现代医学电子仪器原理与设计8[49P][12.3MB]
现代医学电子仪器原理与设计8[49P][12.3MB]
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二、电流的生理效应
3.化学效应 人体组织中所有的细胞都浸没在淋巴液、 血液和其他体液中。人体通电后，上述组织液 中的离子将分别向异性电极移动，在电极处形 成新的物质。这些新形成的物质有好多是酸、 碱之类的腐蚀性物质，对皮肤有刺激和损伤作 用。 直流电的化学效应除了电解作用外还有电 泳和电渗现象，这些现象可能改变局部代谢过 程，也可能引起渗透压的变化。
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四、预防电击的措施 (七)辅助绝缘 在基础绝缘的基础上，再加强一层绝缘， 称为辅助绝缘。
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四、预防电击的措施
(八)医用安全超低压电源 如果电源电压很低，即使人体接触到电路， 也没有损伤的危险，也不怕基础绝缘损坏，这个 电压值一般在25～50V之间。有时把电源放在仪 器内部，和外部毫无联系，即使人体接触仪器外 壳，产生电流的危险也会大大减少。 (九)患者保护 人体接地不良确实是造成触电事故的重要 原因之一，因此去掉或改进人体接地也是保证 安全的常用措施。 34
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二、影响电击的因素
当频率高于1 MHz时，刺激效应完全消失。 低于50Hz的低频电流刺激效应也减弱。 刺激效应最强的是50～60Hz的交流电，对 人体电击伤害程度最严重。 4.电流途径的影响 电流通过人体的途径也是造成伤害程度的 一个重要因素。如果电流途径中有大脑、心脏 等重要器官，则危害性最大。 5.其他因素的影响
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三、产生电击的因素
因素： 一是人与电源之间存在两个接触点，形成回路； 二是两点之间存在电位差； 三是电源的电压高至足以产生生理效应。 常见的电击效应有以下几种： (一)接地不良引起的电击
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三、产生电击的因素
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三、产生电击的因素
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三、产生电击的因素
(二)皮肤电阻减小 当人体与带电体接触时，皮肤电阻能限制 流过身体的电流。因此任何减小皮肤电阻的诊 疗措施，都会增加人体的电流，以致使病人更 容易受到电击。 (三)泄漏电流 泄漏电流主要由电容性的位移电流和电阻 性的传导电流组成。电容性泄漏电流的形成是 由于两根电源线间或电源线与金属外壳间存在 分布电容，电线越长，分布电容就越大。
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。
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。
现代医学电子仪器原理与设计
第七章 心脏治疗仪器与高频电刀
3.强度-时间曲线 强度阈与时间阈之间存在 一定的关系，这种关系用 强度-时间曲线来表示， 如图7-4所示。
(1)典线上的每一点代表一个阈刺激。 (2)基强度：刺激时间无论多长，必须有一个最
低的强度阈值，即基强度。 利用时：以基强度作为刺激强度引起组织兴奋 所需要的最短刺激时间。
现代医学电子仪器原理与设计
第三章 信号处理
第一级电压增益
结论：（1）第一级的输出回路里不产生共模 电流，电路的共模抑制能力与外回路电阻是 否匹配完全无关。（2）并联结构的电路能方 便地实现增益的调节。（3）电路具有完全对 称形式，有利于克服失调、漂移的影响。
现代医学电子仪器原理与设计
第三章 信号处理 第一级输出端存在共模误差的输出电压：
第七章 心脏治疗仪器与高频电刀
按照起搏器与患者心脏活动发出的P波与R
波的关系分类有两种：
(1)非同步型(固定型)——起搏脉冲与P波、 R
波无关。
(2)同步型起搏器——分为P波同步、R波同步。
3.按起搏电极分类 (1) 单极型：
阴极→起搏导管(或导线)→静脉或开胸
→右Hale Waihona Puke 室(或右心房)，阳极(无关电极)→腹部
大多数哺乳动物动物神经肌肉组织产生刺 激兴奋的最佳频率都是在100Hz左右。
现代医学电子仪器原理与设计
第七章 心脏治疗仪器与高频电刀
一、刺激方式与效应 (一)电刺激的类型
脉冲发生器——产生使神经去极化 的脉冲序列；
