生物電 生命指征 超聲

心電圖機（ECG）心電組成P波代表左右心房的除極。波寬不大于0.11s,振幅小于0.25mV。P-R期間代表心房除極開始的時間，即從P波開始處到QRS波群的開始處。QRS波群反應(yīng)左右心室的除極過程，其幅度不超過5mV,寬度小于0.1s。S-T段是指QRS波群重點T波開始的一段，T波表示心室復(fù)極波心電信號特點1）基波頻率低，周期頻率不到1Hz2）諧波豐富3）心電信號極其微弱，峰值大約在1mV~5mV之間電極的作用將以離子電流的形式在生物體內(nèi)傳播的生物電信號轉(zhuǎn)化為電子電流形式的信號，主要用于測量體表點位，電極質(zhì)量將影響被測信號質(zhì)量，包括電極噪聲，電極電位及漂流等（涂上導(dǎo)電膏，對皮膚處理的作用—降低噪聲和干擾）前置放大器前置放大器由差分放大器組成，以獲得較高的共模抑制比，選擇的元件必須是低噪聲的，從安全用電角度考慮又往往做成電氣隔離的心電圖機的技術(shù)指標(biāo)1．共模抑制比該值提現(xiàn)了一起的抗共模干擾的能力，心電圖機的共模抑制比應(yīng)大于60dB以上，現(xiàn)在一般都能做到100dB以上。2．頻率響應(yīng)，反應(yīng)的是儀器對不同頻率的信號的不同靈敏度，對診斷用的心電圖機的頻響要求是0.05?100Hz,對于監(jiān)護用的心電圖機則頻響要求可低一些0.1?40Hz腦電圖（EEG）在現(xiàn)代腦電圖學(xué)中，根據(jù)頻率與振幅的不同講腦電波分為a波、b波、e波、&波—般腦電圖包含有0?5~60Hz的頻率成分，其中1~30Hz特別重要血壓計血壓是指血液在血管內(nèi)流動時對血管壁產(chǎn)生的壓力，隨著心臟的收縮和舒張，血壓的波形呈現(xiàn)一定周期的波動，它的峰值為收縮壓（高壓），谷值為舒張壓（低壓）柯氏音法測振法1）原理在血壓檢測部位施加一外力，當(dāng)外力超過某一值后，在減壓過程中根據(jù)檢測到的脈搏波和壓力值計算出血壓值2）與柯氏音法區(qū)別放氣過程中不是檢測柯氏音，而是檢測氣袖內(nèi)其他的震蕩波模擬心電圖機濾波器作用濾除工頻干擾，濾除肌電干擾數(shù)字心電圖機與模擬區(qū)別打印方式（模擬心電圖機采用擺針式打印，失真較大；數(shù)字心電圖采用熱陣式打印，精確）數(shù)字化隔離技術(shù)（光電隔離無法完全濾除工頻干擾，數(shù)字化隔離之后，使得噪音更?。?shù)字信號容易處理，自動化智能化程度高濾波器優(yōu)點，模擬濾波器不可能完全一樣，性能存在不一致，數(shù)字濾波更精準(zhǔn)監(jiān)護儀1．信號的模擬處理部分這是一個以模擬電路為核心的信號處理部分，它主要是將傳感器獲得的信號加以放大同時減少噪聲和干擾信號以提高信噪比2．信號的數(shù)字處理部分（回答盡可能詳細）這部分是今后系統(tǒng)發(fā)展很重要的部分，它包括信號的運算、分析及診斷。根據(jù)監(jiān)護儀的不同功能，有簡單和負責(zé)之分，可實現(xiàn)：1）計算。如在體積阻抗法中由體積阻抗求差求導(dǎo)最后算出心輸出量2）疊加。以排除干擾，取得有用的信號3）做更多更復(fù)雜的運算和判斷。例如對心電信號的自動分析和診斷，消除各種干擾，識別出心電信號中的P波、QRS波、T波、確定基線等4）建立被監(jiān)視生理過程的數(shù)學(xué)模型。以規(guī)定分析的過程和指標(biāo)，使儀器對病人的狀態(tài)進行自動分析和診斷3．現(xiàn)代監(jiān)護系統(tǒng)的特點1）無線遙測技術(shù)2）智能化3）小型化4）實用化5）安全性4．