医学物理实验报告

1、重 庆 大 学学 生 实 验 报 告实验课程名称 医学物理实验 开课实验室 B生命科学楼113 学 院 生物工程院 年级 2012级 专业班 生医1班 学 生 姓 名 李莉 学 号 20126458 开 课 时 间 2014 至 2015 学年第 一 学期总 成 绩教师签名生物工程 学院制医学物理实验报告 开课实验室：B生命科学楼113 2014年 11 月 20 日学院生物工程学院年级、专业、班12生医1班姓名李莉成绩课程名称医学物理实验实验项目名 称人体听阈曲线的测定指导教师吴小鹰教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1、掌握听觉实验仪的使用方法。2、了解听阈曲线的物理意义，测定人耳的听

2、阈曲线。二、实验原理能够在听觉器官引起声音感觉的波动称为声波。通常声波的可闻频率范围为 020000 Hz。描述声波能量的大小常用声强和声强级两个物理量。声强是单位时间内通过的垂直于声波传播方向的单位面积的声波能量，用 I 表示。声强级是声强的对数标度，它是根据人耳对声音强弱变化的分辨能力来定义的。耳对声音强弱的主观感觉称为响度。它随声强的增大而增加，但两者并没有简单的线性关系，因为响度不仅取决于声强的大小，而且还与声波的频率有关，不同频率的声波在人耳中引起相等的响度时，它们的声强级并不相等。声强还必须达到某一数值才能引起人耳听觉。能引起听觉的最小声强叫做听阈，对不同频率的声波听阈不同，听阈与

3、频率的关系曲线叫做听阈曲线。听觉实验仪采用微电脑控制，产生的正弦信号，经衰减器送到功率放大器，就得到最大衰减为 0dB 断续、分挡可调的电功率送到耳机，经耳机将电功率转变为同频率机械波，通过改变频率和衰减器的衰减量就可以分别测量不同人的左、右耳对不同频率纯音的听阈值。三、使用仪器、材料BD-116 型听觉实验仪、立体声耳机等四、实验步骤1熟悉仪器的操作规则，熟悉面板各键功能（见图 3），接通 AC220V 电源，预热 15min 以上。2将耳机插入面板上对应耳机插孔。3. 被试者戴上耳机，有连接线的一侧要戴在右耳上，然后背向实验人员和仪器。4. 测定人耳听阈值的步骤：（1）频率选择：可把波段开

4、关拨至“连续”位置，调节“粗调”与“细调”频率的两个旋纽，依显示的频率值，选择测定声响的频率。（2）选择测试的右、左耳，可打开“左耳”或“右耳”开关，或两个都打开。（3）选择“连续”或“间断”声响，开关拨向相应一方。选择“间断”声响，可有效判别听阈值左右的声响。（4）按“声响调节”的“”或“”键，增加或减少音量，每按一下，增加或减少 2dB，连续按着，将自动连续变化。（5）“衰减 dB”、“声响 dB”。选择“声响 dB”，即开关拨向“声响 dB”上，这样测量出来的就是各待测频率下的实际听阈值。若选择了“衰减 dB”档，则测量出来的各频率下的听阈值，还必须经过换算才能得到实际的听阈值。（6）音

5、量初值有二档可选择，“高音量”为 066dB 衰减，“低音量”为34100dB 衰减。对于正常听力的被试者，测试的听阈值通常在“低音量”段。在“低音量”段测试时，若对于某一频率，其听阈值测不出来时，可改在“高音量”上测试。（7）用渐增法测定：将声响强度衰减到被试者听不到处开始，逐渐减小衰减量增强声响，当被试听到声音后，举手示意即可，实验人员停止减小衰减量，此时的响度为该被试人员在此频率的听阈值 L，然后反复核实 23 次，若三次测量结果不同，但彼此之差不超过 4dB，则取三次测量值的平均值的整数作为该频率下的听阈值并填入表中。（8）用渐减法测定：步骤同（7）。只是将衰减器调到被试者能听到的强度

6、后，再开始逐渐增大衰减量，直到被试人员听不到声音时停止。5. 听阈曲线的绘制用上述方法可以方便地测量出被试者在测定的各个频率点的听阈值，并将其填入表格中。以频率的常用对数 lgf 为横坐标，以听阈值 L 为纵坐标，将测得各点连成曲线，该曲线为被试者的听阈曲线。分别作出左耳与右耳两条听阈曲线。6关闭电源开关，整理实验仪器。五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)频率f(HZ)1252505001k2k4k8k16kLogf2.12.43.73.03.33.63.94.2左耳听阈值L左（dB）158635533181214392605957331614163936261533116121437平

