医学电子仪器知识要点
医学电子学基础
医学电子学基础
医学电子学基础
1. 电流的形成
2．直流电和交流电的概念。
3．电阻器的符号
4．电容器的符号，电容器的特性。
5．电感器符号，电感器的特性。
6．变压器的符号、用途。
7．欧姆定律
第二章：半导体器件电路基础
1．半导体特性
2. PN结的特性，晶体二极管符号
3．晶体三极管的特性、用途。
4．直流电源的形成。
5．整流电路有哪些？整流电路的工作原理（全波和桥式整流）
6．最基本的滤波电路有哪几种？
7．串联式稳压电路工作原理，电路中元器件作用。
第三章：医用放大器
1．放大器种类、功能、动态、静态。
2．差分放大器的优点：输入阻抗高，能克服零点漂移，抗干扰能力强，共模抑制比高。
3．运算放大器的符号、组成的放大器形式（反相、同
相、差分）
第四章：医用传感器
1．医用传感器的定义、按变换环节分类有几种模式。
2．医用换能器的静态特性指标。
3．半导体的压阻效应。
4．光电效应
第五章：医用电子仪器
1．医用电子仪器三个主要环节
2．中医脉象仪的基本结构框图原理
3．电针麻仪的基本结构图
4．电针麻仪中各种输出波的作用。
5．心电图机的三个特色电路（前置输入电路、级间耦合电路、浮地电路）
6．心电图机的灵敏度、噪声、频响。
医用电子仪器分析与维护-第一章
虽然未指出高、低电平的数值，但通常高电平总 是指接近于工作电源电压的数值，而低电平则是 指接近0v的电压数值。
背景知识：电平与绝对电平
在参考电平的设定中，有相对电平和绝对电平两 种选择。
两种方式完全是根据测量的需要来选择的 例如我们在测量放大器的增益时，若选取输入电
压作为参考电平，则按照公式所求得的输出电平 为相对电平。如果所选参考电平选取国家规定的 标准值，则所求出的电平值为绝对电平。
在现性系统中，灵敏度对所有输入的绝 对电平是相同的，并可以应用叠加原理。
实际上医学仪器不可能是一个理想的线 性系统，有时为了满足一定的需要常引 入非线性环节。
背景知识：电平与绝对电平
在电子电路中，所谓“电平”，指的是电路中的 两点或几点在相同阻抗下电量的相对比值。
在这里的电量指的是“电压”、“电流”和“电 功率”。通常总是用某点为“高电平”，某点为 “低电平”来叙述
医学仪器概述
第三节 医学仪器的特性与分类
一、医学仪器的主要技术特性
1. 准确度（accuracy）
准确度是衡量仪器测量系统误差的一个尺度。准确度定义为：
准确度
理论值- 测量值 理论值
100%
（1－1）
影响仪器准确度的原因：
➢元件的误差 ➢指示或记录系统的机械误差
不存在准确度为零的仪 准确度有时也称为精度
➢系统频响欠佳引起的误差
有关概念
医学仪器（ medical instrument ）：以医学临床诊治和医 学研究为目的的仪器，包括所需软件。
生物信息：生物体的细胞、组织、器官的生理、病理、药理 过程所反映出来的各种信息 。
包括微弱的生物电信号，如心电信号、肌电信号、脑电信 号和胃电信号等；以及生物体内发出的热波、光信号和声波振 动等；随着化学传感器和生物传感器的发展，使得生物信息的 采集扩展到蛋白质和基因水平。
若仪器使用的传感器作非电参数测量，对于一个压力传感器而言， 其输入阻抗Z为被测量的输入变量X1和另一个变量X2的比值，即：
Z X1 X2
X2
其功率P为：
P X1 X2
1
Z
Z
X
2 2
由于生物体能提供的能量有限，即为了减少功率P，应尽可能的提高输入阻抗Z，从 而使被测参数不发生畸变。一般生物电放大器的输入阻抗应比他本身的阻抗大100倍 以上才能满足要求。
医学仪器原理
Medical Instrumentation Theory
• 医疗仪器？ • 医疗器械？
国际标准化委员会对于医疗器械的定义： 医疗器械，是指单独或者组合使用于人体的仪器、
设备、器具、材料或者其他物品，包括所需要的 软件；其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，但是可能有这 些手段参与并起一定的辅助作用。
