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生物医学传感器
医用传感器的用途有：
（1）提供诊断用信息：如心音、血压、脉搏、 血流、呼吸、体温等信息，供临床诊断 和医学研究用。
（2）监护：长时间连续测定某些参量，监视 这些参量是否处于规定的范围内，以便 了解病人的恢复过程，出现异常时及时 报警。如重症监护( ICU )。
生物医学传感器
在工业生产中，传感器采集各种信息，起到 工业耳目的作用。例如，冶金工业中连续铸造生 产过程中的钢包液位检测、高炉铁水硫磷含量分 析，均由各种传感器为操作人员提供可靠的数据。 此外，用于工厂自动化柔性制造系统中的机械手 或机器人可实现高精度在线实时测量，从而保证 产品的产量和质量，其测量需要各种传感器来完 成。
通过传感器来实现。
2．传感器作为测控系统中对象信息的入口、检测技 术的核心部件，在现代化的自动检测、自动控制 和遥控系统中是必不可少的部分：如果缺少了它， 自动化将无从谈起。
生物医学传感器
３．传感器技术广泛应用于航天航空、军事、工 业、农业、医学、环境保护、机器人、汽车、 舰船、灾害预测预防、家电、公共安全以及 日常生活等各个领域，可以说是无所不在。 有人说：征服了传感器，几乎就征服了现代 科学技术。话虽夸张，却说明了传感器技术 在现代科学技术中的重要地位。
生物量
电脑 电信号
生物医学传感器
传感器的物理含义:
传感器是指能将各种非电量转换成电信号 的部件，这是因为电信号是最适合于传输、转 换、处理和定量运算。
生物医学传感器
各种传感器：
生物医学传感器
生物医学传感器
生物医学传感器
传感器的作用就是测量。没有传感器，就不 能实现测量；没有测量，也就没有科学技术。
生物医学传感器
Biomedical sensors
生物医学传感器
传感器在现代科学技术中的地位 传感器的作用 传感器的定义 传感器的分类 医用传感器的特点和要求 医用传感器的发展趋势
生物医学传感器
一、传感器在现代科学技术中的地位
1．21世纪是现代信息技术的时代，信息技术包括信 息采集、信息传输和信息处理。而信息采集需要
采用智能、先进控制策略和算法
智能玻璃温室环境气候自动调控，灌溉营养液自动控制； 通过网络宽带技术，实现温室生物信息与环境信息的
远程实时监视和远程视频传输，以及温室主要设备状态 的远程控制。
生物医学传感器
1. 植物茎杆增长传感器
2. 果实增长传感器
3. 叶面温度传感器
4. 叶面湿度传感器
生物医学传感器
控制系统的状态，或者跟踪系统变化的目标值。
例如：排爆机器人手动控制系统是智能排爆机器 人的辅助系统，在自动系统失效或其他需 要手动控制机器人运动状态时，实现对机 器人的控制。
生物医学传感器
再如：
实时采Байду номын сангаас和传送环境数据
室外温度、湿度、辐照度、风速、风向和雨量， 二氧化碳浓度和水温，灌溉量、回流量、 灌溉营养液pH等，生物数据包括叶面温度、
生物医学传感器
现代信息产业的三大支柱: 传感技术、通信技术和计算机技术
感官
神经
大脑
信息的采集与控制
信息的传输
信息的处理
传感器是信息采集的首要部件，鉴于其重要作用， 世界各国自20 世纪 80 年代开始都将其列为重点发展的 关键技术
生物医学传感器
五官(眼、耳、鼻、舌、身）
大脑
传感器
物理量 感知 化学量
传感器在医学中的作用
医学研究和进行疾病诊断都要求获得人体各方面的 信息。如心脏疾病的诊断，它要求来自从系统到器官、 组织、细胞、分子等各层次的信息，即心音、血压、心 电、心肌组织信息等。实现这些生物信息的检测手段就 是依靠各种各样的医用传感器（medical sensor ） 。
医用传感器就是感知生物体内各种生理的、生化的 和病理的信息，把它们传递出来并转化为易处理的电信 号装置。由于要采集的信号绝大部分是非电学量，传感 器通常是将非电学量转换成电学量，所以又把传感器叫 做换能器。
生物医学测量的目的是为了获取生物医学有 用信息，生物医学测量是各种生物医学仪器的基 础。生物体是极其复杂的生命系统，用工程技术 方法获取生物医学信息，通常采用适合生物医学 测量的传感技术和检测技术来实现，这是与普通 测量相区别的。
