医疗仪器的历史回顾、生物电测量技术课件
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生物电测量课件
生物电测量课件
contents
目录
• 生物电测量概述 • 生物电测量原理 • 生物电测量的方法 • 生物电测量的应用实例 • 生物电测量的挑战与展望
01
生物电测量概述
生物电的产生
生物电的产生
生物电是生物体内产生的微弱电流，主要来源于细胞膜内外离子的分布和运动。例如，神 经细胞和肌肉细胞的电兴奋就是通过生物电来实现的。
学和心血管研究中广泛应用。
肌电信号测量
要点一
总结词
肌电信号测量是生物电测量的重要应用之一，用于研究肌 肉功能和运动控制。
要点二
详细描述
肌电信号测量通过记录肌肉收缩产生的电活动，可以揭示 肌肉的功能状态、运动控制和损伤情况等信息。在运动生 理学、康复医学和假肢控制等领域有广泛应用。
眼电信号测量
总结词
眼电信号测量是生物电测量的重要应用之一，用于研究视觉系统和眼疾诊断。
详细描述
眼电信号测量通过记录眼球表面的电活动，可以揭示视觉系统的生理机制和眼疾的病理 变化。在眼科、神经科学和视觉研究中广泛应用。
05
生
02
03
信号噪声来源
生物电信号通常很微弱， 容易受到环境噪声、仪器 噪声和体内其他生理信号 的干扰。
详细描述
神经电信号测量通过记录和测量神经元放电 的电活动，可以揭示神经系统的信息传递、 学习和记忆等过程。在神经科学、生理学和 医学等领域有广泛应用。
心电信号测量
总结词
心电信号测量是生物电测量的重要应用之一 ，用于诊断心脏疾病和监测心脏功能。
详细描述
心电信号测量通过记录心脏电活动的变化， 可以检测心律失常、心肌缺血等心脏疾病， 并用于评估心脏功能和治疗效果。在临床医
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目录
• 生物电测量概述 • 生物电测量原理 • 生物电测量的方法 • 生物电测量的应用实例 • 生物电测量的挑战与展望
01
生物电测量概述
生物电的产生
生物电的产生
生物电是生物体内产生的微弱电流，主要来源于细胞膜内外离子的分布和运动。例如，神 经细胞和肌肉细胞的电兴奋就是通过生物电来实现的。
学和心血管研究中广泛应用。
肌电信号测量
要点一
总结词
肌电信号测量是生物电测量的重要应用之一，用于研究肌 肉功能和运动控制。
要点二
详细描述
肌电信号测量通过记录肌肉收缩产生的电活动，可以揭示 肌肉的功能状态、运动控制和损伤情况等信息。在运动生 理学、康复医学和假肢控制等领域有广泛应用。
眼电信号测量
总结词
眼电信号测量是生物电测量的重要应用之一，用于研究视觉系统和眼疾诊断。
详细描述
眼电信号测量通过记录眼球表面的电活动，可以揭示视觉系统的生理机制和眼疾的病理 变化。在眼科、神经科学和视觉研究中广泛应用。
05
生
02
03
信号噪声来源
生物电信号通常很微弱， 容易受到环境噪声、仪器 噪声和体内其他生理信号 的干扰。
详细描述
神经电信号测量通过记录和测量神经元放电 的电活动，可以揭示神经系统的信息传递、 学习和记忆等过程。在神经科学、生理学和 医学等领域有广泛应用。
心电信号测量
总结词
心电信号测量是生物电测量的重要应用之一 ，用于诊断心脏疾病和监测心脏功能。
详细描述
心电信号测量通过记录心脏电活动的变化， 可以检测心律失常、心肌缺血等心脏疾病， 并用于评估心脏功能和治疗效果。在临床医
《生物电测量仪器》PPT课件
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8.2 心电图机
9-2、单极导联—胸导联
探查电极安放在前胸壁上6个固定位置而得到的心电信 号，称为胸导联。。
由于探查电极离心脏很近获得的心电波形有较大振幅，有
利于观测。
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21
8.3 心电图机的结构和性能参数
1、心电图机的结构
输入部分、放大部分、记录部分、走纸传动装置和电 源部分、
P-R(Q)间期：从P波起点到QRS起点的相隔时间 。 QRS间期：从R(Q)波开始至
S波终了的时间间隔。 S-T段：从QRS波群的终点到
T波起点的一段。 P-R段：从P波后半部分起始
