第四章 生物電測量

第四章生物電測量儀器心電測量模型：電生理基礎(chǔ)、電極、測量方式心電測量電路腦電圖測量簡介肌電圖測量簡介一、生物電生理基礎(chǔ)細(xì)胞電學(xué)特性動作電位特點(diǎn)生物電測量基礎(chǔ)人體電阻抗高等動物神經(jīng)、肌肉有電流、電壓的產(chǎn)生和傳播

1786年伽伐尼用金屬刀與蛙的神經(jīng)閉合回路，肌肉搐搦，表明回路存在電流

1792年發(fā)表了著名論文《論肌肉運(yùn)動中的電力》，生物電現(xiàn)象是自然界普遍存在的一種電現(xiàn)象生物電是生命基本特征，是信息的傳遞、肌肉收縮和運(yùn)動的基礎(chǔ)心電、腦電、肌電、眼電……生物電比較弱，電壓只有數(shù)十微伏至數(shù)十毫伏原因：細(xì)胞靜息電位:靜止時細(xì)胞膜內(nèi)負(fù),外正1.細(xì)胞電學(xué)特性

電化學(xué)活動產(chǎn)生的離子的輸運(yùn)過程細(xì)胞內(nèi)K+多,Na+少;細(xì)胞外K+少,Na+多細(xì)胞膜通透性:K+通透性好,K+向外擴(kuò)散,Na+不能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)留下帶負(fù)電的離子負(fù)電位-50mv-100mv外部的K+離子產(chǎn)生的電場力抑制擴(kuò)散，當(dāng)與擴(kuò)散相等則處于動態(tài)平衡2動作電位(興奮)

外部刺激電流細(xì)胞Na+流向膜內(nèi)電位升高，20mv40mv

上述過程稱為極化

刺激產(chǎn)生的電位變化超過臨界值或達(dá)到極限，鈉離子不再流入細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞內(nèi)的鉀離子流出電位下降，稱為復(fù)極化

利用細(xì)胞主動循環(huán)，Na+膜外，K+膜內(nèi)鈉鉀

離子通道打開和關(guān)閉情況去極化復(fù)極化興奮電位沿神經(jīng)纖維傳輸，幅度不衰減離子導(dǎo)電過程

動作電位特點(diǎn)

興奮過程傳播神經(jīng)纖維如一個長的圓柱體局部電流產(chǎn)生刺激在膜外側(cè)，電流從靜息膜流向興奮膜；在膜內(nèi)側(cè)，電流由興奮膜流向靜息膜。結(jié)果使靜息膜膜內(nèi)側(cè)電位升高而膜外側(cè)降低，即發(fā)生了去極化。當(dāng)去極化使靜息膜的膜電位達(dá)到閾電位水平時，大量鈉通道被激活，引起動作電位。在末端復(fù)極化，局部電流使內(nèi)膜電位低，外膜電位高，

3心電測量基礎(chǔ)人體內(nèi)有大量體液，細(xì)胞，纖維懸浮在體液中，生物電可看成電流源浸在在溶液中。看成容積導(dǎo)電，例如，心臟電偶極子導(dǎo)電膜性實(shí)際中電偶極子是動態(tài)變化的電偶極子兩個相距很近的等量異號點(diǎn)電荷的系統(tǒng)。電偶極子的特征用電偶極距P=lq描述，l是兩點(diǎn)電荷之間的距離，l和P的方向規(guī)定由－q指向+q。+-容積導(dǎo)電電池的正極與負(fù)極（一對電偶）放在一大盆稀釋鹽溶液中，由于稀釋的鹽水是一個導(dǎo)體，根據(jù)電學(xué)原理，有無數(shù)條電流線自正極流向負(fù)極，這種導(dǎo)電的方式稱為容積導(dǎo)電。在整個鹽溶液的各部分都有一定電位，在連接電偶正、負(fù)極的軸線中點(diǎn)的垂直面（CD面）上，由于它與正、負(fù)兩極的距離相等，故電位等于零；在此平面的兩側(cè)，有無數(shù)等電位線，每條曲線上任何一點(diǎn)的電位均相等；接近電偶正極者，電位越高，越接近電偶的負(fù)極者電位越低。零電位面的正極側(cè)為正電位區(qū)，零電位面的負(fù)極側(cè)為負(fù)電位區(qū)。容積導(dǎo)體中任一點(diǎn)的電位（V）與電偶電動勢（E）成正比，與該點(diǎn)和電偶中心的距離（r）的平方成反比，以及中心線矢量與偶極子方位角θ的余弦成正比(電偶極子方向：負(fù)正的夾角)。V=E·cosθ／r2

