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1、人體控制功能的特點： 負反饋機制 人體控制系統(tǒng)對任意的外界干擾是穩(wěn)定的，對系統(tǒng)內(nèi)參數(shù)變化的靈敏度也較低，原因是系統(tǒng)存在負反饋機制。 雙重支配性 生物體往往是各自存在著促進器官和抑制器官的控制，并以兩者的協(xié)調(diào)工作來支配系統(tǒng)，構成負反饋控制機制。 多重層次性 生物體內(nèi)常見的控制功能是上一級環(huán)路對下一級負反饋環(huán)路進行高級控制，從而使得人體系統(tǒng)控制功能有高可靠性。 適應性 人體系統(tǒng)具有能根據(jù)外界刺激改變控制系統(tǒng)本身控制特性的適應性。 非線性 人體系統(tǒng)控制功能表現(xiàn)為非線性的本質(zhì)。,生物信息的基本特性 不穩(wěn)定性 非線性 概率性,1 醫(yī)學儀器的基本原理,1.1 廣義的儀器系統(tǒng),被測對象: 系統(tǒng)測量的物理

2、量、特征和形態(tài)，稱為被測對象。 被測對象的可接近性是很重要的 ，因為它可能是身體內(nèi)部的、身體表面的或身體上發(fā)散出來的。 傳感器： 傳感器就是把能量從一種形勢轉換成另一種形勢的器件，它應當只響應于在被測對象中存在的能量形式，而排除所有其他的能量。 信號條件化： 信號條件化可以補償傳感器的不良特性，也可以對周期信號求平均值以減小噪聲；或者把信息從時間領域變換到頻率領域。 輸出顯示： 顯示的最好形式，可以是數(shù)字的或圖形的，離散的或連續(xù)的，永久的或暫時的，這取決于特定的被測對象和操作人員的操作。 輔助部分,醫(yī)學儀器定義： 通常是指那些單純或者組合應用于人體的儀器，包括所需的軟件

3、。其使用目的是： （1）疾病的預防、診斷、治療、監(jiān)護或者緩解。 （2）損傷或殘疾的診斷、治療、監(jiān)護、緩解或者補償。 （3）解剖或生理過程的研究、替代或者調(diào)節(jié)。 （4）妊娠控制 醫(yī)學儀器對于人體體表及體內(nèi)的作用不是用藥理學、免疫學或代謝的手段獲得，但可能有這些手段參與并起一定的輔助作用。,1.2 醫(yī)學儀器的分類,1.2.1 醫(yī)學儀器的發(fā)展歷程 1816年聽診器和1850年臨床體溫計問世 1895年11月倫琴射線（X射線）被發(fā)現(xiàn) 1903年第一臺心電圖儀誕生 1924年首次記錄到人腦的電活動 1958年醫(yī)用超聲儀出現(xiàn) 20世紀60年代放射性同位素在醫(yī)學上應用 1972年CT問世 1973年MRI問

4、世,1.2.2 醫(yī)學儀器的分類 根據(jù)轉換的參數(shù)分類 能夠容易比較任一參數(shù)的各種測試方法。 根據(jù)轉換的原理分類 各種原理的不同用途，能用來加強對各種概念的理解，而且也能更容易看到些新的用途。 根據(jù)各種生理系統(tǒng)分類 對于僅需熟悉某一專門范圍的專科醫(yī)生而言，確定了重要的測試內(nèi)容，但這使轉換原理有了很多重疊。 根據(jù)臨床醫(yī)生分類 對于關心專門化儀器的醫(yī)生而言是有價值的,按用途可分為兩大類：診斷用儀器和理療用儀器,,1.3 工作方式,直接與間接方式 取樣和連續(xù)方式 模擬和數(shù)字方式 實時和延時方式,1.4 醫(yī)學儀器的未來發(fā)展趨勢 醫(yī)學模式的變革 生物技術 生物心理社會技術,,醫(yī)學模式變革的原因 當代疾病的流

5、行趨勢發(fā)生改變 醫(yī)療費用的急劇上升令患者難以承擔 現(xiàn)有模式失去了對疾病預防和早期診斷的便宜時機 技術發(fā)展使需求成為現(xiàn)實,醫(yī)學儀器技術發(fā)展預測 儀器裝置趨向于計算機化、智能化，遠程醫(yī)療信息網(wǎng)絡化，診療用機器人將被采用。 形態(tài)和功能相結合的醫(yī)學影像檢測系統(tǒng)將得到發(fā)展。 介入性微創(chuàng)、無創(chuàng)診療技術在臨床中將占有越來越來重要地位，激光技術、納米技術和植入型機器人將在醫(yī)療領域發(fā)揮重要重要。 新興給藥技術和裝置將會有重大發(fā)展。 研制精神分析、心理安撫等社會源性疾病的生物反饋型診療設備將成為熱點。 生物材料和組織工程中的人工器官將在臨床中廣泛應用。,1.5 醫(yī)學儀器的限制條件,醫(yī)學儀器是為測量各種醫(yī)學和生理學

6、參數(shù)而設計的 每種參數(shù)的主要測量范圍和頻率范圍是決定儀器組成部分設計的主要因素。 活體里的許多關鍵變量難以得到，因為沒有合適的被測對象傳感器界面。 從人體身上測出的變量是不確定的。 各種類型的能量安全電平是難以測定的，因為許多相互作用的機理還沒有充分理解。 在儀器的設計和檢驗的所有階段，都必須考慮到病人和醫(yī)務人員的安全,1.6 醫(yī)學儀器設計,影響儀器設計的的四個基本因素 信號因素 設計儀器時，應該首先考慮所獲取的信號的大小、相位及其幅頻響應和相位響應。 環(huán)境因素 設計儀器需要考慮其在特定的使用環(huán)境所提出的技術要求。 醫(yī)學因素 首先考慮儀器與人體之間的作用方式；其次考慮傳感器對人體組織界面的具體要求，要求所用材料無腐蝕性、無毒；再則考慮儀器具有一定的散熱性能和抗輻射的能力以及儀器的安全絕緣性能。 經(jīng)濟因素 考慮儀器的價格、使用壽命、可靠性和兼容性，提高經(jīng)濟效益。,Design process for medical instruments,