生物医学传感器
传感器的测量主要表现在以下几个方面：
信息的收集、信息数据的转换、控制信息的采集。
1．信息的收集 科学研究中的计量测试、产品制造与销售中
所需要的计量都要由测量获得准确的定量数据； 在航空、航天技术领域，仅“阿波罗”10号飞船就 有3000多个参数需要监测。
生物医学传感器
在兵器领域中，现代引信实质就是完成引爆 战斗任务的传感器系统，为了更好地解决安全、 可靠和通用性问题，同时增强功能，目前采用几 个传感器分别检测环境和目标信息。各国竟相研 制的重要新型精确打击武器——目标敏感弹更是 以传感器为技术核心来获取各种信息，制导炮弹、 各种导弹也是如此。
生物医学传感器
随着科学技术的发展，医学科学已进入崭新 的阶段，从定性医学走向定量医学，从宏观的人 体组织到微观的细胞和分子，生物医学传感器起 了重要作用，它延伸了医生的感觉器官，可帮助 医生进行客观正确的定量分析。
如:
用压电传感器测手的微振动，测心室内部压力，测心内 瓣膜振动等；
用固态压阻传感器测指尖、桡骨和手腕等部位的脉压； 用电阻应变片测呼吸气流、脉象和肌肉力等。
生物医学传感器
4．传感器技术在发达国家中深受重视： • 如美国 22 项国家长期安全和经济繁荣的关键技术中有6 项
与传感器技术直接相关； • 保持武器系统质量优势的关键技术中有8 项为传感器技术； • 美国空军举出的15项有助于提高21世纪空军能力的关键技术
中，传感器技术名列第二，每年仅在生物传感器技术及产品 开发研究方面投资额度约为13亿美元。 • 早在上世纪80年代，日本就把传感器技术列为优先发展的十 大技术之首。 • 目前，我国也把传感器技术列为重点发展的技术之一。
生物医学传感器
2．信息数据的转换 把文字、符号、代码、图形等多种形式记录
在纸或胶片上的信号数据转换成计算机、传真机 等易处理的信号数据，或者读出记录在各种媒体 介质上的信息并进行转换。例如，磁盘和光盘的 信息读出磁头就是一种传感器。
生物医学传感器
3．控制信息的采集 检测控制系统处于某种状态的信息，并由此
医用传感器的用途有：
（1）提供诊断用信息：如心音、血压、脉搏、 血流、呼吸、体温等信息，供临床诊断 和医学研究用。
（2）监护：长时间连续测定某些参量，监视 这些参量是否处于规定的范围内，以便 了解病人的恢复过程，出现异常时及时 报警。如重症监护( ICU )。
生物医学传感器
在工业生产中，传感器采集各种信息，起到 工业耳目的作用。例如，冶金工业中连续铸造生 产过程中的钢包液位检测、高炉铁水硫磷含量分 析，均由各种传感器为操作人员提供可靠的数据。 此外，用于工厂自动化柔性制造系统中的机械手 或机器人可实现高精度在线实时测量，从而保证 产品的产量和质量，其测量需要各种传感器来完 成。
通过传感器来实现。
2．传感器作为测控系统中对象信息的入口、检测技 术的核心部件，在现代化的自动检测、自动控制 和遥控系统中是必不可少的部分：如果缺少了它， 自动化将无从谈起。
生物医学传感器
３．传感器技术广泛应用于航天航空、军事、工 业、农业、医学、环境保护、机器人、汽车、 舰船、灾害预测预防、家电、公共安全以及 日常生活等各个领域，可以说是无所不在。 有人说：征服了传感器，几乎就征服了现代 科学技术。话虽夸张，却说明了传感器技术 在现代科学技术中的重要地位。
生物量
电脑 电信号
生物医学传感器
传感器的物理含义:
传感器是指能将各种非电量转换成电信号 的部件，这是因为电信号是最适合于传输、转 换、处理和定量运算。
生物医学传感器
各种传感器：
生物医学传感器
生物医学传感器
生物医学传感器
传感器的作用就是测量。没有传感器，就不 能实现测量；没有测量，也就没有科学技术。
生物医学传感器
Biomedical sensors
生物医学传感器
传感器在现代科学技术中的地位 传感器的作用 传感器的定义 传感器的分类 医用传感器的特点和要求 医用传感器的发展趋势
生物医学传感器
一、传感器在现代科学技术中的地位
1．21世纪是现代信息技术的时代，信息技术包括信 息采集、信息传输和信息处理。而信息采集需要
