1.1生物医学测量基本特点
基本测量法-概述说明以及解释
基本测量法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在编写一个关于基本测量法的详细文章时,引言部分的概述部分应该提供一些关于基本测量法的基本概念和背景信息。
以下是一种可能的方式来描述概述部分的内容:概述:基本测量法是现代社会中广泛应用的一种测量方法。
它是通过使用测量工具和技术来获取、记录和分析各种物理量、特征和特性的过程。
作为科学研究、工程设计和生产制造等领域中不可或缺的一环,基本测量法的重要性不容小觑。
基本测量法涉及到准确度、精度和可靠性等关键概念。
准确度指的是测量结果与真实值之间的接近程度,精度则是测量结果的重复性和一致性,而可靠性则关注测量结果的稳定性和可信度。
通过这些指标,基本测量法帮助我们实现精确测量、准确控制和可靠判断,从而支持科学研究、工程设计和生产制造等工作的开展。
基本测量法广泛应用于各个领域,包括工程、生物医学、物理学、化学、环境科学等。
在工程领域中,基本测量法被用于测量土壤的密度、建筑物的结构稳定性以及机械设备的性能等。
在生物医学领域,基本测量法用于测量血压、心率和体温等生理指标。
而在物理学和化学领域,基本测量法则是实验数据和研究结果的基础。
通过对基本测量法的深入了解和应用,我们能够更好地理解和分析周围事物的特性和变化,进而推动科学研究的进展和技术创新的实现。
基本测量法的发展前景非常广阔,未来随着技术的进步和应用领域的扩展,基本测量法将在更多领域发挥重要作用。
本文将详细介绍基本测量法的定义、应用领域以及对未来发展前景的展望。
通过阅读本文,读者能够获得基本测量法方面的基础知识,以及对于该领域意义和未来发展的更深入理解。
文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构,让读者了解每个章节所涵盖的主题和目标。
本文共包含三个部分:引言、正文和结论。
1. 引言部分:本部分主要是引入文章的主题和目标,为读者提供一个总体的概述。
具体包括以下内容:1.1 概述:对基本测量法的概念和意义进行简要介绍,强调其在各个领域中的重要性。
索维光学生物测量仪参数-概述说明以及解释
索维光学生物测量仪参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述索维光学生物测量仪是一种用于测量生物样品中光学特性的仪器。
生物样品的光学特性对于研究和应用生物学领域具有重要意义,例如在生物药物研发、生物医学诊断和生物学研究等方面起着关键作用。
索维光学生物测量仪通过利用光的散射、吸收、透射和反射等特性来分析生物样品,并获取相关的参数和信息。
它可以测量生物样品的光学透明度、浓度、反射率等多个参数,从而提供有关样品结构、组成和状态的详细信息。
这种仪器通常由光源、探测器、光学系统和数据处理系统等组成。
光源产生的光经过光学系统聚焦到样品上,样品对光进行散射、吸收和反射,然后经过光学系统收集,并由探测器测量和记录。
数据处理系统对测量结果进行分析和处理,最终得到相关的参数和信息。
索维光学生物测量仪具有准确性高、灵敏度好、测量速度快等特点,广泛应用于生物医学领域。
它可以用于研究生物材料的光学性质、监测细胞的活动和变化、检测生物样品的污染和质量等。
在药物研发中,它可以用于药物的质量控制和效果评估;在医学诊断中,它可以用于检测血液成分、病理组织等。
总之,索维光学生物测量仪是一种强大的工具,可以帮助科研人员和医生更好地理解和研究生物样品的光学特性,为生物学领域的科学研究和应用提供重要支持。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织框架和主要内容安排,以便读者能够清晰地了解文章的结构和逻辑。
本文按照以下结构进行组织和呈现。
首先,在引言部分,我们将概述整篇文章的研究背景和意义,简要介绍索维光学生物测量仪及其参数的研究现状和应用前景。
接着,我们给出文章的结构安排,即介绍各个主要部分的内容和相互之间的逻辑关系。
其次,正文部分将详细介绍索维光学生物测量仪的相关参数。
在2.1节中,我们将对索维光学生物测量仪的概述进行详细阐述,包括其原理、构成和基本功能等方面的内容。
接着,在2.2节中,我们将重点介绍索维光学生物测量仪的参数,包括测量范围、分辨率、精度、稳定性等等。
眼球生物测量知识点总结
眼球生物测量知识点总结眼球是人体内十分重要的一部分,它对我们来说至关重要。
通过眼球的观察与测量,我们可以了解到很多与健康相关的信息。