电 刺 激 导联线——把脉冲传输到刺激部位； 系 统
电极——把脉冲安全、有效地传输 到可兴奋组织。
现代医学电子仪器原理与设计
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)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：（直接）和间接、（实时）和延时、间断和连续、模拟和（数字）。
2.依据医学仪器的用途不同，医学仪器通常分为：（诊断）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；（理疗）用仪器，如电疗、光疗、磁疗与超声波治疗.3.（生理系统的建模与仿真）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。
4.（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。
5.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。
6.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。
7.（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。
8.模型的建立蕴含的三层意思即（理想化）、（抽象化）和（简单化）9.模型可分为（数学模型）（物理模型）和（描述模型）三种.10.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）。
11.所谓（数学）模型，就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。
12.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和设计
3、家庭和自我保健类仪器：随着医学模 式由“生物——技术”模式向“生物— —心理——社会——技术”模式转化， 家庭和自我保健类仪器会越来越受到重 视，主要包括：家庭/自我监护与诊断、 家庭/自我治疗和远程医疗； 产品有：血尿生化指标和药物浓度的家 用诊断测试仪器、血糖水平检测仪、家 用智能化器械来控制治疗和“训导”病 人、床边监护等用于家庭和社区的远程 医疗设备、“低技术操作”的高技术产 品。
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
护）
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
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，2007 2、John G.Webster,Medical Instrumentation Application and Design,Third edition,John Wiley & Sons,INC.1998 3、吴建刚，现代医用电子仪器原理与维修，电子工 业出版社，2005 4、邓亲恺，现代医学仪器原理与设计，科学出版社， 2004
（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。
《现代医用电子仪器原理与维修》一书出版发行
《现代医用电子仪器原理与维修》一书出版发行
Ｓｇａ ｒｃｓｏ 【】， ｉｈＩ Ｅ ｙ ｏｉｍ ｉｉｆｒ ｔ ｓ ｎ ｉ ｌ ｏｅｓｒＣ ，Ｆｆ ＥＳｍｐｓｕ ＯｎＢｏｎｏｍａｉ ｄ ｎ Ｐ ｔ Ｅ ｃａ
Ｂｉｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ，Ｍｉ ｎ ａ ｏ ｉ ，ＭＮ ，ＵＳ ｏ ｎ ｉ ｅ ｒｎｇ ｎ ｅｐ ｌ ｓ Ａ：Ｉ ＥＥＥ Ｃｏ ｕ ｅ ｏ ｉ ｔ ｍｐ ｔ ｒＳ ｃｅ ｙ ２ ０ ３１ ３１ ０ ５： ６ － ６．
由 于论 文 篇 幅所 限 ， 其他 模 块 软 件 这 里 就 不 再 赘 述 了 。
４ 结论
Ｖ ｒｉ ． Ｅ ／ Ｌ． ２ ０ — ９－ ５ 【０ ７ １ ｏ 】 ｔ ：ｗ ｗ． ｅｓｏ １ ｎ ３【 ＢＯ Ｉ（０ ７ ０ １ ） ２ ０ —１ Ｉ ．ｈｔ ｌ ｗ ８ ｐｌ
Ｃ ｐ Ｓ・ｏ ・ ｙ ｒ Ｓｃ ｒ ｅ ｎ
部 中断 连接 一 个 中 断 源 的 方 法 ． 是 按 钮 的 数 量 和 系 统 的功 但 能 就 会 受 到 限 制 。 置 多 个 按 钮 可 以 通 过 多个 外 部 中 断 源共 设
【】 Ｃ ｉ－ ａ ｇＨ ｉｈ ｏｔｒｆ ｏ ｏ ｐｅ ｉ ｅｉ ｓ ｇＭｉｅ ４ ｈｎ Ｔ ｎ ｓ ．Ａ Ｈ ｌ ｗＣ ｍ ｌｘｔ Ｄ ｓ ｎＵ ｉ ｘｄ ｅ ｅｏＬ ｙ ｇ ｎ
