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（二）数学模型利用数学表达式刻画系统内部的数量关系，定量探求系统运转规律系统中各个作用环节的描述:寻找能够描述系统结构、功能和内在联系的数学运算关系表征系统的固有特征量的提取:参量提取来源于实验数据，也可以采用拟合、迭代和最优化方法*数学模型的建立方法

1.黑箱方法——不追究系统内部细节，而仅仅利用外部观测来研究系统的功能和特性黑箱模型——一个具有与实际系统相似的输入和输出特性的系统或是在输入与输出特性上相似的模型*2.推导方法——掌握系统的内部构造和机理，根据该系统的物理化学过程以及解剖学与生物学知识，用分析的方法推导出描述系统功能和特性的模型*3.参数模型利用已有的认识来构造一个与原系统结构相似的数学模型，则模型中的每一变量将对应于原系统中的一个生理量，同时模型中的各个参量也具有较为明确的生理意义。这种由一组具有生理意义的参变量所构成的数学模型则称为参数模型。*（三）描述模型是一种抽象的（没有物理实体）,不能用数学方程表达,只能用语言（自然语言、程序语言）描述的系统模型,即尚未数学化或有待数学化的模型医学专家系统描述模型是系统模型定量化、数学化发展的中间过程*三、构建生理模型的常用方法常用方法理论分析法类比分析法数据分析法*理论分析法建模理论分析是指应用自然科学中已被证明的正确的理论、原理和定律,对被研究系统的有关要素进行分析、演绎、归纳,从而建立系统的数学模型。*无创血氧饱和度检测血氧饱和度——血液中血氧的浓度血氧饱和度的测量有创——血气分析无创——分光光度计**血氧饱和度用以表示血液中血氧的浓度,它是被氧结合的氧合血红蛋白（oxygenatedhemoglobin,HbO2）的容量占全部血红蛋白（hemoglobin,Hb）的容量的百分比,即*模型构建过程:（建模在仪器设计中应用过程）实验观察理论分析仪器设计*无创血氧饱和度的测量原理无创测量则是利用分光光度测定原理由于血液中不同成份对同一种光线的吸收率各不相同,通过测量穿过血液中不同光线的衰减程度,可换算出血液中不同成份的含量。*观察到的现象:（1）氧合血红蛋白与还原血红蛋白对于不同波长的光吸收率相差较大1.实验观察*（2）光电接受后输出的光电流信号中包括交流成分和直流成分*脉搏血氧测定法中的组织模型为:无血组织——皮肤、骨骼、静脉血、其他组织表现为固定光吸收，为直流成分动脉血管——含有氧合血红蛋白和还原血红蛋白的动脉血液表现为脉动变化的光吸收，为交流成分********现代医学仪器

原理与设计ModernMedicalInstrumentationTheoryandDesign*国际标准化委员会对于医疗器械的定义:医学仪器（medicalinstrument）:是指那些单纯或组合应用于人体的仪器，包括所需的软件。医学仪器的使用目的:疾病的预防、诊断、治疗、监护和缓解损伤或残疾的诊断、治疗、监护、缓解或补偿解剖或生理过程的研究、替代或调节妊娠控制简单的说，医学仪器就是以医学临床和医学研究为目的的仪器*医用X线诊断装置计算机断层扫描仪(computerizedtomographyX-raysystem,CT)磁共振成像仪(magneticresonanceimaging,MRI)核医学成像设备（SPECT单光子发射计算机断层成像、PET正电子发射断层成像）超声设备治疗类仪器放射治疗装置（钴60、X-刀、γ-刀）电治疗类设备（起搏器、除颤器、高频电刀）生理量测量仪器（ECG、EMG、EEG、IBP、NIBP、SaO2）、监护仪医用光学仪器（医用内窥镜等）生化分析类仪器（质谱仪、色谱仪、血气分析、尿液分析等）*课程的内容医学仪器输入或输出的物理量不是电压或电流输入或输出的物理量是电压或电流医学电子仪器超声、放射等设备*医学电子仪器测量、诊断治疗类仪器心电脑电肌电诱发电位监护仪血压测量仪器心脏起搏器心脏除颤器微弱信号处理电气安全高频电刀*课程基本要求三个基本知识——基本原理、基本结构、基本电路一个基本能力——培养基本应用能力（仪器分析、仪器设计、仪器维护）教学方法课堂理论教学验证性实验教学设计性实验教学主要参考书JohnG.Webster,MedicalInstrumentationApplicationandDesign,Thirdedition,John