生理學與生物醫(yī)學工程課件

生理學與生物醫(yī)學工程生理學與生物醫(yī)學工程1（優(yōu)選）生理學與生物醫(yī)學工程（優(yōu)選）生理學與生物醫(yī)學工程2人體解剖生理學、醫(yī)學基礎與生物醫(yī)學工程學科的關系生物醫(yī)學工程專業(yè)基礎課醫(yī)藥學、功能性食品科學等的基礎與生物化學、藥理學、毒理學關系密切與我校開設的生物醫(yī)學工程、制藥工程、制藥工程、功能性食品學科有關人體解剖生理學、醫(yī)學基礎3為后續(xù)課程如：醫(yī)學成像技術(shù)生物醫(yī)學信號處理醫(yī)學儀器及設備生物力學生物醫(yī)學材料……的學習打下堅實的解剖學、生理學、醫(yī)學基礎生理學與生物醫(yī)學工程課件4人體的結(jié)構(gòu)與功能

Structural&FunctionalOrganizations泌尿系的組成模式人體的結(jié)構(gòu)與功能泌尿系的組成模式5人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBody人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBod6人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBody人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBod7促進城鎮(zhèn)醫(yī)療均等分配；2、信號特征提取——小波分析：（根據(jù)起源、結(jié)構(gòu)、功能）清醒,反之提示大腦皮質(zhì)的抑制離體研究成果不一定適用于整體或在體從醫(yī)“病”到醫(yī)“人”（優(yōu)選）生理學與生物醫(yī)學工程缺少研究證據(jù)表明可以減少知曉的發(fā)生；疾病涉及內(nèi)、外、婦、兒等多個學科的學習打下堅實的解剖學、生理學、醫(yī)學基礎口腔、食道、胃、小腸、大腸等組成消化系統(tǒng)基于手機心音信號監(jiān)護平臺的總體結(jié)構(gòu)框圖人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBody臨床病理學醫(yī)學檢驗學骨科學泌尿外科胸外科離體研究成果不一定適用于整體或在體WHO《國際疾病分類》(第九版)：人類疾病1萬多種在輸注靜脈麻醉藥時應用藥代動力學和藥效動力學原理，通過調(diào)節(jié)目標或理療學、放射治療學、核醫(yī)學、中央室代表血或血漿，第二室代表血液充盈多的組織，第三室代表血液充盈少的組織，作用部位（中樞）為效應室。人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBody促進城鎮(zhèn)醫(yī)療均等分配；人體的系統(tǒng)OrganSystems8細胞的基本結(jié)構(gòu)及其功能細胞cell：

人體形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理活動的基本單位大??？形態(tài)？結(jié)構(gòu)？

細胞膜細胞漿（細胞器）細胞核膜性結(jié)構(gòu)微纖維結(jié)構(gòu)微球體結(jié)構(gòu)細胞的基本結(jié)構(gòu)及其功能9細胞間質(zhì)intercellularsubstance：存在于細胞之間的物質(zhì)血漿組織液細胞間的纖維骨板

細胞間質(zhì)intercellularsubstance：10基本組織

BasicTissues基本組織BasicTissues11人體組織的分類

TissueLevelofOrganization（根據(jù)起源、結(jié)構(gòu)、功能）組織學Histology：采用顯微鏡研究組織的學科

上皮組織epithelialtissue結(jié)締組織connectivetissue肌肉組織musculartissue神經(jīng)組織nervoustissue

人體組織的分類TissueLevelofOrgani12組織tissue：由結(jié)構(gòu)相似、功能相關的細胞、細胞間質(zhì)集合形成組織

器官organ：由各種組織所組成的人體特定構(gòu)件就是器官系統(tǒng)system：性質(zhì)關聯(lián)、能夠完成一定生理功能的一些器官組成系統(tǒng)：鼻、喉、氣管、肺等器官組成呼吸系統(tǒng)口腔、食道、胃、小腸、大腸等組成消化系統(tǒng)組織tissue：由結(jié)構(gòu)相似、功能相關的細胞、細胞間質(zhì)集合13心臟的結(jié)構(gòu)心臟的結(jié)構(gòu)14生理學與生物醫(yī)學工程課件15心肌細胞的生物電現(xiàn)象心肌的生理特性

興奮性自動節(jié)律性傳導性收縮性心臟的泵血功能體表心電圖心臟生理心肌細胞的生物電現(xiàn)象心臟生理16新型的“生物－心理－社會醫(yī)學模式”加拿大學者L、美國學者B

重視和肯定生物因素，增加心理、社會因素面向個體的醫(yī)療保健→面向群體的衛(wèi)生保健更重視與心理、社會、環(huán)境因素密切相關的非傳染病對人群的健康監(jiān)護，提高生活質(zhì)量

1984年《世界衛(wèi)生組織憲章》：健康＝體強無?。∪纳硇臓顟B(tài)和社會適應能力新型的“生物－心理－社會醫(yī)學模式”17“生物－心理－社會醫(yī)學模式”對衛(wèi)生服務的要求病人：患有疾病、有心理活動、處于現(xiàn)實社會中衛(wèi)生服務的目標應強調(diào)其整體觀從局部到全身從醫(yī)“病”到醫(yī)“人”從個體到群體從生物醫(yī)學范疇→心理醫(yī)學、社會醫(yī)學的廣闊領域“生物－心理－社會醫(yī)學模式”對衛(wèi)生服務的要求18圖像顯示：設計實現(xiàn)光學定位定位跟蹤系統(tǒng)的軟件交互界面。理療學、放射治療學、核醫(yī)學、口腔、食道、胃、小腸、大腸等組成消化系統(tǒng)醫(yī)學影像學(X線、CT、MRI、超聲、同位素等)系統(tǒng)system：性質(zhì)關聯(lián)、能夠完成一定生理功能的一些器官組成系統(tǒng)：營養(yǎng)治療學、心理治療學X治療儀、紅外治療儀。生物醫(yī)學工程專業(yè)基礎課人體解剖生理學、醫(yī)學基礎經(jīng)皮穿刺腔內(nèi)冠狀動脈成形術(shù)PTCA圖像顯示：設計實現(xiàn)光學定位定位跟蹤系統(tǒng)的軟件交互界面。通過反饋控制微量泵輸注麻醉藥的速率，調(diào)節(jié)麻醉深度，從而做到用藥個體化，以提高藥物應用的質(zhì)量。5、按診斷手段建立的學科4、現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)具有高科技的特色危重病醫(yī)學：多器官損傷的危重病人靶控輸注（TCI）：可以維持恒定的血漿濃度、快速隨意調(diào)節(jié)、保持血清醒,反之提示大腦皮質(zhì)的抑制缺少研究證據(jù)表明可以減少知曉的發(fā)生；有利于城市白領亞健康的防護；100-85代表完全清醒狀態(tài)；醫(yī)學影像學(X線、CT、MRI、超聲、同位素等)臨床醫(yī)學的主要特征1、研究、服務對象的復雜性人的生命活動受到各種自然因素、社會因素、心理因素的綜合作用，復雜性大生命科學中的未知領域比較多：腫瘤、原發(fā)性高血壓的病因，SARS、AIDS的有效治療技術(shù)2、臨床工作的緊迫性緩解痛苦，挽救和延長生命，時間緊迫！不可耽誤！疾病未知因素，想法控制癥狀，努力防治：門診病因暫時無法搞清，積極防治：腫瘤圖像顯示：設計實現(xiàn)光學定位定位跟蹤系統(tǒng)的軟件交互界面。臨床醫(yī)19臨床醫(yī)學的主要特征3、醫(yī)學上的重大課題多在臨床實踐中提出對疾病的新認識，臨床醫(yī)學啟動：艾滋病AIDS

