醫(yī)學傳感器課件

醫(yī)學傳感器醫(yī)學傳感器第一章緒論課程簡介主要內容教學方法基本要求考核方式醫(yī)用傳感器概述定義與組成用途與分類特性與要求第一章緒論課程簡介課程簡介主要內容介紹各種物理傳感器的醫(yī)學應用教學方法課堂教學+課后自學+部分實驗基本要求掌握基本原理、基本測量電路及其醫(yī)學中的基本應用考核方式期末考試70%實驗20%作業(yè)10%課程簡介主要內容主要參考書：陳安宇等，醫(yī)用傳感器，科學出版社，2008王平等，現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術，浙江大學出版社，2003彭承琳，生物醫(yī)學傳感器原理及應用，高等教育出版社，2000王博亮等，醫(yī)用傳感器及其接口技術，國防科技大學出版社，1998主要參考書：陳安宇等，醫(yī)用傳感器，科學出版社，2008第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器：能感受（或響應）規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉換成可用信號輸出的器件或裝置——《傳感器通用術語》生物醫(yī)學傳感器：能將各種被觀測的生物醫(yī)學中的非電量轉換為易觀測的電學量的一類特殊的電子器件第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器：能感受（或響應）規(guī)定的被測第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器的組成框圖敏感元件轉換元件電子線路非電信息電信號1.殼體2.膜盒3.可變電感線圈4.鐵芯5.轉換電路第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器的組成框圖敏感轉換電子非電信第二節(jié)傳感器的作用醫(yī)學測量系統(tǒng)的組成框圖傳感器放大電路濾波非電生物信號電信號可測電信號位于特定頻帶內的可測電信號模數(shù)轉換計算機輸出數(shù)字信號生物信號的特點：1.非電量信號很多；2.信號幅度很低；3.信噪比很低且屬于低頻信號；

第二節(jié)傳感器的作用醫(yī)學測量系統(tǒng)的組成框圖傳放濾非電電信號可生物醫(yī)學檢測技術的發(fā)展無創(chuàng)和微創(chuàng)檢測技術生物電信號的檢測生物磁場的檢測其他生理及生化參數(shù)的檢測體內信息的直接檢測體內固定植入式檢測系統(tǒng)植入式檢測、處理與控制三位一體的閉環(huán)系統(tǒng)消化道器官中的生理、生化參數(shù)檢測體內外信息交換微型電子機械系統(tǒng)生物醫(yī)學檢測技術的發(fā)展無創(chuàng)和微創(chuàng)檢測技術第三節(jié)醫(yī)用傳感器的用途和分類醫(yī)用傳感器的用途提供診斷用信息提供監(jiān)護用信息提供人體控制參數(shù)提供臨床檢驗信息參與治療醫(yī)用傳感器的分類按工作原理分類按被測量種類分類按與人體器官相對應的傳感器功能分類第三節(jié)醫(yī)用傳感器的用途和分類醫(yī)用傳感器的用途第四節(jié)醫(yī)用傳感器的特性和要求特性足夠高的靈敏度盡可能高的信噪比良好的精確性足夠快的響應速度良好的穩(wěn)定性較好的互換性特殊要求生物相容性物理適形性電的安全性使用方便性第四節(jié)醫(yī)用傳感器的特性和要求特性第五節(jié)醫(yī)用傳感器的發(fā)展智能化微型化多參數(shù)檢測遙控無創(chuàng)檢測第五節(jié)醫(yī)用傳感器的發(fā)展智能化Smart傳感器概念：傳統(tǒng)傳感器與專用微處理器相結合組成的新概念傳感器稱為Smart傳感器。新功能自補償功能：如非線性、溫度誤差、響應時間、噪聲、交叉感應以及慢漂移等的補償自診斷功能：如在接通電源時進行自檢、在工作時進行運行檢查，診斷測試以確定哪一組件有故障微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信功能，構成一閉環(huán)工作系統(tǒng)信息存貯和記憶功能數(shù)字量輸出Smart傳感器概念：傳統(tǒng)傳感器與專用微處理器相結合組成的新現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢床邊監(jiān)測：主要解決采樣、送檢到提出報告速度慢問題，床邊監(jiān)測用傳感器可以連續(xù)運轉。便于一般醫(yī)護人員操作生物分析器：早期診斷不能過多地寄希望于影像設備，因為生化變化發(fā)生在器質變化之前，因此生化檢測更重要；但目前生化分析儀器體積龐大、價格昂貴，因此必須開發(fā)價格低廉，操作與攜帶方便的生物分析器現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢床邊監(jiān)測：主要解決采樣、送檢到現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢在體監(jiān)測