用 一 个 外 部 中 断 的方 法 ． 体 是 通过 外 部 中 断 引 脚 配 合 使 用 具
Ｉ 口来 实 现 的 。菜 单 光 标 的移 动选 择 可 以 通 过 循 环 上 移 或 ， ０ 下 移 的方 式 实 现 。
【】 Ｃ ｐｅｓＳ ｍ ｃｎ ｕｔｒ Ｅ Ｕ Ｂ ｅｈ ｉａ ｅｅ ｎｅ Ｍａ ｕ ５ ｙ ｒｓ ｅ ｉｏ ｄ ｃｏ． Ｚ－ Ｓ Ｔ ｃ ｎｃｌＲ ｆｒ ｃ ｎ ａ ｅ ｌ
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。
现代医学仪器设计原理
现代医学仪器设计原理现代医学仪器设计原理主要依赖于多个学科的知识，包括医学、生物学、物理学、电子学和工程学等。
这些仪器在临床医学中起到了重要的作用，能够帮助医生诊断和治疗疾病，并提高医疗水平和效率。
以下将详细介绍现代医学仪器设计的几个关键原理。
首先，现代医学仪器设计的一个重要原理是生物物理学原理。
生物物理学是研究生物体与物理学之间相互作用的学科，通过物理学方法来解释和测量生物体所产生的现象。
许多医学仪器都是基于这些生物物理学原理设计的，例如X射线机、CT机、核磁共振仪等。
这些仪器能够利用物理学原理来探测和显示人体内部的结构和功能，以便医生进行诊断和治疗。
其次，现代医学仪器设计的另一个重要原理是电子学原理。
电子学是研究电子器件和电子电路的学科，它为医学仪器的设计提供了基础。
许多医学仪器都是通过电子学原理控制和处理信号的，例如心电图机、血压计、呼吸机等。
这些仪器能够测量和记录人体的生理参数，如心电图信号、血压信号和呼吸信号等，并将其转换成可视化的图形或数据，以便医生进行分析和诊断。
再次，现代医学仪器设计的另一个重要原理是图像处理原理。
图像处理是处理和改善图像质量的技术，它在医学领域有着广泛的应用。
例如，医学影像学中的各种成像方法，如X射线、超声波、CT和核磁共振等，都需要对原始图像进行处理和重建，以获得清晰的结构和更准确的诊断信息。
图像处理原理能够利用数学和计算机技术来提取和增强图像中的特征，从而改善诊断的准确性和可靠性。
最后，现代医学仪器设计的一个重要原理是人机工程学原理。
人机工程学是研究人类与机器系统之间相互作用的学科，它关注如何设计和改进机器系统以适应人的特点和需求。
在医学仪器设计中，人机工程学原理能够帮助设计师创建更易于使用和操作的仪器，以提高医生和患者的体验和满意度。
例如，医学图像显示系统的界面设计应该简单直观，使医生能够轻松地获取和分析图像信息。
综上所述，现代医学仪器设计的原理涉及生物物理学、电子学、图像处理和人机工程学等多个学科的知识。
现代医学电子仪器原理与设计复习指导
现代医学电子仪器原理与设计复习指导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：（直接）和间接、（实时）和延时、间断和连续、模拟和（数字）。
2.依据医学仪器的用途不同，医学仪器通常分为：（诊断）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；（理疗）用仪器，如电疗、光疗、磁疗与超声波治疗.3.（生理系统的建模与仿真）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。
4.（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。
5.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。
6.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。
7.（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。
8.模型的建立蕴含的三层意思即（理想化）、（抽象化）和（简单化）9.模型可分为（数学模型）（物理模型）和（描述模型）三种.10.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）。
11.所谓（数学）模型，就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。
12.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考试重点（精简版）
现代医学电子仪器原理与设计考试重点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机体的各种生物电利用材料的物理变化非电信号利用化学反应把化学成分、浓度转换成电信号利用生物活性物质选择性识别来测定生化性质 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=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干扰源：能产生一定的电磁能量而影响周围电路正常工作的物体或设备主要干扰是近场50赫兹干扰源，因为生物电信号中大都包含有50赫兹的频率成分，而且生物电信号的强度远小于50赫兹的干扰。
