1、生理信息测量仪器生理信息测量仪器人体信息电生理非电生理医疗器械概论10/13/20221生理信息测量仪器生理信息测量仪器电生理 细胞是所有生物电的发生源，生物电或电位是细胞内部与外部间产生的电位差，也就是细胞膜两面产生的电位差。生物电现象是细胞实现一些最生要功能的关键因素，是生命现象的表现之一。因此，通过研究生物电现象，可以了解生物体的生理活动。医疗器械概论10/13/20222生理信息测量仪器生理信息测量仪器 进行生物电学研究的第一步，是把生物电信号拾进行生物电学研究的第一步，是把生物电信号拾取出来，并用仪器进行记录。有关脑电、心电、取出来，并用仪器进行记录。有关脑电、心电、肌电的记录，是在
2、皮肤表面做间接记录；记录视肌电的记录，是在皮肤表面做间接记录；记录视网膜电位、耳蜗电位和鼻电位就比较复杂了，要网膜电位、耳蜗电位和鼻电位就比较复杂了，要分别把记录电极安放在眼睛角膜表面、耳蜗圆窗分别把记录电极安放在眼睛角膜表面、耳蜗圆窗表面和鼻粘膜中；而最复杂且要求最高的技术则表面和鼻粘膜中；而最复杂且要求最高的技术则是感受器电位、神经元的动作电位和神经纤维上是感受器电位、神经元的动作电位和神经纤维上传导的冲动电位的记录，这需要将符合尺寸的引传导的冲动电位的记录，这需要将符合尺寸的引导电极插进细胞或纤维中。导电极插进细胞或纤维中。给生物组织施加电刺给生物组织施加电刺激也要用到电极。激也要用到电
3、极。医疗器械概论10/13/20223生理信息测量仪器生理信息测量仪器电极实际上是把生物体电化学活动而产生的离子电位转换成测量系统的电位。电极起换能器作用，是一种传感器。电流在生物体内是靠离子传导的，在电极和导线中是靠电子传导的，在电极和溶液界面上则是将离子电流变成电子电流或是将电子电流变成离子电流，从而使生物体和仪器体系构成电流回路。医疗器械概论10/13/20224生理信息测量仪器生理信息测量仪器 生物电测量电极(electrode)在测量心电图 脑电图 肌电图 眼电图及细胞电活动等体内外生物电位时采用的生物电引导电极称为生物电测量电极。经过一定处理的金属板或金属细针或金属网制成，测量电极
4、的性能优良与否，直接影响各种生物电位变化的测量结果。医疗器械概论10/13/20225生理信息测量仪器生理信息测量仪器分类：（按工作性质）检测电极：是敏感元件，用来测定生物电位。刺激电极：是个执行元件，对生物体施加电流或电压所用的电极。1：研究可兴奋组织的传导和反应的规律2：向生物体通过外加电流以便达到治疗某种疾病的目的3：控制或替代生物体某些功能，如临床用的除颤器和心脏起搏器的电极有时同一个电极兼有检测和刺激的双重功能，如心脏起搏器医疗器械概论10/13/20226生理信息测量仪器生理信息测量仪器分类：（按大小）宏电极：测量较大部位的电位或向生物体较大部位施加电刺激。体表电极：湿电极、干电极
5、(按是否用导电膏)体内电极：皮下电极、植入电极 微电极:尖端细小，机械性能好 能检测细胞电活动的电极，尖端直径0.05-10um，测量细胞内、外电位改变。医疗器械概论10/13/20227生理信息测量仪器生理信息测量仪器皮下电极：为穿透皮肤与细胞外液接触的电极。能形成良好的电极和电解质溶液接界。常用于肌电测量和外科手术患者心电监测。植入电极：是长期埋植于体内的电极，用以控制 或替代生物体的某些功能。植入电极需具备如下要求：1：极化阻抗低，以减小刺激所需的能量 2：对生物体无毒无害 3：生物组织相容性好医疗器械概论10/13/20228常用生物电测量电极常用生物电测量电极体表电极医疗器械概论10
6、/13/20229常用生物电测量电极常用生物电测量电极 针电极插入表皮层的测量电极（不锈钢或贵金属材料制针形)医疗器械概论10/13/202210传感器传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。如医学上的温度传感器，将一个非电量（人体体温）转换为电量（电压或电流），从而被电路进行测量。医疗器械概论10/13/202211生物传感器生物传感器由固定化的生物物质与适当的换能器组成的传感系统具 有 特 异 识 别 生 物 分 子 的 能 力,能检测生物分子与分析物之间的相互作