對疾病的認識，臨床先總結(jié)表現(xiàn)規(guī)律臨床醫(yī)學激發(fā)科學發(fā)現(xiàn)、科研4、臨床醫(yī)學是檢驗醫(yī)學成果的基礎離體研究成果不一定適用于整體或在體動物實驗結(jié)果不能完全取代人體實驗結(jié)果臨床醫(yī)學的主要特征20臨床醫(yī)學的學科分類

WHO《國際疾病分類》(第九版)：人類疾病1萬多種1、按治療手段建立的學科內(nèi)科學：藥物外科學：手術(shù)理療學、放射治療學、核醫(yī)學、營養(yǎng)治療學、心理治療學臨床醫(yī)學的學科分類212、按治療對象建立的學科婦產(chǎn)科學兒科學老年病學：60歲以上圍生醫(yī)學：產(chǎn)婦(妊娠26周/28周～產(chǎn)后1個月/1周)

胎兒、新生兒危重病醫(yī)學：多器官損傷的危重病人職業(yè)病學男性病學2、按治療對象建立的學科223、按人體系統(tǒng)或解剖部位建立的學科口腔科學皮膚病學眼科學神經(jīng)病學耳鼻喉科學內(nèi)分泌學心血管內(nèi)科呼吸內(nèi)科腎臟內(nèi)科骨科學泌尿外科胸外科數(shù)目不斷增加注意人體的整體性3、按人體系統(tǒng)或解剖部位建立的學科234、按病種建立的學科結(jié)核病學腫瘤學精神病學疾病累及多個系統(tǒng)疾病涉及內(nèi)、外、婦、兒等多個學科結(jié)核?。航Y(jié)核性腦膜炎、結(jié)核性盆腔炎、腸結(jié)核、腎結(jié)核、結(jié)核性心包炎4、按病種建立的學科245、按診斷手段建立的學科臨床病理學醫(yī)學檢驗學放射診斷學超聲診斷學醫(yī)學影像學(X線、CT、MRI、超聲、同位素等)

特殊設備與技術(shù)多學科協(xié)同診斷新型診斷手段→新的學科5、按診斷手段建立的學科25醫(yī)學工程技術(shù)在臨床醫(yī)學發(fā)展中的地位和作用醫(yī)學工程技術(shù)：廣義，醫(yī)學領域中使用的一切儀器設備、人工臟器等的開發(fā)、研制技術(shù)狹義，有關現(xiàn)代生物醫(yī)學工程學應用研究的工程技術(shù)

20世紀60年代，生物醫(yī)學工程學醫(yī)學工程技術(shù)在臨床醫(yī)學發(fā)展中的地位和作用261、深化了醫(yī)學的認識水平

16世紀，顯微鏡，切片、染色技術(shù)→細胞水平電子顯微鏡，掃描電鏡，超薄切片技術(shù)、冷凍切片技術(shù)、放射性同位素標記、熒光標記技術(shù)→超微結(jié)構(gòu)的亞細胞水平近年來，遺傳工程技術(shù)，分子生物學技術(shù)→分子水平1、深化了醫(yī)學的認識水平272、推動臨床診斷和治療水平的提高（1）臨床診斷技術(shù)的提高提供先進設備和儀器：全自動生化分析儀電子計算機斷層攝像CT

內(nèi)窺鏡2、推動臨床診斷和治療水平的提高28從生物醫(yī)學范疇→心理醫(yī)學、社會醫(yī)學的廣闊領域醫(yī)藥學、功能性食品科學等的基礎從醫(yī)“病”到醫(yī)“人”生物醫(yī)學工程專業(yè)基礎課2、手術(shù)導航系統(tǒng)的應用提供先進設備和儀器：射譜熱球囊冠脈成形術(shù)哲學對醫(yī)學的指導作用越來越受到重視腦電雙頻譜指數(shù)(BispectralIndex,BIS)監(jiān)測一、腦電信號特征提取及分類算法研究臨床藥理學、介入診治學、仿生學……動物實驗結(jié)果不能完全取代人體實驗結(jié)果醫(yī)學影像學(X線、CT、MRI、超聲、同位素等)二、麻醉深度智能控制系統(tǒng)存在問題：肌松藥可以掩蓋軀體體征；1、移動監(jiān)護系統(tǒng)的研究意義：加拿大學者L、美國學者B圖4-2用戶登錄時序圖危重病醫(yī)學：多器官損傷的危重病人系統(tǒng)system：性質(zhì)關聯(lián)、能夠完成一定生理功能的一些器官組成系統(tǒng)：理療學、放射治療學、核醫(yī)學、經(jīng)皮穿刺腔內(nèi)冠狀動脈成形術(shù)PTCAWHO《國際疾病分類》(第九版)：人類疾病1萬多種腦電雙頻譜指數(shù)(BispectralIndex,BIS)監(jiān)測生命體征正常仍可能發(fā)生知曉。全世界醫(yī)學專業(yè)學會500余個減輕病人現(xiàn)場就醫(yī)的思想壓力；缺少研究證據(jù)表明可以減少知曉的發(fā)生；WHO《國際疾病分類》(第九版)：人類疾病1萬多種65-85代表患者處于睡眠狀態(tài)；從醫(yī)“病”到醫(yī)“人”存在問題：肌松藥可以掩蓋軀體體征；介入性治療：導管技術(shù)、相關器械麻醉是一種利用藥物或非藥物的方法使病人的整個機體或機體的某一部分漿濃度和效應室濃度的平衡。聽覺系統(tǒng)在接受聲音刺激后,從耳蝸至各級聽覺中樞產(chǎn)生的相應電活動中央室代表血或血漿，第二室代表血液充盈多的組織，第三室代表血液充盈少的組織，作用部位（中樞）為效應室。哲學、經(jīng)濟學、法學、倫理學……＋醫(yī)學→2、手術(shù)導航系統(tǒng)的應用1984年《世界衛(wèi)生組織憲章》：范圍從0~100，數(shù)值越大,越骨科學泌尿外科胸外科（2）治療技術(shù)的提高介入性治療：導管技術(shù)、相關器械經(jīng)皮穿刺腔內(nèi)冠狀動脈成形術(shù)PTCA

