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本书常用符号的说明1

目录1

第一章 生物信息1

§1-1 生物电现象1

一、组织和细胞的电学性质2

（一）组织和细胞的导电性2

（二）组织和细胞的电容性3

（一）静息电位3

二、膜电位3

换算关系4

本书常用单位与国际单位制之间的4

（二）动作电位8

三、体表电位8

（一）心电、心电图及高频心电图9

（二）脑电波和脑电图13

（三）肌电和肌电图15

（四）皮肤电位18

四、心电图逆问题19

（一）心电图逆问题与顺向问题的19

关系19

（二）心电图逆问题的新解法21

§1-2 生物磁现象24

一、人体磁场的来源及强度24

二、心磁场25

三、脑磁场25

四、肺磁场26

五、视网膜磁场27

六、肝磁场27

§1-3 生物声现象27

§1-4 生物光现象28

思考题29

习题30

第二章 生物信息提取31

§2-1 概述31

§2-2 测量电极32

一、电极电位32

二、电极的极化33

三、可逆电极34

四、电极在溶液中的等效电路35

五、电极电位的稳定性36

六、电极的种类及其选用36

（一）Ag-AgC1电极37

（二）各种皮肤表面大电极38

（三）各种皮下微电极40

（四）用微电极记录膜电位42

§2-3 典型换能器46

一、换能器的作用和分类46

（一）换能器能将非电量转换成电量46

（二）在非电量测量系统中对换能器46

的要求46

（三）一般换能器的分类46

的换能器48

（一）由带粘性阻尼的弹簧元件构成48

二、换能器的分析方法48

（二）由运动物质、弹性元件和粘性49

阻尼构成的换能器49

（三）频谱49

（四）拉氏变换51

（五）系统的传输特性54

（六）机电模拟57

三、阻抗式换能器59

（一）电阻式换能器59

（二）电感式换能器68

（三）电容式换能器78

四、压电式换能器89

（一）原理89

（二）在生物医学中的应用92

五、光电式换能器94

（一）光电效应94

（二）光电换能元件95

（三）光电换能器的光源及测量电路106

（四）光电式换能器在生物医学中的108

应用108

（一）热电偶111

六、热电换能器111

（二）热敏电阻113

（三）热电换能器在生物医学中的117

应用117

§2-4 超声换能器118

一、超声波118

（一）波的类型118

（二）波的几个物理量118

二、超声的发生120

（一）原理120

（二）压电体的振动121

（一）超声的传播122

三、超声诊断的物理基础122

（二）超声场127

（三）超声的衰减130

四、超声换能器131

（一）原理131

（二）性能131

（三）结构132

五、超声换能器在生物医学中的应用134

（一）超声诊断仪和超声理疗仪134

（二）超声全息135

（三）超声诊断仪的分类136

思考题137

习题138

第三章 生物信息处理141

§3-1 概述141

§3-2 生物信号放大145

一、生物信号特性145

二、源阻抗和极化电压在生物电测量中147

的影响147

（一）源阻抗在生物电测量中的影响147

（一）高输入阻抗149

三、生物信号放大器149

的影响149

（二）极化电压在生物电测量中149

（二）共模抑制150

（三）温度漂移152

（四）生物电放大器实例161

四、生物信号放大器设计原理164

（一）心电信号源及其等效电路164

（二）心电放大器输入阻抗和频率165

响应165

（三）心电干扰及抑制措施166

（四）滤波器173

（五）病人免受电震的防护电路176

（六）心电放大器的保护电路177

（七）切换导联自动复零电路178

（八）心电电极180

§3-3 生物遥测182

一、信号源182

二、天线183

三、单通道遥测装置184

（一）射频载波的调制与解调185

（二）副载波的调制与解调191

（三）实例——心电遥测仪193

四、多路遥测系统200

（一）频分复用（FDM）200

（二）时分复用（TDM）202

（三）频分复用和时分复用的比较203

§3-4 生物微弱信号检测203

一、几个基础理论204

（一）信号204

（二）几种典型信号的富氏分析205

（三）噪声209

（四）相关函数与相关器211

（五）噪声的迭加215

（六）信噪比和噪声系数216

（七）采样定理218

二、锁定放大器（Lock-in）218

（一）理论基础218

（二）方框原理图219

三、取样积分器（The Boxcar Detector）221

（一）理论依据221

（二）原理222

（三）方框图及其工作过程224

（四）误差分析227

（五）参数选择229

（六）在生物医学中的应用231

四、多道积分器233

（一）原理与框图233

（二）应用实例235

五、数字式多道平均器236

（一）原理236

（二）在生物医学中的应用237

六、空间叠加仪（简介）238

（一）空间叠加与时间叠加的比较238

（二）空间叠加仪的方框图238

§3-5 超声诊断仪239

（三）空间叠加仪的工作原理239

一、脉冲式超声诊断仪240

（一）A型超声诊断仪240

（二）B型超声诊断仪242

（三）M型超声诊断仪（超声心动图）244

二、多普勒超声诊断仪245

（一）多普勒效应245

（二）超声多普勒法诊断原理245

（三）超声多普勒诊断仪246

§3-6 图象信息处理246

一、原理与框图246

（一）空间域处理247

二、图象处理的方法247

（二）频域处理250