7、用，用于微量物质的检测酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等医疗器械概论10/13/202212生物传感器生物传感器基本结构基本结构生物传感器将生物物质固定在高分子膜等固体载体上被识别的生物分子作用于生物功能性膜(生物传感膜)时，将会发生物理/化学变化换能器将此信号转换到电信号，从而检测出特测物质医疗器械概论10/13/202213生物传感器具有分子别功能的敏感元件需经固定化处理换能器作用：将化学物质的变化转换为可测量的电信号换能器类型 各种电极：氧电极、氨电极、CO2电极、pH电极。光电转换器（光电倍增管）热电转换器（热敏电阻）半导体ISFET（离子敏
8、感性场效应晶体管）检测离子浓度变化医疗器械概论10/13/202214生物传感器生物传感器的类型按敏感物质分 酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免疫传感器按换能器分 电极型、测热型、发光型、半导体、测场型医疗器械概论10/13/202215生物传感器生物传感器优点优点特异性高、敏感性高稳定性好成本低廉体积小能在体进行快速实时的连续检测一般不需要样品的预处理，样品用量少，响应快固定化敏感材料可以反复多次使用医疗器械概论10/13/202216心电图机心电图机1、心电的产生人体内由窦房结发出的一次电兴奋，按一定的途径和时程，依次传向心房和心室，引起整个心脏的兴奋，使心脏周期性地收缩
9、，推动血液在全身循环。医疗器械概论10/13/202217心电图机心电图机在每一个心动周期中，心脏各部分兴奋过程中出现的电变化的方向、途径、次序和时间都有一定的规律。这种生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液反映到身体表面上来，使身体各部分在每一心动周期中也都发生有规律的电变化。把测量电极放置在人体表面的一定部位，记录出来的心脏电变化曲线即为临床常规心电图ECG。可用来诊断心脏疾病。医疗器械概论10/13/202218心电图机医疗器械概论10/13/202219心电图机医疗器械概论10/13/202220心电图机心电图机导联标准导联 医疗器械概论10/13/202221心电图机医疗器械概论10
10、/13/202222心电图机胸导联的测量部位V1：胸骨右缘第四肋间；V2：胸骨左缘第四肋间；V3：V2与V4连线的中点；V4：左锁骨中线第五肋间锁骨中线处；V5：左腋前线与第五肋间同水平面上；V6：左腋中线与第五肋间同水平面上；V7：左腋后线与第五肋间同水平面上；V8：左肩胛骨线与第五肋间同水平面上。医疗器械概论10/13/202223心电图机 心电图机主要记录心脏电活动波形图。自心电图机主要记录心脏电活动波形图。自19051905年年威廉威廉爱因霍文最早将心电图机用于临床，它已爱因霍文最早将心电图机用于临床，它已有近百年的历史。随着高科技的迅猛发展，在设有近百年的历史。随着高科技的迅猛发展，
11、在设计与制造心电图机方面也正在飞速发展，老型号计与制造心电图机方面也正在飞速发展，老型号心电机不断被新型号心电机所淘汰，电子管心电心电机不断被新型号心电机所淘汰，电子管心电机器被晶体管心电机所取代，晶体管分立原件心机器被晶体管心电机所取代，晶体管分立原件心电机又被大规模集成电路心电机所取代。尤其近电机又被大规模集成电路心电机所取代。尤其近些年来，在心电信息处理方式方面由模拟式心电些年来，在心电信息处理方式方面由模拟式心电机向智能化式心电机转变，目前智能化心电机已机向智能化式心电机转变，目前智能化心电机已在临床得到广泛应用。在临床得到广泛应用。医疗器械概论10/13/202224心电图机心电图的
12、电极和导联线 电极的作用是将以离子电流的形式在生物体内传播的电极的作用是将以离子电流的形式在生物体内传播的生物电信号转化为电子电流形式的信号，主要用于测生物电信号转化为电子电流形式的信号，主要用于测量体表电位量体表电位。电极片图医疗器械概论10/13/202225心电图机医疗器械概论10/13/202226心电图机心电图机的种类很多，从功能上可大至分为五种：单道手动心电图机。单道手动心电图机。单道自动心电图机单道自动心电图机 。多道全自动心电图机多道全自动心电图机 。具有自动分析诊断功能的智能型心电图机具有自动分析诊断功能的智能型心电图机 。具有自动分析诊断功能的智能型多功能心电图具有自动分析