7、均值60615532.316.612.614.638.3右耳听阈值L右（dB）150514731181028412524949331610263935249493316102639平均值51.350.34731.617.31026.740.3左耳上图，右耳下图 六、实验结果及分析1 实验结果 本次实验，我们小组三人都做了测试，我的听阈曲线和正常人的听阈曲线基本符合，但是低频听力远低于其他两位同学，听力可能有受损和异常。2.实验分析 实验过程中，因为临界值感应微弱，被测者经常容易忽略或以为有听觉，导致测试时间大部 分都花在了被测者的判断中。本人被测也感觉不好判断，所以实验时一定要有好的安静环境。

8、 听力异常可能由于是长期听耳机，使得低频听力较低，但高频没什么影响3. 误差分析 1. 本仪器的使用需要在外界干扰很小的条件下测试(最好能在隔音室内进 行)，而且被试者只有精神完全放松时，才能得到准确可靠的结果。 2.避免节律给声。节律给声也是一种暗示。 3. 使用“声响调节”按钮时，用力要轻。 4.又因为耳机有退磁，灵敏度下降的现象。医学物理实验报告 开课实验室：B生命科学楼113 2014 年 11月27 日学院生物工程学院年级、专业、班12生医1班姓名李莉成绩课程名称医学物理实验项目名 称生物电阻抗特性测试指导教师吴小鹰教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1. 了解人体阻抗产生的原因

9、，测量生物组织电阻抗的频率特性。2. 探讨影响生物电阻抗的主要因素及其影响作用二、实验原理皮肤的最外层是表皮，包括角质层，其中有汗腺孔，下面是真皮及皮下组织，其中有大量血管，由于真皮及皮下组织导电性较好，可模拟为纯电阻。由于汗腺孔里有少量离子通过，所以我们把表皮模拟为漏了电的电容器，看成纯电容 C¢和纯电阻 R¢的并联，其表皮阻抗为： 而表皮下面的真皮和皮下组织电阻不太高，电性能象纯电阻 R，所以皮肤电阻抗模拟等效电路如图 5 皮下深部的各种组织都是由细胞组成的，细胞膜的主要成分是脂类物质和各种膜蛋白，由于脂类物质在电学上几乎绝缘，它相当于电容器的中间介质，膜蛋白产生了膜电

10、阻R1，细胞膜产生的阻抗等效于R1、C并联电路。膜内外组织液的阻抗等效于纯电阻R2和R3，所以皮下深部组织的阻抗等效电路如图6所示。皮下组织的阻抗同样具有容性阻抗的特性三、使用仪器、材料直流稳压电源、信号发生器(频率可调，低频交流电，输出电压固定为 40mV)、数字万用电表、交流毫伏表(1 mV300V)、导电电极、标准电阻（10kW）、阻抗测试盒等四、实验步骤1. 熟悉实验设备、仪器，搭建好实验装置2. 测量生物组织的直流阻抗用电极固定在生物组织两端上。电源用直流稳压电源，使其输出为 5V，标准电阻 R =1.0×104 W。如图接通电路，待电路稳定三分钟后，用万用表分别测量 U组

11、织 和 U R13. 测量生物组织在不同频率的交流阻抗把直流电源换成低频信号发生器。先将信号发生器的输出衰减放在 40dB，并把输出细调逆时针调到底（使其输出信号最小），打开电源开关，预热 3 分钟以上。用标准电阻 R =1.0×104W接通电路，电路连接好后，再逐渐增大信号发生器的输出使之为 40mV，改变信号发生器的频率，并保持输出电压不变，分别用毫伏表测出 U 组织和 UR，根据公式计算出不同频率时组织的交流阻抗，作出 Z组织1gf 曲线，并根据变化规律说明待测组织阻抗的频率特性。五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)测试次数123测试对象U组织UR阻抗U组织UR阻抗U组织

12、UR阻抗平均值直流（mv）8032500.2575.532500.237632400.280.24交流电（mv）1002.8290.973.0310.973.1301.030.245002.96300.993.0320.933.03010.991k2.9300.993.0320.913.0310.940.975k2.95300.982.9320.843.031.50.980.9415k2.7320.842.7340.783.05320.950.8625k2.7320.842.65340.742.933.50.860.8150k2.7350.772.5330.762.7330.820.78500

