医用电子仪器与维护专业介绍
医用电子仪器与维护专业
专业介绍：
医用电子仪器与维护属于生物医学工程的范畴，主要是运用电子技术、计算机技术和信息技术以研究用于医学诊断、治疗、人体功能辅助和卫生保健的医学仪器和系统的一门交叉学科。本专业主要面向医疗卫生行业，培养适应科技进步和现代化建设需求，掌握现代医用电子技术、检验技术、计算机应用等专业技能的高素质技能型人才。学生主要学习生物医学信号的获取与处理、医学仪器结构与原理等专业知识，并提供大量医学仪器工程实践训练。培养的学生主要在医疗卫生机构从事医疗仪器设备的维护和管理工作以及在医疗仪器生产、经营等企业从事生产、售后服务、质量检验、经营管理、市场营销等工作。也可在电子、通讯、计算机等行业工作。
该专业的主要课程：
电子技术、单片机原理及应用技术、医用传感器技术、电子测量与检测技术、计算机装配技术、医学仪器基本操作、医用电生理诊断仪器、医用超声诊断仪器、医用生化检验仪器、医用X线影像设备、医疗器械行业法规
该专业就业方向：
毕业后主要在医疗卫生机构从事医疗仪器设备的维护和管理工作以及在医疗仪器生产、经营等企业从事生产、售后服务、质量检验、经营管理、市场营销等工作。也可在电子、通讯、计算机等行业工作。
报考该专业的考生需要注意事项：
想报考该专业的考生需要注意的是，由于该专业是一门交叉学科，所需知识面宽，对从业者的要求较高。
全国或全省开设该专业的主要学校：
全国开设医用电子仪器与维护专业的高职院校有多所
就业率：
医用传感器_重点
医用传感器 第一章 ***PPT重点： 1.传感器的定义和组成 ⑴定义： 传感器：能感受（或响应）规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置——《传感器通用术语》 生物医学传感器：能将各种被观测的生物医学中的非电量转换为易观测的电学量的一类特殊的电子器件 ⑵组成： 2.传感器的作用 ①提供信息 ②监护 ③生化检验 ④自动控制 ⑤参与治疗 3.医用传感器的特性和要求 ⑴特性： ①足够高的灵敏度 ②尽可能高的信噪比 ③良好的精确性 ④良好的稳定性 ⑤足够快的响应速度
⑥较好的互换性 ⑵要求： ①生物相容性 ②物理适形性 ③电的安全性 ④使用方便性 ***课后习题： 1. 生物医学信号有那些特点？由此对医用传感器有那些要求？ 答：生物医学信号的特点：非电量、信号微弱、信噪比低、频率低； 对医用传感器的要求：高灵敏度、高信噪比、良好的精确性、足够快的响应速度、良好的稳定性和较好的互换性。 2. 为什么说检测类仪器的整体结构中，传感器起着关键性的作用？ 答：由于生物医学信号所具有的特点，使得仅仅依靠放大电路的模拟滤波和计算机的数字滤波很难达到检测的要求，而传感器是将非电量转换为电学量的器件，决定着检测的可能性和检测仪器的精确性、可靠性和应用范围。 3. 医用传感器有那些用途和分类方法？ 答： ⑴用途：①提供信息②监护③生化检验④自动控制⑤参与治疗； ⑵分类方法： ㈠按工作原理分类：①物理传感器②化学传感器③生物传感器 ㈡按被测量的种类分类：①位移传感器②流量传感器③温度传感器④速度传感器⑤压力传感器 ㈢按与人体感官相对应的传感器的功能分类：①视觉传感器②听觉传感器③嗅觉传感器 4. 医用传感器主要是用于人体的，与一般传感器相比，还必须满足那些条件 答：生物相容性；物理适形性；电的安全性；使用方便性。（此处应简要说明这4种特性） 第二章 PPT 重点 1.传感器的静态特性 当输入量处于稳定状态或发生较为缓慢的变化时的输入量与输出量之间的关系。 通常由传感器的物理、化学和生物的性质来决定。 2.掌握静态特性方程 ⑴在不考虑迟滞、蠕变和不稳定性等因素： y 是输出信号 2012n n y a a x a x a x =++++
医用电子仪器 复习题纲 附件-RO
2.1.1如下电路的名称是什么？该电路的主要特点是什么？请给出它的增益表达式。（7分） 答案： 同相并联三运放差分放大电路（或三运放仪用放大电路）。（2分）该电路的主要特点是：（1）高输入阻抗；（2）高共模抑制比CMRR ；（3）改变R1可调节放大倍数。（每个要点1分）该电路的增益表达式：（2分） 2.4.1电路设计中，电容常被用作滤波，如下图，对于箭头所示的信号来说，电容C202实际起到了 滤波的作用。 A 、低通 B 、高通 C 、带通 D 、带阻 2.4.2电路设计中，电容常被用作滤波，如下图，对于箭头所示的信号来说，电容C113实际起到了 滤波的作用。 A 、低通 B 、高通 C 、带通 D 、带阻 3.2.1 ???? ?????? ??+=R R R R A V 451212
如上图所示为心电图机1mV定标电路，试分析其工作原理，回答下述问题： 1、心电图机的1mV定标电路的主要作用是什么？简述心电图机定标的过程。（5分） 2、1mV的标准信号产生后是加在放大器U100B的哪个端口（5、6或7）？（2分） 3、试分析三极管VT102和稳压二极管VD101的作用。（4分） 4、请给出1mV定标电压的推算过程和最终表达式。（4分） 答案： 1、1mV定标发生电路的作用是为了衡量描记的心电图波形幅度，校准心电图机的灵敏度。（2 分）例如，当选择心电图机的灵敏度为10mm/mV时，如果用1mV定标发生电路给前置放大器输入1mV的矩形波信号，记录纸上就应该描记出10mm的矩形波。如果此时记录纸上描记的波形幅度与10mm有偏差，则说明整机的灵敏度有误差，需要调整，这个过程就称为定标。（3分） 2、5号端口。（2分） 3、三极管的作用：控制信号有效（为低电平）时，三极管导通，将+8V的电压送往稳压二 极管及1mV定标发生电路。（2分）二极管的作用，在外加+8V信号的条件下，稳定输出+6.8V的电压作为定标电流的参考电压。（2分） 4、稳压二极管稳定输出 6.8V的电压，则A点的电压可表示为：VA = 6.8V*R137 / (R137+R136+RP100)。而放大器的输入5号端口，即B点的电压与A点电压的关系可表示为：VB = VA * R130 / (R130+R135)。最终表达式可通过以上两式联立得到。通过调整电位器RP100使得该电路的输出电压等于1mV。（4分） 3.3.1
