单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,LOGO,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,生物医学测量,是对生物体中包含,生命现象、状态、性质、变量和成份,等信息进行,检测和量化,技术。,生物医学测量在生命科学和临床医学许多领域中，都是十分主要基础性技术。比如：生命科学研究，医学基础研究，临床诊疗，病人监护，治疗控制，人工器官及其测评，运动医学研究等等。,2.1,概 述,生物医学测量方法概述,第1页,在生物医学工程全部领域，包含,生物力学、生物材料、生物医学电磁学、生理系统建模与仿真,等，都必须直接或间接应用到生物医学测量技术。,生物医学测量方法概述,第2页,1,生物医学测量方法分类,测量对象：,包括人体各个系统形态与功效。,被测量（或信息）包含：,物理量,生物电、光、声、热、压力、流量、速度、温度等,;,化学量,血气、代谢产物、呼吸气体、体液中电解质等,;,生物量,酶活性、免疫、蛋白质等,;,生理量,如各种感觉（听觉，视觉，嗅觉，触觉，痛觉，味觉）以及生理活动信息等。,生物医学测量方法概述,第3页,测量方法分类,可按照不一样路径，对生物医学测量方法进行分类,有创测量，,Invasive Measurement,无创测量；,non-invasive measurement,无线测量，,wireless measurement,有线测量；,wired measurement,直接测量，,Direct measurement,间接测量；,Indirect Measurement,生物医学测量方法概述,第4页,在体测量，,in vivo,离体测量；,in virto,体表测量，,Body Surface,体内测量；,Inside,单维测量，,Single Variable,多维测量；,Multi-dimension,生物医学测量方法概述,第5页,接触式测量，,Touched,非接触式测量；,non-touched,生物电测量，,bio-electricity,非生物电测量；,non-bioelecrticity,形态测量，,morphological,measurement,功效测量,.Functional,measurement,生物医学测量方法概述,第6页,为方便起见，下面讨论分类时主要按照：,1,）测量过程是否直接在生物活体上进行，分为,离体测量,和,在体测量,；,2,）依据被测量性质分类，分为,生物电测量,和,非生物电测量,。,生物医学测量方法概述,第7页,1),离体测量与在体测量,A),离体测量,(,in vitro,),对离体,体液,、,尿,、,血,、,活体组织,和,病理标本,之类生物样品进行测量。,优点：,离体测量检测条件稳定性和准确度高,，已广泛用于,病理检验,和,生化分析,中。,B),在体测量,(,in vivo,),在人体和试验动物,活体原位,对机体,结构,与,功效状态,进行测量。,生物医学测量方法概述,第8页,按照测量系统,是否侵入机体内部,，,在体测量又可分为：,A),无创测量：,在,体表测量,，又称,非侵入式测量,，通常采取,间接测量,方法。,优点：,无创测量不会造成机体创伤，易被受试者接收；,问题：,大部分方法,准确度,和,稳定性较差,。,生物医学测量方法概述,第9页,B),有创测量：,普通在,体内测量,，又称,侵入式测量,，通常采取,直接测量,方法。,缺点：,有创测量因为探测部分侵入机体，对机体会造成一定程度,创伤,，给患者带来一定,痛苦,，,优点：,原理明确,、,方法可靠,、测量,数据准确,，所以经惯用于手术过程及术后监测，以及作为无创测量方法对照评定。,生物医学测量方法概述,第10页,C,）植入式测量,伴随微电子技术发展，已经有许多测量装置可埋人人体内部进行植入式测量。