心臟位于體液之中，好像一個電池放在含鹽溶液中一樣，心臟相當(dāng)于一對電偶，每次激動所產(chǎn)生的電流，必然通過體液傳導(dǎo)，在其周圍形成一個心電場。實(shí)際中電場是動態(tài)變化的電偶極子(electricdipole)極化矢量(M)

去極化時

負(fù)正

不同時刻，大小方向不同

(負(fù)正表示細(xì)胞外電位)心臟電活動模型4人體電阻抗體內(nèi)是離子導(dǎo)電離子導(dǎo)電以離子擴(kuò)散為主擴(kuò)散阻力存在，有電阻存在細(xì)胞膜具有電容性質(zhì)一定條件下具有電感特性2.組織電特性：與頻率有關(guān)，方向有關(guān)，溫度有關(guān)與組織有關(guān)：

血液，分泌液體良導(dǎo)體神經(jīng)，肌肉，器官次之皮膚，脂肪，骨胳是不良導(dǎo)體阻抗與人體狀態(tài)有關(guān)，如疼痛皮膚阻抗小于正常情況放松時阻抗小電極:金屬片，金屬絲直接測量兩點(diǎn)電位差二、電極Cl-為導(dǎo)電膏，保證接觸良好將人體離子導(dǎo)電變?yōu)轶w外電子導(dǎo)電，相當(dāng)于傳感器電極電位(接觸電位)金屬離子擴(kuò)散溶液，金屬帶負(fù)電吸引離子沉淀，離子分布在電極附近，抑制擴(kuò)散，當(dāng)擴(kuò)散與沉淀平衡時形成雙電層（電容），產(chǎn)生電極電位

電離過程金屬離子擴(kuò)散，溶液中負(fù)離子在電極上還原，都釋放電子體外電路為電子導(dǎo)電＋＋＋＋＋＋＋-------生物電檢測電極示意圖機(jī)體外機(jī)體內(nèi)電極電極在生物體內(nèi)離子導(dǎo)電和金屬的電子導(dǎo)電體系之間形成一個電化學(xué)界面，能實(shí)現(xiàn)離子流與電子流的互相轉(zhuǎn)換，從而使生物體和測量儀器間構(gòu)成了電流回路。

電極的接觸與極化電極電位，電極與皮膚接觸產(chǎn)生基礎(chǔ)電位電極與電解液處于靜態(tài)平衡時，電極與電解液間沒有電流流過。當(dāng)接上儀器的電路時，就有電流流過這個界面。原有的平衡被打破，電極的半電池電位與沒電流時不同。極化電極，是當(dāng)電流通過電極界面時電極電位偏離平衡電位的現(xiàn)象。在有和無電流通過兩種情況下電極的半電池電位的差值稱為極化電壓。極化電位是交流信號

總的電極的電位生物電電位差＝兩個電極間的電位差電極的電位＝電極電位+極化電位+原有電位電極等效電路Sweatglandsandducts電極(Electrode)表皮(Epidermis)真皮RuReEseEheRsRdCdEPRPCPCe膠(Gel)電極等效電路真皮以下等效為純電阻

臨床上常用的體表電極臨床上常用的體表電極種類繁多、形狀多樣常見的有金屬板電極、Ag/Agcl電極等體表生物電檢測中最常用的電極是Ag／AgCl電極。它的結(jié)構(gòu)是在金屬銀的表面覆蓋一層難溶解的銀的鹽類AgCl，再浸入含有氯離子的溶液中。電極可以用下列符號表示：Ag|AgCl|C1-實(shí)際應(yīng)用的Ag／AgCl電極極化電壓很低，對生物電的檢測影響小，在臨床上得到廣泛的應(yīng)用。(a)金屬板電極

(b)金屬盤電極

(c)泡沫園盤電極.

