現(xiàn)代醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)指導(dǎo)(含答案)

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)指導(dǎo)

目錄

緒論閱讀材料復(fù)習(xí)與練習(xí)

第一章醫(yī)學(xué)儀器概述

第二章生物信息測量中的噪聲和干擾

第三章信號(hào)處理

第四章生物電測量儀器

第五章血壓測量

第六章醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器

第七章心臟治療儀器與高頻電刀

第八章醫(yī)用電子儀器的電氣安全

0閱讀材料復(fù)習(xí)與練習(xí)

1.（醫(yī)療儀器）主要指那些單純或組合應(yīng)用于人體，用于生命科學(xué)研究和臨床診斷治

療的儀器，包括所需的軟件。

2.隨著當(dāng)今人類社會(huì)的發(fā)展和對(duì)醫(yī)學(xué)模式認(rèn)識(shí)上的轉(zhuǎn)變，特別是以Internet為代表的

信息技術(shù)的普及，以醫(yī)院為中心的模式必然會(huì)再次回歸到以（社區(qū)、家庭醫(yī)療為中心「以

人為本"、以預(yù)防為主）的醫(yī)學(xué)模式上來。醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)這一醫(yī)學(xué)發(fā)展的必然

趨勢。

3.以（社區(qū)醫(yī)療）為中心的醫(yī)學(xué)模式正在崛起,我們從事醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到

這一發(fā)展趨勢。

4.（生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測）技術(shù)是對(duì)生物體中包含的生命現(xiàn)象、狀態(tài)、性質(zhì)及變量和成

分等信息的信號(hào)進(jìn)行檢測和量化的技術(shù)。

5.（生物信息處理）技術(shù)即是研究從被檢測的湮沒在干擾噪聲中的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)中

提取有用的生物醫(yī)學(xué)信息的方法。

6.（專家系統(tǒng)）實(shí)質(zhì)上是某一專門知識(shí)，例如某種疾病的診斷、處方，某些礦物的資

源勘探數(shù)據(jù)分析等的計(jì)算機(jī)咨詢系統(tǒng)（軟件）。專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)是（專家知識(shí)），一類是已經(jīng)

總結(jié)在書本上的定律、定理和公式等,另一類是專家們在實(shí)際工作中長期積累的經(jīng)驗(yàn)、教

訓(xùn)。

7.請(qǐng)給出虛擬醫(yī)學(xué)儀器的系統(tǒng)構(gòu)成,并敘述各模塊的功能。

答案要點(diǎn)：虛擬醫(yī)學(xué)儀器通常由通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、擴(kuò)充的硬件模塊和軟件模塊

三大部分構(gòu)成。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)指通用計(jì)算機(jī)，如PC機(jī)或工作站.功能：完成儀器的全套

應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)；硬件模塊包括接口驅(qū)動(dòng)部件、醫(yī)學(xué)功能部件和傳感器或作用部件。功能：

接口驅(qū)動(dòng)部件的功能是實(shí)現(xiàn)硬件模塊與計(jì)算機(jī)的接口，是使硬件模塊與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能進(jìn)行

有效的通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵；醫(yī)學(xué)功能部件是硬件模塊的核心，該部件進(jìn)行有關(guān)生理信

號(hào)的放大、濾波、處理，然后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，由接口驅(qū)動(dòng)部件送計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；

傳感器或作用部件是硬件模塊和虛擬醫(yī)學(xué)儀器最前端的部件，傳感器是將所獲微弱生命信

號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，作用部件是用于治療的各種物理因子發(fā)生器；軟件模塊由計(jì)算機(jī)的部分

系統(tǒng)軟件、工具軟件和專為虛擬醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用軟件組成。功能：一是實(shí)現(xiàn)對(duì)整

個(gè)儀器的自效管理，如醫(yī)學(xué)信號(hào)的處理分析、存儲(chǔ)等；二是提供友好的人機(jī)交互界面。

8.請(qǐng)簡述應(yīng)用CMOS電路的注意事項(xiàng)。

1）未用引腳的處理：由于CMOS電路是電壓處理器件，輸入電阻極大，因而輸入引

腳不能懸空，否則引起電荷的積累，產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動(dòng)勢，使管子導(dǎo)通，電路功耗大大

增加。所以對(duì)與非門和與門的多余輸入端應(yīng)按高電平，而或門和或非門則應(yīng)按至低電平。

2）輸入信號(hào)幅度：CMOS電路輸入信號(hào)的幅度應(yīng)當(dāng)保持在供電電壓范圍之內(nèi)，若超

過供電電壓容易在輸入端形成較大的電流，損壞輸入端保護(hù)二極管，過大幅度還容易寄生

可控硅現(xiàn)象造成電路的損壞。

3）輸出能力：CMOS電路的輸出電流不太大,因而對(duì)TTL電路的扇出系數(shù)不大，但

CMOS電路的輸入電阻極大，對(duì)CMOS電路的扇出系數(shù)極大。

9施樂PARC研究中心首席科學(xué)家馬克.威瑟提出寧靜技術(shù)（CalmTechnology）:

"技術(shù)應(yīng)無縫地融入我們的生活，而不是讓我們時(shí)時(shí)感到技術(shù)的戰(zhàn)栗與恐懼；我們不

會(huì)消失在電腦空間中，而是電腦將消失在我們的生活中結(jié)合課程學(xué)習(xí)體會(huì)談?wù)剬庫o技術(shù)

由于儀器的動(dòng)態(tài)功耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于靜態(tài)功耗，所以中央處理機(jī)應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)度，將系統(tǒng)置于工

作狀態(tài)、待機(jī)狀態(tài)和掉電運(yùn)行狀態(tài)等。也可對(duì)系統(tǒng)電路實(shí)行分區(qū)供電方式。

⑤全面采用表面安裝器件

由于表面安裝器件可以大幅度提高單位面積上器件的密度，可確保整機(jī)微型化，故除

個(gè)別大功率器件外，可采用表面安裝器件。

第一章醫(yī)學(xué)儀器概述

1.依據(jù)檢測和處理信號(hào)的方法不同，醫(yī)學(xué)儀器的工作方式分為：（直接）和間接、（實(shí)

時(shí)）和延時(shí)、間斷和連續(xù)、模擬和（數(shù)字1

2.依據(jù)醫(yī)學(xué)儀器的用途不同，醫(yī)學(xué)儀器通常分為：（診斷）用儀器，如生物電診斷與監(jiān)

護(hù)、生理功能診斷與監(jiān)護(hù)、人體組織成分的電子分析、人體組織結(jié)構(gòu)形態(tài)影像診斷X理療）

用儀器，如電療、光療、磁療與超聲波治療。

3.（生理系統(tǒng)的建模與仿真）方法，即是為了研究、分析生理系統(tǒng)而建立的一個(gè)與真

實(shí)系統(tǒng)具有某種相似性的模型，然后利用這一模型對(duì)生理系統(tǒng)進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)，這種在模

型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程就稱為系統(tǒng)仿真。

4.（建模）是醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的第一步和關(guān)鍵，是對(duì)生命對(duì)象進(jìn)行科學(xué)定量描述的產(chǎn)物。

5.建模關(guān)系即模型的（有效性）度量主要包括：復(fù)制有效，在系統(tǒng)輸入與輸出上認(rèn)識(shí)

系統(tǒng)；預(yù)測有效，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)及總體結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)清楚；結(jié)構(gòu)有效，內(nèi)部狀態(tài)、總體結(jié)構(gòu)

及分解結(jié)構(gòu)均有了解等三個(gè)層次。

6.廣義而言，生理系統(tǒng)的模型不僅包括人造的物理或（數(shù)學(xué)）的模型，也應(yīng)包括動(dòng)物

模型。

7.（建模）即建立一個(gè)在某一特定方面與真實(shí)系統(tǒng)具有相似性的系統(tǒng)，真實(shí)系統(tǒng)稱為

原型，而這種相似性的系統(tǒng)就稱為該原型系統(tǒng)的模型。

8.模型的建立蘊(yùn)含的三層意思即（理想化｝（抽彖化）和（簡單化）

9.模型可分為（數(shù)學(xué)模型）（物理模型）和（描述模型）三種.