holter動態(tài)心電監(jiān)測可以實現(xiàn)實時、定點、動態(tài)、長期地觀察體內所發(fā)生的生理病理過程；如植入式傳感器可以將體內的信息發(fā)射或傳送至體外；導管式傳感器可以連續(xù)傳感血管內或心臟內的血氣/離子等主要問題是如何改進傳感器與組織的相容性現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢在體監(jiān)測holter動態(tài)現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢無損監(jiān)測：無損監(jiān)測是病人最容易接受的監(jiān)測方式，是當前生物醫(yī)學傳感技術中受到普遍關注的實際問題目前進展：經(jīng)皮血氣傳感器無損監(jiān)測血氣（PO2,PCO2）非抽血測量血糖、尿素等（通過抽負壓使血液中的低分子滲出）現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢無損監(jiān)測：無損監(jiān)測是病人最容易現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢細胞內監(jiān)測：細胞是人體的基本單位，人體的主要生理生化過程是在細胞內進行的，監(jiān)測細胞內的離子事件和分子事件是當前生命科學中的熱點問題監(jiān)測離子事件的離子選擇性微電極技術已漸趨成熟監(jiān)測分子事件的分子選擇微電極正在開發(fā)之中現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢細胞內監(jiān)測：細胞是人體的基本單現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢智能分子系統(tǒng)：這種分子系統(tǒng)即智能藥物，能提高藥效，減少副作用。設計并合成分子系統(tǒng)是醫(yī)藥學面臨的新任務，抗癌藥的研究正沿這一方向前進智能人工臟器：現(xiàn)行的人工臟器只賦予該臟器單一功能，割斷了原有臟器同其它組織器官的聯(lián)系。而智能人工臟器可望保持正常臟器的全面功能。在植入的異體器官上安裝抗排斥反應的分子系統(tǒng)是解決異體器官移植排斥反應問題的有效途徑現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢智能分子系統(tǒng)：這種分子系統(tǒng)即智現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢仿生傳感器：人體是各種傳感器云集的地方，這些傳感器具有靈敏度高、選擇性好、集成度高等特點，發(fā)展仿生傳感器是發(fā)展生物醫(yī)學傳感器的重要方向。已研制出：受體傳感器、神經(jīng)元傳感器、仿神經(jīng)元傳感器等基因探測：基因調控著細胞的活動和人的生老病死，基因探測被認為是當代生命科學的核心技術之一，因此要研制DNA、RNA傳感器現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢仿生傳感器：人體是各種傳感器云現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢分子腦研究：大腦活動的物質基礎是以神經(jīng)遞質與神經(jīng)調質為主的系列分子事件，監(jiān)測這些分子事件是深化分子腦研究的重要手段；遞質和調質的含量甚微（pg級），在體連續(xù)傳感這些物質是研究生命科學的核心問題之一現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢分子腦研究：大腦活動的物質基礎小結傳感器的定義和組成醫(yī)用傳感器的定義醫(yī)用傳感器的特點和要求習題：1、2、3、4小結傳感器的定義和組成醫(yī)學傳感器醫(yī)學傳感器第一章緒論課程簡介主要內容教學方法基本要求考核方式醫(yī)用傳感器概述定義與組成用途與分類特性與要求第一章緒論課程簡介課程簡介主要內容介紹各種物理傳感器的醫(yī)學應用教學方法課堂教學+課后自學+部分實驗基本要求掌握基本原理、基本測量電路及其醫(yī)學中的基本應用考核方式期末考試70%實驗20%作業(yè)10%課程簡介主要內容主要參考書：陳安宇等，醫(yī)用傳感器，科學出版社，2008王平等，現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術，浙江大學出版社，2003彭承琳，生物醫(yī)學傳感器原理及應用，高等教育出版社，2000王博亮等，醫(yī)用傳感器及其接口技術，國防科技大學出版社，1998主要參考書：陳安宇等，醫(yī)用傳感器，科學出版社，2008第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器：能感受（或響應）規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉換成可用信號輸出的器件或裝置——《傳感器通用術語》生物醫(yī)學傳感器：能將各種被觀測的生物醫(yī)學中的非電量轉換為易觀測的電學量的一類特殊的電子器件第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器：能感受（或響應）規(guī)定的被測第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器的組成框圖敏感元件轉換元件電子線路非電信息電信號1.殼體2.膜盒3.可變電感線圈4.鐵芯5.轉換電路第一節(jié)傳感器的定義和組成傳感器的組成框圖敏感轉換電子非電信第二節(jié)傳感器的作用醫(yī)學測量系統(tǒng)的組成框圖傳感器放大電路濾波非電生物信號電信號可測電信號位于特定頻帶內的可測電信號模數(shù)轉換計算機輸出數(shù)字信號生物信號的特點：1.非電量信號很多；2.信號幅度很低；3.信噪比很低且屬于低頻信號；