眼球测量也是眼科医生最基础耗默认的检查项目。
下面我们将生物测量学的角度来总结眼球测量的知识点。
一、眼球的结构与测量方法1.1 眼球的结构眼睛是一种特化的感光器官,可感知光的强度、颜色和方向,对于人们的生存和生活起着至关重要的作用。
人的眼睛是一个球状器官,位于颅骨眶内,由眼睑、泪器、外眼筋、眼外肌、眼球和视觉神经组成。
眼球的主要结构包括角膜、虹膜、晶状体、视网膜和玻璃体等。
1.2 眼球测量方法眼球测量主要有眼球球面曲率测量、眼轴长度测量、角膜曲率测量、角膜厚度测量、玻璃体长度测量等方法。
这些测量方法可以通过不同的仪器和设备来进行检测,如角膜曲率可以通过自动角膜地形图仪来进行测量,眼轴长度可以通过A超仪、双光子扫描仪等设备来进行测量。
二、视力检测与调节2.1 视力检测视力是眼睛改变光线的能力,是眼球对物体的成像清晰度的反映。
视觉是人类最重要的感觉之一,对于人类生活和工作有着至关重要的意义。
因此,对于视力的检测也变得尤为重要。
常用的视力检测方法有眼科视力表检测方法、正弦圆圈格栅检测方法等。
2.2 视力调节视力调节是指调节眼睛对物体成像的清晰度,也就是通过调节眼睛的对焦距离来使物体的成像清晰。
常用的视力调节方法有调节环境光线、调节眼睛睫状肌的张力来改变晶状体的形状等方法。
三、眼球功能的生物测量3.1 视网膜成像技术视网膜是眼球内最为重要的结构之一,它是感光细胞的聚集,它对于人的视力有着非常重要的作用。
视网膜成像技术可以通过视网膜相机、眼底扫描仪、激光治疗仪等设备来进行成像。
人们可以通过这些设备来检测眼球内部的情况并进行相应的治疗。
3.2 瞳孔反射测量瞳孔反射是指当光线照射在眼睛时,瞳孔会发生大小调节的现象。
这是一种常见的生物测量方法,可以通过测量瞳孔的直径来了解到人体的视觉系统的一些信息。
酶标板种类-概述说明以及解释
酶标板种类-概述说明以及解释1.引言1.1 概述酶标板是一种广泛应用于生物医学实验和检测领域的实验工具。
它采用特殊的化学方法,将酶标记物固定在固体载体上,通过其高度选择性的结合能力,实现对特定目标物质的检测和定量分析。
酶标板通常由聚合物材料制成,如聚苯乙烯或聚丙烯等。
这些材料具有高度稳定性和良好的化学性质,能够有效地固定酶标记物,并提供一个稳定的反应环境。
根据不同的应用需求和实验设计,酶标板可以分为多种不同类型。
常见的类型包括非酶联免疫吸附试验(ELISA)板、免疫斑点法(IP)板和微孔板。
ELISA板是最常用的酶标板之一。
它具有优异的灵敏度和特异性,可用于检测和定量分析体液样品中的抗体、抗原、蛋白质等分子。
ELISA板通常分为96孔板和384孔板,可同时进行多个样品的检测。
IP板是另一种常用的酶标板类型,它主要用于蛋白质相互作用的研究。
IP板具有特殊的结构,在固相材料表面形成小孔或微阵列,可以高效地固定蛋白质或抗体,从而实现对特定蛋白质间相互作用的研究和分析。
微孔板是一种多孔结构的酶标板,可用于高通量筛选和分析。
它通常由聚合物材料制成,具有多个小孔或通道,可同时进行多个样品的测试。
微孔板广泛应用于药物筛选、基因测序、细胞培养等领域。
总之,不同的酶标板种类具有不同的特点和应用领域,科研工作者可以根据实验需求选择合适的酶标板类型,从而实现准确、高效的实验结果。
在未来的研究中,预计会有更多新型酶标板的出现,满足不同领域的实验需求,并推动生物医学科研的发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章的结构对于读者来说非常重要,它能够帮助读者更好地理解文章的内容和逻辑关系。
本文将按照以下结构组织:1. 引言:在引言中,我们将对酶标板的概念进行简要介绍,并阐明本文的研究目的和意义。
2. 正文:正文部分将详细介绍酶标板的不同种类及其特点和应用领域。
2.1 酶标板种类1:我们将首先介绍酶标板种类1,并阐述其特点和应用领域。
临床常用标记免疫技术及特点
临床常用标记免疫技术及特点1.引言1.1 概述标记免疫技术是现代生物医学领域中常用的一种实验方法,其通过在生物样本中引入特定的标记物,来检测、定量或分析目标物质的存在和性质。
这些标记物可以是荧光染料、放射性同位素、酶或其他具有特异性的物质。
在临床医学中,标记免疫技术具有广泛的应用,可以用于诊断疾病、评估治疗效果、研究疾病机制等方面。
常用的标记免疫技术包括免疫荧光染色、酶联免疫吸附测定(ELISA)、放射免疫测定(RIA)等。
免疫荧光染色技术是一种利用特异性抗体与标记物结合后发出荧光信号的技术。
