医学电子仪器原理和设计
医学电子仪器原理与设计教学设计
医学电子仪器原理与设计教学设计一、教学目标本课程旨在帮助学生掌握医学电子仪器的基本原理、常见电路设计及其应用，使学生能够独立设计、组装和调试医学电子仪器，为以后的医学仪器研究和应用打下基础。
二、教学内容1.医学电子仪器的基本原理–仪器的结构和组成–电子元器件和电路基础知识–传感器原理及其应用2.医学电子仪器的常见电路设计–放大电路设计–滤波电路设计–转换电路设计3.医学电子仪器的应用与实践–血压计、心电图仪、磁共振成像仪等常见医学电子仪器的使用和原理–独立设计、组装和调试医学电子仪器三、教学方法1.课堂讲授与互动–讲解医学电子仪器的原理、电路和应用–多媒体课件展示电子仪器的使用和实践–答疑解惑，加深理解2.设计与实验–安排实验环节，让学生独立设计、组装和调试医学电子仪器–指导学生进行实验操作，巩固所学知识3.作业与考试–课后安排作业，让学生巩固所学知识–安排考试环节，测试学生对课程知识的掌握情况四、教学评估本课程分为理论和实践两个部分，其中理论部分占课程总分的60%，实践部分占40%。
具体评估方式如下：1.理论–期中考试（30%）–期末考试（30%）2.实践–实验成果报告（20%）–实验操作技能（10%）五、参考教材1.《医学电子仪器》（第三版）王大庆等编著北京：人民卫生出版社，2018年2.《医学电子仪器》陈健主编北京：清华大学出版社，2017年3.《电路基础入门》刘伯麟等编著北京：电子科技大学出版社，2019年六、教学计划课时内容1-2 医学电子仪器的基本原理3-5 医学电子仪器的常见电路设计（放大电路）6-8 医学电子仪器的常见电路设计（滤波电路）9-11 医学电子仪器的常见电路设计（转换电路）12-14 医学电子仪器的应用与实践15-16 课程总结与回顾七、教学设施1.讲课用投影仪和电脑2.实验室仪器设备（如放大器、滤波器等）3.工具箱及电子元器件（如电容器、电阻器等）4.学生用计算机和电路仿真软件（如Multisim等）八、教学效果评估根据学生的评教意见及成绩，本课程的教学效果良好。
医学电子仪器原理与设计智慧树知到答案章节测试2023年南方医科大学、深圳大学、广东药科大学
第一章测试1.医学电子仪器是以临床诊断、治疗和康复为目标的电子仪器，其测量参数包括人体生理参数、生化指标或者对人体的形态结构及功能成像等（）。
A:错B:对答案:B2.医学电子仪器的种类大体可以分为：生命信息监护设备、体外诊断设备和医学影像设备（）。
A:对B:错答案:A3.生物医学传感器的作用是把人体的各种生理信息转换为（）的变换装置。
A:生物信息B:电信息C:化学信息D:生理信息答案:B4.处理器是医疗仪器硬件系统运算的控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元（）。
A:错B:对答案:B5.生物信号是指所有主动的、被动的、电的和非电的人体物理信息（）。
A:对B:错答案:A6.生物信号的特征包括（）。
A:噪声强B:随机性强C:信号弱D:频率低答案:ABCD7.从信号处理角度来看，生物信号属于连续、平稳随机信号（）。
A:错B:对答案:A8.为了保证被测生物医学信号不发生畸变，应尽可能减小仪器的输入阻抗（）。
A:对B:错答案:B9.生物电放大器的共模抑制比通常定义为（）。
A:差模增益B:共模增益C:共模增益与差模增益的比值D:差模增益与共模增益的比值答案:D10.在立项开发医学电子仪器的最初阶段应做好充分的产品调研（）。