10.按照真實(shí)系統(tǒng)的性質(zhì)而構(gòu)造的實(shí)體模型即（物理模型\對(duì)生理系統(tǒng)而言，其物理

模型通常是由非生物物質(zhì)構(gòu)成的，根據(jù)其與原型相似的形式可分為如下四種類型：（幾何相

似模型\（力學(xué)相似模型）（生理特性相似模型）（等效電路模型工

11.所謂（數(shù)學(xué)）模型，就是用數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述事物的數(shù)學(xué)特性，它不像物理模型那

樣追求與客觀事物的幾何結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)的相似性，但可較好地刻劃系統(tǒng)內(nèi)在的數(shù)量聯(lián)系，

從而可定量地探求系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律。

12.構(gòu)造一個(gè)數(shù)學(xué)模型主要包括（系統(tǒng)中各個(gè)作用環(huán)節(jié)的描述）即尋求一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)

運(yùn)算關(guān)系來描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和內(nèi)在聯(lián)系和（表征系統(tǒng)的固有特征量的提取）即主要

來源于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的參量提取兩個(gè)方面的內(nèi)容。

13.建立生理系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法主要有（黑箱方法\（推導(dǎo)方法）兩種。

14.數(shù)學(xué)模型的（黑箱）研究方法是指對(duì)所研究的系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造和機(jī)理一無所知，

僅僅能從外部的客觀測量，如系統(tǒng)的輸入與輸出來考察系統(tǒng)。對(duì)于黑箱，其數(shù)學(xué)模型即為

（滿足某一特定輸入輸出關(guān)系的傳遞困數(shù)X

15.數(shù)學(xué)模型的（推導(dǎo)）研究方法適用于那些內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)理已部分地被人們所認(rèn)識(shí)

的系統(tǒng)。根據(jù)該系統(tǒng)的物理化學(xué)過程以及解剖學(xué)與生物學(xué)知識(shí)，用分析的方法推導(dǎo)出描述

系統(tǒng)功能和特性的模型。

16.（理論分析法）建模應(yīng)用自然科學(xué)中已經(jīng)被證明的正確的理論、原理和定律，對(duì)被

研究系統(tǒng)的有關(guān)要素進(jìn)行分析、演繹、歸納，從而建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。

17.（類比分析法）建模根據(jù)兩個(gè)或者兩類系統(tǒng)某些屬性或關(guān)系的相似，去推論兩者的

其他屬性或者關(guān)系也可能相似的方法。

18.（數(shù)據(jù)分析法）建模對(duì)無法運(yùn)用理論分析或結(jié)構(gòu)難于類比，但能獲得一定表征系統(tǒng)

規(guī)律、描述系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可用回歸分析等方法建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型或?qū)δＰ瓦M(jìn)行

驗(yàn)證。

19.影響儀器設(shè)計(jì)的基本因素有（信號(hào)因素1（環(huán)境因素\（醫(yī)學(xué)因素1（經(jīng)濟(jì)因素）

和（時(shí)代因素）五種，這些因素都是進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)考慮的基本原則。

20.醫(yī)學(xué)處理信號(hào)的特點(diǎn)由（信號(hào)源-人體）和（測量方法）共同決定。信號(hào)檢測與處

理中，對(duì)信號(hào)有效提取和和處理的前提是獲取干凈的信號(hào)-這是儀器設(shè)計(jì)中面臨的主要問題

和挑戰(zhàn)之一。

21.在現(xiàn)代的醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)中，構(gòu)建生理模型的方法很多，最常用的方法有理論分析法

建模、類比分析法建模和數(shù)據(jù)分析法建模三種方法。

22.物理模型是簡化的、類似于實(shí)際系統(tǒng)的某些突出特征而設(shè)想的一種物理系

統(tǒng)，它較之于真實(shí)系統(tǒng)更易于進(jìn)行分析研究。

23.頻率響應(yīng)反映的是儀器對(duì)不同頻率的信號(hào)的不同的靈敏度，要求心電圖機(jī)對(duì)0.1到

25Hz的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)，頻率響應(yīng)曲線必須是平坦的(<±0.5dB工

24.截止頻率是指靈敏度下降到70.7%(-3dB)時(shí)的頻率。

25.共模抑制比可表示為CMRR=Ad/Acm,其中Ad為系統(tǒng)總的差模增益，Acm為

系統(tǒng)總的共模增益。共模抑制比常用分貝(dB)表示，即CMRR=20lg(Ad/Acm),該

值體現(xiàn)了儀器的抗共模干擾的能力。

26.醫(yī)學(xué)儀器的主要技術(shù)特性有哪些？

答：1)準(zhǔn)確度(Accuracy):準(zhǔn)確度是衡量儀器測量系統(tǒng)誤差的一個(gè)尺度。準(zhǔn)確度可

理解為測量值與理論值之間的接近程度。

2)精密度(Precision):精密度是指儀器對(duì)測量結(jié)果區(qū)分程度的一種度量。表示從所選

定的已知數(shù)據(jù)中可能分辨的數(shù)值。

3)輸入阻抗(Inputimpedence):通常稱外加輸入變量(如電壓、力、壓強(qiáng)等)與相

應(yīng)應(yīng)變量(如電流、速度、流量等)之比為儀器的輸入阻抗。輸入阻抗Z為被測量的輸入

變量XI和另一固有變量X2的比值。

4)靈敏度(Sensitivity):儀器的靈敏度是指輸出變化量與引起它變化的輸入變化量之

比。

5）頻率響應(yīng)（Frequencyresponse）:儀器保持線性輸出時(shí),允許其輸入頻率變化的

范圍，它是衡量系統(tǒng)增益隨頻率變化的一個(gè)尺度。

6）信噪比（SignaltoNoiseRatio）:信噪比定義為信號(hào)功率PS與噪聲功率PN之比，

為了便于對(duì)信噪比作定量比較，常以輸入端短路時(shí)的內(nèi)部噪聲電壓作為衡量信噪比的指標(biāo)。

7）零點(diǎn)漂移（Zerodrift）:儀器的輸入量在恒定不變（或無輸入信號(hào)）時(shí)，輸出量偏

離原來起始值而上、下漂動(dòng)、緩慢變化的現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移。

8）共摸抑制比（CMRRcommonmoderejectionratio）:定義為放大差模信號(hào)和抑

制共模信號(hào)的能力

27.醫(yī)學(xué)儀器有哪些特殊性？

答：被作用對(duì)象（人）的特殊性決定了醫(yī)學(xué)儀器的特殊性

1）噪聲特性-交流與電磁感應(yīng)噪聲，從人體拾取的生物信號(hào)不僅幅度微小，而且頻率

也低。必須盡量采取各種抑制措施，使噪聲影響減至最小。一般來說，限制噪聲比放大信

號(hào)更有意義；

2）個(gè)體差異與系統(tǒng)性，人體個(gè)體差異相當(dāng)大，用醫(yī)學(xué)儀器作檢測時(shí)，應(yīng)從適應(yīng)人體的

差異性出發(fā)，要有相應(yīng)的測量手段。人體又是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，測定人體某部分的機(jī)能狀

態(tài)時(shí)，必須考慮與之相關(guān)因素的影響。要選擇適當(dāng)?shù)臋z測方法，消除相互影響，保持人體

的系統(tǒng)性相對(duì)穩(wěn)定；

3）生理機(jī)能的自然性-無損測量的趨勢，在檢測時(shí)，應(yīng)防止儀器（探頭）因接觸而造

成被測對(duì)象生理機(jī)能的變化。因?yàn)橹挥斜ＷC人體機(jī)能史于自然狀態(tài)下，所測得的信息才是

可靠的、準(zhǔn)確的；

4）接觸界面的多樣性-接觸不良或面積不好；

5）操作與安全性-操作者與受檢差者

28.醫(yī)學(xué)儀器基本分類方法依據(jù)有？

答：主要包括

1）檢測的生理參數(shù)