医用电子仪器与维护教学计划
医用电子仪器与维护（专科）专业教学计划 一、培养目标 以职业需求为导向，以岗位技能为本位，培养适应社会主义现代化建设需要的德、智、体、美等全面发展，基础扎实、素质良好、具有综合职业能力和创新精神，在医疗卫生、医疗器械生产与销售、技术监督等单位从事医用设备管理与维护工作的高级技能性实用性人才。 二、培养规格 （一）思想道德方面 1.热爱祖国，热爱社会主义，拥护中国共产党的领导，具有坚定正确的政治方向。 2.学习马克思主义、毛泽东思想和邓小平理论的基本知识，逐步树立辩证唯物主义世界观；有理想、有道德、有文化、有纪律。 3.做遵纪守法为人民服务的好公民；做“四有新人”，具备良好的社会公德，家庭美德，树立正确的就业观和职业观，具有严谨、务实、诚信、敬业的职业道德。 （二）文化业务方面 1.具有医用电子仪器检验与维修专业必备的普通基础知识，具有对医学仪器与设备原理故障分析和维修能力；具有对心、脑电图机和超声诊断仪计量检测能力；具有较强自学能力和创新能力；熟悉市场,掌握医疗器械的发展方向、购销特点和产销途径,为购买销售医学仪器设备当好参谋；具有用现代化的手段管理仪器设备的能力。 2.毕业生应获得以下几方面的知识和能力： ⑴应用语言文字，清晰地与仪器使用者和客户进行信息、思想、情感的传递，表达和交流； ⑵具有医用电子仪器与维修专业必备的普通基础知识,具有对医学仪器与设备原理与故障分析和维修能力； ⑶具有对心、脑电图机和超声诊断仪计量检测能力； ⑷熟悉市场,掌握医疗器械的发展方向、购销特点和产销途径,
为购买销售医学仪器设备当好参谋。 ⑸具有用现代化的手段管理仪器设备的能力。 ⑹基本掌握一门外语，要求能阅读本专业的外语书刊。 ⑺掌握计算机的基本知识和操作技能。 （三）其他方面 ⒈身心健康，能控制自身心理情趣，具有体育卫生和运动保健素养，体魄良好，体能达到规定标准。 ⒉具有良好的心理素质，健全的人格，坚强的意志和乐观的情绪。 3.具有文学艺术、美学修养。能够正确认识和分析当今时代有关问题； 三、学制：三年 四、主要课程简介 1、电路分析学时：64学时（实验24学时）考核方式：笔试 内容简介：主要研究电路理论的入门知识，本课程总任务是使学生掌握集中参数、线性、时不变电路等电路的分析方法，并能在维修实际中熟悉的运用。 教材：《电路分析》，黄振轩主编，第一版，山东科学技术出版社 2、模拟电子技术学时：96（实验40学时）考核方式：笔试 内容简介：模拟电子技术是一门专业基础课程。通过学习本课程，使学生能够掌握电子技术的基本概念和基本原理，掌握对模拟电子电路一整套完整的分析与设计方法，能用所学解决实际问题。了解电子技术的新发展，新技术，理论联系实际，具有创新精神。 教材：《模拟电子技术》，沈任元主编，第一版，机械工业出版社 3、数字电子技术基础学时：64（实验24学时）考核 方式：笔试 内容简介：数字电子技术基础是一门专业基础课。本课程的总任务是通过本课程的学习，要求熟悉数字电路的工作原理和基本分析方法，初步掌握逻辑电路的分析和综合方法。掌握数字电路的基本实验方法，根据要求选用中小规模数字集成电路组成简单逻辑电路的初步能力。 教材：《数字电子技术基础》，张志良主编，第一版，机械工业出版社 4、C语言程序设计学时：96（实验30学时）考核方式：笔试
医学电子仪器复习与练习指导-1
现代医学电子仪器原理与设计复习指导 目录 0阅读材料复习与练习 (1) 第一章医学仪器概述 (1) 第二章生物信息测量中的噪声和干扰 (1) 第三章信号处理 (2) 第四章生物电测量仪器 (4) 第五章血压测量 (6) 第六章医用监护仪器 (8) 第七章心脏治疗仪器与高频电刀 (10) 第八章医用电子仪器的电气安全 (11)
0阅读材料复习与练习 1.（）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（）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（）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.（）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. （）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.（）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（），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。 8.请简述应用CMOS电路的注意事项。 9.施乐PARC研究中心首席科学家马克.威瑟提出宁静技术（Calm Technology）：“技术应无缝地融入我们的生活，而不是让我们时时感到技术的战栗与恐惧；我们不会消失在电脑空间中，而是电脑将消失在我们的生活中。”结合课程学习体会谈谈宁静技术对医学仪器设计的启示。 第一章医学仪器概述 1.依据检测和处理信号的方法不同，医学仪器的工作方式分为：（ ）和间接、（）和延时、间断和连续、模拟和（）。2.依据医学仪器的用途不同，医学仪器通常分为：（）用仪器，如生物电诊断与监护、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；（）用仪器，如电疗、光疗、磁疗与超声波治疗。 3.（）方法，即是为了研究、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。
常用医用传感器原理介绍