通过荧光显微镜观察样本中的荧光信号,可以定位、鉴定并定量分析目标物质。
这种技术具有高灵敏度、高特异性和高分辨率的特点。
酶联免疫吸附测定(ELISA)是一种利用特异性抗体与酶结合后,通过酶催化反应来产生可定量的信号的技术。
ELISA技术可以用于检测血清中的免疫球蛋白、抗原、抗体等多种生物分子,并可定量测定其浓度。
ELISA 技术具有高灵敏度、高准确性和高通量的特点。
放射免疫测定(RIA)是一种利用放射性同位素标记分子,通过测量放射性同位素放出的射线来定量目标物质的技术。
RIA技术在测定极低浓度物质或微量物质时具有非常高的敏感性和特异性。
然而由于放射性同位素标记物的安全性和环境污染问题,RIA技术在临床实验室中的应用受到了限制。
总之,标记免疫技术在临床医学中具有重要的应用价值,可以帮助医生准确、快速地诊断疾病,评估治疗效果,深入研究疾病的发生机制。
随着科学技术的不断进步,标记免疫技术也在不断发展,将为临床医学带来更多的突破和进展。
1.2文章结构文章结构部分:本篇文章主要介绍临床常用标记免疫技术及其特点。
文章结构如下:第一部分为引言,包括概述、文章结构和目的。
在概述中,将介绍免疫技术在临床应用中的重要性和广泛应用的背景。
在文章结构部分,将详细说明本篇文章的章节分布和内容安排。
在目的部分,将说明本文的目的和意义,为读者明确文章的目标。
生物电阻抗法八电极阻抗测量-概述说明以及解释
生物电阻抗法八电极阻抗测量-概述说明以及解释1.引言1.1 概述生物电阻抗法是一种用来测量生物体组织内部电阻抗的方法。
通过施加一定频率的电流,观察生物组织对电流的阻抗变化,可以得到有关生物体内部结构和功能的信息。
而八电极阻抗测量是一种先进的生物电阻抗法技术,它采用了八个电极,相比传统的四电极方法,八电极测量更加准确和可靠。
本文将介绍生物电阻抗法及其在医学、运动科学、康复和生理学等领域的应用。
我们将重点探讨八电极阻抗测量的原理和技术特点,以及其在不同领域中的优势和前景。
通过深入了解生物电阻抗法和八电极阻抗测量,我们可以更好地认识和理解生物体组织的结构和功能,为医疗诊断和疾病预防提供更多的参考信息。
json"1.2 文章结构": {"本文将首先介绍生物电阻抗法的基本概念和原理,以便读者能够对这一测量技术有一个清晰的了解。
接着,将详细阐述八电极阻抗测量的原理及其在生物医学领域的应用。
最后,将总结本文的主要观点,并展望生物电阻抗法在未来的发展方向。
通过本文的分析和讨论,读者将能够深入了解生物电阻抗法八电极阻抗测量的重要性和优势,为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
"}1.3 目的本文旨在深入探讨生物电阻抗法中的八电极阻抗测量方法,介绍其原理、应用领域和优势。
通过详细分析和解释,旨在使读者更加了解生物电阻抗法及其在医疗、健康管理等领域的重要性和实用性。
同时,通过本文的介绍,可以帮助读者进一步认识生物电阻抗法在生物医学领域中的潜在应用和挖掘价值。
希望读者通过阅读本文,能够对生物电阻抗法八电极阻抗测量有清晰的认识和理解,促进其在相关领域的应用和推广。
2.正文2.1 生物电阻抗法概述:生物电阻抗法是一种非侵入性的生物医学测量技术,通过测量人体组织对电流的阻抗来获取关于组织结构和功能的信息。
这种技术利用生物体内电导率、电阻率和介质常数等特性,结合电路理论和生物医学工程原理,进而实现对人体内部信息的获取和分析。
护理学研究_自考笔记+自考资料
护理学研究_自考笔记+自考资料科目:护理学研究名词解释题目录1.1.科学 1.2.研究 1.3.实验 1.4.基础研究 1.5.开发研究 1.6.护理1.7.护理(ANA的定义)1.8.护理(日本护理协会的定义) 1.9.知情同意 1.10.护理研究 1.11.应用研究2.1.研究问题 2.2.文献 2.3.二次文献 2.4.三次文献 2.5.零次文献 2.6.倒查法2.7.抽查法 2.8.自变量(X) 2.9.数值变量 2.10.分类变量 2.11.无序分类变量2.12.有序分类变量 2.13.外变量 2.14.抽象性定义 2.15.操作性定义 2.16.研究指标 2.17.变量 2.18.质性研究 2.19.依变量3.1.课题 3.2.概念 3.3.命题3.4.理论 3.5.框架 3.6.概念模式 3.7.理论框架 3.8.概念框架 3.9.假设4.1.信息 4.2.知识 4.3.文献4.4.文献检索工具 4.5.期刊 4.6.图书 4.7.阅读 4.8.框架式阅读法 4.9.创造性阅读法 4.10.主题展开法 4.11.