现代医学电子仪器原理与设计课件第二版_第一章.ppt

1、现代医学电子设备的原理和设计第二板块主编吕学洙，叶钢，课程要求，课程要求：课程要求：缺席渡边杏，迟到早退渡边杏。作业，课外(星期四下午科系)。考试成绩：平时成绩20%，实验10%，考试70%。本课程含义：专业市场定位：医疗器械设计、使用和维护。学习医疗器械的结构和原理。掌握医疗器械的设计、使用、维护方法。为就业和工作打下一定的基础。第一章医学仪器概述，医学仪器：主要用于诊断和治疗人体的疾病，其作用对象是复杂的人体，因此医学仪器比其他仪器具有特殊性。在医学机构没有出现太多之前，医生主要通过经验通过手和五官获得诊断信息。目前，医学仪器可以为医生观察和诊断提供人体的各种信息。第一次生物信号知识介绍，

2、人体系统的特征人体由复杂的自然系统、运动、循环、呼吸、消化、排泄、神经、内分泌、生殖系统等八大系统组成。人体控制功能的特征负反馈机制：人体系统对外部干扰稳定。反馈：将输出信息作为输入传递称为反馈。负反馈：输出反馈与输入量的极性相反。负反馈角色：双重支配：生物体不是由一个变量的正值和负值单独控制的。多层：高级循环控制下一级循环。适应性：根据外部刺激改变控制系统本身。非线性：生物信息的基本特性不稳定性：心电图，血压等精神紧张，心电图畸变，血压上升。非线性：概率性：生物特征信息检测和处理生物特征信号检测：微弱和低频信号检测。生物信号处理：时域，频域信号处理。2节医疗器械的结构和工作原理、医疗器械的基

3、本配置、信号收集、信号预处理、信号处理、记录显示器、数据存储、信号校准、资料传输、刺激激励、反馈控制生物信号处理系统：信号预处理、信号处理；生物信号记录显示系统：直接记录、存储记录、数字显示辅助系统：控制和反馈、数据存储和传输、标准信号生成和附加能量等；医疗设备工作方式直接和间接方法：直接工作方法：间接工作方法：实时和延迟方法：实时工作方法：延迟工作方法：间歇性和连续：模拟，频率响应：仪器保持线性输出时允许输入频率变化的范围。信噪比：信号功率与噪声功率的比率。噪音：除已测试信号外的所有干扰。仪器内部噪声：输入短路的噪声电压。零漂移：输入量恒定(或没有输入信号)时，输出量偏离原始起始值，上下浮动

4、，缓慢变化的现象。共模抑制比：微分模式增益；共同模式增益。医疗器械的特殊性生物信号检测(医疗诊断机):生物系统与物理系统不同，在检查过程中不能停止分解。因此，人体和生物信息的特殊性构成了医疗器械的特殊性。噪音特性：生物信号通常是微弱的低频信号，常见的交流检测噪音和电磁感应噪音的危险很大。一般来说，限制噪音比扩大信号更有意义。个人差异和系统性：个人差异相当大，医疗器械必须适应人体差异。人体还需要用复杂的系统来测量特定的功能状态时，考虑相关因素的影响。，生理功能的自然：检测时，仪器(探针、传感器)因接触而测量的对象的生理功能需要防止变化。接触接口的多样性：传感器(电极)和测试对象之间有适当接触的接

5、口。操作和安全：医疗器械的检查对象是人体。必须保证电气安全、辐射安全、热安全和机械安全，有时也不允许操作失误造成的损害。操作员是医生或医疗辅助人员，仪器操作要简单、安全、适用、可靠。典型医学参数(理解)P9表11医疗器械分类，第四节生理系统建模和仪器设计建立了实际系统模型，对模型进行了实验，成为系统分析、研究的非常有效的手段。为了实现系统研究的目的，系统模型用于收集系统相关信息和说明系统相关实体。也就是说，模型是用于创建运动数据的指令集，可以用数学公式、图片、表等表示。模型是对该实际对象和实际关系中有用和有趣特性的抽象，是对系统某些本质的说明，并以多种形式提供了所研究系统的说明信息。生理系统建

6、模：是对整个系统的所有级别的行为、参数及其关系的数学模型制定工作，最终我想用数学形式表达。建模的目的：更好地理解生物系统的行为和规律，为生物控制打下基础。意义：生物系统建模及模拟将生物系统简化为数学模型，对牙齿模型进行计算分析，将实际的复杂、器官、昂贵、无法实现的实验大大提高研究效率和定量性，研究人工发挥控制条件，影响生物系统运行过程。系统模型和建模关系在选择模型结构时必须满足两个茄子先决条件。一是具体化模型研究的目的。二是了解特定建模目标和系统结构属性之间的关系。系统模型的结构具有以下特征：相似性：模型和正在研究的系统在特性上具有相似的特性和变形规律。简单：在实用的前提下，模型越简单越好。多

7、面性：可以为同一系统徐璐创建与不同层次相对应的多个模型。模型的有效性通过适合性来测量，可以分为三个茄子模型有效级别。复制有效：模型的输入输出与从物理系统获得的输入输出数据相匹配。预测有效：您可以预测实际系统未来的状态和行为变化，并在获取实际系统数据之前在模型中查看这些数据。结构效果：建模者可以了解实际系统内部之间的工作关系，了解实际系统的内部分解结构，并将实际系统描述为多个子系统徐璐连接的整体。建立生理系统模型的基本方法建模：即在特定方面建立与真实系统相似的系统。实际系统称为原型，类似的系统称为原型。模型通常分为三个茄子类别：物理模型、数学模型和说明模型。物理系统，模型，物理空间解决方案，模型空间解决方案，图1-3生理系统建模的基本方法，(3)，描述模型描述模型：抽象(没有物理实体)，不能(至少目前很难)用数学方程表示，只能用语言(自然)表示(大卫亚设，北美国电视电视剧，理论)构建生理模型的一般方法和实例(1)，理论分析建模：分析、演绎、归纳在自然科学过程中证明的正确理论、原理和定理，构建系统的数学模型。(b)，模拟分析建模：如果可以用相同形式的数学模型描述两个不同的系统，则可以徐璐比喻这两个系统。也就是说，类比分析是根据两个茄子(或两个茄子)系统的特定