2）檢測轉(zhuǎn)換原理-傳感器及電極

3）在生理系統(tǒng)中的應(yīng)用

4）臨床運(yùn)用

29.簡述醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的基本步驟。

①生理模型的構(gòu)建。這是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)中十分關(guān)鍵的一步，在對(duì)生理、病理、生

化或解剖等相關(guān)知識(shí)分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的基本理論,或?qū)?/p>

實(shí)驗(yàn)所獲數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，構(gòu)建設(shè)計(jì)目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型（或物理模型、或描述模型），并提出

儀器設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)。

②系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)構(gòu)建的生理模型和設(shè)計(jì)指標(biāo)，提出系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案和工程實(shí)現(xiàn)的方

法、途徑。并根據(jù)產(chǎn)品成本要求和性價(jià)比優(yōu)選的原則，進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì)，并繪制出系統(tǒng)總

框圖

③實(shí)驗(yàn)樣機(jī)研制包括儀器的軟硬件設(shè)計(jì)、工藝設(shè)L和安全可靠性設(shè)計(jì)，并制作出實(shí)驗(yàn)

樣機(jī)，在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行儀器樣機(jī)的性能測量和模擬實(shí)驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

④動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究在進(jìn)行臨床試驗(yàn)前,先進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)。選好適當(dāng)?shù)膭?dòng)物，對(duì)樣機(jī)的性

能進(jìn)行全面的考察驗(yàn)證。并將結(jié)果反饋到1-3步

⑤臨床試驗(yàn)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)有關(guān)部門審定，備案，并經(jīng)檢測中心對(duì)樣機(jī)進(jìn)行測試后，達(dá)

到標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)。對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并反饋到1-3步。

⑥儀器的認(rèn)證與注冊提交儀器認(rèn)證與注冊的申請(qǐng)獲準(zhǔn)后，可進(jìn)行儀器的生產(chǎn)。

30.用框圖說明醫(yī)學(xué)電子儀器的基本結(jié)構(gòu)并簡要說明各部分的功能。

答：(1)生物信息的檢測(采集系統(tǒng))：根據(jù)生物信息的特點(diǎn)，針對(duì)不同的生理參量,

采用不同的方式(傳感器和處理電路)

(2)生物信息的處理：為了從檢測到的信號(hào)中獲得更多的有用信息，同時(shí)使信息的特

征更明確、更準(zhǔn)確、更直觀

(3)生物信息的記錄與顯示系統(tǒng):直接描記式記錄器，磁記錄器,數(shù)字式顯示器

(4)輔助系統(tǒng)

第二章生物信息測量中的噪聲和干擾

1.實(shí)現(xiàn)生物信號(hào)測量的基本條件是（抗干擾）和（低噪聲）

2.（噪聲）是電路系統(tǒng)中除了有用信號(hào)以外的其他信號(hào)，包括人體和測試系統(tǒng)；（干擾）

是由測試系統(tǒng)外部所引起的電路系統(tǒng)中的不期望動(dòng)作

3.能產(chǎn)生一定的電磁能量而影響周圍電路正常工作的物體或設(shè)備稱為（干擾源）

4.（EMC）即電磁兼容設(shè)計(jì)原則是在電子系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)不互相干擾，協(xié)調(diào)混同工作的

原則，即抑制來自外部的干擾和抑制系統(tǒng)本身對(duì)外界其它設(shè)備產(chǎn)生干擾。

5.經(jīng)（導(dǎo)線）傳播將干擾引入測試系統(tǒng)的耦合方式稱為（傳導(dǎo)耦合干擾1

6.干擾經(jīng)（公共阻抗）耦合是在測試系統(tǒng)內(nèi)部各單元電路之間、或者兩種測試系統(tǒng)之

間存在公共阻抗,由電流流經(jīng)公共阻抗形成壓降造成干擾。

7.在電子系統(tǒng)內(nèi)部元件和元件之間、導(dǎo)線和導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線與元件，導(dǎo)線、元件和

結(jié)構(gòu)件之間都存在分布電容。一個(gè)導(dǎo)體上的電壓或干擾成分通過分布電容使其它導(dǎo)體上的

電位受到影響，這種現(xiàn)象稱為（電容性耦合1

8.用的金屬板、金屬網(wǎng)作為屏蔽體的屏蔽效果用（屏蔽后場強(qiáng)被衰減的程度）來描述。

9.屏蔽電場或遠(yuǎn)場的平面波即輻射場時(shí)，宜選擇銅、鋁、鋼等（高電導(dǎo)率）材料；屏

蔽低頻磁場，直選玻莫合金、鎰合金、磁鋼、鐵等（高導(dǎo)磁率）材料。

42.測試系統(tǒng)的噪聲一股包括（非需要醫(yī)學(xué)信號(hào)即人體噪聲）和測量系統(tǒng)內(nèi)部由器件、

材料、部件的物理因素產(chǎn)生的自然擾動(dòng)即電壓或電流。通過噪聲過程的分析進(jìn)行合理的電

路設(shè)計(jì)，降低噪聲限度。

10.噪聲電壓或噪聲電流是隨機(jī)的，不能用一個(gè)確定的時(shí)間函數(shù)來描述，但服從一定的

（統(tǒng)計(jì)）規(guī)律。生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)中常遇到的噪聲源-熱噪聲和散粒噪聲的概率密度服從（高

斯或正態(tài)）分布。

11.功率譜密度表示單位頻帶內(nèi)噪聲功率隨頻率的變化。此曲線覆蓋的面積在數(shù)值上等

于噪聲的總功率。低頻噪聲的譜密度隨頻率的減小而（上升），通常稱為粉紅色噪聲；藍(lán)噪

聲譜密度隨頻率的增大而（上升X

12.（低頻）噪聲是造成生物醫(yī)學(xué)信號(hào)提取過程中的主要障礙。主要有兩種材料之間不

完全接觸，形成起伏的電導(dǎo)率，如開關(guān)、繼電器或晶體管、二極管的不良接觸、電流流過

合成碳質(zhì)電阻的不連續(xù)介質(zhì)等；有源器件在制作工藝過程中，材料表面特性及半導(dǎo)體器件

中結(jié)點(diǎn)的缺陷等。

13.（熱）噪聲由導(dǎo)體中載流子隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)引起。任何處于絕對(duì)零度以上的導(dǎo)體中，電

子都在做隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)。利用（超低溫技術(shù)）（減小信號(hào)的頻帶）以及降低提取傳感器的電阻

可以限制信號(hào)熱噪聲。

14.半導(dǎo)體器件中載流子產(chǎn)生與消失的隨機(jī)性是產(chǎn)生（散粒）噪聲的主要原因。

15.低噪聲設(shè)計(jì)的目的是指把總輸入噪聲減小到最低程度。通常用輸入端對(duì)地短路時(shí)放

大器的（固有噪聲）作為放大器的噪聲性能指標(biāo).