主题深入法 4.12.主题结构法 4.13.阅读能力4.14.文献检索5.1.研究设计 5.2.干预 5.3.设立对照 5.4.盲法5.5.实验性研究 5.6.类实验性研究 5.7.非实验性研究 5.8.随机化5.9.现象学研究法 5.10.根基理论研究法 5.11.人种学研究法 5.12.总体5.13.样本 5.14.抽样 5.15.数据饱和 5.16.概率抽样 5.17.非概率抽样 5.18.随机误差5.19.系统误差(偏倚) 5.20.选择性偏倚 5.21.信息性偏倚 5.22.混杂性偏倚5.23.回顾性研究6.1.荟萃分析 6.2.霍桑效应 6.3.问卷调查法 6.4.量表 6.5.访谈法6.6.观察前准备阶段 6.7.测量法6.8.档案记录收集法7.1.内在一致性 7.2.折半信度 7.3.效标关联效度7.4.同时效度 7.5.预测效度 7.6.结构效度 7.7.信度 7.8.重测信度 7.9.效度8.1.变异 8.2.样本 8.3.假设检验 8.4.等级资料 8.5.统计描述 8.6.统计推断8.7.率 8.8.构成比 8.9.相对比 8.10.四格表 8.11.抽样误差 8.12.概率 9.1.论文9.2.护理研究论文 9.3.个案9.4.护理经验论文 9.5.护理综述论文 9.6.综述 9.7.个案研究 9.8.关键词9.9.参考文献名词解释题答案1.1.科学是运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系。
医学研究中的生物标志物鉴定与验证
医学研究中的生物标志物鉴定与验证引言生物标志物(biomarkers)是指一种可以测量、评估和指示生物体生理或病理状态的特征性指标。
在医学研究中,生物标志物的鉴定和验证对于诊断、预测和评估疾病具有重要意义。
本文将介绍医学研究中生物标志物鉴定和验证的过程以及其在临床应用中的意义。
一、生物标志物鉴定生物标志物鉴定(biomarker identification)是指从大量的生物样本中找到与特定疾病或生理状态相关的标志物。
鉴定过程通常包括以下几个步骤:1.1 疾病特异性分析疾病特异性分析是生物标志物鉴定的第一步,通过比较患病与非患病个体之间的差异,筛选出可能与特定疾病相关的分子。
这可以通过基因表达谱分析、蛋白质组分析等方法来实现。
1.2 数据分析与筛选在疾病特异性分析的基础上,需要对产生的大量数据进行分析和筛选。
这涉及到统计学方法的应用,例如差异表达基因分析、机器学习算法等。
通过将这些筛选出的候选标志物与现有的疾病知识结合,可以确定潜在的生物标志物。
1.3 重复验证与确认确定候选标志物后,需要进行重复验证与确认。
这可以通过进一步的实验设计和数据采集来完成。
例如,通过队列研究、临床试验等多个独立样本集来验证候选标志物的可靠性和稳定性。
二、生物标志物验证生物标志物验证(biomarker validation)是指对已鉴定出的候选标志物进行系统的验证和评估。
验证过程通常包括以下几个关键步骤:2.1 分层研究设计为了验证候选标志物的预测效果和应用价值,需要在不同的人群或样本中进行分层研究设计。
这样可以评估标志物在不同群体中的稳健性和预测性能。
2.2 标准化实验操作为了确保验证结果的准确性和可比性,必须进行标准化实验操作。
这包括样本收集、处理、分析等环节。
通过制定严格的实验操作规范,可以降低扰动因素对验证结果的影响。
2.3 统计分析与模型建立对于生物标志物的验证,统计分析和模型建立是必不可少的步骤。
通过应用统计学方法,如ROC曲线分析、多元回归分析等,可以评估标志物的预测准确性和潜在效用。
(完整word版)医用电子学重点
2011级2班生物医学电子学复习思考题1.用框图表示生物医学测量系统的基本构成?传感器:非电量到电量的变换;信号调理电路:阻抗变换,放大,滤除噪声,抗混频,动态范围匹配; A/D 转换:完成模拟数字的转换;微处理器:信号处理,系统控制;D/A转换:完成数字模拟的转换。
2.生物医学测量的基本特点是什么?与其它测量系统相比,生物医学测量有以下特点:1.从测量值范围上,测量的生理参数的幅值和频率范围都是比较低的。
2. 从测量对象上,由于测量对象是人,有生命的。
被测量是动态的。
3.许多被测生理量的很难接近。
4.被测量是很少是确定的,测量结果是随机的。
生理数据的时间变异性和个体差异性。
5.生理系统间存在相互的相用,系统间相互联系缺乏了解。