冠脈內(nèi)支架導管射譜熱球囊冠脈成形術(shù)現(xiàn)代外科技術(shù)：外科手術(shù)與新技術(shù)相結(jié)合腔鏡技術(shù)：人工低溫術(shù)人工心肺機器官移植技術(shù)：移植外科（人工器官）激光手術(shù)刀超聲波手術(shù)刀從生物醫(yī)學范疇→心理醫(yī)學、社會醫(yī)學的廣闊領域經(jīng)皮穿刺腔內(nèi)冠狀29現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展的特點1、向微觀深入與宏觀擴展（1）以分子生物學為帶頭學科的分子醫(yī)學學科群（2）全面研究群體、環(huán)境、社會與人的健康、疾病的關系按照“生物－心理－社會”醫(yī)學模式環(huán)境醫(yī)學、社會醫(yī)學、職業(yè)醫(yī)學、地理醫(yī)學、宇宙醫(yī)學、臨床流行病學……現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展的特點302、學科體系微分化、積分化并進（1）專業(yè)化程度越來越高，縱向、橫向分化全世界醫(yī)學專業(yè)學會500余個醫(yī)學新興學科、交叉學科219個2、學科體系微分化、積分化并進全世界醫(yī)學專業(yè)學會500余個31兒科學＋婦科學＋產(chǎn)科學→圍生醫(yī)學數(shù)學＋醫(yī)學→衛(wèi)生統(tǒng)計學臨床藥理學、介入診治學、仿生學……2、學科體系微分化、積分化并進（2）各學科相互滲透與綜合兒科學＋婦科學＋產(chǎn)科學→圍生醫(yī)學2、學科體系微分化、積分323、人文社會科學與醫(yī)學的交叉和滲透哲學、經(jīng)濟學、法學、倫理學……＋醫(yī)學→社會醫(yī)學、心理學、行為學、醫(yī)學倫理學、衛(wèi)生經(jīng)濟學……

哲學對醫(yī)學的指導作用越來越受到重視循證醫(yī)學Evidence-BasedMedicine應用最多的有關信息（最佳證據(jù)），通過謹慎、明確、明智的確認和評估，作出醫(yī)學方面決策的實踐活動。

3、人文社會科學與醫(yī)學的交叉和滲透334、現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)具有高科技的特色診斷方面的高科技特色：影像學醫(yī)用光導纖維技術(shù)無創(chuàng)、微創(chuàng)性直視檢查技術(shù)人體基因譜的分析治療方面的高科技特色：高科技內(nèi)窺鏡操作手術(shù)心臟起搏器、人工器官基因治療4、現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)具有高科技的特色34各種人造組織、器官人造皮膚人造骨骼人造關節(jié)人造眼球人造心臟、瓣膜。。。。。各種檢測儀、治療儀心電圖儀、肌電儀、腦電儀

X檢查儀、CT儀、MRI儀、超聲儀、核醫(yī)學儀

X治療儀、紅外治療儀。。。。。。各種人造組織、器官35生物醫(yī)學工程科研簡介醫(yī)學信號處理及醫(yī)學儀器：腦電信號的提取與分析（matlab編程）麻醉深度智能控制系統(tǒng)（單片機、C、VB/C++）手術(shù)導航系統(tǒng)（C、C++、matlab編程及相關硬件）遠程醫(yī)療：基于J2ME的移動監(jiān)護系統(tǒng)（java及傳感器設計）面向社區(qū)家庭的醫(yī)療服務與檢測儀器：基于手機的心音信號采集與處理技術(shù)（Android、java）生物醫(yī)學工程科研簡介醫(yī)學信號處理及醫(yī)學儀器：36一、腦電信號特征提取及分類算法研究

降采樣空間濾波導聯(lián)選擇頻譜分析信號分類原始運動想象腦電信號預處理特征提取

2、信號特征提取——小波分析：小波多尺度分解的實質(zhì)：將信號分解成低頻的粗略部分與高頻的細節(jié)部分3、整體框圖：1、研究意義：識別正常老化與癡呆早期腦外傷康復評估特殊人群認知評估一、腦電信號特征提取及分類算法研究

降采樣空間濾波導聯(lián)選擇頻37二、麻醉深度智能控制系統(tǒng)1、研究意義：現(xiàn)代麻醉中麻醉深度的監(jiān)測與調(diào)控是人們關注的熱點課題。麻醉深度監(jiān)測對提高麻醉質(zhì)量,保障病人的圍術(shù)期安全與康復具有極為重要的意義。2、麻醉的基礎知識：麻醉是一種利用藥物或非藥物的方法使病人的整個機體或機體的某一部分的知覺暫時性抑制或消失的方法。理想麻醉狀態(tài)的五要素：鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、肌松、遺忘、適度控制應激。麻醉過深，可能有損于患者的腦組織引發(fā)癡呆癥，甚至危及生命；麻醉過淺，患者本能體動導致手術(shù)困難，出現(xiàn)意外或術(shù)中知曉。3、麻醉深度的監(jiān)測方法：（一）

臨床體征：體動、流淚、出汗存在問題：肌松藥可以掩蓋軀體體征；缺少研究證據(jù)表明可以減少知曉的發(fā)生；不用肌松藥并不能防止知曉發(fā)生。（二）

常規(guī)監(jiān)測：血壓、心率、呼吸率、呼氣末麻醉氣體濃度

存在問題：心血管藥物可以掩蓋癥狀；缺少研究證據(jù)表明可以減少知曉的發(fā)生；生命體征正常仍可能發(fā)生知曉。二、麻醉深度智能控制系統(tǒng)1、研究意義：38聽覺系統(tǒng)在接受聲音刺激后,從耳蝸至各級聽覺中樞產(chǎn)生的相應電活動腦電雙頻譜指數(shù)(BispectralIndex,BIS)監(jiān)測聽覺誘發(fā)電位(Auditoryevokedpotentials,AEP)監(jiān)測熵指數(shù)（Entropy）監(jiān)測等腦電和麻醉深度監(jiān)測通過對腦電圖進行處理計算得到的綜合指數(shù)對大腦不規(guī)則意識活動程度的測量（三）腦功能檢測（腦電）聽覺系統(tǒng)在接受聲音刺激后,從耳蝸至各級聽覺中樞產(chǎn)生的相應電活39麻醉深度監(jiān)測方法BIS腦電AEPIEntropy肌電心率變異性肌松其他…BIS是一個無量綱的簡單變量，范圍從0~100，數(shù)值越大,越清醒,反之提示大腦皮質(zhì)的抑制愈嚴重。一般認為BIS值：100-85代表完全清醒狀態(tài)；65-85代表患者處于睡眠狀態(tài)；40-65代表處于全麻狀態(tài)；40以下人腦皮層處于暴發(fā)性抑制狀態(tài)；0完全無腦電活動的狀態(tài)。麻醉深度BIS腦電AEPIEntropy肌電心率變異性肌松其404、靜脈麻醉給藥方法：單次靜脈注射、重復靜脈注射：不能維持麻醉藥的有效濃度；重復給藥血藥濃度波動大；藥物的血漿濃度與效應室濃度不能達到滿意的平衡狀態(tài)。持續(xù)靜脈輸注按一定量和速度以微量泵靜脈持續(xù)輸入：達穩(wěn)態(tài)血漿濃度時間較長，不能滿足臨床麻醉誘導和維持。隨輸注時間延長，清除速率減慢，血藥濃度逐漸升高產(chǎn)生蓄積作用，難以根據(jù)病人反應和手術(shù)刺激強度隨時調(diào)節(jié)血藥濃度。靶控輸注（TCI）：可以維持恒定的血漿濃度、快速隨意調(diào)節(jié)、保持血漿濃度和效應室濃度的平衡。5、靶控輸注（TargetControlledInfusion,TCI