,优点：,采取植入式测量时，人体可处于无拘束,自然状态,，测量结果,准确,，可进行,实时,、,动态,、,长久监测,，,是生物医学测量发展方向之一。,生物医学测量方法概述,第11页,D,）,微创测量技术,吸收有创测量和无创测量优点，研究各种微创测量技术，是新研究方向。,生物医学测量方法概述,第12页,2),生物电测量与非生物电测量,生物电测量,对生物活体各部分,生物电位及电学特征,(,阻抗或导纳等,),测量。,生物电位活动是生物存活主要,生命体征,（,Vital Sign,）。,人体不一样部位生物电，如心电（,ECG,）、脑电（,EEG,）、肌电（,EMG,）、神经电（,Nerve Potential,）、眼电（,EOG,）、细胞电（,Cell Potential,）及皮肤电（,Skin Potential,）等，,均与对应器官功效亲密相关，是诊疗这些器官疾病主要伎俩。,生物医学测量方法概述,第13页,非生物电测量,是,除生物电量以外,各种生命现象、状态、性质和变量测量。,生物体尤其是人体中,非生物电量之间,，,【,包含物理量（压力、体温等），化学量（血气，电解质等），生物量（酶，蛋白质等），生理量（各种感觉信息）,】,存在着错综复杂而有序联络,，各种非生物电量也与生物电量一样,是生命活动表征,，它们偏移正常范围会造成人体器官功效失衡而引发各类病变。,非生物电量测量包括能量变换问题,。,为测量、处理与统计方便起见，通常由各类换能器或传感器,（,Transducer,Sensor,）,将各种非生物电量转换为相关电量后进行测量，这就是非电量电测技术。,生物医学测量方法概述,第14页,人体参数,传感方法与技术,生物电：,心电,(ECG),，脑电,(EEG),，肌电,(EMG),，眼电（,EOG,），胃电（,EGG,），皮肤电，细胞电,宏电极,(,铜、铂，银、,Ag/AgCl,、液体,),微电极,(,玻璃、金属,),压力：,血压，心内压，脑内压，胃内压，胸腔内压，肺泡内压，眼球内压,金属应力计，半导体应变片，差动变压器，压电晶体,流量与流速：血流，呼气及吸气流量流量，血液出血速度，排尿速度,铂电极，核磁共振，热敏电阻，电磁法，超声多普勒法，色素稀释法，热稀释法，同位素,经典生理、生化参数在采取生物电测量及,非生物电测量时所用传感方法与技术,生物医学测量方法概述,第15页,变量与位移：心脏位置，皮肤厚度，皮下脂肪厚度，肿瘤位置,应变片，半导体应变片，差动变压器，电气测微仪，可变电极电容，光电位计，光电管，光二极管，超声波法,振动：,心音，呼吸音，血管音，柯尔苛夫音，负颤音,与测量压力传感器相同，另有可动线轮、电容微音器、磁应变振动子、光电管、光二极管、水银加速度计等,时间：知觉时间，反应时间，脉波时间，传输时间,气吸气时间，脉波间隔,用电子电路作计数器，同位素稀释法,生物医学测量方法概述,第16页,温度：,皮肤温度，直肠温度，口内温度，胃内温度，血液温度，呼气温度,热敏电阻，电阻温度计，容量温度计，热电偶，光温度汁，红外温度计，液晶温度计,化学成份：血液、呼吸中气体，组织内O2、CO2、N2O、CO、H20、He等生化学检验,热传导式气体分析仪，导电型液体浓度计，磁气测氧仪，光电式浓度计，,pH,计，,x,线分光分析仪，质量分析仪,放射计：,x,射线，同位素,光传导放射线检测器，热敏电阻，光电管，发光二极管，同位素计数器，盖革计数器，光电倍增管,生物医学测量方法概述,第17页,生物医学测量仪器按用途分类,生理检验与统计仪器,生化检验与统计仪器,医学图像仪器,临床监护仪器,生物医学测量方法概述,第18页,常见生理检验与统计仪器,仪器种类,临床应用领域,心电图仪,内科、外科、儿科、妇产科、手术室、抢救室、康复部、家庭保健,脑电图仪,内科、外科、儿科、神经科、耳鼻喉科、抢救室、康复部,肌电图仪,内科、外科、儿科、神经科、手术室、抢救室、康复部,眼电图仪,内科、神经科、耳鼻喉科、眼科,视网膜电图仪,眼科,电子血压计,内科、外科、儿科、妇产科、手术室、抢救室