16.生理儀器對(duì)來自測量系統(tǒng)之外的干擾以及測量系統(tǒng)內(nèi)部的噪聲都很敏感，因此抗干

擾和低噪聲構(gòu)成生物信號(hào)測量的兩個(gè)基本條件。

17.在生物醫(yī)學(xué)測量系統(tǒng)中，主要的噪聲類型是：1/f噪聲、熱噪聲和散粒噪聲三種。

18.在場效應(yīng)管中經(jīng)常發(fā)生的噪聲主要有:l/f噪聲和熱噪聲兩種。

19.減小電感性耦合的措施有哪些？

答：主要包括

遠(yuǎn)離干擾源，削弱干擾源的影響；

采用絞合線的走線方式；

盡量減小耦合通路，即減小面積A和cosq值

20.電磁干擾的處理措施主要包括那些？

答：主要包括

(1)合理接地

(2)屏蔽

(3)隔離

⑷君禺

(5)濾波

(6)系統(tǒng)內(nèi)部干擾的抑制

第三章信號(hào)處理

1.簡述低噪聲放大器設(shè)計(jì)程序？

答：(1)根據(jù)噪聲要求、源阻抗特性確定輸入級(jí)網(wǎng)絡(luò)：選擇電路結(jié)構(gòu)形式，選擇器件、

確定低噪聲工作點(diǎn)，進(jìn)行噪聲匹配

(2)根據(jù)放大器要求的總增益、頻率響應(yīng)、動(dòng)態(tài)范圍、穩(wěn)定性等指標(biāo)決定放大級(jí)數(shù)及

電路結(jié)構(gòu)

2.醫(yī)用電子儀器放大器對(duì)前置級(jí)電路的基本要求？

答：(1)高輸入阻抗；

(2)高共模抑制比

(3)低噪聲低漂移

(4)安全保護(hù)電路功能

3.前置放大電路基本結(jié)構(gòu)與性能分析？

答：信號(hào)特點(diǎn)與測量方式?jīng)Q定信號(hào)特點(diǎn)，前置放大結(jié)構(gòu)采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)。

差動(dòng)放大電路的共模抑制比受到放大電路閉環(huán)增益、外電路電阻匹配精度、放大器件

本身共模抑制水平等影響，共模抑制能力下降；差動(dòng)結(jié)構(gòu)輸入阻抗較低。

4.試比較并說明光電耦合放大器和變壓器耦合放大器的優(yōu)缺點(diǎn)。隔離電路對(duì)工藝有何

要求?說明理由

5.簡述圖示電路的功能？

答：(1)圖示電路中運(yùn)算放大器D1和D2組成的電路的共模增益為1,在a、b處的

共模信號(hào)與被測體上的共模信號(hào)Vc相等。Vc二idbRo+V。則直接接地Vc=idbRG，使用右

腿驅(qū)動(dòng)可使共模干擾減少(l+2Rf/Ra)倍。

(2)Ro是一個(gè)比較大的值，它的作用是在D5飽和時(shí)流過人體的電流仍是安全的，

如10mA以下，因此Ro的存在也會(huì)抵消右腿驅(qū)動(dòng)電路的作用。

6.簡述圖示處理電路接線的功能？

7.結(jié)合圖示說明電氣隔離技術(shù)的功能？

答：(1)電氣隔離：信號(hào)通路隔離+電源供應(yīng)隔離

(2)當(dāng)人體因漏電等原因與市電(如220V)接觸,由于儀器與病人相連的應(yīng)用部分

是與儀器使用市電的電路部分電氣隔離的，電流i不能構(gòu)成回路，因此病人是安全的。

8.簡述生理儀器的前置放大器電路設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求。

①在測量過程中不允許影響正常的生理過程。

②測得的生理信號(hào)不得失真。

③最大可能地將信號(hào)與各種干擾相分離。

④一旦有電擊事故等危險(xiǎn)情況發(fā)生必須對(duì)病人提供有效的保護(hù)。

9.請(qǐng)簡述在生理類儀器的前置級(jí)實(shí)施的保護(hù)措施。

答案要點(diǎn)：由于放大器，特別是作用于人體的前置級(jí)設(shè)計(jì)不當(dāng)造成對(duì)人體（包括儀器）

的危害主要來自前端和后端（電源）兩方面進(jìn)入。

①從前端進(jìn)入的保護(hù)措施。在前放兩輸入端對(duì)地接入保護(hù)電路。對(duì)于保護(hù)電路的選擇

確保前置放大器在正常情況下的高輸入阻抗，且要在干擾電壓沖擊下保護(hù)器件自身不會(huì)損

壞。對(duì)于低壓保護(hù)，采用反向并聯(lián)的硅二極管,其擊穿電壓約為600mV;中壓保護(hù),采用

反相串聯(lián)的齊納二極管選擇擊穿電壓為3-20V高壓保護(hù)在每一輸入接一個(gè)充氣放電管，

擊穿電壓為50-90V.

②交流電源端泄露的保護(hù)措施。對(duì)前置級(jí)采用浮地隔離的方法，前后電源采用DC-DC

器件隔離，信號(hào)采用光電隔離，或信號(hào)經(jīng)調(diào)制后用變壓器耦合。

1。.設(shè)計(jì)一個(gè)差動(dòng)增益Ad=20、差動(dòng)輸入電阻大于20k。的基本差動(dòng)放入器,并按照

CMRRR=80dB確定各電阻的公差。

11.題圖所示為一測量運(yùn)算放大器的CMRR的線路，若所用電阻精度為5二1%,器件

本身的CMRR為80dB,

求：(1)測量誤差；(2)若要求測量誤差在10%以內(nèi)，則要求選用多大精密度的電阻？

12.題圖所示為以醫(yī)用電子儀器中典型前置放大電路結(jié)構(gòu),其參數(shù)如圖所示。已知當(dāng)輸

入端加入lmv共模電壓時(shí)，電路輸出為0.05mv;當(dāng)輸入端短路接地時(shí)，測得輸出端信號(hào)

的峰-峰值為L5mv。請(qǐng)完成下列相關(guān)問題：(1)推導(dǎo)計(jì)算電路的CMRR?(2)簡要說明提

高該電路共模抑制能力的措施？(3)計(jì)算該電路的等效輸入噪聲Uin

解：(1)由電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)得：

(2)電路結(jié)構(gòu)：同相并聯(lián)輸入差動(dòng)結(jié)構(gòu)；同相串聯(lián)輸入結(jié)構(gòu)；緩沖級(jí)結(jié)構(gòu)；專用放大

儀器結(jié)構(gòu)

電路技術(shù)：右腿驅(qū)動(dòng)；浮地技術(shù)

(3)

第四章生物電測量儀器

1在腦電圖的測量中，電極的安放標(biāo)準(zhǔn)遵循腦電圖國際學(xué)會(huì)制定的10-20系統(tǒng)。

2.單極性導(dǎo)聯(lián)法是設(shè)置一個(gè)星形電阻網(wǎng)絡(luò)，即在爰氏三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上分

別接入一個(gè)等值電阻，三個(gè)電阻的另一端接在一起。工作電極放置在規(guī)定位置，

參考電極接至中心電位端,構(gòu)成單極性接發(fā)。

工金屬電極放入電解液中，在金屬表面形成電極材料和電解液之間的電位差稱為電極

電位。

4.腦電圖機(jī)是用來測量腦電信號(hào)的生物電放大器，腦電放大器的工作原理與心電放大

器基本相同，但由于腦電信號(hào)的幅值范圍為10-100pV,其放大器有增益更高；更高的共

模抑制比；噪聲更小；對(duì)電源的紋波系數(shù)亦有更高要求；更高的輸入阻抗；更小的基線漂

移等特點(diǎn)：

5.電極的作用是將以離子電流的形式在生物體內(nèi)傳播的生物電信號(hào)轉(zhuǎn)化為電子電流形

式的信號(hào)，主要用于測量體表電位。

6.心電圖機(jī)主體從原理上可分為：輸入回路；導(dǎo)聯(lián)選擇；放大電路；描筆驅(qū)動(dòng)和走紙

部分。

7.所謂〃等電位接地系統(tǒng)"是使病人環(huán)境中的所有導(dǎo)電表面和插座地線處于相同電位，

然后接真正的"地"，以保護(hù)電氣敏感病人，也能保護(hù)病人免受其他地方地線故障的影響。

在同等電位按地線連接有困難或禁止連接的情況下，可用充分厚的絕緣物覆蓋在金屬表面

上，防止人和金屬表面接觸。在安全標(biāo)準(zhǔn)中，原則上要求離患者2.5m以內(nèi)的范圍要達(dá)到

等電位化。

8.試討論選擇威爾遜中心端電阻時(shí)應(yīng)考慮的因素，說明電阻選得太大或太小的優(yōu)缺點(diǎn)。

9.腦電圖有什么基本特征?分別以什么方式表示？

10何謂特異性誘發(fā)電位?臨床上常用的誘發(fā)電位有哪幾種？

14.簡述影響EGG精確測量的因素？

答：（1）正確的電極放置（2）電極與皮膚接觸良好（3）導(dǎo)聯(lián)選擇正確（4）排除外部干擾

15.題圖所示為接在放大器兩個(gè)輸入端的導(dǎo)聯(lián)脫落監(jiān)視電路，試分析其工作原理。

16.設(shè)計(jì)一右腿驅(qū)動(dòng)電路，并標(biāo)出所有電阻的數(shù)值。對(duì)流經(jīng)身體的50Hz、lpA的電流，