）在輸注靜脈麻醉藥時應用藥代動力學和藥效動力學原理，通過調(diào)節(jié)目標或靶位（血漿或效應部位）的藥物濃度來控制或維持麻醉在適當?shù)纳疃龋詽M足臨床要求的一種靜脈給藥方法。4、靜脈麻醉給藥方法：41房室模型的概念

藥物經(jīng)靜脈注射進入血液，就會自血管向組織間液擴散，擴散范圍的大小（容積）就是房室概念。如果擴散的容積只有1個，稱之為一室模型，如果擴散的容積是2個，稱之為二室模型，以此類推有三室、多室模型等。

臨床常用的靜脈麻醉藥多為三室藥代動力學模型（下圖所示）。中央室代表血或血漿，第二室代表血液充盈多的組織，第三室代表血液充盈少的組織，作用部位（中樞）為效應室。三室模型PBPK模型房室模型的概念

藥物經(jīng)靜脈注射進入血液，就會自血管向組織間液426、TCI閉合環(huán)路控制系統(tǒng)通過反饋控制微量泵輸注麻醉藥的速率，調(diào)節(jié)麻醉深度，從而做到用藥個體化，以提高藥物應用的質(zhì)量。使麻醉用藥更加精確，麻醉過程平穩(wěn)、安全，并大大解放了麻醉醫(yī)師的勞動力。閉環(huán)TCI是麻醉發(fā)展的新方向。

7、閉環(huán)TCI系統(tǒng)的構(gòu)成：閉環(huán)TCI系統(tǒng)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫選擇最適宜的麻醉對象模型模型結(jié)構(gòu)與靈敏度的分析與仿真閉環(huán)控制最佳算法及軟件開發(fā)閉環(huán)TCI系統(tǒng)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫選擇最適宜的模型結(jié)構(gòu)與43細胞的基本結(jié)構(gòu)及其功能哲學、經(jīng)濟學、法學、倫理學……＋醫(yī)學→產(chǎn)婦(妊娠26周/28周～產(chǎn)后1個月/1周)細胞間質(zhì)intercellularsubstance：5、按診斷手段建立的學科4、現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)具有高科技的特色醫(yī)學影像學(X線、CT、MRI、超聲、同位素等)X治療儀、紅外治療儀。構(gòu)建定位平臺-----采集數(shù)據(jù)、研究算法人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBody人的生命活動受到各種自然因素、社會因素、心理因素的綜合作用，復雜性大與生物化學、藥理學、毒理學關系密切從醫(yī)“病”到醫(yī)“人”骨科學泌尿外科胸外科（根據(jù)起源、結(jié)構(gòu)、功能）4、現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)具有高科技的特色基于手機心音信號監(jiān)護平臺的總體結(jié)構(gòu)框圖離體研究成果不一定適用于整體或在體醫(yī)藥學、功能性食品科學等的基礎手機上心音信號采集傳輸實現(xiàn)1、按治療手段建立的學科無線郵件開發(fā)8、TCI閉合環(huán)路控制系統(tǒng)---系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖其工作原理是：系統(tǒng)以反映藥效的腦電雙頻指數(shù)為控制變量，采用PID控制算法，以PBPK對象生理模型來計算靶控所需的給藥方案。具體操作是由上位機給定一個目標BIS值，單片機自動采集病人當前的BIS值，算法處理得出給藥的輸注量，控制輸注泵的輸注，從而讓病人的BIS值逐漸達到我們設定的目標BIS值，實現(xiàn)麻醉深度的自動控制。手術(shù)中，醫(yī)生只需在PC機的控制系統(tǒng)界面上輸入病人的基本信息和設定的目標BIS值，通過命令提示即可指導醫(yī)生對麻醉深度進行自動控制。系統(tǒng)仿真原理圖細胞的基本結(jié)構(gòu)及其功能8、TCI閉合環(huán)路控制系統(tǒng)---系統(tǒng)結(jié)449、系統(tǒng)模擬實驗9、系統(tǒng)模擬實驗45三、手術(shù)導航

1、研究背景及意義手術(shù)導航系統(tǒng)使得手術(shù)更加安全、精確和有效，提高手術(shù)成功率。2、手術(shù)導航系統(tǒng)的應用手術(shù)導航系統(tǒng)醫(yī)學神經(jīng)外科牙科與畸齒矯正整形外科介入治療放射治療3、手術(shù)導航系統(tǒng)組成立體定位圖像顯示組成圖像工作站三、手術(shù)導航1、研究背景及意義手術(shù)導航系統(tǒng)使得手術(shù)更加安全46系統(tǒng)標定三維數(shù)據(jù)獲取手術(shù)器械注冊器械匹配識別可視化跟蹤顯示雙目立體視覺系統(tǒng)標定發(fā)光點亞像素提取三維坐標計算器械尖端位置計算發(fā)光點與尖端位置關系基于點編碼和距離編碼的匹配和自動識別手術(shù)器械三維顯示映射紋理圖像手術(shù)器械光學跟蹤信息獲取4、手術(shù)器械光學跟蹤信息獲取系統(tǒng)標定三維數(shù)據(jù)獲取手術(shù)器械注冊器械匹配識別可視化跟蹤顯示475、定位平臺--硬件構(gòu)建構(gòu)建定位平臺-----采集數(shù)據(jù)、研究算法近紅外光學定位系統(tǒng)平臺近紅外相機構(gòu)造示意圖實物圖手術(shù)器械近紅外發(fā)光點5、定位平臺--硬件構(gòu)建構(gòu)建定位平臺-----采集數(shù)據(jù)、研究48立體定位方法：光學定位、超聲定位、電磁定位、機械臂定位。

圖像顯示：設計實現(xiàn)光學定位定位跟蹤系統(tǒng)的軟件交互界面。Operate6、定位平臺--軟件構(gòu)建立體定位方法：光學定位、超聲定位、電磁定位、機械臂定位。