13、诊断功能的智能型多功能心电图 现代心电图机装有微处理器，不仅控制导联自动转换，还具有分析现代心电图机装有微处理器，不仅控制导联自动转换，还具有分析功能，叫自动分析心电图机。这种心电图机可以自动测量心率、各功能，叫自动分析心电图机。这种心电图机可以自动测量心率、各种幅度、间期。种幅度、间期。医疗器械概论10/13/202227心电图机按心电图机描记输出方式可分类 间接描记方式和直接描记方式间接描记方式和直接描记方式直接描记式可分为：喷墨式、墨水笔式、热笔式、热阵打印头式喷墨式、墨水笔式、热笔式、热阵打印头式 单道心电机多用热笔式，多道心电机多用热阵打单道心电机多用热笔式，多道心电机多用热阵打印头
14、式或打印机印头式或打印机。医疗器械概论10/13/202228心电图机导 联选择器前 置放大器光电隔离主放大器描记器光电隔离浮地电源主电源微机按键液晶显示1mV定标器心电图机的基本构成 医疗器械概论10/13/202229心电图机医疗器械概论10/13/202230心电图机构成心电输入：电极和导联线、导联选择开关、高频滤波器、保护电路等心电放大：前置放大器、主放大器等心电测量：1mv定标、走纸速度控制等心电记录：记录器、走纸机构等电源医疗器械概论10/13/202231心电图机一种心电导联线心电电极夹p导联线是连接电极和心电图机的多股电缆导联线是连接电极和心电图机的多股电缆 线，线，各股电缆线
15、应绞合在一起以减小磁场干扰，并屏各股电缆线应绞合在一起以减小磁场干扰，并屏蔽以减少电场干扰。蔽以减少电场干扰。医疗器械概论10/13/202232心电图机医疗器械概论10/13/202233心电图机医疗器械概论10/13/202234心电图机Z踏车运动试验 Z活动平板运动试验 运动心电图医疗器械概论10/13/202235心电图机心电图机的主要技术指标 灵敏度 共模抑制比 时间常数 走纸速度 输入/输出阻抗 噪声 阻尼 频率响应 医疗器械概论10/13/202236脑电图机 大脑皮层的神经元具有自发生物电活动，大脑皮层的神经元具有自发生物电活动，因此大脑皮层经常具有持续的节律性电因此大脑皮层经
16、常具有持续的节律性电位改变，称为自发脑电活动。临床上将位改变，称为自发脑电活动。临床上将用双极或单极记录方法，在头皮上观察用双极或单极记录方法，在头皮上观察大脑皮层的电位变化而记录到的脑电波大脑皮层的电位变化而记录到的脑电波称为脑电图称为脑电图EEGEEG。脑电图机通常有脑电图机通常有8 8通道或通道或1616通道，同时通道，同时测量和描记测量和描记8 8道或道或1616道脑电波形，用道脑电波形，用8 8笔笔或或1616笔的墨水笔记录仪描记。现代脑电笔的墨水笔记录仪描记。现代脑电图机还有图机还有6464道及道及128128道。道。医疗器械概论10/13/202237脑电图机 从头皮描记的脑电波
17、强度很小，一般为1050v，频率范围为0.5100Hz。国际上将脑电波按波的重复节律不同分类，统一为以下四个频段。医疗器械概论10/13/202238脑电图机脑电活动取决于意识水平脑电活动取决于意识水平医疗器械概论10/13/202239脑电图机脑电图电极的安放位置世界上绝大多数脑电图实验室采用的是国际世界上绝大多数脑电图实验室采用的是国际1020系统电极放置法系统电极放置法。电极有各自的名称：位于左。电极有各自的名称：位于左侧的是奇数，右侧的是偶数按近中线的用较小侧的是奇数，右侧的是偶数按近中线的用较小的数字，较外侧的用较大的数字。的数字，较外侧的用较大的数字。医疗器械概论10/13/202
18、240心电图机脑电测量脑电测量脑电测量电极放置医疗器械概论10/13/202241脑电图机医疗器械概论10/13/202242脑电图机医疗器械概论10/13/202243脑电图机皮层及深层电极医疗器械概论10/13/202244脑电图机医疗器械概论10/13/202245脑电图机诱发电位 给人体感官、感觉神经或运动皮 质、运动神经以刺激，兴奋沿相应的神经通路 向中枢或外周传导，在传导过程中，产生的不 断组合传递的电位变化，即为诱发电位，对其 加以分析，即可反映出不同部位的神经功能状 态。医疗器械概论10/13/202246脑电图机诱发脑电（诱发脑电（EP）刺激 视觉 VEP 听觉 AEP 体感
19、 SEP在临床上除了检测自发脑电信号在临床上除了检测自发脑电信号EEG以外，还可用刺激的方法引起大以外，还可用刺激的方法引起大脑皮层局部区域电活动，称为脑皮层局部区域电活动，称为诱发电诱发电位位EP。分别是由。分别是由光刺激、声刺激和光刺激、声刺激和躯体感觉刺激躯体感觉刺激而引起的。而引起的。医疗器械概论10/13/202247脑电图机类型 刺激方法测量部位临床诊断价值 VEP 闪光或视觉图形刺激头皮枕叶部多发性脑硬化外周神经伤害神经病 SEP电流刺激感知皮层上外周神经纤维和皮层之间脊柱通路的疾病 AEP声音（咔嗒声、爆发声、白噪声）脑干上听觉通路缺陷疾病医疗器械概论10/13/202248脑