吸附電極經(jīng)皮注射式針電極（a）和絲電極（b）

干電極:交流電電容耦合，利用場效應(yīng)管產(chǎn)生電壓，不需要導(dǎo)電膏胎兒電極三、心電圖機(jī)心電如何產(chǎn)生心電測量方式心電圖機(jī)

結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)、電路分析心臟結(jié)構(gòu)結(jié)間束電活動結(jié)構(gòu)圖血液循環(huán)圖肌肉、導(dǎo)電纖維、腔體一、心電圖產(chǎn)生心電產(chǎn)生的機(jī)理心電信號的性質(zhì)心電信號的意義

心臟的電信號產(chǎn)生過程竇房節(jié)發(fā)出興奮(電源)通過纖維組織(導(dǎo)線)傳向心房和心室的心肌細(xì)胞傳導(dǎo)引起去極化通過心臟周圍的導(dǎo)電組織和體液反映到身體表面，形成電變化,人體任意兩點(diǎn)存在電位差，心電信號Ca++離子釋放，與細(xì)胞內(nèi)收縮肌蛋白作用引起收縮從體表記錄心臟興奮的產(chǎn)生、傳達(dá)和恢復(fù)的過程，反映心臟電位變化曲線橫軸為時間，縱軸為幅度P，QRS，T心電圖(ECGorEKG)

Eelectrocadiogram電偶極子(electricdipole)極化矢量(M)

負(fù)正

不同時刻，大小方向不同心臟電活動模型

各段解釋0.04s~0.08s/eflash/HTML/2857.html信號傳輸電位弱幅度小處于保持狀態(tài)，因此電位近似為等電位線P，R，T含義段與間期：PR，QRS，STPR段代表在心房纖維上傳輸時間除極化，極化

時間、幅度量化1mm:0.04s(小格)，0.2s,大格1mm:0.1mv(小格)，大格0.5mv

心電圖打印紙（粉紅色的紙）ECG性質(zhì)心臟及體表有電流和電壓電壓小頻率低心電測量方式（如何測量）電極放在心臟或體表體表何處？能反映心電性質(zhì)，并且測量方便愛因托芬文三角形三個導(dǎo)聯(lián)構(gòu)成等邊三角形，心臟位于中心左、右肩、肚臍為三個頂點(diǎn)，4肢電位等于該連接點(diǎn)電位心臟電活動等效為電偶極子，右心房-左心室，斜下方中心電位為0，體腔均勻?qū)щ?相對電偶極子,體腔很大愛因托芬三角形的作用反映心臟電活動的空間關(guān)系進(jìn)行了假設(shè)，奠定了肢體導(dǎo)聯(lián)的測量方式建立了測量與心電的關(guān)系（測量與待測信號的關(guān)系），相當(dāng)于心電測量的模型，即測量建模達(dá)芬奇：

維特魯威人比例研究意大利文藝復(fù)興時期的畫家人體中自然的中心點(diǎn)是肚臍。因?yàn)槿绻税咽帜_張開，作仰臥姿勢，然后以他的肚臍為中心用圓規(guī)畫出一個圓，那么他的手指和腳趾就會與圓周接觸。不僅可以在人體中這樣地畫出圓形，而且可以在人體中畫出方形。即如果由腳底量到頭頂，并把這一量度移到張開的兩手，那么就會發(fā)現(xiàn)高和寬相等，恰似平面上用直尺確定方形一樣?！?/p>

1903發(fā)明,1924年獲得諾貝爾獎金肢體導(dǎo)聯(lián)（導(dǎo)線連接方式）標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)，I，II，III，規(guī)定的測量方式+,-指接放大器的輸入端4肢電位等于該連接點(diǎn)電位是近似的矩形內(nèi)任意一點(diǎn)的電位,與A,B近似相等A,B間距離較近,近似等電位上下肢內(nèi)兩點(diǎn)ECG近似為0,包括頭中的ECG也近似與上鎖骨相同一個在手,一個在頭,有無ECG測量EMG不要在胸部,在肢體間(ECG小)EEG要在腦部兩點(diǎn)間AB