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二、影响电击的因素
⑶呼吸麻痹、疼痛和疲劳。较大的电流会引起 呼吸肌的不随意收缩，严重的会引起窒息，肌 肉的不随意强直性收缩和剧烈的神经兴奋会引 起疼痛和疲劳。 ⑷ 心室纤颤。心脏肌肉组织失去同步称为心室 纤颤，它是电击死亡的主要原因。一般人的心 室纤颤电流阈值为75～400mA。 ⑸ 持续心肌收缩。当体外刺激电流大到1～6A 时，整个心脏肌肉收缩，但电流去掉后，心脏 仍能产生正常的节律。
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四、预防电击的措施
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四、预防电击的措施
(二)附加保护
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四、预防电击的措施
(三)保护接地
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四、预防电击的措施
(四)漏电断路器 (五)地线的配电方式
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四、预防电击的措施
(六)等电位化
等电位化导线（又叫等电位接地线）： 为了得到等电位的导线。 要求离患者2.5m范围内要取得等电位化， 32 这个范围称为患者环境。
第八章 医用电子仪器的电气安全
医用电子仪器电气安全概述 电击 医用电子仪器的接地 医用电子仪器的安全指标及其测试 医用电子仪器的安全标准
2013年3月14日星期四 1
第一节 医用电子仪器电气安全概述
一、医用电子仪器电气安全的概念 在工程学上没有“不发生危险”的可能， 应当说安全是指“发生危险的概率尽可能小”。 电气安全：把意外电击的危险降低到尽可能 小的程度。 对于医用电子仪器在临床上的应用而言， 安全指的是应用过程中确保对患者和医护人员 不造成危害，即保证人员的安全。另外，广义 而言，医用电子仪器的电气安全还应包括仪器 本身的安全。
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一、医院配电方式
2.兼用方式
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一、医院配电方式
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一、用电子仪器系统中的接地线分为两类： 一类是安全接地，也称为保护接地；一类是 工作接地，即对信号电压设立基准电位。保 护接地地线必须是大地电位，而工作地线的 设计可以是大地，也可以不是。
⑴ 感觉阈。感觉阈是人所能感受到的最小电 流。但该值因人而异，并且随测试的不同而 不同，一般认为感觉阈在0.5～1mA范围内。 ⑵ 脱开电流。脱开电流的定义是人体通电后， 肌肉能任意缩回的最大电流。当通过人体的电 流大于脱开电流时，被害者的肌肉就不能随意 缩回，特别是手掌部位触及电路时形成所谓 “粘结”，受害者就会丧失自卫能力而继续受 到电击，直至死亡。
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一、电击的种类
(二)微电击 进入人体内在心脏内部所加的电流所引起 的电击叫做微电击。 微电击的安全极限一般是10μA。因此， 凡是直接用于有可能通过心脏电流的医用电 子仪器，其漏电流绝对不能超过10μA，否则 就会造成危险。这类仪器必须定期检测漏电 流。
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二、影响电击的因素
1.电流的影响
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三、人体的导电特性
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三、人体的导电特性 结论：流经人体电流的大小主要取决于皮肤阻 抗的大小，而皮肤阻抗（Zi）又与电流频率、 皮肤条件和接触条件有关。
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三、人体的导电特性
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第二节 电击
