医学仪器第四讲医用诊断仪器(详细)
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医疗仪器总
1.医疗仪器的概念、分类医学仪器定义：医疗器械（Medical device）和医学仪器（Medical instrument）。
用于人体的仪器、设备、器具、材料或者其他物品，包括智能化仪器中的软件，并以医学临床和医学研究为目的的仪器。
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。
1）基本分类方法--根据检测的生理参数、根据转化原理的不同、根据生理系统中的应用、根据临床的专业2）按用途分类诊断用仪器和理疗用仪器；诊断用仪器--生物电诊断与监护仪器、生理功能诊断与监护仪器、人体组织成分的电子分析检验仪器、人体组织结构形态的影像诊断仪器；理疗用仪器--电疗机、光疗机、磁疗机、超声波治疗机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. 生物信号采集系统包括被测对象、传感器或电极4. 实现生物信号测量的基本条件：抗干扰和低噪声5. 医疗仪器设计原则影响因素：信号因素、环境因素、医学因素、经济因素、时代因素6. 医学仪器的设计步骤：①生物模型的构建②整体系统的设计③实验样机的研制④动物实验的研究⑤临床应用的研究⑥仪器认证与注册7. 医学仪器的主要技术特性准确度、精密度、输入阻抗、灵敏度、频率响应、信噪比、零点漂移、共模抑制比1）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=（理论值-测量值）/理论值*100% 是衡量仪器测量系统误差的一个尺度2）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（或无输入信号）时，输出量偏离原来起始值而上下漂动、缓慢变化的现象8）共模抑制比衡量放大差模信号和抑制共模信号的能力8. 简述医用电子仪器的前置放大器电路设计应满足的基本要求。
医疗仪器原理讲解
入及显示装置组成。
输液泵系统设定后，微机发出控制脉冲 使步进电机旋转，而步进电机带动丝杆 将旋转运动变成直线运动，推动注射器 的活塞进行注射输液，实现高精度，平
稳无脉动的液体传输。
注射泵工作原理
注射泵由步进电机及其驱动器、丝杆 和支架等构成，具有往复移动的丝杆 、螺母，因此也称为丝杆泵。螺母与 注射器的活塞相连，注射器里盛放药 液，实现高精度，平稳无脉动的液体 传输。
袖带充气与放气
通过气泵对袖带充气，阻断动脉血流，然后缓慢放气，使动脉血 管逐渐恢复通畅。
压力传感器检测
在袖带放气过程中，压力传感器实时监测袖带内的压力变化。
数据处理与显示
根据压力传感器检测到的数据，通过特定算法计算出收缩压、舒张 压和平均压等参数，并在显示屏上显示。
血糖仪检测原理
01
02
03
04
血液采集
影像特点
MRI图像具有优秀的软组 织分辨率和多参数成像能 力，能够提供丰富的诊断 信息。
超声诊断技术
超声波产生与传播
通过压电晶体产生超声波，并在人体 组织内传播。
回声接收与处理
影像特点
超声图像具有实时性、无创性和便携 性等优点，广泛应用于临床诊断和治 疗。
接收反射回来的超声波信号，并经过 计算机处理得到图像。
维护保养
定期对医疗仪器进行维护保养，确保其正常运行和延长使 用寿命。
医疗仪器维护保养规范
日常维护
对医疗仪器进行日常清 洁、检查和调整，确保 其处于良好状态。
定期保养
按照厂家推荐的保养周 期，对医疗仪器进行定 期保养，包括更换易损 件、清洗内部等。
维修与校准
如遇到故障或需要校准 ，应联系专业维修人员 进行维修和校准工作。
输液泵系统设定后，微机发出控制脉冲 使步进电机旋转，而步进电机带动丝杆 将旋转运动变成直线运动，推动注射器 的活塞进行注射输液，实现高精度，平
稳无脉动的液体传输。
注射泵工作原理
注射泵由步进电机及其驱动器、丝杆 和支架等构成，具有往复移动的丝杆 、螺母，因此也称为丝杆泵。螺母与 注射器的活塞相连，注射器里盛放药 液，实现高精度，平稳无脉动的液体 传输。
袖带充气与放气
通过气泵对袖带充气，阻断动脉血流，然后缓慢放气，使动脉血 管逐渐恢复通畅。
压力传感器检测
在袖带放气过程中，压力传感器实时监测袖带内的压力变化。
数据处理与显示
根据压力传感器检测到的数据，通过特定算法计算出收缩压、舒张 压和平均压等参数，并在显示屏上显示。
血糖仪检测原理
01
02
03
04
血液采集
影像特点
MRI图像具有优秀的软组 织分辨率和多参数成像能 力，能够提供丰富的诊断 信息。
超声诊断技术
超声波产生与传播
通过压电晶体产生超声波，并在人体 组织内传播。
回声接收与处理
影像特点
超声图像具有实时性、无创性和便携 性等优点，广泛应用于临床诊断和治 疗。
接收反射回来的超声波信号，并经过 计算机处理得到图像。
维护保养
定期对医疗仪器进行维护保养，确保其正常运行和延长使 用寿命。
医疗仪器维护保养规范
日常维护
对医疗仪器进行日常清 洁、检查和调整，确保 其处于良好状态。
定期保养
按照厂家推荐的保养周 期，对医疗仪器进行定 期保养，包括更换易损 件、清洗内部等。
维修与校准
如遇到故障或需要校准 ，应联系专业维修人员 进行维修和校准工作。
医学仪器介绍 PPT课件