常用医用传感器原理介绍 一、X射线CT传感器 从传感器的名字，马上就想到“人体断层图象”。X射线的波长比电磁波、光波的波长更短，能量更大，对人体的穿透性很强。CT这个词，是Couputer Tomography（计算机断层检查装置）两个英文词的词头。当X射线通过人体后，利用传感器检查X射线的强度，作为输出信号。然后，借助计算机，作成人体切片图象。图3-1是X射线CT的简图。用X射线CT照射，若X射线在人体组织某部分被吸收，根据传感器输出的大小，可将人体内的异常情况（出血、肿瘤等），以图象方式检测出来。 为了缩短摄影时间，提高分辨率，对原来的CT装置进行了改进。现在的CT，只需X射线管和X射线检测器作旋转运动，便能进行高速扫描。 图3-2（a）表示只有X射线管和传感器部分旋转的情形，图3-2（b）表示实际得到的头部断层图象的例子。检测X射线用的光敏二极管的构造示于图3-3。在硅的Pin光电二极管的表面，密布将X射线变成光的闪烁体。 二、用硅压力传感器的电子血压计 日本40岁以上的成年人中有三分之一的人患有高血压病，可以说是一
种国民病。因此，各个家庭中的血压计的普及率和体温计一样高。本节叙述用硅压力传感器制作的电子血压计。图3-4是电子血压计的简图。为了测量压力差，硅压力传感器利用薄膜上形成的扩散层的压电电阻组成电桥进行测量。最常见的测量血压的方法是腕带压力在最高血压和最低血压之间会产生一种K音（特殊的声音），由此可以听到脉搏的跳动。利用微音器听K音的开始和结束，测量这时腕带内空气压力和大气压力的差作为血压值。测量K音用的传感器是小型微音器，抗噪音能力弱。心脏运动产生的P音（动脉压波）也和K音一样表现为硅传感器的输出。因此，电子血压计将硅压力传感器P音的输出作为晶体管的门信号来测量K音。通过测量P音产生的周期，可以测量1分钟的脉搏次数。图3-5表示在测量血压时各种信号的变化状态，图中K音出现时，P1 的压力Y3为最高血压；K音消失时，P2的压力Y4为最低血压。 三、采用热敏电阻的电子体温计 不但在医院里要测患者的体温，而且在家庭里要正确了解体温从健康管理方面来说也是很重要的。在本节，特意列举已广泛用于生活的电子体温计。体温计中最关键的是如何正确地测量和显示加在传感器上的体温，大多数是利用热敏电阻阻值的变化，以数字显示体温。用于体温计的热敏电阻的阻值与温度的关系如下式： RT=R0exp{B（1/T-1/T0）} 其中RT：温度T时（用K表示）的电阻 R0：温度T0时（用K表示）的电阻 B：热敏电阻常数，2000~4000
常用医疗器械设备原理与维护实训项目一医用电子仪器设备实训
实训一 多参数监护仪教学平台的使用
1 1. 知识目标 （1）熟悉多参数监护仪教学平台的使用方法。 （2）了解多参数监护仪教学平台的功能模块。 2. 技能目标 （1）熟练掌握多参数监护仪教学平台的使用方法。 （2）熟练掌握多参数监护仪教学平台的模块功能。
多生理参数监护仪是一种用来对危重病人的众多生理 （或生化） 参数进行连续、 长 时间、 自动、 实时监测， 并经分析处理后实现多类别的自动报警、 自动记录的监护装置。 其目的不仅是为了减轻医务人员的劳动强度， 提高护理的工作效率， 更重要的是可用来 随时了解患者的病情， 在出现危急情况时可及时报警和处理， 提高护理质量， 大幅度降低 危重病人的死亡率。图 1-1 为多生理参数床边监护仪。
图 1-1 多生理参数床边监护仪
多生理参数床边监护仪通常由信号采集、 信号处理和信号显示与输出三大部分组 成， 见图 1-2。
图 1-2 多生理参数监护仪结构框图
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信号采集部分包括各类传感器和电极。根据各种生命指征， 诸如生物电量 （ECG， EEG， EMG， EDG， EGG 等） 和各类非生物电量 （血压、 血氧饱和度、 脉搏、 体温、 呼吸、 心 输出量、 血气等） 的特征， 合理地选用电极与传感器自人体提取各类生理和生化信息， 往 往起到关键作用， 针对各类传感器的需要配用相关的检测电路 （电桥、 振荡电路等） 。 信号处理部分一般包括模拟信号处理 （放大、 滤波、 校正、 变换、 匹配、 抗干扰等） 和 数字信号处理 （计算、 滤波、 变换、 分析、 识别、 分类等） 两部分， 前者往往采用硬件 （电子 电路） 来完成， 后者采用计算机软件来实现。信号的显示、 记录与报警部分是仪器的输出 装置， 是监护仪与使用者进行信息交换的部分。其中大部分采用 CRT 显示或液晶屏显 示各类波形、 文字、 数字和统计曲线， 并可提供图形或色光报警信息； 用扬声器可提供声 报警； 各类记录仪可将被监护参数及趋势图记录、 拷贝， 作为永久记录存档或进一步由医 生分析判别。图 1-3 给出了典型多生理参数监护仪的两种 CRT 显示界面， 显示了 ECG 波形、 心率 （HR） 、 心输出量 （CO） 、 有创血压 （AP、 PA） 、 无创血压 （NP） 、 氧饱和度 （SO2） 以及体温 T 等多种生理参数的指示值和病人的其他相关信息。
图 1-3 多生理参数床边监护仪的 CRT 显示界面
现代医学电子仪器原理与设计考试重点
第一章医学仪器概述1、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。 2、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。 3、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。 4、生物信号类型 电信号生物电电极 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、化学传感器 生物传感器 5、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。 6、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。 7、医学仪器的主要技术特性 1）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 2）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。 3）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 4）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