A:对B:错答案:A第二章测试1.关于电容性耦合干扰的描述哪个是不正确的？（）A:避免两导线平行可以减小耦合干扰B:增大两导线之间的距离可以减小容性耦合干扰C:一个导体上的电压或者干扰成分通过分布电容使其它导体上的电位受到影响，这种现象就是电容性耦合D:使用屏蔽线时，传输信号的芯线伸出屏蔽层的长度增加可以提高抗干扰的效果答案:D2.关于接地的描述不正确的是（）A:安全接地就是保护接地B:工作接地既可以是大地电位也可以不是大地电位C:接地分为安全接地和工作接地D:安全接地是对信号电压设立基准电位答案:D3.请问下列不同材质的电阻中低频噪声最大的是哪一种（）A:阻值误差大的金属膜电阻B:合成碳质电阻器C:阻值误差小的金属膜电阻D:线绕电阻答案:B4.抑制干扰的措施有哪些（）A:为感性负载增加的耗能电路B:去耦C:接地和屏蔽D:隔离答案:ABCD5.关于噪声的描述哪些是正确的（）A:噪声电压或者噪声电流可以用一个确定的时间函数来描述B:白噪声是指在很宽的频率范围内，噪声功率谱密度为一常数C:测量系统内部噪声往往成为测量精度的限制性因素D:噪声是来自测量系统外部对被测信号产生影响的信号答案:BC6.关于低噪声放大器设计原则，下列哪些描述是正确（）A:多级放大器低噪声设计中尽量提高第一级放大器增益有利于降低放大器总的噪声B:多级放大器中第一级放大器的噪声对总的噪声影响是最大的C:放大器设计中，在有源器件负载允许的情况下尽量选择低阻值的外回路电阻有利于降低放大器的噪声D:只要选择了低噪声器件就一定能获得低噪声性能的放大器答案:ABC7.干扰和噪声是一个概念的两种说法（）A:错B:对答案:A8.电路内部固有的噪声可以用屏蔽、合理接地等方法予以消除（）A:对B:错答案:B9.导体中含有散粒噪声（）A:错B:对答案:A10.请问电容器中不包含哪种噪声（）A:低频噪声B:散粒噪声C:闪烁噪声D:热噪声答案:B第三章测试1.同相并联结构三运放前置放大器第一级输出回路里不产生共模电流，但该回路里共模电压处处相等（）A:对B:错答案:A2.三运放前置放大器中同相并联的两个运放为A1、A2，为提高三运放前置放大器的共模抑制比，一般应当选择共模抑制比高的A1、A2，A1和A2共模抑制比的对称性并不重要（）A:对B:错答案:B3.右腿驱动电路的作用是减小放大器输入端共模电压向差模的转化，从而提高放大器共模抑制比（）A:错B:对答案:A4.提高前置级共模抑制能力的常见措施有（）A:隔离技术B:屏蔽驱动技术C:设置保护电路D:右腿驱动技术答案:BD5.电气隔离通常是指浮置电路和接地电路两部分电路之间没有电气上的直接联系，通常应当包括哪几个主要部分的隔离（）A:信号通道隔离B:控制信号隔离C:模拟电路和数字电路的隔离D:电源隔离答案:ABD6.生物电放大器前置级基本要求包括（）A:低噪声B:低输入阻抗C:高共模抑制比D:低漂移答案:ACD7.有同相并联运放A1、A2和基本差动放大器A3组成的三运放电路，下列哪个描述是错误的（）A:第二级增益高有利于总的共模抑制能力的提高B:为提高三运放电路的共模抑制比，应当选择高共模抑制比的A3C:三运放放大器输入阻抗接近无穷大D:三运放两级放大器的增益分配会影响总的共模抑制比答案:A8.关于隔离级描述错误的是（）A:实现信号隔离也可以在A/D变换之后B:实现信号隔离只能在A/D变换之前C:实现电气隔离通常可以采用光电耦合和电磁耦合D:对模拟信号进行隔离时要求光电隔离器件具有很好的线性答案:B9.下列关于陷波器的描述正确的是（）A:陷波器属于带通滤波器B:陷波器属于带阻滤波器C:陷波器属于低通滤波器D:陷波器属于高通滤波器答案:B10.有关生物电放大器输入阻抗的描述哪些是正确的（）A:高输入阻抗是放大器高共模抑制比的必要条件B:被放大的信号越微弱要求放大器输入阻抗越高C:为使被测参数不发生畸变，应尽可能提高放大器输入阻抗D:放大器输入阻抗越高，放大器信号增益就越稳定答案:ABCD第四章测试1.兴奋通常是活组织在刺激作用下发生的一种可以传播的，伴有特殊电现象并能引起某种效应的反应过程（）A:对B:错答案:A2.下列关于生物电位的描述正确的是（）A:细胞膜外电位大于细胞膜内电位时，细胞处于静息状态B:兴奋细胞就是生物电信号源C:建立细胞膜内为正，膜外为负的过程称为超射D:细胞膜外电位大于细胞膜内电位时，细胞处于兴奋状态答案:ABC3.