医学电子仪器复习与练习指导-117P473KB

1、医学电子仪器复习与练习指导-117P473KB 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 当代医学电子仪器原理与设计温习指导 目录 0阅读材料温习与练习 (1) 第一章医学仪器概述 (1) 第二章生物信息测量中的噪声和干扰 (1) 第三章信号处理 (2) 第四章生物电测量仪器 (4) 第五章血压测量 (6) 第六章医用监护仪器 (8) 第七章心脏治疗仪器与高频电刀 (10) 第八章医用电子仪器的电气安全 (11) 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 0阅读材料温习与练习 1.主要指

2、那些单纯或组合应用于人体，用于生命科学研究和临床诊断治疗的仪器，包括所需的软件。 2.随着当今人类社会的发展和对医学形式认识上的转变，十分是以Internet 为代表的信息技术的普及，以医院为中心的形式必然会再次回归到以的医学形式上来。医学仪器的设计应充分认识这一医学发展的必然趋势。 3.以为中心的医学形式正在崛起，我们从事医学仪器设计应充分认识到这一发展趋势。 4.技术是对生物体中包含的生命现象、状态、性质及变量和成分等信息的信号进行检测和量化的技术。 5. 技术即是研究从被检测的湮没在干扰和噪声中的生物医学信号中提取有用的生物医学信息的方法。 6.本质上是某一专门知识，例如某种疾病的诊断、

3、处方，某些矿物的资源勘探数据分析等的计算机咨询系统(软件)。专家系统的基础是，一类是已经总结在书本上的定律、定理和公式等，另一类是专家们在实际工作中长期积累的经历、教训。 7.请给出虚拟医学仪器的系统构成，并叙述各模块的功能。 8.请简述应用CMOS电路的注意事项。 9.施乐PARC研究中心首席科学家马克.威瑟提出宁静技术Calm Technology：“技术应无缝地融入我们的生活，而不是让我们时时感到技术的战栗与恐惧；我们不会消失在电脑空间中，而是电脑将消失在我们的生活中。结合课程学习体会谈谈宁静技术对医学仪器设计的启示。 第一章医学仪器概述 1.根据检测和处理信号的方法不同，医学仪器的工作

4、方式分为： 和间接、和延时、间断和连续、模拟和。2.根据医学仪器的用处不同，医学仪器通常分为：用仪器，如生物电诊断与监护、生理功能诊断与监护、人体组织成分的电子分析、人体组织构造形态影像诊断；用仪器，如电疗、光疗、磁疗与超声波治疗。 3.方法，即是为了研究、分析生理系统而建立的一个与真实系统具有某种类似性的模型，然后利用这一模型对生理系统进行一系列实验，这种在模型上进行实验的经过就称为系统仿真。 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 4.是医学仪器设计的第一步和关键，是对生命对象进行科学定量描绘的产物。 5.建模关系即模型的度量主要包括

5、：复制有效，在系统输入与输出上认识系统；预测有效，对系统内部状态及总体构造认识清楚；构造有效，内部状态、总体构造及分解构造均有了解等三个层次。 6.广义而言，生理系统的模型不仅包括人造的物理或的模型，也应包括动物模型。 7.即建立一个在某一特定方面与真实系统具有类似性的系统，真实系统称为原型，而这种类似性的系统就称为该原型系统的模型。 8.模型的建立蕴含的三层意思即、和 9.模型可分为和三种. 10.根据真实系统的性质而构造的实体模型即。对生理系统而言，其物理模型通常是由非生物物质构成的，根据其与原型类似的形式可分为如下四种类型：、。11.所谓模型，就是用数学表达式来描绘事物的数学特性，它不像

6、物理模型那样追求与客观事物的几何构造或物理构造的类似性，但可较好地刻划系统内在的数量联络，进而可定量地探求系统的运转规律。 12.构造一个数学模型主要包括即寻求一个适当的数学运算关系来描绘系统的构造、功能和内在联络和即主要来源于实验数据的参量提取两个方面的内容。 13.建立生理系统数学模型的方法主要有、两种。 14. 数学模型的研究方法是指对所研究的系统的内部构造和机理一无所知，仅仅能从外部的客观测量，如系统的输入与输出来考察系统。对于黑箱，其数学模型即为。 15. 数学模型的研究方法适用于那些内部构造和机理已部分地被人们所认识的系统。根据该系统的物理化学经过以及解剖学与生物学知识，用分析的方

7、法推导出描绘系统功能和特性的模型。 16.建模应用自然科学中已经被证实的正确的理论、原理和定律，对被研究系统的有关要素进行分析、演绎、归纳，进而建立系统的数学模型。 17.建模根据两个或者两类系统某些属性或关系的类似，去推论两者的其他属性或者关系可以能类似的方法。 18.建模对无法运用理论分析或构造难于类比，但能获得一定表征系统规律、描绘系统状态的实验数据，可用回归分析等方法建立系统的数学模型或对模型进行验证。 19. 影响仪器设计的基本因素有、和五种，这些因素都是进行设计时考虑的基本原则。 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 20.

