醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)：第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論

1、醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論授課老師楊智，鄧軍民，石宏理，李春林，張璐本人簡(jiǎn)介教育工作背景研究方向：醫(yī)學(xué)影像，圖像處理，儀器與控制辦公室：階平樓463電話：83911548,件：zhiyang, zhiyang1醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論教材理論課選用教材：余學(xué)飛，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計(jì)，第三版，華南理工大學(xué)出版社，2013。實(shí)驗(yàn)課教材：鄧軍民、石宏理，醫(yī)學(xué)電子儀器原理實(shí)驗(yàn)講義，第一版，首都醫(yī)科大學(xué)，2013。2醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論參考書其他參考資料：王保華，生物醫(yī)學(xué)測(cè)量與儀器第二版，復(fù)旦大學(xué)出版社，2009鄧親

2、愷，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)原理/21世紀(jì)高等院校教材，科學(xué)出版社，2009王成，醫(yī)學(xué)儀器原理，上海交大出版社，2008R. Anandanatarajan, Biomedical Instrumentation and Measurements, 2011Nandini K Jog, Electronics in Medicine and Biomedical Instrumentation, 20133醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論課程要求不缺課，遲到，早退輔導(dǎo)：周二下午2:00 4:00考核：期末考試：50%實(shí)驗(yàn)：20%期中，期末大作業(yè)：10%作業(yè)或小考：10%考勤：10%4醫(yī)用電子

3、儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論課程要求實(shí)驗(yàn)：預(yù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告：每次實(shí)驗(yàn)前交預(yù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，含如下內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)或原理、預(yù)期結(jié)果、可能的問(wèn)題和注意事項(xiàng)；實(shí)驗(yàn)報(bào)告：每次實(shí)驗(yàn)前交上次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，含實(shí)驗(yàn)方法步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析、和預(yù)期結(jié)果的 比較、討論和結(jié)論。5醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論課程要求作業(yè)：周一上課前交上周作業(yè)期中大作業(yè)：綜述報(bào)告，老師提供方向第四周布置，第8周交報(bào)告期末大作業(yè)：小組、自選題目（課上內(nèi)容以外）第13周交DOC綜述并作PPT報(bào)告英文報(bào)告加分6醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論課程體系7生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)電路分析模擬電子數(shù)字電子傳感

4、器。信號(hào)與系統(tǒng)數(shù)字信號(hào)處理醫(yī)學(xué)信號(hào)處理DSP課程設(shè)計(jì)。醫(yī)用電子儀器醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論緒論生命之“電”：生命活性的基本特征就表現(xiàn)為電的活動(dòng)8骨壓電現(xiàn)象鐵電性組織醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論緒論電現(xiàn)象的早期觀察1786:意大利物理學(xué)家Luigi Galvani在解剖蛙時(shí)觀察到了“動(dòng)物電”；1802：Galvani的侄子Giovanni Aldini展示了著名的電激發(fā)肌肉運(yùn)動(dòng)1827: 意大利物理學(xué)家L. Nobili首次用靜電計(jì)方法記錄出蛙肌電； 1842：意大利物理學(xué)家Matteucci揭示了電壓和電流的因果關(guān)系；1903：荷蘭生理學(xué)家Willem Eint

5、hoven構(gòu)造了第一個(gè)心電圖儀9醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論緒論電人的感知和影響能力的延伸測(cè)量：通過(guò)測(cè)量溫度、壓力、流量、成份等等以及成像，研究生命現(xiàn)象，診斷疾病控制：通過(guò)控制進(jìn)行治療和康復(fù)神經(jīng)刺激心臟，腦起搏器各種微波、紅外、激光、射線，磁場(chǎng)等現(xiàn)代治療儀器和康復(fù)儀器10醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論緒論電子技術(shù)的應(yīng)用電子技術(shù)是現(xiàn)代醫(yī)用電子儀器的基石傳感，換能，測(cè)量準(zhǔn)確可靠 （6-Sigma）、快速小型化，模塊化運(yùn)算、分析、控制大容量存儲(chǔ)多樣化詮釋11醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論緒論第一節(jié) 生物信號(hào)簡(jiǎn)介人體（包括絕大多數(shù)生物體）是非常復(fù)雜的系統(tǒng)，具有復(fù)雜

