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医疗器械:医用电子仪器原理与设计(2018)343页

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医疗器械:医用电子仪器原理与设计(2018)简介

内容着重阐述常见的医学电子仪器的原理、结构和设计原则。共分8章,分别介绍了生理系统建模在仪器设计中的应用、医学电子仪器结构及技术指标、设计原则以及产品转化流程;生物信号测量中的干扰和噪声;信号放大电路及抗干扰和隔离技术;生物电(包括心电、脑电和肌电)测量仪器;血压测量(重点介绍无创血压测量)技术;医用监护系统设计;治疗类医学电子仪器设计;医学仪器的电气安全和电磁兼容。每章附有习题。

目录
1 医学电子仪器概述 1
1.1 生物信号知识简介 1
1.1.1 人体系统的特征 1
1.1.2 人体控制功能的特点 2
1.1.3 生物信号的基本特性 2
1.1.4 生物信号的检测与处理 2
1.2 医学电子仪器的结构和工作方式 3
1.2.1 医学电子仪器的基本构成 3
1.2.2 医学仪器的工作方式 6
1.3 医学仪器的特性与分类 6
1.3.1 医学仪器的主要技术特性 6
1.3.2 医学仪器的特殊性 9
1.3.3 典型医学参数 10
1.3.4 医学仪器的分类 10
1.4 生理系统的建模与仪器设计 11
1.4.1 系统模型与建模关系 11
1.4.2 建立生理系统模型的基本方法 12
1.4.3 构建生理模型的常用方法与实例 13
1.5 生物医学仪器的设计原则与步骤 22
1.5.1 医学电子仪器设计原则 23
1.5.2 医学电子仪器设计过程 23
1.5.3 产品转化流程 24
习题1 26
2 生物信息测量中的噪声和干扰 27
2.1 人体电子测量中的电磁干扰 27
2.1.1 干扰的引入 27
2.1.2 合理接地与屏蔽 34
2.1.3 其它抑制干扰的措施 40
2.2 测试系统的噪声 43
2.2.1 噪声的一般性质 43
2.2.2 生物医学测量系统中的主要噪声类型 44
2.2.3 描述放大器噪声性能的参数 46
2.2.4 器件的噪声 50
2.3 低噪声放大器设计 54
2.3.1 噪声性能指标 55
2.3.2 放大电路的低噪声设计 56
习题2 58
3 信号处理 59
3.1 生物电放大器前置级原理 59
3.1.1 基本要求 59
3.1.2 差动放大电路分析方法 62
3.1.3 差动放大应用电路 66
3.1.4 前置级共模抑制能力的提高 75
3.2 隔离级设计 77
3.2.1 光电耦合 78
3.2.2 电磁耦合 83
3.3 生理放大器滤波电路设计 84
3.3.1 有源滤波器的设计方法 84
3.3.2 有源带阻滤波器的设计 85
3.4 可穿戴式医疗电子设备关键技术 86
3.4.1 可穿戴传感器 87
3.4.2 低功耗器件 88
3.4.3 一体化设计与集成 89
习题3 91
4 生物电测量仪器 92
4.1 生物电位的基础知识 92
4.1.1 静息电位 92
4.1.2 动作电位 92
4.1.3 生物电信号测量的生理学基础 94
4.1.4 人体电阻抗 95
4.2 生物医学电极 96
4.2.1 生物医学电极的概念 97
4.2.2 电极的极化 97
4.2.3 常用的生物医学电极 98
4.3 心电图机 103
4.3.1 心电图基础知识 104
4.3.2 心电图导联 106
4.3.3 心电图机的结构 110
4.3.4 心电图机的主要性能参数 114
4.3.5 数字式心电图机关键技术 118
4.4 脑电图机 149
4.4.1 脑电图基础知识 149
4.4.2 脑电图机的导联 151
—2— 现代医学电子仪器原理与设计
4.4.3 脑电图机的工作原理 153
4.5 肌电图机 165
4.5.1 肌电图基础知识 165
4.5.2 典型肌电诱发电位仪工作原理 171
习题4 172
5 血压测量 174
5.1 概述 174
5.1.1 常见的血压参数 175
5.1.2 血压测量的参考点 177
5.2 血压直接测量法:导管术 178
5.2.1 血管外传感器 (传感器置于体外的测量) 178
5.2.2 血管内传感器 (传感器置于体内的测量) 179
5.2.3 血压测量误差 180
5.2.4 血压测量所需的带宽 183
5.2.5 静脉血压测量系统 183
5.2.6 血压直接测量系统设计 184