8、医学处理信号的特点由和共同决定。信号检测与处理中，对信号有效提取和和处理的前提是获取干净的信号-这是仪器设计中面临的主要问题和挑战之一。 21.在当代的医学仪器设计中，构建生理模型的方法很多，最常用的方法有( )( )( )建模三种方法。 22.( )模型是简化的、类似于实际系统的某些突出特征而设想的一种物理系 统，它较之于真实系统更易于进行分析研究。 23.( )反映的是仪器对不同频率的信号的不同的灵敏度，要求心电图机对0.1到25Hz的频率范围内的信号，频率响应曲线必须是平坦的 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 第二章生物信息测

9、量中的噪声和干扰 1.实现生物信号测量的基本条件是和 2.是电路系统中除了有用信号以外的其他信号，包括人体和测试系统；是由测试系统外部所引起的电路系统中的不期望动作 3.能产生一定的电磁能量而影响周围电路正常工作的物体或设备称为 4.即电磁兼容设计原则是在电子系统之间实现不相互干扰，协调混淆工作的原则，即抑制来自外部的干扰和抑制系统本身对外界其它设备产生干扰。 5.经传播将干扰引入测试系统的耦合方式称为。 6.干扰经公共阻抗耦合是在测试系统内部各单元电路之间、或者两种测试系统之间存在公共阻抗，由电流流经公共阻抗构成压降造成干扰。 7.在电子系统内部元件和元件之间、导线和导线之间以及导线与元件，

10、导线、元件和构造件之间都存在分布电容。一个导体上的电压或干扰成分通过分布电容使其它导体上的电位遭到影响，这种现象称为。 8.用的金属板、金属网作为屏蔽体的屏蔽效果用来描绘。 9.屏蔽电场或远场的平面波即辐射场时，宜选择铜、铝、钢等材料；屏蔽低频磁场，宜选玻莫合金、锰合金、磁钢、铁等材料。 42.测试系统的噪声一般包括：和测量系统内部由器件、材料、部件的物理因素产生的自然扰动即电压或电流。通过噪声经过的分析进行合理的电路设计，降低噪声限度。 10.噪声电压或噪声电流是随机的，不能用一个确定的时间函数来描绘，但服从一定的规律。生物医学电子学中常碰到的噪声源-热噪声和散粒噪声的概率密度服从分布。 1

11、1.功率谱密度表示单位频带内噪声功率随频率的变化。此曲线覆盖的面积在数值上等于噪声的总功率。低频噪声的谱密度随频率的减小而，通常称为粉红色噪声；蓝噪声谱密度随频率的增大而。12.噪声是造成生物医学信号提取经过中的主要障碍。主要有两种材料之间不完全接触，构成起伏的电导率，如开关、继电器或晶体管、二极管的不良接触、电流流过合成碳质电阻的不连续介质等；有源器件在制作工艺经过中，材料外表特性及半导体器件中结点的缺陷等。 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 13.噪声由导体中载流子随机热运动引起。任何处于绝对零度以上的导体中，电子都在做随机热运

12、动。利用以及降低提取传感器的电阻能够限制信号热噪声。 14.半导体器件中载流子产生与消失的随机性是产生噪声的主要原因。 15.低噪声设计的目的是指把总输入噪声减小到最低程度。通常用输入端对地短路时放大器的作为放大器的噪声性能指标。 16.生理仪器对来自测量系统之外的干扰以及测量系统内部的噪声都很敏感，因而( )和( )构成生物信号测量的两个基本条件。 17.在生物医学测量系统中，主要的噪声类型是：()()()三种。 18.在场效应管中经常发生的噪声主要有()()两种。 19.减小电感性耦合的措施有哪些？ 20.电磁干扰的处理措施主要包括那些？ 第三章信号处理 1.简述低噪声放大器设计程序? 2

13、.医用电子仪器放大器对前置级电路的基本要求？ 3.前置放大电路基本构造与性能分析？ 4. 试比拟并讲明光电耦合放大器和变压器耦合放大器的优缺点。隔离电路对工艺有何要求?讲明理由 5.简述图示电路的功能 6.简述图示处理电路接线的功能？ 7.结合图示讲明电气隔离技术的功能？ 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 8.简述生理仪器的前置放大器电路设计应知足的基本要求。 9.请简述在生理类仪器的前置级施行的保护措施。 =20、差动输入电阻大于20k的基本差动放大器，并10.设计一个差动增益A d =80dB确定各电阻的公差。 根据CMRR R

14、 11.题图所示为一测量运算放大器的 CMRR的线路，若所用电阻精度为 =1，器件本身的CMRR为80dB, 求：1测量误差；2若要求测量 误差在10以内，则要求选用多大 精细度的电阻？ 12.题图所示为以医用电子仪 器中典型前置放大电路构造， 其参数如下图。已知当输入 端参加1mv共模电压时，电路 输出为0.05mv；当输入端短 路接地时，测得输出端信号的 峰-峰值为 1.5mv。请完成下 列相关问题：1推导计算电 路的CMRR? (2)扼要讲明提高该电路共模抑制能力的措施？3计算该电路 的等效输入噪声U in 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 医学电子仪器温习与练习指导-11