关于心电产生机理的描述哪些是正确的（）A:P波是由心房的激动所产生B:窦房结产生的兴奋最先传导到左心室C:QRS波反映左右心室的电激动过程，因此其幅度最大D:窦房结产生的兴奋同时传导到心房和心室，引起心房和心室收缩答案:AC4.关于导联的描述正确的是（）A:标准导联I、II、III属于单极肢体导联B:加压导联和单极肢体导联相比，心电波形形状不变，波形幅度增加了50% C:导联是指测量生物电信号时安放在人体体表电极放置位置和电极与放大器的连接方式D:导联就是指测量生物电信号的电极答案:BC5.对标准导联I、II、III而言，在心电的每一瞬间都有VIII=VI+VII（）A:对B:错答案:B6.下列关于心电图机中过压保护电路的描述正确的是（）A:主要保护在心电测量过程中心电图机不会受到串入的高电压引起破坏B:主要保护在心电测量过程中病人不会受到串入的高电压引起的电击危险C:过压保护电路分为高压保护、中压保护和低压保护D:既要保护在心电测量过程中病人不会受到串入的高电压引起的电击危险，又要保护在心电测量过程中心电图机不会受到串入的高电压引起破坏答案:AC7.心电图机中一定要设置导联选择器进行导联切换（）A:对B:错答案:B8.心电图机中设置时间常数电路的作用主要是防止电极极化电压造成后级放大器的饱和失真（）A:错B:对答案:B9.有关心电图机定标电路的描述正确的是（）A:定标信号还可以用于时间常数的测量B:定标电路是为了校准心电图机的灵敏度C:一般在使用心电图机之前都要对心电图机进行定标校准D:定标电路通常是给前置放大器输入1mV矩形波信号，记录纸上应当描记出幅度为10mm的矩形波答案:ABCD10.为保证患者心电测量过程中的电气安全，与前置级相连的控制信号必须经过隔离电路进行电气隔离（）A:对B:错答案:A第五章测试1.常规测量的血压通常指（）。
电子体温计的原理和设计
电子体温计的原理和设计一、电子体温计的原理1.热电偶原理热电偶是一种基于热电效应的温度传感器，由两种不同材料的金属线焊接在一起构成。
当金属丝的两个焊点温度不同时，会产生出一个与温度差成正比的微弱热电势。
利用冯·诺伊曼定理可以通过测量热电势来计算出温度。
电子体温计通过将一端放入体温测量区域，利用热电势测量出体温。
2.热敏电阻原理热敏电阻是一种根据温度变化而改变其电阻值的传感器，具有正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）两种。
当温度上升时，PTC的电阻值增大，而NTC的电阻值减小。
电子体温计通常使用NTC热敏电阻作为传感器，测量人体温度。
3.红外线传感器原理红外线传感器是一种通过测量红外辐射能量来间接测量物体温度的传感器。
人体散发的热量主要是红外线，利用红外线传感器可以测量被散发红外线的物体的温度。
电子体温计使用红外线传感器通过测量人体的红外辐射来判断体温。
二、电子体温计的设计1.传感器采集传感器采集是电子体温计的第一步，不同的体温计使用不同的传感器进行采集。
对于热电偶、热敏电阻传感器，需要将其放置在体温测量区域并与电子仪器连接，通过与电子仪器之间的电连接来采集体温数据。
红外线传感器则需要将其对准体温测量区域以接收红外辐射。
2.信号放大传感器采集到的信号常常非常微弱，需要通过信号放大来增强信号幅度。
信号放大是通过放大器电路来实现的，常见的放大器电路有差分放大器、运算放大器等。
通过放大器电路将传感器采集到的微弱信号放大至适当幅度，以便进行后续的信号处理。
3.信号处理信号处理是对放大后的信号进行滤波和调理，以提高信号质量和准确性。
滤波可以去除高频噪声和杂散信号，通常采用低通滤波器进行滤波处理。
调理包括对信号进行增益和修正偏差，使其达到更准确的温度测量结果。
4.温度测量温度测量是通过将处理过的信号转化为温度数值进行显示。
对于热电偶和热敏电阻传感器，可以通过测量电阻或热电势来计算出温度值。
对于红外线传感器，可以通过测量接收到的红外辐射能量来计算出温度值。
现代医学电子仪器原理与设计
一、本门课程的内容
医学仪器
输入或输出的物理量 不是电压或电流 超声、放射等设备