5.3 血压间接测量 189
5.3.1 柯氏音法 190
5.3.2 超声法 191
5.3.3 测振法 192
5.4 血压的自动测量 195
5.4.1 概述 195
5.4.2 工作原理 195
5.4.3 硬件电路 196
5.4.4 气动部分 197
5.4.5 系统软件 197
5.4.6 电路概述 198
5.4.7 校准 200
5.4.8 未来发展 201
5.5 血压连续无创测量 202
习题5 204
6 监护仪与中央监护系统 205
6.1 监护仪 205
6.1.1 基本原理 205
6.1.2 基本组成 205
6.1.3 主要监测参数及指标 207
6.1.4 主要功能 209
6.1.5 关键组件与实现 211
6.1.6 系统软件 226
6.1.7 新技术发展及应用 227
6.2 中央监护系统 231
6.2.1 基本原理 231
6.2.2 基本组成 231
6.2.3 主要参数 232
6.2.4 关键组成部件 233
6.2.5 新技术发展及应用 234
6.3 动态监护和远程监护 234
6.3.1 基本原理 234
6.3.2 基本组成 234
6.3.3 主要参数 235
6.3.4 关键部分与实现 236
6.3.5 新技术发展及应用 236
习题6 236
7 心脏治疗仪器与高频电刀 237
7.1 电刺激治疗类仪器设计原理 237
7.1.1 刺激方式与效应 238
7.1.2 植入式电刺激器的基本要求 242
7.2 心脏起搏器简介 246
7.2.1 人工心脏电起搏器的作用 246
7.2.2 心脏起搏器临床应用的适应症 247
7.2.3 心脏起搏器的分类及临床应用的起搏器简介 247
7.2.4 心脏起搏器的几个参数 251
7.3 心脏起搏器的工作原理 252
7.3.1 固定型心脏起搏器电路分析 253
7.3.2 R 波抑制型心脏起搏器的一般结构原理 254
7.3.3 DDD 型心脏起搏器的工作原理 260
7.4 心脏起搏器的能源和电极 262
7.4.1 心脏起搏器的能源 262
7.4.2 心脏起搏器的电极 262
7.5 心脏除颤器 265
7.5.1 心脏除颤器的作用 265
7.5.2 心脏除颤器的一般设计原理 266
7.5.3 心脏除颤器的类型 270
7.5.4 心脏除颤器的主要性能指标 270
7.6 典型心脏除颤器 271
7.6.1 一种电路比较简单的同步心脏除颤器电路分析 271
7.6.2 双相波除颤放电电路 273
7.6.3 除颤监护仪 274
—4— 现代医学电子仪器原理与设计
7.7 高频电刀 275
7.7.1 电刀切割止血的机制 276
7.7.2 高频电刀的设计原理 276
7.7.3 高频电刀主要的工作模式 278
7.7.4 高频电刀的波形设计 278
7.7.5 氩气高频电刀 280
7.7.6 高频电刀的安全保障体系设计 281
7.7.7 高频电外科手术设备发展趋势 282
7.8 中低频治疗仪器 283
7.8.1 中低频治疗仪基本原理 283
7.8.2 中低频治疗仪基本结构 284
7.8.3 新技术发展及应用 285
习题7 285
8 医用电子仪器的电气安全及电磁兼容 286
8.1 医用电子仪器电气安全概述 286
8.1.1 医用电子仪器电气安全的概念 286
8.1.2 电流的生理效应 286
8.1.3 人体的导电特性 287
8.2 电击 288
8.2.1 电击的种类 288
8.2.2 影响电击的因素 289
8.2.3 产生电击的因素 290
8.2.4 预防电击的措施 292
8.3 医用电子仪器的接地 296
8.3.1 医院配电方式 296
8.3.2 安全接地 297
8.3.3 多台仪器接地 298
8.4 医用电子仪器的安全标准 299
8.4.1 按防电击类型分 (Ⅰ类设备、Ⅱ类设备和Ⅲ类设备) 299
8.4.2 按防电击的程度分 (B型设备、BF型设备和 CF型设备) 300
8.5 医用电子仪器的安全指标及其测试 301
8.5.1 漏电流检测 301
8.5.2 接地电阻检测 307
8.5.3 电介质强度检测 308
8.5.4 试验电压的施加 313
8.6 医用电气设备电磁兼容测试 314
8.6.1 电磁干扰的三要素 314
8.6.2 医用电气设备电磁兼容测试 315
习题8 336

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