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1 医学电子仪器概述1

1.1 生物信号知识简介1

1.1.1 人体系统的特征1

1.1.2 人体控制功能的特点2

1.1.3 生物信号的基本特性2

1.1.4 生物信号的检测与处理2

1.2 医学电子仪器的结构和工作方式3

1.2.1 医学电子仪器的基本构成3

1.2.2 医学仪器的工作方式6

1.3 医学仪器的特性与分类6

1.3.1 医学仪器的主要技术特性6

1.3.2 医学仪器的特殊性9

1.3.3 典型医学参数10

1.3.4 医学仪器的分类10

1.4 生理系统的建模与仪器设计11

1.4.1 系统模型与建模关系11

1.4.2 建立生理系统模型的基本方法12

1.4.3 构建生理模型的常用方法与实例13

1.5 生物医学仪器的设计原则与步骤22

1.5.1 医学电子仪器设计原则23

1.5.2 医学电子仪器设计过程23

1.5.3 产品转化流程24

习题126

2 生物信息测量中的噪声和干扰27

2.1 人体电子测量中的电磁干扰27

2.1.1 干扰的引入27

2.1.2 合理接地与屏蔽34

2.1.3 其它抑制干扰的措施40

2.2 测试系统的噪声43

2.2.1 噪声的一般性质43

2.2.2 生物医学测量系统中的主要噪声类型44

2.2.3 描述放大器噪声性能的参数46

2.2.4 器件的噪声50

2.3 低噪声放大器设计54

2.3.1 噪声性能指标55

2.3.2 放大电路的低噪声设计56

习题258

3 信号处理59

3.1 生物电放大器前置级原理59

3.1.1 基本要求59

3.1.2 差动放大电路分析方法62

3.1.3 差动放大应用电路66

3.1.4 前置级共模抑制能力的提高75

3.2 隔离级设计77

3.2.1 光电耦合78

3.2.2 电磁耦合83

3.3 生理放大器滤波电路设计84

3.3.1 有源滤波器的设计方法84

3.3.2 有源带阻滤波器的设计85

3.4 可穿戴式医疗电子设备关键技术86

3.4.1 可穿戴传感器87

3.4.2 低功耗器件88

3.4.3 一体化设计与集成89

习题391

4 生物电测量仪器92

4.1 生物电位的基础知识92

4.1.1 静息电位92

4.1.2 动作电位92

4.1.3 生物电信号测量的生理学基础94

4.1.4 人体电阻抗95

4.2 生物医学电极96

4.2.1 生物医学电极的概念97

4.2.2 电极的极化97

4.2.3 常用的生物医学电极98

4.3 心电图机103

4.3.1 心电图基础知识104

4.3.2 心电图导联106

4.3.3 心电图机的结构110

4.3.4 心电图机的主要性能参数114

4.3.5 数字式心电图机关键技术118

4.4 脑电图机148

4.4.1 脑电图基础知识149

4.4.2 脑电图机的导联150

4.4.3 脑电图机的工作原理153

4.5 肌电图机165

4.5.1 肌电图基础知识165

4.5.2 典型肌电诱发电位仪工作原理171

习题4172

5 血压测量173

5.1 概述173

5.1.1 常见的血压参数174

5.1.2 血压测量的参考点176

5.2 血压直接测量法：导管术177

5.2.1 血管外传感器（传感器置于体外的测量）177

5.2.2 血管内传感器（传感器置于体内的测量）178

5.2.3 血压测量误差179

5.2.4 血压测量所需的带宽182

5.2.5 静脉血压测量系统182

5.2.6 血压直接测量系统设计183

5.3 血压间接测量188

5.3.1 柯氏音法188

5.3.2 超声法189

5.3.3 测振法191

5.4 血压的自动测量194

5.4.1 概述194

5.4.2 工作原理194

5.4.3 硬件电路195