13、k2.6340.782.5330.702.4340.700.72750k2.5320.832.3330.632.4350.690.771M2.5310.82.4330.672.2330.650.842M2.4310.822.2300.772.3310.740.773M2.4310.892.3280.852.4280.860.844M2.52.88.92.4366.672.34.25.57.025M2.6211.232.214.51.522.4171.411.396M2.618.51.412.7181.52.5181.391.437M2.816.51.702.817.51.62.717.51.5

14、41.618M2.6161.622.6517.61.512.7161.691.619M2.5151.672.41222.5151.671.78六、实验结果及分析1 实验结果我们可以得到以下结论 1)在不同的频率下同样的猪肉有不同的电阻。并随着频率的增大阻抗增大。 2)在10Ohz-3000khz 频率下，阻抗一般较稳定。 3)在 3M hz之后，阻抗急剧增加， 4M hz达到峰值，之后急剧下降 4)在5Mhz之后，阻抗比较平稳，较之前小有增加。2 误差分析 1）猪肉长时间通电，会使组织重新排列，阻抗会变化2）使用猪肉时间长之后，水分减少，也会影响阻抗3）交流毫伏表的仪器误差医学物理实验报告 开

15、课实验室：B生命科学楼113 2014 年 12 月4 日学院生物工程学院年级、专业、班12生医1班姓名李莉成绩课程名称医学物理实验项目名 称组织温度变化对生物电阻抗的影响指导教师吴小鹰教师评语教师签名：年 月 日一、 实验目的通过设计组织温度变化对生物电阻抗影响的实验， 探讨生物电阻抗与组织温度的相关性，采用阻抗法检测生物组织温度提供实验依据。 通过本实验的学习，使学生掌握实验设计的方法，培养学生分析问题解决问题的能力，为今后学习、科研中设计相关实验奠定基础。二、实验原理组织温度的监控有重要意义，将直接影响到肿瘤治疗效果。人体深部温度的检测监控方法可分为有创测温和无创测温两种，目前临床上多采

16、用前者进行监测。有创测温方法是利用探针在影像设备（一般为超声或 CT）导引下，将热电偶或热敏电阻等温度传感器植入待测部位的组织中，进行单点或多点的实时监测。为了测量人体内的任一点温度，接触型传感器必须插组织内。考虑测量目的和环境选择适合的传感器（热敏电阻，热偶，白金电阻和光纤测量） ，组织电性质和组织结构对有创测温法的温度参数读取影响较小， 因此有创测温法具有很高的时间分辨率和测量精度，其测量精度达 0.1。无创测温理论上实现方法有超声波测温、核磁共振测温、微波测温、及电阻抗成像测温。电阻抗成像法（EIT ）测温的原理根据物体内不同的导电参数的不同，通过对物体表面施加安全电流，测量体表电压并重

17、构体内电阻率及其变化的分布。其原理公式为： 其中为电阻率，为电势。由于组织的电阻抗参数变化与组织温度的变化有关，测得由组织温度变化而引起的组织电阻抗变化，推算出温度的分布变化从而实现温度间接测量。温度对生物组织阻抗频谱特性影响较大，是因为生物组织的电特性主要取决于其内部的液体成分，比如细胞内液和细胞外液。随着温度升高，液体中离子热运动与扩散作用也加快，增强了液体的导电性，导致生物组织的电阻率降低。三、使用仪器、材料仪器：直流稳压电源、信号发生器(频率可调，低频交流电，输出电压固定为 40mV)、数字万用电表、晶体管毫伏表(1 mV300V)、导电电极（针电极，平板电极） 、标准电阻（10k）、

18、 导线、温度计、阻抗测试盒、恒温装置等。测试材料：猪里脊肉。恒温装置材料：烧杯、热水、保鲜袋。四、实验步骤1、按照下图搭建好实验电路，把电极固定在生物组织两端。2、电源接直流电源，使输出为2V，电路稳定3分钟后，用数字万用表分别测量U组织和UR,并由Z组织=R*U组织/UR 计算出生物组织阻抗。3、将电源换成信号发生器，信号发生器输出衰减为40dB,输出2V。接通电源，改变信号发生器的频率，稳定3分钟，晶体管毫伏表分别测量U组织和UR,并由Z组织=R*U组织/UR 计算出生物组织阻抗。4、通过恒温装置（将烧杯装上一定温度的热水，把猪里脊肉和温度计放在保鲜袋里浸入热水，待温度计读数基本稳定即取出

