生物醫(yī)學(xué)儀器分類和設(shè)計(jì)原則、使用要求

1、基礎(chǔ)知識(shí)部分生物醫(yī)學(xué)儀器簡(jiǎn)介（四）,主講教師： 劉惠,生物醫(yī)學(xué)儀器的分類,生物醫(yī)學(xué)儀器是研究生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的一種基本手段，它的內(nèi)容極廣，不僅包括機(jī)械的、電的、光學(xué)的和磁的，而且還包括放射性的和核子的等各方面內(nèi)容，因此，它不是單一的機(jī)電產(chǎn)品，或光電產(chǎn)品，或核子產(chǎn)品，而是一門綜合性的邊緣科學(xué)產(chǎn)品。由于各種先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，特別是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入，因此，現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)儀器又是具有時(shí)代性的產(chǎn)品。雖然生物醫(yī)學(xué)儀器的種類繁多，但我們可以根據(jù)它在醫(yī)

2、學(xué)臨床中的應(yīng)用和物理原理進(jìn)行分類。,（一）按醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用分類,1. 診斷儀器檢測(cè)儀器(即人體機(jī)能的測(cè)定儀)。指對(duì)人體的各種生理參量進(jìn)行測(cè)量的儀器，有血壓計(jì)。血流儀，血?dú)夥治鰞x，心電圖儀，腦電圖儀，肌電圖儀，肺功能儀等。圖象診斷儀器(即人體形態(tài)測(cè)定儀)。指把人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)描繪出來的儀器，有超聲心動(dòng)圖象，X射線透視機(jī)，X射線C T，同位素掃描儀，R－CT，NMR—CT等。,（一）按醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用分類,2. 治療儀器有電療儀，微波治療儀，超

3、聲波治療儀，紅外線治療儀，心臟起搏器，人工臟器，X射線治療機(jī)，放射治療裝置等。,（一）按醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用分類,3．監(jiān)護(hù)儀器有人工呼吸機(jī)，自動(dòng)血壓監(jiān)測(cè)儀，自動(dòng)監(jiān)護(hù)儀等。,（二）按物理原理分類,醫(yī)用電子儀器：如心電圖機(jī)，腦電圖機(jī)，肌電圖機(jī)，眼電圖機(jī)，超聲儀，自動(dòng)監(jiān)護(hù)儀以及中醫(yī)脈象儀等。醫(yī)用光學(xué)儀器：如自動(dòng)驗(yàn)光儀，激光儀，全息攝影儀，電子顯微鏡，紅外熱象儀等。醫(yī)用放射儀器：如X射線機(jī)，X射線—C T，放射線治療裝置等。醫(yī)用核子儀器：如同位

4、素掃描儀，照相機(jī)，R－C T，NM R—CT等。,作業(yè),作業(yè)：依照小組分類，調(diào)研講義中所提及的生物醫(yī)學(xué)儀器。各小組劃分任務(wù)，每人負(fù)責(zé)對(duì)一種儀器產(chǎn)品的不同生產(chǎn)廠家、產(chǎn)品性能、特征、作用以及價(jià)格進(jìn)行比較，綜合多項(xiàng)指標(biāo)選擇一款用于醫(yī)院的性價(jià)比高的產(chǎn)品，并論述選擇的原因。每組選舉一人對(duì)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行報(bào)告，采用ppt。,生物醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)原則和使用要求,,（一）設(shè)計(jì)原則,信號(hào)因素環(huán)境因素醫(yī)學(xué)因素經(jīng)濟(jì)因素時(shí)代因素,（二）使用要求,（1）量程

5、（2）靈敏度（3）線性（4）頻率響應(yīng)（5）信噪比（6）測(cè)量平均值（7）精確度與準(zhǔn)確度（8）絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差（9）重復(fù)性（10）精度,,儀器的精度是指其最大誤差值，并以該儀器的量程的百分比來表示。例如，有一刻度為5V的電壓表，用于測(cè)量真實(shí)值為3V的電壓時(shí)，讀數(shù)為2.95V，則在此情況下所得的最大測(cè)量誤差為0.05V，因?yàn)楸淼牧砍虨?V，所以該電壓表的精度為0.05／5＝1％。,,作業(yè)：選做：自己設(shè)計(jì)一個(gè)生物醫(yī)學(xué)儀器，

6、提供設(shè)計(jì)思路，并結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析。論述儀器量程過大及過小對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。,數(shù)字圖像基礎(chǔ)知識(shí)初步,,（一）數(shù)字圖像的表示方法,一幅黑白圖像可用二維函數(shù) f（x，y）表示，其中 x，y是平面的二維坐標(biāo)，f（x，y）表示點(diǎn)（x，y）的亮度值（灰度值）。如果是一幅彩色圖像，各點(diǎn)值還應(yīng)反應(yīng)出色彩變化，即可用f（x，y，λ）表示，其中 λ 為波長(zhǎng)。假如是活動(dòng)彩色圖像，還應(yīng)是時(shí)間 t的函數(shù)，即可表示為f（x，y，λ，t）。對(duì)模擬圖像來講，f（

7、x，y）顯然是連續(xù)函數(shù)。為了適應(yīng)數(shù)字計(jì)算機(jī)的處理，必須對(duì)連續(xù)圖像函數(shù)進(jìn)行空間和幅值數(shù)字化。空間坐標(biāo)（x，y）的數(shù)字化稱為圖像采樣，而幅值數(shù)字化被稱為灰度級(jí)量化。經(jīng)過數(shù)字化后的圖像稱為數(shù)字圖像（或離散圖像）。,醫(yī)學(xué)超聲波檢查,醫(yī)生們應(yīng)用的超聲診斷方法有不同的形式，可分為A型、B型、M型及D型四大類。 A型：是以波形來顯示組織特征的方法，主要用于測(cè)量器官的徑線，以判定其大小。可用來鑒別病變組織的一些物理特性，如實(shí)質(zhì)性、液體或是氣體是否存在

8、等。B型：用平面圖形的形式來顯示被探查組織的具體情況。檢查時(shí)，首先將人體界面的反射信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱不同的光點(diǎn)，這些光點(diǎn)可通過熒光屏顯現(xiàn)出來，這種方法直觀性好，重復(fù)性強(qiáng)，可供前后對(duì)比，所以廣泛用于婦產(chǎn)科、泌尿、消化及心血管等系統(tǒng)疾病的診斷。,,M型：是用于觀察活動(dòng)界面時(shí)間變化的一種方法。最適用于檢查心臟的活動(dòng)情況，其曲線的動(dòng)態(tài)改變稱為超聲心動(dòng)圖，可以用來觀察心臟各層結(jié)構(gòu)的位置、活動(dòng)狀態(tài)、結(jié)構(gòu)的狀況等，多用于輔助心臟及大血管疫病的診斷。