生物医学仪器分类和设计原则、使用要求

1、基础知识部分基础知识部分生物医学仪器简介（四）生物医学仪器简介（四）主讲教师：主讲教师： 刘惠刘惠 生物医学仪器的分类生物医学仪器的分类 生物医学仪器是研究生物医学工程学的一种基本手生物医学仪器是研究生物医学工程学的一种基本手段，它的内容极广，不仅包括机械的、电的、光学段，它的内容极广，不仅包括机械的、电的、光学的和磁的，而且还包括放射性的和核子的等各方面的和磁的，而且还包括放射性的和核子的等各方面内容，因此，它不是单一的机电产品，或光电产品，内容，因此，它不是单一的机电产品，或光电产品，或核子产品，而是一门综合性的边缘科学产品。由或核子产品，而是一门综合性的边缘科学产品。由于各种先进技术的引

2、进，特别是电子计算机技术进于各种先进技术的引进，特别是电子计算机技术进入，因此，现代生物医学仪器又是具有时代性的产入，因此，现代生物医学仪器又是具有时代性的产品。虽然生物医学仪器的种类繁多，但我们可以根品。虽然生物医学仪器的种类繁多，但我们可以根据它在医学临床中的应用和物理原理进行分类。据它在医学临床中的应用和物理原理进行分类。 （一）按医学临床应用分类1. 诊断仪器诊断仪器检测仪器(即人体机能的测定仪)。指对人体的各种生理参量进行测量的仪器，有血压计。血流仪，血气分析仪，心电图仪，脑电图仪，肌电图仪，肺功能仪等。图象诊断仪器(即人体形态测定仪)。指把人体内部结构描绘出来的仪器，有超声心动图象

3、，X射线透视机，X射线C T，同位素扫描仪，RCT，NMRCT等。（一）按医学临床应用分类2. 治疗仪器治疗仪器有电疗仪，微波治疗仪，超声波治疗仪，红外线治疗仪，心脏起搏器，人工脏器，X射线治疗机，放射治疗装置等。 （一）按医学临床应用分类 3监护仪器监护仪器 有人工呼吸机，自动血压监测仪，自动监护仪等。（二）按物理原理分类医用电子仪器：如心电图机，脑电图机，肌电医用电子仪器：如心电图机，脑电图机，肌电图机，眼电图机，超声仪，自动监护仪以及中图机，眼电图机，超声仪，自动监护仪以及中医脉象仪等。医脉象仪等。医用光学仪器：如自动验光仪，激光仪，全息医用光学仪器：如自动验光仪，激光仪，全息摄影仪，电

4、子显微镜，红外热象仪等。摄影仪，电子显微镜，红外热象仪等。医用放射仪器：如医用放射仪器：如X射线机，射线机，X射线射线C T，放，放射线治疗装置等。射线治疗装置等。医用核子仪器：如同位素扫描仪，照相机，医用核子仪器：如同位素扫描仪，照相机，RC T，NM RCT等。等。作业 作业：作业： 依照小组分类，调研讲义中所提及的生物医学仪器。各小组划分任务，每人负责对一种仪器产品的不同生产厂家、产品性能、特征、作用以及价格进行比较，综合多项指标选择一款用于医院的性价比高的产品，并论述选择的原因。每组选举一人对调研结果进行报告，采用ppt。生物医学仪器的设计原则和使生物医学仪器的设计原则和使用要求用要求

5、 （一）设计原则（一）设计原则信号因素环境因素医学因素经济因素时代因素（二）使用要求（二）使用要求（1）量程）量程（2）灵敏度）灵敏度（3）线性）线性（4）频率响应）频率响应（5）信噪比）信噪比（6）测量平均值）测量平均值（7）精确度与准确度）精确度与准确度（8）绝对误差与相对误差）绝对误差与相对误差（9）重复性）重复性（10）精度）精度 仪器的精度是指其最大误差值，并以该仪器的量程的百分比来表示。例如，有一刻度为5V的电压表，用于测量真实值为3V的电压时，读数为2.95V，则在此情况下所得的最大测量误差为0.05V，因为表的量程为5V，所以该电压表的精度为0.0551。 作业：作业： 选做：

6、自己设计一个生物医学仪器，提供设计思路，并结合所学知识进行分析。 论述仪器量程过大及过小对测量结果的影响。数字图像基础知识初步数字图像基础知识初步 （一）数字图像的表示方法（一）数字图像的表示方法 一幅黑白图像可用二维函数一幅黑白图像可用二维函数 f（x，y）表示，其中）表示，其中 x，y是平是平面的二维坐标，面的二维坐标，f（x，y）表示点（）表示点（x，y）的亮度值（灰度）的亮度值（灰度值）。如果是一幅彩色图像，各点值还应反应出色彩变化，值）。如果是一幅彩色图像，各点值还应反应出色彩变化，即可用即可用f（x，y，）表示，其中）表示，其中 为波长。假如是活动彩色为波长。假如是活动彩色图像，还

7、应是时间图像，还应是时间 t的函数，即可表示为的函数，即可表示为f（x，y，t）。）。对模拟图像来讲，对模拟图像来讲，f（x，y）显然是连续函数。为了适应数）显然是连续函数。为了适应数字计算机的处理，必须对连续图像函数进行空间和幅值数字字计算机的处理，必须对连续图像函数进行空间和幅值数字化。空间坐标（化。空间坐标（x，y）的数字化称为图像采样，而幅值数字）的数字化称为图像采样，而幅值数字化被称为灰度级量化。经过数字化后的图像称为数字图像化被称为灰度级量化。经过数字化后的图像称为数字图像（或离散图像）。（或离散图像）。医学超声波检查 医生们应用的超声诊断方法有不同的形式，可分为医生们应用的超声诊

8、断方法有不同的形式，可分为A型、型、B型、型、M型及型及D型四大类。型四大类。 A型：是以波形来显示组织特征的方法，主要用于测量器官型：是以波形来显示组织特征的方法，主要用于测量器官的径线，以判定其大小。可用来鉴别病变组织的一些物理特的径线，以判定其大小。可用来鉴别病变组织的一些物理特性，如实质性、液体或是气体是否存在等。性，如实质性、液体或是气体是否存在等。 B型：用平面图形的形式来显示被探查组织的具体情况。检型：用平面图形的形式来显示被探查组织的具体情况。检查时，首先将人体界面的反射信号转变为强弱不同的光点，查时，首先将人体界面的反射信号转变为强弱不同的光点，这些光点可通过荧光屏显现出来，

9、这种方法直观性好，重复这些光点可通过荧光屏显现出来，这种方法直观性好，重复性强，可供前后对比，所以广泛用于妇产科、泌尿、消化及性强，可供前后对比，所以广泛用于妇产科、泌尿、消化及心血管等系统疾病的诊断。心血管等系统疾病的诊断。 M型：是用于观察活动界面时间变化的一种方法。最适用于型：是用于观察活动界面时间变化的一种方法。最适用于检查心脏的活动情况，其曲线的动态改变称为超声心动图，检查心脏的活动情况，其曲线的动态改变称为超声心动图，可以用来观察心脏各层结构的位置、活动状态、结构的状况可以用来观察心脏各层结构的位置、活动状态、结构的状况等，多用于辅助心脏及大血管疫病的诊断。等，多用于辅助心脏及大血管疫病的诊断。 D型：是专门用来检测血液流动和器官活动的一种超声诊断型：是专门用来检测血液流动