20、电图机 上图是二通道诱发电位仪的方框图。它具有高性能的全浮地前置放大器，高速A/D 转换器进行数据采集，由高性能的微机控制，并配有高速数字处理器进行迭加平均运算。由电视监视器实时显示波形，具备测量功能，由X-Y绘图仪绘制波形图。多通道的诱发电位仪还有4、8、16、32和64通道的。医疗器械概论10/13/202249脑电图机脑地形图仪 现代脑电地形图仪将脑电图仪、诱发电位仪及自发脑电/诱发脑电地形图集于一体，在彩色电视监视器上可显示16通道脑电图，或16通道诱发电位，或脑电地形图。医疗器械概论10/13/202250脑电图机脑地形图机医疗器械概论10/13/202251脑电图机 医疗器械概论1
21、0/13/202252脑电图机 脑电Holter系统由记录器和计算机回放分析系统两部分组成。记录器一般为佩带式，能进行24小时大容量多通道无失真的脑电信号存储，且功耗低。除记录脑电信号外，还可同步记录心电（ECG）、眼电（EOG）及呼吸波等多种生理信号。佩带式记录器目前主要有两种：磁带式，采用普通磁带进行EEG记录；固态式，采用低功耗大容量静态存储器（SRAM）进行EEG的数据记录。计算机回放系统有回放、分析、存储及打印功能。分析功能有：各种形式的脑电地形图；功率谱分析、谱参数提取；各节律能量直方图；压缩功率谱阵图；相关分析、时域分析；伪差滤除；癫痫波自动识别及定位；睡眠波分析等。医疗器械概论
22、10/13/202253肌电图机v 肌电：肌电：肌肉纤维在不同状态下的电位变化肌肉纤维在不同状态下的电位变化。自发肌电静息状态轻收缩状态最大用力状态诱发肌电：在电流刺激状态下 的肌电位活动。医疗器械概论10/13/202254肌电图机 肌电图肌电图EMG（Electromyogram）应用电子学仪器记录肌肉静止或收缩时的电活动，及应用电刺激检查神经、肌肉兴奋及传导功能的方法。英文简称EMG。通过此检查可以确定周围神经、神经元、神经肌肉接头及肌肉本身的功能状态。肌电图检查多用针电极及应用电刺激技术，检查过程中有一定的痛苦及损伤，因此除非必要，不可滥用此项检查。另外，检查时要求肌肉能完全放松或作不
23、同程度的用力，因而要求受检者充分合作。对于某些检查，检查前要停药，如新斯地明类药物应于检查前16小时停用 肌电图仪由电极、前置放大器和主放大器、示波器波形肌电图仪由电极、前置放大器和主放大器、示波器波形显示及描记器组成。现代肌电图仪常与诱发电位仪合为显示及描记器组成。现代肌电图仪常与诱发电位仪合为一体，由微机控制，为一体，由微机控制，为“无笔描记型无笔描记型”，用电视监视器，用电视监视器显示波形，由热阵打印机或激光打印机打印波形显示波形，由热阵打印机或激光打印机打印波形。医疗器械概论10/13/202255肌电图机医疗器械概论10/13/202256肌电图机 通过测定运动单位电位的时限、波幅，
24、安静情况下有无自发的电活动，以及肌肉大力收缩的波型及波幅，可区别神经原性损害和肌原性损害，诊断脊髓前角急、慢性损害（如脊髓前灰质炎、运动神经元疾病），神经根及周围神经病变（例如肌电图检查可以协助确定神经损伤的部位、程度、范围和预后）。另外对神经嵌压性病变、神经炎、遗传代谢障碍神经病、各种肌肉病也有诊断价值。此外，肌电图还用于在各种疾病的治疗过程中追踪疾病的恢复过程及疗效。医疗器械概论10/13/202257电极：电极：为研究骨骼肌的电活动，可采用针状电极和表面为研究骨骼肌的电活动，可采用针状电极和表面电极来引导。针状电极有单极同心针电极、双极同心电极来引导。针状电极有单极同心针电极、双极同心针
25、电极、多导同心针电极、单极针电极等针电极、多导同心针电极、单极针电极等。肌电图机医疗器械概论10/13/202258肌电图机（2）前置放大器及电压校正：）前置放大器及电压校正：前置放大器要求前置放大器要求高输入阻抗、高增益、高共模抑制比和低噪声等高输入阻抗、高增益、高共模抑制比和低噪声等要求。要求。（3）滤波：）滤波：肌电信号的频率响应范围较广，因肌电信号的频率响应范围较广，因此需分挡设置不同的频率范围。另外放大器还应此需分挡设置不同的频率范围。另外放大器还应设有设有50Hz的滤波器，以抑制由电源线来的干扰，的滤波器，以抑制由电源线来的干扰，提高记录效果。提高记录效果。医疗器械概论10/13/