端至QRS波群起点。
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8.2 心电图机
7、正常人的心电图典型值
P波：0.2mV Q波：0.1mV R波：0.5~1.5mV S波：0.2mV T波：0.1~0.5mV P-R间期：0.12~0.2s QRS间期：0.06~0.1s S-T段：0.12~0.16s； P-R段：0.04~0.8s
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25
8.3.1 心电图机的结构
C)、高频滤波器
空间电磁场中存在大量的高频信号，同时在心电图室 周围也存在一些大功率用电设备，这些高频的信号通 过电极输入心电图机以后会直接影响心电图的描记。 因此，在输入部分采用RC低通滤波电路组成高频滤波 器，滤波器的截至频率选为10kHz左右，滤去不需要的 高频信号，如电器、电焊的火花发出的电磁波，以减 少高频干扰而确保心电信号的通过。
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8.2 心电图机
9-1、标准导联
I、II、III导联称为标准肢体导联，简称标准导联。它是 以两肢体间的电位差为所获取的体表心电，这种导联方 式由爱因霍文首先在临床上应用。
医疗仪器的历史回顾、生物电测量技术课件
50Hz噪声干扰：电磁场干扰或仪器电源电压的干扰。 其它信号的干扰：如测量诱发脑电时自发脑电的干扰，测 量胎儿心电时的母体心电的干扰等。 电子元器件噪声干扰：热噪声和PC结噪声干扰。
2.2 生物电放大器
生物电放大器基本要求
不影响所检测部位的生理功能； 测得的信号不能有畸变； 必须能将有用信号和干扰分离开来； 必须对可能的电击伤害提供有效的防护； 放大器本身应能经受得起除颤器、电刀 等产生的大电流的冲击。
生物电信号的信号源内阻很高，提高放 大器的输入阻抗可以提高信号拾取的比 例。 高输入阻抗也能减少因各电极阻抗不一 致造成的共模干扰。因此，提高输入阻 抗也能提高信噪比。
合适的通频带：
通常是利用滤波器来完成。 高通滤波器可以用来消除电极电位漂移； 低通滤波器可以用来消除各种高频噪声，尤 其是工频噪声及其谐波，也能用于限制信号 的频宽以防采样时造成信号混叠。 不同生物电信号的频率范围不同，放大器的 频率响应范围也是不同的。
-
+
Vout
思考题
生物电信号有哪些，他们的信号特征是 什么？ 生物电放大器的基本要求和技术特点是 什么？ 生物电放大器应有哪些部分组成？ 请考虑设计一个用于心电放大的生物电 放大器。（先写出设计要求和技术指标）
生物电放大器技术特点
采用差分放大器 高增益 低噪声 高输入阻抗 合适的通频带 电气隔离和保护
采用差分放大器：
只能测得两个电极之间的生物电的电位差值， 差分放大器仅对差模信号作正常放大，对共 模信号有抑制作用。由于生物电信号在两个 电极上是不同的，是差模信号，工频干扰信 号在两个电极上的幅度和相位基本上是相同 的，是共模信号。差分放大器可以对差模信 号放大而对共模信号抑制。
生物医学测量与仪器课件3.ppt
T波：是继QRS波群后的一个波幅较低而波宽较长的电波，反映心室兴奋后再极化过程
U波：T波后0.02～0.04秒出现宽而低的波，波高多在0.05mv以下，波宽约0.20秒。一般
认为可能由心舒张时各部产生的负后电位形成，也有人认为是浦肯野氏纤维再极化的结果。
3.2.2 体表心电图导联
标准导联
导联 I II III
生物医学测量与仪器课件3.ppt
第三章生物电测量及仪器
3.1 生物电测量电极
一、电极理论和特性
半电池电位 当电极与生物体的组织表面相接触时，会在电极和组织之
间出现半电池的电动势。 电极的极化与电极电位 电极电位往往比被测生物电信号大很多，而且是一个变化 量。测量时应尽量使电极电位稳定，而且降低其数值。 跨膜电位 不同电解质的溶液之间的界面上以及同一种电解质而溶度 不同的两溶液之间的界面上，也可以产生电位，原因在于 溶液中离子的扩散速度不同。
1.前置放大器
（四）走纸传动装置
2.1mV标准信号发生器 （五）电源部分
3.时间常数电路
4.中间放大器
5.功率放大器
1 输入电路
（1）输入缓冲电路