医用传感器习题
第一章习题 1.医用传感器的定义、组成及在医用测量系统中的作用？ 2.传感器定义中“有用信号”的含义是什么？为什么通常传感器输出信号形式为电信号？ 3.何谓物理型、化学型、生物型传感器？ 4.何谓直接型、间接型、物性型和结构型传感器？ 5.试分析比较医用传感器主要分类方法有何优缺点。 6.人体信息的特殊性及检测的特点？对医用传感器有哪些特殊要求？ 7.就医用传感器的发展任选角度写一篇综述（要求附参考资料，不少于1500字.）。 第二章习题 1.何谓传感器的静态特性？写出静态特性的一般数学模型及三种典型形式，并说明物理意义。 2.衡量静态特性的指标主要有哪些？分别说明其定义和物理意义。 3.线性度对应的几种拟和方法的特点及使用时应注意的问题。 4.何谓传感器的动态特性？写出动态特性的数学模型并说明各个量的物理意义。 5.阶跃响应分析中的时域性能指标有哪些？各自的定义及意义。 6.何谓传感器的频率特性？如何描述？ 7.分别写出零阶、一阶、二阶传感器对应的特征参数的物理意义及响应特性并说明各自的特点。 8. 画出二阶传感器对单位阶跃信号，在阻尼比ξ＜１，ξ＝１，ξ＞１时，其输出Y(t)的时间响应特性曲线并说明其特点。 9.设X、Y分别为传感器的输入值、输出值，下表列出的为测试结果，计算其端点线性度、平均选点线性度、最小二乘法线性度，并进行比较，根据比较结果得出什么结论？假设另有一组测量值将如何计算？
10. 分别在下面两幅图中标出以下各量： (1)上升时间； (2)稳定时间； (3)峰值时间； (4)最大超调量 Y(t) 1 1 11. 若有微分方程式为： 其中x 是输入信号，y 是输出信号，a 到h 均为常数。求其时间常数。 12.将某温度计放入100℃的恒温水中，测得如下数据（忽略记录仪惯性）： 根据所列数据，判断此系统是否为一阶系统，如果是，请用最小二乘法求出时间常 数τ(提示：对假定的一阶模型t y A Be τ-=-，作ln()Y A y =-与时间t 的曲线，判断是否为一阶系统)。 13. 传感器静态特性指标中，准确度和精密度的区别在何处? 其分别反映了系 统的哪一种特性？ 14.一个紫外线检流计的阻尼比0.5ξ=，无阻尼固有频率1015.rad s ω-=，输 人一个单位阶跃信号，试确定：(1)超调量(百分比)，(2)稳定时间(±5％)，(3)上 升时间。 15.欲测量10P a 压力，现有两种量程的压力传感器，一个量程为100P a ，精 度为±1.5级，另一个量程为15P a ，精度为±2.5级，问选用哪一个传感器合适? 通过此例说明了什么? 16.某压力传感器是一阶系统，它含有一个波纹管和位移传感器，系统的时间常 数为0.2s ，根据系统的频响特性确定压力脉动的最大频率，其引起的误差必须小于 10%。 17.一个二阶系统的传感器，其阻尼系数0.4ξ=，固有频率10800.rad s ω-=，用 它测量频率1 400.rad s ω-=的正弦变化力，幅值误差及相位偏移各为多少?若采用'1 1000.rad s ω-=，'0.6ξ=的力传感器，测量结果将有多大改善? dy dy a bx c hy e fx g dt dt +++=++
医学仪器原理及设计试题库(2016)
一、简答题 第一章 1、简述医疗器械的定义。 指那些单独或组合应用于人体的仪器、设备、器具、材料或其它物品，包括所需要的软件； 2、简述生物医学信号的基本特征。 不稳定性非线性概率性 3、简述医疗仪器的特殊性。 噪声特性、个体差异与系统性、生理机能的自然性、接触界面的多样性 操作与安全性 4、画出医学电子仪器的结构框图，简述各组成部分的作用 （1）被测量（被测对象）：需要医学仪器测量的人体的物理量、化学量、特性和状态等。 （2）传感器：传感器是将一种能量转换成另一种能量的器件。 （3）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 （4）生物信息的记录与显示系统：记录显示，供人可直接观察 5、简述医学仪器的主要技术指标。 准确度：衡量仪器测量系统误差的一个尺度 精密度：指仪器对测量结果区分程度的一种度量 输入阻抗：外加稳态作用力输入变量X1 （如电压、力、压强等）与相应稳态流速输入变量X2 （如电流、速度、流量等）之比为仪器的输入阻抗。 灵敏度：指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，它是衡量系统增益随频率变化的一个尺度 信噪比：定义为信号功率PS与噪声功率PN之比 零点漂移：仪器的输入量在恒定不变（或无输入信号）和恒定条件下，输出量偏离原来起始值而上、下漂动、缓慢变化的现象 共摸抑制比：放大差模信号和抑制共模信号的能力为共模抑制比 6、简述医学仪器的设计步骤。 （1）建立生理模型（2）系统设计（3）试验样机设计（4）动物实验研究 （5）临床试验（6）医疗仪器新产品的审批和注册
医用传感器大全
华科医用传感器选型目录7（版本号：20100624） 合肥华科电子技术研究所
快捷查找使用方法：按ctrl键，用鼠标点击你要找的传感器类型就可以快速地找到相应的介绍 压电式脉搏传感器压阻式脉搏传感器三点脉象传感器 红外脉搏传感器心音传感器数字心音传感器 心率传感器无线心率传感器蓝牙心率传感器 心电传感器USB体温传感器皮湿传感器 血压传感器皮肤接触传感器人体动作传感器 穴位传感器 .
