医疗仪器讲义原理-课件ppt(精)

医学仪器的未来趋势
技术创新
未来医学仪器将继续借助科技的力量进行技术创新，如人工智能、云计算、物联网等技术 的应用将进一步提高医学仪器的智能化程度和诊断效率。
个性化治疗
随着精准医疗的发展，医学仪器将更加注重个性化治疗，通过对病人的基因、生理等数据 的分析，为病人提供更加精准的治疗方案。
远程医疗
随着全球老龄化问题的加剧，远程医疗将越来越受到重视，医学仪器将更加注重远程诊疗 和康复治疗的需求和应用。
性等特点，以满足临床需求和患者体验。
02
硬件设计原则
医学仪器硬件设计需考虑输入和输出接口、电源、电磁兼容性、安全
性和可靠性等方面的要求，以确保仪器能够长时间稳定运行。
03
软件设计原则
医学仪器软件设计应具备实时性、准确性、易用性和可扩展性等特点
，能够满足临床诊断和治疗的需求。
医学图像处理技术及应用
CT图像处理技术
由于市场监管不严格，存在一些质量不佳的 医学仪器，需要加强市场监管和质量控制， 确保医学仪器的质量和安全。
THANKS
一名重症患者在进行大手术过程中 ，医生使用呼吸机和麻醉机对患者 进行呼吸支持和镇静处理，成功地 保障了手术的顺利进行。
06
展望未来：医学仪器的发展趋势与挑战
医学仪器的发展趋势
智能化
随着人工智能和机器学习的发展，医学仪器将越 来越智能化，能够自动识别、分析和预测疾病， 提高诊断和治疗的准确性和效率。
医学仪器原理课件
xx年xx月xx日
目 录
• 医学仪器概述 • 医学仪器基本原理 • 常用医学仪器 • 医学仪器设计与应用 • 医学仪器在临床上的应用及案例分析 • 展望未来：医学仪器的发展趋势与挑战

两种以上切换方式的结合 ４.呼吸机的结构与原理
机械呼吸机的动力
机械呼吸机的动力来源于电力、压缩气体或二者的结合。压
缩气体由中心供气管道系统提供或由呼吸机可配备的专用空气压缩 机产生。有气动机械呼吸机 、电动机械呼吸机、电-气动机械呼吸 机
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供气装置：贮气囊或气缸供气装置：这种供气装置常用折叠
贮气囊或气缸来输送气体
第十七节低温冷冻治疗设备
１.简介：用低温冷冻对组织细胞的破坏作用治疗疾
病的方法。制冷剂有液氮和冷冻机
２.治疗方法：
接触法
喷射法
刺入法
浸入法
３.临床应用
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第十八节高频电疗法
１.定义：应用高频电流或其形成的电场；磁场
或电磁场治疗疾病的方法
２.射频热疗仪：利用无线电频率的电磁场对肿
瘤进行透射，使组织温度升高以杀灭癌细胞
人婴幼儿通用性
按工作原理分类：全气动呼吸机（气动气控通气机）不
需电源接上氧气源即可 电子控制呼吸机（电控气控通气机） 全电动通气机
按功能用途分类：治疗型通气机、急救型通气机、麻醉
型通气机 ６.呼吸机的技术性能
呼吸频率、呼吸周期、呼吸比、一次通气量、每分 钟通气量、供气压力、氧浓度、呼吸模式、输入气体的湿 化、报警
四、体腔支架输送系统
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冠脉造影导管
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高压球囊
Ｘ线引导下的介入治疗
环柄注射器
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Ｘ线引导下的介入治疗
冠脉球囊
钴铬合金支架
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第六节 体外反博器
1.简介：在人体外部对肢体施加与心电周 期同步的外压，以达到实施反博辅助循 环治疗的装置。
2.适应症：心肌梗塞、冠心病、心绞痛及 动脉硬化、血液循环障碍等。