HL100~HL108 高压保护电路 C100~C108 抗高频干扰电容 IC100~IC102 集成电压跟随器 D100~D117输入保护电路
（2）威尔逊网络
心电向量与心电图正常心脏激动发源 于右心房上部，上腔静脉入口处的窦房 结，激动通过传导系统依次传递至心房、 心室各部，使之除极和复极。心脏是一 个立体脑器，其各部位的电激动的传导 有方向性，且其量的大小不同，这称为 向量。在同一瞬间，心肌内有许多驶向 各个方向的电偶，向量综合法用平行四 边形的对角线代表一个瞬间的综合心电 向量，在一个心电周期中，瞬间综合心 电向量在不断变动，这样形成一个向量 环：心房除极和心室除极分别拼成P向量 环及QRS向量环；心室复极构成T向量环。 这种立体的向量图(VCG)称为空间心电向 量，其在额面、矢状面及水平面的投影， 构成平面心电向量图，临床应用较少。 平面心电向量图在各心电图导联轴上的 投影便构成心电图
U波：T波后0.02～0.04秒出现宽而低的波，波高多在0.05mv以下，波宽约0.20秒。一般
认为可能由心舒张时各部产生的负后电位形成，也有人认为是浦肯野氏纤维再极化的结果。
3.2.2 体表心电图导联
标准导联
导联 I II III
生物医学测量与仪器课件3.ppt
第三章生物电测量及仪器
3.1 生物电测量电极
一、电极理论和特性
半电池电位 当电极与生物体的组织表面相接触时，会在电极和组织之
间出现半电池的电动势。 电极的极化与电极电位 电极电位往往比被测生物电信号大很多，而且是一个变化 量。测量时应尽量使电极电位稳定，而且降低其数值。 跨膜电位 不同电解质的溶液之间的界面上以及同一种电解质而溶度 不同的两溶液之间的界面上，也可以产生电位，原因在于 溶液中离子的扩散速度不同。
1.前置放大器
（四）走纸传动装置
2.1mV标准信号发生器 （五）电源部分
3.时间常数电路
4.中间放大器
5.功率放大器
1 输入电路
（1）输入缓冲电路
HL100~HL108 高压保护电路 C100~C108 抗高频干扰电容 IC100~IC102 集成电压跟随器 D100~D117输入保护电路
（2）威尔逊网络
心电向量与心电图正常心脏激动发源 于右心房上部，上腔静脉入口处的窦房 结，激动通过传导系统依次传递至心房、 心室各部，使之除极和复极。心脏是一 个立体脑器，其各部位的电激动的传导 有方向性，且其量的大小不同，这称为 向量。在同一瞬间，心肌内有许多驶向 各个方向的电偶，向量综合法用平行四 边形的对角线代表一个瞬间的综合心电 向量，在一个心电周期中，瞬间综合心 电向量在不断变动，这样形成一个向量 环：心房除极和心室除极分别拼成P向量 环及QRS向量环；心室复极构成T向量环。 这种立体的向量图(VCG)称为空间心电向 量，其在额面、矢状面及水平面的投影， 构成平面心电向量图，临床应用较少。 平面心电向量图在各心电图导联轴上的 投影便构成心电图
生物医学测量与仪器课件课件
测量技术与医学的交叉融合
医学影像技术
将测量技术与医学影像技术相结合，实现疾病的早期发现、诊断和治疗。例如，医学影像导航技术能够提高手术的精准度和安全性。
生理监测技术
将测量技术与生理监测技术相结合，实现对人体生理参数的实时监测和预警。例如，可穿戴设备能够实时监测人体的心率、血压等生理参数。
利用人工智能技术对生物医学信号进行分析和处理，提高测量精度和效率。例如，深度学习算法能够自动识别和分析医学影像，辅助医生进行疾病诊断。
心血管疾病的监测与诊断
利用心电图、超声心动图等仪器，对心血管疾病进行早期监测和诊断。
生物医学测量与仪器在临床实践中的应用研究
THANKS
感谢您的观看。
尿酸仪
电解质分析仪
生化分析仪
01
02
04
03
用于检测肝功能、肾功能、血脂等生化指标。
用于快速测量血糖水平，辅助诊断糖尿病等疾病。
用于检测血液中钾、钠、钙等电解质浓度。
生化信号测量仪器
X光机
用于拍摄X光片，辅助诊断骨折、肺部疾病等。
CT扫描仪
利用X射线和计算机技术生成人体内部结构的三维图像。
MRI扫描仪
核医学成像技术
通过测量生物体内的电生理信号，如心电图、脑电图和肌电图等，对生理功能进行监测和诊断。
生物电测量技术
新型生物医学测量技术的实验研究
微纳加工技术
利用微纳加工技术，制造出小型化、集成化的生物医学仪器，提高检测的灵敏度和便携性。
无线传感器技术
