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会计学;内容提要;§1 医用传感器基础 ;中华人民共和国国家标准(GB7665—87)对传感器下这样的定义： 传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，它通常由敏感元件和转换元件组成。 国标中的定义强调了被测量信号按一定规律转换成可用输出信号，而且它给出了传感器的结构信息，即它通常由敏感元件和转换元件组成。;;敏感元件是指能直接感测或响应被测量的部件。 转换元件是指传感器中能将敏感元件感测或响应的被测量转换成可用的输出信号的部件，通常这种输出信号以电量的形式出现。 信号调节和转换电路是把传感元件输出的电信号转换成便于处理、控制、记录和显示的有用电信号所涉及的有关电路。有人也称这一部分电路为信号调理电路。;医用传感器（Biomedical Sensors）;医用学传感器的分类;;物理传感器;生理信号检测的特点;医用传感器的数学模型;静态模型;动态模型;医用传感器的基本特性;静态特性;线性度指传感器输出随输入变化的线性程度，它用输出量一输入量的实际关系曲线偏离直线的程度来表示。 灵敏度是指传感器在稳态下输出变化对输入变化的比值。 迟滞特性是指传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程期间输出一输入曲线的不重合程度。迟滞是由传感器材料固有特性和机械上的不可避免的缺陷等原因产生的。 重复性是指传感器在同一工作条件下输入量按同一方向作全量程连续多次变动所得到特性曲线的不一致程度。产生重复性误差的原因同样是传感器内机械缺陷引起的，如材料内的摩擦、间隙、积尘等。;分辨力是表述传感器可能检测出被测信号最小变化的能力。 零点漂移指传感器无输入时，输出值随时间而偏移，偏移零值的偏移量。 温度漂移表示温度变化时，传感器输出值的漂离程度，通常以温度变化1℃时，输出最大偏差与满量程值之比表示。;动态特性;对医用传感器的基本要求 ;1.传感器本身具有良好的技术性能，如灵敏度、线性、迟滞、重复性、频率响应范围、信噪比、温度漂移、零点漂移、灵敏度漂移等。 2.传感器的形状和结构应与被检测部位的解剖结构相适应，使用时，对被测组织的损害要??。 3.传感器对被测对象的影响要小，不会对生理活动带来负担，不干扰正常生理功能。 4.传感器要有足够的牢固性，引进到待测部位时，不致脱落、损坏。;5.传感器与人体要有足够的电绝缘，以保证人体安全。； 6.传感器进入人体能适应生物体内的化学作用，与生物体内的化学成分相容，不易被腐蚀、对人体无不良刺激，并且无毒。 7.传感器进入血液中或长期埋于体内，不应引起血凝。 8.传感器应操作简单、维护方便，结构上便于消毒。;医用传感器在医学上的用途 ;;第二节 细胞生物电现象 生物电现象：生命活动中表现的电现象。 心脏 心电图 脑 生物电总和 脑电图 骨骼肌 肌电图 胃肠平滑肌 胃肠电图 ;细胞膜的跨膜物质转运功能;膜蛋白介导的跨膜转运;原发性主动转运 ;钠-钾泵：钠泵，钠-钾依赖式ATP酶;;§2 生物电检测电极 ;生物电检测电极;刺激电极;;电极的本质——半电池原理;生物电电极的本质是由金属－电解质溶液构成的半电池。 生物体的活组织是一种含多种金属离子成份的电解质溶液，当电极与组织表面相接触时，电极与组织之间就构成了半电池。;电极的极化;电极的电位;生物电电极的分类;宏电极和微电极;体表电极 ;体内电极 ;经皮注射式针电极（a）和丝电极（b） ;金属微电极;§3 常用医用物理传感器 物理传感器;物理传感器的分类;3.1 温度的测量和温度传感器;温度传感器的发展历史;温度传感器的种类;热电偶温度传感器;热电偶效应可以在很宽的温度范围内出现，如果精确测量这个电位差，再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温度，这就是热电偶测温的原理。 不同材质做出的热电偶应用于不同的温度范围，它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时，输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言，这个数值大约在5-40微伏／℃之间。;医学测量中热电偶温度传感器种类较多，常用的有杆状热电偶和片状热电偶。 杆状热电偶是将金属丝放入注射针头中，经皮插入到待测部位，可用于测量口腔和直肠温度。 片状热电偶是用薄膜代替金属丝，最薄可达3-6μm，将其固定在适当材料的基片上，尺寸很小，直径达μm数量级，响应速度很快，有的可用于测量细胞内的暂态温度。 ;（a）杆状热电偶（b）片状热电偶 ;红外热辐射式温度传感器;临床上具有实用价值的红外测温传感器有红外热探测器和红外光电探测器。 红外热探测器是全波长的红外探测器，其首先利用黑化元件吸收入射红外线辐射能量，使感温元件温度升高，再通过适当的温度敏感元件将温度信息转变为电信号，采用的温度敏感元件有热电偶、热敏电阻等。;红外光电探测器的敏感元件是光电器件碲镉汞（HgCdTe），它能将接收到的红外线转化为电信号。此种传感器只能对一定波长范围的红外线有响应，并且需在低温（液氮冷却）下工作。目前出现了低成本的非制冷红外光电探测器(Si器件)。一般将许多个红外光电探测器组合在一起构成红外图像传感器，它是红外热像仪的关键部分。红外热像仪在乳腺癌的诊断中具有重要的意义。;3.2 压力的测量和压力传感器 ; 压力传感器是检测人体内各种生理压力参数的传感器，在基础医学、临床诊断中应用十分广泛。 对血压的测量方法有直接测量和间接测量。 直接测量血压的传感器包括液体耦合式传感器、导管端部传感器等。 间接测量血压的方法是科氏音法。;光电传感器的物理原理;外光电效应;光电倍增管;图中K表示光电阴极，D1、D2、…、Dn是由二次发射体制成的倍增极。A是收集电子的阳极或收集极。工作时这些电极的电位从阴极逐级升高，相邻电极电位相差100V左右。微弱光线射人的光子打到光电阴极上，引起光电发射，释放出一些电子。这些电子经电子光学输人系统的静电聚焦和加速，飞向比阴极电位高100V左右的第一倍增极，在倍增极上引起了二次电子发射，倍增效应发生，释放出更多的电子。倍增后的电子再次加速飞向更高电位的下一个倍增极。电子倍增过程就这样延续下去。最后，电子到达阳极被收集，在负载电阻RL上形成电流。;在放射性同位素测量和成像技术中，常用光电倍增管作为检测器中的光电转换器。 例如，在伽马照相机和单光子发射断层成像装置(SPECT)中，就是采用光电倍增管来检测由伽马射线激起的闪烁晶体发出的光信号，从而实现成像的。;光导效应和光敏电阻 ;光敏二极管和光敏三极管 ;光敏二极管和光敏三极管;光电脉搏测定原理;光电脉搏测定原理（2）;光电脉搏测定原理（2）;脉搏测定的其它方法;脉搏血氧测量原理 ;脉搏血氧测量原理
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