医学电子学分析报告.ppt

呼吸检测 呼吸时胸部阻抗变化，心电电极测量 呼出气体温度或流量 体温检测 热敏电阻\热电偶\红外 在无空气对流的地方 如腋窝,口腔等 五、医学仪器的设计原则与展望 信号因素 环境因素 医学因素 经济因素 时代因素 卫生部2010年的统计 心脑血管疾病超过2.7亿人，每年死亡300万 糖尿病9200 万 每分钟就有6人确诊为癌症，一年死亡300万 1 亿多的心理疾患和精神病者 …….. 医疗仪器未来发展趋势 从医疗向健康转型，健康检测及治疗 生理型到心理型过度, 精神卫生,特殊人群 便携式，网络化、智能化，适合家庭使用 (穿戴式:帽子，背心) 高精尖大型设备，放射设备，MRI, CT,…. 发展治疗、康复仪器 创新、改进、集成(利用当代科技) 家用医疗仪器 成本低、智能化、便携式、网络化 电子血压计、血糖计、心电图机 计步器，老人摔到检测，治疗小仪器，如针灸仪，刺激仪、按摩仪等 手机智能终端 前景广阔，市场巨大 手环实现活动监测、睡眠监测、走路姿势、活动提醒、智能闹钟 可穿戴设备 iWatch手表 温度，压力 Google眼镜 眼泪测血糖 * 医疗仪器的分类 诊断 生理电、非电生理、生化，影像 治疗 各种理疗设备，放疗设备，手术设备 心电图机、脑电图机、肌电图； 血压计，骨密度仪，流量计 自动生化仪；血、尿、气检测 X光，超声，CT，MRI, PET,内窥镜及各种光学仪器…… 电刺激器、热疗设备、呼吸机、起搏器、除颤仪、透析机 手术设备：高频电刀、麻醉机、激光、监护仪、导航设备……. 家用便携式医疗仪器 电子血压计、小型呼吸机、血糖仪、心电图机、 血氧饱和度仪等 我国已步入老龄化社会，超过65岁以上2亿 医疗仪器分类 I类,血压计,生化仪等 II类,心电图机器,监护仪等. III类,手术或植入设备,急救设备 四、血氧饱和度测量 血氧饱和度测量问题 血氧饱和度的生理意义及临床价值 测量物理、数学原理（模型） 测量方案 测量方式（相关条件、环境）、测量的计算、性能提高 仪器设计：电路、软件、外观结构等 研制：调试、动物及临床实验 血氧饱和度定义 血红蛋白是红细胞主要成分,运送氧气 一般大于95%，降低的原因 呼吸系统指标 缺氧、打呼噜、高原、手术麻醉 测量数学物理模型 D:吸光度 光电测量法 光与组织的相互作用规律：吸收性 光与组织的相互作用规律：散射性 光与组织的相互作用规律： 复杂的微分积分方程，很复杂 只考虑吸收有一定误差 如何测量: 测量方案 测量部位及环境，光的选择（强度和波长） 两种波长的光，对应2个未知数 测量计算，如何有利于测量准确度 测量部位，手指，耳垂 双波长对应两种物质 波长确定原则:红650nm,红外805nm 有吸收和透过 提高灵敏度 易于计算,提高线性度 测量计算 如何测量 红光和红外 805nm infra-red transmitter receiver Non-pulsatile arterial blood Venous and capillary blood Variable (AC) Fixed (DC) Pulsatile arterial blood Tissue 光吸收 脉搏为血管振动及其传播 Non-pulsatile arterial blood Venous and capillary blood Variable (AC) Fixed (DC) Pulsatile arterial blood Tissue 容积脉搏波形 基线：红色虚线代表血管最大收缩状态 峰值：代表血管最大舒张状态 中间波动：上升沿代表血管舒张的过程，对应心脏收缩 下降沿代表血管收缩的过程，对应心脏舒张 下降沿小波峰代表心脏瓣膜关闭及血液会流冲击 以及反射回波 测量与计算的具体问题 上述未知数多，C1，C2，d未知 i:波长?j:物质的吸收系数 理解各参数的意义 D1，D2如何测量 需测I0 d是个变量 选择血管收缩(d,I)和舒张(d+?d,I- ?I)的两个极限状态测量 测量光的输出在两个状态的变化量，?d可认为常数 d:未知\变化 新吸收方程为: 如何处理？ 求解得到： 新吸收方程为 ？ ？ 波长选择考虑 第一种波长，两种物质的吸收差别大 第二种波长，两种物质吸收差别小 提高灵敏度 提高线