将传感器与无线通信技术结合，实现对生理参数的实时监测和远程传输。
测量误差与数据处理
02
CHAPTER
生物医学常用测量仪器
用于测量人体血压，是评估心血管健康的重要工具。
生物医学测量与仪器课件
医学影像设备
X线机
CT（计算机断层扫描）机
利用X射线成像，用于骨骼系统和部分软组 织的检查。
利用X射线多角度扫描和计算机重建技术， 生成三维图像，用于全身各部位的检查。
MRI（磁共振成像）机
超声成像设备
利用磁场和射频脉冲，生成人体各部位的 图像，尤其适合脑、软组织、关节等结构 的检查。
利用声波反射原理，无创检查人体内部结 构，常用于心脏、血管、腹部、妇产科等 领域。
人工智能与机器学习在生物医学测量与仪器中…
利用人工智能和机器学习算法，实现生物医学数据的自动分析和智能 解读，提高诊断准确性和预测能力。
纳米技术在生物医学测量与仪器中的应用
利用纳米材料和纳米技术，实现高灵敏度、高选择性的生物医学检测 和成像，为早期诊断和治疗提供有力支持。
3D打印技术在生物医学测量与仪器中的应用
04
生物医学仪器的设计与应用
生物医学仪器的设计原则
安全性原则
生物医学仪器应确保使用者的安全，避免对 使用者造成伤害或意外事故。
易用性原则
生物医学仪器应具备良好的人机交互界面， 方便使用者操作和使用。
有效性原则
生物医学仪器应具备准确、可靠的测量性能 ，能够满足临床或科研的需求。
可靠性原则
生物医学仪器应具备稳定的性能和长寿命， 确保测量结果的可靠性和稳定性。
生物医学仪器的维护与保养
日常维护
定期清洁仪器表面，检查仪 器线缆和接口是否完好，确 保仪器放置在干燥、通风的 环境中。
定期校准
根据仪器使用情况和厂商建 议，定期进行校准，以确保 测量结果的准确性和可靠性 。
故障排查
当仪器出现故障时，应尽快 进行排查和修复，如无法修 复应及时联系厂商或专业维 修人员进行维修。
第二章 生理参数测量仪器 课件.ppt
ko
进行生物电学研究的第一步，是把生物电 信号拾取出来，并用仪器进行记录。有关脑电、 心电、肌电的记录，是在皮肤表面做间接记录； 记录视网膜电位、耳蜗电位和鼻电位就比较复 杂了，要分别把记录电极安放在眼睛角膜表面、 耳蜗圆窗表面和鼻粘膜中；而最复杂且要求最 高的技术则是感受器电位、神经元的动作电位 和神经纤维上传导的冲动电位的记录，这需要 将符合尺寸的引导电极插进细胞或纤维中。
心电图机主要记录心脏电活动波形图。 自1905年威廉·爱因霍文最早将心电图机 用于临床，它已有近百年的历史。随着高 科技的迅猛发展，在设计与制造心电图机 方面也正在飞速发展，老型号心电机不断 被新型号心电机所淘汰，电子管心电机器 被晶体管心电机所取代，晶体管分立原件 心电机又被大规模集成电路心电机所取代。 尤其近些年来，在心电信息处理方式方面 由模拟式心电机向智能化式心电机转变， 目前智能化心电机已在临床得到广泛应用。
ko
早在20年代就出现了用检流计测定的心电 图机。60年代以前，心电放大器一直采用电子 管，性能上不断改进，描记器由光点改为热笔 描记。60年代，晶体管心电图机的出现使其体 积大大缩小。70年代，出现了浮地式心电放大 器，进一步提高了其安全可靠性。目前，心电 放大器均由采用集成电路，遥测心电和多道生 理记录仪也得到了不断地改进和完善。80年代， 又广泛采用了微机构成的智能化电生理仪器， 这也将是今后医用电生理仪器的发展方向。
第二章 生理参数测量仪器
人体电生理参数检测仪器 人体非电生理参数检测技术及仪器 病人监护仪器
ko
2.1 人体电生理参数检测仪器
细胞是所有生物电的发生源，生物电或电位 是细胞内部与外部间产生的电位差，也就是细胞 膜两面产生的电位差。生物电现象是细胞实现一 些最生要功能的关键因素，是生命现象的表现这 一。因此，通过研究生物电现象，可以了解生物 体的生理活动。
进行生物电学研究的第一步，是把生物电 信号拾取出来，并用仪器进行记录。有关脑电、 心电、肌电的记录，是在皮肤表面做间接记录； 记录视网膜电位、耳蜗电位和鼻电位就比较复 杂了，要分别把记录电极安放在眼睛角膜表面、 耳蜗圆窗表面和鼻粘膜中；而最复杂且要求最 高的技术则是感受器电位、神经元的动作电位 和神经纤维上传导的冲动电位的记录，这需要 将符合尺寸的引导电极插进细胞或纤维中。