6、精巧的結(jié)構(gòu)。人體又是一個(gè)開(kāi)放的、時(shí)變和高度非線性的系統(tǒng)，是能接觸到的最復(fù)雜的系統(tǒng)之一，其運(yùn)動(dòng)機(jī)理至今尚有很多未研究清楚。12醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第一節(jié) 生物信號(hào)簡(jiǎn)介 功能子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)器官的自控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)神經(jīng)控制系統(tǒng)（1-100m/s）循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)分泌系統(tǒng)呼吸系統(tǒng)免疫系統(tǒng)這些系統(tǒng)既相互獨(dú)立，又保持有機(jī)的聯(lián)系，共同構(gòu)成復(fù)雜的人體，維持生命的運(yùn)行。13醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第一節(jié) 生物信號(hào)簡(jiǎn)介人體的子系統(tǒng)高度復(fù)雜的人體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，決定了人體生理信號(hào)具有不同于通常機(jī)械、電子控制系統(tǒng)信號(hào)的特點(diǎn)：復(fù)雜性頻帶重疊：就信號(hào)源特點(diǎn)來(lái)講，人體是一個(gè)體擴(kuò)散源，而

7、且多個(gè)信號(hào)源存在頻帶（部分）重疊。例如心、腦電信號(hào)提取時(shí)存在肌電信號(hào)的干擾。傳輸介質(zhì)復(fù)雜：不同的組織結(jié)構(gòu)對(duì)于信號(hào)的傳遞能力、特性不同，使得信號(hào)分析處理進(jìn)一步復(fù)雜化。14醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第一節(jié) 生物信號(hào)簡(jiǎn)介不穩(wěn)定性生物體是一個(gè)時(shí)變、自適應(yīng)、響應(yīng)環(huán)境的開(kāi)放系統(tǒng)，其自身內(nèi)在的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也極其復(fù)雜，因此影響生理狀態(tài)的因素也非常多，決定了生物信號(hào)一般不存在靜態(tài)的穩(wěn)定性。信號(hào)較弱生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的幅值通常都非常小。最強(qiáng)的心電信號(hào)只有毫伏級(jí)，特別弱的電流信號(hào)只有皮安級(jí)（pA,10-12A）。由此對(duì)放大器的放大倍數(shù)和抗干擾性能要求就非常高。15醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第一

8、節(jié) 生物信號(hào)簡(jiǎn)介頻率低一般生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的頻率都特別低。信號(hào)太低的頻率對(duì)放大器的時(shí)間穩(wěn)定性提出了很高的要求，克服直流漂移（零點(diǎn)漂移）成為放大器的重要指標(biāo)。干擾（噪音）非常強(qiáng)由于信號(hào)幅度很小，信噪比通常很低，噪音顯得非常強(qiáng)，甚至淹沒(méi)了目標(biāo)信號(hào)。干擾和噪音的頻帶還常常和目標(biāo)信號(hào)的頻帶重疊，使得去噪，抗干擾很困難。16醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第一節(jié) 生物信號(hào)簡(jiǎn)介17若干醫(yī)學(xué)信號(hào)的生理參數(shù)范圍醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第一節(jié) 生物信號(hào)簡(jiǎn)介第二節(jié)醫(yī)學(xué)電子儀器的結(jié)構(gòu)和工作方式醫(yī)學(xué)儀器是什么？18醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第二節(jié)醫(yī)學(xué)電子儀器的結(jié)構(gòu)和工作方式是指

9、用于人體的設(shè)備、儀器，包括所需的軟件，以達(dá)到對(duì)疾病的防預(yù)、診斷、治療、監(jiān)護(hù)和緩解；損傷、殘疾的防預(yù)、診斷、治療、監(jiān)護(hù)和緩解；生理、病理的研究、替代或者調(diào)節(jié)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，醫(yī)學(xué)儀器是以醫(yī)學(xué)臨床和研究為目的的儀器。醫(yī)學(xué)儀器的發(fā)展簡(jiǎn)史針灸（Accupuncture）：約2000年前聽(tīng)診器（stethoscope）：1816, Rene Laennec體溫計(jì)（Thermometer）：1611，1701，1724，1742，1866，1999。Santorio， Newton， Fahrenheit， Celsius，Allbutt， Pompei 。X射線照相（X-ray Radiography）：18