1 脉搏传感器 1.1 压电式脉搏传感器系列 1.1.1HK-2000A脉搏传感器 采用高度集成化工艺，将力敏元件（PVDF压电膜）、灵敏度温度补偿元件、感温元件、信号调理电路集成在传感器内部。具有灵敏度高、抗干扰性能强、过载能力大、一致性好、性能稳定可靠、使用寿命长等特点。访系列脉搏传感器具有完善的信号调理功能，用户在使用时后级不需要再加滤波等电路。 HK-2000A型脉搏传感器输出同步于心脏搏动的脉冲信号，可以用于脉率数据的实时采集。 主要特点： 1、灵敏度高。 2、抗干扰性能强。 3、过载能力大。 4、一致性好，性能稳定可靠，使用寿命长。 技术指标： HK-2000A 电源电压：5-12VDC 压力量程：-50～+300mmHg 过载：100倍 输出高电平：大于VCC-1.5V 输出低电平：小于0.2V
图4 3.5标准耳机接口接口定义图 1.1.2HK-2000B脉搏传感器 采用高度集成化工艺，将力敏元件（PVDF压电膜）、灵敏度温度补偿元件、感温元件、信号调理电路集成在传感器内部。具有灵敏度高、抗干扰性能强、过载能力大、一致性好、性能稳定可靠、使用寿命长等特点。访系列脉搏传感器具有完善的信号调理功能，用户在使用时后级不需要再加滤波等电路。 HK-2000B型脉搏传感器输出完整的脉搏波电压信号，用于脉搏波分析系统，如中医脉象、心血管功能检测、妊高征检测等系统。 主要特点： 1、灵敏度高。 2、抗干扰性能强。 3、过载能力大。 4、一致性好，性能稳定可靠，使用寿命长。 技术指标： HK-2000B
医用检验分析仪器(附答案)
医用检验分析仪器 一、单项选择题 1.以上不是显微镜性能参数的是（） A.放大率 B.数值孔径 C.分辨率 D.景深 E.数据处理系统 2.自动生化分析仪评价不包括（） A.精密度 B.互染率 C.分辨率 D.波长检查 E.相关性 3.以下不属于气相色谱检测器的是（） A.热导检测器 B.氢焰检测器 C.电子捕获检测器 D.火焰光度检测器 E.荧光检测器 4.以下和光电比色计工作原理无关的是（） A.光的互补原理B有色物质显色原理 C.郎伯-比尔定律 D.能斯特方程 5.临床最常用的电解质分析仪是采用（）测量溶液中离子浓度的仪器，可快速精确地同时测定生物样品中的钾、钠、氢、钙、锂、PH 值等多项指标。 A.参比电极 B.选择性电极 C.指示电极 D.氧化还原电极 E.气敏电极 二、多项选择题 1. 自动生化分析仪基本结构包括（） A.检测系统 B.进样、加液系统 C.反应系统 D.清洗系统 E.数据处理系统 2.像差包括（）
A.球差 B.慧差 C.像散 D.场曲 E.畸变 3.自动生化分析仪的分析方法包括（） A.终点法 B.连续监测法 C.比浊度法 D.估算法 E.双波长法 4.影响电泳中离子运动速度的外界因素有（） A.电场强度 B.溶液PH值 C.温度 D.湿度 E.离子迁移度 5.影响分光分度计准确性的因素包括（） A.光源单色性 B.杂散度 C.检测器负高压波动 D.离子池污染 三、填空题 1.生物医学研究最常用的生理信号是、和。 2.一般将Ⅱ级生物安全柜划分为、、和四个类型。 3.尿液分析仪器主要有和。 4.自动化分析仪根据反应装置的结构原理不同可以分为、、 和四类。 5.电流通过人体时，主要以、和三种方式影响人体组织。 6.电热恒温培养箱根据加热方式不同，分为和。 7.评价医用电子仪器动态特性的方法一般有暂态和稳态两种，暂态
医用传感器生工
第一章习题 1.什么是应变效应。什么是压电效应。试比较金属应变片和半导体应变片的异 同 5.试分析比较医用传感器主要分类方法有何优缺点。 6.人体信息的特殊性及检测的特点？对医用传感器有哪些特殊要求？ 第二章习题 1.何谓传感器的静态特性？写出静态特性的一般数学模型及三种典型形式，并 说明物理意义。 2.衡量静态特性的指标主要有哪些？分别说明其定义和物理意义。 3.线性度对应的几种拟和方法的特点及使用时应注意的问题。 4.何谓传感器的动态特性？写出动态特性的数学模型并说明各个量的物理意 义。 5.阶跃响应分析中的时域性能指标有哪些？各自的定义及意义。 6.何谓传感器的频率特性？如何描述？ 7.分别写出零阶、一阶、二阶传感器对应的特征参数的物理意义及响应特性并 说明各自的特点。 9.设X、Y分别为传感器的输入值、输出值，下表列出的为测试结果，计算其 端点线性度、平均选点线性度、最小二乘法线性度，并进行比较，根据比较结果得 出什么结论？假设另有一组测量值将如何计算？ X 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 Y 7.23 11.96 16.92 21.95 26.90 32.16 36.91 41.94 47.11 52.03 10. 分别在下面两幅图中标出以下各量： (1)上升时间；(2)稳定时间；(3)峰值时间；(4)最大超调量 Y(t)Y(t) 1 1 t t 12.将某温度计放入100℃的恒温水中，测得如下数据（忽略记录仪惯性）：