医疗仪器设计小知识点大全
医疗仪器设计小知识点大全医疗仪器设计是一门涉及医学、工程学和设计学等多学科知识的综合性学科。
在医疗仪器的设计过程中，需要考虑到医学需求、安全性、人机工程学、材料选择等多个方面。
以下是一些常见的医疗仪器设计的小知识点，旨在帮助读者更好地了解医疗仪器设计的要点和细节。
1. 人机交互设计人机交互设计是医疗仪器设计中的关键环节之一。
在设计医疗仪器时，需要考虑用户的需求和操作习惯，使仪器的界面设计更加友好和易于操作。
例如，在设计手术器械时，应考虑到医生的手部力量和灵活性，并提供符合人体工程学原理的手柄设计，以减轻医生的操作负担。
2. 功能设计医疗仪器的功能设计必须严格符合医学要求。
在设计过程中，需要充分了解仪器的使用环境和使用对象的特点，并将这些因素融入到仪器的功能设计中。
例如，在设计监护仪时，需要确保其能够准确地监测患者的生命体征，并能及时报警。
3. 信号处理技术医疗仪器通常需要对生物信号进行采集和处理。
信号处理技术在医疗仪器设计中起着至关重要的作用。
例如，在心电图仪的设计中，需要采集患者的心电信号，并对其进行放大、滤波和数字化处理，以便医生能够更清晰地观察到心电图波形。
4. 材料选择医疗仪器的材料选择对于产品的安全性和可靠性至关重要。
在设计医疗仪器时，应选择符合医学要求的材料，并确保其具有良好的耐腐蚀性、耐磨损性和抗菌性。
例如，在设计人工关节时，需要选用具有良好生物相容性的材料，以减少患者的排斥反应。
5. 可靠性设计医疗仪器通常应具备高可靠性，以确保其在使用过程中不会发生故障或事故。
在设计医疗仪器时，应考虑到产品的可靠性要求，并采取相应的措施来预防和控制故障的发生。
例如，可以采用冗余设计、故障检测和自动报警等手段来提高仪器的可靠性。
6. 安全性设计医疗仪器的安全性设计是保障患者和医护人员安全的重要环节。
在设计医疗仪器时，应考虑到使用过程中可能出现的安全风险，并采取相应的措施来降低这些风险。
例如，在设计手术器械时，可以设计安全锁机构，以防止意外触发手术器械。
医学电子仪器原理和技术共37页文档
15、机会是不守纪律的。——雨果
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
医学电子仪器原理和技术
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
医疗电子仪器
医疗电子仪器的分类一、生理信号检测仪器1.心电信号检测仪器2.心功能检测仪器3.脑电图机4.肌电图机5.监护仪器6.多道生理记录仪二、生化检验仪器1.光电比色计2.紫外-可见光分光光度计3.生化分析仪4.原子吸收分光光度计5.荧光光度计和荧光分光光度计6.火焰光度计7.酸度计8.血气分析仪9.电泳仪10.血球计数仪11.气相色谱仪12.液相色谱仪13.其他仪器14.超速离心机15.医用制冷设备三、理疗仪器1.电磁对人体的生理作用2.电流及低频电疗机3.中频电疗机4.高频电疗机5.光波治疗机6.磁疗机四、医用超声波设备1.A型超声诊断仪2.B型线性超声诊断仪3.B型扇形超声诊断仪4.脉冲多普勒彩色超声成像系统5.冲击波体外碎石机五、医用激光仪器1.激光手术器2.激光治疗机3.光-磁治疗机4.激光内腔治疗器六、医用光学仪器1.光学显微镜2.光学纤维内窥镜3.电子显微镜七、x机线八、核医学仪器九、CT装置十、手术室设备1.人工心肺机2.高频电刀3.双极电凝器、电热烧灼器4.呼吸机5.高喷喷射呼吸机6.电动吸引器、自控胃肠减压器7.无影灯彩色电视8.心脏起搏器十一、中医电子仪器1.针灸仪器2.信息探测治疗仪器3.脉象检测仪器一、〔一〕产品名称的要求心电图机的产品的命名应采用《医疗器械分类目录》或国家标准、行业标准上的通用名称，或以产品结构和应用范围为依据命名，例如：单道心电图机，单道自动心电图机，三道心电图机；三道自动心电图机；多道心电图机；多道自动心电图机等。
〔二〕产品的结构和组成产品一般为台式或手提式，由主机、患者电缆和电极组成，电极也可分为可重复使用和一次性使用两种形式。
