1、现代医学仪器现代医学仪器原理与设计原理与设计Modern Medical InstrumentationTheory and Designu国际标准化委员会对于医疗器械的定义国际标准化委员会对于医疗器械的定义：医学仪器（医学仪器（ medical instrument）：是指那些单）：是指那些单纯或组合应用于纯或组合应用于 人体人体 的仪器，包括所需的的仪器，包括所需的 软件软件 。u医学仪器的使用目的：医学仪器的使用目的：l 疾病的预防、诊断、治疗、监护和缓解疾病的预防、诊断、治疗、监护和缓解l 损伤或残疾的诊断、治疗、监护、缓解或补偿损伤或残疾的诊断、治疗、监护、缓解或补偿l 解剖或生理过
2、程的研究、替代或调节解剖或生理过程的研究、替代或调节l 妊娠控制妊娠控制u简单的说，医学仪器就是以医学临床和医学研简单的说，医学仪器就是以医学临床和医学研究为目的的仪器究为目的的仪器n 医用医用 X线诊断装置线诊断装置n 计算机断层扫描仪计算机断层扫描仪 ( computerized tomography X-ray system , CT) n 磁共振成像仪磁共振成像仪 ( magnetic resonance imaging, MRI ) n 核医学成像设备核医学成像设备 （ SPECT 单光子发射计算机断层成像单光子发射计算机断层成像、 PET 正电子发射断层成像）正电子发射断层成像）n
3、 超声设备超声设备n 治疗类仪器治疗类仪器n 放射治疗装置放射治疗装置 （钴（钴 60、 X-刀、刀、 - 刀）刀）n 电治疗类设备（起搏器、除颤器、高频电刀）电治疗类设备（起搏器、除颤器、高频电刀）n 生理量测量仪器生理量测量仪器 （ ECG、 EMG、 EEG、 IBP、 NIBP、 SaO2）、监护仪）、监护仪n 医用光学仪器医用光学仪器 （医用内窥镜等）（医用内窥镜等）n 生化分析类仪器（质谱仪、色谱仪、血气分析、尿液分生化分析类仪器（质谱仪、色谱仪、血气分析、尿液分析等）析等）课程的内容课程的内容医学仪器输入或输出的物理量不是电压或电流输入或输出的物理量是电压或电流医学电子仪器超声、
4、放射等设备医学电子仪器测量、诊断 治疗类仪器心电脑电肌电诱发电位监护仪血压测量仪器心脏起搏器心脏除颤器微弱信号处理电气安全高频电刀n 课程基本要求课程基本要求n 三个基本知识三个基本知识 基本原理、基本结构、基本电路n 一个基本能力一个基本能力 培养基本应用能力 （仪器分析、（仪器分析、仪器设计、仪器维护）仪器设计、仪器维护）n 教学方法教学方法n 课堂理论教学课堂理论教学n 验证性实验教学验证性实验教学n 设计性实验教学设计性实验教学n 主要参考书主要参考书n John G.Webster,Medical Instrumentation Application and Design,Thir
5、d edition,John Wiley & Sons,INC.1998n 邓亲恺，现代医学仪器原理与设计，科学出版社，邓亲恺，现代医学仪器原理与设计，科学出版社，2004第一节第一节 生物信息知识简介生物信息知识简介n 人体系统的组成人体系统的组成n 现代医学理论现代医学理论n神经系统n运动系统n循环系统n呼吸系统n 现代控制论现代控制论n器官的自控制系统器官的自控制系统n神经控制系统神经控制系统n内分泌控制系统内分泌控制系统n免疫控制系统免疫控制系统n 人体控制功能的特点人体控制功能的特点n 负反馈机制负反馈机制n 双重支配性双重支配性n 多重层次性多重层次性n 适应性适应性n 非线形非线
6、形n 生物信息的基本特征生物信息的基本特征n 不稳定性不稳定性n 非线性非线性n 概率性概率性n 生物信号的检测与处理生物信号的检测与处理n 生物信号检测生物信号检测n 生物信号处理生物信号处理典型参数 幅度范围 频率范围 使用传感器（电极）类型心电（ ECG）0.015mV 0.05100Hz 表面电极脑电（ EEG）2200V 0.1100Hz 帽状、表面或针状电极肌电（ EMG）0.025mV 52000Hz 表面电极胃电（ EGG） 0.011mV DC1Hz 表面电极心音（ PCG）0.052000Hz 心音传感器血流（主动脉）1300mL/s DC20Hz 电磁超声血流计输出量 425L/min DC20Hz 染料稀释法心阻抗 15500 DC60Hz 表面电极、针电极体温 3240C DC0.1Hz 温度传感器a)离散参数的离散信息 b)离散参数的连续信息 c)连续参数的连续信息 d)连续参数的离散信息