15、7P473KB 第四章生物电测量仪器 1.在脑电图的测量中，电极的安顿标准遵循脑电图国际学会制定的()系统。 2.()是设置一个星形电阻网络，即在爱氏三角形的三个顶点上分 别接入一个等值电阻，三个电阻的另一端接在一起。工作电极放置在规定位置，参考电极接至中心电位端，构成单极性接发。 3.金属电极放入电解液中，在金属外表构成电极材料和电解液之间的电位差称为()。 4.()是用来测量脑电信号的生物电放大器，脑电放大器的工作原理与心电放大器基本一样，但由于脑电信号的幅值范围为10100V，其放大器有()()()()()()等特点. 5.()的作用是将以离子电流的形式在生物体内传播的生物电信号转化为电

16、子电流形式的信号，主要用于测量()电位。 6.心电图机主体从原理上可分为：()()()()()。 7.所谓“等电位接地系统是使病人环境中的所有导电外表和插座地线处于一样电位，然后接真正的“地，以保护电气敏感病人，也能保护病人免受其他地方地线故障的影响。在同等电位按地线连接有困难或禁止连接的情况下，可用充分厚的绝缘物覆盖在金属外表上，防止人和金属外表接触。在安全标准中，原则上要求离患者2.5 m以内的范围要到达()。 8.试讨论选择威尔逊中心端电阻时应考虑的因素，讲明电阻选得太大或太小的优缺点。 9.脑电图有什么基本特征?分别以什么方式表示? 10.何谓特异性诱发电位?临床上常用的诱发电位有哪几

17、种? 14.简述影响EGG准确测量的因素？ 15.题图所示为接在放大器两个输入端 的导联脱落监视电路，试分析其工作原 理。 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 16.设计一右腿驱动电路，并标出所有电阻的数值。对流经身体的50Hz 、1A 的电流，要求共模电压必须减小到2 mV ；当放大器在12 V 饱和时，电路流过的电流不应大于5A 17.脑电图系统由哪些单元部件组成?试讲明各主要部件的功能。 18.设计一个脑电图机用的电极阻抗测量电路，并讲明其与心电图机中的电极脱落电路相比有何异同，为什么? 19.在ECG-6511中，采用了锁相技

18、术来作传动走纸电机的调速和稳速控制，使走纸速度准确，请给出锁相环实现电机调速和稳速的原理示意图，并解释。 20.在心电图机设计中假如屏蔽层采用一点接地会降低共模抑制能力，为什么？为了提高共模抑制比，屏蔽层采用什么措施，请给出其理由。参考下列图中的屏蔽层设计。 21.为了记录某一肢体单极导联心电波形时，把该肢体与wilson 中心电端之间所接的电阻断开，改良成增加电压幅度的导联形式，即所称的加压导联，请给出加压导联aVF aVL aVR ,与wilson 网络的连接图，并证实电压幅度的增加。 A1 A2 医学电子仪器温习与练习指导-117P473KB 医学电子仪器温习与练习指导-117P473K

19、B 第五章血压测量 1.动脉血压一般是指内的血压，通常以肱动脉血压代表。 2.动脉是动脉血压波动时所引起的动脉血管壁的搏动。 3.心缩期动脉血压上升，到达最高点的数值，称为；心舒期动脉血压下降，降至最低点的数值，称为；收缩压与舒张压之差为，简称脉压。在一个心动周期中动脉血压的平均值称为，可用舒张压加上三分之一的脉压差来表示。 4.当对右心房血压进行测量时，体位引起的血压变化很小，故临床大多在上臂进行血压检查是很恰当的，由于它几乎与在同一水平线上。而在别的高度上测量血压时，应根据高度差进行校正。这样可作为血压测量的参考点。 5.用充满液体的导管测量人体内部压力时，一般是通过液体柱将压力引到人体外

20、部的传感器进行测量。为反映人体内导管端部的压力，应将外部传感器与测量点置于上，但最好的办法是将外部传感器置于参考点的水平线上，这样就不用考虑导管的端部在体内的位置了。 6.是将一根导管经皮插入欲测部位的血管或心脏内，通过导管内的液柱同放在体外的应变式传感器、线性可变电感式差动变压器、电容式传感器等相连，进而测出导管端部的压力。优点是测量值准确，并能进行连续测量，缺点是有创伤。 7.()按传感器的又分两类：一类是将血管内测量点的压力通过充满液体的导管引出体外，传感器置于体外进行测量；另一类测量则是将传感器置于导管的顶端，直接进入血管内测试点进行测量。 8.由于传感器特性的离散性，不同传感器配用一样测量电路时，所得结果显然不可能一致。为了解决这一矛盾，就必须对传感器的灵敏度加以。 9. ()NIBP non-invasively blood pressure measurement)是利用脉管内压力与血液阻断开通时刻