输入或输出的物理量 是电压或电流
医学电子仪器
医学电子仪器
测量、诊断
心电 脑电 肌电 诱发 电位
监 护 仪 血压 测量 仪器
治疗类仪器
心 脏 起 搏 器 心 脏 除 颤 器
高 频 电 刀
微弱信号处理 电气安全
二、本课程基本要求
发展预测
未来5年医学仪器的六大发展方向： 1、计算机相关技术：计算机辅助诊断、智 能器械、机器人和网络技术（HIS-hospital information system and PACS—picture archiving and communication system医学影像存档与传输 系统），小型化生化和光学生物传感器融合 方式出现的仪器。 2、分子医学仪器：包括遗传诊断、遗传治 疗和组织工程化仪器以及生物传感器。
7、自1958年H.O.Anger研制成功医用Gama 照相机，核医学影像类仪器开始应用于临 床，基于给病人施加放射性标记药物，在 人体外部探测所发射的射线而成像的，随 着CT技术的发展，有ECT（放射性同位素断 层成像），单光子放射断层成像SPECT，正 电子发射断层成像PET，能提供生理代谢方 面的信息。
（一）噪声特性 从人体拾取的生物信号不仅幅度微小， 而且频率也低。必须尽量采取各种抑制措 施，使噪声影响减至最小。一般来说， 限 制噪声比放大信号更有意义。
（二）个体差异与系统性 人体个体差异相当大，用医学仪器作检测 时，应从适应人体的差异性出发，要有相应的 测量手段。 人体又是一个复杂的系统，测定人体某部 分的机能状态时，必须考虑与之相关因素的影 响。要选择适当的检测方法，消除相互影响， 保持人体的系统性相对稳定。
现代医学电子仪器原理与设计总结
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。
医学电子仪器主要是用来检测和处理生物信息，从而分析研究人体（生物体）的结构与机能，给诊断提供依据，或用于辅助治疗。
该类医学仪器主要有两方面用途：（1）探寻生物成份或生物组织机体的特性和内部结构（用来诊断）；（2）导致生物特性的改变或形成生物效应和破坏（用来治疗和康复手术）例如：辐射治疗肿瘤、激光治疗近视眼等。
医学仪器基本构成（一）生物信号采集系统：包括被测对象、传感器或电极，它是医学仪器的信号源。
传感器和电极的性能好坏直接影响到医学仪器的整体性能。
（二）生物信号息处理系统：对信息检测系统传送过来的信号进行处理，包括放大、识别（滤波）、变换运算等各种处理和分析。
（三）生物信息的记录与显示系统：将处理后的生物信息变为可供人们直接观察的形式。
（四）辅助系统：辅助系统一般包括控制和反馈、数据存储和传输、标准信号产生和外加功能源等部分。
医学仪器工作方式：医学仪器的工作方式是指因其检测和处理生物信息方法的不同，而采用的直接的或间接的、实时的或延时的、间断的或连续的、模拟的或数字的各种工作方式。
一、医学仪器的主要技术特性a) 1. 准确度（accuracy）b) 2. 精密度（precision）用同一种方法多次测量所得的数值的接近程度。
c) 3. 输入阻抗（input impedance）医学仪器的输入阻抗与被测对象的阻抗特性、所用电极或传感器的类型及生物体接触界面有关。
其表达式通常为：d) 4. 灵敏度（sensitivity）当输入为单位输入量时，输出量的大小即为灵敏度的值。
e) 5. 频率响应（frequency response）f) 6. 信噪比（signal to noise ratio）噪声定义：除被测信号之外的任何干扰。
《医学电子仪器原理与设计》课程的教改探索
过生物信号处理 与医学 电子仪器的使用 等实验 的开设 ， 巩 固了理论教 学 内容 ， 全面提高 了学生综合分析问题的能力 。 １ ． ２ 实 验 教 学 内容 的优 化 实验教学是医学电子仪器课程教学过程中至关重要 的环节 ， 通过 对常见医学电子仪器中的典型电路 、 信 号检测 的分析 和处理 ， 全面提 高学生 的动手能力和综合分析解决 问题 的能力 。 在实验教学过程 中注 重以下能力的培养 ： （ １ ） 利用所学的理论知识 ， 分析和设计常见 生理 参