26、202259肌电图机（4）记录器：肌电图常用CRT来显示，它采取已知的时标肌电的发放速率、神经传导速度。（5）电刺激器：用来产生单个或序列电刺激脉冲，以刺激人体。需有刺激频率、刺激脉宽、刺激幅度等调节功能。（6）计算机系统：由于计算机软、硬件技术的发展，新近开发的肌电测量和分析系统的功能不断扩展，而且采用软、硬件模块化结构供用户选择 医疗器械概论10/13/202260肌电图机技术指标 1）灵敏度：）灵敏度：5、10、20、50、100、200、500、1000、2000、5000、10000V/cm，误差为，误差为10，可根据信号强弱自行选定。，可根据信号强弱自行选定。2）输入噪声：）输入噪
27、声：指整机电路产生的噪声折合到输入端的等指整机电路产生的噪声折合到输入端的等效值。一般应低于效值。一般应低于5Vp-p。3）共模抑制比）共模抑制比CMRR：应大于应大于80db。医疗器械概论10/13/202261肌电图机4）时 间 常 数：放 大 器 的 下 限 频 率 为0.010.3S分挡切换。5）频率响应：滤波器的高频截止频率分挡可调为100Hz、500Hz、1KHz、3KHz和10KHz。6）输入阻抗：大于20M。7）刺激频率：刺激器输出的脉冲频率为0.2、0.5、1、2、5、10、20、50Hz，误差为5。医疗器械概论10/13/202262肌电图机8）刺激脉宽（持续时间）：刺激器
28、输出的脉冲宽度为0.1、0.2、0.5、1ms，误差为10。9）刺激幅度：刺激器输出的脉冲电压幅度为1 时，050v；10时，0500v，误差为10。10）扫描速度：指光点在示波管上移动的速度分 挡可调为1、2、5、10、20、50、100、200ms/cm，误差为5。11）模/数转换分辨率：12Bit。医疗器械概论10/13/202263肌电图机12）采样速率：）采样速率：大于大于100KHz。13）叠加次数：）叠加次数：计算机对采样到的波形的叠加次数为计算机对采样到的波形的叠加次数为1、2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024分分挡可调。挡可调。14）安全指标：）安全
29、指标：符合国家符合国家GB9701.1标准。标准。医疗器械概论10/13/202264肌电图机肌电检查常用方法肌电检查常用方法R针极肌电图检查 利用针极刺入肌肉，记录其各种状态下的电位活动，再经由多条肌肉的检查来判定神经、肌肉病变的特性、部位、范围和严重程度。针极检查四步骤针极刺入活动电位自发性活动电位轻微自主收缩时运动单元电位最大力量收缩下运动单元电位医疗器械概论10/13/202265肌电图机R神经传导检查 以电极刺激受测神经，在其支配的感觉神经或肌肉上记录电位，以得到感觉神经电位波、复合肌肉动作电位波及特殊反射波。R诱发电位检查视觉诱发电位听觉诱发电位体感诱发电位医疗器械概论10/13/
30、202266视觉电生理人眼视网膜受到光或图形刺激后，在视细胞内引起光化学和光电反应，产生电位改变，形成神经冲动，传给双极细胞、神经节细胞，经视神经、视交叉、视束、外侧膝状体、视放射终止于大脑皮质的距状裂视中枢。这个过程可用电生理学方法记录下来。视觉电生理是对视网膜至视中枢功能的系统检查法。它能用客观无损的方法测量人类视觉功能。医疗器械概论10/13/202267视觉电生理医疗器械概论10/13/202268视觉电生理检查系统视觉电生理系统是一种新型的眼科检查设备，该系统通过对人体视觉系统在特定的光学信号刺激下发出的特定电生理信号的提取来实现对眼科疾病准确的早期定位诊断。视觉电生理学检查技术以测
31、定视觉形成过程中生物电变化为观察指标，能从不同角度反映视觉系统在不同水平上的功能状态，具有非创伤性、客观性、定量性和可重复性的特点，其在眼科疾病的诊断和鉴别诊断、疾病的预后疗效评价，视觉功能客观评定等到方面具有重要作用。医疗器械概论10/13/202269视觉电生理检查系统目前临床上应用较广泛的主要有视网膜电图(ERG)，和视觉诱发电位(VEP)，眼电图(EOG)，如将各种方法联合应用，可对整个视觉系统疾患进行分层定位诊断，从功能上对视觉系统进行断层扫描。目前视觉电生理检查在眼科临床已越来越广泛地被使用，临床应用于视网膜、视神经及视路疾病、弱视、青光眼、眼外伤的早期诊断、疗效及预后判断、白内障