要求共模電壓必須減小到2mV;當(dāng)放大器在±12V傾口時(shí)，電路流過的電流不應(yīng)大于5|J

A

17.腦電圖系統(tǒng)由哪些單元部件組成?試說明各主要部件的功能。

18.設(shè)計(jì)一個(gè)腦電圖機(jī)用的電極阻抗測量電路，并說明其與心電圖機(jī)中的電極脫落電路

相比有何異同，為什么？

19.在ECG-6511中，采用了鎖相技術(shù)來作傳動(dòng)走紙電機(jī)的調(diào)速和穩(wěn)速控制，使走紙速

度準(zhǔn)確,請(qǐng)給出鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速和穩(wěn)速的原理示意圖，并解釋。

答：晶振產(chǎn)生兩種標(biāo)準(zhǔn)頻率用來作為兩種走紙速度的控制信號(hào)，此信號(hào)與速度傳感器

檢測的電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)速度信號(hào)一塊送到鎖相環(huán)的鑒相器中，兩種信號(hào)作比較,經(jīng)濾波電路

后,作為電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度調(diào)節(jié)。

20.在心電圖機(jī)設(shè)計(jì)中如果屏蔽層采用一點(diǎn)接地會(huì)降低共模抑制能力，為什么？為了提

高共模抑制比，屏蔽層采用什么措施，請(qǐng)給出其理由。參考下圖中的屏蔽層設(shè)計(jì)。

A1

A2

答：采用一點(diǎn)接地，由于兩根導(dǎo)聯(lián)線的分布電容及電極電阻的不平衡造成共模電壓的

不等量的衰減，使放大器的CMRR下降。

屏蔽驅(qū)動(dòng)電路由A2及外圍電路組成。其原理為：共模電壓通過中點(diǎn)RG引出，經(jīng)運(yùn)

放A2反向跟隨后加到導(dǎo)聯(lián)線的屏蔽層,使左右導(dǎo)聯(lián)線與屏蔽層之間的分布電容兩端具有

相同的共模干擾電壓，即分布電容對(duì)共模干擾電壓不產(chǎn)生分流，從而不會(huì)產(chǎn)生共模量不等

量衰減形成的共模誤差，提高了共模抑制比。

21.為了記錄某一肢體單極導(dǎo)聯(lián)心電波形時(shí)，把該肢體與wilson中心電端之間所接的

電阻斷開改進(jìn)成增加電壓幅度的導(dǎo)聯(lián)形式即所稱的加壓導(dǎo)聯(lián)請(qǐng)給出加壓導(dǎo)聯(lián)與wilson

網(wǎng)絡(luò)的連接圖，并證明電壓幅度的增加。

第五章血壓測量

1.動(dòng)脈血壓一般是指（主動(dòng)脈）內(nèi)的血壓，通常以肱動(dòng)脈血壓代表。

2.動(dòng)脈（脈搏）是動(dòng)脈血壓波動(dòng)時(shí)所引起的動(dòng)脈血管壁的搏動(dòng)。

3.心縮期動(dòng)詠血壓上升，達(dá)到最高點(diǎn)的數(shù)值，稱為（收縮壓）；心舒期動(dòng)脈血壓下降，

降至最低點(diǎn)的數(shù)值，稱為（舒張壓）；收縮壓與舒張壓之差為（脈搏壓），簡稱脈壓。在一

個(gè)心動(dòng)周期中動(dòng)脈血壓的平均值稱為（平均動(dòng)脈壓），可用舒張壓加上三分之一的脈壓差來

表小。

4.當(dāng)對(duì)右心房血壓進(jìn)行測量時(shí)，體位引起的血壓變化很小，故臨床大多在上臂進(jìn)行血

壓檢查是很恰當(dāng)?shù)模驗(yàn)樗鼛缀跖c（右心房）在同一水平線上。而在別的高度_1_測量血壓

時(shí)，應(yīng)根據(jù)高度差進(jìn)行校正。這樣（右心房）可作為血壓測量的參考點(diǎn)。

5.用充滿液體的導(dǎo)管測量人體內(nèi)部壓力時(shí)，一般是通過液體柱將壓力引到人體外部的

傳感器進(jìn)行測量。為反映人體內(nèi)導(dǎo)管端部的壓力，應(yīng)將外部傳感器與測量點(diǎn)置于（同一水

平線）上，但最好的辦法是將外部傳感器置于參考點(diǎn)的水平線上，這樣就不用考慮導(dǎo)管的

端部在體內(nèi)的位置了。

6.（直接法血壓測量）是將一根導(dǎo)管經(jīng)皮插入欲測部位的血管或心臟內(nèi)，通過導(dǎo)管內(nèi)

的液柱同放在體外的應(yīng)變式傳感器、線性可變電感式差動(dòng)變壓器、電容式傳感器等相連，

從而測出導(dǎo)管端部的壓力。優(yōu)點(diǎn)是測量值準(zhǔn)確，并能進(jìn)行連續(xù)測量，缺點(diǎn)是有創(chuàng)傷。

7.直接法血壓測量按傳感器的（位置）又分兩類：一類是將血管內(nèi)測量點(diǎn)的壓力弓I出

（一般通過充滿液體的導(dǎo)管）體外，傳感器置于體外進(jìn)行測量；另一類測量則是將傳感器置

于導(dǎo)管的頂端，直接進(jìn)入血管內(nèi)測試點(diǎn)進(jìn)行測量。

8.由于傳感器特性的離散性，不同傳感器配用相同測量電路時(shí)，所得結(jié)果顯然不可能

一致。為了解決這一矛盾，就必須對(duì)傳感器的靈敏度加以（標(biāo)定X

9.間接式血壓測量（NIBPnon-invdsivelybloodpressure”】easu「einenl）是利用脈

管內(nèi)壓力與血液阻斷開通時(shí)刻所出現(xiàn)的血流變化間的關(guān)系，從體表測出相應(yīng)的壓力值。

10.間接式血壓測量的方法中最主要的一種方法是［利用袖帶充氣加壓阻斷動(dòng)脈后，隨

后緩慢放氣，在袖帶下或動(dòng)脈的遠(yuǎn)端檢出脈搏的變化或血流的變化作為收縮壓和舒張壓的

判據(jù)I

11.通過充氣球先給袖帶充氣，當(dāng)袖帶壓力超過動(dòng)脈收縮壓時(shí)，動(dòng)脈血管封閉，血流不

通；然后打開針形閥使袖帶內(nèi)的壓力以2~3mmHg/s的速度緩慢放氣，當(dāng)收縮壓高于袖

帶內(nèi)壓力時(shí)，部分動(dòng)脈打開,血液噴射形成渦流或湍流，它使血管振動(dòng)并傳到體表即為（柯

氏）音。

12.柯氏音由放在袖帶下、動(dòng)脈上的聽診器聽到。當(dāng)聽診器第一次聽到脈搏跳動(dòng)聲音時(shí)，

壓力表上所顯示的壓力值即為（收縮壓）；隨著氣袖內(nèi)壓力逐漸下降，血管內(nèi)血流狀態(tài)也發(fā)