、康复部、家庭保健,脉搏测量仪,内科、外科、儿科、妇产科、神经科、康复部、家庭保健,生物医学测量方法概述,第19页,常见生理检验与统计仪器,仪器种类,临床应用领域,心音测量仪器,内科、外科、儿科,血流测量仪器,内科、外科、儿科、手术室,心输出量测量仪器,内科、外科、儿科、放射科、手术室、康复部,呼吸功效测量仪器,内科、外科、儿科、妇产科、手术室、耳鼻喉科,电子体温计,内科、外科、儿科、妇产科、手术室、抢救室、康复部、家庭保健,听力计,耳鼻喉科、儿科、神经科,眼压计,眼科,多道生理统计仪,内科、外科、儿科、妇产科、神经科、手术室、康复部,生物医学测量方法概述,第20页,常见生化检验与分析仪器,仪器种类,临床应用领域,临床生化分析仪器,检验科，ICU,人工透析室，抢救室,医用分光光度计,检验科,医用电解质分析仪器,检验科，人工透析室，抢救室,血液气体分析仪器,检验科，手术室，抢救室,自动血细胞计数器,检验科，抢救室,血液细胞分析仪,检验科，抢救室,尿液分析仪,检验科，人工透析室,免疫反应测定仪,检验科,电泳仪,检验科,病理检验仪器（电子显微镜等）,检验科,生物医学测量方法概述,第21页,常见医学图像仪器,仪器种类,临床应用领域,超声波成像仪器,内科、外科、儿科、妇产科、泌尿科、眼科、耳鼻喉科、抢救室,X,线、,CT,成像仪器,内科、外科、神经科、放射科、手术室、抢救室,放射性核素成像仪器,内科、外科、神经科、放射科、手术室、抢救室、儿科、妇产科,磁共振成像仪器,内科、外科、神经科、耳鼻喉科、抢救室、儿科、妇产科,红外线成像仪器,内科、外科、耳鼻喉科、皮肤科、康复部、儿科、妇产科,电子内镜系统,内科、外科、泌尿科、耳鼻喉科、手术室、抢救室、儿科、妇产科,生物医学测量方法概述,第22页,常见临床监护装置,仪器种类,临床应用领域,心电监护系统,内科、外科、耳鼻喉科、手术室、抢救室、康复部、儿科、妇产科、家庭病房,手术监护系统,外科、妇产科、手术室、抢救室,围生期胎儿监护系统,妇产科,新生儿监护系统,儿科、妇产科,呼吸监护系统,手术室、抢救室、监护病房,血氧监护装置,手术室、抢救室、监护病房,ICU,集中监护系统,危重病人监护病房、抢救室,CCU,集中监护系统,冠心病人监护病房、抢救室,生物医学测量方法概述,第23页,2,生物医学测量特点,生物医学测量是以人体生命现象作为基本对象，与工业测量及其它非生物医学测量相比，在测量方法、测量结果以及对测量结果认识上，含有以下显著特点，熟悉这些特点，对构建生物医学测量系统、正确操作和使用医学仪器含有主要意义。,生物医学测量方法概述,第24页,1),生命系统多变量特征,(Multi-variability),生命体生命活动是由多个生理及生化参量共同决定，而在测量过程中，往往只针对某种效应和一些参量进行测量。,生命系统这种多变量特征，决定了测量方法和技术以及测量结果涵义和结论都会带有显著不足。,生物医学测量方法概述,第25页,2),必须从大量干扰和无用信息中提取有用信息,(Noise or Disturbance),生物医学测量过程中，因为被测参数往往十分微弱，易受外界环境干扰,(,比如工频交流电干扰,),和来自人体本身其它无用信息干扰,(,比如在测量体表希氏束电位时，很易受来自肌电信号干扰,),，人体活动时体位改变、电极不良及传感器错位时也会产生伪差，必须采取抗干扰技术、排除伪差等方法提取有用信号。,生物医学测量方法概述,第26页,3),测量结果会受被测对象心理和生理原因影响,Physiology,Psychology,Psychophysiology Factors,在测量过程中，因为被测对象出现担心，生理和心理都会发生改变。心理改变会造成生理参数,(,心率、血压、体温等,),改变。在测量过程中，被测者不了解和不配合，尤其在进行麻醉和经受物理和药品刺激时，受试者不能很好配合，直接影响测量过程中伪差，从而影响测量准确度。,生物医学测量方法概述,第27页,4)