心電測量模型心臟位置心電測量等效電路心電如何測量技術(shù)（電路）電極放在體表放大、濾波、顯示等1860年5月21日－1927年9月29日荷蘭醫(yī)師與生理學(xué)家發(fā)明了心電圖機(jī)、確定了測量方式、命名的P,QRS.T波確定了時間和幅度量化方式心電圖機(jī)發(fā)明心電圖機(jī)發(fā)明的思想沒有放大器，沒有打印機(jī)，描圖儀測弱電流檢測：在磁場中，利用0.002毫米的鍍銀石英絲檢測手腳放在鹽水中減小電阻描跡：利用光學(xué)方法使懸線遮擋光線形成陰影，在感光紙上描跡并使其移動?！笆紫任覀儜?yīng)當(dāng)努力去更好地了解心臟工作的細(xì)節(jié)以及造成多種心臟異常的病因，只有基于明確的認(rèn)識和精進(jìn)的知識方能使我們有可能在仍然遙遠(yuǎn)的將來解除患者所忍受的痛苦?！薄ぐＲ蛲蟹移渌麑?dǎo)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)，雙極測量加壓導(dǎo)聯(lián)胸部導(dǎo)聯(lián)，單極導(dǎo)聯(lián)

VII=VI+VIII

標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)：雙極導(dǎo)聯(lián)電壓關(guān)系VI=VL-VR，VII=VF-VR，VIII=VF-VL

三個電阻構(gòu)成中心端，電位為0

斷開待測肢體與中心端連接，增加電位

加壓導(dǎo)聯(lián):aVR,aVL,aVF參考電位：人體肢體電阻不相等威爾遜網(wǎng)絡(luò)：三個肢體分別接個5k電阻連在一起，

連接的交點(diǎn)近似為0電位注意:電路地電位為參考點(diǎn),不是實(shí)際0電位單極導(dǎo)聯(lián)如何產(chǎn)生零電位電阻為保持各段均衡威爾遜網(wǎng)絡(luò)

單極導(dǎo)聯(lián)心臟到各個肢體電阻不等外接3個平衡電阻5k保證R近似相等計(jì)算VW計(jì)算VW某點(diǎn)電位：假設(shè)r為到偶極子中心的距離M=q.dq:電量，d:偶極子間距兩點(diǎn)間電位若rA=rB=r，r為到偶極子中心的距離假設(shè)電偶極子很小,且在中心以保證到三角形各個頂點(diǎn)距離相等,而且M近似沿中心線VR+VF+VC=？根據(jù)電偶極子公式判定VR可看成相對M夾角為180度，VFVL與M角為60度r均相等，r=OL=OF=OR如何增大測量的電位增大電極距離減小與電偶極子（斜下方）的夾角靠近心臟（r?。┰谲浗M織處，減小內(nèi)阻aVR=VR-VCVC=-(VF+VL)/2,可用分壓簡單計(jì)算VF+VR+VL=0,相當(dāng)于0點(diǎn)從O到CaVR=VR+1/2VR=3/2VRVCO點(diǎn)，電位0VC=(VF+VL)/2=-VR/2aVL=3/2VL,aVF=3/2VFVRC加壓導(dǎo)聯(lián)是肋骨間隙,而不時肋骨(信號太小了)腋前線指腋窩前邊,腋中線指腋窩中間位置

額面心電六角圖(冠狀面)

不同導(dǎo)聯(lián)反映心電矢量不同方向投影哪一個為負(fù)?導(dǎo)聯(lián)向量圖根據(jù)矢量方向與M的夾角判斷導(dǎo)聯(lián)電壓的大小及正負(fù)如III導(dǎo)聯(lián)，夾角近90度，故??；aVR為負(fù)心電圖心律失常：正常竇性心律，心電來自竇房結(jié)早搏則不如此心室肥大：R波增高（極化過程延長，幅度大）心肌缺血：ST段下移預(yù)激綜合癥（先天缺損，心肌提前激動，PR時間?。┓渴覀鲗?dǎo)阻滯：PR大于0.2s心電圖反映心臟功能心電圖讀法先看心率：大于25格，小于15格再看心律：RR,PP間隔變化變化小于0.12s最后看波形：時間和幅度等心動過速心動過緩房性早搏：P波出現(xiàn)過早非竇房結(jié)產(chǎn)生，由心房自身產(chǎn)生室性早搏：QRS波不是來自從竇房節(jié)而是心室自己產(chǎn)生的,T波與R波方向相反二聯(lián)律，三聯(lián)律連續(xù)出現(xiàn)二次，三次早博心房撲動心房顫動心房肌微纖維顫動心室肌微纖維顫動在心室恢復(fù)期S-T段,向冠狀動脈供血液若S-T抬高或降低,表明心肌血缺血在心室恢復(fù)期S-T段,向冠狀動脈供血液若S-T抬高或降低,表明心肌血，復(fù)極化不足房室傳導(dǎo)阻滯