10、95, W. Rontgen心電圖（Electrocardiography, ECG or Elektrokardio-gramm, EKG）：1901, W. Einthoven腦電圖（Electroencephalography, EEG）：1924， H. Berger超聲波診斷儀（Diagnostic Ultrasound ）：1958，I. Donald計(jì)算機(jī)斷層掃描（Computed Tomography, CT ）：1972， G. Hounsfield磁共振成像儀（Magnetic Resonance Imaging, MRI）：1973，P. Lauterbur, P. Ma

11、nsfield醫(yī)學(xué)儀器是一個(gè)不斷更新發(fā)展的技術(shù)，而且現(xiàn)在正經(jīng)歷著一個(gè)前所未有的創(chuàng)新發(fā)展時(shí)期。19醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第二節(jié)醫(yī)學(xué)電子儀器的結(jié)構(gòu)和工作方式醫(yī)學(xué)儀器的分類醫(yī)學(xué)成像儀器：US，CT，MRI，。醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)儀器：心、腦電子儀器，測(cè)量?jī)x器。醫(yī)學(xué)治療儀器：激光，微波，超聲。醫(yī)學(xué)分析儀器：化學(xué)方法、物理方法人工器官及儀器：植入和非植入醫(yī)學(xué)光學(xué)儀器：輔助設(shè)備：消毒、醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)隨著醫(yī)學(xué)儀器的發(fā)展，類別間有融合的趨勢(shì)。20醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第二節(jié)醫(yī)學(xué)電子儀器的結(jié)構(gòu)和工作方式醫(yī)學(xué)儀器的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)輔助診斷（CAD）、機(jī)器人、智能化設(shè)備移動(dòng)可穿戴/家庭/自我

12、監(jiān)護(hù)、診斷，治療遠(yuǎn)程醫(yī)療微創(chuàng)和無(wú)創(chuàng)設(shè)備：成像、測(cè)量、治療器械和藥物的復(fù)合：植入式藥物系統(tǒng)和藥物灌注器械采用硬件和組織工程的器官移植、輔助器械， 如各種人工器官，組織工程化器官和電刺激21醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第二節(jié)醫(yī)學(xué)電子儀器的結(jié)構(gòu)和工作方式醫(yī)學(xué)電子儀器的基本構(gòu)成22醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第二節(jié)醫(yī)學(xué)電子儀器的結(jié)構(gòu)和工作方式信號(hào)采集信號(hào)預(yù)處理信號(hào)處理記錄顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)信號(hào)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸刺激激勵(lì)反饋控制圖1-1 醫(yī)學(xué)電子儀器結(jié)構(gòu)框圖例：電子血壓測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)23醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第二節(jié)醫(yī)學(xué)電子儀器的結(jié)構(gòu)和工作方式例：超聲波設(shè)備的一般結(jié)構(gòu)24

13、醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第二節(jié)醫(yī)學(xué)電子儀器的結(jié)構(gòu)和工作方式local oscillatorbaseband例：核磁共振設(shè)備的一般結(jié)構(gòu)25醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第二節(jié)醫(yī)學(xué)電子儀器的結(jié)構(gòu)和工作方式傳感器（Transducer）：通常將需要測(cè)量的物理量、特性和狀態(tài)通過(guò)直接或間接的方法轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以便電子儀器進(jìn)行處理、顯示和記錄。例如，壓力傳感器、離子傳感器、超聲傳感器等。傳感器是測(cè)量監(jiān)控儀器的關(guān)鍵部件，直接影響著精度和效果。醫(yī)學(xué)電子儀器的基本構(gòu)成26醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第二節(jié)醫(yī)學(xué)電子儀器的結(jié)構(gòu)和工作方式信號(hào)預(yù)處理和采集系統(tǒng)（Preproc

14、essing and Data acquisition system or DAS）：信號(hào)預(yù)處理主要完成信號(hào)的放大、濾波、線性化等，將傳感器得到的信號(hào)調(diào)整到適合信號(hào)采集系統(tǒng)采集的要求。為了保證有效的預(yù)處理，有時(shí)需要調(diào)制/解調(diào)，阻抗匹配，過(guò)壓保護(hù)以及信號(hào)的電器隔離等等。信號(hào)采集就是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，記錄下來(lái)或傳輸?shù)较乱患?jí)進(jìn)行處理。醫(yī)學(xué)電子儀器的基本構(gòu)成27醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第二節(jié)醫(yī)學(xué)電子儀器的結(jié)構(gòu)和工作方式信號(hào)處理（Signal processing）：主要完成數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)據(jù)管理和程序控制等功能，包括運(yùn)算、分析、診斷等。人機(jī)交互系統(tǒng)、記錄顯示系統(tǒng)：各種顯示終端