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数学模型－静态数学模型
静态数学模型
静态数学模型是当一个实体（系统）处于平衡 状态时的取值，在模型中不含时间因素，其数学 式通常是一个或一组代数方程。
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数学模型－静态数学模型
线性统计模型
YAX E
自变量
X{x1,x2, ,xn}T
因变量
Y{y1,y2, ,ym}T
误差项
E{e1,e2, ,em}T
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第一章 医学仪器概述
生物信息知识 医学仪器的基本构成、特性及分类 医学仪器的设计及发展展望
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第一节 生物信息知识
人体系统的特征 生物医学信息的类型 生物医学参数的特点 典型生物医学参数 生物电信号 医学参数测量的特殊性
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人体系统的特征
人体是一个复杂的自然系统，它由神经系统、运动系统、循环系统、呼吸系统 等分系统组成，分系统间既互相独立，又保持有机的联系，共同维持生命。
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典型生物医学参数
典型参数
心电（ECG） 脑电（EEG） 肌电（EMG） 胃电（ECG） 心音（PCG） 眼电图（EOG）
神经电位 血流（主动脉） 皮肤电反射（GSR）
心阻抗 体温
幅度范围
0.01~5mV 2~200uV 0.02~5mV 0.01~1mV
50~3500uV 0.01~3mV 1~300mL/s 1k~500k Ω 15~500Ω 32~40℃
1. 静态物理模型
2. 动态物理模型
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物理模型－静态物理模型
静态物理模型
模型属性值与时间无关，模型反映的是系统处于相对静止状态时的情况
✓ 地球仪 ✓ 苯分子的环状结构模型 ✓ DNA的双螺旋结构模型

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随着起搏器功能的增加，起搏治疗适 应症也在增加，除了最早用于治疗房室传导 阻滞和窦房结功能不良外，现在起搏器也为 心肌病、心衰、房颤、迷走神经综合症等疾 病的治疗提供了更多的选择。同时起搏器的 电池的寿命也有了很大的改善，从最初的纽 扣电池到锂碘电池，再加上自动阈值夺获功 能的应用，起搏器的使用寿命可达15年以上。 起搏器的体积也越做越小，目前世界上最小 的起搏器为圣犹达 Medical公司生产，重量 只有，体积立方厘米，如一枚一元硬币。我 国从1976年开始研制起搏器，至今可以生产 锂电池作能源、钛钢全密封、厚膜电路按需 型埋藏式心脏起搏器。
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为了适应人体的各生理部位，以及人体的个体差异和病症不同等特点，电刺激信号的频率、脉宽、幅度 均设计成有较广泛的调节范围。为了避免人体组织对电刺激的生理适应性反应，电刺激信号的波形也设计 成各种各样，有脉冲波、尖峰波、三角波、锯齿波、正弦波等，并有多种疗程选择。
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低频电刺激频率范围为0~1kHz，中频范围为 1k~100kHz，高于100kHz属高频范围。现在电刺激频率向中 高频发展，因为中高频使人体容抗减少，治疗电流量增加，不 适感减小，但由于中频电流的周期性会使人产生适应性，所以 有人设计出随机中频电刺激治疗仪。电针灸治疗仪是根据中医 针灸原理结合电刺激的治疗仪器，它产生频率为几十至几百Hz 的双向脉冲波，通过针电极刺激人体穴位。有人还研制出专用 的（如专治哮喘病）电针灸治疗仪。
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心脏起搏器的类型有：⑴固定频率型 (早期产品)，⑵P波同步型 (早 期产品)，⑶心室同步型，⑷房室顺序型，⑸全自动型，其中⑵、⑶、⑷种 又称按需型。全自动型可根据心脏的工作情况自动选择和更换发送脉冲的方 式，其性能已经与人体心脏生理要求相接近，可自动抗心律失常，自动抑制 心动过速的多余冲动，又能在正常时自动关闭。

■ 图像能直接显示脏器的功能，属于功能成像。
1.2 医学仪器发展简史
■ 核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)成为一种谱分析方法，早在 1946年就由F.Bloch提出并用于化学分析，但 直到1973年才分别由美国科学家保罗·劳特布 尔(uterbur)和英国科学家彼特·曼斯菲 尔德(P.Mansfield)独立地研制出临床实用的 磁共振成像仪(magnetic resonance imaging，MRI)。获2003年生理学与医学诺 贝尔奖。
1.2 医学仪器发展简史
■ X线计算机体层成像设备
X线－CT成像
■ CT以高密度分辨率和无重叠的清晰的体层图像， 显示出普通X线检查所不能显示的病变，显著地 提高了临床诊断的正确性和效率。
■ 适合对头部、胸腔的检查，分辨率高于超声。
1.2 医学仪器发展简史
■ 核医学影像类仪器，均是基于给病人施加放射性标记 药物，在人体外部探测所发射的γ射线而成像的。自 从1958年的H.O.Anger研制成功医用Gama照相机 后，借助于类似X射线断层成像技术，SPECT(单电子 发射计算机断层成像)以及PET(正电子发射断层成像) 已应用于临床。它们提供了X射线成像技术不能提供 的人体生理代谢方面的重要信息。
与方法，从工程学的角度，在多种层次上研究生物体， 特别是人体的结构、功能和其他生命现象；研究用于防 病、治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、 装置和系统的工程原理的学科。
医学仪器
1.1 医学仪器定义
■ 严格的定义
国际标准化组织对医疗器械(medical device)的定 义，医学仪器（medical instrument）通常是指那些单 纯或者组合应用于人体的仪器，包括所需的软件。 其使用目的是： （1）疾病的预防、诊断、治疗、监护或者缓解； （2）损伤或残疾的诊断、治疗、监护、缓解或者补偿； （3）解剖或生理过程的研究、替代或者调节； （4）妊娠控制。