PR變長三、心電圖機(jī)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)電路結(jié)構(gòu)分析醫(yī)學(xué)儀器結(jié)構(gòu)輸入(采集部分)：傳感器、放大、濾波等處理：數(shù)字信號處理（數(shù)字化儀器）輸出：顯示、打印輔助：控制、反饋、電源等模擬心電圖機(jī)結(jié)構(gòu)輸入前置、中間、功率放大、濾波電路、抗干擾電路電極/導(dǎo)聯(lián)線、保護(hù)、高頻濾波、右腿驅(qū)動、威爾遜網(wǎng)絡(luò)輸出記錄器、走紙傳動控制電源增益選擇、濾波選擇、導(dǎo)聯(lián)選擇、走紙速度控制電極脫落報(bào)警、起搏器脈沖抑制、1mv定標(biāo)ACDC,DCDC數(shù)字化心電圖機(jī)A/DMCUorDSP,ARMRAM+FLASH(閃存，可擦除)LCD打印機(jī)

性能指標(biāo)輸入阻抗，大于2M靈敏度

輸入1mv電壓描筆偏轉(zhuǎn)幅度

5mm/mv,10mm/mv,20mm/mv噪聲，輸入短路輸出折合到輸入端小于10uv時間常數(shù)，大于1.5s(直流電平100%下降到37%時間)

線性誤差

輸出與輸入電壓線性關(guān)系，誤差應(yīng)小于10%描記筆在任何位置，若輸入相同的信號，偏轉(zhuǎn)的幅度應(yīng)相等.共模抑制比，規(guī)定大于75dB阻尼，適當(dāng)頻率響應(yīng)走紙均勻，25mm/s,50mm/s，誤差≤±2％

絕緣性能

電源對機(jī)殼絕緣電阻大于20M、漏電流小于100uA調(diào)整阻尼電路模擬心電圖機(jī)

ECG-6511心電圖機(jī)前置放大電壓放大，用于信號分析主放大功率放大，驅(qū)動描記筆控制，導(dǎo)聯(lián)選擇，速度控制，熱筆溫度控制電源,整流、濾波、穩(wěn)壓電池充電DC-DC變換

實(shí)物圖輸入電路過壓保護(hù)、高頻濾波、緩沖放大、威爾遜網(wǎng)絡(luò)差動放大起博脈沖抑制定標(biāo)電路時間常數(shù)電路封閉電路后置放大干擾抑制電路增益選擇

高壓保護(hù)

低壓保護(hù)利用二極管正向?qū)妷悍€(wěn)定在0.7V限制電壓。當(dāng)輸入信號電壓高V時有可能損壞器件。當(dāng)信號電壓高于0.7V或低于-0.7V時，二極管嵌位在+，-0.7V，保護(hù)了放大器，此時放大器處于開環(huán)，輸出+8，-8v,因此，輸出最多正負(fù)8.7vRLF三角形頂點(diǎn)：I，II，III三個邊中點(diǎn)：增強(qiáng)導(dǎo)聯(lián)公共端，頂點(diǎn)與對邊中點(diǎn)為對應(yīng)的增強(qiáng)導(dǎo)聯(lián)三角形中心：威爾遜中心屏蔽驅(qū)動A9從威爾遜電路中心點(diǎn)取出共模電壓ＩＣ１１２，跟隨器二極管嵌位從威爾遜電路中心點(diǎn)取出共模電壓ＩＣ１１２，跟隨器ＬＣ濾波2個二極管限幅電路，電壓不超過正負(fù)8.7VＲＦ，右腿接地電阻，限制電流INH:使能端，A,B,C控制端12導(dǎo)聯(lián)選擇：12選1內(nèi)部測試電路+-發(fā)射結(jié)，集電極均正偏，T2,T3飽和導(dǎo)通相當(dāng)與對地短路，輸入閉鎖電路，導(dǎo)聯(lián)切換或復(fù)位電路10kPNP型晶體管CAL為低電平，發(fā)射結(jié)正偏，集電極由于接地反偏，T1導(dǎo)通DW穩(wěn)壓產(chǎn)生6.8v,通過二次分壓產(chǎn)生1mv電極脫落檢測電路

二極管導(dǎo)通，鍵控電路板上的發(fā)光二極管發(fā)光報(bào)警，電極已經(jīng)脫落脫落時電極電壓升高，此時不與人體接觸了各種共?？垢蓴_措施不起作用了。起搏器脈沖抑制