心电图机主要记录心脏电活动波形图。 自1905年威廉·爱因霍文最早将心电图机 用于临床，它已有近百年的历史。随着高 科技的迅猛发展，在设计与制造心电图机 方面也正在飞速发展，老型号心电机不断 被新型号心电机所淘汰，电子管心电机器 被晶体管心电机所取代，晶体管分立原件 心电机又被大规模集成电路心电机所取代。 尤其近些年来，在心电信息处理方式方面 由模拟式心电机向智能化式心电机转变， 目前智能化心电机已在临床得到广泛应用。
ko
早在20年代就出现了用检流计测定的心电 图机。60年代以前，心电放大器一直采用电子 管，性能上不断改进，描记器由光点改为热笔 描记。60年代，晶体管心电图机的出现使其体 积大大缩小。70年代，出现了浮地式心电放大 器，进一步提高了其安全可靠性。目前，心电 放大器均由采用集成电路，遥测心电和多道生 理记录仪也得到了不断地改进和完善。80年代， 又广泛采用了微机构成的智能化电生理仪器， 这也将是今后医用电生理仪器的发展方向。
第二章 生理参数测量仪器
人体电生理参数检测仪器 人体非电生理参数检测技术及仪器 病人监护仪器
ko
2.1 人体电生理参数检测仪器
细胞是所有生物电的发生源，生物电或电位 是细胞内部与外部间产生的电位差，也就是细胞 膜两面产生的电位差。生物电现象是细胞实现一 些最生要功能的关键因素，是生命现象的表现这 一。因此，通过研究生物电现象，可以了解生物 体的生理活动。
医学电子仪器原理与技术课件
在信号传输和存储等环节中，光电子系统 的应用日趋广泛。它的突出优点是：抗干 扰能力强、传送信息大、传输损耗小、工 作可靠。光信号与电信号的接口，需要一 些特殊的光电器件，如发光二极管、光敏 二极管及光电耦合器等。
发光二极管
是一种将电能直接转换成光能的固体器件， 简称LED，和普通二极管相似，也是由一个 PN结构成。常见的LED有红、绿、黄等颜色。 LED的PN结封装在透明塑料管壳内，外形有 方形、矩形和圆形等。发光二极管的驱动电压 低、工作电流小，具有很强的抗振动和抗冲击 能力、体积小、可靠性高、耗电省和寿命长等 优点，广泛用于信号指示和传递中。
在本征半导体中掺入少量3价元素硼 （或铝、镓、铟），可使空穴的数量 剧增。在这种半导体中，空穴是多数 载流子，自由电子为少数载流子，它 主要依靠带正电的空穴导电，所以叫 空穴型半导体，或P（Positive）型半 导体。
单一的N型或P型半导体只能起电阻 作用。但若将这两种半导体以某种方式 结合在一起，构成PN结，就可使半导体 的导电性能受到控制，这样才能制成各 种具有不同特性的半导体器件。
医学电子仪器原理与技术
生物医学工程研究所
1.1 医学电子仪器的特点
高精度、高标准、高质量 多门类、多品种、多规格 新技术、新材料、新原理应用迅速
1.2 医学电子仪器的分类
生物电检测仪器及非电生理参数检测仪器
– 生物电检测仪器 （心电、肌电等） – 非电生理参数检测仪器 （体温、血压等）
(2)输出特性曲线
为 电 出 的输常 压 特 输出U数性出特C时曲特性E间，线性曲的集。曲线关电 可 线是系极 见 也指。电 不I当B下的流 同三图取，I极C为值与所管3不集以D基同G、，极6，射三的电得极极输流到间管IB 的输出特性曲线是一族曲线。根据三极 管的工作状态不同，可将输出特性分为 以下三个区域： 截止区、放大区、饱 和区。
发光二极管
是一种将电能直接转换成光能的固体器件， 简称LED，和普通二极管相似，也是由一个 PN结构成。常见的LED有红、绿、黄等颜色。 LED的PN结封装在透明塑料管壳内，外形有 方形、矩形和圆形等。发光二极管的驱动电压 低、工作电流小，具有很强的抗振动和抗冲击 能力、体积小、可靠性高、耗电省和寿命长等 优点，广泛用于信号指示和传递中。
在本征半导体中掺入少量3价元素硼 （或铝、镓、铟），可使空穴的数量 剧增。在这种半导体中，空穴是多数 载流子，自由电子为少数载流子，它 主要依靠带正电的空穴导电，所以叫 空穴型半导体，或P（Positive）型半 导体。
单一的N型或P型半导体只能起电阻 作用。但若将这两种半导体以某种方式 结合在一起，构成PN结，就可使半导体 的导电性能受到控制，这样才能制成各 种具有不同特性的半导体器件。
医学电子仪器原理与技术
生物医学工程研究所
1.1 医学电子仪器的特点
高精度、高标准、高质量 多门类、多品种、多规格 新技术、新材料、新原理应用迅速
1.2 医学电子仪器的分类
