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医学仪器第四讲医用诊断仪器(细致)

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  第四章 医用诊断仪器 张涛 2007.03 医用诊断仪器 心电诊断仪器 脑电诊断仪器 肌电图机 其他生物电诊断仪器 电声诊断仪器 无创监护仪器 呼吸功能及气体阐发测定安拆 血流量、容量测定安拆 电子压力测定安拆等 4 心电诊断仪器 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 单导心电图机 多导心电图机 胎儿心电图机 心电向量图机 心电图分析测试仪 晚电位测试仪 无毁伤心功能检测仪 心率变同性检测仪 心电阐发仪 ? ? ? ? ? ? ? ? 活动心电功量计 心电多相阐发仪 心电遥测仪 心电德律风传送系统 及时心律阐发记实仪 长程心电记实仪 心电标测图仪 心电工做坐 生物医学丈量的根基特点 一.生物医学丈量根基属于弱信号丈量 ? 生物医学丈量属于弱信号丈量范围,具有 弱信号丈量的配合特点,即要求丈量系统的 活络度高、分辩力强、噪声和抗干扰能 力好。这一特点正在生物电、生物磁信号的测 量中尤为凸起。 部门生物电和生物磁信号幅度范畴见下表 被测信号 心电(皮肤电极) 脑电(头皮电极) 肌电 细胞电位 视网膜电位 眼电 肾电位 心磁 脑磁 幅度范畴 50?V-5mV 10?V-300?V 20?V-10mV ?100?V-+200?V 0-1mV 0.05mV-5mV 10?V-80mV 10-10T量级 10-12T量级 眼磁 肺磁 10-11T量级 10-8T量级 表:部门生物电和生物磁信号的幅度范畴 二.生物体内的噪声对丈量有主要影响 ? 生物体是一个极其复杂的系统,若何从 生物体中无效地提取被测信号,是生物医学 丈量的主要问题。正在生物医学丈量中,不只 要仪器系统的噪声,更主要的是要充实 认识人体噪声的性质和特点,采纳无效法子 (如滤波、相关或自顺应处置,改良信号耦 合方式等),从人体噪声中提取有用信号。 ? 三.消息丈量中容易引入的干扰 (1)电场、和电的干扰 ① 电场干扰: 最常见的电场干扰是工频(50Hz)电场的干扰。 ② 干扰: 变压器、电动机和荧光灯的镇流器四周发生的交 流。 ③ 高频电干扰: 空中的电磁波, 通过丈量系统取人体毗连的导线 引入。 ? 三.消息丈量中容易引入的干扰 (2)刺激对丈量的干扰 刺激的干扰次要是通过生物体的感受器 官引入体内, 惹起心理形态的非常改变,形成丈量成果的 不不变或发生伪差。 四.生物医学消息的多变性 ? 各类生物体都是正在内取外相 顺应的前提下,维持其新陈代谢和生命。 为顺应各类外的变化和差别,生物体 内各类系统,包罗一个细胞、器官、功能 系统甚至全体,它们的功能勾当都正在不断 地变化着,调整着,以正在表里间连结 动态均衡。此外,遗传要素也形成生物体 各类功能、形态的个别差别。这些要素使 被丈量的生物医学消息往往具有多变性。 五.生物医学丈量的平安要求 ? 为了获取生物体内的消息予以丈量,生 物医学丈量系统或仪器一般需通过传感器 或电极取生物体连接,这些传感器或电极, 有些置于体表(皮肤外),有些需插入或 植入机体内部,因而发生了丈量系统对生 物体的电平安性、机械平安性和化学平安 性等问题 1.2.3生物医学丈量仪器的次要手艺目标 ? 活络度 活络度是指仪器正在稳态下输出量变化 取输入量变化之比,可暗示为: ?A0 S? ?Ai S为活络度,?A0 和?Ai别离为输出量变化和输入量变化 频次特征 频次特征是指仪器输出量和相位取输 入正弦信号频次的关系。使仪器的输出 幅度随频次的变化不跨越值(如3dB) 的输入信号频次范畴称为响应频次,又 称为通频带。部门常见心理信号的频次 范畴可参考表1-3。 