二極管為鉗位作用,抑制大的脈沖

電容為高頻濾波

肌電濾波電路

平時地，-8v與1M電阻構(gòu)成通路，場效應(yīng)管Vgs<0，導(dǎo)電溝道截止，無電流，RC濾波不通當(dāng)EMG鍵按下時，低電平輸入通過光電耦合器后變成高電平，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏使得T5導(dǎo)通，有電流流過47K電阻，二極管負(fù)端電位升高，從而二極管截止，Vgs=0，場效應(yīng)管導(dǎo)通。由84.5k和0.047u組成的RC濾波電路，過濾40Hz的肌電信號

電壓變化大時，電流變化不大，相當(dāng)于動態(tài)電阻很小

文氏橋式RC陷波器當(dāng)f=1/2RC,電橋臂電阻比相等（2:1），電橋無輸出下面阻抗：10.2/(6.04//30.9k=5.02)=2:1靈敏度選擇A，B，C

增益0.5:1:2R1R2RoRoUo1UoUi根據(jù)電路結(jié)構(gòu):2次分壓Uo1=(1+R2/R1)UiUo=2Uo1光耦部分前后電路隔離抗干擾ＩＣ１０８Ｂ，ＩＣ１１５Ａ３個二極管為光耦，中間發(fā)光二極管兩邊為光電二極管，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。ＺＤ１０１，ＺＤ１０２提供光電管反偏置電壓，保證無信號輸入時，處于反偏，有反偏電流Ｖ１０３為輸出電流放大驅(qū)動Ｖ１０４為分流保護(hù)（畫反了）光電二極管１，２提供負(fù)反饋，穩(wěn)定工作點(diǎn)ＩＣ１０８Ｂ為積分電路，使輸出電壓變化慢，以與光耦器件速度匹配（光耦響應(yīng)速度慢）ＩＣ１１５Ａ，反向放大器，u=-Rf.IR157,C116,高頻負(fù)反饋，去掉高頻信號增益＝（Ｒ１５６＋ＶＲ１０２）／Ｒ１５０數(shù)字心電圖機(jī)熱筆式缺點(diǎn)不易多導(dǎo)化，誤差大，故障率高，笨重等熱陣式熱陣元記錄頭是利用先進(jìn)的元件集成技術(shù)，在陶瓷基體上高密度集成了大量發(fā)熱元件。目前所有新推出的機(jī)器幾乎全部是熱陣記錄式記錄。

熱打印機(jī)的工作原理是打印頭上安裝有半導(dǎo)體加熱元件，打印頭加熱并接觸熱敏打印紙后就可以打印出需要的圖案，其原理與熱敏式傳真機(jī)類似。圖象是通過加熱，在膜中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而生成的。這種化學(xué)反應(yīng)是在一定的溫度下進(jìn)行的。高溫會加速這種化學(xué)反應(yīng)改進(jìn)微型心電模塊ADS1293

專用心電芯片AEE4400,血氧芯片無線：藍(lán)牙、wifi、zigbee,GPRS

ZIGBEE(一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò))與手機(jī)通訊并顯示手機(jī)與云端服務(wù)要求掌握整體電路單元電路組成差分放大、中間放大電路輸入保護(hù)電路原理定標(biāo)電路計(jì)算閉鎖電路,時間常數(shù)電路濾波電路，EMG，50Hz電極脫落報(bào)警屏蔽驅(qū)動電路要求了解整個電路結(jié)構(gòu)、功能能分析各單元電路原理心電信號（或脈搏）提取，心率顯示

基本要求（良）（1）

心電信號（或脈搏）波形較為清晰、無明顯失真；（2）一次心跳產(chǎn)生一個固定長度的方波（0.2s），發(fā)光二極管閃亮一次發(fā)揮部分I（加分，可2人一組）（3）

心率計(jì)算和顯示，心率計(jì)算由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)或其他方式，并配備有顯示單元；發(fā)揮部分II（加分，可2人一組）（4）

采用TI無線模塊，例如CC256x，CC254x藍(lán)牙模塊，將心率相關(guān)信息發(fā)送至手機(jī)或其他設(shè)備進(jìn)行顯示；（5）