生物医学工程是正在蓬勃发展的边缘学科， 是多种学科与生物医学相结合的产物。
生物医学工程学的学科领域
生物力学 生物系统的建模与控制 生物材料学 生物医学信号检测与传感器 生物医学信号处理 医学图像处理与技术 物理因子在治疗中的应用及其生物效应 人工器官(Artificial Organ) 临床工程(Clinical Engineering) 康复工程(Rehabilitation)
辅助仪器设备
一部分与医疗有关的仪器既不直接用于 作疾病诊断，也不直接用于疾病的治疗， 这些是医学辅助设备。
医学信息系统： 包括计算机网络系统及与此相应的计算机 医院自动化管理系统（包括行政和病史管理等）、地区医 疗网络与远程医疗设备、面向家庭的医疗技术（工程）、 医学教学工程（如多媒体辅助教学、电视等）设备、环境 监控系统、人工智能与专家系统、以及近年来迅速发展的 PACS系统（图像存储于传输系统）等。 其它辅助设备：包括消毒灭菌设备、照明设备（如无影灯、 图片灯）、中心供氧和制氧设备、吸引设备、废物处理设 备、手术台、电源系统和电安全监护器、制冷设备和空调 设备、血库设备、制药机械设备等。
医疗仪器的特点
现代医疗仪器通常都是集电子、机 械于一体的非常复杂的装置，是非 常精密的、可靠性和安全性要求都 非常高的自动或半自动系统。
与普通的精密仪器相比，医疗 仪器有如下特点
对被测体必须是无害的，最理想的是无损伤 的 要考虑电极或传感器对测量结果产生影响； 生物信号弱小，而干扰强大。信号可能只有 干扰的千分之一； 能量的限制，我们不可能为了提高信噪比或 提高治疗效果而无限制地提高外加能量，这 会造成机体的损伤； 安全考虑，由于病人本身已比较衰弱，安全 问题就比较突出。
最新医学仪器第四讲医用诊断仪器(详细)课件PPT
Ai、Aj分别为任意两次测量的结果值，Ｈ为仪器的最大测量范围
准确度
准确度用仪器的实际测量结果值同真值（理 想值）间的最大偏差与仪器满量程之比来表示， 即
Ea
Amax10% 0 H
Ea为仪器的测量准确度， A max为实测值与真值间的最大偏差，H为 仪器的满量程
非线性度
非线性度用实测值和与相应输入量成正比关 系的理论值间最大偏差同满量程之比表示，即
内各种系统，包括一个细胞、器官、功能
系统乃至整体，它们的功能活动都在不停
地变化着，调整着，以在内外环境间保持
动态平衡。此外，遗传因素也造成生物体
各种功能、状态的个体差异。这些因素使
被测量的生物医学信息往往具有多变性。
五．生物医学测量的安全要求
为了获取生物体内的信息予以测量，生
物医学测量系统或仪器一般需通过传感器
器满量程之比来表示，即
R Amin H
R为幅度分辨率，又称为分辨率，Amin为仪器最小可分辨的输出信号 幅值或大小，H为仪器的满量程。R愈小，仪器的幅度分辨率愈高
输入阻抗和输出阻抗
输入阻抗：指从一测量系统或线路环节的输 入端测得的系统自身的阻抗，即
Zi
Vi Ii
Zi为系统的输入阻抗，Vi和Ii分别为从系统输入端测得的输入电压和 输入电流
患者漏电流：经联接患者身体的导线或被测患者 身体流入大地 脑电阻仪 脑电波分析仪 脑地形图仪 脑电实时分析记录仪
6 肌电诊断仪器
肌电图机
7 其他生物电诊断仪器
眼动图仪 眼震电图仪 视网膜电图仪 诱发电位检测系统（含视、听、体）
8 电声诊断仪器
或电极与生物体联接，这些传感器或电极，
有些置于体表（皮肤外），有些需插入或
第四章 医用超声诊断与治疗仪器PPT课件
回
特点：只能反映声线方向上局
波 强
部组织的回波信息，不能获得临床 度
解剖图，已基本淘汰。
深度（时间）
第四章 医用超. 声诊断与治疗仪器
47
3.3 超声诊断仪的显示型式
二、B型超声（Brightness Mode） 回声以辉度显示
在A型超声诊断仪的工作基础上，加上换能器的平面扫描， 当换能器的位置逐渐改变时（或采用多元换能器），使显示 器上每一条时基线方向也相应地改变，则每条显示线代表了 产生回波的每一个界面的空间位置，从而构成一幅二维图象。 是一种辉度调制仪器。
第四章 医用超. 声诊断与治疗仪器
8
人 能 听 到 声 音 的 频 率 为 20Hz ～ 20000Hz ， 其 中 最 敏 感 的 频 率 2000Hz～3000Hz。老年人的听觉随 着年龄而衰退，能听到的频率约为 50Hz～12000Hz。
第四章 医用超. 声诊断与治疗仪器
9
3、医学超声
频 率 200kHz至40MHz之间（常用在1MHz到 范 10MHz，波长在1.5mm至0.15mm） 围
理论上：频率越高，波长越短，超声 诊断的分辨率越好。
第四章 医用超. 声诊断与治疗仪器
10
二、超声波的物理特性
（1）频率：声源在一秒中内振动的次数，记作f。单位为Hz。
（3）波长：沿声波传播方向，振动一个周 期所传播的距离，或在波形上相位相同的相 邻两点间距离，记为λ，单位为m
第四章 医用超. 声诊断与治疗仪器
号并转换成电信号，送入回波信息处理系统。 回波信息处理系统：由射频信号接收放大器、检波器和
视频放大器等组成，处理超声回波信息。 显示器：显示图象信息。 扫描发生器：在振荡器产生的同步脉冲控制下，输出扫
医疗常用仪器设备介绍
除了常规心电图机，还有动态心电图机、心电监护仪等多种类型。
医用影像设备
医用影像设备是用于医学影像 诊断的仪器，能够提供人体内 部结构和器官的清晰图像。
