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1.设计前言心率是人体的一项重要生理参数，在现代医学中，心率对于血液循环和心脏功能领域的研究具有重要意义。
心率计是医学中用来测量人体心率的装置，高精度心率计的研究开发历来是医学仪器领域的一项重要课题。
本设计便旨在通过已学的电路和硬件知识，设计一款简易的数字心率计。
在本设计中由于脉搏频率与心率相同，测量心率可以用测量脉搏近似得到，因此本设计将人体脉搏作为测量对象。
本设计将采用multisim软件来绘制电路。
设计流程：要实现对脉搏的测量，首先要用传感器测量得到脉搏信号。
信号得到后，因为原始信号比较微弱，需要用放大电路将其放大到一个合适的幅度。
放大后的信号中会夹杂有各种噪声，因此需要经过滤波电路对其进行滤波处理，以消除噪声，提高信号信噪比。
为使信号能够在计数器中实现计数，需要对信号进行整形处理，将信号由一个不规则信号整理为可用于计数的方波或脉冲信号。
信号经过整形后，由于设计要求实现在短时间内测量一分钟心率的功能，需要在计数前对信号进行倍频处理，以实现上述功能。
经过之前一系列处理后，信号将进入计数器进行计数，其中计数器需要用相应的定时器配合完成该步骤，定时器同样要实现短时间内测量一分钟心率的功能。
计数器输出的信号是可用于显示频显示的七位BCD码，将其连入显示频显示。
同时将该信号送入比较器中与预设的数值进行比较，当测量值在预设范围之外时将通过报警电路进行LED灯报警，表示所测得的心率超出正常范围。
设计流程的图示如下：附：心率的生理意义人的心脏比握紧的拳头稍大，平均重量为300g。
它是人体内“泵器官”，负责人体血液循环。
心脏每天跳动超过10万次，累计使8千多公升的血液，流经约1万9千公里长的动静脉，从而维持血液循环。
心脏有四个腔，分别是左心房、右心房、左心室和右心室。
右心房接受全身各器官回流的含氧低静脉血并输入右心室，右心室把血液泵入肺脏进行氧气与二氧化碳的气体交换。
左心房将自肺脏返回的含氧高的动脉血输入左心室，左心室再将血液输送至全身器官。
电子显微镜的发展与应用电子显微镜是一种现代高科技仪器，它通过聚集电子束对材料的显微结构进行观察和分析，是材料科学、物理学等领域中最常用的分析手段之一。
本文将从电子显微镜的历史、原理、技术特点和应用方面进行介绍。
一、电子显微镜的历史电子显微镜是现代显微镜技术中的一种新型仪器，它的历史可以追溯到20世纪30年代末期。
当时人们开始尝试用电子束来取代光束观察物体的微小结构，以期获得更高分辨率的成像效果。
在短短几十年的时间里，电子显微镜技术得到了快速发展，主要表现在以下几个方面：1. 改善电子源的性能，例如提高电子束的能量和亮度，使得电子束更容易穿透厚样品。
2. 发展各种种类的探针，例如扫描探针显微镜、透射电子显微镜、衍射电子显微镜等，不同的探针具有不同的优缺点，可根据具体需求进行选择。
3. 发展样品制备技术，例如离子切割技术、冷冻切片技术、金属薄膜制备技术等，这些技术可提高样品的表面平整度和断面质量，从而获得更高质量的显微图像。
二、电子显微镜的原理电子显微镜的原理主要是利用电子束与样品相互作用所产生的各种信号（例如散射、透射、反射等信号），通过探针来探测这些信号从而获得目标物体的显微结构信息。
下面我们来分别介绍以下两种常用的电子显微镜：1. 透射电子显微镜透射电子显微镜原理与传统光学显微镜类似，通过透射样品的电子束来获得样品内部结构的信息。
透射电子显微镜的分辨率通常可以达到0.1nm左右，是目前分辨率最高的显微镜之一。
它适用于物质结构的研究，例如晶体学、材料学等领域。
2. 扫描电子显微镜扫描电子显微镜则是利用电子束的散射、反射信号来获取材料的表面形貌和组成信息。
其分辨率可以达到纳米级别，具有高度的表面灵敏度。
扫描电子显微镜适用于纳米材料、生物样品以及矿物材料等领域的研究。
三、电子显微镜的技术特点电子显微镜的技术特点主要表现在以下几个方面：1. 高分辨率：电子显微镜的分辨率远远高于光学显微镜，可以达到亚纳米级别，从而获得更为细节的结构信息。
南方医科大学本科专业教学大纲医学电子仪器原理与设计Medical Electronic Instrumentation Principle and Design适用专业：生物医学工程专业（医学影像工程方向）（四年制本科）执笔人：余学飞审定人：卢广文学院负责人：陈武凡南方医科大学教务处二○○六年十二月课程编码：B030084一、课程简介医学电子仪器原理与设计Medical Electronic Instrumentation Principle and Design本课程适用专业为生物医学工程专业（医学影像工程方向）（四年制本科），为专业核心课，总学时90学时：其中理论72学时、实验18学时，学分4.5。
本课程的目的是使学生掌握常规医学电子仪器（包括电生理量测量仪器、血压测量仪器、监护仪器、心脏除颤和起搏仪器、高频电刀等）的基本原理、基本结构、基本电路、性能指标及电气安全标准，初步掌握医学电子类仪器的设计原则，为医学电子仪器设计、生产和维护等实际工作奠定基础。
通过实验使学生掌握医学电子仪器设计、调试、安装等过程，具备必要的技能。
本课程的先修课程为：模拟电子技术、数字电子技术、微机原理、单片机原理与接口技术，医学传感器等。
