醫(yī)學(xué)傳感器課件

醫(yī)學(xué)傳感器醫(yī)學(xué)傳感器第一章緒論課程簡介主要內(nèi)容教學(xué)方法基本要求考核方式醫(yī)用傳感器概述定義與組成用途與分類特性與要求第一章緒論課程簡介課程簡介主要內(nèi)容介紹各種物理傳感器的醫(yī)學(xué)應(yīng)用教學(xué)方法課堂教學(xué)+課后自學(xué)+部分實(shí)驗(yàn)基本要求掌握基本原理、基本測量電路及其醫(yī)學(xué)中的基本應(yīng)用考核方式期末考試70%實(shí)驗(yàn)20%作業(yè)10%課程簡介主要內(nèi)容主要參考書：陳安宇等，醫(yī)用傳感器，科學(xué)出版社，2008王平等，現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)，浙江大學(xué)出版社，2003彭承琳，生物醫(yī)學(xué)傳感器原理及應(yīng)用，高等教育出版社，2000王博亮等，醫(yī)用傳感器及其接口技術(shù)，國防科技大學(xué)出版社，1998主要參考書：陳安宇等，醫(yī)用傳感器，科學(xué)出版社，2008第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器：能感受（或響應(yīng)）規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)輸出的器件或裝置——《傳感器通用術(shù)語》生物醫(yī)學(xué)傳感器：能將各種被觀測的生物醫(yī)學(xué)中的非電量轉(zhuǎn)換為易觀測的電學(xué)量的一類特殊的電子器件第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器：能感受（或響應(yīng)）規(guī)定的被測第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器的組成框圖敏感元件轉(zhuǎn)換元件電子線路非電信息電信號(hào)1.殼體2.膜盒3.可變電感線圈4.鐵芯5.轉(zhuǎn)換電路第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器的組成框圖敏感轉(zhuǎn)換電子非電信第二節(jié)傳感器的作用醫(yī)學(xué)測量系統(tǒng)的組成框圖傳感器放大電路濾波非電生物信號(hào)電信號(hào)可測電信號(hào)位于特定頻帶內(nèi)的可測電信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)輸出數(shù)字信號(hào)生物信號(hào)的特點(diǎn)：1.非電量信號(hào)很多；2.信號(hào)幅度很低；3.信噪比很低且屬于低頻信號(hào)；

第二節(jié)傳感器的作用醫(yī)學(xué)測量系統(tǒng)的組成框圖傳放濾非電電信號(hào)可生物醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)的發(fā)展無創(chuàng)和微創(chuàng)檢測技術(shù)生物電信號(hào)的檢測生物磁場的檢測其他生理及生化參數(shù)的檢測體內(nèi)信息的直接檢測體內(nèi)固定植入式檢測系統(tǒng)植入式檢測、處理與控制三位一體的閉環(huán)系統(tǒng)消化道器官中的生理、生化參數(shù)檢測體內(nèi)外信息交換微型電子機(jī)械系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)的發(fā)展無創(chuàng)和微創(chuàng)檢測技術(shù)第三節(jié)醫(yī)用傳感器的用途和分類醫(yī)用傳感器的用途提供診斷用信息提供監(jiān)護(hù)用信息提供人體控制參數(shù)提供臨床檢驗(yàn)信息參與治療醫(yī)用傳感器的分類按工作原理分類按被測量種類分類按與人體器官相對應(yīng)的傳感器功能分類第三節(jié)醫(yī)用傳感器的用途和分類醫(yī)用傳感器的用途第四節(jié)醫(yī)用傳感器的特性和要求特性足夠高的靈敏度盡可能高的信噪比良好的精確性足夠快的響應(yīng)速度良好的穩(wěn)定性較好的互換性特殊要求生物相容性物理適形性電的安全性使用方便性第四節(jié)醫(yī)用傳感器的特性和要求特性第五節(jié)醫(yī)用傳感器的發(fā)展智能化微型化多參數(shù)檢測遙控?zé)o創(chuàng)檢測第五節(jié)醫(yī)用傳感器的發(fā)展智能化Smart傳感器概念：傳統(tǒng)傳感器與專用微處理器相結(jié)合組成的新概念傳感器稱為Smart傳感器。新功能自補(bǔ)償功能：如非線性、溫度誤差、響應(yīng)時(shí)間、噪聲、交叉感應(yīng)以及慢漂移等的補(bǔ)償自診斷功能：如在接通電源時(shí)進(jìn)行自檢、在工作時(shí)進(jìn)行運(yùn)行檢查，診斷測試以確定哪一組件有故障微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信功能，構(gòu)成一閉環(huán)工作系統(tǒng)信息存貯和記憶功能數(shù)字量輸出Smart傳感器概念：傳統(tǒng)傳感器與專用微處理器相結(jié)合組成的新現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢床邊監(jiān)測：主要解決采樣、送檢到提出報(bào)告速度慢問題，床邊監(jiān)測用傳感器可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。