19、猪里脊肉，重复步骤1、2、3。5、重复步骤4，但是热水温度更高。五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)频率第一组(15）第二组（36）第三组（45）URU组织Z组织/URU组织Z组织/URU组织Z组织/直流1.586V0.523V3.3K1.640V0.430V2.62K1.689V0.349V2.07K1.56V0.560V3.6K1.618V0.452V2.79K1.663V0.400V2.41K1.56V0.571V3.66K1.604V0.463V2.89K1.663V0.411V2.47K平均阻抗/3.52K2.77K2.32K交流1M0.76V2.8mv0.040.76V1.2

20、mv0.020.76V2.2mv0.030.76V2.8mv0.040.76V1.4mv0.020.76V2.5mv0.030.76V2.8mv0.040.76V1.4mv0.020.77V3.6mv0.05平均阻抗/0.040.020.0373M0.68V2.7mv0.040.68V1.3mv0.020.68V2.2mv0.030.68V2.6mv0.040.68V1.4mv0.020.68V3.4mv0.050.68V2.4mv0.040.68V1.4mv0.020.67V3.8mv0.06平均阻抗/0.040.020.0475M0.48V2.6mv0.050.48V1.4mv0.030.

21、48V2.4mv0.050.48V2.4mv0.050.48V1.4mv0.030.48V3.4mv0.070.48V2.0mv0.040.49V1.3mv0.030.49V3.6mv0.07平均阻抗/0.0470.030.063六、实验结果及分析1 实验结果1）同等频率下的生物组织的阻抗 在如下温度时有大小关系 45度>15度>36度的阻抗2）除温度以外，高频阻抗要高于低频阻抗2 结果分析在正常生理条件下，生物组织的阻抗是最小的，随着温度的增高或降低，进一步增大阻抗。这可能是由于膜蛋白产生了膜电阻R1，细胞膜产生的阻抗等效于R1、C并联电路。这里的变化导致阻抗的变化。3 误差分析

22、1）温度计测量的是水的温度，它的示数不一定是组织的正确温度。2）由于猪肉的升温还是降温，由热水进行热传递，在时间上有延迟，也就是说水温是36度，但猪肉不一定是36度。3）由于试验中猪肉沾到了水，阻抗发生变化。4）长时间通电使后面的测量数据发生偏差。 医学物理 实验报告 开课实验室：B生命科学楼113 2014年 12 月 11 日学院生物工程学院年级、专业、班12生医1班姓名李莉成绩课程名称医学物理实验实验项目名 称电刺激手臂浅表神经及其电生理检测指导教师吴小鹰教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的通过电刺激手臂神经检测其控制相应肌肉的复合肌动作电位，分析远端神经传导的潜伏期、幅值、神经传导

23、速度的实验，探讨电刺激运动神经对其控制的相应肌肉复合肌动作电位的影响，为周围神经系统疾病的诊断提供实验依据。通过本实验的学习，使学生掌握电刺激浅表神经的方法、与电刺激同步检测复合肌动 作电位的方法、测量神经传导速度的方法，分析电刺激参数与复合肌动作电位参 数的相关性的方法，培养学生应用已学相关的专业知识，分析问题解决问题的能力，为今后学习、科研中设计相关实验奠定基础。二、实验原理1、骨骼肌的兴奋与收缩原理。为使肌肉发生收缩或神经产生冲动，单个电流刺激必须具备三个条件： 强度、 强度变化率和刺激作用时间。能引起兴奋的最低刺激 强度称为阈值。使用连续电脉冲刺激时，要调节五项要素：强度，强度变化率，

24、刺激的作用时间，频率和时迟。2、 电紧张将刺激的负极放置在神经的近肌肉侧、这样通电兴奋产生于负极后，可迅速无阻挡地传向肌肉，引起后者的收缩。神经纤维传导具有绝缘性传导、双向传导特征，神经传导速度与纤维直径和结间距，神经分布和部位，动作电位特征与绝对不应期有关。3、 复合肌动作电位在神经传导检查中，通过在神经控制的对应肌肉上贴记录和参考电极，在神 经上施加刺激，可诱发出动作电位，称为复合肌肉动作电位。这个电位 有潜伏期、波幅、面积等参数，直观地反应了神经和肌肉的电生理状态。三、使用仪器、材料实验设备：计算机。仪器：多道电生理仪，温度计。耗材：贴片电极，磨砂膏、酒精、脱脂棉球，导线等。 检测对象：人上臂 通风良好、宽敞的实验室，室温保持在 26-32左右，皮肤温度 30左右。四、实验步骤1 、学习人体上臂神经肌