医用影像设备包括X线机、CT 、MRI等多种类型，每种设备 都有其独特的成像原理和应用 范围。
医用影像设备在临床诊断中具 有重要作用，能够为医生提供 全面、准确的患者信息。
超声诊断设备通常包括超声成像系统、探头、显示器等 部分，能够实时显示人体内部结构，为医生提供准确的 诊断依据。 常见的超声诊断设备有B型超声诊断仪、彩色超声诊断仪 等。
心电图机
心电图机是一种用于记录心脏电活动的仪器，能够检测和记录心脏的电信号，帮助 医生诊断心律失常、心肌缺血等疾病。
心电图机通常由导联、信号放大器、记录器等部分组成，能够提供准确、快速的心 电信息。
激光手术仪
利用激光的能量进行手术 切割、烧电刀用于手术中切割组织和 凝血。
02
高频电刀具有切割速度快、止血 效果好、对周围组织损伤小等优 点。
医用内窥镜
内窥镜是一种光学仪器，通过人体自 然腔道进入体内进行检查和治疗。
内窥镜可用于检查消化道、呼吸道、 泌尿道等部位的病变，也可用于手术 中观察和操作。
医疗常用仪器设备介绍
汇报人：可编辑 2024-01-10
目录
• 医疗仪器设备概述 • 诊断类仪器设备 • 治疗类仪器设备 • 辅助类仪器设备 • 医疗仪器设备的维护与管理
01
医疗仪器设备概述
Chapter
定义与分类
定义
医疗仪器设备是指用于医学诊断 、治疗和监测的电子或机械设备 。
分类
医疗仪器设备可以根据用途、功 能和原理进行分类，如影像类、 治疗类、实验室类等。
医用影像设备
医用影像设备是用于医学影像 诊断的仪器，能够提供人体内 部结构和器官的清晰图像。
医用影像设备包括X线机、CT 、MRI等多种类型，每种设备 都有其独特的成像原理和应用 范围。
医用影像设备在临床诊断中具 有重要作用，能够为医生提供 全面、准确的患者信息。
超声诊断设备通常包括超声成像系统、探头、显示器等 部分，能够实时显示人体内部结构，为医生提供准确的 诊断依据。 常见的超声诊断设备有B型超声诊断仪、彩色超声诊断仪 等。
心电图机
心电图机是一种用于记录心脏电活动的仪器，能够检测和记录心脏的电信号，帮助 医生诊断心律失常、心肌缺血等疾病。
心电图机通常由导联、信号放大器、记录器等部分组成，能够提供准确、快速的心 电信息。
激光手术仪
利用激光的能量进行手术 切割、烧电刀用于手术中切割组织和 凝血。
02
高频电刀具有切割速度快、止血 效果好、对周围组织损伤小等优 点。
医用内窥镜
内窥镜是一种光学仪器，通过人体自 然腔道进入体内进行检查和治疗。
内窥镜可用于检查消化道、呼吸道、 泌尿道等部位的病变，也可用于手术 中观察和操作。
医疗常用仪器设备介绍
汇报人：可编辑 2024-01-10
目录
• 医疗仪器设备概述 • 诊断类仪器设备 • 治疗类仪器设备 • 辅助类仪器设备 • 医疗仪器设备的维护与管理
01
医疗仪器设备概述
Chapter
定义与分类
定义
医疗仪器设备是指用于医学诊断 、治疗和监测的电子或机械设备 。
分类
医疗仪器设备可以根据用途、功 能和原理进行分类，如影像类、 治疗类、实验室类等。
医学仪器课件
三、构建生理模型的常用方法
常用方法 理论分析法 类比分析法 数据分析法
理论分析法建模
理论分析是指应用自然科学中已被证明的正确的理论、原理和定律，对被研究系统的有关要素进行分析、演绎、归纳，从而建立系统的数学模型。
无创血氧饱和度检测
血氧饱和度——血液中血氧的浓度 血氧饱和度的测量 有创——血气分析 无创——分光光度计
数学模型的建立方法
1、黑箱方法——不追究系统内部细节，而仅仅利用外部观测来研究系统的功能和特性 黑箱模型——一个具有与实际系统相似的输入和输出特性的系统或是在输入与输出特性上相似的模型
2、推导方法——掌握系统的内部构造和机理，根据该系统的物理化学过程以及解剖学与生物学知识，用分析的方法推导出描述系统功能和特性的模型
国际标准化委员会对于医疗器械的定义： 医学仪器（medical instrument）：是指那些单 纯或组合应用于人体的仪器，包括所需的软件。 医学仪器的使用目的： 疾病的预防、诊断、治疗、监护和缓解 损伤或残疾的诊断、治疗、监护、缓解或补偿 解剖或生理过程的研究、替代或调节 妊娠控制 简单的说，医学仪器就是以医学临床和医学研究为目的的仪器
二、建立生理系统模型的基本方法
系
统
模
型
物
理
模
型
描
述
模
型
数
学
模
型
静态
动态
静态
动态
数值法
解析法
数值法
—
仿真模拟
解析法
系统模型的建立蕴含了三层意思 理想化 抽象化 简单化
模型难以全面反映所描述的客观事物，仅能从有限的角度反映事物的某些特征。一般将通过模型对事物的描述成为模型空间。模型空间的解与真实空间同一问题的解有必然的联系。
常用方法 理论分析法 类比分析法 数据分析法
理论分析法建模
理论分析是指应用自然科学中已被证明的正确的理论、原理和定律，对被研究系统的有关要素进行分析、演绎、归纳，从而建立系统的数学模型。
无创血氧饱和度检测
血氧饱和度——血液中血氧的浓度 血氧饱和度的测量 有创——血气分析 无创——分光光度计
数学模型的建立方法
1、黑箱方法——不追究系统内部细节，而仅仅利用外部观测来研究系统的功能和特性 黑箱模型——一个具有与实际系统相似的输入和输出特性的系统或是在输入与输出特性上相似的模型
2、推导方法——掌握系统的内部构造和机理，根据该系统的物理化学过程以及解剖学与生物学知识，用分析的方法推导出描述系统功能和特性的模型
