当前位置:文档之家› 生物医学检测技术 第一章概念

生物医学检测技术 第一章概念


医学仪器对记录显示系统的要求 是记录显示的效果明显、清晰, 便于观察和分析,正确反映输入 信号的变化情况,故障少、寿命 长,与其他部分有较好的连接。
记录与显示设备按其工作原理,可以分为三种: (1)直接描记式记录装置
直接记录各种生理参数随时间变化的模拟量。 可分为描笔偏转式和自动平衡式:
描笔偏转式记录器结构简单、成本低,在心 电图机、脑电图机及心音图机中得到广泛使用。
USB、 IEEE-488、 RS-232(串行)、并行 (硬件系统)
总线:传送数字信号的公共通道 ---- 信号线的集合 RS-232C、VXI、Centronics(并行)
(规范、结构形式)
在许多医学测量中,要求对某种 形式的外部刺激作出反应。用以 产生提供刺激给被测对象的设备 是生物医学检测系统的一个重要 组成部分。
特点: 1)输出量为电压、电流、频率 电阻、电容、电感 两种:数字量、模拟量
2)输出的电信号一般较微弱: 电压 ---- 毫伏级、微伏级;电流 ---- 毫安级、纳安级
3)输出信号与噪声混杂在一起 ---- 传感器内部噪声 传感器的信噪比小、输出信号弱 ---- 信号淹没在噪声中
4)传感器的输出特性呈线性或非线性 5)外界环境的变化会影响传感器的输出特性 选择:测量精度要求、被测量变化范围、被测对象所处的环境条件
刺激可以是视觉、听觉、触觉。 也可以是对神经系统某些部位的 电刺激。系统人体生理系统要做 出反应。
返回
主要是人体的生理系统。它提供 了系统要测量的各种生理的物理 量。医学上主要测量的有生物电 位、压力、流量、位移、速度、 温度、化学浓度、阻抗等。
返回
传感器把来自生物体的能或信息 转换成电的形式,把电信号加到 电子设备上。医用传感器转换的 最主要量包括温度、压力、流量、 位移、速度和力等非电量。
处理显示:功能 --- 分析(analysis)、处理(processing)、显示(display)
其它环节:通讯接口/总线接口(RS232、RS485、GPIB、 存PC储I、、·监···控··)、决策
信号检出部分
传感器(Sensor)---- 检出功能的器件 信号提取(被测量)、传输(信号变换部分)
常用工业检测过程
信号检出
信号转换
处理显示
存储

显示
信号检出
信号转换
处理显示

分析


监控
线
判断
信号检出
信号转换
处理显示
决策
信号检出:功能 --- 将被测信号的转换为电信号的变化(detection) 器件 --- 传感器(sensor, transducer)
信号转换:功能 --- 将传感器的输出信号转换为便于处理的形式conversion) 器件 --- 信号调理电路(signal conditioning circuit)
生物医学电极是直接感知人体生 物电位的元件。这是系统的采集 部分。
返回
将传感器输出的电信号进行放大、 整理或作其他变换的单元称为信 号调节器(或称为信号处理器)
它把采集到并已转换成电信 号的信息进行的生物信息变为 可供人们直接观察的形式。
磁带记录装置的优点: 1)频率响应宽,记录的信息可以反复重放,便 于分析处理和保存。 2)信号失真度低,适宜于作准确测量。 3)一条磁带可同时记录多个生理量适宜于长 间连续记录和大量资料存贮。 4)记录信息可擦除,可多次使用,成本低。
(3)数字式显示器
显示器接受信号处理后的信息,并以操作人
员所能感知的形式显示结果。显示形式可以是数
2) 消除或抑制传感器输出量中的无用信号
3)提高测量、分析的准确度 4)简化后续系统的组成
3、分析处理部分
不断注入新内容 ---- 检测系统的研究中心 计算机系统 ---- 强大问题分析能力、复杂系统的实时控制 自动化、智能化
4、通信接口与总线部分
功能:管理不同系统之间的数据、状态和控制信息的传输和交换 接口 --- 分系统和上位机之间/分系统之间交换信息 通用标准接口 --- 不同的系统尤其是不同厂家的产品能够互联
以及对传感器体积和整个检测系统的成本等的限制 检测系统中形式最多样、与被测对象关联最密切的部分
信号转换部分
检出信号 适合于分析和处理的信号 信号调理电路
阻抗变换 ---- 输出阻抗很高时; 信号放大 ---- 输出信号微弱时; 噪声抑制 ---- 信号淹没在噪声中; 电压/电流(V/A)转换 ---- 需要电流输出时; 模拟/数字(A/D)转换 ---- 需要输出数字信号时 目的: 1)对传感器的输出量变换成易于处理或放大的量
(2)需要用各种统计分析方法, 对信号进行叠加、相关处理、频 谱分析、直方图等数据处理。
数据传输:是异地诊断。
返回
把部分输出信号反馈到输入部分, 以使系统按某一方式工作,如控 制刺激量的大小、控制传感器或 仪器系统中其他任何部分。控制 和反馈可以是自动的或手动的。
返回
• 人体中每时每刻都存在着大量的生命信息。 由于我们的身体整个生命过程中都在不断 地实现着物理的、化学的及生物的变化, 因此所产生的信息是极其复杂的。
字的或图像的,也可以是连续的或离散的。多数
是依靠使用者的视觉,但也有采用听觉感知的办
法。数字式显示器是一种将信号以数字形式显示
供观察的器件,一般由计数器、译码器、驱动器
和数码管等组成。其中显示器分荧光数码管和液
晶显示两种。
返回
从人体采得的信息具有二个特点:
(1)信号很微弱,各种干扰很 大,信噪比低,有用信号淹没在 强干扰背景中。
自动平衡式记录器的缺点是结构复杂,频响 范围窄。优点是记录幅度大、精度高,可与计算 机连接。一般用于记录体温、血压、脉搏等监护 仪器上
(2)磁带记录器 它在生理测量和病人监护中的应用日益增多。
其工作原理基本与磁带录音原理相同。按对被记 录信号的处理方法可分为模拟式和数字式两种。
把输入的被记信号按原样进行磁化记录的称 为模拟式磁带记录器,它类似一部录音机。
• 我们可以把生命信号概括分为二大类:
化学信息
物理信息
• 化学信息是指组成人体的有机物在发生变化时 所给出的信息,它属于生物化学所研究的范畴。
相关主题