质量。
【 关键词 】 医学电子仪器 ； 生物 医学工程 ； 教学 内容 ； 教 学方法； 教 学手段 ０ 引言
生物医学工程是一个集生物 、 医学 、 电子和计算机 等技术为一体 的新兴交叉学科 目 前． 开设有本专业 的高校大致分为两类 ： 一类 ， 是 医学院校 ． 以培养从事 医学影像 技术和医疗仪器 的使用 、 开发 和管理 工作的人才 ： 另一类 ， 是理工科大学或综合性大学 ， 侧重 培养 与生物 医 学工程相关的科研 、 开发和服务人 才ｍ 。我校从 ２ ０ ０ ８ 年开始招收生物 医学工程专业 本科 生 ． 要求学生在学 习电子信 息 、 计算机等专 业知识 的基础 上 ． 掌握一定的基础医学知识 ． 培养与医学相结合 的工程技术 人才 ． 既能在生物医学工程 、 医学 电子仪 器等领域 ， 又能 在电子技术 、 计算 机应用 等行业从事科研 、 服务及管理工作 。 《 医学电子仪器原理 与 设计》 是生物医学工程专业学生 知识 结构 的一个重要组 成部分 ． 本课 程涉及到电子技术 、 计算机技术 、 信号与图像处理技 术、 通信技 术及传 感器技术 这 门课程的 内容多 、 学时少 ， 在教学过程 中极易出现教学重 点不明确 、 教学主次不 清晰、 学生对重点难点的掌握不到位的情况 。 因 此． 教师必须优化 教学 内容 、 改革教学方法 、 改进教学手段 、 改善考核 方式 ． 以提高教学质量 ． 更 好的达到 教学 目标
现代医学电子仪器原理与设计复习指导(含答案)
现代医学电子仪器原理与设计复习指导(含答案)现代医学电子仪器原理与设计复指导（含答案）第一章医学仪器概述医学仪器的工作方式分为直接和间接、实时和延时、间断和连续、模拟和数字。
根据用途不同，医学仪器通常分为诊断用仪器和理疗用仪器。
诊断用仪器包括生物电诊断与监护、生理功能诊断与监护、人体组织成分的电子分析、人体组织结构形态影像诊断。
理疗用仪器包括电疗、光疗、磁疗与超声波治疗。
生理系统的建模与仿真方法是为了研究、分析生理系统而建立的一个与真实系统具有某种相似性的模型，然后利用这一模型对生理系统进行一系列实验，这种在模型上进行实验的过程就称为系统仿真。
建模是医学仪器设计的第一步和关键，是对生命对象进行科学定量描述的产物。
建模关系即模型的有效性度量主要包括复制有效，在系统输入与输出上认识系统；预测有效，对系统内部状态及总体结构认识清楚；结构有效，内部状态、总体结构及分解结构均有了解等三个层次。
广义而言，生理系统的模型不仅包括人造的物理或数学的模型，也应包括动物模型。
建模即建立一个在某一特定方面与真实系统具有相似性的系统，真实系统称为原型，而这种相似性的系统就称为该原型系统的模型。
模型的建立蕴含的三层意思即理想化、抽象化和简单化。
模型可分为数学模型、物理模型和描述模型三种。
按照真实系统的性质而构造的实体模型即物理模型。
对生理系统而言，其物理模型通常是由非生物物质构成的，根据其与原型相似的形式可分为如下四种类型：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。
数学模型是用数学表达式来描述事物的数学特性，它不像物理模型那样追求与客观事物的几何结构或物理结构的相似性，但可较好地刻划系统内在的数量联系，从而可定量地探求系统的运转规律。
构造一个数学模型主要包括系统中各个作用环节的描述即寻求一个适当的数学运算关系来描述系统的结构、功能和内在联系和表征系统的固有特征量的提取即主要来源于实验数据的参量提取两个方面的内容。
现代医学电子仪器原理与设计复习指导(含答案)
现代医学电子仪器原理与设计复习指导目录绪论阅读材料复习与练习第一章医学仪器概述第二章生物信息测量中的噪声和干扰第三章信号处理第四章生物电测量仪器第五章血压测量第六章医用监护仪器第七章心脏治疗仪器与高频电刀第八章医用电子仪器的电气安全0阅读材料复习与练习1.（医疗仪器）主要指那些单纯或组合应用于人体，用于生命科学研究和临床诊断治疗的仪器，包括所需的软件。
