现代医学电子仪器原理与设计复习指导

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1、现代医学电子仪器原理与设计复习指导第一章医学仪器概述1.依据检测和处理信号的方法不同，医学仪器的工作方式分为：（直接）和间接、（实时）和延时、间断和连续、模拟和（数字）。2.依据医学仪器的用途不同，医学仪器通常分为：（诊断）用仪器，如生物电诊断与监护、生理功能诊断与监护、人体组织成分的电子分析、人体组织结构形态影像诊断；（理疗）用仪器，如电疗、光疗、磁疗与超声波治疗.3.（生理系统的建模与仿真）方法，即是为了研究、分析生理系统而建立的一个与真实系统具有某种相似性的模型，然后利用这一模型对生理系统进行一系列实验，这种在模型上进行实验的过

2、程就称为系统仿真。4.（建模）是医学仪器设计的第一步和关键，是对生命对象进行科学定量描述的产物。 5.建模关系即模型的（有效性）度量主要包括：复制有效，在系统输入与输出上认识系统；预测有效，对系统内部状态及总体结构认识清楚；结构有效，内部状态、总体结构及分解结构均有了解等三个层次。 6.广义而言，生理系统的模型不仅包括人造的物理或（数学）的模型，也应包括动物模型。7.（建模）即建立一个在某一特定方面与真实系统具有相似性的系统，真实系统称为原型，而这种相似性的系统就称为该原型系统的模型。8.模型的建立蕴含的三层意思即（理想化）、（抽象化

3、）和（简单化）9.模型可分为（数学模型）（物理模型）和（描述模型）三种.10.按照真实系统的性质而构造的实体模型即（物理模型）。对生理系统而言，其物理模型通常是由非生物物质构成的，根据其与原型相似的形式可分为如下四种类型：（几何相似模型）、（力学相似模型）（生理特性相似模型）（等效电路模型）。11.所谓（数学）模型，就是用数学表达式来描述事物的数学特性，它不像物理模型那样追求与客观事物的几何结构或物理结构的相似性，但可较好地刻划系统内在的数量联系，从而可定量地探求系统的运转规律。12.构造一个数学模型主要包括（系统中各个作用环节的描述

4、）即寻求一个适当的数学运算关系来描述系统的结构、功能和内在联系和（表征系统的固有特征量的提取）即主要来源于实验数据的参量提取两个方面的内容。13.建立生理系统数学模型的方法主要有（黑箱方法）、（推导方法）两种。14. 数学模型的（黑箱）研究方法是指对所研究的系统的内部构造和机理一无所知，仅仅能从外部的客观测量，如系统的输入与输出来考察系统。对于黑箱，其数学模型即为（满足某一特定输入输出关系的传递函数）。15. 数学模型的（推导）研究方法适用于那些内部结构和机理已部分地被人们所认识的系统。根据该系统的物理化学过程以及解剖学与生物学知识，

5、用分析的方法推导出描述系统功能和特性的模型。16.（理论分析法）建模应用自然科学中已经被证明的正确的理论、原理和定律，对被研究系统的有关要素进行分析、演绎、归纳，从而建立系统的数学模型。17.（类比分析法）建模根据两个或者两类系统某些属性或关系的相似，去推论两者的其他属性或者关系也可能相似的方法。18.（数据分析法）建模对无法运用理论分析或结构难于类比，但能获得一定表征系统规律、描述系统状态的实验数据，可用回归分析等方法建立系统的数学模型或对模型进行验证。19.影响仪器设计的基本因素有（信号因素）、（环境因素）、（医学因素）、（经济因

6、素）和（时代因素）五种，这些因素都是进行设计时考虑的基本原则。20.医学处理信号的特点由（信号源-人体）和（测量方法）共同决定。信号检测与处理中，对信号有效提取和和处理的前提是获取干净的信号-这是仪器设计中面临的主要问题和挑战之一。21.在现代的医学仪器设计中，构建生理模型的方法很多，最常用的方法有理论分析法建模、类比分析法建模和数据分析法建模三种方法。22.物理模型是简化的、类似于实际系统的某些突出特征而设想的一种物理系 统，它较之于真实系统更易于进行分析研究。23.频率响应反映的是仪器对不同频率的信号的不同的灵敏度，要求心电图机对

7、0.1到25Hz的频率范围内的信号，频率响应曲线必须是平坦的（<±0.5dB）。24.截止频率是指灵敏度下降到70.7% （-3dB）时的频率。25.共模抑制比可表示为 CMRR=Ad/Acm，其中Ad为系统总的差模增益，Acm为系统总的共模增益。共模抑制比常用分贝（dB）表示，即 CMRR=20lg(Ad/Acm)，该值体现了仪器的抗共模干扰的能力。26.医学仪器的主要技术特性有哪些?答：1）准确度（Accuracy）：准确度是衡量仪器测量系统误差的一个尺度。准确度可理解为测量值与理论值之间的接近程度。2）精密度(Precision

8、)：精密度是指仪器对测量结果区分程度的一种度量。表示从所选定的已知数据中可能分辨的数值。3）输入阻抗(Input impedence)：通常称外加输入变量（如电压、力、压强等）与相应应变量（如电流、速度、流量等）之比为仪