便于一般醫(yī)護(hù)人員操作生物分析器：早期診斷不能過多地寄希望于影像設(shè)備，因?yàn)樯兓l(fā)生在器質(zhì)變化之前，因此生化檢測更重要；但目前生化分析儀器體積龐大、價(jià)格昂貴，因此必須開發(fā)價(jià)格低廉，操作與攜帶方便的生物分析器現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢床邊監(jiān)測：主要解決采樣、送檢到現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢在體監(jiān)測

holter動(dòng)態(tài)心電監(jiān)測可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、定點(diǎn)、動(dòng)態(tài)、長期地觀察體內(nèi)所發(fā)生的生理病理過程；如植入式傳感器可以將體內(nèi)的信息發(fā)射或傳送至體外；導(dǎo)管式傳感器可以連續(xù)傳感血管內(nèi)或心臟內(nèi)的血?dú)?離子等主要問題是如何改進(jìn)傳感器與組織的相容性現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢在體監(jiān)測holter動(dòng)態(tài)現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢無損監(jiān)測：無損監(jiān)測是病人最容易接受的監(jiān)測方式，是當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)中受到普遍關(guān)注的實(shí)際問題目前進(jìn)展：經(jīng)皮血?dú)鈧鞲衅鳠o損監(jiān)測血?dú)猓≒O2,PCO2）非抽血測量血糖、尿素等（通過抽負(fù)壓使血液中的低分子滲出）現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢無損監(jiān)測：無損監(jiān)測是病人最容易現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢細(xì)胞內(nèi)監(jiān)測：細(xì)胞是人體的基本單位，人體的主要生理生化過程是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，監(jiān)測細(xì)胞內(nèi)的離子事件和分子事件是當(dāng)前生命科學(xué)中的熱點(diǎn)問題監(jiān)測離子事件的離子選擇性微電極技術(shù)已漸趨成熟監(jiān)測分子事件的分子選擇微電極正在開發(fā)之中現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢細(xì)胞內(nèi)監(jiān)測：細(xì)胞是人體的基本單現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢智能分子系統(tǒng)：這種分子系統(tǒng)即智能藥物，能提高藥效，減少副作用。設(shè)計(jì)并合成分子系統(tǒng)是醫(yī)藥學(xué)面臨的新任務(wù)，抗癌藥的研究正沿這一方向前進(jìn)智能人工臟器：現(xiàn)行的人工臟器只賦予該臟器單一功能，割斷了原有臟器同其它組織器官的聯(lián)系。而智能人工臟器可望保持正常臟器的全面功能。在植入的異體器官上安裝抗排斥反應(yīng)的分子系統(tǒng)是解決異體器官移植排斥反應(yīng)問題的有效途徑現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢智能分子系統(tǒng)：這種分子系統(tǒng)即智現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢仿生傳感器：人體是各種傳感器云集的地方，這些傳感器具有靈敏度高、選擇性好、集成度高等特點(diǎn)，發(fā)展仿生傳感器是發(fā)展生物醫(yī)學(xué)傳感器的重要方向。已研制出：受體傳感器、神經(jīng)元傳感器、仿神經(jīng)元傳感器等基因探測：基因調(diào)控著細(xì)胞的活動(dòng)和人的生老病死，基因探測被認(rèn)為是當(dāng)代生命科學(xué)的核心技術(shù)之一，因此要研制DNA、RNA傳感器現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢仿生傳感器：人體是各種傳感器云現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢分子腦研究：大腦活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)是以神經(jīng)遞質(zhì)與神經(jīng)調(diào)質(zhì)為主的系