6.传感器对被测生理量的影响3. 简述生物电和人工电的区别?生物电:载流子是电解质中的离子,电流存在于细胞膜内外(部分绝缘)人工电:载流子是导体中的电子,电流存在于导体中(绝缘)4. 影响导联电压的因素是什么?导联电压:两体表电极之间测量的电压。
理解这个公式☐源:心向量H☐几何:导联位置与心向量之间的相对位置p⋅∇=Φ)1(41redπσ组织电特性:电导率分布5. 12导联是怎么构成的?构成:(1)三个标准导联I,II,III。
I导联是RA(-)(Right Arm(右手负极)至LA(+)(Left Arm)(左手正极),II导联是RA(-)至LF(+)(Left Foot)(左脚正极),III导联是LA(-)至LF(+)。
(2)V1-V6,6个胸导联。
(3).aVR、aVL、aVF,3个增强导联。
aVR导联是RA(+)至[LA & LF](-),aVL导联是LA(+)至[RA & LF](-),aVF导联是LF(+)至[RA & LA](-)。
6. 噪声和干扰的区别是什么?①噪声是被测对象和仪器内部固有的,而干扰则是测对象和仪器以外的原因造成的。
医疗设备的生物医学信号处理技术与应用考核试卷
3.心电图中,______波群代表了心室肌的收缩。
( )
4.生物医学信号采集系统的核心部分是______。
( )
5.为了提高生物医学信号处理的实时性,常采用______技术进行数据压缩。
( )
6.在生物医学信号处理中,______是一种常用的信号去噪方法。
( )
7.信号同步技术中,______是一种基于时间标记的同步方法。
医疗设备的生物医学信号处理技术与应用考核试卷
考生姓名:__________答题日期:_______年__月__日得分:_________判卷人:_________
一、单项选择题(本题共20小题,每小题1分,共20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.生物医学信号的最基本特点是什么?
( )
8.生物医学信号处理中,______是一种常用的特征选择方法。
( )
9.在医疗设备中,______传感器用于测量生物体的温度变化。
( )
10.生物医学信号处理的结果可以通过______、散点图、热力图等多种方式进行可视化展示。
( )
四、判断题(本题共10小题,每题1分,共10分,正确的请在答题括号中画√,错误的画×)
D.人工神经网络
( )
10.用于呼吸信号处理的无创方法是什么?
A.脉搏血氧饱和度
B.肺阻抗断层成像
C.肺流量传感器
D.胸部X光片
( )
11.在生物医学信号处理中,以下哪个不是数字信号处理的优势?
A.精度高
B.抗干扰性强
C.实时性差
D.易于实现复杂算法
( )
12.以下哪个不是生物医学信号采集系统的组成部分?
标准答案
生物电位的测量及分析在医疗中的应用
生物电位的测量及分析在医疗中的应用随着生物医学技术的迅速发展,越来越多的医疗领域开始引入电生理学技术,尤其是生物电位的测量和分析技术。
生物电位是指由生物系统内的离子流动和分布等因素所产生的电势差或电场的变化。
生物电位测量及分析技术可以对人体内部的生物活动进行监测和分析,从而帮助医生更好地诊断病情,制定治疗方案,达到更好的治疗效果。
一、生物电位的测量方法1.1 EEG测量人脑活动产生的电位信号属于生物电位测量中应用最为广泛的一种,通常可以通过脑电图(EEG)来测量。
在进行EEG测量时,需要将电极贴在被测者的头皮上,通过记录大脑皮层的电活动,得到与脑功能相关的多种信息,如睡眠状态、认知和情绪状态等。
目前在医疗领域中,EEG被广泛应用于癫痫、脑卒中、颅脑创伤等脑部疾病的诊断和康复治疗中。
1.2 ECG测量心电图(ECG)是记录心肌电位变化的图形记录,通常通过12个导联来采集,反映心脏除极和肌肉收缩等变化。
ECG测量可以帮助医生更好地了解心脏功能,诊断各种心脏疾病,如心律失常、心肌梗死等。
同时,ECG测量也广泛应用于身体健康检测和病人的监护。
1.3 EMG测量肌肉电图(EMG)是以肌肉缩放和松弛的电生物信号为基础的,可以通过将肌肉电极贴在皮肤表面或直接植入肌肉内来进行测量。
EMG测量可以帮助医生了解肌肉功能和运动控制及神经病变等情况,用于诊断神经肌肉疾病、肌肉萎缩等疾病。
此外,EMG也可以用来评定康复治疗的效果,指导患者的康复训练。
1.4 EOG测量眼电图(EOG)是通过电极贴在眼部皮肤表面来测量眼球的电位变化。
EOG主要用于检测眼球的运动,如追踪、眼转运动,以及眼动的定位和凝视时的非意识动作等。
EOG广泛应用于诊断神经系统疾病、嗜睡症和精神疾病等领域。
二、生物电位的分析方法2.1 频谱分析频谱分析是将时间域信号转换为频域信号的一种方法。