第二節(jié)傳感器的作用醫(yī)學測量系統(tǒng)的組成框圖傳放濾非電電信號可生物醫(yī)學檢測技術的發(fā)展無創(chuàng)和微創(chuàng)檢測技術生物電信號的檢測生物磁場的檢測其他生理及生化參數(shù)的檢測體內信息的直接檢測體內固定植入式檢測系統(tǒng)植入式檢測、處理與控制三位一體的閉環(huán)系統(tǒng)消化道器官中的生理、生化參數(shù)檢測體內外信息交換微型電子機械系統(tǒng)生物醫(yī)學檢測技術的發(fā)展無創(chuàng)和微創(chuàng)檢測技術第三節(jié)醫(yī)用傳感器的用途和分類醫(yī)用傳感器的用途提供診斷用信息提供監(jiān)護用信息提供人體控制參數(shù)提供臨床檢驗信息參與治療醫(yī)用傳感器的分類按工作原理分類按被測量種類分類按與人體器官相對應的傳感器功能分類第三節(jié)醫(yī)用傳感器的用途和分類醫(yī)用傳感器的用途第四節(jié)醫(yī)用傳感器的特性和要求特性足夠高的靈敏度盡可能高的信噪比良好的精確性足夠快的響應速度良好的穩(wěn)定性較好的互換性特殊要求生物相容性物理適形性電的安全性使用方便性第四節(jié)醫(yī)用傳感器的特性和要求特性第五節(jié)醫(yī)用傳感器的發(fā)展智能化微型化多參數(shù)檢測遙控無創(chuàng)檢測第五節(jié)醫(yī)用傳感器的發(fā)展智能化Smart傳感器概念：傳統(tǒng)傳感器與專用微處理器相結合組成的新概念傳感器稱為Smart傳感器。新功能自補償功能：如非線性、溫度誤差、響應時間、噪聲、交叉感應以及慢漂移等的補償自診斷功能：如在接通電源時進行自檢、在工作時進行運行檢查，診斷測試以確定哪一組件有故障微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信功能，構成一閉環(huán)工作系統(tǒng)信息存貯和記憶功能數(shù)字量輸出Smart傳感器概念：傳統(tǒng)傳感器與專用微處理器相結合組成的新現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢床邊監(jiān)測：主要解決采樣、送檢到提出報告速度慢問題，床邊監(jiān)測用傳感器可以連續(xù)運轉。便于一般醫(yī)護人員操作生物分析器：早期診斷不能過多地寄希望于影像設備，因為生化變化發(fā)生在器質變化之前，因此生化檢測更重要；但目前生化分析儀器體積龐大、價格昂貴，因此必須開發(fā)價格低廉，操作與攜帶方便的生物分析器現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢床邊監(jiān)測：主要解決采樣、送檢到現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢在體監(jiān)測

holter動態(tài)心電監(jiān)測可以實現(xiàn)實時、定點、動態(tài)、長期地觀察體內所發(fā)生的生理病理過程；如植入式傳感器可以將體內的信息發(fā)射或傳送至體外；導管式傳感器可以連續(xù)傳感血管內或心臟內的血氣/離子等主要問題是如何改進傳感器與組織的相容性現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢在體監(jiān)測holter動態(tài)現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢無損監(jiān)測：無損監(jiān)測是病人最容易接受的監(jiān)測方式，是當前生物醫(yī)學傳感技術中受到普遍關注的實際問題目前進展：經(jīng)皮血氣傳感器無損監(jiān)測血氣（PO2,PCO2）非抽血測量血糖、尿素等（通過抽負壓使血液中的低分子滲出）現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢無損監(jiān)測：無損監(jiān)測是病人最容易現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢細胞內監(jiān)測：細胞是人體的基本單位，人體的主要生理生化過程是在細胞內進行的，監(jiān)測細胞內的離子事件和分子事件是當前生命科學中的熱點問題監(jiān)測離子事件的離子選擇性微電極技術已漸趨成熟監(jiān)測分子事件的分子選擇微電極正在開發(fā)之中現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢細胞內監(jiān)測：細胞是人體的基本單現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢智能分子系統(tǒng)：這種分子系統(tǒng)即智能藥物，能提高藥效，減少副作用。設計并合成分子系統(tǒng)是醫(yī)藥學面臨的新任務，抗癌藥的研究正沿這一方向前進智能人工臟器：現(xiàn)行的人工臟器只賦予該臟器單一功能，割斷了原有臟器同其它組織器官的聯(lián)系。而智能人工臟器可望保持正常臟器的全面功能。在植入的異體器官上安裝抗排斥反應的分子系統(tǒng)是解決異體器官移植排斥反應問題的有效途徑現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢智能分子系統(tǒng)：這種分子系統(tǒng)即智現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感技術的發(fā)展趨勢仿生傳感器：人體是各種傳感器云集的地方，這些傳感器具有靈敏度高、選擇性好、集成度高等特點，發(fā)展仿生傳感器是發(fā)展生物醫(yī)學傳感器的重要方向。已研制出：受體傳感器、神經(jīng)元傳感器、仿神經(jīng)元傳感器等基因探測：基因調控著細胞的活動和人的生老病死，基因探