学仪器的主要技术特性 准确度---越小越好，不存在准确度为零的仪器，准确度也称为精度 准确度=（理论值-测量值）/理论值*100% 是衡量仪器测量系统误差的一个尺度 精密度 可以表示在相同条件下用同一种方法测量所得数值的接近程度。 输入阻抗---越大越好，外加输入变量与相应应变量之比 生物放大电极应大于输入电阻的100倍 电极-皮肤接触电阻 2~150K 引线和保护电阻 10~30K 体表电极 10~150K 灵敏度 输出变化量与引起它变化的输入变化量之比。当输入为单位输入量是，输出量的大小即为灵敏度的量值。 5）频率响应 仪器保持线性输出时允许其输入频率范围的变化，是衡量系统增益随频率变化的尺度 6）信噪比 信号功率PS与噪声功率PN之比 7）零点漂移 仪器的输入量在恒定不变（或无输入信号）时，输出量偏离原来起始值而上下漂动、缓慢变化的现象 8)共模抑制比 衡量放大差模信号和抑制共模信号的能力 8、医学仪器的特殊性 1）噪声特性—限制噪声比放大噪声更有意义 2）个体差异与系统性—因人而异，选择适当的检测方法，，保持人体的系统性相对稳定 3)生理机能的自然性—检测时应防止仪器因接触而造成被测对象生理机能的变化，可进行无损测量 4）接触界面的多样性-采用各种办法来保证仪器与人体有一个合适稳定的接触界面 5）操作与安全性-医学仪器的操作必须简单、方便、适用和可靠；应确保电气安全、辐射安全、热安全和机械安全，使操作者和受检者均处于绝对安全的条件下；避免误操作危害检测对象 9、医学仪器的分类 1）基本分类方法--根据检测的生理参数、根据转化原理的不同、根据生理系统中的应用、根据临床的专业 2）按用途分类—诊断用仪器和理疗用仪器 诊断用仪器--生物电诊断与监护仪器、生理功能诊断与监护仪器、人体组织成分的电子分析检验仪器、人体组织结构形态的影像诊断仪器 理疗用仪器--电疗机、光疗机、磁疗机、超声波治疗机 10、模型的任务—建立模型结构和提供数据 11.模型的有效性用符合程度来度量，分为三的级别—复制有效、预测有效、结构有效 12、模型的分类 1）物理模型--几何相似模型、力学相似模型、生理特性相似模型、等效电路模型 2）数学模型—主要方法有黑箱方法和推导方法 3）描述模型 13、生物医学仪器的设计思路 原理分析 电路分析 测量信号分析 仪器性能指标特殊性要求 | | | | 四个环节 四个模块 四个特点 八大