医学仪器的特性与分类医学仪器的设计与发展趋势医学仪器定义医学仪器是以医学临床诊治和医学研究为目的的仪器。通常是指那些单纯或者组合应用于人体的仪器，包括所需的软件。医学仪器用于人体体表及体内的作用不是用药理学免疫学或者代谢的手段获得的。其使用的目的是疾病的预防诊断治疗监护或者缓解损伤或残疾的诊断治疗监护缓解或者补偿解剖或生理过程的研究替代或者调节妊娠控制医学仪器的结构和工作方式医学仪器的基本构成医学仪器主要由信息检测系统信息处理系统信息记录系统及辅助系统等部分构成。信息检测系统信息处理系统记录显示系统辅助系统医学仪器的基本构成生物信息检测系统被测对象传感器电信号生物信息处理系统放大识别变换运算生物信息记录与显示系统打印显示辅助系统控制与反馈数据存储与传输信号产生与能量供应医学仪器的特性与分类医学仪器的主要技术特性衡量医学仪器性能的主要技术指标准确度仪器的测量值与理论值之间的接近程度。精密度在相同条件下，用同种方法多次测量所得数值的接近程度。输入阻抗外加输入变量如电压力压强与相应变量电流速度流量之比。医学仪器的主要技术特性灵敏度仪器的输出变化量与引起它变化的输入变化量之比。频率响应仪器保持线性输出时允许其输入频率变化的范围。信噪比信号功率与噪声功率之比。医学仪器的主要技术特性零点漂移仪器的输入量在恒定不变时或误输入量，输出量偏离原来起始值而上下飘动缓慢变化的现象。共模抑制比仪器放大差模信号和抑制共模信号的能力。医学仪器的特性与分类二医学仪器的分类医学仪器发展非常迅速，各种新的医学仪器不断出现。因此，医学仪器的分类比较复杂，通常情况按照仪器在医学医疗中的用途可分为两大类诊断用仪器理疗用仪器诊断用仪器生物电诊断与监护仪器如心电图机脑电图机肌电图机等。生理功能诊断与监护仪器如血压计血流图仪呼吸机及检测脉搏听力肺功能参数的仪器等。人体组织成分的电子分析检验仪器如血球计数器生化分析仪血液气体分析仪等。人体组织结构形态的影像诊断仪器如超声仪器线计算机层析摄影核磁共振计算机断层摄影及电子内窥镜等。理疗用仪器电疗机包括静电治疗机和低中高频治疗机等。光疗机包括红外线治疗机紫外线治疗机激光治疗机等。磁疗机包括旋磁治疗机中频交变治疗机等。超声波治疗机包括超声雾化吸入器超声波治疗机等。医学仪器的设计与发展趋势医学仪器的设计由于在设计生物医学仪器时要受到许多因数的影响，有些因数来自主观的要求，有些因数是客观的存在，因而在设计时要考虑下面五个影响仪器设计的基本因数信号因数环境因数医学因数经济因数时代因数被测对象信号因数环境因数医学因数经济因数时代因数灵敏度量程差动或绝对的输入信号输入阻抗暂态和频率响应精度线性可靠性信噪比稳定性温度湿度压力加速度冲击震动辐射电源要求安装尺寸和形状侵入或非侵入组织的传感器的界面要求物质的毒性电的安全辐射和热耗散成本有效工作时间保单消耗品要求与现有设备的兼容性应用各种先进技术仪器的原始设计样机试验仪器的最后设计有关部门批准生产本节小结医学仪器的基本结构信息检测系统信息处理系统记录显示系统辅助系统本节小结医学传感器的作用将反映人体机能状态信息的物理量或化学物质转变为电或电磁信号医学仪器的信息处理系统的作用对信息检测系统传送过来的信息进行处理，包括放大识别等方面。电磁波热疗技术主要是利用微波高频几到几十射频的生物热效应，在生物组织产生高温达到治疗目的。高能肿瘤热疗技术放射治疗世纪生物医疗仪器的发展高度发展的电生理检测设备与监护技术以微机为核心的数字化电生理检测设备，正在逐步取代传统的模拟设备。数字化与检测分析相结合是现代化电生理检测仪器发展的重要趋势。监护仪是种需求日益增长的临床急需的设备。目前，常用的监护仪有多导生理监护仪血压血氧心电心率阻抗呼吸体温，小时动态监护仪心电脑电，手术监护设备，母婴监护仪，胎儿监护仪，睡眠监护仪等。世纪生物医疗仪器的发展整体优化的方案方案，是围绕个医疗目标，将分散工作的相关设备，优化组合构成个仪器系统。目的在于把需要的诊断治疗技术进行整合，构架成个完整体系，以获得最佳医疗效果。例如心脏病学科方案包括导心电图机运动负荷测试系统动态心电诊断系统中央监护系统，由中央心电管理系统进行统管理以及由肺功能测定仪动态血压诊断系统脉氧仪除颤起搏监护仪等构成的日常检测救护仪器系统。世纪生物医疗仪器的发展医学信息系统数字图象归档与通信系统，是个建立在计算机网络信息等技术基础上的管理医学图象的综合系统。,是为解决不同厂商生产的医学影象设备能上网互连而推出的医学数字图象通信标准集成医疗机构，目的在于对医院各种医疗设备和系统进行集成，实现信息资源整合和综合利用。世纪生物医疗仪器的发展医学信息系统远程医疗远程医疗主要解决跨地区的医学信息资源最佳整合与利用，以及边远地区的诊疗问题。能使医生实时在线的对异地病人进行会诊监护咨询指导治疗，可在自己的计算机上直接对异地病人资料进行采集查阅编辑，并可以通过计算机，与二位以上的同行对同记录资料进行讨论研究，作出判断，提出医疗指导性建议。世纪生物医疗仪器的发展展望世纪生物医疗仪器将继续在医学诊断手术监护康复等方面获得更大发展，总趋势是器械智能化简易化保健转向家庭生物物理工程设计领域交叉融合提高临床诊断精确性。计算机辅助诊断智能器械生物传感器机器人网络等在内的计算机相关技术分子医学家庭与自我保健微创方法器械药物结合的产品人工器官移植辅助装置及组织工程组件等产品将进步得到发展。