国际标准化委员会对于医疗器械的定义： 医学仪器（medical instrument）：是指那些单 纯或组合应用于人体的仪器，包括所需的软件。 医学仪器的使用目的： 疾病的预防、诊断、治疗、监护和缓解 损伤或残疾的诊断、治疗、监护、缓解或补偿 解剖或生理过程的研究、替代或调节 妊娠控制 简单的说，医学仪器就是以医学临床和医学研究为目的的仪器
二、建立生理系统模型的基本方法
系
统
模
型
物
理
模
型
描
述
模
型
数
学
模
型
静态
动态
静态
动态
数值法
解析法
数值法
—
仿真模拟
解析法
系统模型的建立蕴含了三层意思 理想化 抽象化 简单化
模型难以全面反映所描述的客观事物，仅能从有限的角度反映事物的某些特征。一般将通过模型对事物的描述成为模型空间。模型空间的解与真实空间同一问题的解有必然的联系。
医学仪器概述
第三节 医学仪器的特性与分类
一、医学仪器的主要技术特性
1. 准确度（accuracy）
准确度是衡量仪器测量系统误差的一个尺度。准确度定义为：
准确度
理论值- 测量值 理论值
100%
（1－1）
影响仪器准确度的原因：
➢元件的误差 ➢指示或记录系统的机械误差
不存在准确度为零的仪 准确度有时也称为精度
➢系统频响欠佳引起的误差
有关概念
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 。
包括微弱的生物电信号，如心电信号、肌电信号、脑电信 号和胃电信号等；以及生物体内发出的热波、光信号和声波振 动等；随着化学传感器和生物传感器的发展，使得生物信息的 采集扩展到蛋白质和基因水平。
若仪器使用的传感器作非电参数测量，对于一个压力传感器而言， 其输入阻抗Z为被测量的输入变量X1和另一个变量X2的比值，即：
Z X1 X2
X2
其功率P为：
P X1 X2
1
Z
Z
X
2 2
由于生物体能提供的能量有限，即为了减少功率P，应尽可能的提高输入阻抗Z，从 而使被测参数不发生畸变。一般生物电放大器的输入阻抗应比他本身的阻抗大100倍 以上才能满足要求。
医学仪器原理
Medical Instrumentation Theory
• 医疗仪器？ • 医疗器械？
国际标准化委员会对于医疗器械的定义： 医疗器械，是指单独或者组合使用于人体的仪器、
设备、器具、材料或者其他物品，包括所需要的 软件；其用于人体体表及体内的作用不是用药理 学、免疫学或者代谢的手段获得，但是可能有这 些手段参与并起一定的辅助作用。
医用治疗仪器设备ppt课件
人工心脏瓣膜：若人体心脏瓣膜闭合不全，会使血液回流， 影响血液循环，需做开胸手术，置换人工心脏瓣膜
二、分类：
１.人工生物心脏瓣膜：生物瓣，用生物材料制成
由瓣架、瓣叶、缝环组成， 有良好的血液流体特征，不易形成血栓 血液相容性好，不产生凝血、溶血，患者不需抗凝血治疗 容易钙化，影响瓣膜的使用寿命
２.人工机械心脏瓣膜
两种以上切换方式的结合 ４.呼吸机的结构与原理
机械呼吸机的动力
机械呼吸机的动力来源于电力、压缩气体或二者的结合。压缩 气体由中心供气管道系统提供或由呼吸机可配备的专用空气压缩机 产生。有气动机械呼吸机 、电动机械呼吸机、电-气动机械呼吸机
编辑课件
3
供气装置：贮气囊或气缸供气装置：这种供气装置常用折叠
按使用对象分类：成人型呼吸机、婴幼儿型呼吸机、成
人婴幼儿通用性
按工作原理分类：全气动呼吸机（气动气控通气机）不
需电源接上氧气源即可 电子控制呼吸机（电控气控通气机） 全电动通气机
按功能用途分类：治疗型通气机、急救型通气机、麻醉
型通气机 ６.呼吸机的技术性能
呼吸频率、呼吸周期、呼吸比、一次通气量、每分 钟通气量、供气压力、氧浓度、呼吸模式、输入气体的湿 化、报警
管子插入血管内在血管内治疗疾病，目前介入治疗已经把导管或 器械介入到人体所有的血管分支、消化道和其他特定部位，治疗 疾病。
常用微创医疗器械：急性心肌梗塞治疗技术、球囊扩张导管、 血管瘤支架、非血管体腔支架、冠状动脉支架。
编辑课件
22
二、微创导管高压球囊： 用途：对血管内病变进行处理同时扩张血管通路，还可以对产
口腔科手术器械
胸腔心血管外科手术器械 腹部外科手术器械
泌尿肛肠外科手术器械 矫形外科手术器械
二、分类：
１.人工生物心脏瓣膜：生物瓣，用生物材料制成
由瓣架、瓣叶、缝环组成， 有良好的血液流体特征，不易形成血栓 血液相容性好，不产生凝血、溶血，患者不需抗凝血治疗 容易钙化，影响瓣膜的使用寿命
２.人工机械心脏瓣膜
两种以上切换方式的结合 ４.呼吸机的结构与原理
机械呼吸机的动力
机械呼吸机的动力来源于电力、压缩气体或二者的结合。压缩 气体由中心供气管道系统提供或由呼吸机可配备的专用空气压缩机 产生。有气动机械呼吸机 、电动机械呼吸机、电-气动机械呼吸机
编辑课件
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供气装置：贮气囊或气缸供气装置：这种供气装置常用折叠
按使用对象分类：成人型呼吸机、婴幼儿型呼吸机、成
人婴幼儿通用性
按工作原理分类：全气动呼吸机（气动气控通气机）不
需电源接上氧气源即可 电子控制呼吸机（电控气控通气机） 全电动通气机
按功能用途分类：治疗型通气机、急救型通气机、麻醉
型通气机 ６.呼吸机的技术性能
呼吸频率、呼吸周期、呼吸比、一次通气量、每分 钟通气量、供气压力、氧浓度、呼吸模式、输入气体的湿 化、报警