生變化，當(dāng)氣袖內(nèi)壓力剛低于動(dòng)脈舒張壓時(shí)，氣袖下血流恢復(fù)流通，聽診器發(fā)出變調(diào)的鈍

音，此時(shí)壓力計(jì)所顯示的即為（舒張壓\

13.電外科器械（Electro-surgicalUnit,ESU）,俗稱（電刀）,是一種利用高頻電流的

作用的醫(yī)療儀器。

14.無創(chuàng)血壓測量的兩種方法為:柯氏音法和示波法，

13.試分析壓力傳感器標(biāo)定的原理？

14畫出運(yùn)用微處理器的自動(dòng)無創(chuàng)血壓測試系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)框圖？

15.簡述血壓直接測量的基本原理？并說明直接測量方法中的傳感器置于體外和傳感

器置于體內(nèi)的優(yōu)缺點(diǎn)？

16.簡述血壓直接測量方法中誤差的主要來源及消除方法？

17.試闡述振蕩法無創(chuàng)測量血壓的原理。

答:首先把袖帶捆在手臂上啟動(dòng)對(duì)袖帶充氣倒一定壓力（一般為180~230mmHg）

開始放氣，當(dāng)氣壓到一定程度，血流就能通過血管，且有一定的振蕩波，振蕩波通過血管

傳播到機(jī)器里的壓力傳感器，壓力傳感能實(shí)時(shí)檢測到所測袖帶內(nèi)的壓力及波動(dòng)。逐漸放氣，

振蕩波越來越大。再放氣由于袖帶與手臂的接觸越松，因此壓力傳感器所檢測的壓力及波

動(dòng)越來越小。

18.指出圖示血壓測試波形的特征參數(shù)？

19.在生理壓力量的測量中如何選取參考點(diǎn),并給出理由。

在生理壓力量的測量中選取右心房作為測量的參考點(diǎn)。因?yàn)樵谌梭w上產(chǎn)生的壓力包括

生理壓力和非生理壓力組成，其中非生理壓力包括大氣壓力和重力在人體產(chǎn)生的壓力。右

心房壓幾乎不受人體姿態(tài)變化的影響，故重力對(duì)其產(chǎn)生的效應(yīng)很小，另外，胸腔中的壓力

與大氣壓相近，最穩(wěn)定，而對(duì)心臟功能非常敏感,所以選擇右心房壓為生理壓力參考點(diǎn)。

20.題圖為血壓直接測量的便攜式血壓計(jì)原理電路前置處理電路，試分析電路輸出U0

與Ui的關(guān)系？

第六章醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器

1.（冠心病監(jiān)護(hù)病房CCU）是以嚴(yán)重心臟疾病、心原性休克,特別是心肌梗塞患者為對(duì)

象，對(duì)防治心律失常、減少猝死發(fā)生具有重要意義。

2.（動(dòng)態(tài)監(jiān)護(hù)和分析系統(tǒng)AmbulatoryMonitorSystem,Holter）可以對(duì)日常生

活中的病人作連續(xù)24小時(shí)不間斷的監(jiān)護(hù)，有利于對(duì)偶發(fā)的癥狀作記錄和診斷。除了心電

Holter外，還出現(xiàn)了血壓監(jiān)護(hù)Holter,腦電監(jiān)護(hù)Holter,多道Holter和基于阻抗法的

心輸出量Holter等.

3.（病人監(jiān)護(hù)儀）是一種用以測量和控制病人生理參數(shù)、并可與已知設(shè)定值進(jìn)行比較，

如果出現(xiàn)超差可發(fā)出報(bào)警的裝置和系統(tǒng);病人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)能進(jìn)行晝夜連續(xù)監(jiān)視,迅速準(zhǔn)確地掌

握病人情況,以便醫(yī)生及時(shí)搶救，使死亡率大幅度下降。

4.Holter系統(tǒng)分兩部（轉(zhuǎn)帶式記錄盒）和（快速回放分析部分）。攜范部分包括生命信號(hào)

獲取、調(diào)理、儲(chǔ)存和病人自覺癥狀的記錄等功能；分析部分由存儲(chǔ)信號(hào)解讀部分和分析軟

件組成，主體是高性能的計(jì)算機(jī)。

5.監(jiān)護(hù)儀按結(jié)構(gòu)可分為（便攜式監(jiān)護(hù)儀\（一般監(jiān)護(hù)儀\（遙測監(jiān)護(hù)儀）和（Holter

磁帶記錄式1

6.一般監(jiān)護(hù)儀通常指（床邊監(jiān)護(hù)儀），這種機(jī)型應(yīng)用最為普遍，在醫(yī)院CCU和ICU病

房中得以廣泛的應(yīng)用，它往往與中央監(jiān)護(hù)儀構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)護(hù)。

7.自動(dòng)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)可分為（工業(yè)電視攝像與放像系統(tǒng)）（必要的搶救設(shè)備）和（多種生理

參數(shù)智能監(jiān)護(hù)儀）三大部分。

8.智能監(jiān)護(hù)儀又可分為（信號(hào)檢測部分）（信號(hào)的模擬處理部分）（信號(hào)的數(shù)字處理部

分）（信號(hào)的顯示、記錄和報(bào)警部分）和治療部分五個(gè)部分信號(hào)檢測部分包括各種傳感器和

電極，有些還包括遙測技術(shù)以獲得各種生理參數(shù)。傳感器是整個(gè)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，有關(guān)病

人生理狀態(tài)的所有信息都是通過傳感器獲得的。信號(hào)的模擬處理部分是一個(gè)以模擬電路為

核心的信號(hào)處理部分，主要是將傳感器獲得的信號(hào)加以放大，同時(shí)減少噪聲和干擾信號(hào)以

提高信噪比，對(duì)有用的信號(hào)中感興趣的部分，實(shí)現(xiàn)采樣、調(diào)制、解調(diào)、阻抗匹配等。信號(hào)

的數(shù)字處埋部分是今后系統(tǒng)發(fā)展很重要的部分，它包括信號(hào)的運(yùn)算、分析及診斷?？蓪?shí)現(xiàn)：

計(jì)算、疊加、運(yùn)算和判斷、建立被監(jiān)視生理過程的數(shù)學(xué)模型。信號(hào)的顯示、記錄和報(bào)警部

分是監(jiān)視器與人交換信息的部分。包括數(shù)字或表頭顯示、屏幕顯示、用記錄儀做永久的記

錄、光報(bào)警和聲報(bào)警。

9.心率測量是根據(jù)心電波形，測定瞬時(shí)心率和平均心率。瞬時(shí)心率是指心電圖兩個(gè)相

鄰R-R間期的倒數(shù)，平均心率在一定計(jì)數(shù)時(shí)間內(nèi)求R波個(gè)數(shù)的比值，（QRS波）的識(shí)別

是心率測量的關(guān)鍵。

10.測量呼吸的方法有三種:（阻抗法1（直接測量呼吸氣流法）和（氣道壓力法1

11.人體在呼吸過程中的胸廓運(yùn)動(dòng)會(huì)造成人體體電阻的變化，變化量為0.1~3。，稱

為呼吸阻抗。檢測呼吸阻抗常用的方法有：（屯橋法X（調(diào)制法）以及（恒壓或恒流源法）

等。

阻抗法

12檢測呼吸阻抗儀器由恒流源、高輸入阻抗放大器、倍壓檢波器、直流放大器、有源

低通濾波器、功率放大器、基線回零電路等組成。

13.呼吸氣流溫度檢測回路是通過熱敏元件檢測人體呼吸時(shí)呼出與吸入氣流溫度的變

化情況從而獲得呼吸頻率參數(shù)。

14直接測量呼吸氣流法通常是利用熱敏元件來感測呼出的熱氣流。常用的溫度傳感

器有熱敏電阻、PN結(jié)、熱電偶、石英晶體、紅外熱探測器和液晶測溫膜等。

15.氣道壓力法是將壓電傳感器置入或連通氣道,氣道壓"壓迫”傳感器而產(chǎn)生相應(yīng)的

電信號(hào)，經(jīng)電子系統(tǒng)處理以數(shù)字或圖形顯示，靈敏度和精確性較高。在氣道壓力監(jiān)測時(shí)，

利用這些信號(hào)的脈沖頻率，經(jīng)譯碼電路處理后可顯示呼吸頻率。

16.血壓測量法可以分為，（直接測量法，IBP）和（間接測量法，NIBP）兩大類。

17.（無創(chuàng)血壓測量法）是通過檢測動(dòng)脈血管壁的運(yùn)動(dòng)、搏動(dòng)的血液或血管容積等參數(shù)