Course Description:Major:Medical Imaging EngineeringTotal hours:90,theory 72hours,experiment 18hoursCourse Credit:4.5Course objectives:By the end of this course,the student should be able to master the basic principle,basic structure and basic circuit of medical electronic instrumentations(include measurement instrument of biopotential, measurement of blood pressure,monitor ,pacemaker and defibrillator),and their performance and electric safety standard. To know the design criteria well.To establish a basis for design ,manufacture and maintenance of medical electronic devices.Prerequisite:Analog electronic technology ;Digital electronic technology;The Principle of Microcomputer; The Principle and Interface of Single-chip computer;Medical Sensor ,etc.二、教学内容与要求补充：生物医用电极【教学内容】0.1 检测电极和刺激电极0.2极化现象及其对生物电检测和电刺激的影响0.3 极化电极和不极化电极0.4 检测电极和电刺激电极0.5 微电极【教学要求】掌握电极作为生理电传感器的基本特征，极化现象生物电测量和电刺激的影响；熟悉检测电极和刺激电极的区别，刺激电极的供电极性和波形对刺激效果的影响；了解微电极的结构和基本特性。
现代医学仪器设计原理现代医学仪器设计原理主要依赖于多个学科的知识，包括医学、生物学、物理学、电子学和工程学等。
这些仪器在临床医学中起到了重要的作用，能够帮助医生诊断和治疗疾病，并提高医疗水平和效率。
以下将详细介绍现代医学仪器设计的几个关键原理。
首先，现代医学仪器设计的一个重要原理是生物物理学原理。
生物物理学是研究生物体与物理学之间相互作用的学科，通过物理学方法来解释和测量生物体所产生的现象。
许多医学仪器都是基于这些生物物理学原理设计的，例如X射线机、CT机、核磁共振仪等。
这些仪器能够利用物理学原理来探测和显示人体内部的结构和功能，以便医生进行诊断和治疗。
其次，现代医学仪器设计的另一个重要原理是电子学原理。
电子学是研究电子器件和电子电路的学科，它为医学仪器的设计提供了基础。
许多医学仪器都是通过电子学原理控制和处理信号的，例如心电图机、血压计、呼吸机等。
这些仪器能够测量和记录人体的生理参数，如心电图信号、血压信号和呼吸信号等，并将其转换成可视化的图形或数据，以便医生进行分析和诊断。
再次，现代医学仪器设计的另一个重要原理是图像处理原理。
图像处理是处理和改善图像质量的技术，它在医学领域有着广泛的应用。
例如，医学影像学中的各种成像方法，如X射线、超声波、CT和核磁共振等，都需要对原始图像进行处理和重建，以获得清晰的结构和更准确的诊断信息。
图像处理原理能够利用数学和计算机技术来提取和增强图像中的特征，从而改善诊断的准确性和可靠性。
最后，现代医学仪器设计的一个重要原理是人机工程学原理。
人机工程学是研究人类与机器系统之间相互作用的学科，它关注如何设计和改进机器系统以适应人的特点和需求。
在医学仪器设计中，人机工程学原理能够帮助设计师创建更易于使用和操作的仪器，以提高医生和患者的体验和满意度。
例如，医学图像显示系统的界面设计应该简单直观，使医生能够轻松地获取和分析图像信息。
综上所述，现代医学仪器设计的原理涉及生物物理学、电子学、图像处理和人机工程学等多个学科的知识。
72学时多学科交叉的结晶 理、工、医高度融合的产物 生物医学工程研究的有力工具I 《现代医学电子仪器原理与设n;课程要求►掌握“三个基本知识"、培养“一个基本能力”，即掌握医学电子类仪器的基本原理、基本结构、基本电路；培养基本应用能力（仪器分析、仪器设计、仪器维护）教学方法! ::™會善►设计性实验教学三、主要书1、余学飞，现代医学电子仪器原理与设计，华南理工大学出版社，20072、吴建刚，现代医用电子仪器原理与维修，电子工业出版社，20053、邓亲恺，现代医学仪器原理与设计，科学出版社，2004第一章概论§ 1.1医学仪器定义及分类§ 1.2医学仪器发展简史§ 1.3生物信息知识简介§ 1.4医学仪器的工作方式和结构§ 1.5医学仪器的特性§ 1.6医学仪器的设计原则和基本步骤§ 1.1医学仪器定义你后道的医曇仪器帝哪密7输入或输出的物理量不是电压或电流输入或输出的物理量是电压或电流超声、放射等设备医学电子仪器微弱信号处理测量、诊断高频电刀▼心脏除颤器■心脏起搏器「血压医疗器械(medical device)医学仪器(medical instrument)单纯或者组合应用于人体的仪器，包括所需的软件。
以医学临床和医学研究为目的的仪器。
A疾病的预防、诊断、治疗、监护、或者缓解A损伤或残疾的诊断、治疗、监护、缓解或者补偿A解剖或者生理过程的研究、替代或者调节§ 1・1、医学仪器的种类§ 1.1.1按使用风险大小分类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（大部分是手术器械）。
第二类是指对其安全性、有效性应当加以控制的医疗器械。
第三类是指植入人体；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§ 1.1.2从资产管理的角度分类♦大型仪器：一百万以上的，如CT、磁共振设备,♦中小型仪器:如心电图机、床边监护仪等。
