《生物医学测量》课程教学大纲

《生物医学测量》教学大纲课程英文名Bioinstrumentation课程代码C0826Z04学分3.5总学时56理论学时40实验/实践学时16课程类别专业课课程性质限选先修课程《工程生理学》《模拟电子线路》《数字逻辑与单片机基础》《虚拟仪器》适用专业生物医学工程开课学院信息工程学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程是生物医学工程专业的一门重要的限选专业课，课程采用双语教学的方式。本课程以工程生理学的基本知识点作为支撑，利用模拟电子线路、数字逻辑与单片机基础等电路分析与电路设计方法及LabVIEW虚拟仪器仿真手段，以人体及其他生物体为基本对象，研究对各种生命现象、状态、性质和成分进行测量的原理和技术科学。本课程的主要任务是使学生在掌握人体各类生理信号基本特性及采集方式的基础上，具备生理信号采集电路设计的实践能力，为后续相关医疗设备与仪器的开发打下坚实的基础。（二）课程目标课程目标毕业要求目标分类1.掌握人体各类生理信号的基本特性及采集方式，熟练掌握生命指征信号体温及血流、生物电信号脑电及肌电的形成机制与检测原理和临床应用。2,3,10记忆理解应用2.掌握磁共振成像、核医学成像等各种关键医学成像技术的原理和设备，了解医学成像技术的临床应用。2,3,10记忆理解分析3.掌握生理信号采集电路设计方法，通过资料检索，文献查阅，熟练掌握体温检测、脑电前置放大器电路的设计与开发。3,4,5分析应用评价二、课程目标达成的途径与方法课程目标教学环节对应内容课程目标1讲授第1到4章及作业实验1,2,3,51.Fundamentalconcepts2.MeasuringBodyTemperature3.UltrasonicandElectromagneticBloodFlowandVelocityMeasurement4.Electromyography,ElectroencephalographyandEvokedPotentials:Detection,Processing,andApplications课程目标2讲授第5到7章及作业综述报告5.MagneticResonanceandUltrasonicImaging6.EmissionImaging:SPECTandPET7.Endoscopy8.ReviewReport课程目标3实验4,6DesignofbodytemperaturemeasurementAmplifierofbioelectricalsignals三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求2毕业要求3毕业要求4毕业要求5毕业要求10课程目标1MHH课程目标2MHH课程目标3HHH四、课程主要内容与基本要求概述：测量系统的基本概念及基本测量电路，掌握基本测量电路及合理利用LabVIEW平台组建测量电路并调试检验测量电路，了解Tina-TI、Multisim电路仿真工具的使用。体温的测量：了解体温的形成机制；掌握体温检测的侵入式和非侵入式测量位点及体温的特性；熟练掌握热敏电阻、热电偶测温原理；利用热敏电阻实现体温检测系统的设计开发。血流速及血流量的测量：掌握超声血流速及血流量测量原理；了解电磁血流量计的使用；掌握血压的基本概念及测量方法；实验验证听诊器柯式音法与电子血压计测量血压的不同。生物电（肌电、脑电、诱发电位）信号的测量：掌握肌电、脑电、诱发电位等生物电信号的基本特性、检测提取原理及临床应用；了解生物电信号检测的伪影干扰因素及抑制方法；熟练掌握脑电信号前置放大电路的设计方法；了解心电信号采集时的抗干扰设计；了解信号采集后处理的基本方法和基本常识。磁共振成像和超声成像技术：掌握核磁共振基本物理原理；熟练掌握磁共振成像技术原理及成像设备；了解超声成像原理及超声成像设备的分类。核医学成像技术：掌握化学同位素及放射性同位素的基本概念；掌握γ相机、PET、SPECT等核医学成像技术的原理及设备；了解核医学成像技术的典型医疗应用。电子内窥镜成像技术：了解电子内窥镜的基本构成；了解胶囊内镜的基本原理；了解电子内窥镜在临床应用的分类。综述汇报和答辩：学习学术论文撰写和学术汇报的基本要求，自主选择生物医学测量领域的主题，进行文献阅读和撰写综述性论文，并在班级进行汇报和答辩。五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标1Fundamentalconcepts2实验1课程目标12MeasuringBodyTemperature8作业，实验4课程目标1,33UltrasonicandElectromagneticBloodFlowandVelocityMeasurement8作业，实验2,3课程目标14Electromyography,ElectroencephalographyandEvokedPotentials:Detection,Processing,andApplications14作业，实验5,6课程目标1,35MagneticResonanceandUltrasonicImaging8作业课程目标26EmissionImaging:SPECTandPET6作业课程目标27Endoscopy4作业课程目标28ReviewReport6Presentation课程目标1,2六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1实验系统应用基础知识2学习LabviewELVIS及Tina-TI/Multisim等仿真开发工具实验验证演示必做2血压原理与记录实验2掌握血压测量的原理及不同方法实验验证演示必做3血压压力传感电路实验2掌握压力传感器及测量电桥的原理实验报告验证必做4热敏电阻、热电耦测体温系统6掌握温度检测电路设计方法作品设计，实验报告综合必做5电化学检测电路实验2掌握电化学I/V转换电路设计实验设计，实验报告设计必做6生物电信号放大器实验2学会生理信号放大器电路设计，了解弱信号放大的基本要求实验验证验证必做7血氧饱和度测量实验2学习血氧饱和度基本方法实验验证验证选做8磁共振成像实验2学习磁共振成像过程及方法实验验证演示选做9心电测量系统（ECG）6设计心电测量系统，包含前置放大，滤波，信号显示与处理实验验证验证选做10脉博测量实验2了解脉博测量的原理实验验证验证选做七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核到课率、平时作业、平时实验点名记录作业批改成绩实验验收标准20%实验考核到课率、实验操作及实验报告点名记录实验验收成绩报告批改成绩20%期末考核综述论文、ppt报告综述评定成绩ppt报告答辩成绩60%考核类别考查成绩登记方式五级制八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1.《Biomedicaltechnologyanddeviceshandbook》,JamesMoore,GeorgeZouridakis,CRCPress,2003.2.《Bioinstrumentation》,JohnD.Enderle,MorganandClaypoolPublishers,2006.3.《AnalysisandApplicationofAnalogElectronicCircuitstoBiomedicalInsturmentation》,RobertB.Northrop,CRCPress,2004.（二）主要参考书：1.《DesignandDevelopmentofMedicalElectronicInstrumentatio