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第1章 生物医学测量的基本特点1

1.1 生物医学测量仪器的组成1

1.2 人体测量的特点2

1.3 人体系统的控制模式2

1.4 人体生理信息测量条件4

1.4.1 常见生理参数的测量范围4

1.4.2 生物医学测量的强噪声背景4

1.4.3 测量的安全性考虑5

1.5 电流的生理效应和损伤防护6

1.5.1 电流的生理效应6

1.5.2 宏电击与微电击7

1.5.3 人体的阻抗及自然保护机理7

1.6 生物医学测量方法和测量模型8

习题9

第2章 生物电信号的特征10

2.1 细胞和组织的电学特性10

2.1.1 细胞静息电位10

2.1.2 细胞的动作电位13

2.1.3 动作电位测定及临床应用16

2.2 生物组织电阻抗17

2.2.1 细胞膜电阻抗定义17

2.2.2 生物组织的电阻抗18

2.2.3 皮肤的电阻抗19

习题20

第3章 生物医学传感器基础21

3.1 生物医学传感器概述21

3.1.1 生物医学传感器的定义和作用21

3.1.2 生物医学传感器的分类22

3.2 生物电测量电极24

3.2.1 电极的基本概念24

3.2.2 电极的极化现象和极化电位25

3.2.3 极化电极和非极化电极27

3.2.4 电极的电学特性29

3.2.5 常用生物电测量电极30

3.3 生物医学物理传感器及其基本特性34

3.3.1 生物医学物理传感器的作用及其分类34

3.3.2 传感器的基本特性35

3.4 应变式电阻传感器39

3.4.1 金属电阻应变式传感器39

3.4.2 半导体压阻传感器44

3.4.3 电阻应变式传感器的测量电路46

3.5 电容式传感器及其医学应用53

3.5.1 电容式传感器基本原理53

3.5.2 变面积型电容传感器53

3.5.3 变极距型电容传感器54

3.5.4 变介质型电容传感器56

3.5.5 电容式传感器的测量电路57

3.5.6 电容式传感器的应用举例61

3.6 压电式传感器66

3.6.1 压电效应66

3.6.2 压电材料66

3.6.3 石英晶体的压电特性67

3.6.4 压电陶瓷的压电特性69

3.6.5 压电式传感器等效电路70

3.6.6 压电式传感器的测量电路71

3.6.7 压电式传感器的应用举例75

3.7 光学传感器及其医学应用78

3.7.1 光电效应78

3.7.2 光电器件的基本特性参数79

3.7.3 光电管、光电倍增管80

3.7.4 光电池82

3.7.5 光敏二极管和光敏晶体管85

3.7.6 生物化学光谱分析仪器光学测量原理89

3.7.7 光固态图像传感器91

3.8 热电式传感器及其应用94

3.8.1 热敏电阻式传感器95

3.8.2 PN结型温度传感器100

3.8.3 集成电路温度传感器101

3.8.4 非接触式温度测量102

3.9 光纤和激光传感器105

3.9.1 光纤传感器105

3.9.2 激光式传感器110

3.10 生物传感器116

3.10.1 生物传感器基本结构116

3.10.2 生物传感器的类型116

3.10.3 生物传感器的优点117

3.10.4 生物传感器的工作原理117

3.10.5 生物传感器的固定化技术119

习题119

第4章 生物医学测量的干扰和噪声122

4.1 人体电子测量的干扰122

4.1.1 干扰的引入122

4.1.2 抑制电磁场干扰的主要方法128

4.1.3 抑制干扰的其他措施132

4.2 噪声和低噪声放大器133

4.2.1 噪声的特性133

4.2.2 生物医学测量中主要噪声类型135

4.2.3 运算放大器噪声性能参数136

4.2.4 常用器件的噪声140

4.2.5 低噪声放大器的设计141

习题142

第5章 生物电放大基础和心电图测量144

5.1 生物电放大器前置级144

5.1.1 基本要求144

5.1.2 差动放大电路147

5.1.3 同相并联差动放大电路150

5.1.4 生物电前置级放大器共模抑制能力改善的方法154

5.1.5 集成的仪器放大器156

5.2 隔离放大级设计160

5.2.1 光耦合器160

5.2.2 磁耦合165

5.3 心电图及其测量仪器165

5.3.1 心电图及其导联165

5.3.2 心电向量图172

5.4 心电图机的设计175

5.4.1 心电图机的设计特点175

5.4.2 心电图机的组成结构177

5.4.3 心电前置放大器分析178

5.5 心电图用于疾病的诊断188

5.5.1 正常和异常的心搏节律188

5.5.2 律失常189

5.5.3 局部缺血时电位波形的变化190