在生物电位测量中,频谱分析可以用于提取信号频率的相关信息。
例如,脑电信号的频率分析可以帮助医生判断病人的睡眠状态、精神状况和认知状态等。
生物医学测量的基本特点
第1章 生物医学测量的基本特点第1章 生物医学测量的基本特点1.1 生物医学测量仪器的组成 1.2 人体测量的特点 1.3 人体系统的控制模式 1.4 人体生理信息测量条件 1.5 电流的生理效应和损伤防护 1.6 生物医学测量方法和测量模型返回 上页 下页第1章 生物医学测量的基本特点本章重点 1. 测量仪器的组成 2. 人体测量的特点 3. 测量系统的控制模式 4. 生理信息测量条件 5. 生理效应和损伤防护返回 上页 下页第1章 生物医学测量的基本特点1.1 生物医学测量仪器的组成生物医学测量的目的是为了获得生物医学有 用信息,生物医学测量是各种生物医学仪器的基 础。
采用工程技术方法获取生物医学信息通常采 用适合的生物医学测量的传感技术和检测技术来 实现。
一.生物医学测量仪器的组成生物医学测量仪器一般可以分解为三个主要部 分:传感器(包括电极)、放大器和测量电路、数 据处理和显示装置。
示意图如下:返回 上页 下页第1章 生物医学测量的基本特点 返回 上页 下页第1章 生物医学测量的基本特点1.传感器: 在生物医学测量仪器的组成中,传感器的功能是把各种生理信息转换成可供测量的电信 号或其他可用信号,而电极的功能主要是把各 种生物电信号转换成可供测量的电信号。
传感器可以根据生理参数进行分类,生理 参数一般有:力、位移、速度、加速度、压 力、流量、温度、时间、声、光、电、离子浓 度等物理或化学量。
传感器能否准确地转换这 些量,对于测量来说是十分重要的。
返回 上页 下页第1章 生物医学测量的基本特点2.放大器和测量电路: 放大器和测量电路的功能是把传感器所获得的微弱信号加以放大、转换、去伪存真,从 而得到数据处理和显示装置可以处理的信号。
3.数据处理和显示装置:数据处理和显示装置对于现代化的仪器来 讲,一般用计算机完成数据的记录、储存、计 算或显示。
返回 上页 下页第1章 生物医学测量的基本特点生物医学测量中应用较多的是电子技术, 把人体的各种信号转换成电信号进行测量,然 后把测量结果作为信息,应用信号处理的方法 ,根据不同目的进行适当的处理。
第1章 生物医学检测技术-基本概念
理论值与实际测量值的误差为:
…
v1 l1 (a11 x1 a12 x2 a1m xm ) v2 l2 (a21 x1 a22 x2 a2m xm )
vn ln (an1 x1 an 2 x2 anm xm )
最小二乘法则是“残余误差的平方和为最小”, 即 小
a、b均为零。
y(D) y( j) b 0 微分方程形式: k x (D) x ( j) a 0
K——静态灵敏度
例如,右图所示线性电
位器就是一个零阶传感 器。 设电位器的阻值沿
长度L是线性分布的,则输出电压USC和电刷位移 U SR 之间的关系为。 U SC x Kx L
USC——输出电压; x——电刷位移。 USR——输入电压;
系统精确度等级A以—系列标准百分数值
(0.001,0.005,0.02,0.05,…,1.5,2.5,4.0…)
分档。它代表的误差指系统测量的最大允许误差。
(四)最小检测量和分辨率
最小检测量 —— 指系统能确切反映被测量的 最低极限量。
最小检测量愈小,表示系统检测微量的 能力愈高。由于系统的最小检测量易受噪 声的影响,所以一般用相当于噪声电子若 干倍的被测量为最小检测量。
例题
某传感器给定相对误差为2%FS,满度值 输出为50mV,求可能出现的最大误差δ (以mV计)。当传感器使用在满刻度的 1/2和1/8时计算可能产生的百分误差。并 由此说明使用传感器选择适当量程的重要 性。
拟合直线建立常用方法:(若曲线不过零,作过零处理)
1、绝对法:方法简单,误差大 2、独立法:曲线过零,误差小
解得
x=70.8 Ω
y=0.288Ω/℃
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• 感受细胞将所受刺激转变为生物电 信号, • 生物电信号将信息传送到中枢神经 系统, • 经过神经系统处理,仍然以生物电 的形式将信息传送到机体各部分的 效应细胞(如肌肉、腺体),激起 它们所特有的功能活力
• 人体内环境稳态 • 例如体温调节:当体内、外某些重 大变动使体温升高时,体温变化的 反馈信息将在下丘脑内与参考信息 进行比较,由此产生“偏差信息”, 使体温调节中枢发出的控制信息相 应地发生改变,导致产热减少而散 热加速,于是使体温下降。