三、计算机断层装置（CT）简介251

思考题252

习题253

（一）用于生理学、药理学和疾病的258

（三）闭合环路控制系统258

（二）长时间监视258

动物研究258

二、埋藏装置的应用258

一、埋藏装置258

§4-1 概述258

第四章 埋藏电子学258

（四）埋藏操作装置259

§4-2 埋藏遥测技术259

一、方框原理图259

二、埋藏式发射单元260

§4-3 埋藏刺激262

一、埋藏刺激的应用262

二、埋藏刺激电路的构成262

三、埋藏刺激存在的主要问题262

一、心脏起搏器的一般原理263

§4-4 埋藏式心脏起搏器263

（二）心脏起搏器的技术参数及其电264

生理基础264

（一）心脏起搏器的分类264

（三）按需型心脏起搏器的工作原理265

二、埋藏式心脏起搏器的原理及其特点268

三、埋藏式微型电池268

（一）锂电池268

（四）再充电式电池269

靠性的分析269

四、按需型埋藏式心脏起搏器寿命和可269

（三）生物能电池269

（二）核电池269

（一）寿命和可靠度270

（二）寿命和可靠度的预算举例270

（三）实现和提高系统可靠性的技术272

措施272

五、起搏病人起搏功能的预测272

（一）预测项目和预测设备272

（二）预测方法272

（二）原理275

（一）概况275

六、程序控制式心脏起搏器的介绍275

（三）电话传输心电图275

（三）种类和应用276

（四）优点277

七、埋藏式心脏起搏器的发展趋势278

（一）心房起搏器278

（二）埋藏式超速起搏器278

思考题279

习题279

（四）“自适应”埋藏式起搏器279

（三）埋藏式自动除颤器279

第五章 生物信号读出280

§5-1 概述280

§5-2 笔型记录仪281

一、热笔记录仪281

（一）结构方框图281

（二）技术特性282

（三）工作原理282

二、喷水笔记录仪284

（二）技术特性285

（三）工作原理285

（一）结构方框图285

三、“光笔”记录仪289

（一）结构方框图290

（二）主要技术特性290

（三）工作原理291

四、函数记录仪292

（一）结构方框图293

（二）主要技术特性293

（三）工作原理294

（一）结构方框图及其功能297

五、多道记录仪297

（二）技术特性（略）298

（三）工作原理298

§5-3 磁带记录仪299

一、原理299

（一）工作原理299

（二）磁带记录的方式299

二、输入电路301

（一）前置放大器301

（二）磁带记录仪与前置放大器之间301

的连接电路301

（一）提高输入信噪比303

三、提高信噪比的途径303

（三）前置放大器与信号源之间的连接电路303

（二）采用窄频带记录304

（三）采用噪声补偿道304

四、多路同时记录304

五、应用举例304

（一）设计思想304

（二）电路框图及其性能305

（三）工作原理305

（四）主要性能测试与使用效果308

二、多线示波器309

（一）开关转换法309

§5-4 示波显示309

一、慢扫描示波器309

（二）V-T调辉法310

（三）实例——BYS-11型四线示波312

器312

三、记忆示波器314

（一）结构方框图315

（二）工作原理315

思考题324

习题325

第六章 自动监护系统326

§6-1 概述326

§6-2 监护系统的种类、构成及要求326

一、监护系统的种类326

二、构成监护系统的方框原理图327

（一）换能器327

（二）信号的模拟处理327

换能器328

（一）直接在导管端部装有压力328

一、直接法测量血压328

§6-3 血压检测328

三、对构成系统仪器的几个要求328

（四）信号的显示、记录和报警328

（三）信号的数字处理328

（二） 通过水柱把血压经导管引出329

二、间接法测量血压330

（一）利用柯氏音测血压330

（二）采用双脉带法（亦称相位差法）测血压334

（三）采用多普勒超声原理测血压335

§6-4 心电检测336

一、QRS波的识别336

（二）QRS检出器的电路工作原理337

（一）QRS检出器的电路结构337

二、心率的计量341

（一）瞬时心率计量341

（二）平均心率计量347

三、心电监护仪框图349

§6-5 分娩监护350

一、胎儿心率的计量350

（一）获取胎儿心率信息的方法350

（二）胎儿心率信息的处理——计量352

胎儿心率352

（一）腹壁压的测定359

二、产妇阵痛的检测359

（二）腹肌柔度测定法360

§6-6 呼吸检测361

一、呼吸次数的计测361

（一）用热敏电阻的方法361

（二）检查食道内压的方法362

（三）根据中心静脉压的检测方法362

（四）肺的阻抗呼吸量图法362

（五）检测由呼吸引起的胸部的物理364

变形的方法364

（七）应用微波技术的非接触方法365

（六）呼吸流速仪的方法365

二、呼吸模式的监视366

§6-7 输液监护366

一、方框图367

二、工作原理367

§6-8 信号的数字处理、分析与诊断368

一、信号滤波368

（一）模拟滤波368

（二）数字滤波369

二、数据压缩372

（一）转折点算法372

三、波形识别373

（二）AZTEC算法373

（一）最简单的微分法（即两点求差375

方法）375

（二）三点中心差近似法375

（三）曲线拟合法376

四、自动诊断378

（一）用R-R间隔作诊断378

（二）按形态分类和分级报警381

（三）趋势监视382

思考题382

主要参考文献383