5.5.4 心电图波形的自动分析191

习题192

第6章 脑电图与肌电图194

6.1 脑电图194

6.1.1 脑电图的产生机理194

6.1.2 脑电信号的一般性质及分类194

6.1.3 脑电图机198

6.1.4 脑的诱发电位测量199

6.1.5 临床脑电仪器的应用情况204

6.1.6 脑电图测量的最新技术205

6.2 肌电图208

6.2.1 概述208

6.2.2 肌电图概念209

6.2.3 肌电图机211

6.2.4 诱发肌电图（神经电图）213

习题215

第7章 血压的测量216

7.1 血压测量概述216

7.2 血压直接测量法217

7.2.1 直流压力放大器218

7.2.2 交流载波压力放大器218

7.3 血压间接测量法220

7.3.1 柯氏音法220

7.3.2 示波法221

7.3.3 超声法223

7.3.4 脉搏延时法224

7.4 血压的自动测量225

7.4.1 工作原理225

7.4.2 电路硬件226

7.4.3 气动部分227

7.4.4 计算机系统软件227

7.4.5 袖带压力放大器电路227

7.4.6 脉动压力放大器228

7.4.7 看门狗电路228

习题228

第8章 血氧饱和度和心输出量的无创伤测量方法229

8.1 血氧饱和度的无创伤测量方法229

8.1.1 血氧饱和度的概念229

8.1.2 血氧饱和度测定的意义229

8.1.3 脉搏血氧测量法基本建模原理229

8.1.4 脉搏血氧法测量系统的设计232

8.2 心输出量的无创伤测定方法236

8.2.1 心输出量236

8.2.2 直接费克法（Fick principle）237

8.2.3 指示剂稀释法237

8.2.4 阻抗式容积脉图仪239

8.2.5 超声血流计243

习题245

第9章 超声波成像系统和X-CT断层扫描系统原理247

9.1 超声成像的物理基础247

9.1.1 超声波在人体组织中的衰减247

9.1.2 超声波在人体组织中的传播速度248

9.1.3 超声波在人体组织中的反射、折射、衍射与散射249

9.1.4 脉冲回波式超声成像系统251

9.1.5 超声换能器251

9.1.6 超声波的类型252

9.1.7 超声波的生物效应253

9.1.8 超声成像的基本方法254

9.1.9 医用超声仪器257

9.2 A型超声诊断仪257

9.2.1 工作原理257

9.2.2 电路结构及工作过程258

9.2.3 A型超声诊断仪设计参数260

9.2.4 A型超声诊断仪的用途260

9.3 M型超声诊断仪260

9.4 B型超声断层显像仪262

9.4.1 工作原理262

9.4.2 B超的扫描和扇区263

9.5 超声多普勒技术265

9.5.1 多普勒效应265

9.5.2 超声多普勒法测定血流的基本原理266

9.5.3 超声多普勒测量的实现267

9.6 X射线计算机断层成像概述274

9.6.1 第一代CT机［单束平移／旋转（T/R）扫描］275

9.6.2 第二代CT机（窄角扇束扫描）275

9.6.3 第三代CT机（广角扇束扫描）276

9.6.4 第四代CT机（反扇束扫描）276

9.6.5 第五代CT机（动态空间扫描）276

9.6.6 第六代CT机（电子束扫描）276

9.7 X-CT的基本原理和方法277

9.7.1 X射线的物理特征277

9.7.2 X射线的强度278

9.7.3 X射线与人体的相互作用278

9.7.4 X-CT的数理基础279

9.8 X-CT扫描系统的结构和仪器284

9.8.1 X-CT的采样系统284

9.8.2 X-CT机的图像处理系统的结构285

习题285

第10章 电刺激和心脏起搏287

10.1 电刺激287

10.1.1 电刺激（electronic stimulate）与电兴奋的基本因素287

10.1.2 电刺激引起组织兴奋的原理289

10.2 电子刺激器的组成原理和应用290

10.2.1 电子刺激器的组成原理290

10.2.2 电刺激用于康复治疗293

10.3 心脏起搏器296

10.3.1 心脏起搏的电生理基础297

10.3.2 心动周期中心脏对电刺激的反应297

10.3.3 人工心脏电起搏器类型297

10.3.4 心脏起搏器的技术指标参数299

10.3.5 心脏起搏器电路原理300

10.3.6 QDX-2型体外按需起搏器的电路分析300

10.4 心脏除颤器303

10.4.1 心脏除颤器基本原理304

10.4.2 心脏除颤器的类型305

10.4.3 心脏除颤器的主要性能指标305

10.4.4 典型的心脏除颤器电路分析305

习题307

参考文献308