2.随着当今人类社会的发展和对医学模式认识上的转变，特别是以Internet为代表的信息技术的普及，以医院为中心的模式必然会再次回归到以（社区、家庭医疗为中心，“以人为本”、以预防为主）的医学模式上来。
医学仪器的设计应充分认识这一医学发展的必然趋势。
3.以（社区医疗）为中心的医学模式正在崛起，我们从事医学仪器设计应充分认识到这一发展趋势。
4.（生物医学信号检测）技术是对生物体中包含的生命现象、状态、性质及变量和成分等信息的信号进行检测和量化的技术。
5. （生物信息处理）技术即是研究从被检测的湮没在干扰和噪声中的生物医学信号中提取有用的生物医学信息的方法。
6.（专家系统）实质上是某一专门知识，例如某种疾病的诊断、处方，某些矿物的资源勘探数据分析等的计算机咨询系统(软件)。
专家系统的基础是（专家知识），一类是已经总结在书本上的定律、定理和公式等，另一类是专家们在实际工作中长期积累的经验、教训。
7.请给出虚拟医学仪器的系统构成，并叙述各模块的功能。
答案要点：虚拟医学仪器通常由通用计算机系统、扩充的硬件模块和软件模块三大部分构成。
计算机系统指通用计算机，如PC机或工作站.功能：完成仪器的全套应用软件设计；硬件模块包括接口驱动部件、医学功能部件和传感器或作用部件。
功能：接口驱动部件的功能是实现硬件模块与计算机的接口，是使硬件模块与计算机系统能进行有效的通信和数据传输的关键；医学功能部件是硬件模块的核心，该部件进行有关生理信号的放大、滤波、处理，然后经模数转换变为数字信号，由接口驱动部件送计算机系统；传感器或作用部件是硬件模块和虚拟医学仪器最前端的部件，传感器是将所获微弱生命信号转换为电信号，作用部件是用于治疗的各种物理因子发生器；软件模块由计算机的部分系统软件、工具软件和专为虚拟医学仪器设计的医学应用软件组成。
医学电子仪器原理与设计-南方医科大学
南方医科大学本科专业教学大纲医学电子仪器原理与设计Medical Electronic Instrumentation Principle and Design适用专业：生物医学工程专业（医学影像工程方向）（四年制本科）执笔人：余学飞审定人：卢广文学院负责人：陈武凡南方医科大学教务处二○○六年十二月课程编码：B030084一、课程简介医学电子仪器原理与设计Medical Electronic Instrumentation Principle and Design本课程适用专业为生物医学工程专业（医学影像工程方向）（四年制本科），为专业核心课，总学时90学时：其中理论72学时、实验18学时，学分4.5。
本课程的目的是使学生掌握常规医学电子仪器（包括电生理量测量仪器、血压测量仪器、监护仪器、心脏除颤和起搏仪器、高频电刀等）的基本原理、基本结构、基本电路、性能指标及电气安全标准，初步掌握医学电子类仪器的设计原则，为医学电子仪器设计、生产和维护等实际工作奠定基础。
通过实验使学生掌握医学电子仪器设计、调试、安装等过程，具备必要的技能。
本课程的先修课程为：模拟电子技术、数字电子技术、微机原理、单片机原理与接口技术，医学传感器等。
Course Description:Major:Medical Imaging EngineeringTotal hours:90,theory 72hours,experiment 18hoursCourse Credit:4.5Course objectives:By the end of this course,the student should be able to master the basic principle,basic structure and basic circuit of medical electronic instrumentations(include measurement