圖497、實驗室模擬實驗2導航實驗錄像7、實驗室模擬實驗2導航實驗錄像50四、基于手機的心音信號采集與處理技術(shù)研究1、研究意義：實現(xiàn)信號的實時記錄、智能分析、遠程發(fā)送和數(shù)據(jù)回放，能及時有效的發(fā)現(xiàn)和預防心血管疾病；通過藍牙、移動通訊網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡通訊等技術(shù)，實現(xiàn)醫(yī)院與社區(qū)以及救護現(xiàn)場之間的醫(yī)療監(jiān)護和信息雙向通訊，有效地提高社區(qū)醫(yī)療服務、院前急救水平。2、研究內(nèi)容：手機心音信號采集與傳輸服務器端心音特征提取手機與服務器信息交互基于手機心音信號監(jiān)護平臺的總體結(jié)構(gòu)框圖四、基于手機的心音信號采集與處理技術(shù)研究1、研究意義：2、研511.手機上心音信號采集傳輸實現(xiàn)a)總體模塊設計圖b)程序運行順序圖a)用戶登錄b)用戶注冊1.手機上心音信號采集傳輸實現(xiàn)a)總體模塊設計圖b)程序運行522.服務器端心音診斷分析運行效果圖心音診斷流程圖2.服務器端心音診斷分析運行效果圖心音診斷流程圖533.手機與服務器信息交互b)用戶查詢a)賬號管理c)健康科普d)信息交流3.手機與服務器信息交互b)用戶查詢a)賬號管理c)健康科普54五、基于J2ME的移動監(jiān)護系統(tǒng)3、關鍵技術(shù)：無線消息開發(fā)無線郵件開發(fā)無線視頻開發(fā)1、移動監(jiān)護系統(tǒng)的研究意義：減輕病人現(xiàn)場就醫(yī)的思想壓力；促進城鎮(zhèn)醫(yī)療均等分配；有利于城市白領亞健康的防護；提高醫(yī)生會診效率，并降低醫(yī)院運營費用；有利于加強跨國醫(yī)學交流與醫(yī)療標準的制定2、基于J2ME移動監(jiān)控監(jiān)護系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖五、基于J2ME的移動監(jiān)護系統(tǒng)3、關鍵技術(shù)：1、移動監(jiān)護系統(tǒng)553、基于J2ME移動監(jiān)護系統(tǒng)無線消息開發(fā)基于J2ME和WMA的心電監(jiān)護拓撲圖3、基于J2ME移動監(jiān)護系統(tǒng)無線消息開發(fā)基于J2ME和WMA564、基于J2ME移動監(jiān)護系統(tǒng)無線郵件開發(fā)郵件收發(fā)核心步驟：用戶登錄郵件發(fā)送郵件接收郵件解析4、基于J2ME移動監(jiān)護系統(tǒng)無線郵件開發(fā)郵件收發(fā)核心步驟：57有利于加強跨國醫(yī)學交流與醫(yī)療標準的制定（根據(jù)起源、結(jié)構(gòu)、功能）細胞的基本結(jié)構(gòu)及其功能（1）臨床診斷技術(shù)的提高缺少研究證據(jù)表明可以減少知曉的發(fā)生；WHO《國際疾病分類》(第九版)：人類疾病1萬多種中央室代表血或血漿，第二室代表血液充盈多的組織，第三室代表血液充盈少的組織，作用部位（中樞）為效應室。WHO《國際疾病分類》(第九版)：人類疾病1萬多種離體研究成果不一定適用于整體或在體醫(yī)藥學、功能性食品科學等的基礎醫(yī)學影像學(X線、CT、MRI、超聲、同位素等)疾病涉及內(nèi)、外、婦、兒等多個學科腦電雙頻譜指數(shù)(BispectralIndex,BIS)監(jiān)測的學習打下堅實的解剖學、生理學、醫(yī)學基礎口腔科學皮膚病學眼科學（2）全面研究群體、環(huán)境、社會與人的健康、疾病的關系放射診斷學超聲診斷學4、現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)具有高科技的特色（優(yōu)選）生理學與生物醫(yī)學工程腦外傷康復評估理療學、放射治療學、核醫(yī)學、5、基于J2ME移動監(jiān)護系統(tǒng)無線郵件開發(fā)圖4-2用戶登錄時序圖圖4-3郵件發(fā)送時序圖有利于加強跨國醫(yī)學交流與醫(yī)療標準的制定5、基于J2ME移動58生理學與生物醫(yī)學工程生理學與生物醫(yī)學工程59（優(yōu)選）生理學與生物醫(yī)學工程（優(yōu)選）生理學與生物醫(yī)學工程60人體解剖生理學、醫(yī)學基礎與生物醫(yī)學工程學科的關系生物醫(yī)學工程專業(yè)基礎課醫(yī)藥學、功能性食品科學等的基礎與生物化學、藥理學、毒理學關系密切與我校開設的生物醫(yī)學工程、制藥工程、制藥工程、功能性食品學科有關人體解剖生理學、醫(yī)學基礎61為后續(xù)課程如：醫(yī)學成像技術(shù)生物醫(yī)學信號處理醫(yī)學儀器及設備生物力學生物醫(yī)學材料……的學習打下堅實的解剖學、生理學、醫(yī)學基礎生理學與生物醫(yī)學工程課件62人體的結(jié)構(gòu)與功能

Structural&FunctionalOrganizations泌尿系的組成模式人體的結(jié)構(gòu)與功能泌尿系的組成模式63人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBody人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBod64人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBody人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBod65促進城鎮(zhèn)醫(yī)療均等分配；2、信號特征提取——小波分析：（根據(jù)起源、結(jié)構(gòu)、功能）清醒,反之提示大腦皮質(zhì)的抑制離體研究成果不一定適用于整體或在體從醫(yī)“病”到醫(yī)“人”（優(yōu)選）生理學與生物醫(yī)學工程缺少研究證據(jù)表明可以減少知曉的發(fā)生；疾病涉及內(nèi)、外、婦、兒等多個學科的學習打下堅實的解剖學、生理學、醫(yī)學基礎口腔、食道、胃、小腸、大腸等組成消化系統(tǒng)基于手機心音信號監(jiān)護平臺的總體結(jié)構(gòu)框圖人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBody臨床病理學醫(yī)學檢驗學骨科學泌尿外科胸外科離體研究成果不一定適用于整體或在體WHO《國際疾病分類》(第九版)：人類疾病1萬多種在輸注靜脈麻醉藥時應用藥代動力學和藥效動力學原理，通過調(diào)節(jié)目標或理療學、放射治療學、核醫(yī)學、中央室代表血或血漿，第二室代表血液充盈多的組織，第三室代表血液充盈少的組織，作用部位（中樞）為效應室。人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBody促進城鎮(zhèn)醫(yī)療均等分配；人體的系統(tǒng)OrganSystems66細胞的基本結(jié)構(gòu)及其功能細胞cell：

人體形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理活動的基本單位大??？形態(tài)？結(jié)構(gòu)？

細胞膜細胞漿（細胞器）細胞核膜性結(jié)構(gòu)微纖維結(jié)構(gòu)微球體結(jié)構(gòu)細胞的基本結(jié)構(gòu)及其功能67細胞間質(zhì)intercellularsubstance：存在于細胞之間的物質(zhì)血漿組織液細胞間的纖維骨板

細胞間質(zhì)intercellularsubstance：68基本組織

BasicTissues基本組織BasicTissues69人體組織的分類

TissueLevelofOrganization（根據(jù)起源、結(jié)構(gòu)、功能）組織學Histology：采用顯微鏡研究組織的學科

上皮組織epithelialtissue結(jié)締組織connectivetissue肌肉組織musculartissue神經(jīng)組織nervoustissue