t(s) 0.0 1.2 3.0 5.6 8.0 11.0 15.0 18.0 T(℃) 20 40 60 80 90 95 98 99 根据所列数据，判断此系统是否为一阶系统，如果是，请用最小二乘法求出时间常数τ(提示：对假定的一阶模型t y A Be τ-=-，作ln()Y A y =-与时间t 的曲 线，判断是否为一阶系统)。 13. 传感器静态特性指标中，准确度和精密度的区别在何处? 其分别反映了系 统的哪一种特性？ 第三章习题(1) 2.电感式传感器主要有哪些部分。 4.推导差动自感式传感器的输出特性和灵敏度，并于单极式相比较。 6.简述电阻应变片产生温度误差的原因及补偿方法。 8.分别画出常用的四种测量桥路，说明各种桥路的特点，并比较其灵敏度。 11.举例说明电阻式传感器在医学测量中的应用。 12.有人在使用电阻应变仪时，发现灵敏度不够，他在差动工作的两臂中各增 加了一片串联的电阻应变片，其参数与原来的应变片相同，问这样做能否达到提高电桥灵敏度的目的?为什么?应该怎样提高其灵敏度? 13.为了测量悬臂梁的应变，把一个电阻1,R k =Ω 2.0K =以及室温时温度系 数为15110C --?的应变片安装在梁上，并与图P4-10所式的电桥相连接。电桥检波器 电阻为100Ω，灵敏度为1/A μ?， 忽略电源内阻抗。求： (1)如果应变片变化0.1%,计算检波器偏转多少。 (2)假设应变片电阻变化主要由温度变化所引起，试计算室温上升10℃时等效 应变的变化量。
医疗仪器原理与设计期末总结缩印
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。 g) 7. 零点漂移（zero drift ） 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、下飘动、缓慢变化的现象称为零点漂移。 8. 共模抑制比（CMRR ——common rejection ratio ） 衡量放大差模信号和抑制共模信号的能力为共模抑制比，用下式表示：CMRR=Ad/Ac; 9. 共模抑制比（CMRR ）是衡量诸如心电、脑电、肌电等生物电放大器,对共模干扰抑制能力的一个重要指标 三．建立生理系统模型的基本方法 将实际条件理想化，将具体事物抽象化，将复杂系统简单化 四．构建生理模型的常用方法 理论分析法：应用自然科学中已被证明的正确的理论、原理和定律，对被研究系统的有关要素进行分析、 演绎、归纳，从而建立系统的数学模型。建模案例：无创血氧饱和度检测 类比分析法：建模案例：无创连续血压测量 数据分析法：心率变异性分析 四、医学仪器的分类 1.基本分类方法:（1）根据检测的生理参数来分类;（2）根据转换原理的不同进行分类 （3）根据生理系统中的应用来分类;（4）根据临床的专业进行分类 2.医学仪器按用途分类 （1）诊断用仪器（2）理疗用仪器 （一）物理模型::根据实体性质构造的模型 （二）数学模型:利用数学表达式刻画系统内部的数量关系，定量探求系统运转规律。1、黑 箱方法2、推导方法 （三）描述模型：抽象（没有物理实体）、不能（或很难）用数学方程表达，只能用自然语 言或程序语言描述的系统模型，即尚未数学化或有待数学化的模型。 医学仪器设计步骤：1.生理模型的构建，2系统设计。3实验样机设计。4动物实验研究。5 临床实验。6仪器的认证与注册。 第二章 生物信息检测中的噪声和干扰 （一）干扰源：能产生一定电磁能量影响周围电路正常工作的物体或设备称为干扰源。 （二）干扰耦合途径：传导耦合：经导线传播把干扰引入测试系统，称为传导耦合。 经公共阻抗耦合：在测试系统内部各单元电路之间，或两种测试系统之间存在公共阻抗，电流流经公共 阻抗形成的压降造成干扰。 电场和磁场的耦合：场的特性取决于“场源”的性质、场源周围的介质以及观察点与源之间的距离等。 近场感应耦合：1）电容性耦合，2）电感性耦合 生物电测量中电场的电容性耦合 采取下述方法减小U2S ： 远离干扰源，削弱干扰的影响。采用绞合线的走线方式。尽量减少耦合通路，即减少面积A 和cos θ值。 二. 合理接地与屏蔽：一）合理接地：一类是安全接地，称为保护接地；一类是工作接地，即对信号电压设立基准电位。二）屏蔽效果 泛指在两个空间区域加以金属隔离，用以控制从一个区域到另一个区域电场或磁场的传播 三. 其它抑制干扰的措施：隔离，去耦，滤波，系统干扰的抑制。 生物医学测量系统中的主要噪声类型：1/f 噪声－－闪烁噪声、低频噪声 ，热噪声，散粒噪声 描述放大器噪声性能的参数：1。Un.In 参数。（二）噪声系数 F=总的输出噪声功率/源电阻产生的输出噪声功率=总的等效输入噪声功率/源的热噪声功率=输入信噪比(Si/Ni)/输出信噪比(So/No)；意义：噪声系数是放大器引起的信号质量（信噪比）恶化程度的度量。