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1、第九讲生物医学传感器许锡铭,:性能和结构上必须满足一些特殊要求概述1.要有一定的物理性能(灵敏度、分辨率、温漂、、线性、滞后、频响等)。不,生物医学传感器换能器是将生理参数或生理海漂同的测量对象上述技。现象转换为其他工程上容易测定的量一般是电术指标要求也不同例如测量静脉压比测量动脉压要。,。。、、、求更高的灵敏度作长期埋入使用要求时漂低测量的装置它是生物医学测量诊断治疗数据处理。,。等工作中不可缺少的关键元件传感器的特性往往心脏功能比测肠道要有更高的频响.,。2形状和结构应该适应待测部位决定了整个测量系统的特性生物医学传感器的主要的解剖结构对:
2、,,,。用途有三第一是对生物体进行检查以深入了解生被测组织的损害要降到最低限度.。。,,3理功能或进行正确诊断第二是监护即测定生理参传感器对正常的生理功能的干扰要尽可能小,,,,,数是否处于规定的范围以内以便观察病体复原过程例如测血管大小时传感器不能压迫脉动用导管测。,,,。或在出现异常时及早报警第三是控制即利用检测心内压时不能干扰血流.,,。。4牢到的生理信息控制生理过程固性要高在引进待测部位时不致损坏虽然医用传感器的测定对象是生理参数,但这些6.与身体之间的绝缘性能必须良好。国际电工,委员会对生理测量仪器的绝缘性能。参数大多数还是属于一般的
3、物理量或化学量将这些已作了明确规定量变为电信号的转换机理,也与前几章所述的工程仪6.能适应生物体内的化学作用,传感器既不会被。,,。表传感器没有什么两样但是为了适应生理测量在腐蚀也不会给生物体带来毒性”。,Zx夕肠点因为后面是两级射随器所以4对2〔乙11对于电源波动引起的输出分量与:,刁V。是完全一样的也就是R。的。『{负反馈与分析完全一致的而这样日}黔巨二i接又消除了后面两级引起的零点漂拍K{1。~移这主放大器信号增益为住8倍,二赫(5.7,抢音3分贝)电源波动抑制比为20。嚓倍(26分贝)由于有以上讨论的抑,,制作用这两例都没有用稳压电源,
4、也没有用大容量电解电容滤波仅图8用了3DO微法氏。伏3;一些需对宽带微信号进行很高增益放大的场.,,。2小型俱乐部音乐欣赏用音箱家庭用音箱(见合用两级这种电路也是有利的由于有抑制各级信图,。8)号通过电源相互棍合的作用因此比较容易防止自激,,当喇叭输出额定功率2瓦时收音插口灵敏度为由于有抑制电源波动影响的作用因此可以减少电源,。。、15毫伏拾音插口灵敏度为200毫伏波动引起的噪声估计在电视夜视摄象信号的放大;以上两例的主要放大部分都是应用了本文讨论的遥控、遥测信号的放允生物卜电信号的放大以及工业自。“单级高增益放大器只是场连接于最后功放级的中。
5、动控制等方面将会有用(泌7)一39一.在体内测量时,不应引起血凝或赘生物。有时弹性初攘,,。片为了消除血凝必须配用抗凝剂、。,卜产二二`-.8使用简单操作方便有的使用场合需同时丁;户J二七屯二一一诚杀之州一少导少、、、、,片尽`一~一吧耳凳进行插管穿刺充气采血消毒等步骤传感器在结刀气构上必须便于这些操作。~岁二/手导版舫,由于用生物医学传感器测量的生理参数很多包图1箔式应变片血图穷半导休应变括位移、速度、加速度、力、压力、时间、流量、化学成分管外径计片血管内径计「,,、、、、、、等量而传感器的转换原理又与力电磁热声光。,,。、,,管测量时两端搭
6、住血管内壁跟随血管搏动这种核子化学等技术有关故本章不拟全部涉及只准备,传感器的优点在于可在不开胸的情况下测量心血管直选择介绍几种临床和科研中常用的传感器主要讨论。,,。、径另外因为用了一对应变片有温度补偿作用使以电阻变化与电磁感应为工作原理的位移压力和流,。。,用时须注射肝素以防出现血凝而限制动态响应其不量传感器由于基本原理与前几章类同故也不拟详,,,足之处是血管弯曲或出现支路时两弹性丝的偏折将述之而着重于讨论结构上的特点以及传感器用在生,,。不对称而造成误差因而只能适用于直血管或对称谁理对象时会给整个测量系统带来的问题。形血管.。,、一位移传
7、感器3液体应变计这是一根充水银的橡皮管两端。以金属电极密封当橡皮管长度发生茹/L的相对变(一)用途,,,,。化时其截面也变化由于总体积不变故电阻相对变位移的测量在生物医学中十分重要临宋和研、、化为究工作中常常需要知道器官或组织的位置大小形状,.,。,里兰=汀、、了、(u及其变化情况以确定是正常还是病态另外要研究竺’竺’一五、L/、L/,组织结构的力学功能就要知道力的作用下组织的几,当茹/L很小时电阻相对变化与长度相对变化之间。,何形状变化位移还是一个基本物理量将它对时间,。近似为线性关系求一次微商得速度求二次微商得加速度有时往住。刁R」L。`。
8、就用位移传感器配上微分电路来测速度和加速度此了渭了一),,外从结构的角度来看位移传感器常作为其他传感器由,2~,于水银应变计的电阻甚低仅10欧故接成、