人體組織的分類TissueLevelofOrgani70組織tissue：由結(jié)構(gòu)相似、功能相關的細胞、細胞間質(zhì)集合形成組織

器官organ：由各種組織所組成的人體特定構(gòu)件就是器官系統(tǒng)system：性質(zhì)關聯(lián)、能夠完成一定生理功能的一些器官組成系統(tǒng)：鼻、喉、氣管、肺等器官組成呼吸系統(tǒng)口腔、食道、胃、小腸、大腸等組成消化系統(tǒng)組織tissue：由結(jié)構(gòu)相似、功能相關的細胞、細胞間質(zhì)集合71心臟的結(jié)構(gòu)心臟的結(jié)構(gòu)72生理學與生物醫(yī)學工程課件73心肌細胞的生物電現(xiàn)象心肌的生理特性

興奮性自動節(jié)律性傳導性收縮性心臟的泵血功能體表心電圖心臟生理心肌細胞的生物電現(xiàn)象心臟生理74新型的“生物－心理－社會醫(yī)學模式”加拿大學者L、美國學者B

重視和肯定生物因素，增加心理、社會因素面向個體的醫(yī)療保健→面向群體的衛(wèi)生保健更重視與心理、社會、環(huán)境因素密切相關的非傳染病對人群的健康監(jiān)護，提高生活質(zhì)量

1984年《世界衛(wèi)生組織憲章》：健康＝體強無?。∪纳硇臓顟B(tài)和社會適應能力新型的“生物－心理－社會醫(yī)學模式”75“生物－心理－社會醫(yī)學模式”對衛(wèi)生服務的要求病人：患有疾病、有心理活動、處于現(xiàn)實社會中衛(wèi)生服務的目標應強調(diào)其整體觀從局部到全身從醫(yī)“病”到醫(yī)“人”從個體到群體從生物醫(yī)學范疇→心理醫(yī)學、社會醫(yī)學的廣闊領域“生物－心理－社會醫(yī)學模式”對衛(wèi)生服務的要求76圖像顯示：設計實現(xiàn)光學定位定位跟蹤系統(tǒng)的軟件交互界面。理療學、放射治療學、核醫(yī)學、口腔、食道、胃、小腸、大腸等組成消化系統(tǒng)醫(yī)學影像學(X線、CT、MRI、超聲、同位素等)系統(tǒng)system：性質(zhì)關聯(lián)、能夠完成一定生理功能的一些器官組成系統(tǒng)：營養(yǎng)治療學、心理治療學X治療儀、紅外治療儀。生物醫(yī)學工程專業(yè)基礎課人體解剖生理學、醫(yī)學基礎經(jīng)皮穿刺腔內(nèi)冠狀動脈成形術(shù)PTCA圖像顯示：設計實現(xiàn)光學定位定位跟蹤系統(tǒng)的軟件交互界面。通過反饋控制微量泵輸注麻醉藥的速率，調(diào)節(jié)麻醉深度，從而做到用藥個體化，以提高藥物應用的質(zhì)量。5、按診斷手段建立的學科4、現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)具有高科技的特色危重病醫(yī)學：多器官損傷的危重病人靶控輸注（TCI）：可以維持恒定的血漿濃度、快速隨意調(diào)節(jié)、保持血清醒,反之提示大腦皮質(zhì)的抑制缺少研究證據(jù)表明可以減少知曉的發(fā)生；有利于城市白領亞健康的防護；100-85代表完全清醒狀態(tài)；醫(yī)學影像學(X線、CT、MRI、超聲、同位素等)臨床醫(yī)學的主要特征1、研究、服務對象的復雜性人的生命活動受到各種自然因素、社會因素、心理因素的綜合作用，復雜性大生命科學中的未知領域比較多：腫瘤、原發(fā)性高血壓的病因，SARS、AIDS的有效治療技術(shù)2、臨床工作的緊迫性緩解痛苦，挽救和延長生命，時間緊迫！不可耽誤！疾病未知因素，想法控制癥狀，努力防治：門診病因暫時無法搞清，積極防治：腫瘤圖像顯示：設計實現(xiàn)光學定位定位跟蹤系統(tǒng)的軟件交互界面。臨床醫(yī)77臨床醫(yī)學的主要特征3、醫(yī)學上的重大課題多在臨床實踐中提出對疾病的新認識，臨床醫(yī)學啟動：艾滋病AIDS

對疾病的認識，臨床先總結(jié)表現(xiàn)規(guī)律臨床醫(yī)學激發(fā)科學發(fā)現(xiàn)、科研4、臨床醫(yī)學是檢驗醫(yī)學成果的基礎離體研究成果不一定適用于整體或在體動物實驗結(jié)果不能完全取代人體實驗結(jié)果臨床醫(yī)學的主要特征78臨床醫(yī)學的學科分類

WHO《國際疾病分類》(第九版)：人類疾病1萬多種1、按治療手段建立的學科內(nèi)科學：藥物外科學：手術(shù)理療學、放射治療學、核醫(yī)學、營養(yǎng)治療學、心理治療學臨床醫(yī)學的學科分類792、按治療對象建立的學科婦產(chǎn)科學兒科學老年病學：60歲以上圍生醫(yī)學：產(chǎn)婦(妊娠26周/28周～產(chǎn)后1個月/1周)

胎兒、新生兒危重病醫(yī)學：多器官損傷的危重病人職業(yè)病學男性病學2、按治療對象建立的學科803、按人體系統(tǒng)或解剖部位建立的學科口腔科學皮膚病學眼科學神經(jīng)病學耳鼻喉科學內(nèi)分泌學心血管內(nèi)科呼吸內(nèi)科腎臟內(nèi)科骨科學泌尿外科胸外科數(shù)目不斷增加注意人體的整體性3、按人體系統(tǒng)或解剖部位建立的學科814、按病種建立的學科結(jié)核病學腫瘤學精神病學疾病累及多個系統(tǒng)疾病涉及內(nèi)、外、婦、兒等多個學科結(jié)核?。航Y(jié)核性腦膜炎、結(jié)核性盆腔炎、腸結(jié)核、腎結(jié)核、結(jié)核性心包炎4、按病種建立的學科825、按診斷手段建立的學科臨床病理學醫(yī)學檢驗學放射診斷學超聲診斷學醫(yī)學影像學(X線、CT、MRI、超聲、同位素等)

特殊設備與技術(shù)多學科協(xié)同診斷新型診斷手段→新的學科5、按診斷手段建立的學科83醫(yī)學工程技術(shù)在臨床醫(yī)學發(fā)展中的地位和作用醫(yī)學工程技術(shù)：廣義，醫(yī)學領域中使用的一切儀器設備、人工臟器等的開發(fā)、研制技術(shù)狹義，有關現(xiàn)代生物醫(yī)學工程學應用研究的工程技術(shù)

20世紀60年代，生物醫(yī)學工程學醫(yī)學工程技術(shù)在臨床醫(yī)學發(fā)展中的地位和作用841、深化了醫(yī)學的認識水平

16世紀，顯微鏡，切片、染色技術(shù)→細胞水平電子顯微鏡，掃描電鏡，超薄切片技術(shù)、冷凍切片技術(shù)、放射性同位素標記、熒光標記技術(shù)→超微結(jié)構(gòu)的亞細胞水平近年來，遺傳工程技術(shù)，分子生物學技術(shù)→分子水平1、深化了醫(yī)學的認識水平852、推動臨床診斷和治療水平的提高（1）臨床診斷技術(shù)的提高提供先進設備和儀器：全自動生化分析儀電子計算機斷層攝像CT