心律失常分析功能的心電床邊監(jiān)護儀采用軟硬件相結(jié)合的形式，實現(xiàn)心電信號的預(yù)處理（包括心電檢測電極、心電放大、濾波、起搏檢測及導(dǎo)聯(lián)脫落檢測等）；QRS波處理和心律失常三大功能5．呼吸波與呼吸率呼吸測量是肺動能檢測的重要部分。在監(jiān)護儀中通常測量呼吸波并測定呼吸頻率。呼吸頻率可通過熱敏電阻和阻抗法來測量呼吸頻率6．生物電產(chǎn)生細胞膜有離子通道，每種離子通道運輸特定的離子，運輸離子的方向和速度發(fā)生變化，使得細胞膜內(nèi)外產(chǎn)生濃度變化，就產(chǎn)生電位變化，即生物電傳播某細胞產(chǎn)生動作電位，該動作電位會影響相鄰細胞離子通道的特性，改變其運輸離子的速度和方向，即使之產(chǎn)生動作電位，從而傳播生物電7．室顫（最危險的心率失常）心室纖維性顫動，心室肌肉快速微弱無效的收縮或快而不協(xié)調(diào)的亂顫除顫器是對心臟實施瞬間高能量電擊，使心肌細胞去極化而停止不協(xié)調(diào)的收縮，然后竇房結(jié)就能恢復(fù)正常的竇性節(jié)律8．心臟起搏器1．竇房傳導(dǎo)阻滯、房室傳導(dǎo)阻滯2．雙腔兩根電極，一根在心房一根在心室，治療竇房傳導(dǎo)阻滯，心房電極先釋放電脈沖，使得心房先收縮，把血液充分壓到心室里去，然后心室電極釋放脈沖使心室收縮，有一定延遲，使得心臟能順序工作，心臟輸出效率最高，心輸出量最大9．目前麻醉師主要依靠定性的身體特征來判斷病人的麻醉程度和決定藥物的使用量，比如:心率、血壓、瞳孔大小、出汗、肌肉松弛程度等等肌電圖EMG眼電圖EOG陷波器去除工頻干擾低通濾波—--去除高頻噪聲高通濾波去除基線漂移（低頻噪聲）11—7逝過IW尼的題刊玻多參數(shù)彩顯床邊監(jiān)護儀1．適用場所急診室手術(shù)室嬰兒室總和病房2．7種監(jiān)護參數(shù)1.ECG（II導(dǎo)聯(lián),II+V導(dǎo)聯(lián)）2.（阻抗法，熱敏法）呼吸3.4.5.6.7.SpO2血氧飽和度，脈搏無創(chuàng)血壓有創(chuàng)血壓體溫主流法測CO2轉(zhuǎn)載過程3．101.2.3.4.5.7.8.9.個數(shù)字心率VPC次數(shù)ST段電平心律失常提示脈搏6.SpO2無創(chuàng)血壓（收縮/舒張/平均）有創(chuàng)血壓（收縮/舒張/平均）體溫10.呼吸,ETCO25線（多種顯示屏幕①II導(dǎo)聯(lián)ECG,NIBP,30分鐘趨勢圖4．生命體征報警

）②IBP脈搏,SpO2，體溫⑤OCRG屏幕

③II+V導(dǎo)聯(lián),ecg,co2心動過速，心動過緩，呼吸率，窒息，血氧飽和度，體溫，血壓超聲1．聲速在超聲診斷的頻段中，人體組織的超聲速度與頻率無關(guān)，而且軟組織中的聲速都很接近，為1540m/s2．聲阻抗聲阻抗是采用反射回波法進行超聲診斷的物理基礎(chǔ)3．多普勒效應(yīng)彩超就是利用多普勒效應(yīng)來測量血流速度4．成像原理5．超聲換能器6．A超原理7．超聲診斷技術(shù)參數(shù)1）盲區(qū)2）探測深度3）軸向（縱向）分辨力4）側(cè)向（橫向）分辨力超聲成像與其它技術(shù)比較的結(jié)論?各種成像技術(shù)的關(guān)系各有所長——特異敏感癥各有所短——不敏感癥，甚至盲區(qū)臨床應(yīng)用需要相互補充，取長補短，不能完全互代。