（三）多级放大器的总噪声 噪声性能指标：用放大器输入端对地短路时的固有噪声Uni 作为放大器的噪声性能指标。 第三章 信号处理 差动放大电路分析方法：1. 共模抑制比CMRRr=Ad/Ac1；定义由外电路电阻匹配精度所限定的放大器的共模抑制比为CMRRR ，所用的集成器件本身的共模抑制比为CMRRD 。 差动放大器的共模抑制能力受到以下因素的影响：1闭环电路的增益；2外电路电阻匹配精度；3放大器本身的共模抑制比等。 解决方法（提高生物电放大器前置级的输入阻抗）： 方案一：是把差动输入信号都从同相侧送入，采用图3-3的同相并联结构。 方案二：是在差动放大电路前面增加一级缓冲级（同相电压跟随器），实现阻抗变换。 同相并联差动放大电路构成生物电前置级时，其共模抑制能力取决于： （1）A1，A2运放器件的CMRR1和CMRR2的对称程度； （2）A3运放器件的共模抑制比； （3）差动放大级的闭环增益； （4）RF,R1电阻的匹配精度； （5）同相并联的第一级差动增益。 浮地（或浮置），即信号在传递的过程中，不是利用一个公共的接地点逐级地往下面传送（如阻容耦合、直接耦合等），而是利用诸如电磁耦合或光电耦合等隔离技术，信号从浮地部分传递到接地部分，两部分之间没有电路上的直接联系。 设计方法：公式法 图表法： 有源带阻滤波器 滤除频带中某一频段内的成分 阻带宽度B ——表征带阻滤波器的频率抑制或选频特性。B 越小表示阻带越窄，即陷波器对阻带外的信号衰减越小。 品质因数Q ——Q 越高，频率选择性越好，但是较高的Q 值会导致滤波器性能不稳定。 工频陷波器——双T 有源陷波器和文氏桥陷波器 极化现象：在有电流通过电极/溶液界面时，电极电位从平衡电极电位E （0）变为一个新的、与电流密度有关的电极电位E （i ），将电极在有电流通过时的电极电位与它没有电流通过时的平衡电极电位发生偏离的现象 电极的极化：当电流流经一对电极时，电极会出现极化现象并产生极化电位。 标准导联：以两肢体间的电位差为所获取的体表心电。 心电图机信号通道部分电路：输入部分，威尔逊电阻网络，时间常数，导联切换复零电路，1mv 定标电路，电极脱落检测电路，肌电滤波电路，50Hz 滤波电路，灵敏度选择电路，光耦隔离电路 心电图机的主要性能参数：输入电阻，灵敏度，噪声和漂移，时间常数，线性，极化电压，阻尼，频率响应特性，共模抑制比，走纸速度，绝缘性能。 脑电图机导联：单极导联法是将活动电极置于头皮上，并通过导联选择开关接至前置放大器的一个输入端（G1）；无关电极置于耳垂，并通过导联选择开关接至前置放大器的另一个输入端（G2）。 双极导联法不使用无关电极，只使用头皮上的两个活动电极。这样记录下来的是两个电极部位脑电变化的差值，因此可以大大减小干扰，并可排除无关电极引起的误差； 生理血压力量的直接测量：第一类：将血管内测量点的压力引出(一般通过充满液体的导管)体外，传感器置于体外进行测量； 第二类：测量则是将传感器置于导管的顶端，直接进入血管内测试点进行测量。 传感器置于体内的测量 ：这是一种将传感器置于导管端部，并能直接达到被测部位的测量方式。由于不需要置于体外的传感器中所用的传导压力量的液体，因此在频响和时延方面均能达到更理想的指标（一般可达几千赫兹）。 血压传感器标定原理电路：传感器的灵敏度加以标定。并使不同灵敏度的传感器与同一测量电路相配时，仍可得到同样的结果显示。 血压间接测量:1超声法原理:运用超声波对血流和血管壁运动的多普勒效应来检测收缩压和舒张压。2,测振法（示波法）首先把袖带捆在手臂上，自动对袖带充气，到一定压力（一般为180- 230 mmHg ）开始放气，当气压到一定程度，血流就能通过血管，且有一定的振荡波，振荡波通过血管传播到机器里的压力传感器，压力传感能实时检测到所测袖带内的压力及波动。逐渐放气，振荡波越来越大。再放气由于袖带与手臂的接触越松，因此压力传感器所检测的压力及波动越来越小。 第六章：医用监护仪器 监护仪的分类：1．监护仪器按结构可以分成以下四类：便携式监护仪、一般监护仪、遥测监护仪、Holter 心电监测记录仪。 2、依据病症分类：有冠心病自动监护仪、危重病人自动监护仪、手术室自动监护仪、手术后自动监护仪等等。 3、根据使用范围分类：有床边监护仪、中央监护仪和离院监护仪三种，智能化和非智能化； 医用监护仪结构：一是工业电视摄像与放像系统；二是必要的抢救设备，三是多种生理参数智能监护仪。 呼吸测量：1、热敏式呼吸测量；2、阻抗式呼吸测量：呼吸引起的肌体组织电阻抗变化； 血氧饱和度：透射法:根据郎伯-比尔定律，当一束光照射到某种物质的溶液上时，物质对光有一定的吸收衰减，透射光强I 与入射光强I0之间有以下关系：I =I0e-cd;利用氧合血红蛋白和非氧合血红蛋白对不同波长红光和红外光的吸收存在差异. 第七章：心脏起搏器与除颤器：心脏起搏器：能人工产生起搏兴奋脉冲波并把它释放给心脏的装置。