列分子事件，監(jiān)測這些分子事件是深化分子腦研究的重要手段；遞質(zhì)和調(diào)質(zhì)的含量甚微（pg級(jí)），在體連續(xù)傳感這些物質(zhì)是研究生命科學(xué)的核心問題之一現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢分子腦研究：大腦活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)小結(jié)傳感器的定義和組成醫(yī)用傳感器的定義醫(yī)用傳感器的特點(diǎn)和要求習(xí)題：1、2、3、4小結(jié)傳感器的定義和組成醫(yī)學(xué)傳感器醫(yī)學(xué)傳感器第一章緒論課程簡介主要內(nèi)容教學(xué)方法基本要求考核方式醫(yī)用傳感器概述定義與組成用途與分類特性與要求第一章緒論課程簡介課程簡介主要內(nèi)容介紹各種物理傳感器的醫(yī)學(xué)應(yīng)用教學(xué)方法課堂教學(xué)+課后自學(xué)+部分實(shí)驗(yàn)基本要求掌握基本原理、基本測量電路及其醫(yī)學(xué)中的基本應(yīng)用考核方式期末考試70%實(shí)驗(yàn)20%作業(yè)10%課程簡介主要內(nèi)容主要參考書：陳安宇等，醫(yī)用傳感器，科學(xué)出版社，2008王平等，現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)，浙江大學(xué)出版社，2003彭承琳，生物醫(yī)學(xué)傳感器原理及應(yīng)用，高等教育出版社，2000王博亮等，醫(yī)用傳感器及其接口技術(shù)，國防科技大學(xué)出版社，1998主要參考書：陳安宇等，醫(yī)用傳感器，科學(xué)出版社，2008第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器：能感受（或響應(yīng)）規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)輸出的器件或裝置——《傳感器通用術(shù)語》生物醫(yī)學(xué)傳感器：能將各種被觀測的生物醫(yī)學(xué)中的非電量轉(zhuǎn)換為易觀測的電學(xué)量的一類特殊的電子器件第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器：能感受（或響應(yīng)）規(guī)定的被測第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器的組成框圖敏感元件轉(zhuǎn)換元件電子線路非電信息電信號(hào)1.殼體2.膜盒3.可變電感線圈4.鐵芯5.轉(zhuǎn)換電路第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器的組成框圖敏感轉(zhuǎn)換電子非電信第二節(jié)傳感器的作用醫(yī)學(xué)測量系統(tǒng)的組成框圖傳感器放大電路濾波非電生物信號(hào)電信號(hào)可測電信號(hào)位于特定頻帶內(nèi)的可測電信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)輸出數(shù)字信號(hào)生物信號(hào)的特點(diǎn)：1.非電量信號(hào)很多；2.信號(hào)幅度很低；3.信噪比很低且屬于低頻信號(hào)；

第二節(jié)傳感器的作用醫(yī)學(xué)測量系統(tǒng)的組成框圖傳放濾非電電信號(hào)可生物醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)的發(fā)展無創(chuàng)和微創(chuàng)檢測技術(shù)生物電信號(hào)的檢測生物磁場的檢測其他生理及生化參數(shù)的檢測體內(nèi)信息的直接檢測體內(nèi)固定植入式檢測系統(tǒng)植入式檢測、處理與控制三位一體的閉環(huán)系統(tǒng)消化道器官中的生理、生化參數(shù)檢測體內(nèi)外信息交換微型電子機(jī)械系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)的發(fā)展無創(chuàng)和微創(chuàng)檢測技術(shù)第三節(jié)醫(yī)用傳感器的用途和分類醫(yī)用傳感器的用途提供診斷用信息提供監(jiān)護(hù)用信息提供人體控制參數(shù)提供臨床檢驗(yàn)信息參與治療醫(yī)用傳感器的分類按工作原理分類按被測量種類分類按與人體器官相對應(yīng)的傳感器功能分類第三節(jié)醫(yī)用傳感器的用途和分類醫(yī)用傳感器的用途第四節(jié)醫(yī)用傳感器的特性和要求特性足夠高的靈敏度盡可能高的信噪比良好的精確性足夠快的響應(yīng)速度良好的穩(wěn)定性較好的互換性特殊要求生物相容性物理適形性電的安全性使用方便性第四節(jié)醫(yī)用傳感器的特性和要求特性第五節(jié)醫(yī)用傳感器的發(fā)展智能化微型化多參數(shù)檢測遙控?zé)o創(chuàng)檢測第五節(jié)醫(yī)用傳感器的發(fā)展智能化Smart傳感器概念：傳統(tǒng)傳感器與專用微處理器相結(jié)合組成的新概念傳感器稱為Smart傳感器。