生物电检测仪器及非电生理参数检测仪器
– 生物电检测仪器 （心电、肌电等） – 非电生理参数检测仪器 （体温、血压等）
(2)输出特性曲线
为 电 出 的输常 压 特 输出U数性出特C时曲特性E间，线性曲的集。曲线关电 可 线是系极 见 也指。电 不I当B下的流 同三图取，I极C为值与所管3不集以D基同G、，极6，射三的电得极极输流到间管IB 的输出特性曲线是一族曲线。根据三极 管的工作状态不同，可将输出特性分为 以下三个区域： 截止区、放大区、饱 和区。
《电生理测量仪器》课件
通过细胞膜电位测量仪和离子通道测量仪检测药物对细胞生理功能 的影响，为新药研发提供作用机制和靶点研究依据。
04
电生理测量仪器的主要品 牌与型号
国际知名品牌及产品特点
拥有先进的算法和数据处 理技术。
全球市场份额大，产品线 齐全。
品牌A
01
03 02
国际知名品牌及产品特点
用户界面友好，易于操作。 品牌B 历史悠久，经验丰富。
国际知名品牌及产品特点
在某些特定领域具有明显优势。 售后服务完善，全球覆盖范围广。
国内主要品牌及产品特点
01
品牌C
02
国内市场份额领先。
03
价格相对较低，适合中低端市场。
国内主要品牌及产品特点
01 02 03
产品更新换代较快。 品牌D
新兴品牌，创新性强。
国内主要品牌及产品特点
在某些特定应用领域有突出表现。
智能化
随着人工智能和机器学习技术的 发展，电生理测量仪器需要实现 智能化，能够自动识别和分类电 生理信号，提高诊断的准确性和
效率。
新型电生理测量技术的研发与应用
新型电生理测量技术
随着科技的不断进步，新型电生理测量技术如光学成像、 超导量子干涉仪等不断涌现，为电生理信号的测量提供了 更多选择和可能性。
重要性
电生理测量对于研究生物体的生理功能、疾病诊断和治疗具 有重要的意义，可以帮助科学家和医生深入了解生物电活动 的机制，为疾病的预防、诊断和治疗提供有力支持。
电生理测量仪器的种类与功能
种类
电生理测量仪器包括心电图机、脑电 图机、肌电图机等，每种仪器都有其 特定的应用范围和测量对象。
功能
电生理测量仪器的主要功能是记录生 物体的电活动，通过信号放大、滤波 、记录和分析等步骤，将生物体的电 活动转化为可观察和可分析的信号。
04
电生理测量仪器的主要品 牌与型号
国际知名品牌及产品特点
拥有先进的算法和数据处 理技术。
全球市场份额大，产品线 齐全。
品牌A
01
03 02
国际知名品牌及产品特点
用户界面友好，易于操作。 品牌B 历史悠久，经验丰富。
国际知名品牌及产品特点
在某些特定领域具有明显优势。 售后服务完善，全球覆盖范围广。
国内主要品牌及产品特点
01
品牌C
02
国内市场份额领先。
03
价格相对较低，适合中低端市场。
国内主要品牌及产品特点
01 02 03
产品更新换代较快。 品牌D
新兴品牌，创新性强。
国内主要品牌及产品特点
在某些特定应用领域有突出表现。
智能化
随着人工智能和机器学习技术的 发展，电生理测量仪器需要实现 智能化，能够自动识别和分类电 生理信号，提高诊断的准确性和
效率。
新型电生理测量技术的研发与应用
新型电生理测量技术
随着科技的不断进步，新型电生理测量技术如光学成像、 超导量子干涉仪等不断涌现，为电生理信号的测量提供了 更多选择和可能性。
重要性
电生理测量对于研究生物体的生理功能、疾病诊断和治疗具 有重要的意义，可以帮助科学家和医生深入了解生物电活动 的机制，为疾病的预防、诊断和治疗提供有力支持。
电生理测量仪器的种类与功能
种类
电生理测量仪器包括心电图机、脑电 图机、肌电图机等，每种仪器都有其 特定的应用范围和测量对象。
功能
电生理测量仪器的主要功能是记录生 物体的电活动，通过信号放大、滤波 、记录和分析等步骤，将生物体的电 活动转化为可观察和可分析的信号。
《生物电测量设备》课件
详细描述
根据设备使用频率和电极种类，定期对电极进行 涂覆保护层或更换，以防止电极老化或性能下降 。同时，要确保电极存放于干燥、避光的地方， 避免电极受潮或暴晒。
设备的日常维护与保养
总结词
日常维护与保养是保持生物电测量设备性能稳定、延长使用寿命的重要措施。
详细描述
定期对设备进行全面检查，包括电路连接、电源插头、显示屏、按键等是否正常工作。同时，要保持 设备外壳清洁，避免灰尘和污垢积累。在设备不使用时，应将其存放在干燥、通风的地方，并确保设 备的安全接地。