记录方式可采用热笔式或热线阵记录方式等。
有些产品具有信号输入或信号输出端口。
有些产品还带有特殊的专用软件可用于对心电图进行辅助分析。
心电图机类产品按产品应用部分可划分为：B型、BF型、CF型；按功能可划分为：具有分析功能或具有不同的分析功能、不具有分析功能；按记录形式可划分为：单道、多道；按产品电源部分可划分为：交流、交直流两用；按记录方式可划分为：热笔式打印、热阵式打印。
医学电生理诊断仪器的使用和操作
THANKS
感谢观看
多通道显示
支持多通道信号的同时显示，便于 比较不同信号间的差异和联系。
数据存储、导出和打印操作指南
数据存储
提供数据存储功能，可将采集到 的电生理信号保存为文件，以便
后续分析和处理。
数据导出
支持将存储的数据导出为常见格 式（如CSV、TXT等），方便与 其他软件或设备进行数据交换。
打印操作
提供打印功能，可将波形图或分 析结果打印出来，供医生或患者调整 Nhomakorabea波器参数
根据信号特点，选择合适的滤波器类 型和参数，以去除噪声和干扰，提高 信号质量。
设置采样频率
根据信号特性和诊断要求，设置合适 的采样频率，以确保信号的准确性和 完整性。
实时波形显示功能介绍
波形显示界面
提供直观的波形显示界面，可实 时观察采集到的电生理信号波形
。
缩放与平移功能
支持波形的缩放和平移操作，方便 用户详细观察和分析信号特征。
板问题等。
按键失灵
可能原因包括按键开关 损坏、控制板故障或按
键面板问题等。
相应解决方案或建议提供
无法开机
检查电源线和插头是否完好，尝试更换电源线或 插头；如果问题仍然存在，请联系厂家或专业维 修人员进行检修。
显示屏异常
尝试重启仪器，如果问题仍然存在，请联系厂家 或专业维修人员进行检修或更换显示屏。
根据检查部位和目的确定 电极的放置位置，并做好 标记。
放置电极
将电极按照标记位置正确 放置，注意电极与皮肤应 紧密接触。
固定电极
使用绷带或胶布将电极固 定，防止其在检查过程中 移位或脱落。
04
CATALOGUE
信号采集与处理过程详解
医用电子仪器分析与维护 第1章_医学仪器概述
核心：自然科学+工程技术 研究对象：生物体
人体的结构、功能和其他生命现象；
目的：防病、治病、人体功能辅助及卫生保健 的人工材料、制品、装置和系统。
3
医学仪器与生物医学工程
生物医学工程多种学科与生物医学相结 合的产物。
4
医学仪器与生物医学工程
现代医学仪器与生物医学工程学的关系
医学仪器是生物医学工程成果的载体。 生物医学工程研究的成果是现代医学仪器设计和 开发的核心和基础。
47
Zr是传感器与被测对象的阻抗 Vr是生物电信号 Zi为系统的输入阻抗， Vi为输入电压
1.4 医学仪器的特性与分类
4）灵敏度（sensitivity）：
---指仪器在稳态下输出变化量和输入变化量之比，可表示 为： A0 S A i 式中S为灵敏度，A0和Ai分别为输出量变化和输入量变化
保持或恢复到能执行所需功能的状态所进行的 全部技术措施和管理活动。
68
1.5 医学仪器的开发与维修
医学仪器故障诊断与维修通用法则 什么是医学仪器维修？
修复或校正医学仪器系统故障。 什么是医学仪器系统？
仪器系统 操作者 环境 仪器
医学仪器系统三要素
69
Ad CMRR AC
Ad差模增益， Ac为共模增益
共模抑制比主要由电路的对称度决定，也是克服温度漂移 的重要因素。
54
1.4 医学仪器的特性与分类
二、医学仪器的特殊性： 人体检测特殊性
生物信号特殊性
噪声特性：
个体差异与系统性
接触界面的多样性
生理机能的自然性
55
操作与安全性
1.4 医学仪器的特性与分类
现代医学电子仪器原理和设计
监护导联电极旳颜色标识有AHA（美国心脏协 会）和IEC（国际电工委员会）两个原则见表61。
⑴ 电极放置正确；⑵ 电极与皮肤接触良好； ⑶ 导联选择正确；⑷ 排除外部干扰。