5.4.4 气动部分195

5.4.5 系统软件196

5.4.6 电路概述197

5.4.7 校准199

5.4.8 未来发展200

5.5 血压连续无创测量200

习题5203

6 监护仪与中央监护系统204

6.1 监护仪204

6.1.1 基本原理204

6.1.2 基本组成204

6.1.3 主要监测参数及指标206

6.1.4 主要功能208

6.1.5 关键组件与实现210

6.1.6 系统软件225

6.1.7 新技术发展及应用226

6.2 中央监护系统230

6.2.1 基本原理230

6.2.2 基本组成230

6.2.3 主要参数231

6.2.4 关键组成部件232

6.2.5 新技术发展及应用233

6.3 动态监护和远程监护233

6.3.1 基本原理233

6.3.2 基本组成233

6.3.3 主要参数234

6.3.4 关键部分与实现235

6.3.5 新技术发展及应用235

习题6235

7 心脏治疗仪器与高频电刀236

7.1 电刺激治疗类仪器设计原理236

7.1.1 刺激方式与效应237

7.1.2 植入式电刺激器的基本要求241

7.2 心脏起搏器简介245

7.2.1 人工心脏电起搏器的作用245

7.2.2 心脏起搏器临床应用的适应症246

7.2.3 心脏起搏器的分类及临床应用的起搏器简介246

7.2.4 心脏起搏器的几个参数250

7.3 心脏起搏器的工作原理251

7.3.1 固定型心脏起搏器电路分析252

7.3.2 R波抑制型心脏起搏器的一般结构原理253

7.3.3 DDD型心脏起搏器的工作原理259

7.4 心脏起搏器的能源和电极261

7.4.1 心脏起搏器的能源261

7.4.2 心脏起搏器的电极261

7.5 心脏除颤器264

7.5.1 心脏除颤器的作用264

7.5.2 心脏除颤器的一般设计原理265

7.5.3 心脏除颤器的类型269

7.5.4 心脏除颤器的主要性能指标269

7.6 典型心脏除颤器270

7.6.1 一种电路比较简单的同步心脏除颤器电路分析270

7.6.2 双相波除颤放电电路272

7.6.3 除颤监护仪273

7.7 高频电刀274

7.7.1 电刀切割止血的机制275

7.7.2 高频电刀的设计原理275

7.7.3 高频电刀主要的工作模式277

7.7.4 高频电刀的波形设计277

7.7.5 氩气高频电刀279

7.7.6 高频电刀的安全保障体系设计280

7.7.7 高频电外科手术设备发展趋势281

7.8 中低频治疗仪器282

7.8.1 中低频治疗仪基本原理282

7.8.2 中低频治疗仪基本结构283

7.8.3 新技术发展及应用284

习题7284

8 医用电子仪器的电气安全及电磁兼容285

8.1 医用电子仪器电气安全概述285

8.1.1 医用电子仪器电气安全的概念285

8.1.2 电流的生理效应285

8.1.3 人体的导电特性286

8.2 电击287

8.2.1 电击的种类287

8.2.2 影响电击的因素288

8.2.3 产生电击的因素289

8.2.4 预防电击的措施291

8.3 医用电子仪器的接地295

8.3.1 医院配电方式295

8.3.2 安全接地296

8.3.3 多台仪器接地297

8.4 医用电子仪器的安全标准298

8.4.1 按防电击类型分（Ⅰ类设备、Ⅱ类设备和Ⅲ类设备）298

8.4.2 按防电击的程度分（B型设备、BF型设备和CF型设备）299

8.5 医用电子仪器的安全指标及其测试300

8.5.1 漏电流检测300

8.5.2 接地电阻检测306

8.5.3 电介质强度检测307

8.5.4 试验电压的施加312

8.6 医用电气设备电磁兼容测试313

8.6.1 电磁干扰的三要素313

8.6.2 医用电气设备电磁兼容测试314

习题8335

参考文献336