医学仪器第四讲医用诊断仪器

医学仪器第四讲医用诊断仪器医用诊断仪器心电诊断仪器脑电诊断仪器肌电图机其他生物电诊断仪器电声诊断仪器无创监护仪器呼吸功能及气体分析测定装置血流量、容量测定装置电子压力测定装置等4心电诊断仪器单导心电图机多导心电图机胎儿心电图机心电向量图机心电图综合测试仪晚电位测试仪无损伤心功能检测仪心率变异性检测仪心电分析仪运动心电功量计心电多相分析仪心电遥测仪心电电话传递系统实时心律分析记录仪长程心电记录仪心电标测图仪心电工作站生物医学测量属于弱信号测量范畴，具有弱信号测量的共同特点，即要求测量系统的灵敏度高、分辨力强、抑制噪声和抗干扰能力好。这一特点在生物电、生物磁信号的测量中尤为突出。

部分生物电和生物磁信号幅度范围见下表生物医学测量的基本特点

一.生物医学测量基本属于弱信号测量被测信号幅度范围心电（皮肤电极）50V-5mV脑电（头皮电极）10V-300V肌电20V-10mV细胞电位

100V-+200V视网膜电位0-1mV眼电0.05mV-5mV肾电位10V-80mV心磁10-10T量级脑磁10-12T量级眼磁10-11T量级肺磁10-8T量级表:部分生物电和生物磁信号的幅度范围

生物体是一个极其复杂的系统，如何从生物体中有效地提取被测信号，是生物医学测量的重要问题。在生物医学测量中，不仅要抑制仪器系统的噪声，更重要的是要充分认识人体噪声的性质和特点，采取有效办法（如滤波、相关或自适应处理，改进信号耦合方法等），从人体噪声中提取有用信号。二．生物体内的噪声对测量有重要影响三．信息测量中容易引入外界环境的干扰

（1）环境电场、磁场和电磁场的干扰①电场干扰：最常见的电场干扰是工频（50Hz）电场的干扰。②磁场干扰：变压器、电动机和荧光灯的镇流器周围产生的交流磁场。③高频电磁场干扰：空中的电磁波,通过测量系统与人体连接的导线引入。三．信息测量中容易引入外界环境的干扰（2）外界刺激对测量的干扰外界刺激的干扰主要是通过生物体的感觉器官引入体内，引起生理状态的异常改变，造成测量结果的不稳定或产生伪差。

各种生物体都是在内环境与外环境相适应的条件下，维持其新陈代谢和生命。为适应各种外环境的变化和差异，生物体内各种系统，包括一个细胞、器官、功能系统乃至整体，它们的功能活动都在不停地变化着，调整着，以在内外环境间保持动态平衡。此外，遗传因素也造成生物体各种功能、状态的个体差异。这些因素使被测量的生物医学信息往往具有多变性。四．生物医学信息的多变性

为了获取生物体内的信息予以测量，生物医学测量系统或仪器一般需通过传感器或电极与生物体联接，这些传感器或电极，有些置于体表（皮肤外），有些需插入或植入机体内部，因此产生了测量系统对生物体的电安全性、机械安全性和化学安全性等问题五．生物医学测量的安全要求

灵敏度

灵敏度是指仪器在稳态下输出量变化与输入量变化之比，可表示为:S为灵敏度，A0 和Ai分别为输出量变化和输入量变化

1.2.3生物医学测量仪器的主要技术指标

频率特性

频率特性是指仪器输出量和相位与输入正弦信号频率的关系。使仪器的输出幅度随频率的变化不超过规定值（如3dB）的输入信号频率范围称为响应频率，又称为通频带。部分常见生理信号的频率范围可参考表1-3。生理信号频率范围（HZ）心电0.01-250脑电0-150肌电0-10000眼电/视网膜电0-50胃电0.05-20血流量0-30动脉血压0-100静脉血压0-50脉搏波0.1-50心音2-2000呼吸率0.1-10部分常见生理信号的频率范围