心理信号 心电 脑电 肌电 眼电 /视网膜电 胃电 血流量 动脉血压 静脉血压 脉搏波 频次范畴(HZ) 0.01-250 0-150 0-10000 0-50 0.05-20 0-30 0-100 0-50 0.1-50 心音 呼吸率 2-2 000 0.1-10 部门常见心理信号的频次范畴 细密度 细密度简称精度,用不异前提下反复丈量间 的最大误差取仪器满量程之比暗示,即 Ep ? ?A ? A ? i j max H ?100% Ai、Aj别离为肆意两次丈量的成果值,H为仪器的最大丈量范畴 精确度 精确度用仪器的现实丈量成果值同实值(理 想值)间的最大误差取仪器满量程之比来暗示, 即 ?Amax Ea ? ? 100 % H Ea为仪器的丈量精确度, ?A max为实测值取实值间的最大误差,H为 仪器的满量程 非线性度 非线性度用实测值和取响应输入量成反比关 系的理论值间最大误差同满量程之比暗示,即 EL ? ?AL max H ?100% EL为仪器的线性度, ?A Lmax为全量程内的实测值取理论值之间的 最大误差,H为全量程 仪器非线性度的示企图 漂移 漂移是指仪器的输出量随时间或外部变 化而变化的程度,次要包罗零点漂移、温度漂 移和活络度温漂等目标。 ①零点漂移:用无输入信号和恒定前提下的仪 器输出量正在必然时间内的最大变化取满量程之 比来暗示,即 Dz ? ?Amax H ?100% Dz为零点漂移,?Azmax 为指按时间内正在输入量为零时输出量的最 大变化,H为仪器的满量程 ②温度漂移:用无输入信号前提下仪器的输出量随温度的 变化取仪器的满量之比来暗示,即 ?AT DT ? ? 100 % H?T DT为温度漂移,?AT为温度变化?T时惹起的仪器输出量变化 ③活络度温漂:用必然温度变化范畴内仪器 活络度的最大相对变化量来暗示,即 DS ? ?Smax S0 ?100% Ds为活络度温漂,?Smax为必然温度变化范畴内仪器活络度的最大变 化 分辩力 分辩力是指仪器分辩出最小的消息变化的能 力。按被测消息的性质和仪器用处的分歧,仪 器分辩力分为幅度分辩率、频次分辩率、时间 分辩率和空间分辩力等目标。幅度分辩率一般 用仪器最小可分辩的输出信号幅度或大小取仪 器满量程之比来暗示,即 Amin R? H R为幅度分辩率,又称为分辩率,Amin为仪器最小可分辩的输出信号 幅值或大小,H为仪器的满量程。R愈小,仪器的幅度分辩率愈高 输入和输出 输入:指从一丈量系统或线环节的输 入端测得的系统本身的,即 Vi Zi ? Ii Zi为系统的输入,Vi和Ii别离为从系统输入端测得的输入电压和 输入电流 输出:指从一丈量系统或线环节的输 出端测得的系统本身的,即 Z0 ? V0 ? Vh ?? Z h ? Vh Zo为系统的输出,Zh为输出端接入的负载,Vo和Vh别离为 系统输出端开和接入负载Zh时的输出电压 漏电流 生物医学仪器对人体电击的次要来历, 有三种: 接地漏电流:仪器接地导线流入大地的电流。 机壳漏电流:仪器外壳经外部导体流入大地,或 流向系统其它部门的电流。 患者漏电流:经连接患者身体的导线或被测患者 身体流入大地的电流。 5 脑电诊断仪器 ? ? ? ? ? 脑电图机 脑电阻仪 脑电波阐发仪 脑地形图仪 脑电及时阐发记实仪 6 肌电诊断仪器 ? 肌电图机 7 其他生物电诊断仪器 ? ? ? ? 眼动图仪 眼震电图仪 视网膜电图仪 诱发电位检测系统(含视、听、体) 8 电声诊断仪器 ? ? ? ? ? ? 听力计 小儿测听计 心音图仪 舌音图仪 胃电图仪 胃肠电流图仪 9 无创监护仪器 ? ? ? ? ? ? 病人监护仪 心电监护仪 血氧饱和度监护仪 无创血压监护仪 脉搏监护仪 体温监护仪 ? 呼吸监护仪 ? 呼吸末二氧化碳监护 仪 ? 麻醉气体监护仪 ? 呼吸功能监护仪 ? 睡眠评价系统 ? 临蓐监护仪 10 呼吸功能及气体阐发测定安拆 ? ? ? ? ? ? 分析肺功能测定仪 呼吸功能测试仪 氧浓度测定仪 肺通能测试仪 CO2浓度测定仪 肺内气体分布功能测 试仪 ? ? ? ? ? 弥散功能测试仪 氮气计 微量气体阐发器 压力型容积描画仪 肺量仪 11 医用刺激器 ? 心净工做坐电刺激器 ? 声、光、电、磁刺激器 12 血流量、容量测定安拆 ? ? ? ? ? 脑血流图仪 血流图仪 电磁血流量计 无创心输出量计 心净血管功能分析测试仪 13 电子压力测定安拆 ? 电子血压脉搏仪 ? 动态血压监护仪

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