生物医学工程学导论2ppt课件.ppt

什么是生物医学工程 生物医学工程的学科领域 生物医学工程的成就 医疗仪器 信号与信号处理 信号处理的医学应用 医疗仪器 现代医疗仪器与生物医学工程学的关系 医疗仪器是生物医学工程研究成果的载体。 生物医学工程研究的成果是现代医疗仪器设计和开发的核心和基础。 医疗仪器的作用和分类 医疗仪器的作用 现代的医疗服务不但依赖医务人员的知识经验和思维判断，而且在很大程度上还要依赖实验手段和设备条件。提供先进、快捷、安全有效的仪器设备作为诊疗工具，是提高医疗服务质量的物质基础和先决条件。 医疗仪器的作用 从发展医学科学角度认识，一种先进的科学技术成果很快地应用到医学上来，对于促进医学科学水平的提高往往起到决定性作用。它使人们对疾病的认识从细胞水平深入到分子量子水平，从定性到定量、定位。可以说，装备水平已是医院现代化程度的一个重要标志。 医疗仪器的历史回顾 医疗仪器的历史回顾 细胞的发现是借助于显微镜的发明（十九世纪）。 19世纪末从体表记录到心电波形。荷兰生理学家W.Einthovon因对心电记录的贡献获得1924年诺贝尔奖。 医疗仪器的历史回顾 １８９５年１１月８日德国物理学家伦琴发现了X线，１８９７年德累斯特一家医院安装了伦琴机。伦琴获１９０１年诺贝尔奖。 １９７２年，英国EMI Ltd. 将计算机和X线技术结合而发明了X-CT，发明人Cormark（解析法）和Hounsfield（迭加法）获得了七九年诺贝尔生理学和医学奖。 医疗仪器的历史回顾 Paul C Lauterbur 1929出生于美国伊利诺斯州。1973年，他发现了在主磁场中引入梯度磁场用以创建二维图像的可能性，通过分析所发射的无线电波的特点，他能确定它的发射源。这使得可以形成用其他方法无法得到的结构的二维图像。 Sir Peter Mansfield 1933出生于英国诺丁汉郡。他进一步开发了梯度磁场的使用，提出了怎样从数学上分析所得到的信号，从而为开发有用的成像技术提供了可能 。他还指出了怎样实现快速成像的方法（echo-planar scanning ），从技术上为十年后在医学领域中的应用提供了基础。 医疗仪器的分类 诊断仪器 治疗仪器 辅助仪器 诊断设备：医用电子设备 心电图机、脑电图机 床边监护系统 动态心电监护仪 胎儿监护仪 饱和血氧浓度监护仪 诊断设备： ?医用成像装置 X射线诊断装置（普通、数字化） X线计算机断层扫描仪 核医学成像装置 超声诊断装置 磁共振成像装置 热成像装置 诊断设备：医用检验仪器 生物传感器 生化分析仪 血气分析仪 血细胞分类仪 诊断设备：医用光学仪器 内窥镜 光学显微镜 激光仪器 眼科光学仪器（自动眼压计、自动验光机、视野测定仪、角膜地形图、眼底照相及眼底图象分析设备等） 治疗仪器1：人工器官 人工心脏、瓣膜、心脏辅助装置 人工关节、假肢 人工肝、人工肾 人工肺（氧合器） 人工听觉、人工角膜、人工晶体等 物理治疗仪器 前列腺治疗仪 微波高温治疗仪 治疗仪器2： 放射治疗装置 钴60 直线加速器 X刀 γ刀 高频治疗设备 电刀 射频消融 超声治疗设备 体外冲击波碎石机 超声乳化白内障手术仪 超声雾化器 治疗仪器3： 激光治疗设备 激光刀 眼科激光,准分子激光角膜屈光矫正 准分子激光冠状动脉成形术 皮肤美容激光器 利用机械能的设备 呼吸机 输液泵 体外反搏和主动脉内气囊反搏 治疗仪器4： 其他治疗设备 高压氧舱 低温麻醉设备、冷冻刀等 远红外理疗设备及电化学治疗设备 麻醉机 医学辅助设备 医疗仪器中的大部分是诊断仪器和治疗仪器，但也有一部分与医疗有关的仪器既不直接用于作疾病诊断，也不直接用于疾病的治疗，这些是医学辅助设备。 除了计算机和网络设备组成的医院信息系统外，还有很多其它辅助设备： 消毒灭菌设备、照明设备（如无影灯、图片灯）、中心供氧和制氧设备、吸引设备、废物处理设备、手术台、电源系统和电安全监护器、制冷设备和空调设备、血库设备、制药机械设备等。 医学信息系统 医学信息系统包括计算机网络系统及与此相应的计算医院自动化管理系统（包括行政和病史管理等）、地区医疗网络与远程医疗设备、面向家庭的医疗技术（工程）、医学教学工程（如多媒体辅助教学、电视等）设备、环境监控系统、人工智能与专家系统等。近年来，随着网络技术的迅速发展，PACS系统（图像存储于传输系统）已有所进展。 医疗仪器的基本结构和原理 医疗仪器原理框图 电极和传感器 电极： 表面电极、埋藏电极、微电极 能量的发射和传导 外加能量： 超声、光、X线、磁场 监护仪 监护仪监护的生理参数 心电(ECG)、 血压(BP)、 呼吸(Resp)