? 利用机械能的设备 ：呼吸机 、输液泵 、体外反搏和主动脉内气
囊反搏
? 其他治疗设备 ：高压氧舱 、低温麻醉设备、冷冻刀等 、远红外 理疗设备及电化学治疗设备 、麻醉机
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辅助(fǔzhù)仪器设备
? 一部分与医疗有关(yǒuguān)的仪器既不直接 作疾病(jíbìng)诊断，也不直接用于疾病(jíb 这些是医学辅助设备。
? 医疗(yīliáo)仪器是生物医学工程研究成果的
体。 ? 生物医学工程研究的成果是现代医疗仪
器设计和开发的核心和基础。
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二、什么是医疗(yīliáo)仪器
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医疗器械定义(dìngyì)：
? 指单独(dāndú)或者组合使用于人体的仪器、设备、器分类有助于了解不同科室对医疗仪 器和工程技术的需求，但很多设备各个
科都使用，会有很多重复。
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按物理原理(yuánlǐ)分类
? 医用电子仪器 ? 医用光学仪器 ? 医用放射(fàngshè)仪器
? 医用核物理仪器(yíqì)
? 现代医疗仪器是声、光、电、机械一体
医疗仪器(yíqì)原理
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教材内容
? 第一章：总论(zǒnɡ lùn) ? 第二章：生物电测量(cèliáng)设备
? 第三章：监护仪 ? 第四章：临床(lín chuánɡ)检验设备 ? 第五 ~八章：医学成像设备 ? 第九章：用于人体功能替代的设备 ? 第十 ~十一章：治疗设备 ? 第十二章：其他设备
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医疗仪器(yíqì)的特点
现代医疗(yīliáo)仪器通常都是集电子、机

现代医学仪器
现代医学仪器大量应用了计算机、 传感器、生物技术等，使得医学仪 器的功能更加丰富、精准和高效。
医学仪器的重要性
提高医疗水平
医学仪器是现代医学不可或缺的 一部分，通过使用医学仪器，可 以提高诊断和治疗的准确性和效
率，从而提高医疗水平。
保障人民健康
医学仪器在预防、诊断、治疗、 康复等各个领域都有广泛应用， 对于保障人民健康起到了重要作
绿色环保趋势
随着环保意识的不断提高，医学仪器在设计和使用过程中也需要考虑到环保因素。例如， 医学仪器在生产和使用过程中需要尽可能减少对环境的影响，同时还需要考虑如何有效利 用医疗资源，实现资源的最大化利用。
医学仪器面临的挑战
01
技术更新换代迅速
随着科技的不断发展，医学仪器面临的技术更新换代速度非常快。为了
医学仪器的分类
医学仪器可以根据其应用领域、功能、原理等方面进行分类，常见的分类方式 包括影像诊断设备、治疗设备、监护与急救设备、康复设备、实验室仪器等。
医学仪器的发展历程
古代医学仪器
古代的医学仪器主要包括各种 石器、青铜器、陶器等，用于
治疗、解剖、诊断等。
近代医学仪器
随着科技的发展，近代医学仪器开 始采用机械、电子等技术，如血压 计、听诊器、体温计等。
• 安全性的保障：医用呼吸机系统具有多种安全保障功能，如压力监测、报警、过载保护等。它还可以根据患者 的病情和需要自动调整呼吸参数，确保患者的安全和舒适。
• 适应症和使用注意事项：医用呼吸机系统适用于各种原因引起的呼吸困难或呼吸衰竭的患者。但是使用呼吸机 时需要注意适应症和副作用，以及定期进行呼吸机消毒和维护保养。
诊断结果的记录
计算机将处理后的电信号转化为图像信号 ，通过显示器等输出设备将图像显示出来 ，供医生进行诊断和分析。