間接得到血壓。根據(jù)檢測方法的不同可分為聽診法、振動(dòng)法、觸診法、超聲法、次聲法、

容積搏動(dòng)示波法、張力法等，大多數(shù)監(jiān)護(hù)儀器都采用（振動(dòng)法）進(jìn)行血壓監(jiān)護(hù)。

18.（柯氏音法）提出：在正常情況下，完全受壓的動(dòng)脈并不產(chǎn)生任何聲響，只有當(dāng)動(dòng)

脈不完全受阻時(shí)才出現(xiàn)聲響，因此可用聲音來確定人體的血壓。

19.監(jiān)護(hù)儀中的體溫測量一般都采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻作為溫度傳感器。檢測電路

的輸入端采用平衡電橋，隨著體溫的不同變化，平衡電橋失去平衡，平衡橋的輸出端就有

電壓輸出，根據(jù)平衡橋輸出電壓的高低，即可換算出溫度指數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)體溫的檢測。

20.脈搏是動(dòng)脈血管隨心臟舒縮而周期性搏動(dòng)的現(xiàn)象，其波形、幅度和形態(tài)包含了反映

心臟和血管狀況的重要生理信息，包括血管內(nèi)壓、容積、位移和管壁張力等多種物理量的

變化，可作為臨床診斷和治療的依據(jù)。脈搏的測量有：從心電信號(hào)中提??；從測量血壓時(shí)

壓力傳感器測到的波動(dòng)來計(jì)算脈率；光電容積法等幾種方法。

21.心輸出量Fick法以氧作為指示劑，測量肺動(dòng)脈和肺靜脈的氧濃度間接測出肺血流

量，進(jìn)而測出心輸出量。由于肺毛細(xì)管與肺泡之間的氧交換量與肺血流量成正比，因此可

以通過測量肺動(dòng)脈和肺靜脈的氧濃度（Ca和Cv）測量心輸出量Q。

22.心輸出量熱稀釋法采用冷生理鹽水作為指示劑，具有熱敏電阻的Swan-

Ganz漂浮導(dǎo)管作為心導(dǎo)管。其方法是將熱敏電阻置于肺動(dòng)脈通過漂浮導(dǎo)管將指示劑

注入右心房。指示劑將隨血流進(jìn)入肺動(dòng)脈，并使肺動(dòng)脈內(nèi)血液發(fā)生溫度變化，可由導(dǎo)管遠(yuǎn)

端的熱敏電阻測得，依據(jù)測得的血溫值可描繪出一迅速達(dá)高峰并隨即衰減的曲線，計(jì)算機(jī)

則通過計(jì)算曲線下面積算出COo

23.多生理參數(shù)集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)是用來同時(shí)監(jiān)護(hù)多床位患者的多個(gè)生理（生化）參數(shù)的系

統(tǒng)。本系統(tǒng)能同時(shí)監(jiān)護(hù)患者的心電、血壓、體溫、脈搏、呼吸等波形和參數(shù)值，由于系統(tǒng)

采用模塊化結(jié)構(gòu)，因而也可擴(kuò)展監(jiān)護(hù)其它參數(shù)，諸如心輸出量，脈搏血氧飽和度等。

24.動(dòng)態(tài)心電圖（DynamicElectroCardioGram,DCG）是心電學(xué)的一個(gè)分支，它

通過便攜式記錄器連續(xù)監(jiān)測、記錄人體24h或更長時(shí)間的心電動(dòng)態(tài)變化信息，經(jīng)過計(jì)算機(jī)

系統(tǒng)回放、處理和分析，再由打印機(jī)輸出心電圖。通過DCG能夠發(fā)現(xiàn)短暫性或一過性的異

常心電變化,從而為臨床診斷、治療及研究提供重要的客觀依據(jù)。20世紀(jì)60年代初美國

科學(xué)家Holter發(fā)明了這種心電圖儀，人們稱它為Holter心電圖儀或動(dòng)態(tài)心電圖儀。

25.遙測系統(tǒng)的主要組成部分是：傳感器、放大器、發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線、接收天線、接

收機(jī)及記錄器。

26.寫出下列縮寫(ECG)(BP)(Resp)(EEG)(Temp)(CO)(SpO2)(tpO2/CO2)(etC02)

的常規(guī)檢測參數(shù)名稱？

答：心電血壓呼吸腦電體溫心輸出量飽和血氧濃度經(jīng)皮氧和二氧化碳分壓呼氣末二氧

化碳

27.簡述監(jiān)護(hù)儀器意義和作用？

答：監(jiān)護(hù)儀器的使用，不僅減輕醫(yī)務(wù)人員的勞動(dòng)，提高了護(hù)理工作的效率，更重要的

是使醫(yī)生能隨時(shí)了解病情，當(dāng)出現(xiàn)危急情況時(shí)可及時(shí)進(jìn)行處理，提高了護(hù)理質(zhì)量，大大降

低危重病人的死亡率.

28.試闡述病房監(jiān)護(hù)裝置的作用和意義。

29.簡述導(dǎo)管法血壓測量原理?

答：先將導(dǎo)管通過穿刺，植入被測部位的血管內(nèi)，導(dǎo)管的體外端口直接與壓力傳感器

連接，在導(dǎo)管內(nèi)注入生理鹽水。由于流體具有壓力傳遞作用，血管內(nèi)壓力將通過導(dǎo)管內(nèi)的

液體被傳遞到外部的壓力傳感器上，從而可獲得血管內(nèi)壓力變化的動(dòng)態(tài)波形，通過特定的

計(jì)算方法，可獲得收縮壓、舒張壓和平均壓。

30.簡述血氧飽和度測量原理？

答：血氧飽和度一般是通過測量人體指尖、耳垂等毛細(xì)血管脈動(dòng)期間對(duì)透過光線吸收

率的變化計(jì)算而得的。測量用的血氧顏口度探頭有其犯特的結(jié)構(gòu)。當(dāng)作為光源的發(fā)光管和

作為感受器的光電管位于手指或耳的兩側(cè)，入射光經(jīng)過手指或耳廓，被血液及組織部分吸

收。被吸收的光強(qiáng)度除搏動(dòng)性動(dòng)脈血的光吸收因動(dòng)脈壓力波的變化而變化外，其他組織成

分吸收的光強(qiáng)度(DC)都不會(huì)隨時(shí)間改變，并保持相對(duì)穩(wěn)定。而搏動(dòng)性產(chǎn)生的光路增大和

HbO2增多使光吸收增加，形成光吸收波(AC)。光電感應(yīng)器測得搏動(dòng)時(shí)光強(qiáng)較小，兩次搏

動(dòng)間光強(qiáng)較大，減少值即搏動(dòng)性動(dòng)脈血所吸收的光強(qiáng)度。這樣可計(jì)算出兩個(gè)波長的光吸收

比率

(R)。R=AC660/DC660+(AC940/DC940)R與SaO2呈負(fù)相關(guān)，根據(jù)正常志

愿者數(shù)據(jù)建立起的標(biāo)準(zhǔn)曲線換算可得病人血氧飽和度。

31.簡述無創(chuàng)血壓振蕩法測量原理？

答：振蕩法是90年代發(fā)展起來的測量血壓的新方法。這種方法也象傳統(tǒng)的柯氏音法

那樣需要用袖帶阻斷動(dòng)脈血流。但在放氣過程中，不是檢測柯氏音，而是通過壓力傳感器

檢測袖內(nèi)氣體的振蕩波。這些振蕩波起源于動(dòng)脈血管壁的振動(dòng)。采用振動(dòng)法測量無創(chuàng)血壓

時(shí)，將壓力傳感器接入袖帶，檢測袖帶的壓力以及由于脈搏在袖帶的壓力下形成的振動(dòng)信

號(hào)。

第七章心臟治療儀器與高頻電刀

1.(心臟起博器)能替代或補(bǔ)充正常激發(fā)和控制心臟收縮的生理電子系統(tǒng)。它通過周期

性發(fā)放的電脈沖刺激心臟，引起心搏，并實(shí)現(xiàn)生物機(jī)能控制。人工心臟起搏系統(tǒng)由脈沖發(fā)