管子插入血管内在血管内治疗疾病，目前介入治疗已经把导管或 器械介入到人体所有的血管分支、消化道和其他特定部位，治疗 疾病。
常用微创医疗器械：急性心肌梗塞治疗技术、球囊扩张导管、 血管瘤支架、非血管体腔支架、冠状动脉支架。
编辑课件
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二、微创导管高压球囊： 用途：对血管内病变进行处理同时扩张血管通路，还可以对产
口腔科手术器械
胸腔心血管外科手术器械 腹部外科手术器械
泌尿肛肠外科手术器械 矫形外科手术器械
临床医学概论课程常用医学仪器介绍
呼吸机已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管 理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位 置。
根据呼吸机与患者连接方式不同，分为无创通气和有创通气，无创通气 主要是直接通过面罩、鼻罩与患者连接进行通气，有创通气主要是通过 气管插管或者气管切开，用导管与患者连接进行通气。
心电图机
01
种类
单导心电图机、多导心电图机等。
02
使用方法
将心电图机导联线连接至患者身体相应部位，记录心脏电活动信号。
03
注意事项
使用前需检查心电图机是否完好，导联线是否连接正确，患者需保持安
静，避免肌肉颤动和呼吸运动对心电图的干扰。同时需注意心电图机的
维护和保养。
03
治疗类医学仪器
呼吸机
呼吸机是一种能代替、控制或改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量， 改善呼吸功能，减轻呼吸功消耗，节约心脏储备能力的装置。
类型
应用
为医疗设备提供动力气源，如呼吸机 、麻醉机、气动手术刀等。同时也可 用于医院洁净室、实验室等场所的空 气调节。
根据压缩方式不同，可分为活塞式压 缩机、螺杆式压缩机等。
05
监测类医学仪器
多参数监护仪
功能
多参数监护仪是一种能够同时监 测多种生理参数的医疗设备，如 心电、呼吸、血压、血氧饱和度
03 注意事项
使用前需检查听诊器是否完好，胸件是否紧贴皮 肤，避免摩擦产生杂音，同时需注意周围环境是 否安静。
体温计
01
02
03
种类
水银体温计、电子体温计 、红外线体温计等。
使用方法
将体温计置于患者腋下或 口腔中，等待一段时间后 取出读数。
注意事项
使用前需检查体温计是否 准确，测量时需保持患者 安静，测量时间需足够， 读数时需平视。
根据呼吸机与患者连接方式不同，分为无创通气和有创通气，无创通气 主要是直接通过面罩、鼻罩与患者连接进行通气，有创通气主要是通过 气管插管或者气管切开，用导管与患者连接进行通气。
心电图机
01
种类
单导心电图机、多导心电图机等。
02
使用方法
将心电图机导联线连接至患者身体相应部位，记录心脏电活动信号。
03
注意事项
使用前需检查心电图机是否完好，导联线是否连接正确，患者需保持安
静，避免肌肉颤动和呼吸运动对心电图的干扰。同时需注意心电图机的
维护和保养。
03
治疗类医学仪器
呼吸机
呼吸机是一种能代替、控制或改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量， 改善呼吸功能，减轻呼吸功消耗，节约心脏储备能力的装置。
类型
应用
为医疗设备提供动力气源，如呼吸机 、麻醉机、气动手术刀等。同时也可 用于医院洁净室、实验室等场所的空 气调节。
根据压缩方式不同，可分为活塞式压 缩机、螺杆式压缩机等。
05
监测类医学仪器
多参数监护仪
功能
多参数监护仪是一种能够同时监 测多种生理参数的医疗设备，如 心电、呼吸、血压、血氧饱和度
03 注意事项
使用前需检查听诊器是否完好，胸件是否紧贴皮 肤，避免摩擦产生杂音，同时需注意周围环境是 否安静。
体温计
01
02
03
种类
水银体温计、电子体温计 、红外线体温计等。
使用方法
将体温计置于患者腋下或 口腔中，等待一段时间后 取出读数。
注意事项
使用前需检查体温计是否 准确，测量时需保持患者 安静，测量时间需足够， 读数时需平视。
医学仪器课件
放大器与滤波器
放大器用于将微弱的电信号进行放大，以便后续处理和 分析。滤波器则用于去除噪声和其他干扰信号。
A/D转换器
A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，以便计算机进 行处理和分析。
03
常用医学仪器
生理信号采集仪
采集人体生理信号的仪器，如心电图、血压、血氧等 。
不同的生理信号采集仪可针对不同部位和功能进行监 测。
VS
同时，高精度医学仪器也需要不断 改进和优化，以满足临床不断变化 的需求。例如，一些高精度医学仪 器需要更高的灵敏度和特异性，以 便更好地检测和识别疾病。另外， 一些高精度医学仪器也需要更好的 稳定性和耐用性，以便更长时间的 使用和更广泛的推广。
远程医疗技术的结合
随着互联网技术的不断发展，远程医疗技术已经成为医学仪器的一个重要应用领域。通过将高精度医学仪器与远程医疗技术相 结合，医生可以在不需要亲自到场的情况下，对患者的病情进行远程诊断和治疗。这不仅可以减轻医生和患者的负担，还可以 提高医疗服务的效率和质量。
详细描述