安全注意事项
了解并遵守设备使用安全规定 ，确保实验人员安全。
实验操作步骤与技巧
开始测量
数据采集设置
根据实验需求，设置合适的数据 采集参数和模式。
将实验对象放置在设备上，启动 测量程序并记录数据。
数据处理与分析
利用软件对采集到的数据进行处 理、分析和可视化展示。
开机与设备初始化
按照操作说明书的指引，正确开 机并进行设备初始化。
常见故障的排查与处理
总结词
遇到故障时，及时排查和处理是保持生 物电测量设备正常运行的关键。
VS
详细描述
如设备出现异常情况，如显示异常、测量 结果不准确等，应立即停止使用并进行检 查。根据故障现象，排查可能的原因，如 电源故障、电路故障、电极故障等。如无 法自行解决，应及时联系专业人员进行维 修。同时，要建立设备故障记录，便于对 常见问题进行归纳和总结。
应用领域的拓展
临床医学领域
01
生物电测量设备在临床医学领域的应用越来越广泛，如脑电、
心电、肌电等监测与诊断。
神经科学领域
02
通过生物电测量设备，神经科学家可以深入研究大脑的电活动
根据设备使用频率和电极种类，定期对电极进行 涂覆保护层或更换，以防止电极老化或性能下降 。同时，要确保电极存放于干燥、避光的地方， 避免电极受潮或暴晒。
设备的日常维护与保养
总结词
日常维护与保养是保持生物电测量设备性能稳定、延长使用寿命的重要措施。
详细描述
定期对设备进行全面检查，包括电路连接、电源插头、显示屏、按键等是否正常工作。同时，要保持 设备外壳清洁，避免灰尘和污垢积累。在设备不使用时，应将其存放在干燥、通风的地方，并确保设 备的安全接地。
安全注意事项
了解并遵守设备使用安全规定 ，确保实验人员安全。
实验操作步骤与技巧
开始测量
数据采集设置
根据实验需求，设置合适的数据 采集参数和模式。
将实验对象放置在设备上，启动 测量程序并记录数据。
数据处理与分析
利用软件对采集到的数据进行处 理、分析和可视化展示。
开机与设备初始化
按照操作说明书的指引，正确开 机并进行设备初始化。
常见故障的排查与处理
总结词
遇到故障时，及时排查和处理是保持生 物电测量设备正常运行的关键。
VS
详细描述
如设备出现异常情况，如显示异常、测量 结果不准确等，应立即停止使用并进行检 查。根据故障现象，排查可能的原因，如 电源故障、电路故障、电极故障等。如无 法自行解决，应及时联系专业人员进行维 修。同时，要建立设备故障记录，便于对 常见问题进行归纳和总结。
应用领域的拓展
临床医学领域
01
生物电测量设备在临床医学领域的应用越来越广泛，如脑电、
心电、肌电等监测与诊断。
神经科学领域
02
通过生物电测量设备，神经科学家可以深入研究大脑的电活动
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出了怎样从数学上分析所得到的信号，从 而为开发有用的成像技术提供了可能 。他 还指出了怎样实现快速成像的方法（echoplanar scanning ），从技术上为十年后在医 学领域中的应用提供了基础。
五、医疗仪器的基本结构和要求
医疗仪器基本结构
使用性能
功能(包括先进性） 可操作性 正确性 可靠性 安全性
复习
什么是生物医学工程？ 生物医学工程的主要学科领域有哪些？ 生物医学工程与医疗仪器是什么关系？ 什么是医疗器械？什么是医疗仪器？ 医疗仪器如何分类？ 常见的医疗仪器有哪些？各是哪类仪器？ 医疗仪器的作用和地位
医疗仪器的历史回顾
细胞的发现是借助于显微镜的发明（十九世纪）。 １８９５年 荷兰生理学 家W. Einthovon首 次从体表记 录到心电波 形。W. Einthovon获 得１９２４ 年诺贝尔奖。
医疗仪器的生命周期
设备厂商
需求
入院 选购
安装
使用
临床
分析
检验
调试
培训
维护 维修
使用
医院设备部门
报废
更新
技术管理的内容
设备采购 入院检验 档案管理 计量管理 风险管理 维修保养
思考题
与医疗仪器直接相关的两个生理学和医 学诺贝尔奖是关于什么的？ 医疗仪器的基本结构的解释 考察医疗仪器的使用性能有哪些方面？ 医疗仪器的使用环境受哪些因素影响？ 什么是医疗仪器的生命周期？与医疗仪 器的设计和使用有什么关系？
电气隔离和保护：
