1、0V0Vt t-80mV-80mVL L由荷兰生理学家W艾因特霍芬命名P,Q,R,S,T波 第二节第二节 生理系统建模与仪器设计生理系统建模与仪器设计 系统模型静态物理模型动态物理模型静态模型动态模型物理模型(PM)数学模型(MM)描述模型(DM)图b的数学式 vdtkDvkydtdyDtf)(图c的数学式 )()(1)(1)(tdtuLtuRtiEAXY自变量TnxxxX,21因变量TmyyyY,21误差项TmeeeE,21线性系数矩阵mnmmnnaaaaaaaaaA212222111211实验观察概念的形成与修正构建(或修正)生理模型根据模型进行新的实验系统建模的一般过程实例实例 血氧饱和
2、度(血氧饱和度(SpO2)的无创检测)的无创检测100%HbRHbOHbOSpO222朗伯定律朗伯定律若入射光强为I0,物质对光的吸收系数为a,则通过厚度为L的物质后,光强为:I=I0eaL (2.10)比尔定律比尔定律当光被透明溶液中溶解的物质所吸收时,吸收系数a与溶液的浓度C成正比,即a=AC,于是(2.10)表示为:I=I0eACL (2.11)ECLeII0生物化学中比尔定律的应用生物化学中比尔定律的应用(2.12)ECLII)/ln(0(2.13)E为消光系数ln(I0/I)为光密度或吸光度LCECELCECEeIeFII)(0)(022112211(2.14)E1、C1为动脉血液中
3、HbO2的吸光系数和浓度E2、C2为动脉血液中HbR的吸光系数和浓度L是动脉血液的光路长度F是皮肤、肌肉和静脉血液等其他组织的吸光率动脉血液的吸光度:动脉血液的吸光度:LCECEIIW)()/ln(22110(2.15)手指动脉搏动引起的动脉血液吸光度变化:手指动脉搏动引起的动脉血液吸光度变化:LCECEIIIW)()/)ln(22110(2.16)动脉血液中的血氧饱和度:动脉血液中的血氧饱和度:21221212112)(CCCSpOEEELCCEEW(2.17)波长为的红色光通过组织透射后的光强度为:21221212112)(CCCSpOEEELCCEEW(2.18)通过式(2.17)和(2
4、.18)得到血氧饱和度:)()(SpO1212222EEWWEEEWWE(2.19)当近红外光波长805nm时,E2=E1=E式(2.19)简化为:BWWAEEEEEWWE122122SpO(2.20)动脉血管搏动时,透射光强发生改变,由此引起两束光变化量为:)ln()ln(maxmaxmaxmaxmaxmaxIIIWIIIW(2.21)BIIIIABIIIIAmaxmaxmaxmaxmaxmaxmaxmax2/)/1ln()/1ln(SpO(2.22)动脉血液中的血氧饱和度:动脉血液中的血氧饱和度:CTCTCTMRIMRIUSDR(X-RAY)DR(X-RAY)白光图像(放大)NBI图像(放大)结肠食管白光图像 AFI图像NBI特别采用了符合黏膜组织及血色素光谱特性的窄波光。图像的对比性能得到改善,结合出色的可视性,提高了诊断的准确性。放射治疗放射治疗