instrument of biopotential, measurement of blood pressure,monitor ,pacemaker and defibrillator),and their performance and electric safety standard. To know the design criteria well.To establish a basis for design ,manufacture and maintenance of medical electronic devices.Prerequisite:Analog electronic technology ;Digital electronic technology;The Principle of Microcomputer; The Principle and Interface of Single-chip computer;Medical Sensor ,etc.二、教学内容与要求补充：生物医用电极【教学内容】0.1 检测电极和刺激电极0.2极化现象及其对生物电检测和电刺激的影响0.3 极化电极和不极化电极0.4 检测电极和电刺激电极0.5 微电极【教学要求】掌握电极作为生理电传感器的基本特征，极化现象生物电测量和电刺激的影响；熟悉检测电极和刺激电极的区别，刺激电极的供电极性和波形对刺激效果的影响；了解微电极的结构和基本特性。
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
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控制和反馈 数据存储和传输 标准信号产生 外加能量源
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
二、医学仪器的工作方式
直接和间接 实时和延时 间断和连续 模拟和数字
第三节：医学仪器的特性与分类 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
一、医学仪器的主要技术参数（或称为静态参数 static characteristics）
/med/ （中国电子网-医疗电子）
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
第二节：医学电子仪器的结构
自发 /诱发 信号
采集
信号 预处理
反馈/控制
信号 处理
记录/显示
校准信号 刺激/激励
数据 存储
数据传输
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一、医学仪器的基本构成
1.准确度（Accuracy） 2.精密度(Precision) 3.输入阻抗(Input impedence)
4.灵敏度(Sensitivity)
5.频率响应(Frequency response) 6.信噪比(Signal to Noise Ratio) 7.零点漂移(Zero drift) 8.共摸抑制比(CMRR common mode rejection
ratio)
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（一）准确度（Accuracy）
准确度是衡量仪器测量系统误差的一个尺 度。准确度可理解为测量值与理论值之间 的接近程度。
理论值－测量值 准确度＝
100%
理论值
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（二）精密度(Precision) 精密度是指仪器对测量结果区分程度的一 种度量。表示从所选定的已知数据中可能 分辨的数值。
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什么是医学仪器?