用较强的脉冲电流通过心脏来消除心律失常，使之恢复窦性心律的方法，称为电击除颤或电复律术。 用于心脏电击除颤的设备称为除颤器， 起搏器的作用：1、治疗：人工心脏电起搏器能治疗一些严重的心律失常。2、诊断：还可用于某些疾病的诊断。3、药理及实验研究： 脏起搏器的适应症：房室传导阻滞、三束支阻滞、病态窦房结综合症 心脏起搏器的分类：1、感应式：2、经皮式；3、埋藏式；（非同步型：同步型起搏器） 除颤器原理：除颤机制：用强电击来使绝大多数心肌细胞同时去极，压制快速兴奋波的产生，这些细胞可以重新极化，回到各自的相位。 起搏和除颤的区别：起搏是用一定形式的脉冲电流刺激心脏，使有起搏功能障碍或房室传导功能障碍等疾病的心脏按一定频率应激收缩。 除颤（电击复律）时作用于心脏的是一次瞬时高能脉冲，一般持续时间是4～10ms ，电能在40～400瓦·秒（焦耳）内。 心脏除颤器的一般原理 ：电压变换器是将直流低压变换成脉冲高压，经高压整流后向储能电容C 充电，使电容上获得一定储能。 除颤治疗时，控制高压继电器J 动作，使充电电路被切断，由储能电容C 、电感L 及人体（负荷）串联接通，使之构成RLC （R 为人体电阻、导线本身电阻、人体与电极的接触电阻三者之和）串联谐振衰减振荡电路，即为阻尼振荡放电电路，通过人体心脏的电流刺激心肌完成除颤功能。 高频电刀：通过有效电极尖端产生的高频(通常200kHz 至3MHz)高压电流与肌体接触时对组织进行加热，实现对肌体组织的分离和凝固，从而起到切割和止血的目的。 高频电刀工作模式：单极模式：用一完整的电路来切割和凝固组织，该电路由高频电刀内的高频发生器、病人极板、接连导线和电极组成。在大多数的应用中，电流通过有效导线和电极穿过病人，再由病人极板及其导线返回高频电刀的发生器。 2．双极模式：双极电凝是通过双极镊子的两个尖端向机体组织提供高频电能，使双极镊子两端之间的血管脱水而凝固，达到止血的目的。它的作用范围只限于镊子两端之间，对机体组织的损伤程度和影响范围远比单极方式要小得多，
常用医用传感器原理介绍
常用医用传感器原理介绍 、X射线CT传感器 从传感器的名字，马上就想到人体断层图象”。X射线的波长比电磁 波、光波的波长更短，能量更大，对人体的穿透性很强。CT这个词, 是Couputer Tomography （计算机断层检查装置）两个英文词的词头。 当X射线通过人体后，利用传感器检查X射线的强度，作为输出信号。 然后，借助计算机，作成人体切片图象。图3-1是X射线CT的简图。 用X射线CT照射，若X射线在人体组织某部分被吸收，根据传感器输出的大小，可将人体内的异常情况（出血、肿瘤等），以图象方式检测出来。 为了缩短摄影时间，提高分辨率，对原来的CT装置进行了改进。现 在的CT，只需X射线管和X射线检测器作旋转运动，便能进行高速扫描。 图3-2（a）表示只有X射线管和传感器部分旋转的情形，图3-2 （b）表示实际得到的头部断层图象的例子。检测X射线用的光敏二极管的构造示于图3-3。在硅的Pin光电二极管的表面，密布将X射线变成光的 闪烁体。 、用硅压力传感器的电子血压计 日本40岁以上的成年人中有三分之一的人患有高血压病，可以说是一
种国民病。因此，各个家庭中的血压计的普及率和体温计一样高。本节 叙述用硅压力传感器制作的电子血压计。图3-4是电子血压计的简图。 为了测量压力差，硅压力传感器利用薄膜上形成的扩散层的压电电阻组成电桥进行测量。最常见的测量血压的方法是腕带压力在最高血压和最低血压之间会产生一种K音（特殊的声音），由此可以听到脉搏的跳动。 利用微音器听K音的开始和结束，测量这时腕带内空气压力和大气压力的差作为血压值。测量K音用的传感器是小型微音器，抗噪音能力弱。 心脏运动产生的P音（动脉压波）也和K音一样表现为硅传感器的输 出。因此，电子血压计将硅压力传感器P音的输出作为晶体管的门信号 来测量K音。通过测量P音产生的周期，可以测量1分钟的脉搏次数。 图3-5表示在测量血压时各种信号的变化状态，图中K音出现时，P1 的压力Y3为最高血压；K音消失时，P2的压力Y4为最低血压。 三、采用热敏电阻的电子体温计 不但在医院里要测患者的体温，而且在家庭里要正确了解体温从健康管理方面来说也是很重要的。在本节，特意列举已广泛用于生活的电子体温计。体温计中最关键的是如何正确地测量和显示加在传感器上的体温，大多数是利用热敏电阻阻值的变化，以数字显示体温。用于体温计的热敏电阻的阻值与温度的关系如下式: RT二ROexp{B ( 1/T-1/TO)} 其中RT：温度T时（用K表示）的电阻 R0：温度TO时（用K表示）的电阻 B :热敏电阻常数, 2000?4000 如图3-7所示，热敏电阻的阻值随着温度的上升而减少，电阻对温度的依赖性表现在温度上升「C时，阻值平均变化2?5%。实现体温计在 32?42C之间，B值的差异较小，电阻值的精度相当高。并不是把电阻