生物医学检测技术 PPT课件

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主要是人体的生理系统。它提供了系统要测量的各
种生理的物理量。医学上主要测量的有生物电位、
压力、流量、位移、速度、温度、化学浓度、阻抗
等。
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传感器把来自生物体的能或信息转换成器转换的最
主要量包括温度、压力、流量、位移、速度和力
等非电量。
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生物医学电极是直接感知人体生物电位的 元件。这是系统的采集部分。
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三、生理系统间的相互作用
人体各生理系统之间存在复杂的相互作用和
大量反馈环路。如对某系统中一部分进行刺激，
结果该系统的其他部分和其他系统也会有反应。
甚至当打开反馈回路时，会出现旁系环路，而原
（1）信号很微弱，各种干扰很大，信噪比
低，有用信号淹没在强干扰背景中。
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（2）需要用各种统计分析方法，对信号进行叠 加、相关处理、频谱分析、直方图等数据处理。
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数据传输：是异地诊断。
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把部分输出信号反馈到输入部分，以使系统按某一
方式工作，如控制刺激量的大小、控制传感器或仪
器系统中其他任何部分。控制和反馈可以是自动的
的变化情况，故障少、寿命长，与其他部分有较好
的连接。
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记录与显示设备按其工作原理，可以分为三种： （1）直接描记式记录装置
直接记录各种生理参数随时间变化的模拟量。 （２） 磁带记录器 （３） 数字式显示器
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可分为描笔偏转式和自动平衡式： 描笔偏转式记录器结构简单、成本低，在心 电图机、脑电图机及心音图机中得到广泛使用。
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第一章 生物医学检测系统的基本概念
生物检测在临床应用、运动医学、生理医学 研究等诸多领域中起着十分重要的作用。随着 科学技术的快速发展，涌现出大量的、新颖的 检测技术和检测设备。
生物医学检测技术是运用工程的方法去测量 生物体的形态、生理机能及其他状态变化的生 理参数。
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把人和检测系统结合在一起考虑 1、生命之间有高度的相关性； 2、有很多重要的生理参数对测量装置是不容易 接近的； 3、对生命体进行检测必须确保人身安全。 检测系统与被检测生物体之间存在复杂的互作 用
员所能感知的形式显示结果。显示形式可以是数
字的或图像的，也可以是连续的或离散的。多数
是依靠使用者的视觉，但也有采用听觉感知的办
法。数字式显示器是一种将信号以数字形式显示
供观察的器件，一般由计数器、译码器、驱动器
和数码管等组成。其中显示器分荧光数码管和液
晶显示两种。
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从人体采得的信息具有二个特点：
注意:在测量过程中应保持两个变量之间关
系不变，并且应在两者关系失效时及时对测量结
果加以修正。
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二、数据的易变性 从人体测得的量是易变的，即使所有可控制
的因素都固定，但大多数被测参数还是随时间变 化，每次测量会有不同结果。在完全相同的条件 下，各次测量结果与正常值总会有偏差。因此， 生理量不能认为是严格的定值，而应该用统计的 或概率分布的方式来处理。
直流电桥 交流电桥 运算放大器 滤波器 阻抗变换器 调制器 电流表
光线示波器 笔式记录仪 磁带记录仪 电子示波器 电压表 电流表
频谱分析仪 电子计算机 数据处理器
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第二节 生物医学检测系统的特殊性
医学仪器测量的主要目的：
是获得与临床诊断和治疗有关的人体生理参数。
医学测量与普通物理参数测量异同点：
它们的不同之处主要在于测量对象不同。普通物 理测量的被测对象是物（如设备、机器、化学物 品、工程系统、环境等），而医学测量的对象是 人体复杂的生理系统。
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医学测量遇到的一些特殊问题：
一、被测值难以获得
对生命系统测量时，遇到的最大困难是难以
获得被测值。
为了解决被测量不可接近的困难，必须采用
间接测量。
或手动的。
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典型生物医学检测系统的组成框图
信号源 信号检测 信号传输 信号显示 信号处理
被测物体 生物电极传 中间变换装 显示、记录 数据处理装置
感器
置
装置
血压 呼吸 体温 心跳 血流量 脉搏 位移 压力 成份
生物电极 电阻传感器 电容传感器 电感传感器 光电传感器 磁电传感器 热电传感器 压电传感器 压电传感器
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第一节 生物医学检测系统的组成 生物医学检测仪器分为两大类： 一、生物医学检测仪器分类： 1、临床用的检测仪器：用于疾病的诊断、监 护。要求便于医护人员操作、使用，结构牢固 可靠。 2、医学研究用：要求较高的精度、分辨率，有 一些是介于二者之间。
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二、生物医学检测系统对人体测量大致分类 1、活体测量（in vivo）：人体处于机能状态下的 临床检查或体内测量。 2、离体测量（in vitro）：处理血液、尿之类的标 本化验。 三、生物医学检测系统
自动平衡式记录器的缺点是结构复杂，频响 范围窄。优点是记录幅度大、精度高，可与计算 机连接。一般用于记录体温、血压、脉搏等监护 仪器上。
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（2）磁带记录器 它在生理测量和病人监护中的应用日益增多。
其工作原理基本与磁带录音原理相同。按对被记 录信号的处理方法可分为模拟式和数字式两种。
把输入的被记信号按原样进行磁化记录的称 为模拟式磁带记录器，它类似一部录音机。
生物医学检测系统包括信息的检测（采集）、 传播、存储、加工处理和监视读出。
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在许多医学测量中，要求对某种形式的外部刺 激作出反应。用以产生提供刺激给被测对象的 设备是生物医学检测系统的一个重要组成部分。
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刺激可以是视觉、听觉、触觉。也可以是对神
经系统某些部位的电刺激。系统人体生理系统
要做出反应。
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磁带记录装置的优点： 1）频率响应宽，记录的信息可以反复重放，便 于分析处理和保存。 2）信号失真度低，适宜于作准确测量。 3）一条磁带可同时记录多个生理量适宜于长 间连续记录和大量资料存贮。 4）记录信息可擦除，可多次使用，成本低。
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（3）数字式显示器
显示器接受信号处理后的信息，并以操作人
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将传感器输出的电信号进行放大、整理或作
其他变换的单元称为信号调节器（或称为信
号处理器）
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它把采集到并已转换成电信号的信息进行放大 整理或做其他变换以满足系统的功能需要。13
将处理后的生物信息变为
可供人们直接观察的形式。
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医学仪器对记录显示系统的要求是记录显示的效果
明显、清晰，便于观察和分析，正确反映输入信号