一、电击的种类 电击：是指超过一定数值的电流通过人体而引 起的各种电伤害，如心室纤颤、心肌收 缩及皮肤烧伤等。 宏电击（强电击） 电击 微电击 (一)宏电击 当电流从人体外经皮肤流进人体内，然后 再流出体外，使人体受到的电击称为宏电击。
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二、影响电击的因素
⑹ 烧伤和身体的损伤。过大的电流会由于皮肤 的电阻性发热而烧伤组织，或强迫肌肉收缩， 使肌肉附着从骨上离开。 2.电压的影响 当人体阻抗一定时，通过人体的电流与电 压成正比。 3.频率的影响 电流的生理效应随刺激电流频率而异。 在100Hz以上时，刺激效应随着电流频率 增加而减弱。
三、多台仪器接地 多台设备并用时，接地方式有三种方法 （图8-20）：(a)分别单独接地；(b)共用一条 接地线；（c）两种方法并用。
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三、多台仪器接地
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第四节 医用电子仪器的安全指标及其测试 国家标准和IEC标准规定了医用电子仪器 常用的安全指标：绝缘电阻、漏电流、接地线 电阻和接地电阻。 一、安全指标的含义及其测量方法 (一)漏电电流的测试 漏电流：指的是通过仪器的绝缘物与仪器功能 无关的电流。一般有接地漏电流、机壳漏电流 和患者漏电流三种。 接地漏电流：从电源的一次侧回路通过绝缘物 流入仪器安全地线的电流。
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二、电流的生理效应
1.热效应 热效应(又称为组织的电阻性发热):当电流通过 人体组织时会产生热量，使组织温度升高，严 重时就会烧伤组织。 低频电与直流电的热效应主要是电阻损耗。 高频电除了电阻损耗外，还有介质损耗。 2.刺激效应 人体通人电流时，在细胞膜的两端会产生 电势差，当电势差达到一定值后，会使细胞膜 发生兴奋。
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二、影响电击的因素
当频率高于1 MHz时，刺激效应完全消失。 低于50Hz的低频电流刺激效应也减弱。 刺激效应最强的是50～60Hz的交流电，对 人体电击伤害程度最严重。 4.电流途径的影响 电流通过人体的途径也是造成伤害程度的 一个重要因素。如果电流途径中有大脑、心脏 等重要器官，则危害性最大。 5.其他因素的影响
四、预防电击的措施 (七)辅助绝缘 在基础绝缘的基础上，再加强一层绝缘， 称为辅助绝缘。
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四、预防电击的措施
(八)医用安全超低压电源 如果电源电压很低，即使人体接触到电路， 也没有损伤的危险，也不怕基础绝缘损坏，这个 电压值一般在25～50V之间。有时把电源放在仪 器内部，和外部毫无联系，即使人体接触仪器外 壳，产生电流的危险也会大大减少。 (九)患者保护 人体接地不良确实是造成触电事故的重要 原因之一，因此去掉或改进人体接地也是保证 安全的常用措施。 34
二、影响电击的因素
最小感知电流：是指当电流从零增加到刚刚开 始有刺激感时的电流。 人体的电击损伤正比于(I/A)2t。式中，I 为通过接触面的电流；A为接触区的表面积； t为电流作用时间。由此可看出，电流对人体 的损伤程度与电流密度的平方和通电时间成 正比。
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二、影响电击的因素
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二、影响电击的因素
(三)接地线电阻和接地端钮的测试
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二、电气系统的检验
1.插座的检验 插座检验的内容包括：正确的连线、符合要求 的电压、小的接触电阻以及机械弹力四个方面。 2.地线间电压和电阻的检验 任何两个插座地线之间的电压不应超过 20mV，而电阻不应超过0.1Ω。在任一插座地 线和任一病人附近的外露导体表面之间的电 压不应超过0.5V，电阻不应超过0.5Ω。 3.绝缘电源系统的检验
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一、安全指标的含义及其测量方法
机壳漏电流：从仪器外壳的某处通过安全地线 以外导体流入大地的电流。 患者漏电流：从仪器的触体部分通过患者流入 大地的电流。 (二)绝缘电阻的测试 漏电流是从市用交流电源的火线通过电阻 和电容耦合向接地端钮与患者接融部位流过的 电流。测量这个电阻耦合值就是绝缘电阻测试。