?超聲成像技術(shù)優(yōu)缺點特點：彈性信息像（B型），速度信息像（D型）優(yōu)點：安全、無損、方便、實時、價廉、應(yīng)用面廣，軟組織鑒別力強。缺點：有盲區(qū)，分辨力不太高。最宜：用于大規(guī)模普查。超聲成像的適用部位眼球、甲狀腺、縱隔、心臟、乳房、肝臟、膽囊、胰腺、脾臟、腎臟、膀胱、精囊、睪丸、列腺、卵巢、子宮、胎兒第一章醫(yī)學(xué)超聲學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)超聲波的定義及特性聲波的定義：彈性介質(zhì)中質(zhì)點機械振動狀態(tài)的傳播過程。其實是機械振動能量的傳播過程。

聲波按頻率的分類及醫(yī)用超聲的范圍次聲彼聲音次聲彼聲音（可聞聲波）電聲械高旗租聲牖魏聲<15Hz16-2X10%2X10u108Hz10^101(,Hz>10l，1Hz簡單的分類f<16Hz次聲波16HzWfW20kHz可聽聲波f>20kHz超聲波醫(yī)學(xué)超聲儀的頻率范圍：200kHz－40MHz超聲診斷儀的頻率范圍：1MHz－10MHz相應(yīng)的波長：1.5mm－0.15mm超聲波（最突出）的特性-1.方向性好——用于探測、診斷。-2.能量大——用于清洗、滅菌、手術(shù)。波參數(shù)1．聲速c（1）c與波類型有關(guān)。橫波C>縱波C。（2）在流體與氣體介質(zhì)中（平面縱波）：c=JB/pB—介質(zhì)的體積彈性系數(shù)p—介質(zhì)的密度（3）c與溫度有關(guān)——因B與溫度有關(guān)。女口：空氣中一定溫度內(nèi)每升高1°C,聲速約增加0.6m/S。（4）c與頻率無關(guān)，即無頻散（色散）現(xiàn)象。（5）人體軟組織（平均值）1540m/s在骨中快很多在空氣中慢很多（6）頻率、波長對超聲成像的影響波長：決定了成像的極限分辨率頻率：決定了成像的組織深度超聲成像極限分辨率入/22聲阻抗Z只與介質(zhì)本身聲學(xué)特性有關(guān),又稱特性阻抗；a）Z的單位是瑞利，1瑞利=1g/cm2?S；b）聲阻抗率越大,超聲縱波速度越快。c）反射超聲能量的大小取決于兩種介質(zhì)的聲阻抗率差d）超聲診斷儀檢查時聲波通路上必須避開骨和空氣。即超聲成像只能用于那些有液體和軟組織的、且聲波傳播通路上沒有氣體或骨骼阻擋的那些區(qū)域e）在液體和軟組織中，聲速和聲阻抗變化不大，使得聲反射量適中，既保證了界面回波的顯像觀察，亦保證了聲波可穿透足夠的深度。此外，接收回波的時延與目標(biāo)深度成近似的正比關(guān)系，這是B超診斷圖像成功應(yīng)用必要的物理基礎(chǔ)3．透過薄層的波l2為半波長的整數(shù)倍時，此時聲波透過中間層傳播的能量僅與Z],Z3有關(guān),而與中間層材料的特性Z2無關(guān)，因此，在超聲診斷中耦合

層的厚度應(yīng)盡可能薄，只要把探頭與皮膚間的氣泡排除即可。當(dāng)中間層厚度等于穿過其中的超聲波波長的四分之一的奇數(shù)倍，且特性阻抗等于其它兩種介質(zhì)特性阻抗的幾何平均值Z二JZZ時，聲波在三種不同介質(zhì)中能完全透射，而無反射。213此時，稱為匹配。這個中間層稱為匹配層。這一結(jié)論對制造超聲換能器特別有用。晶體如直接與皮膚接觸，由于兩者聲阻抗率相差較大，超聲能量將有相當(dāng)一部分反射回來，進入人體的只是一部分。為此，在晶體表面增加一層匹配層，其厚度為入/4，聲阻抗等于晶體和皮膚聲阻抗的幾何平均，則超聲能量就能全部透過匹配層進入人體。4．散射和繞射散射a）①條件：dvv入；b）②現(xiàn)象：小障礙物變成新的波源，并向四周發(fā)射超聲波；c）③回波：散射信號的回波大小與入射角無明顯關(guān)系；d）④應(yīng)用：運動的紅細胞散射——超聲多普勒血流儀；臟器內(nèi)小結(jié)構(gòu)散射——B超臟器結(jié)構(gòu)性質(zhì)顯像。2.