新功能自補(bǔ)償功能：如非線性、溫度誤差、響應(yīng)時(shí)間、噪聲、交叉感應(yīng)以及慢漂移等的補(bǔ)償自診斷功能：如在接通電源時(shí)進(jìn)行自檢、在工作時(shí)進(jìn)行運(yùn)行檢查，診斷測試以確定哪一組件有故障微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信功能，構(gòu)成一閉環(huán)工作系統(tǒng)信息存貯和記憶功能數(shù)字量輸出Smart傳感器概念：傳統(tǒng)傳感器與專用微處理器相結(jié)合組成的新現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢床邊監(jiān)測：主要解決采樣、送檢到提出報(bào)告速度慢問題，床邊監(jiān)測用傳感器可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。便于一般醫(yī)護(hù)人員操作生物分析器：早期診斷不能過多地寄希望于影像設(shè)備，因?yàn)樯兓l(fā)生在器質(zhì)變化之前，因此生化檢測更重要；但目前生化分析儀器體積龐大、價(jià)格昂貴，因此必須開發(fā)價(jià)格低廉，操作與攜帶方便的生物分析器現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢床邊監(jiān)測：主要解決采樣、送檢到現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢在體監(jiān)測

holter動(dòng)態(tài)心電監(jiān)測可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、定點(diǎn)、動(dòng)態(tài)、長期地觀察體內(nèi)所發(fā)生的生理病理過程；如植入式傳感器可以將體內(nèi)的信息發(fā)射或傳送至體外；導(dǎo)管式傳感器可以連續(xù)傳感血管內(nèi)或心臟內(nèi)的血?dú)?離子等主要問題是如何改進(jìn)傳感器與組織的相容性現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢在體監(jiān)測holter動(dòng)態(tài)現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢無損監(jiān)測：無損監(jiān)測是病人最容易接受的監(jiān)測方式，是當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)中受到普遍關(guān)注的實(shí)際問題目前進(jìn)展：經(jīng)皮血?dú)鈧鞲衅鳠o損監(jiān)測血?dú)猓≒O2,PCO2）非抽血測量血糖、尿素等（通過抽負(fù)壓使血液中的低分子滲出）現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢無損監(jiān)測：無損監(jiān)測是病人最容易現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢細(xì)胞內(nèi)監(jiān)測：細(xì)胞是人體的基本單位，人體的主要生理生化過程是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，監(jiān)測細(xì)胞內(nèi)的離子事件和分子事件是當(dāng)前生命科學(xué)中的熱點(diǎn)問題監(jiān)測離子事件的離子選擇性微電極技術(shù)已漸趨成熟監(jiān)測分子事件的分子選擇微電極正在開發(fā)之中現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢細(xì)胞內(nèi)監(jiān)測：細(xì)胞是人體的基本單現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢智能分子系統(tǒng)：這種分子系統(tǒng)即智能藥物，能提高藥效，減少副作用。設(shè)計(jì)并合成分子系統(tǒng)是醫(yī)藥學(xué)面臨的新任務(wù)，抗癌藥的研究正沿這一方向前進(jìn)智能人工臟器：現(xiàn)行的人工臟器只賦予該臟器單一功能，割斷了原有臟器同其它組織器官的聯(lián)系。而智能人工臟器可望保持正常臟器的全面功能。在植入的異體器官上安裝抗排斥反應(yīng)的分子系統(tǒng)是解決異體器官移植排斥反應(yīng)問題的有效途徑現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢智能分子系統(tǒng)：這種分子系統(tǒng)即智現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢仿生傳感器：人體是各種傳感器云集的地方，這些傳感器具有靈敏度高、選擇性好、集成度高等特點(diǎn)，發(fā)展仿生傳感器是發(fā)展生物醫(yī)學(xué)傳感器的重要方向。已研制出：受體傳感器、神經(jīng)元傳感器、仿神經(jīng)元傳感器等基因探測：基因調(diào)控著細(xì)胞的活動(dòng)和人的生老病死，基因探