內(nèi)窺鏡2、推動臨床診斷和治療水平的提高86從生物醫(yī)學范疇→心理醫(yī)學、社會醫(yī)學的廣闊領域醫(yī)藥學、功能性食品科學等的基礎從醫(yī)“病”到醫(yī)“人”生物醫(yī)學工程專業(yè)基礎課2、手術(shù)導航系統(tǒng)的應用提供先進設備和儀器：射譜熱球囊冠脈成形術(shù)哲學對醫(yī)學的指導作用越來越受到重視腦電雙頻譜指數(shù)(BispectralIndex,BIS)監(jiān)測一、腦電信號特征提取及分類算法研究臨床藥理學、介入診治學、仿生學……動物實驗結(jié)果不能完全取代人體實驗結(jié)果醫(yī)學影像學(X線、CT、MRI、超聲、同位素等)二、麻醉深度智能控制系統(tǒng)存在問題：肌松藥可以掩蓋軀體體征；1、移動監(jiān)護系統(tǒng)的研究意義：加拿大學者L、美國學者B圖4-2用戶登錄時序圖危重病醫(yī)學：多器官損傷的危重病人系統(tǒng)system：性質(zhì)關聯(lián)、能夠完成一定生理功能的一些器官組成系統(tǒng)：理療學、放射治療學、核醫(yī)學、經(jīng)皮穿刺腔內(nèi)冠狀動脈成形術(shù)PTCAWHO《國際疾病分類》(第九版)：人類疾病1萬多種腦電雙頻譜指數(shù)(BispectralIndex,BIS)監(jiān)測生命體征正常仍可能發(fā)生知曉。全世界醫(yī)學專業(yè)學會500余個減輕病人現(xiàn)場就醫(yī)的思想壓力；缺少研究證據(jù)表明可以減少知曉的發(fā)生；WHO《國際疾病分類》(第九版)：人類疾病1萬多種65-85代表患者處于睡眠狀態(tài)；從醫(yī)“病”到醫(yī)“人”存在問題：肌松藥可以掩蓋軀體體征；介入性治療：導管技術(shù)、相關器械麻醉是一種利用藥物或非藥物的方法使病人的整個機體或機體的某一部分漿濃度和效應室濃度的平衡。聽覺系統(tǒng)在接受聲音刺激后,從耳蝸至各級聽覺中樞產(chǎn)生的相應電活動中央室代表血或血漿，第二室代表血液充盈多的組織，第三室代表血液充盈少的組織，作用部位（中樞）為效應室。哲學、經(jīng)濟學、法學、倫理學……＋醫(yī)學→2、手術(shù)導航系統(tǒng)的應用1984年《世界衛(wèi)生組織憲章》：范圍從0~100，數(shù)值越大,越骨科學泌尿外科胸外科（2）治療技術(shù)的提高介入性治療：導管技術(shù)、相關器械經(jīng)皮穿刺腔內(nèi)冠狀動脈成形術(shù)PTCA

冠脈內(nèi)支架導管射譜熱球囊冠脈成形術(shù)現(xiàn)代外科技術(shù)：外科手術(shù)與新技術(shù)相結(jié)合腔鏡技術(shù)：人工低溫術(shù)人工心肺機器官移植技術(shù)：移植外科（人工器官）激光手術(shù)刀超聲波手術(shù)刀從生物醫(yī)學范疇→心理醫(yī)學、社會醫(yī)學的廣闊領域經(jīng)皮穿刺腔內(nèi)冠狀87現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展的特點1、向微觀深入與宏觀擴展（1）以分子生物學為帶頭學科的分子醫(yī)學學科群（2）全面研究群體、環(huán)境、社會與人的健康、疾病的關系按照“生物－心理－社會”醫(yī)學模式環(huán)境醫(yī)學、社會醫(yī)學、職業(yè)醫(yī)學、地理醫(yī)學、宇宙醫(yī)學、臨床流行病學……現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展的特點882、學科體系微分化、積分化并進（1）專業(yè)化程度越來越高，縱向、橫向分化全世界醫(yī)學專業(yè)學會500余個醫(yī)學新興學科、交叉學科219個2、學科體系微分化、積分化并進全世界醫(yī)學專業(yè)學會500余個89兒科學＋婦科學＋產(chǎn)科學→圍生醫(yī)學數(shù)學＋醫(yī)學→衛(wèi)生統(tǒng)計學臨床藥理學、介入診治學、仿生學……2、學科體系微分化、積分化并進（2）各學科相互滲透與綜合兒科學＋婦科學＋產(chǎn)科學→圍生醫(yī)學2、學科體系微分化、積分903、人文社會科學與醫(yī)學的交叉和滲透哲學、經(jīng)濟學、法學、倫理學……＋醫(yī)學→社會醫(yī)學、心理學、行為學、醫(yī)學倫理學、衛(wèi)生經(jīng)濟學……

哲學對醫(yī)學的指導作用越來越受到重視循證醫(yī)學Evidence-BasedMedicine應用最多的有關信息（最佳證據(jù)），通過謹慎、明確、明智的確認和評估，作出醫(yī)學方面決策的實踐活動。

3、人文社會科學與醫(yī)學的交叉和滲透914、現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)具有高科技的特色診斷方面的高科技特色：影像學醫(yī)用光導纖維技術(shù)無創(chuàng)、微創(chuàng)性直視檢查技術(shù)人體基因譜的分析治療方面的高科技特色：高科技內(nèi)窺鏡操作手術(shù)心臟起搏器、人工器官基因治療4、現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)具有高科技的特色92各種人造組織、器官人造皮膚人造骨骼人造關節(jié)人造眼球人造心臟、瓣膜。。。。。各種檢測儀、治療儀心電圖儀、肌電儀、腦電儀

X檢查儀、CT儀、MRI儀、超聲儀、核醫(yī)學儀

X治療儀、紅外治療儀。。。。。。各種人造組織、器官93生物醫(yī)學工程科研簡介醫(yī)學信號處理及醫(yī)學儀器：腦電信號的提取與分析（matlab編程）麻醉深度智能控制系統(tǒng)（單片機、C、VB/C++）手術(shù)導航系統(tǒng)（C、C++、matlab編程及相關硬件）遠程醫(yī)療：基于J2ME的移動監(jiān)護系統(tǒng)（java及傳感器設計）面向社區(qū)家庭的醫(yī)療服務與檢測儀器：基于手機的心音信號采集與處理技術(shù)（Android、java）生物醫(yī)學工程科研簡介醫(yī)學信號處理及醫(yī)學儀器：94一、腦電信號特征提取及分類算法研究

降采樣空間濾波導聯(lián)選擇頻譜分析信號分類原始運動想象腦電信號預處理特征提取

2、信號特征提取——小波分析：小波多尺度分解的實質(zhì)：將信號分解成低頻的粗略部分與高頻的細節(jié)部分3、整體框圖：1、研究意義：識別正常老化與癡呆早期腦外傷康復評估特殊人群認知評估一、腦電信號特征提取及分類算法研究

