生物医学传感器.ppt

血氧饱和度指夹仪.血氧饱和度探头红外脉搏传感器压电式脉搏传感器BP300T压力传感器腕式电子血压计上臂式电子血压计新型上臂式电子血压计温度传感器模块DS18B20SHT11／15温湿度智能传感器SDT-718热释电红外模块*OTP-538红外测温传感器红外测温仪医用传感器应具有以下特性:*较高的灵敏度和信噪比,以保证能检测出微小的有用信息。01良好的线性和快速响应,以保证信号变换后不失真并能使输出信号及时跟随输入信号的变化。02良好的稳定性和互换性,以保证输出信号受环境影响小而保持稳定。同类型传感器的性能要基本相同,在互相调换时不影响测量数据。03除具有上述特性外，还必须考虑到生物体的解剖结构和生理功能，尤其是安全性和可靠性更应特别重视。传感器必须与生物体内的化学成分相容，既不被腐蚀也不给生物体带来毒性；传感器的形状、尺寸和结构应和被检测部位的结构相适应，使用时不应损伤组织，不给正常生理活动带来干扰；传感器有更严格安全要求和其它生物方面的要求。采用新原理4.开发新型传感器的途径*利用新的物理效应、化学效应可研制出新一代传感器。例如利用约瑟夫逊效应开发的磁场传感器可以检测极微弱的磁场，使超高灵敏度的测量成为现实，可用于超低温中的磁导率测量、生物体磁场的测量等方面。光纤传感器、声表面波传感器、DNA传感器等已取得很大进展。约瑟夫逊效应（超导隧道效应）：*1962年，剑桥大学研究生约瑟夫逊分析了由极薄绝缘层（厚度约为百万分之一毫米）隔开的两个超导体断面处发生的现象，超导—绝缘—超导(SIS)结，称为约瑟夫逊结。通过调节两块超导体间的绝缘层的厚薄，可以使其电压比某一特定值大时才有电流通过，小时则没有电流通过。12约瑟夫逊效应（超导隧道效应）：*04030102约瑟夫逊预言，超导电流可以穿过绝缘层，在薄绝缘层隔开的两种超导材料之间有电流通过，即“电子对”能穿过薄绝缘层（隧道效应）；同时还产生一些特殊的现象：只要超导电流不超过某一临界值，则电流穿过绝缘层时将不产生电压，即电流通过薄绝缘层无需加电压。这些预言被美国贝尔实验室用试验证实，而这一超导物理现象则被称为“约瑟夫逊效应”。约瑟夫逊效应是超导体的电子学应用的理论基础。SQUID传感器(超传导量子干涉器件)*脑磁图测量系统的核心部件是SQUID传感器地球的磁场为约0.3×10-4T（特拉斯）脑生物磁场50～1000fT(1fT=10－15T）SQUID传感器可检测到地球磁场十亿分之一的变化量。SQUID传感器(超传导量子干涉器件)*必威体育精装版式的脑磁图测量系统可提供多达275个传感器，其中的关键技术是SQUID；SQUID传感器是由超导材料铌金属，使用约瑟夫逊隧道效应的技术制作而成。SQUID传感器均匀的分布在底部为头盔型的液氦杜瓦容器内，工作在零下－269℃的超低温液态氦中，其工作温度接近于绝对零度，即零下273.16℃。脑磁图传感器矩阵列*脑磁图传感器均匀紧密地分布在大致成六角形的头盔内表面。头盔和液氦杜瓦容器做成一体。传感器矩阵列从64个至275个可供选择。浸泡在液态氦中的测量线圈离液氦杜瓦容器头盔外表面的间距小于17毫米。01020304SQUID（超传导量子干涉器件）*SQUID是基于铌金属合金超导材料，使用约瑟夫隧道连接技术制作而成的。每块晶片上制作80个SQUID电路，且一次同时加工十块晶片，在技术上保证了制作成的SQUID具有高度的均匀一致性，也就保证了所有信道的特性相同。图中显示了一个SQUID传感器的内部结构的电子显微镜放大图。液氦杜瓦容器*头盔形的液氦杜瓦容器是优化低温系统的一部分，并留有放置脑电图电极的空间。01为了抗无线电波的干扰，液氦杜瓦真空容器内还安装了抗电磁波干扰的屏蔽层。02在杜瓦真空容器内还涂有一层低温吸着材料以维持其真空度。03磁场屏蔽室*一般由两层m金属板和一层铝板构成，可同时屏蔽低频和高频的噪声干扰，重约７吨。01m金属层是具有很高磁导率的合金，主要用来屏蔽来自室外的低频噪声(10Hz)。02铝板层主要用涡电流来屏蔽来自室外的高频电磁噪声(10Hz)。03磁场屏蔽室之所以能有屏蔽效能，是因为电磁波穿过电磁屏蔽体时会产生吸收损耗和反射损耗。04MEG信号的发生原理*脑磁图是研究脑磁场信号的脑功能图象技术。一组紧密排列的脑神经元细胞产生的生物电流可看作为一个信号源。由这一电流源产生的生物磁场可穿透脑组织以及颅骨到达头部之外，可用一组探测器阵列来测量分布在头皮表面上的这种磁场以确定脑内信号源的精确位置和强度。由脑磁图探测到的大脑活动部位可以是由