繞射e）①條件：d與入接近；f）②現(xiàn)象：障礙物邊緣超聲波繞過障礙物繼續(xù)前進；g）③應(yīng)用：膽結(jié)石邊緣發(fā)生繞射，在其后方形成聲影，以此判別是否膽結(jié)石。超聲在生物組織中的衰減1.超聲強度隨傳播距離增加而減弱的現(xiàn)象，稱超聲衰減I（x）=/.e-2Cx2．超聲衰減的原因0入擴散②散射③吸收3.衰減規(guī)律指數(shù)衰減規(guī)律，且與超聲頻率成正比，頻率越高，衰減越快（高頻分量衰減快，低頻分量衰減慢）電能量一電能量一-超聲能量相互轉(zhuǎn)換2.壓電效應(yīng)正向壓電效應(yīng)（接收）逆向壓電效應(yīng)（發(fā)射）利用汪意1.機械效應(yīng)引起細胞的摩擦，能促進新陳代謝必須控制適當(dāng)?shù)膹姸?.溫?zé)嵝?yīng)能使局部血管擴張，加快血液循環(huán)，促進病理產(chǎn)物的吸收消散；局部加熱至43OC，配合放射化療治療癌癥強度適當(dāng)3.空化效應(yīng)可制成超聲手術(shù)刀（依據(jù)空化有很強的破壞作用）避免強超聲照射眼睛、懷孕子宮4.化學(xué)效應(yīng)（概念）因局部壓力和溫度的升高，發(fā)生常溫常壓下不可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)5.安全劑量安全閾值：100mW/cm2。與照射時間密切相關(guān)醫(yī)用超聲換能器1.功能材料兩端加壓力-兩電極產(chǎn)生電場壓力-形變-晶格電偶極矩變化-電荷積累-電場材料兩端加電壓-材料產(chǎn)生形變電壓-電場-晶格電偶極受力-應(yīng)力-形變材料正、逆向壓電效應(yīng)可逆3．探頭的基本結(jié)構(gòu)壓電晶片作用發(fā)射、接收超聲，即：電－聲、聲－電轉(zhuǎn)換吸聲背塊作用吸收晶體背向輻射的超聲，減少或消除晶體兩端之間超聲的多次反射造成的干擾組成環(huán)氧樹脂+鎢粉+橡膠粉空氣背襯，幾乎全反射，效率最高，用于超聲治療儀。匹配層作用使晶體輻射的超聲有效進入人體，實現(xiàn)對人體組織的檢查。換能器和人體之間聲阻抗匹配，條件：Z匹二、;Z晶-Z,1匹二（2n-1）九匹/4匹W晶皮匹匹電極、導(dǎo)線聲隔離層作用殼體與振動體之間聲隔離，防止超聲傳至外殼引起反射，產(chǎn)生干擾保護層外殼醫(yī)學(xué)超聲成像的基本原理脈沖回波法原理1.定義發(fā)射——超聲脈沖波，接收——目標(biāo)反射回波，確定——目標(biāo)的方位、距離和性質(zhì)。人體組織的適用性人體組織、臟器Z不同，界面會反射聲波。人體軟組織Z接近，界面透射大，可穿透較深組織；而較弱的反射波，對檢測已足夠。人體軟組織c接近，可由時間算得界面深度。3．脈沖回波測距關(guān)系式S=ct/2式中：S——界面深度t——界面回波時間人體軟組織取c=1540m/s4．超聲診斷儀的主要參數(shù)1）分辨力A．橫向分辨力（也稱側(cè)向分辨力）（1）定義：垂直于聲束軸方向的分辨力。（2）相關(guān)因素：超聲波束直徑，顯示器光點尺寸。超聲波束越細，橫向分辨力越高（3）儀器的圖像質(zhì)量主要取決于橫向分辨力。橫向分辨力好，圖像細膩，小結(jié)構(gòu)就能顯示清楚。B.縱向分辨力（又稱軸向分辨力或距離分辨力）（1）定義：在聲束軸方向上對相鄰兩回聲點的分辨力。（2）主要取決于脈沖有效持續(xù)時間。脈沖越窄，縱向分辨力越高。2）作用距離（探測深度）定義超聲診斷儀圖像能顯示的被測介質(zhì)最大深度相關(guān)因素