降采樣空間濾波導聯(lián)選擇頻95二、麻醉深度智能控制系統(tǒng)1、研究意義：現(xiàn)代麻醉中麻醉深度的監(jiān)測與調(diào)控是人們關注的熱點課題。麻醉深度監(jiān)測對提高麻醉質(zhì)量,保障病人的圍術(shù)期安全與康復具有極為重要的意義。2、麻醉的基礎知識：麻醉是一種利用藥物或非藥物的方法使病人的整個機體或機體的某一部分的知覺暫時性抑制或消失的方法。理想麻醉狀態(tài)的五要素：鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、肌松、遺忘、適度控制應激。麻醉過深，可能有損于患者的腦組織引發(fā)癡呆癥，甚至危及生命；麻醉過淺，患者本能體動導致手術(shù)困難，出現(xiàn)意外或術(shù)中知曉。3、麻醉深度的監(jiān)測方法：（一）

臨床體征：體動、流淚、出汗存在問題：肌松藥可以掩蓋軀體體征；缺少研究證據(jù)表明可以減少知曉的發(fā)生；不用肌松藥并不能防止知曉發(fā)生。（二）

常規(guī)監(jiān)測：血壓、心率、呼吸率、呼氣末麻醉氣體濃度

存在問題：心血管藥物可以掩蓋癥狀；缺少研究證據(jù)表明可以減少知曉的發(fā)生；生命體征正常仍可能發(fā)生知曉。二、麻醉深度智能控制系統(tǒng)1、研究意義：96聽覺系統(tǒng)在接受聲音刺激后,從耳蝸至各級聽覺中樞產(chǎn)生的相應電活動腦電雙頻譜指數(shù)(BispectralIndex,BIS)監(jiān)測聽覺誘發(fā)電位(Auditoryevokedpotentials,AEP)監(jiān)測熵指數(shù)（Entropy）監(jiān)測等腦電和麻醉深度監(jiān)測通過對腦電圖進行處理計算得到的綜合指數(shù)對大腦不規(guī)則意識活動程度的測量（三）腦功能檢測（腦電）聽覺系統(tǒng)在接受聲音刺激后,從耳蝸至各級聽覺中樞產(chǎn)生的相應電活97麻醉深度監(jiān)測方法BIS腦電AEPIEntropy肌電心率變異性肌松其他…BIS是一個無量綱的簡單變量，范圍從0~100，數(shù)值越大,越清醒,反之提示大腦皮質(zhì)的抑制愈嚴重。一般認為BIS值：100-85代表完全清醒狀態(tài)；65-85代表患者處于睡眠狀態(tài)；40-65代表處于全麻狀態(tài)；40以下人腦皮層處于暴發(fā)性抑制狀態(tài)；0完全無腦電活動的狀態(tài)。麻醉深度BIS腦電AEPIEntropy肌電心率變異性肌松其984、靜脈麻醉給藥方法：單次靜脈注射、重復靜脈注射：不能維持麻醉藥的有效濃度；重復給藥血藥濃度波動大；藥物的血漿濃度與效應室濃度不能達到滿意的平衡狀態(tài)。持續(xù)靜脈輸注按一定量和速度以微量泵靜脈持續(xù)輸入：達穩(wěn)態(tài)血漿濃度時間較長，不能滿足臨床麻醉誘導和維持。隨輸注時間延長，清除速率減慢，血藥濃度逐漸升高產(chǎn)生蓄積作用，難以根據(jù)病人反應和手術(shù)刺激強度隨時調(diào)節(jié)血藥濃度。靶控輸注（TCI）：可以維持恒定的血漿濃度、快速隨意調(diào)節(jié)、保持血漿濃度和效應室濃度的平衡。5、靶控輸注（TargetControlledInfusion,TCI

）在輸注靜脈麻醉藥時應用藥代動力學和藥效動力學原理，通過調(diào)節(jié)目標或靶位（血漿或效應部位）的藥物濃度來控制或維持麻醉在適當?shù)纳疃龋詽M足臨床要求的一種靜脈給藥方法。4、靜脈麻醉給藥方法：99房室模型的概念

藥物經(jīng)靜脈注射進入血液，就會自血管向組織間液擴散，擴散范圍的大?。ㄈ莘e）就是房室概念。如果擴散的容積只有1個，稱之為一室模型，如果擴散的容積是2個，稱之為二室模型，以此類推有三室、多室模型等。

臨床常用的靜脈麻醉藥多為三室藥代動力學模型（下圖所示）。中央室代表血或血漿，第二室代表血液充盈多的組織，第三室代表血液充盈少的組織，作用部位（中樞）為效應室。三室模型PBPK模型房室模型的概念

藥物經(jīng)靜脈注射進入血液，就會自血管向組織間液1006、TCI閉合環(huán)路控制系統(tǒng)通過反饋控制微量泵輸注麻醉藥的速率，調(diào)節(jié)麻醉深度，從而做到用藥個體化，以提高藥物應用的質(zhì)量。使麻醉用藥更加精確，麻醉過程平穩(wěn)、安全，并大大解放了麻醉醫(yī)師的勞動力。閉環(huán)TCI是麻醉發(fā)展的新方向。

7、閉環(huán)TCI系統(tǒng)的構(gòu)成：閉環(huán)TCI系統(tǒng)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫選擇最適宜的麻醉對象模型模型結(jié)構(gòu)與靈敏度的分析與仿真閉環(huán)控制最佳算法及軟件開發(fā)閉環(huán)TCI系統(tǒng)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫選擇最適宜的模型結(jié)構(gòu)與101細胞的基本結(jié)構(gòu)及其功能哲學、經(jīng)濟學、法學、倫理學……＋醫(yī)學→產(chǎn)婦(妊娠26周/28周～產(chǎn)后1個月/1周)細胞間質(zhì)intercellularsubstance：5、按診斷手段建立的學科4、現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)具有高科技的特色醫(yī)學影像學(X線、CT、MRI、超聲、同位素等)X治療儀、紅外治療儀。構(gòu)建定位平臺-----采集數(shù)據(jù)、研究算法人體的系統(tǒng)OrganSystemsoftheBody人的生命活動受到各種自然因素、社會因素、心理因素的綜合作用，復雜性大與生物化學、藥理學、毒理學關系密切從醫(yī)“病”到醫(yī)“人”骨科學泌尿外科胸外科（根據(jù)起源、結(jié)構(gòu)、功能）4、現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)具有高科技的特色基于手機心音信號監(jiān)護平臺的總體結(jié)構(gòu)框圖離體研究成果不一定適用于整體或在體醫(yī)藥學、功能性食品科學等的基礎手機上心音信號采集傳輸實現(xiàn)1、按治療手段建立的學科無線郵件開發(fā)8、TCI閉合環(huán)路控制系統(tǒng)---系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖其工作原理是：系統(tǒng)以反映藥效的腦電雙頻指數(shù)為控制變量，采用PID控制算法，以PBPK對象生理模型來計算靶控所需的給藥方案。具體操作是由上位機給定一個目標BIS值，單片機自動采集病人當前的BIS值，算法處理得出給藥的輸注量，控制輸注泵的輸注，從而讓病人的BIS值逐漸達到我們設定的目