32、检查以及皮质盲、伪盲的鉴别。医疗器械概论10/13/202270视觉电生理检查系统Z视网膜电图（electro-retinogram,ERG)主要用于视网膜疾病的诊断和病情观察R闪光视网膜电图（FERG)R图象视网膜电图（PERG)为一个复合的电反应。引导的方法是将一个引导电极与角膜接触，将另一个面积较大的参照电极放在额部，当给视网膜以光刺激时，可在示波器上记录到一系列电变化，即视网膜电图。应用ERG和VEP可以诊断视觉通路上的病变，能客观、定量、定位地评价视功能障碍的类型和程度。VEP是目前视神经病变最敏感的客观检查方法，借此可以对临床诊断进行进一步确认。应用ERG和VEP，能准确反映病情，
33、可以作为眼外伤鉴定的客观指标，在法医临床学中意义重大。结合眼科常规检查可以识别伪盲和明显夸大视功能障碍者。医疗器械概论10/13/202271视觉电生理检查系统眼电图是一种检测眼静电位，随光适应改变而产生缓慢变化的一种客观定量的视网膜功能检查方法，它反映视网色素上皮-光感受器复合体的功能，它是持续存在的。Z眼电图（ekectro-oculogram,EOG)反映视网膜色素上皮光感受复合体的功能也用于测定眼球位也用于测定眼球位置和眼球运动的眼外肌生理功能变化。置和眼球运动的眼外肌生理功能变化。EOG的电位时间曲线（P-T）医疗器械概论10/13/202272视觉电生理检查系统视觉诱发电位(VEP
34、)是了解从视网膜到视觉皮层，即整个视觉通路功能完整性检测。Z视觉诱发电位（visual evoped potential,VEP)主要反映视网膜神经节细胞至视觉中枢的传导功能闪光VEP的基本波形 图形VEP的基本波形 医疗器械概论10/13/202273多道生理记录仪多道生理记录仪 多道生理记录仪是用来对生物体的各种生多道生理记录仪是用来对生物体的各种生理参数进行同步测量的装置。在医院里可理参数进行同步测量的装置。在医院里可进行肌肉电生理检测；呼吸、血压等张力进行肌肉电生理检测；呼吸、血压等张力压力信号检测；语音、心音信号检测；人压力信号检测；语音、心音信号检测；人体心电图检测；脑电图检测；诱
35、发电位、体心电图检测；脑电图检测；诱发电位、动作电位检测；神经元活动分析等。动作电位检测；神经元活动分析等。医疗器械概论10/13/202274多道生理记录仪多道生理记录仪 可同时记录多路生理信号。通常有四道、六道、八道、十二道。测谎仪：借助于被测者在被询问某些问题时所表现出的植物神经活动(呼吸频率、血压、皮肤电阻等生理指标)的变化来判断是否撒谎，也有研究者使用眨眼频率作为指标。医疗器械概论10/13/202275多道生理记录仪多道生理记录仪多道生理记录仪组成框图医疗器械概论10/13/202276多道生理记录仪多道生理记录仪 技术指标1）灵敏度：为了适应对各种生理信号的放大和记录，放 大 器
36、 的 灵 敏 度 应 多 级 分 挡 程 控 可 调 一 般 在 20V/div250 m/div之间；2）输入噪声：小于3V；3）共模抑制比CMRR：大于100dB；医疗器械概论10/13/202277多道生理记录仪多道生理记录仪4）时间常数（高通滤波）：0.001s、0.002s、0.02s、0.2s、1s、5s、DC程控可选；5）频率响应：0.3Hz、3Hz、10Hz、30Hz、100Hz、500Hz、1kHz、3kHz、OFF程控可选；6）输入阻抗：大于100M；7）刺激器输出方式：脉冲输出的形式有正电压、负电压、正电流、负电流四种；8）刺激脉宽（持续时间）：0.11000ms；医疗器
37、械概论10/13/202278多道生理记录仪多道生理记录仪9）刺激频率：13000Hz；10）刺激幅度：050V或010mA程控可选；11）模/数转换分辨率：大于12bit；12）采样速率：一般一个通道100 kHz、两个通道40 kHz、三至四个通道20 kHz；13）安全指标：符合国家GB9701.1标准。医疗器械概论10/13/202279多道生理记录仪多道生理记录仪n临床上用在内科、外科、儿科、妇产科、神经科、手术临床上用在内科、外科、儿科、妇产科、神经科、手术室、康复部等科室中用来记录各种电生理信号，也是心室、康复部等科室中用来记录各种电生理信号，也是心导管治疗术中必备设备。导管治疗