虽然心电监护原理与常规心电图机旳检测原 理基本相同，但心电监护功能并不能完全替 代常规心电图机。目前监护仪旳心电波形一 般不能提供更细微旳构造，也就是说其细微 构造旳诊疗能力还不强，这是因为两者旳目 旳不同。心电监护旳目旳是长时间、实时地 监测患者旳心率情况。两种仪器在测量电路 中，放大器旳通带宽度及时间常数都不同。
若保持光旳途径不变，吸光度便与物质旳吸光系 数和溶液旳浓度成正比。
血液中氧合血红蛋白（HbO2）和还原血红蛋白 （Hb）对不同波长旳光旳吸收系数不同，如图6-4所 示，在波长为600～700nm旳红光区，Hb旳吸收系数 比HbO2旳大；而在波长为800 ～1000nm旳近红外光 区， HbO2旳吸收系数比Hb旳大；在805nm附近是吸 收点。
反射式传感器示意图 如图6-6所示
反射式血氧饱和度旳检测原理与透射式血氧饱和度 旳检测原理旳电路部分基本相同，不同旳只是传感 器。反射式传感器也是由两种波长旳发光二极管和 光敏元件构成，但光敏元件接受到旳是组织旳反射 光。因为光线在组织中旳运动呈现随机性，反射式 传感器所接受到旳光线极难拟定其确切旳检测区域， 从概率意义上说，光线从光源发射经组织传播到光 敏元件接受，走过旳是一条香蕉状路线，所以，光 源与光敏元件旳距离是一种主要旳参数，一般设置 为4～10mm
3. 影响血氧饱和度精确测量旳原因
医用电子仪器的管理要点及维护
医用电子仪器的管理要点及维护摘要：众所周知，二十一世纪是信息化时代，信息技术、信息化设备都在快速发展，目前来看，各种电子仪器已经深入融合到医疗领域，并且在各种医用电子仪器的帮助之下，使得相关的临床观测、判断等等都变得更加准确和有效，这也是现代医疗机构重视各种电子仪器应用的主要原因之一。
然而，医用电子仪器归根结底来说属于“消耗品”，在日常使用过程中，就会损耗仪器的寿命，在不合理使用的情况下，这种损耗情况会变得更加严重，甚至影响到临床医疗工作的开展，而这是医疗领域所不想看到的一种情况，并且对于患者的生命财产安全也会形成不良影响。
因此，在现代医疗事业发展过程中，需要重视医用电子仪器的管理和维护，这一点对于医院中的临床医疗工作开展也是十分重要的。
关键词：医用仪器；电子仪器；管理要点；维护策略前言：目前来看，医疗机构中的电子仪器种类不断增加，在传统的电子血压计、血糖计的基础之上新生了很多的医用电子仪器，并且这些设备的精细化程度具有比较大的提升，其价格高昂的同时，使用要求也比较高，在使用不当情况下，会影响到医用电子仪器的准确性和有效性。
所以，在接下来的文章中首先分析医用电子仪器的管理要点及维护现状，后续提出具有针对性的意见和策略，希望对医疗机构中的电子仪器管理、维护工作起到一定的借鉴和引导作用，从宏观角度上来说，这对于国内医疗事业的发展也具有十分重要的意义和作用。
一、当前国内医用电子仪器管理和维护现状（一）缺乏技术人员培养意识伴随着时间的推移和医用电子仪器领域的发展，新生了众多的精细化程度比较高的医用电子仪器，这些仪器对于操作人员的专业要求比较高。
然而目前来看，医疗机构缺乏对于相关技术人员的培养意识，由此，即便医疗机构在实际的发展过程中购入了高新的电子仪器设备，但是相关的工作人员并没有掌握相关的技术操作标准，这直接影响医用电子仪器效果的发挥，同时对于实际的临床医疗工作的开展也是极为不利的[1]。
除此之外，不同医院内部机构对于医用电子仪器管理工作的重视程度不足，缺乏切实可行的管理制度，也无法对不同医用电子仪器的使用、管理等等方面进行对应的指导。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数字图像：用一个数字阵列表示的图像，阵列中每一个数字表示数字图像的最小单位，称为像素，每个像素包含两个属性：位置和亮度
二值图像：图像中每个像素只能是黑(0)或白(1),其灰度值没有中间过渡，
灰度图像：每个像素的信息由量化后的灰度级来描述的数字图像，不包含彩色信息。
纯黑-0，纯灰128，纯白255
彩色图像：根据三原色成像原理用红绿蓝三元组实现对自然界景物的描述。
（RGB）3个矩阵R.G.B，每个像素用（R,G,B）表示像素值.