15、和記錄設(shè)備，包括顯示器，指示器，各種記錄儀和存儲(chǔ)設(shè)備。其他輔助系統(tǒng)：如電源系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、能量發(fā)射系統(tǒng)等等。醫(yī)學(xué)電子儀器的基本構(gòu)成28醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第二節(jié)醫(yī)學(xué)電子儀器的結(jié)構(gòu)和工作方式醫(yī)學(xué)儀器的性能要求有效性（Effectivness）：測(cè)量的有效性對(duì)于測(cè)量設(shè)備是至關(guān)重要的，通常有很多指標(biāo)，如量程、靈敏度、線性、頻率特性、信噪比、準(zhǔn)確度與精度、絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差、重復(fù)性等?？刹僮餍?（Operability）：實(shí)際操作是否方便，操作部件是否靈活，操作方法、人機(jī)交互是否有好等。安全性（Safety）：包括電器安全、輻射安全、機(jī)械安全和熱安全等等。第三節(jié)醫(yī)學(xué)

16、儀器的特性與分類29醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第三節(jié)醫(yī)學(xué)儀器的特性與分類醫(yī)學(xué)儀器的主要技術(shù)指標(biāo)30醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第三節(jié)醫(yī)學(xué)儀器的特性與分類31醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第三節(jié)醫(yī)學(xué)儀器的特性與分類為了減少系統(tǒng)特性參數(shù)隨信號(hào)源阻抗的變化，應(yīng)盡可能的提高輸入阻抗。32醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第三節(jié)醫(yī)學(xué)儀器的特性與分類33醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第三節(jié)醫(yī)學(xué)儀器的特性與分類34醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第三節(jié)醫(yī)學(xué)儀器的特性與分類靈敏度（Sensitivity）：儀器的靈敏度是指輸出變化量與對(duì)應(yīng)

17、輸入變化量之比，即單位輸入量所對(duì)應(yīng)的輸出量。頻率響應(yīng)（Frequency response）：儀器保持線性輸出時(shí)允許其輸入頻率變化的范圍，是表示系統(tǒng)增益隨頻率變化的一個(gè)指標(biāo)。35醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第三節(jié)醫(yī)學(xué)儀器的特性與分類36醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第三節(jié)醫(yī)學(xué)儀器的特性與分類37醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第三節(jié)醫(yī)學(xué)儀器的特性與分類由于檢測(cè)對(duì)象的特殊性，決定了醫(yī)學(xué)儀器的特殊性，研制時(shí)，需考慮如下幾方面：抗噪聲特性人體個(gè)體差異和子系統(tǒng)的相互聯(lián)系影響避免檢測(cè)過(guò)程對(duì)生物機(jī)能的干擾接觸界面的多樣性操作簡(jiǎn)單、安全可靠醫(yī)學(xué)儀器的特殊性38醫(yī)用電子儀器

18、原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第三節(jié)醫(yī)學(xué)儀器的特性與分類按檢測(cè)的生理參數(shù)分類參數(shù)、轉(zhuǎn)換原理按用途分類診斷用儀器：生物電診斷與護(hù)理儀：ECG，EEG生理功能診斷與護(hù)理：血壓計(jì)、呼吸機(jī)、脈搏人體組織成份的分析檢驗(yàn)：血球計(jì)數(shù)器、生化分析儀、血液氣體分析儀影像診斷儀器：超聲波，CT，MRI， PET理療用儀器：電療機(jī)、光療機(jī)、磁療機(jī)、HIFU、微波等醫(yī)學(xué)儀器的分類39醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第三節(jié)醫(yī)學(xué)儀器的特性與分類構(gòu)造一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)的模型，在模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，成為系統(tǒng)分析、研究的十分有效的手段。模型是為了產(chǎn)生行為數(shù)據(jù)的一組指令，它可以用數(shù)學(xué)公式、圖、表等形式表示。模型是對(duì)真實(shí)對(duì)象和真實(shí)