38、术中必备设备。n多道生理记录仪也应用于科学研究，如药理学的平滑肌多道生理记录仪也应用于科学研究，如药理学的平滑肌/心肌心肌/骨骼肌量效研究、心血管药效研究、上皮细胞离子骨骼肌量效研究、心血管药效研究、上皮细胞离子通道转运；生理学的睡眠研究（通道转运；生理学的睡眠研究（PSG）、）、ECG、声音、声音、呼吸、胃肠道、心血管研究；心理学的呼吸、胃肠道、心血管研究；心理学的Galvanic皮肤电皮肤电反应、耐药研究、眼动（反应、耐药研究、眼动（EOG）、肌肉活动（）、肌肉活动（EMG）；）；动物学的自发神经和肌肉活动、膜电位、动作电位传导、动物学的自发神经和肌肉活动、膜电位、动作电位传导、脑片检测等
39、方面。脑片检测等方面。医疗器械概论10/13/202280人体非电生理参数检测技术及仪器 人体非电生理参数主要有动脉血压、心音、体温、人体非电生理参数主要有动脉血压、心音、体温、脉搏、呼吸、血氧饱和度等。随着传感器技术、脉搏、呼吸、血氧饱和度等。随着传感器技术、电子技术、计算机技术、光电技术及数字信号处电子技术、计算机技术、光电技术及数字信号处理技术的发展，非生理参数的电子测量仪器相继理技术的发展，非生理参数的电子测量仪器相继出现，如电子血压计、电子体温计、光电心率计出现，如电子血压计、电子体温计、光电心率计等，逐步进入家庭。等，逐步进入家庭。光电无损检测技术是非电生光电无损检测技术是非电生理
40、参数测量的发展方向理参数测量的发展方向，特别是血压及血氧饱和，特别是血压及血氧饱和度的光电无损检测，是当前研究的热门课题，已度的光电无损检测，是当前研究的热门课题，已有仪器问世。此外，一些生化指标如血糖、黄疸有仪器问世。此外，一些生化指标如血糖、黄疸等也采用光电法进行无损测量。等也采用光电法进行无损测量。医疗器械概论10/13/202281人体非电生理参数检测技术及仪器非电生理参数也是病人监护仪中监护的主非电生理参数也是病人监护仪中监护的主要内容。如在多参数监护仪中，除监护心要内容。如在多参数监护仪中，除监护心电外，还监护血压、体温、呼吸、血氧饱电外，还监护血压、体温、呼吸、血氧饱和度等。将测
41、量心电、血压、心音、脉搏和度等。将测量心电、血压、心音、脉搏等电生理和非电生理参数的电路做成模块，等电生理和非电生理参数的电路做成模块，就可以组成多道生理信号记录仪。就可以组成多道生理信号记录仪。医疗器械概论10/13/202282血压计 血压是指血液在血管内流动时对血管壁产生的压血压是指血液在血管内流动时对血管壁产生的压力。随着心脏的收缩与舒张，血压的波形呈现一定周力。随着心脏的收缩与舒张，血压的波形呈现一定周期的波动；它的峰值被人们称为收缩压（常称高压），期的波动；它的峰值被人们称为收缩压（常称高压），谷值被称为舒张压（常称低压）。谷值被称为舒张压（常称低压）。医疗器械概论10/13/20
42、2283血压计血压的数值一般表示为绝对压力与大气压之差。血压的单位常用mmHg、cmH2O或mmH2O，在标准地心引力下，1mmHg=1.36cmH2O=133Pa。血 压 测 量 的 压 力 范 围 一 般 为 0 3.9 9 1 0 4 P a（300mmHg），频率范围一般为020Hz或更宽。医疗器械概论10/13/202284血压计正常血压：收缩压18.6kPa（140mmHg），舒张压12.0kPa（90mmHg）临界高血压：收缩压18.821.2kPa（141 159mmHg），舒张压12.1 12.5kPa（9194mmHg）高血压：收缩压21.3kPa（160mmHg），舒张压
43、 12.6kPa（95mmHg）脉压标准：4.05.3kPa（3040mmHg）医疗器械概论10/13/202285血压计心血管系统心血管系统（1）收缩压）收缩压SP和舒张压和舒张压DP 心室收缩期间，心主动脉瓣开放，此时动脉压反映心室的机械活动。心室收缩期间，心主动脉瓣开放，此时动脉压反映心室的机械活动。心室舒张期间，心主动脉瓣关闭，动脉压反映的时主动脉向外周血管系统的心室舒张期间，心主动脉瓣关闭，动脉压反映的时主动脉向外周血管系统的流动能力。流动能力。（2）平均压）平均压MP 平均压是整个心动周期动脉压的平均值，通常用于评价整个心血管系统的状平均压是整个心动周期动脉压的平均值，通常用于评价
44、整个心血管系统的状况。况。（3）左心室压）左心室压 反映左心室的泵作用，心室压力曲线的上升沿斜率反映心室收缩初期的力度，反映左心室的泵作用，心室压力曲线的上升沿斜率反映心室收缩初期的力度，一般低于一般低于1kPa（8mmHg）（4）右心室压和肺动脉压）右心室压和肺动脉压 当病人出现严重的肺部疾病时会出现肺动脉高压。当病人出现严重的肺部疾病时会出现肺动脉高压。（5）中心静脉压）中心静脉压 当总的血容与静脉弹性不变时，静脉压随心功改变而改变，因此它时监测人当总的血容与静脉弹性不变时，静脉压随心功改变而改变，因此它时监测人体心脏衰竭的重要指标。体心脏衰竭的重要指标。（6）大血管中血液压力导管测量法）