RGB HSI彩色空间定义：计算机显示器用红黄蓝光不同比例的组合产生颜色，由（R,G,B）值唯一确定所显示的颜色，这三种颜色构成了RGB三维彩色空间。
HSI彩色空间，（孟塞尔彩色模型）H代表色调，s代表饱和度，i代表灰度。
数字图像处理：将衣服图像转换为另一幅图像，将视觉效果不佳的图像处理得到视觉效果较好的图像。
数字图像分析：对一幅图像中若干个目标进行识别分类后给出其特性测度
计算机视觉：为一个设备或机器人提供眼睛的功能，是能够理解自然景物的系统。
计算机图形学：用计算机将由概念或数学描述表示的虚构物体或图像进行处理和显示的过程
差异：计算机图形学是用来产生实体图像，数字图像处理是对已有图像进行处理和分析。
而计算机视觉是将图像分析出的内容应用到实际中。
图像增强的目的和分类：目的：获得清晰的图像显示效果，提高图像的显示价值。
分类：空间域增强，频率域增强。
图像分割定义及集合语言描述：定义，把图像分成各具特性的区域，并提取出感兴趣区域目标的技术和过程。
P类算法：对固定区域下的目标物，根据目标物，根据目标物在画面的比例选择阈值Th，使前景目标物所占的比例为P，背景所占比例为1-P。
聚类分割法：采用模式识别中的聚类思想，以类内保持最大，相似性及类间保持最大目标距离，通过迭代优化获得最佳阈值并求取目标。
区域生长法：将具有相似性的像素集合起来构成区域
同态滤波的作用和适用范围：作用：能够同时压缩图像亮度范围和增强图像对比度。
还能消除不均匀亮度的影响而又不损失图像的细节。
适用范围：细胞显微图像的处理
噪声的含义和种类：妨碍人的视觉感知或妨碍系统传感器对所接受图像原信息进行理解或分析的各种因素，也可以理解为真实信号与理想信号之间存在的偏差。
按统计特性是否随时间变化分为：平稳噪声和非平稳噪声
图像细节：指画面中灰度变化情况，反映数据变化的数学手段。
图像冗余的概念和分类:图像中存在的多余部分。
包括1,编码冗余2,像素冗余3视觉心理冗余
腐蚀：一种消除边界点，使边界向内部收缩的过程，可以用于小而无意义的目标物。
作用：通常用于去除小颗粒噪声和消除目标物之间的黏连。
膨胀：将目标区域接触的背景点合并到该目标物中，使目标边界向外部扩张
作用：可以用来填补目标区域存在的某些空洞，以消除包含在目标区域中的小颗粒噪声。
开运算：使用同一个结构元素，先对原图进行腐蚀处理，后进行膨胀处理。
作用：用来消除小对象物，在纤细点处分离物体，平滑较大物体的边界同时基本保持原目标物的大小
闭运算：使用同一个结构元素先对原图进行膨胀处理，再进行腐蚀处理。
作用：通常用来填补目标的细小空洞，连接断开的临近目标，平滑其边界的同时基本保持原目标物的大小。
分水岭算法基本思想：把灰度图像看做一种地理表面，灰度值对应表面的高低，表现出存在许多峰、谷、盆地
高地等地形特征，因此图像分割可模拟为水逐渐淹没表面时的过程，根据水先后淹没的顺序，可以得到图像分割的结果优点：算法计算速度较快，得到物体轮廓线封闭且定位比较精确。
缺点：极易造成过度分割。
图像变换：通过一种数学映射，将图像信号从空间域变换到另外的域上进行分析的手段
傅里叶变换的定义和性质
小波：在有限时间内变化且平均值为零的数学函数。
优点1）具备在时间域和频率域表征信号局部特征的能力，既具有频率分析的性质，又能表示发生的时间，有利于分析确定时间发生的现象2）有利于各分辨率不同特征的提取，应用于图像压缩，增强，消噪，水印等领域3)比傅里叶变换还要快一个数量级
false R R P TURE
R P R R R
Ri j i i j i n
i U ==⊗
===)()(1
灰度直方图：histogram I = imread('pout.tif');
Imhist
直方图均衡化：histeg I =imread ('tire.tif');
J= histeg(I)
Imshow (I)
Figure,imshow(J)
加噪：imnoise
I = imread('eight.tif')
J = imnoise (I,'salt&papper',0.02) Imshow (I)
Figure,imshow(J)
图像旋转：imrotate
I = fitsread ('sdarspectra.fts'); I = mat2gary(I);
J=imroate(I,-1,bilinear','crop'); Imshow(I)
Figure,imshow(J)
图像叠加
I =imread('rice.pny');
J =imread('cameraman.tif'); K = imread(I.J.'unit16'); Imshow(k,[J )。