精密度精密度简称精度，用相同条件下重复测量间的最大偏差与仪器满量程之比表示，即

Ai、Aj分别为任意两次测量的结果值，Ｈ为仪器的最大测量范围

准确度

准确度用仪器的实际测量结果值同真值（理想值）间的最大偏差与仪器满量程之比来表示，即

Ea为仪器的测量准确度，Amax为实测值与真值间的最大偏差，H为仪器的满量程

非线性度

非线性度用实测值和与相应输入量成正比关系的理论值间最大偏差同满量程之比表示，即

EL为仪器的线性度，

ALmax为全量程内的实测值与理论值之间的最大偏差，H为全量程仪器非线性度的示意图

漂移漂移是指仪器的输出量随时间或外部环境变化而变化的程度，主要包括零点漂移、温度漂移和灵敏度温漂等指标。①零点漂移：用无输入信号和恒定环境条件下的仪器输出量在一定时间内的最大变化与满量程之比来表示，即

Dz为零点漂移，Azmax为指定时间内在输入量为零时输出量的最大变化，H为仪器的满量程

②温度漂移：用无输入信号条件下仪器的输出量随环境温度的变化与仪器的满量之比来表示，即

DT为温度漂移，AT为环境温度变化T时引起的仪器输出量变化

③灵敏度温漂：用一定环境温度变化范围内仪器灵敏度的最大相对变化量来表示，即

Ds为灵敏度温漂，Smax为一定温度变化范围内仪器灵敏度的最大变化

分辨力

分辨力是指仪器分辨出最小的信息变化的能力。按被测信息的性质和仪器用途的不同，仪器分辨力分为幅度分辨率、频率分辨率、时间分辨率和空间分辨力等指标。幅度分辨率一般用仪器最小可分辨的输出信号幅度或大小与仪器满量程之比来表示，即R为幅度分辨率，又称为分辨率，Amin为仪器最小可分辨的输出信号幅值或大小，H为仪器的满量程。R愈小，仪器的幅度分辨率愈高输入阻抗和输出阻抗输入阻抗：指从一测量系统或线路环节的输入端测得的系统自身的阻抗，即

Zi为系统的输入阻抗，Vi和Ii分别为从系统输入端测得的输入电压和输入电流

输出阻抗：指从一测量系统或线路环节的输出端测得的系统自身的阻抗，即

Zo为系统的输出阻抗，Zh为输出端接入的负载阻抗，Vo和Vh分别为系统输出端开路和接入负载阻抗Zh时的输出电压

漏电流

生物医学仪器对人体电击危险的主要来源，有三种：接地漏电流：仪器接地导线流入大地的电流。机壳漏电流：仪器外壳经外部导体流入大地，或流向系统其它部分的电流。患者漏电流：经联接患者身体的导线或被测患者身体流入大地的电流。5脑电诊断仪器脑电图机脑电阻仪脑电波分析仪脑地形图仪脑电实时分析记录仪6肌电诊断仪器肌电图机7其他生物电诊断仪器眼动图仪眼震电图仪视网膜电图仪诱发电位检测系统（含视、听、体）8电声诊断仪器听力计小儿测听计心音图仪舌音图仪胃电图仪胃肠电流图仪9无创监护仪器病人监护仪心电监护仪血氧饱和度监护仪无创血压监护仪脉搏监护仪体温监护仪呼吸监护仪呼吸末二氧化碳监护仪麻醉气体监护仪呼吸功能监护仪睡眠评价系统分娩监护仪10呼吸功能及气体分析测定装置综合肺功能测定仪呼吸功能测试仪氧浓度测定仪肺通气功能测试仪CO2浓度测定仪肺内气体分布功能测试仪弥散功能测试仪氮气计微量气体分析器压力型容积描绘仪肺量仪11医用刺激器心脏工作站电刺激器声、光、电、磁刺激器12血流量、容量测定装置脑血流图仪阻抗血流图仪电磁血流量计无创心输出量计心脏血管功能综合测试仪13电子压力测定装置电子血压脉搏仪动态血压监护仪人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是