生器、電極導(dǎo)編口程控器三部分組成

2.在電刺激系統(tǒng)中，按照電刺激部位將刺激類型劃分為表面刺激、經(jīng)皮剌激和植入式

刺激三類。

3.在電治療儀器中,電刺激系統(tǒng)通常由脈沖發(fā)生器、導(dǎo)聯(lián)線和電極組成。

4.光刺激有周期性閃光信號(hào)的刺激和黑白相間的方格圖案模式刺激兩種。

5.光刺激器的各種圖形的光強(qiáng)由電視顯像管產(chǎn)生的各種圖形的全電視信號(hào)。常用的誘

發(fā)電位有視覺誘發(fā)電位（VEP）、聽覺誘發(fā)電位（AEP）和體感誘發(fā)電位（SEP）,它們分別是

由光刺激、聲刺激和軀體感覺刺激而引起的。

第八章醫(yī)用電子儀器的電氣安全

1.根據(jù)我國醫(yī)用電氣設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)普通心電診斷儀可定義為II型設(shè)備和BF型設(shè)備。

2.系統(tǒng)中的接地線分為安全接地和工作接地兩種,其中安全接地必須接大地電位。

3.在我國醫(yī)用電氣設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)中，具有基本絕緣和接地保護(hù)是I類設(shè)備的基本條件。

4.電磁兼容設(shè)計(jì)是在電子系統(tǒng)之間，實(shí)現(xiàn)不互相干擾、協(xié)調(diào)混同工作的考慮，

它包括抑制來自外部的干擾（有時(shí)還有系統(tǒng)內(nèi)部生產(chǎn)的干擾）和抑制系統(tǒng)本身

對(duì)外界其它設(shè)備產(chǎn)生的干擾兩個(gè)方面。

5.絕緣測試僅適用應(yīng)用部分電氣隔離的儀器（對(duì)非電氣隔離的儀器作此測試將擊壞儀

器\測試時(shí)將線路電壓加到病人引線，當(dāng)儀器工作時(shí)流過該引線的電流(sinkcurrent)

應(yīng)小于20|JA(120v線電壓)或50|JA(220v線電壓\

6.根據(jù)有關(guān)管理規(guī)定，醫(yī)療器械分類的確定應(yīng)依據(jù)醫(yī)療器械的結(jié)構(gòu)特征、醫(yī)療器械使

用形式和醫(yī)療器械使用狀況三方面的情況進(jìn)行綜合判定。

7.ISO(IntcrnationalStandardOrganization)主要制定不用電的儀器和器具儀表的

標(biāo)準(zhǔn),IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)主要制定電子儀器的標(biāo)準(zhǔn)。醫(yī)用

電子儀器規(guī)定在TC-62，在其中設(shè)有四個(gè)專門SC(Sub-Committee，分委員會(huì)),SC62A

是負(fù)責(zé)制定有關(guān)醫(yī)用電氣設(shè)備通用安全標(biāo)準(zhǔn)的組織。

8.安全性表示在使用醫(yī)用電氣設(shè)備時(shí)對(duì)患者和醫(yī)務(wù)人員不造成危害的可能性大小。如

果是絕對(duì)安全最好，但因造成不安全的因素很多，絕對(duì)安全是不可能的，只能采取各種必

要的措施盡可能保證足夠的安全。

9.醫(yī)療儀器不能正常工作造成醫(yī)療錯(cuò)誤或事故稱其為儀器的可靠性差，可靠性是儀器

正常工作的概率,是評(píng)價(jià)安全的標(biāo)準(zhǔn)。

10.為了保證醫(yī)用電氣設(shè)備的安全，很多國家的儀器制造者、使用者和有關(guān)人員共同制

定大家都必須遵守的標(biāo)準(zhǔn)。在GB9706.1安全通用要求國家標(biāo)準(zhǔn)中，醫(yī)用電氣設(shè)備的安全

性涉及一系列防止?jié)撛谖ｋU(xiǎn)發(fā)生的要求和措施。主要有：防電擊危險(xiǎn)，防機(jī)械危險(xiǎn)，防過

量輻射危險(xiǎn)，防爆炸危險(xiǎn),防超溫、失火危險(xiǎn)，防微生物，生物相容性等。

11.人體本身就是一個(gè)電的導(dǎo)體，當(dāng)人體成為電路的一部分時(shí)，就有電流通過人體，從

而弓I起生理效應(yīng).弓I起生理效應(yīng)和人體損傷的直接因素是電流.

12.電流對(duì)人體組織主要有（1）熱效應(yīng)（2）刺激效應(yīng)（3）化學(xué)效應(yīng)三個(gè)方面的基本

作用。

13.熱效應(yīng)又稱為組織的電阻性發(fā)熱，當(dāng)電流通過人體組織時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，使組織溫度

升高，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)燒傷組織，低頻電與直流電的則應(yīng)主要是電阻損耗，高頻電除了電阻

損耗外，還有介質(zhì)損耗。

14.泄漏電流是從儀器的電源到金屬機(jī)殼間流過的電流。所有的電子設(shè)備都有一定的泄

漏電流。泄漏電流主要由電容泄漏電流和電阻泄漏電流兩部分組成。

15.電容泄漏電流又稱為位移漏電流，它是由兩根電線之間或電線與金屬外殼之間的分

布電容所致。電線越長，分布電容越大，產(chǎn)生的泄漏電流也越大。

16.一般情況下，都要求儀器的外殼必須接地，但是如果有幾臺(tái)儀器（包括病床）同時(shí)與

病人相連，那么每臺(tái)儀器的外殼電位必須相等，否則也會(huì)發(fā)生電擊事故。

17.人被電擊時(shí)，皮膚電阻限制了能夠流過人體的可流。皮膚電阻隨著皮膚水分和油脂

的數(shù)量不同而變化。顯然，皮膚電阻愈大，受到電擊的危險(xiǎn)性就愈小。皮膚電阻的大小還

與接觸面積有關(guān)，接觸面積愈小，皮膚電阻愈大，因此應(yīng)當(dāng)盡可能地減少人體與儀器外殼

直接相觸的機(jī)會(huì)和面積。

18.防止電擊的基本著眼點(diǎn)有兩個(gè)方面：其一是將病人同所有接地物體和所有電流源

絕緣開來;其二是把病人所有夠得著的導(dǎo)電表面都保持在同一電位上，但不一定是地電位。

目的都是使通過病人的電流減到最小。

19.儀器外殼接地是最經(jīng)常使用的安全措施，由于外殼可靠接地，即使火線與外殼發(fā)生

了短路，短路電流的極大部分也會(huì)從外殼地線回流到地，流過人體的電流只是其中的很小

一部分，同時(shí)又因短路電流足夠大，可立即熔斷線路中的保險(xiǎn)絲，從而迅速切斷儀器電源，

保障人身安全。

20.所謂"等電位接地系統(tǒng)〃是使病人環(huán)境中的所有導(dǎo)電表面和插座地線處于相同電位,

然后接真正的〃地"以保護(hù)電氣敏感病人，也能保護(hù)病人免受其他地方地線故障的影響。

在同等電位按地線