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三、产生电击的因素
因素： 一是人与电源之间存在两个接触点，形成回路； 二是两点之间存在电位差； 三是电源的电压高至足以产生生理效应。 常见的电击效应有以下几种： (一)接地不良引起的电击
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三、产生电击的因素
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三、产生电击的因素
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三、产生电击的因素
(二)皮肤电阻减小 当人体与带电体接触时，皮肤电阻能限制 流过身体的电流。因此任何减小皮肤电阻的诊 疗措施，都会增加人体的电流，以致使病人更 容易受到电击。 (三)泄漏电流 泄漏电流主要由电容性的位移电流和电阻 性的传导电流组成。电容性泄漏电流的形成是 由于两根电源线间或电源线与金属外壳间存在 分布电容，电线越长，分布电容就越大。
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二、电流的生理效应 人体的体液是包含有多种离子的液体构成 的，是一种比较复杂的特殊电解质，因此人体 本身就是一个良好的导体，当人体成为电路的 一部分时，就有电流通过人体，从而引起生理 效应。 注意：引起生理效应和人体损伤的直接因素是 电流而不是电压。
电流通过人体时，主要以热效应、刺激效 应和化学效应三种方式影响人体组织。
四、预防电击的措施
1.人体小电流接地
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四、预防电击的措施
2.右腿驱动电路
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四、预防电击的措施
3.绝缘接触部分 将连接心脏的触体部分同仪器的其他部分 以及接地点绝缘，并称为绝缘触体部分或称浮 动触体部分。其优点是，可依靠绝缘阻抗限制 电流，特别是限制从外部经过触体部分流入仪 器地线的漏电流。 3.信号隔离 在绝缘部分中，触体部分和其他部分之间进 行了电路绝缘，但还必须能够传送信号，能实 现这个任务的就是信号隔离。
在医用电子仪器中安全接地可以分为三 种：即电源接地；保护接地；和等电位接地。
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二、安全接地
1.电源接地 规定：电源侧接地的标准电阻值为10Ω以下。 接地电阻值形成的负载仪器外壳电位称为接触 电位。 2.保护接地 保护接地是为了把漏电流和绝缘失效时的 事故电流安全地流入大地而附加的接地保护。 3.等电位接地 当有接地电流流过时，如果产生的接地电 位与人体电位相等，那么电流就不会流过人 体。 44
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二、电流的生理效应
3.化学效应 人体组织中所有的细胞都浸没在淋巴液、 血液和其他体液中。人体通电后，上述组织液 中的离子将分别向异性电极移动，在电极处形 成新的物质。这些新形成的物质有好多是酸、 碱之类的腐蚀性物质，对皮肤有刺激和损伤作 用。 直流电的化学效应除了电解作用外还有电 泳和电渗现象，这些现象可能改变局部代谢过 程，也可能引起渗透压的变化。
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三、产生电击的因素 电阻性泄漏电流的形成是由于电源线或变 压器一次侧与金属外壳间存在的绝缘电阻造成 的。
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三、产生电击的因素
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三、产生电击的因素
(四)心脏有导电通路
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三、产生电击的因素
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三、产生电击的因素
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四、预防电击的措施 防止电击的基本方法主要有两种：一是 将病人与所有接地物体和所有电源绝缘；二 是把病人所能接触到的导电部分表面都保持 在同一电位。 (一)基础绝缘 把医用电子仪器的电路部分进行绝缘：通 常采用金属和绝缘外壳将整个仪器覆盖起来， 使人接触不到。