是指那些单纯或组合应用于人 体的仪器，包括所需的软件。
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其使用目的是: 1、疾病的预防、诊断、治疗、监护或
者缓解 2、损伤或残疾的诊断、治疗、监护、
缓解或补偿 3、解剖或生理过程的研究、替代或者
调节 4、妊娠控制
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通常称外加输入变量（如电压、力、压强 等）与相应应变量（如电流、速度、流量等） 之比为仪器的输入阻抗。
输入阻抗Z为被测量的输入变量X1和另一 固有变量X2的比值。即
护）
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教学方法
课堂理论教学 验证性实验教学 设计性实验教学
三、主要参考书 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1、余学飞，现代医学电子仪器原理与设计,华南理 工大学出版社，2013,第三版
2、John G.Webster,Medical Instrumentation Application and Design,Third edition,John Wiley & Sons,INC.1998
心 音 （ PCG）
血流（主动 脉）
输出量
1~300mL/s 4~25L/min
心阻抗
15~500Ω
体温
32~40°C
5~2000Hz DC~1Hz 0.05~2000Hz DC~20Hz
DC~20Hz DC~60Hz DC~0.1Hz
使用传感器（ 电极）类型
表面电极 帽状、表面或针状 电极 表面电极
SaO2）、监护仪 电治疗类设备（起搏器、除颤器、高频电刀） 生化分析类仪器（质谱仪、色谱仪、血气分析、尿液分
析等）
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一、本门课程的内容
医学仪器
输入或输出的物理量 不是电压或电流
超声、放射等设备
输入或输出的物理量 是电压或电流
医学电子仪器
医学电子仪器 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1.生物信息的检测
根据生物信息的特点，针对不同的生理参量， 采用不同的方式（传感器和处理电路）
典型参数
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幅度范围
频率范围
心电（ECG） 0.01~5mV 脑 电 （ EEG） 2~200μV
0.05~100Hz 0.1~100Hz
肌电（EMG） 0.02~5mV
胃 电 （ EGG ） 0.01~1mV
表面电极
心音传感器 电磁超声血流计
染料稀释法 表面电极、针电极 温度传感器
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2.生物信息的处理
为了从检测到的信号中获得更多的有用信 息，同时使信息的特征更明确、更准确、更 直观
3.生物信息的记录与显示系统
直接描记式记录器 存储记录器 数字式显示器
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医学仪器监管
测量、诊断
治疗类仪器
心电 脑电 肌电 诱发 电位
监 血压 血氧 护 测量 饱和度 仪 仪器 测量
仪器
心 脏 起 搏 器
心 脏 除 颤 器
高 频 电 刀
微弱信号处理
电气安全和电磁兼容
二、本课程基本要求 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
掌握“三个基本知识”、培养“一个基本
能力”，即掌握医学电子类仪器的基本原 理、基本结构、基本电路；培养基本 应用能力（仪器分析、仪器设计、仪器维
/jpkc/swyxgc/yxyqyl/w eb/web/page/home.htm （上海交大现代医学仪器课程精品课程网站）
/cn/homepage/index.ht ml （深圳迈瑞电子有限公司网站）
3、王保华，生物医学测量与仪器，复旦大学出版社， 2009
4、吴建刚，现代医用电子仪器原理与维修，电子工 业出版社，2005
5、邓亲恺，现代医学仪器原理与设计，科学出版社， 2004
参考网站 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
(国家食品药品监督管理局网站）
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常见的现代医学仪器
医用X线诊断装置 计算机断层成像系统(CT) 磁共振成像系统 (MRI) 核医学诊断仪器及设备 （ECT、PET） 超声设备 放射治疗装置 （钴60、X-刀、γ-刀） 医用光学仪器 （医用内窥镜等） 生理量测量仪器 （ECG、EMG、EEG、IBP、NIBP、