现代生物电放大器都采用隔离放大器， 使得连接病人的放大器输入级（应用部 分）与放大器后级完全电器隔离的。 电器隔离的主要目的是防止病人受到电 击，同时，该技术对抑制电源干扰的影 响也有一定的作用。
医疗仪器的历史回顾2
１８９５年１１月８日德国物理学家伦 琴发现了X线，１８９７年德累斯特一 家医院安装了伦琴机。伦琴获１９０１ 年诺贝尔奖。 １９７２年，英国EMI Ltd. 将计算机和 X线技术结合而发明了X-CT，发明人 Cormark（解析法）和Hounsfield（迭 加法）获得了七九年诺贝尔生理学和医 学奖。
第二章 生物电测量技术
2.1 生物电信号
生物电信号
名称 心电 脑电 肌电 胃电 视网膜电 幅值 0.18mv 550μv 20μv30mv 50μv2mv 50μv200μv 频率范围 0100Hz 0.560Hz 103000Hz 0.00120Hz DC20Hz
生物电信号的测量特点
信号微弱： 0.1μv~5mv； 信号的频率低：直流~几百赫兹以下 强噪声背景（信噪比小）：如50HZ干扰，其他生物 电信号的干扰和测量设备本身的电子元器件噪声的干 扰。
电极电位影响：电极之间的电位差可达300mv，不 稳定，会形成基线漂移。（电极电位与电极材料有关，也
与电极安放、电极面积、电流密度等有关系）
生物电放大器技术特点
采用差分放大器 高增益 低噪声 高输入阻抗 合适的通频带 电气隔离和保护
采用差分放大器：
只能测得两个电极之间的生物电的电位差值， 差分放大器仅对差模信号作正常放大，对共 模信号有抑制作用。由于生物电信号在两个 电极上是不同的，是差模信号，工频干扰信 号在两个电极上的幅度和相位基本上是相同 的，是共模信号。差分放大器可以对差模信 号放大而对共模信号抑制。
医疗仪器的历史回顾3
2003年诺贝尔生理学和医学奖颁发给美国 的Paul C Lauterbur and 英国的Peter Mansfield 以表彰他们为 “磁共振成 像”作出的原创性贡献.
Paul C Lauterbur 1929出生于美国伊利诺斯
州。1973年，他发现了在主磁场中引入梯度磁场 用以创建二维图像的可能性，通过分析所发射的 无线电波的特点，他能确定它的发射源。这使得 可以形成用其他方法无法得到的结构的二维图像。 Sir Peter Mansfield 1933出生于英国诺丁汉 郡。他进一步开发了梯度磁场的使用，提
使用环境
显示 CPU 预处理
周围环境： 供电系统 或其它 支持系统
报警
医疗仪器
能量
传感器
操作 人员
温湿度 灰尘或气体 操作空间 干扰： 电气：50Hz 高频：电刀， 电梯
病人
工程技术人员
学历、责任感、受训、 经验、手册、 纪录（档案）、技术支 持
六、医疗仪器技术管理
管理目标
医疗仪器是特殊的精密仪器，各国都有 专门机构进行监管； 在医疗仪器使用过程中的监管责任是在 于使用该仪器的医院，通过管理使医疗 仪器能够有效地、安全的被使用，实现 其医疗功用；同时医疗仪器也应该被合 理的、高效的使用，使贵重的医疗资源 得到充分利用。
生物电信号的信号源内阻很高，提高放 大器的输入阻抗可以提高信号拾取的比 例。 高输入阻抗也能减少因各电极阻抗不一 致造成的共模干扰。因此，提高输入阻 抗也能提高信噪比。
合适的通频带：
通常是利用滤波器来完成。 高通滤波器可以用来消除电极电位漂移； 低通滤波器可以用来消除各种高频噪声，尤 其是工频噪声及其谐波，也能用于限制信号 的频宽以防采样时造成信号混叠。 不同生物电信号的频率范围不同，放大器的 频率响应范围也是不同的。
高增益：
生物电信号非常弱小：通常放大器的增 益达500倍至1000000倍左右，针对不 同的信号应选择不同的增益。
低噪声：
由于信号弱小，放大器本身的噪声幅度 必须远低于信号幅度，尤其是放大器的 前置级噪声，它会与信号一起经后级放 大器放大，因此，前置放大器的元件必 须采用低噪声的。
高输入阻抗：
50Hz噪声干扰：电磁场干扰或仪器电源电压的干扰。 其它信号的干扰：如测量诱发脑电时自发脑电的干扰，测 量胎儿心电时的母体心电的干扰等。 电子元器件噪声干扰：热噪声和PC结噪声干扰。
2.2 不影响所检测部位的生理功能； 测得的信号不能有畸变； 必须能将有用信号和干扰分离开来； 必须对可能的电击伤害提供有效的防护； 放大器本身应能经受得起除颤器、电刀 等产生的大电流的冲击。