CT扫描是一种断层扫描技术，可以逐层扫 描人体，并生成清晰的图像。通过CT扫描 ，医生可以发现肺部的小结节、肿块等异 常病变，进而进行病理学检查和确诊是否 为肺癌。此外，CT扫描还可以评估肺癌的 分期和制定治疗方案。
MRI在脑部疾病诊断中的应用
总结词
MRI具有高பைடு நூலகம்辨率和无辐射的特点，是脑部疾病诊断的 重要手段之一。
诊断类仪器包括心电图机、超声诊断仪、X射线机等 ，用于疾病的发现和诊断。
治疗类仪器包括放疗设备、手术器械、药物制 备和输液装置等，用于疾病的治疗和护理。
护理类仪器包括呼吸机、血压计、血糖仪等， 用于监测病人的生命体征和护理操作。
放大器用于将微弱的电信号进行放大，以便后续处理和 分析。滤波器则用于去除噪声和其他干扰信号。
A/D转换器
A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，以便计算机进 行处理和分析。
03
常用医学仪器
生理信号采集仪
采集人体生理信号的仪器，如心电图、血压、血氧等 。
不同的生理信号采集仪可针对不同部位和功能进行监 测。
VS
同时，高精度医学仪器也需要不断 改进和优化，以满足临床不断变化 的需求。例如，一些高精度医学仪 器需要更高的灵敏度和特异性，以 便更好地检测和识别疾病。另外， 一些高精度医学仪器也需要更好的 稳定性和耐用性，以便更长时间的 使用和更广泛的推广。
远程医疗技术的结合
随着互联网技术的不断发展，远程医疗技术已经成为医学仪器的一个重要应用领域。通过将高精度医学仪器与远程医疗技术相 结合，医生可以在不需要亲自到场的情况下，对患者的病情进行远程诊断和治疗。这不仅可以减轻医生和患者的负担，还可以 提高医疗服务的效率和质量。
详细描述
CT扫描是一种断层扫描技术，可以逐层扫 描人体，并生成清晰的图像。通过CT扫描 ，医生可以发现肺部的小结节、肿块等异 常病变，进而进行病理学检查和确诊是否 为肺癌。此外，CT扫描还可以评估肺癌的 分期和制定治疗方案。
MRI在脑部疾病诊断中的应用
总结词
MRI具有高பைடு நூலகம்辨率和无辐射的特点，是脑部疾病诊断的 重要手段之一。
诊断类仪器包括心电图机、超声诊断仪、X射线机等 ，用于疾病的发现和诊断。
治疗类仪器包括放疗设备、手术器械、药物制 备和输液装置等，用于疾病的治疗和护理。
护理类仪器包括呼吸机、血压计、血糖仪等， 用于监测病人的生命体征和护理操作。
医疗仪器与设备介绍
医疗设备的正常运行是保证医疗质 量的前提，通过维护保养可以确保 设备性能稳定，提高诊断和治疗的 准确性和可靠性。
降低维修成本
及时的维护保养可以预防设备出现 大的故障，从而降低维修成本和停 机时间。
维护保养的常规内容
清洁
对设备表面进行清洁， 去除灰尘和污垢，保持
设备整洁。
检查
对设备的各项功能进行 测试，检查是否有异常
02
诊断案例2
一位患者因头痛和呕吐就诊，医生通过使用磁共振成像（MRI）设备，
发现患者颅内存在异常，进一步确诊为脑瘤。
03
诊断案例3
一位患者因持续发热和关节疼痛就诊，医生通过使用全自动生化分析仪
，检测到患者血液中类风湿因子和抗核抗体水平异常升高，进一步确诊
为类风湿性关节炎。
治疗案例
治疗案例1
一位肺癌患者在接受化疗期间，医生使用输液泵进行精准 的药物输注，确保药物剂量和输注时间准确无误，提高了 治疗效果和患者的生存率。
或故障。
更换损耗件
对设备中需要定期更换 的部件进行检查和更换 ，如过滤器、电池等。
润滑
对需要润滑的部位进行 润滑，保证设备运转顺
畅。
维护保养的注意事项
遵循操作规程
在进行维护保养时，应遵循设 备的操作规程和注意事项，避
免造成损坏或安全事故。
使用原厂配件
在更换部件时，应使用原厂配 件或经过认证的兼容配件，以 保证设备的性能和安全性。
5G与远程医疗设备
5G通信技术的普及将为远程医疗设备提供更加稳定和高效的数据传输服务，有助 于提高远程医疗的实时性和准确性，为患者带来更好的医疗体验。
05 应用案例分享
诊断案例
01
诊断案例1
降低维修成本
及时的维护保养可以预防设备出现 大的故障，从而降低维修成本和停 机时间。
维护保养的常规内容
清洁
对设备表面进行清洁， 去除灰尘和污垢，保持
设备整洁。
检查
对设备的各项功能进行 测试，检查是否有异常
02
诊断案例2
一位患者因头痛和呕吐就诊，医生通过使用磁共振成像（MRI）设备，
发现患者颅内存在异常，进一步确诊为脑瘤。
03
诊断案例3
一位患者因持续发热和关节疼痛就诊，医生通过使用全自动生化分析仪
，检测到患者血液中类风湿因子和抗核抗体水平异常升高，进一步确诊
为类风湿性关节炎。
治疗案例
治疗案例1
一位肺癌患者在接受化疗期间，医生使用输液泵进行精准 的药物输注，确保药物剂量和输注时间准确无误，提高了 治疗效果和患者的生存率。
或故障。
更换损耗件
对设备中需要定期更换 的部件进行检查和更换 ，如过滤器、电池等。
润滑
对需要润滑的部位进行 润滑，保证设备运转顺
畅。
维护保养的注意事项
遵循操作规程
在进行维护保养时，应遵循设 备的操作规程和注意事项，避
免造成损坏或安全事故。
使用原厂配件
在更换部件时，应使用原厂配 件或经过认证的兼容配件，以 保证设备的性能和安全性。
5G与远程医疗设备
5G通信技术的普及将为远程医疗设备提供更加稳定和高效的数据传输服务，有助 于提高远程医疗的实时性和准确性，为患者带来更好的医疗体验。
05 应用案例分享