19、關(guān)系的抽象，是對(duì)系統(tǒng)某些本質(zhì)方面的描述有效性是系統(tǒng)模型的關(guān)鍵：實(shí)際系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型系統(tǒng)數(shù)據(jù)第四節(jié) 生物系統(tǒng)的建模與儀器設(shè)計(jì)40醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第四節(jié) 生物系統(tǒng)的建模與儀器設(shè)計(jì)好的模型的特點(diǎn)：相似性：模型與所研究系統(tǒng)在屬性上具有相似的特性和變化規(guī)律；簡(jiǎn)單性：實(shí)用的前提下，模型越簡(jiǎn)單越好；多面性：對(duì)同一系統(tǒng)可以產(chǎn)生相應(yīng)于不同層次的多種模型；有效性的三個(gè)層次復(fù)制有效：系統(tǒng)被看作是一個(gè)黑箱預(yù)測(cè)有效：了解系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行的機(jī)制結(jié)構(gòu)有效：深層次了解系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制，內(nèi)部分解結(jié)構(gòu)41醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第四節(jié) 生物系統(tǒng)的建模與儀器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化、抽象和理想化：例如研究血管時(shí)

20、，將心臟簡(jiǎn)化為一個(gè)泵。常用的模型有：物理模型、數(shù)學(xué)模型和知識(shí)模型。生物系統(tǒng)建模的基本方法42醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第四節(jié) 生物系統(tǒng)的建模與儀器設(shè)計(jì)物理模型：有一些幾何相似的模型力學(xué)相似模型生物特性相似的模型等效電路模型43醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第四節(jié) 生物系統(tǒng)的建模與儀器設(shè)計(jì)生物系統(tǒng)建模的基本方法幾何相似的模型44醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第四節(jié) 生物系統(tǒng)的建模與儀器設(shè)計(jì)力學(xué)相似的模型45醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第四節(jié) 生物系統(tǒng)的建模與儀器設(shè)計(jì)生物系統(tǒng)建模的基本方法46黑箱方法理論分析：對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行了解，通過(guò)簡(jiǎn)化和抽象得出

21、的數(shù)學(xué)模型。知識(shí)（描述）模型：對(duì)難以用數(shù)學(xué)方法和模型描述的系統(tǒng)的表示方法，如專家系統(tǒng)。醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第四節(jié) 生物系統(tǒng)的建模與儀器設(shè)計(jì)第五節(jié) 生物醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的原則與步驟設(shè)計(jì)原則信號(hào)因素：要考慮信號(hào)的大小，頻率等特性環(huán)境因素：避免與環(huán)境相互影響所需的技術(shù)要求醫(yī)學(xué)因素：無(wú)創(chuàng)，微創(chuàng)，內(nèi)置無(wú)腐蝕、無(wú)毒，散熱，絕緣等經(jīng)濟(jì)因素：價(jià)格，使用壽命，兼容性時(shí)代因素：盡量使用當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)47醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第五節(jié) 生物醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的原則與步驟醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的基本步驟生理模型的構(gòu)建：對(duì)生命對(duì)象進(jìn)行科學(xué)定量描述，通常需要進(jìn)行簡(jiǎn)化、抽象和近似。是醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和前

22、提。系統(tǒng)設(shè)計(jì)：根據(jù)生理模型和技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)樣機(jī)研制：系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，包括軟硬件設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)等方面，制成樣機(jī)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究：實(shí)驗(yàn)樣機(jī)基本性能檢驗(yàn)，包括有效性和安全性。臨床實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的臨床性能進(jìn)一步檢驗(yàn)，相關(guān)資料的審定、備案。儀器的認(rèn)證和注冊(cè)。48醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀器概論第五節(jié) 生物醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的原則與步驟第六節(jié) 醫(yī)療器械分類與監(jiān)督管理醫(yī)療器械產(chǎn)品，按照其有效性和安全性的管理進(jìn)行分類（依2000年4月醫(yī)療器械監(jiān)督管理?xiàng)l例 ），第一類：只需常規(guī)管理的器械；第二類：需加控制的器械第三類：嚴(yán)格管控的、存在潛在危險(xiǎn)性的器械（一般植入人體，支持維持生命的器械）49醫(yī)用電子儀器原理與實(shí)驗(yàn)第一章 醫(yī)學(xué)儀