采用智能、先进控制策略和算法
智能玻璃温室环境气候自动调控，灌溉营养液自动控制； 通过网络宽带技术，实现温室生物信息与环境信息的
远程实时监视和远程视频传输，以及温室主要设备状态 的远程控制。
生物医学传感器
1. 植物茎杆增长传感器
2. 果实增长传感器
3. 叶面温度传感器
4. 叶面湿度传感器
生物医学传感器
控制系统的状态，或者跟踪系统变化的目标值。
例如：排爆机器人手动控制系统是智能排爆机器 人的辅助系统，在自动系统失效或其他需 要手动控制机器人运动状态时，实现对机 器人的控制。
生物医学传感器
再如：
实时采Байду номын сангаас和传送环境数据
室外温度、湿度、辐照度、风速、风向和雨量， 二氧化碳浓度和水温，灌溉量、回流量、 灌溉营养液pH等，生物数据包括叶面温度、
生物医学传感器
现代信息产业的三大支柱: 传感技术、通信技术和计算机技术
感官
神经
大脑
信息的采集与控制
信息的传输
信息的处理
传感器是信息采集的首要部件，鉴于其重要作用， 世界各国自20 世纪 80 年代开始都将其列为重点发展的 关键技术
生物医学传感器
五官(眼、耳、鼻、舌、身）
大脑
传感器
物理量 感知 化学量
传感器在医学中的作用
医学研究和进行疾病诊断都要求获得人体各方面的 信息。如心脏疾病的诊断，它要求来自从系统到器官、 组织、细胞、分子等各层次的信息，即心音、血压、心 电、心肌组织信息等。实现这些生物信息的检测手段就 是依靠各种各样的医用传感器（medical sensor ） 。
医用传感器就是感知生物体内各种生理的、生化的 和病理的信息，把它们传递出来并转化为易处理的电信 号装置。由于要采集的信号绝大部分是非电学量，传感 器通常是将非电学量转换成电学量，所以又把传感器叫 做换能器。
生物医学测量的目的是为了获取生物医学有 用信息，生物医学测量是各种生物医学仪器的基 础。生物体是极其复杂的生命系统，用工程技术 方法获取生物医学信息，通常采用适合生物医学 测量的传感技术和检测技术来实现，这是与普通 测量相区别的。
生物医学传感器
传感器的测量主要表现在以下几个方面：
信息的收集、信息数据的转换、控制信息的采集。
1．信息的收集 科学研究中的计量测试、产品制造与销售中
所需要的计量都要由测量获得准确的定量数据； 在航空、航天技术领域，仅“阿波罗”10号飞船就 有3000多个参数需要监测。
生物医学传感器
在兵器领域中，现代引信实质就是完成引爆 战斗任务的传感器系统，为了更好地解决安全、 可靠和通用性问题，同时增强功能，目前采用几 个传感器分别检测环境和目标信息。各国竟相研 制的重要新型精确打击武器——目标敏感弹更是 以传感器为技术核心来获取各种信息，制导炮弹、 各种导弹也是如此。
生物医学传感器
随着科学技术的发展，医学科学已进入崭新 的阶段，从定性医学走向定量医学，从宏观的人 体组织到微观的细胞和分子，生物医学传感器起 了重要作用，它延伸了医生的感觉器官，可帮助 医生进行客观正确的定量分析。
如:
用压电传感器测手的微振动，测心室内部压力，测心内 瓣膜振动等；
用固态压阻传感器测指尖、桡骨和手腕等部位的脉压； 用电阻应变片测呼吸气流、脉象和肌肉力等。
生物医学传感器
4．传感器技术在发达国家中深受重视： • 如美国 22 项国家长期安全和经济繁荣的关键技术中有6 项
与传感器技术直接相关； • 保持武器系统质量优势的关键技术中有8 项为传感器技术； • 美国空军举出的15项有助于提高21世纪空军能力的关键技术
中，传感器技术名列第二，每年仅在生物传感器技术及产品 开发研究方面投资额度约为13亿美元。 • 早在上世纪80年代，日本就把传感器技术列为优先发展的十 大技术之首。 • 目前，我国也把传感器技术列为重点发展的技术之一。
生物医学传感器
2．信息数据的转换 把文字、符号、代码、图形等多种形式记录
在纸或胶片上的信号数据转换成计算机、传真机 等易处理的信号数据，或者读出记录在各种媒体 介质上的信息并进行转换。例如，磁盘和光盘的 信息读出磁头就是一种传感器。
生物医学传感器
3．控制信息的采集 检测控制系统处于某种状态的信息，并由此