诊断案例
01
诊断案例1
医学仪器概述课件
➢ 数据分析法建模
医学仪器概述
33
理论分析法建模
实例 血氧饱和度（SpO2）的无创检测
Sp2OHbH2ObH 2ObR100%
医学仪器概述
34
医学仪器概述
35
朗伯定律
若入射光强为I0，物质对光的吸收系数为a，则通过厚度为L 的物质后，光强为：
比尔定律
I=I0e－aL
（2.10）
当光被透明溶液中溶解的物质所吸收时，吸收系数a与溶液的 浓度C成正比，即a=AC，于是(2.10)表示为：
医学仪器原理
医学仪器概述
1
学习目的
掌握常用医学电子仪器包括电诊断类、血 压及血流测量类、实验室设备、影像类设 备的测量原理和工作原理。
了解医学电子仪器的分类和基本组成框图、 理解其基本原理、掌握基本的设计方法。
医学仪器概述
2
学习方法
讲：课堂老师讲解 看：现场实地观摩 查: 网上搜寻、查找 动：互动，学生自己进行讲解
S2 p C O 1 C 1 C 2(E 1 ' E 2 ' ) C ( W 1 C 2) L E 1 'E 2 'E 2 ' (2.18)
通过式（2.17）和（2.18）得到血氧饱和度：
SpO2 (E2
E2
W' W
E1)W W'
E2 (E2'
E1')
(2.19)
医学仪器概述
40
医学仪器概述
医学仪器概述
43
医学仪器概述
44
第三节 医学电子仪器
什么是医学仪器？ 医学仪器的结构和工作方式 医学仪器的特性与分类 医学仪器的设计与发展趋势
医学仪器概述
医学仪器概述
33
理论分析法建模
实例 血氧饱和度（SpO2）的无创检测
Sp2OHbH2ObH 2ObR100%
医学仪器概述
34
医学仪器概述
35
朗伯定律
若入射光强为I0，物质对光的吸收系数为a，则通过厚度为L 的物质后，光强为：
比尔定律
I=I0e－aL
（2.10）
当光被透明溶液中溶解的物质所吸收时，吸收系数a与溶液的 浓度C成正比，即a=AC，于是(2.10)表示为：
医学仪器原理
医学仪器概述
1
学习目的
掌握常用医学电子仪器包括电诊断类、血 压及血流测量类、实验室设备、影像类设 备的测量原理和工作原理。
了解医学电子仪器的分类和基本组成框图、 理解其基本原理、掌握基本的设计方法。
医学仪器概述
2
学习方法
讲：课堂老师讲解 看：现场实地观摩 查: 网上搜寻、查找 动：互动，学生自己进行讲解
S2 p C O 1 C 1 C 2(E 1 ' E 2 ' ) C ( W 1 C 2) L E 1 'E 2 'E 2 ' (2.18)
通过式（2.17）和（2.18）得到血氧饱和度：
SpO2 (E2
E2
W' W
E1)W W'
E2 (E2'
E1')
(2.19)
医学仪器概述
40
医学仪器概述
医学仪器概述
43
医学仪器概述
44
第三节 医学电子仪器
什么是医学仪器？ 医学仪器的结构和工作方式 医学仪器的特性与分类 医学仪器的设计与发展趋势
医学仪器概述
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三．信息测量中容易引入外界环境的干扰
（1）环境电场、磁场和电磁场的干扰
① 电场干扰： 最常见的电场干扰是工频（50Hz）电场的干扰。
② 磁场干扰：
变压器、电动机和荧光灯的镇流器周围产生的交 流磁场。
③ 高频电磁场干扰：
空中的电磁波, 通过测量系统与人体连接的导线 引入。
三．信息测量中容易引入外界环境的干扰
输出阻抗：指从一测量系统或线路环节的输 出端测得的系统自身的阻抗，即
Z0
V0 Vh Z h
Vh
Zo为系统的输出阻抗，Zh为输出端接入的负载阻抗，Vo和Vh分别为 系统输出端开路和接入负载阻抗Zh时的输出电压
漏电流
生物医学仪器对人体电击危险的主要来源， 有三种： 接地漏电流：仪器接地导线流入大地的电流。 机壳漏电流：仪器外壳经外部导体流入大地，或 流向系统其它部分的电流。 患者漏电流：经联接患者身体的导线或被测患者 身体流入大地的电流。
灵敏度 灵敏度是指仪器在稳态下输出量变化 与输入量变化之比，可表示为:
A0 S Ai
S为灵敏度，A0 和Ai分别为输出量变化和输入量变化
频率特性 频率特性是指仪器输出量和相位与输 入正弦信号频率的关系。使仪器的输出 幅度随频率的变化不超过规定值（如3dB） 的输入信号频率范围称为响应频率，又 称为通频带。部分常见生理信号的频率 范围可参考表1-3。
生物医学测量的基本特点
一.生物医学测量基本属于弱信号测量
生物医学测量属于弱信号测量范畴，具有 弱信号测量的共同特点，即要求测量系统的 灵敏度高、分辨力强、抑制噪声和抗干扰能 力好。这一特点在生物电、生物磁信号的测 量中尤为突出。
部分生物电和生物磁信号幅度范围见下表
被测信号 心电（皮肤电极） 脑电（头皮电极） 肌电 细胞电位 视网膜电位 眼电 肾电位 心磁 脑磁
生理信号 心电 脑电 肌电 眼电 /视网膜电 胃电 血流量 动脉血压 静脉血压 脉搏波
频率范围（HZ） 0.01-250 0-150 0-10000 0-50 0.05-20 0-30 0-100 0-50 0.1-50
心音
呼吸率
2-2 000
0.1-10
部分常见生理信号的频率范围
Hale Waihona Puke 精密度精密度简称精度，用相同条件下重复测量间 的最大偏差与仪器满量程之比表示，即
第四章 医用诊断仪器
张涛 2007.03