电场干扰抑制
在仪器中采用高共模抑制比的放大器；
把电源线和测量电极的导线屏蔽； 设置屏蔽室，把被测者屏蔽。
3. 普遍重视将大型医疗仪器产品中高档产品 的新技术、高性能、重要功能向中低挡产品 转移，以降低成本，减轻医疗负担，适应更 大范围就医人群的需要。
4、现代医疗卫生事业已从单纯的医院内诊治 为主的模式逐步发展为院前急救、临床诊治 和康复保健结合的社区医疗、家庭护理的多 元化的现代医疗保障体系，发展新型的、小 型化、高精度和人性化的医疗仪器产品成为 近几年医疗器械产业发展的新亮点。离体诊 断仪器及试剂、诊断医学影像设备、病人监 护仪等门类品种近些年增幅不断加大。

4 、直线加速器与放疗 放疗是目前肿瘤治疗的三大手段之一，肿瘤患 者有70%需接受放疗，IAEA和WHO组织提出全 球每百万人口应平均有2-3台左右，美国现有8.2 台/百万人，而发展中国家包括我国装备量缺口很 大，我国仅有750台即0.58台/百万人，市场需求 广阔
5、定向能量治疗与肿瘤热疗
五、医学仪器的分类
医学仪器概述
13-1 现状与展望 13-2 干扰、抑制、屏蔽
13-3 安全使用与维护
13-1 现状与展望
一、国际现状
美国是世界上最大的医疗器械市场和 先进医疗技术的主导国，占全球医疗器械市 场40%以上。
西欧是医疗器械的第二大市场，占 全球医疗器械产业近25%。
日本是亚洲最主要的先进医疗技术和 和经济发展的市场，中国和印度人口多、 市场大，不仅近十几年来发展迅速而且极 具增长潜力。 拉丁美洲随着墨西哥、巴西、阿根廷 和智利等国变得更加工业化，医疗器械产 业增长也很快。
医疗器械产品的国际贸易额每年以25% 的速度增长，销售利润可达40-50%。是当今 世界一个经济发展最快、贸易往来活跃、产 品附加值高的工业门类。 目前全球的数字化医疗仪器市场主要被少 数几个跨国公司所垄断，如美国的GE公司， 德国西门子公司，荷兰飞利浦公司，日本的东 芝、日立公司等，这些公司占据了全球数字医 学影像仪器设备领域90%的市场。

的，使用医疗器械应当取得的作用。 (2)风险；导致人体受伤害的危险发生的可能性及
伤害的严重程度。
使用期限 1)暂时：预期的连续使用时间在24小时以内 2)短期：预期的连续使用时间在24小时以上30
日以内； 3)长期：预期的连续使用时间超过30日。 4)连续使用时间：器械按预期目的，没有间断
2．是否符合定义所规定的4个预期用途之一。 3．是否有理论依据，支持达到预期的效果(我国
的中医理论，目前还未被所有国家普遍接受)。 4．是否有临床验证。 5．是否由药物或代谢或免疫在起主要作用。
发展简史
直到1 9世纪，无论是中国还是世界，除1816 年听诊器发明和1850年医用临床体温计的问 世外，医疗器具的发展一直非常迟缓。
2000年4月1日正式实施的《医疗器械监督管理条例》将医 疗器械分为三类管理：
第一类是指通过常规管理足以保证其安全性、有效性的医疗 器械；
第二类是指对其安全性、有效性应当加以控制的医疗器械； 第三类是指植人人体用于支持维持生命，对人体具有潜在
危险，对其安全性、有效性必须严格控制的医疗器械。
医疗器械分类规则用语的含义பைடு நூலகம் (1)预期目的：指产品说明、标签或宣传资料载明
现代医学仪器的诞生和发展应归功于19世纪 末20世纪初科学的重大发现(以量子力学和相 对论为代表)和工业文明(以机械制造和电机工 程为代表)的出现。
1903年荷兰生理学家艾萨文研制成功了第一 台采用弧线式电流计做记录的心电图仪。艾 萨文冈为其开创性贡献获得1924年诺贝尔生 理学或医学奖。
监护系统除具有以前的多参数生命体抚监护 的智能报警外，还要求在监护质量及医院监 护网络方面有进一步的提高，以更好地满足 临床监护、药物评价和现代化医院管理的需 要。