（1）工作頻率a=Bf,f（f衰減趨緩。（2）接收靈敏度（（1）工作頻率a=Bf,f（f衰減趨緩。（2）接收靈敏度（3）發(fā)射功率臨床要求接收靈敏度作用距離f,但受噪聲限制。發(fā)射功率作用距離f,但受安全性限制。腹部：20cm,眼部：10cm3）工作頻率⑴ff導(dǎo)致①橫向縱向分辨力f②入探測深度/二者矛盾,酌情選取4）幀頻（F）二者矛盾,酌情選取5）相互關(guān)系PNF=c/2P—探測深度，c—聲速，N—掃查線數(shù),F掃查幀頻sP、N、F三者之積是常數(shù)，若要提高一個，必須以減小其他兩個為代價6）脈沖重復(fù)頻率（Fc）c定義每秒鐘重復(fù)發(fā)射超聲脈沖的次數(shù)與其它參數(shù)的關(guān)系入最大探測距離D和探測深度P，F(xiàn)（fDffPfmaxcmax入幀頻F,或線密度dLFc（fF（,或dL（矛盾，酌情選取超聲診斷儀的顯示型式顯示屏各軸意義水平垂直亮度A式顯示探測深度回波脈沖幅度無M式顯示探測時間探測深度回波脈沖幅度B式顯示橫向位置縱向位置回波脈沖幅度PPI式顯示平面位置指示回波信號調(diào)制顯示光點亮度。故也屬B型的一種。-探頭插入體內(nèi)掃查，使P（ffff分辨率f。掃查方式1．定義為形成二維圖像，聲線與人體之間作的相對運動2．簡單掃查與復(fù)合掃查簡單掃查1）定義聲線在掃查區(qū)內(nèi)不相交2）分類聲線優(yōu)點缺點適用線掃平移，排列均勻近、遠區(qū)視野相同要求入射范圍大腹部探查扇掃擺動，呈扇形要求的入射窗小淺部視野小通過肋間對心臟的探查凸陣掃查呈扇面形入射窗較小，而淺部視野尚可。腹部，也可探查心臟弧形掃查弧形移并擺動，與凸陣掃相反近場視野寬要求的入射范圍大乳腺、甲狀腺的顯像徑向掃查呈360°放射狀經(jīng)食道、直腸、陰道等探入人體，靠近檢區(qū)，提咼頻率，提咼像質(zhì)介入式探頭復(fù)合掃查1）定義：多種簡單掃查組合，聲線相交2）復(fù)合掃查比簡單掃查：I優(yōu)點

聲線密、無陰影、像質(zhì)好、斜邊界顯示清楚、掃查均勻。II?缺點成像慢，非實時,脈動結(jié)構(gòu)成像模糊。3．機械掃查與電子掃查電子掃查優(yōu)點缺點無機械運動，無(低頻)振動，無磨損，壽命長、體積小，重量輕線路復(fù)雜，工藝難，成本高、①線形步距陣，簡稱：線陣②線形相控陣，簡稱：相控陣線陣1)無機械運動，無(低頻)振動，無磨損，壽命長、體積小，重量輕線路復(fù)雜，工藝難，成本高、①線形步距陣，簡稱：線陣②線形相控陣，簡稱：相控陣線陣1)2)3)換能元有幾十至幾百個換能陣元組成，長約10—15cm。原理電子開關(guān)切換，使各陣元按一定順序輪流工作，從而形成一系列平行聲束，實現(xiàn)線形掃查。結(jié)構(gòu)組成電子開關(guān)、阻尼墊襯、換能線陣、匹配層、聲透鏡、外殼相控陣1)換能元換能陣元數(shù)較少，長度約1—3cm。2)原理所有陣元一起工作。-①發(fā)射時：各陣元的激勵信號相位按線性變化，使發(fā)射超聲經(jīng)空間疊加后，合成超聲方向產(chǎn)生偏向。-②接收時：各陣元的接收信號相位經(jīng)同樣變化，使接收信號經(jīng)電路疊加后，接收靈敏方向同樣偏向。改變相位線性變化斜率，可改變掃查聲線方向，從而形成扇形掃查。相位線性變化——相鄰陣元信號，相位差相等。4．圖解法無偏向無聚焦發(fā)射：各陣元發(fā)射信號無相位差有偏向無聚焦發(fā)射：各陣元發(fā)射信號相位有線性變化，相鄰相差T,疊加聲波最強區(qū)域——同相位波面密集區(qū)域，有0角偏向，不聚焦。0=arcsin(cT/d)其中，c為超聲傳播速度，T為相鄰時差，d為相鄰陣元的距離ECG心電圖EEG腦電圖EMG肌電圖EOG眼點圖陷波器：陷住工頻噪聲干擾低通濾波器：去除高頻噪聲高通濾波器：去除機械漂移第