医用诊断仪器
心电诊断仪器 脑电诊断仪器 肌电图机 其他生物电诊断仪器 电声诊断仪器 无创监护仪器 呼吸功能及气体分析测定装置 血流量、容量测定装置 电子压力测定装置等
4 心电诊断仪器
单导心电图机 多导心电图机 胎儿心电图机 心电向量图机 心电图综合测试仪 晚电位测试仪 无损伤心功能检测仪 心率变异性检测仪 心电分析仪 运动心电功量计 心电多相分析仪 心电遥测仪 心电电话传递系统 实时心律分析记录仪 长程心电记录仪 心电标测图仪 心电工作站
③灵敏度温漂：用一定环境温度变化范围内仪器 灵敏度的最大相对变化量来表示，即
DS
Smax S0
100%
Ds为灵敏度温漂，Smax为一定温度变化范围内仪器灵敏度的最大变 化
分辨力
分辨力是指仪器分辨出最小的信息变化的能 力。按被测信息的性质和仪器用途的不同，仪 器分辨力分为幅度分辨率、频率分辨率、时间 分辨率和空间分辨力等指标。幅度分辨率一般 用仪器最小可分辨的输出信号幅度或大小与仪 器满量程之比来表示，即
9 无创监护仪器
病人监护仪 心电监护仪 血氧饱和度监护仪 无创血压监护仪 脉搏监护仪 体温监护仪 呼吸监护仪 呼吸末二氧化碳监护 仪 麻醉气体监护仪 呼吸功能监护仪 睡眠评价系统 分娩监护仪
10 呼吸功能及气体分析测定装置
综合肺功能测定仪 呼吸功能测试仪 氧浓度测定仪 肺通气功能测试仪 CO2浓度测定仪 肺内气体分布功能测 试仪 弥散功能测试仪 氮气计 微量气体分析器 压力型容积描绘仪 肺量仪
Ep
A A
i
j max
H
100%
Ai、Aj分别为任意两次测量的结果值，Ｈ为仪器的最大测量范围
准确度
准确度用仪器的实际测量结果值同真值（理 想值）间的最大偏差与仪器满量程之比来表示， 即
Amax Ea 100 % H
Ea为仪器的测量准确度， A max为实测值与真值间的最大偏差，H为 仪器的满量程
5 脑电诊断仪器
脑电图机 脑电阻仪 脑电波分析仪 脑地形图仪 脑电实时分析记录仪
6 肌电诊断仪器
肌电图机
7 其他生物电诊断仪器
眼动图仪 眼震电图仪 视网膜电图仪 诱发电位检测系统（含视、听、体）
8 电声诊断仪器
听力计 小儿测听计 心音图仪 舌音图仪 胃电图仪 胃肠电流图仪
Dz Amax H 100%
Dz为零点漂移，Azmax 为指定时间内在输入量为零时输出量的最 大变化，H为仪器的满量程
②温度漂移：用无输入信号条件下仪器的输出量随环境温度的 变化与仪器的满量之比来表示，即
AT DT 100 % HT
DT为温度漂移，AT为环境温度变化T时引起的仪器输出量变化
非线性度
非线性度用实测值和与相应输入量成正比关 系的理论值间最大偏差同满量程之比表示，即
EL
AL max H
100%
EL为仪器的线性度， A Lmax为全量程内的实测值与理论值之间的 最大偏差，H为全量程
仪器非线性度的示意图
漂移
漂移是指仪器的输出量随时间或外部环境变 化而变化的程度，主要包括零点漂移、温度漂 移和灵敏度温漂等指标。 ①零点漂移：用无输入信号和恒定环境条件下的仪 器输出量在一定时间内的最大变化与满量程之 比来表示，即
五．生物医学测量的安全要求
为了获取生物体内的信息予以测量，生 物医学测量系统或仪器一般需通过传感器 或电极与生物体联接，这些传感器或电极， 有些置于体表（皮肤外），有些需插入或 植入机体内部，因此产生了测量系统对生 物体的电安全性、机械安全性和化学安全 性等问题
1.2.3生物医学测量仪器的主要技术指标
幅度范围 50V-5mV 10V-300V 20V-10mV 100V-+200V 0-1mV 0.05mV-5mV 10V-80mV 10-10T量级 10-12T量级
眼磁
肺磁
10-11T量级
10-8T量级
表:部分生物电和生物磁信号的幅度范围
二．生物体内的噪声对测量有重要影响
生物体是一个极其复杂的系统，如何从 生物体中有效地提取被测信号，是生物医学 测量的重要问题。在生物医学测量中，不仅 要抑制仪器系统的噪声，更重要的是要充分 认识人体噪声的性质和特点，采取有效办法 （如滤波、相关或自适应处理，改进信号耦 合方法等），从人体噪声中提取有用信号。
Amin R H
R为幅度分辨率，又称为分辨率，Amin为仪器最小可分辨的输出信号 幅值或大小，H为仪器的满量程。R愈小，仪器的幅度分辨率愈高
输入阻抗和输出阻抗
输入阻抗：指从一测量系统或线路环节的输 入端测得的系统自身的阻抗，即
Vi Zi Ii
Zi为系统的输入阻抗，Vi和Ii分别为从系统输入端测得的输入电压和 输入电流
11 医用刺激器
心脏工作站电刺激器 声、光、电、磁刺激器
12 血流量、容量测定装置
脑血流图仪 阻抗血流图仪 电磁血流量计 无创心输出量计 心脏血管功能综合测试仪
13 电子压力测定装置
电子血压脉搏仪 动态血压监护仪
（2）外界刺激对测量的干扰 外界刺激的干扰主要是通过生物体的感觉器 官引入体内， 引起生理状态的异常改变，造成测量结果的 不稳定或产生伪差。
四．生物医学信息的多变性
各种生物体都是在内环境与外环境相 适应的条件下，维持其新陈代谢和生命。 为适应各种外环境的变化和差异，生物体 内各种系统，包括一个细胞、器官、功能 系统乃至整体，它们的功能活动都在不停 地变化着，调整着，以在内外环境间保持 动态平衡。此外，遗传因素也造成生物体 各种功能、状态的个体差异。这些因素使 被测量的生物医学信息往往具有多变性。