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三、HGB浓度的测定原理
比色法：氰化高铁血红蛋白（HiCN）测定法
十二烷基硫酸钠血红蛋白（SDS）测定法
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五、血液定量方法
临床上的细胞计数是指单位体积内的细胞数。 通常红细胞、白细胞和血小板的计量均指每升细胞数量。 设被测血量的体积为Y（一般20μl），稀释倍数为C，计数结果为S，则
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3、多角度激光偏振光散射检测法
美国雅培公司（ABBOTT）推出的血细胞分析仪，在白细胞分类中采用
独特的多角度偏振光散射（MAPSS）技术。
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1） 0°为前向角散射光，可粗略地测定细胞大小； 2） 10°为狭角散射光，可测细胞结构及其复杂性
的相对特征；
量。
3） 90°垂直光散射，主要对细胞内部颗粒进行测 4） 90°消偏振光散射，基于颗粒可以将垂直角度
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大血小板比例
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血细胞直方图
直方图是血细胞分析仪用电阻抗原理对血细胞进行检测，以细胞体积为横坐标，
细胞的相对数量为纵坐标，表示某一种细胞数量分布情况，可反映细胞体积大 小异质性。
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1、WBC正常直方图
仪器在3-300fl范围内分析WBC采用四条与纵坐标平行的虚线（P25），
血细胞分析仪 血液凝固分析仪 血液流变学分析仪
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历史
手工法计数 仪器简单计数 两分群 三分群 五分群 五分群＋网织红
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手工法检验的过程 1、细胞计数（红细胞、白细胞、血小板等血细胞的 显微镜下计数） 2、定量血红蛋白 3、白细胞分类（瑞氏染色） 4、其它：血细胞比积、红细胞形态、嗜酸性粒细胞 计数等

医学仪器课件一、引言医学仪器是现代医学中不可或缺的重要工具，广泛应用于临床诊断、治疗、康复等领域。

随着科技的进步和创新，医学仪器的功能和性能也不断提高，为医疗行业带来了巨大的变革。

本课件将重点介绍医学仪器的种类、原理和应用。

二、医学仪器的分类1. 图像诊断仪器图像诊断仪器可以通过获取人体内部的影像来辅助医生进行疾病诊断。

其中包括X射线机、CT扫描仪、核磁共振仪等。

这些仪器通过不同的物理原理，如射线透射或磁共振信号，获取人体内部的断层图像或者三维重建图像，为医生提供诊断依据。

2. 生理监测仪器生理监测仪器用于监测人体的重要生理参数，如心率、血压、体温等。

这些仪器能够实时记录患者的生理状态，并及时报警，帮助医生做出判断和干预。

常见的生理监测仪器有心电图仪、血压监测仪、体温计等。

3. 手术辅助仪器手术辅助仪器主要用于辅助医生进行手术操作，提高手术的精准度和安全性。

其中包括微创手术器械、显微镜、导航系统等。

这些仪器通过高精度的操作和实时图像显示，帮助医生进行微创手术或者复杂手术。

4. 康复辅助仪器康复辅助仪器用于帮助患者进行康复训练和恢复，促进身体功能的恢复和改善。

例如，电动轮椅、助行器等能够提供患者行动的支持和辅助。

5. 实验室仪器实验室仪器用于临床实验室的检测和分析工作。

例如，血液分析仪、光谱仪、PCR仪等能够对患者的血液、尿液、细胞等样本进行检测和分析，提供疾病的诊断结果。

三、医学仪器的原理1. 能量转换原理医学仪器的工作原理基于能量的转换。

例如，图像诊断仪器中的X射线机通过向患者体内发射高能量的X射线，然后通过不同组织的吸收和散射，形成影像信息。

2. 信号检测和处理原理医学仪器需要对收集到的信号进行检测和处理，以提取有用的信息。

例如，心电图仪通过接收心脏发出的微弱心电信号，并经过放大、滤波等处理过程，最终形成心电图图像。

3. 传感器技术原理医学仪器中的传感器技术是实现信号采集的关键。

光电传感器、压力传感器、温度传感器等能够将生理参数转化为电信号，供仪器进行检测和处理。