45、大血管中血液压力导管测量法医疗器械概论10/13/202286血压计 测量血压可进行测量血压可进行有创检测有创检测和和无创检测无创检测。有创检测采。有创检测采用的方法为动脉插管接压力计或压力传感器，这用的方法为动脉插管接压力计或压力传感器，这种方法测量准确，但给病人造成痛苦，因此只在种方法测量准确，但给病人造成痛苦，因此只在心血管手术时运用。无创检测传统的方法是听诊心血管手术时运用。无创检测传统的方法是听诊法，又 称法，又 称 柯 氏 音 法柯 氏 音 法，这 种 方 法 是 俄 国 医 生，这 种 方 法 是 俄 国 医 生Korotkoff于于1905年发明的。年发明的。医疗器械概论10/
46、13/202287血压计生理压力量测量的参考点 中心静脉压位于胸部紧靠心脏的位置，胸腔内的压力与大气压接近，因而与体位无关，即作用于中心静脉与右心房的外部压力是稳定的，从而心脏泵的运行通常应该是稳定的，故右心房压对心脏功能非常敏感。将右心房作为血压测量的参考点，其位置一般位于胸纵轴的中央处，具体位于胸腔左右第四肋之间的空间，中央肋软骨节前，离后背约10cm处。医疗器械概论10/13/202288血压计医疗器械概论10/13/202289血压计无创血压测量的方法很多，如柯氏音法、测振法、超声法、双袖带法、恒定袖带法、逐拍跟踪法、张力测定法、恒定容积法等。早期主要是柯氏音法，目前广泛使用的测振法。
47、医疗器械概论10/13/202290血压计柯氏音法柯氏音法先用一连接水银柱的袖带将被测者的臂膀扎住，关闭阀门，然先用一连接水银柱的袖带将被测者的臂膀扎住，关闭阀门，然后对袖带打气，再适当松开阀门进行放气。在放气期间，将听后对袖带打气，再适当松开阀门进行放气。在放气期间，将听诊器听筒放在袖带与臂膀之间动脉附近，听脉搏音。诊器听筒放在袖带与臂膀之间动脉附近，听脉搏音。开始时因为袖开始时因为袖带压力大将脉搏阻断，几乎没有声音或声音很小；随着袖带压力下降，脉搏音逐渐带压力大将脉搏阻断，几乎没有声音或声音很小；随着袖带压力下降，脉搏音逐渐增大，在一个点上会感到声音增大，在一个点上会感到声音明显增大明显增
48、大，到最大后在逐渐减小，最后，到最大后在逐渐减小，最后声音变调、消声音变调、消失失。医疗器械概论10/13/202291血压计柯氏音法的关键在于辨别血流的声音信号，柯氏音法的关键在于辨别血流的声音信号，以声音变化为依据。其优点为同一般临床以声音变化为依据。其优点为同一般临床应用相一致，容易被医生们认同。其缺点应用相一致，容易被医生们认同。其缺点为测量方法精度较差为测量方法精度较差测量方法精度较差的原因：就心脏血压而论，血压读数随传感器的部位和高度而变。不在心脏水平高度所得的读数应补加上以心脏为基准的相应读数。如用听诊器，则读数将受使用者听力的影响。若病人处在休克状态，因其脉搏微弱，柯氏音振动很
49、低，所以血压测量对移动特别敏感。无论对正常人还是对情绪紧张的人，触摸手臂都能改变读数。错误的测量方法如末端的位置不适当、袖带放气速度不适当、水银压力计不垂直、听诊器间隙及袖带放置不适当等都会影响精度。医疗器械概论10/13/202292血压计测振法测振法电子血压计的设计一般采用测振法。电子血压计的设计一般采用测振法。基本原理：测振法的基本原理是在血压检测部位施加一外基本原理：测振法的基本原理是在血压检测部位施加一外力，当外力超过某一值后，在减压过程中根据检测到的脉力，当外力超过某一值后，在减压过程中根据检测到的脉搏波和压力值计算出血压值，亦称示波法。搏波和压力值计算出血压值，亦称示波法。医疗器
50、械概论10/13/202293血压计测振法与柯氏音法的不同之处在于，放气过程中不是检测柯氏音，而是检测气袖内气体的振荡波。振荡波起源于血管壁的搏动。P(压力)(mmHg)1500t快放气慢放气气袖压力充气脉搏振荡波AsAMADPDPMPs测振法示意图测振法示意图医疗器械概论10/13/202294血压计 无创血压测量方式 有连续放气和阶梯放气之分。连续放气测量方式缺乏抗干扰能力，任何干扰如轻微运动、说话、打喷嚏等，都将严重影响测量精度，甚至导致测量失败；阶梯放气测量方式可保持压力至干扰消失再进行检测，并且它在每个台阶上压力是恒定的，可取两个或两个以上的脉搏振动信号幅度进行相关性识别，可准确识别