世纪生物医疗仪器的发展展望机器人外科与微系统技术机器人外科是指外科医生应用机器人去完成些精确的外科任务，而非用机器人取代外科医生。微系统技术是微电子计算机技术和精密机械相结合的高新技术。主要用于微创诊断和治疗。纳米材料与纳米医学纳米医学是指制造和利用纳米结构与纳米级装置，在分子水平上诊断防病治病的技术。世纪生物医疗仪器的发展展望生物芯片分子电子器件目前的进展是分子开关分子储存器分子导线分子神经元等分子器件。微型多参数生物传感器是在微小基片的表面固定大量的分子识别探针，实现对化合物蛋白质核酸细胞或其他生物组织，准确快速大信息量的筛选或检测。基因芯片是种最重要的分子芯片，实际它是微阵列芯片，它集成了大量密集排列的基因探针，通过与被检测的核酸序列，互补匹配，进行序列测量。世纪生物医疗仪器的发展展望组织工程组件应用生命科学和工程学原理，研制能够修复和改善，损伤或缺失组织功能的人造组织或器官。器官自控制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。神经控制系统神经控制系统是种由神经进行快速反应的控制调节机制。不论是人的内部器官的机能身体的动作各种知觉或是人的思想感情等都受神经系统的控制。人的神经系统分成两个主要部分是中枢神经系统，包括脑和脊髓二是周围神经系统，包括脑神经脊神经和内脏神经。内分泌系统内分泌系统是机体的重要调节系统，它与神经系统相辅相成，共同调节机体的生长发育和各种代谢，维持内环境的稳定，并影响行为和控制生殖等。内分泌系统由内分泌腺和分布于其它器官的内分泌细胞组成。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。免疫系统免疫系统是机体保护自身的防御性结构，主要由淋巴器官胸腺淋巴结脾扁桃体其它器官内的淋巴组织和全身各处的淋巴细胞抗原呈递细胞等组成广义上也包括血液中其它白细胞及结缔组织中的浆细胞和肥大细胞。构成免疫系统的核心成分是淋巴细胞，它使免疫系统具备识别能力和记忆能力。对人体来说，人体内的非自体识别及其处理形式是最基本的控制机制。医学仪器原理主讲苏全学习目的掌握常用医学电子仪器包括电诊断类血压及血流测量类脑电测量及诊断类以及监护仪器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做动手亲自操作和感受学习安排周次星期节次理论教学内容实践教学项目医学仪器概述赴医院参观学习生物信息测量中的噪声干扰信号放大实训二生物电测量仪器血压测量医用监护仪器心脏起搏器与除颤器医学仪器的电气安全实训三四五六七八九十课程设计赴医疗电子企业参观学习第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，分系统间既互相，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脑电肌电胃电心音眼电图神经电位血流主动脉皮肤电反射心阻抗体温细胞和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体表电位人体表面的任意点相对于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。体表心电图脑电肌电生物电信号体表心电图生物电信号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。生物电信号脑电除了自发脑电波意外，用刺激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。生物电信号体感诱发电位听觉诱发电位胶质层皮层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。肌电活动是种快速的电变化，他的振幅在到几个毫伏，频率为到生物电信号背侧骨间肌运动单元动作电位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本节小结第二节医学电子仪器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医学仪器定义医学仪器是以医学临床诊治和医学研究为目的的仪器。通常是指那些单纯或者组合应用于人体的仪器，包括所需的软件。医学仪器用于人体体表及体内的作用不是用药理学免疫学或者代谢的手段获得的。其使用的目的是疾病的预防诊断治疗监护或者缓解损伤或残疾的诊断治疗监护缓解或者补偿解剖或生理过程的研究替代或者调节妊娠控制医学仪器的结构和工作方式医学仪器的基本构成医学仪器主要由信息检测系统信息处理系统信息记录系统及辅助系统等部分构成。信息检测系统信息处理系统记录显示系统辅助系统医学仪器的基本构成生物信息检测系统被测对象传感器电信号生物信息处理系统放大识别变换运算生物信息记录与显示系统打印显示辅助系统控制与反馈数据存储与传输信号产生与能量供应医学仪器的特性与分类医学仪器的主要技术特性衡量医学仪器性能的主要技术指标准确度仪器的测量值与理论值之间的接近程度。精密度在相同条件下，用同种方法多次测量所得数值的接近程度。输入阻抗外加输入变量如电压力压强与相应变量