• 1.4 人体生理信息的测量条件 • (一)常见生理参数的测量范围
• 根据动物实验得到引起纤颤的最小电流计 算公式为:
K I t
I-为引起心室纤颤的最小电流, K-为动物(或人)的体重系数, t-为电击时间。 结果:随着体重增加最小纤颤电流随 之增加。
• 体外接触50Hz交流电的生理作用 • 一般手指触及电源产生感觉阈,为 500μA,舌头的感觉阈更低一些。
• 放大器及测量线路:是把传感器所 获微弱信号加以转换、放大、调理, 得到可以进一步处理的信号。 • 数据处理和显示:一般用单片机, 计算机等完成数字信号处理,模型 和计算,数据的记录、贮存或显示。
• 从测量技术看,生物医学测量属于 强噪声背景下低频微弱信号测量
• 被测信号是由复杂的生命体发出的 不稳定的自然信号。从信号本身到 测量方式,都有它自己的特殊性。
• 人体各种功能调节都可以认为是负 反馈调节的自动控制系统
• 可将神经,体液或自身调节中的调 节部分(如反射中枢、内分泌腺等) 看作是控制部分, • 将效应器官看作是受控部分。受控 部分的状态或所产生的效应叫做输 出变量
• 人体的运动与内环境稳态,依靠反馈对控 制信息的纠正和调整而达到调节。 • 人体控制的负反馈模式
• 习题1 • 1.1 人体生理参数ECG、EEG 和EMG的 测量范围是多少? • 1.2 通过人体的低频电流对人体的三个 作用是( ),( ),( )。 • 1.3 何为宏电击?何为微电击?微电击 的危害如何。
思考
• 1.举例说明为什么生物医学测量需要 模型? • 2.生物医学测量仪器的三个主要部分 是什么?
• 2 宏电击与微电击 • 在整体下,由感知电流造成的电击称 为宏电击,超过0.7~1.1mA的感知电 流阈值,可能造成严重电击事故。
• 由感觉阈以下电流所造成的电击,称 为微电击。例如, 20μA的电流自起 搏导管流入心脏就会产生危险。可 使病人遭微电击而致死。
• 3 人体的阻抗及自然保护机理 • 人体皮肤阻抗较高,对电击具有自然保 护作用。 • 人体的皮肤电阻,主要取决于上皮角质层。 不同部位的皮肤,其电阻差别很大。 • 干燥皮肤约为100~300Ω/cm2,潮湿的皮 肤电阻只有干燥皮肤的百分之一。
• 表1.4-1 常见生理信号的典型幅值和 频率范围
• 医学生理参数的强度都很微弱,如 电压大多在微伏量级。频率范围都 在低频段,甚至是直流信号。
• (二)强噪声背景 • 干扰: 来自外界,特别是电磁场 • 噪声:被测对象和测量设备本身的 随机噪声。 • 其它:肌体的运动,其他未测生理 参数的影响
• 将被测信号淹没
• (三)安全性限制 • 为了获取人体信息或治疗,必须把 仪器与人体紧密地连接在一起。 • 心脏导管检查,探头放入人体, • 仪器长期臵在体内(如植入型心脏 起搏器),替代人体器官,维持生 命 • 人体测量的安全性是最终的测量限 制性条件
安全方面的三点基本考虑 (1)测量中施加于人体的各种能量
• 生物医学测量仪器分三个主要部分: • 传感器和电极:解决信息获取。 • 放大器和测量电路:实现信息的电子 化。 • 数据处理和显示:解决临床实际使用。
• 发展:现代生物医学测量仪器包括诊 断,治疗组成的完整的自动化系统。 也包括基于网络的数据远程传输部分。
生物医学测量仪器示意图
• 传感器: 是把生理信息转换成可供测 量电信号。 • 电极:是传输生物电信号的传感器。 • 传感器确定仪器原理及组成方案。 • 生理参数可分为力、位移、速度、 加速度、流体压力、流量、温度、 时间、声、光、电、离子浓度等物 理或化学量。
1 电流的生理效应 • 通过人体的低频电流(直流~1KHz) 对人体的作用有三个方面:
•
• 产生焦耳热; • 刺激神经、肌肉等细胞; • 使离子、大分子等振动、运动、取向。
• 心脏:是电的最敏感器官,流过心脏电流 产生期外收缩,电流增加,心脏活动可能 完全停止。 • 心脏发生纤颤是电击的严重后果,如不及 时采取适当措施,心脏活动和血液循环就 会停止。
• 物理模型:是一种简化的,类似实际生 物系统的某些突出特征而设想的一种物 理系统(类比)。
• 基本概念,人体测量是以生理学为基础 的电子工程。 • 测量目的是探索人体机制,科学研究; 疾病的诊断治疗。为临床服务,为医生 和患者服务。
• 例如肌肉的类比模型:用一个弹簧和一 个阻尼器类比一束肌肉,其中弹簧类比 肌肉的弹性特征,而阻尼器类比肌肉的 摩擦现象。肌肉受外力f(t)作用,被拉伸, 位移量为y, K为弹性系数, D为阻尼器 系数。得到力学模型如图1(a),数学表 达式:
• 汗腺分泌降低角质层电阻。 • 人体每一肢体内的电阻约为200~ 500Ω,躯干内的电阻约为25~100Ω。 肥胖病人脂肪层增厚,电阻稍多。 • 一般以两肢体电阻为500Ω作为电击时 估算流过电流的标准。
• 1.6 生物医学测量与模型 • 系统模型及其分类: • 分为三类,即:物理模型,数学模型和 描述模型。
• 生物医学仪器发展简史: • 2500年前【黄帝内经】所述“九针”, 最早医疗仪器,用于针灸术 • 1816年听诊器 • 现代:1895年德国物理学家伦琴 (W.K.Roentgen)发现X射线,获得首 届(1901)诺贝尔生理学与医学奖。
• 1903年荷兰生理学家爱因多芬 (W.Einthoven)采用弦线电流计记录 心电图,获得1924年诺贝尔生理学 与医学奖。 • 1924年脑电图 • 1972年X-CT(X射线计算机断层扫 描仪)
• 1973年,美国科学家劳特布尔 (uterbur)和英国科学家曼斯 菲尔德(P.Mansfield)研制临床核磁 共振仪,获得2003年诺贝尔生理学 与医学奖。 • 其它:心脏起搏器,超声仪器等等。
第一章 生物医学测量基本特点
• 1.1 生物医学测量仪器组成 • 生物医学测量仪器的种类愈来愈多 • 生物医学测量仪器已经成为生物医 学研究,诊断,治疗,自1mA。不超过 5mA的电流并无危险,称为安全阈值。
• 电流超过10~20mA,可使上肢强直收 缩。如果紧握载流导体,已不可能摆脱。 • 大电流用于治疗,例如心脏除颤或起 搏。 • 引起心室纤颤电流约为75mA,电流超 过1~2A,可引起心脏收缩。
• 用交流电剌激: 男子感觉电流的平均值约为1.1mA。 女子感觉电流比男子为低,约为0.7mA。 • 电流频率增高,刺激作用减小不易引起 兴奋, • 频率为60Hz时,感觉电流为1.1mA,频 率增加至5kHz时,感觉电流则为7mA。
康复训练中
手术室的监护设备
医生使用测量仪器
电子眼
• 人体测量的目的是诊断和治疗疾病, 这一过程可以看作为控制系统。 • 其模式有开环和闭环两种,如图所 示。 • 例如安臵在患者身上的心脏起搏器, 早期的属于开环系统,现代的则是 闭环控制系统。
诊断治疗系统两种控制模式
• 1.3 人体系统的控制模式
• 两个物理模型微分方程相同,可以类 比。 • 用一个理想弹簧和一个阻尼器的组合 类比肌肉的物理模型:
• 力学模型
等效电路模型
• 数学模型: 将实际物理系统上升为抽象的数学变量和 函数关系。是对系统本质的精确描述。 通常可以用微分方程,状态变量方程描 述。 • 描述模型: 对于无法抽象为数学模型的系统,可以用 描述语言(自然语言或程序语言描述)。
• 通过人体的电流、放射性射线、超声波、 高频能量、加速粒子等。 • 人体所承受的力、加速度和振动,以及 声、光、放射性射线的作用,是有一定 限度的。 • 例如超声波给生物体加热、振荡、空化、 氧化、还原、调节渗透压等物理和化学 作用。
(2)测量的精确度和可靠性。 (3)测量中电防护
• 1.5 电流的生理效应和防护 医学测量都有电流通过人体。 必须采取有效方法防止电击。 • 包括: 1 电流的生理效应 2 宏电击与微电击 3 人体的阻抗及自然保护机理
•
dy f (t ) D Ky Dv K vdt dt
• 肌肉的模型: • 力学模型(a);
电路模型(b)
• 若以电阻类比阻尼系数,电感类比弹性 系数,可以得到电路模型,如图1(b)所 示。 • 其数学表达式:
1 1 i (t ) u (t ) u (t )dt R L
生物医学传感器和检测技术
• 主要内容:包括生物医学传感器原 理和生物医学电子测量技术。 • 其特点是从测量对象(生物体)本 身的特点出发, 讨论生物医学电子测 量的基本原理和相应的实现方法, 技术。 • 讨论生物信号直接测量和基于模型 的测量。
• 先修基础: • 生理学,模,数电和计算机硬,软 件技术等。 • 学习目的: • 掌握生物医学测量基本概念,原理。 正确制定实施方案。能自主进行设 计和技术实现(传感器和电子系 统)。 • 目标:进行生物医学仪器的设计。
1.2 人体测量的特点 • 人体测量是以医学、生理学为基础的。 • 生物医学测量的生理参数,有心电、脑 电、肌电等各种生物电的电量参数, • 还有体温、血压、呼吸、血流量、脉搏、 心音等非电量参数, • 生物医学被测量信号是生命系统的信息, 与工程测量具有本质的不同。
心脏与心电图
监护仪的界面
超声心动图和心电图