其他電路，脈搏，血壓均可。

實(shí)驗(yàn)室提供電路：集成塊、電路板、工具、電阻、單片機(jī)等實(shí)驗(yàn)要求（設(shè)計(jì)、分析、焊接、測試）4、腦電EEG腦電基礎(chǔ)腦電導(dǎo)聯(lián)誘發(fā)腦電腦電圖機(jī)結(jié)構(gòu)腦電最新技術(shù)大腦是意識和行為的中心1000多億個神經(jīng)細(xì)胞組成(灰質(zhì))神經(jīng)纖維(白質(zhì))重量1200-1500克每個神經(jīng)細(xì)胞與1000-10000個神經(jīng)細(xì)胞交換信息每秒有上百萬的信號進(jìn)行思維、感覺和運(yùn)動大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞具有自發(fā)生物電活動，具有持續(xù)的節(jié)律性電位改變，用電極在頭皮上記錄到腦電圖EEG1、腦電基礎(chǔ)腦電電生理

去極化：神經(jīng)細(xì)胞有興奮性，受到電刺激鈉離子進(jìn)入膜內(nèi)，去極化膜內(nèi)正，膜外負(fù)，20mv-40mv

動作電位由細(xì)胞樹突和軸突傳播

復(fù)極化:由鈉鉀離子的主動運(yùn)轉(zhuǎn)，重新極化

腦電特點(diǎn)自發(fā)性節(jié)律性，但不如ECG明確以頻率、幅度、位相描述

腦電信號的組成Wave8~12Hz安靜、休息、閉眼出現(xiàn)在頭皮的枕區(qū)最強(qiáng)烈，在頂區(qū)也可紀(jì)錄到睜眼有阻斷βWave≧13Hz中樞神經(jīng)系統(tǒng)緊張時,如思考問題在頭皮的額區(qū)(Frontal)最強(qiáng)烈，在頂區(qū)(Parietal)也可記錄到具節(jié)律性，低振幅θWave4~7Hz成人在情緒受到壓力時，尤其失望和挫折在許多腦疾患者可記錄到δWave≦3Hz出現(xiàn)在深度睡眠、嬰兒和嚴(yán)重器官性腦疾病。在很深的慢波(SlowWave)睡眠中也會發(fā)生中央睡眠腦電變化開始睡眠快速眼動期做夢期，30分鐘身體器官休息淺睡期中度睡眠期深度睡眠期快速眼動期與淺睡期來回轉(zhuǎn)換，4-5次大腦起博器:抑制過度放電PD,帕金森病多巴胺神經(jīng)元受損，導(dǎo)致大腦分泌的多巴胺不足，局部腦電增強(qiáng)（腦起搏器抑制）AD,老年癡呆，α波減弱PD帕金森多巴胺減少（化學(xué)遞質(zhì)）震顫，肌肉張力增高（僵硬），疼痛植入腦起搏器，在腦上打洞放入電極，在鎖骨植入放入電池，對大腦電刺激紅酒，綠茶抗氧化，防止腦細(xì)胞衰老2、腦電導(dǎo)聯(lián)電極安放，10-20國際標(biāo)準(zhǔn)單極導(dǎo)聯(lián)，耳垂或接電阻公共端雙極導(dǎo)聯(lián)(含A1，A2，F(xiàn)z,Cz,Pz）帽子形狀3、誘發(fā)腦電EP

（Evokedpotential）光刺激器VEP，黑白方格變化刺激(visual)聲刺激器AEP，咔嗒聲(audio)體感刺激SEP，電流刺激（sense）受試者對刺激有一定的潛伏時間類型刺激方法測量部位臨床診斷價(jià)值VEP閃光或視覺圖形刺激頭皮枕葉部多發(fā)性腦硬化外周神經(jīng)傷害神經(jīng)病SEP電流刺激感知皮層上外周神經(jīng)纖維和皮層之間脊柱通路的疾病AEP聲音（咔嗒聲、爆發(fā)聲、白噪聲）腦干上聽覺通路缺陷疾病誘發(fā)電位很小，連續(xù)多次刺激求和取平均4、腦電圖結(jié)構(gòu)輸入盒，導(dǎo)聯(lián)選擇前置放大主放大ＣＰＵ采集與控制電路描記電路電源腦電放大器腦電信號v，要求增益100dBCMRR:100dB噪聲<3uv高輸入阻抗，大于10M前放電源紋波<0.01%多導(dǎo)聯(lián)，32，64，256接觸電阻小于20k，頭皮電阻檢測