目錄
第一章 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)概論(1)
1.1 醫(yī)學(xué)儀器定義(1)
1.2 醫(yī)學(xué)儀器發(fā)展簡史(1)
1.3 醫(yī)學(xué)儀器發(fā)展趨勢(4)
1.3.1 醫(yī)學(xué)模式的變革(4)
1.3.2 技術(shù)發(fā)展預(yù)測(5)
1.4 醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的基本步驟(6)
習(xí)題(7)
第二章 生理系統(tǒng)的建模與儀器設(shè)計(jì)(8)
2.1 系統(tǒng)模型及其分類(8)
2.1.1 物理模型(8)
2.1.2 數(shù)學(xué)模型(10)
2.1.3 描述模型(11)
2.2 建模的基本過程(12)
2.3 構(gòu)建生理模型的常用方法與實(shí)例(12)
2.3.1 理論分析法建模(12)
2.3.2 類比分析法建模(17)
2.3.3 數(shù)據(jù)分析法建模(23)
習(xí)題(28)
第三章 虛擬醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)——醫(yī)學(xué)儀器整機(jī)設(shè)計(jì)的捷徑(29)
3.1 概述(29)
3.1.1 虛擬醫(yī)學(xué)儀器的特點(diǎn)(29)
3.1.2 虛擬醫(yī)學(xué)儀器的構(gòu)成(30)
3.2 虛擬醫(yī)學(xué)儀器硬件接口設(shè)計(jì)(31)
3.2.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)(31)
3.2.2 面向ISA總線的設(shè)計(jì)(32)
3.2.3 面向PCI總線的設(shè)計(jì)(41)
3.2.4 面向USB總線的接口設(shè)計(jì)(47)
3.3 虛擬醫(yī)學(xué)儀器軟件接口設(shè)計(jì)(52)
3.3.1 基于DOS環(huán)境的設(shè)計(jì)(52)
3.3.2 基于Windows環(huán)境的設(shè)計(jì)(59)
3.4 虛擬儀器專用軟件與設(shè)計(jì)實(shí)例(71)
3.4.1 LabVIEW的圖形化程序設(shè)計(jì)(71)
3.4.2 數(shù)據(jù)采集(DAQ)卡設(shè)計(jì)(72)
3.4.3 LABVIEW虛擬醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)實(shí)例(76)
習(xí)題(84)
第四章 微型化與低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)——便攜式醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)(85)
4.1 概述(85)
4.2 便攜式醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)(86)
4.3 微型化與低功耗設(shè)計(jì)(88)
4.3.1 CMOS集成電路與低功耗設(shè)計(jì)(88)
4.3.2 單片機(jī)的低功耗設(shè)計(jì)(91)
4.3.3 存儲(chǔ)器的低功耗設(shè)計(jì)(95)
4.3.4 電源的低功耗設(shè)計(jì)(101)
4.3.5 液晶顯示技術(shù)(103)
4.3.6 表面安裝技術(shù)(111)
4.3.7 電路集成設(shè)計(jì)(111)
4.4 便攜式醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)實(shí)例——微型心電監(jiān)視儀(115)
習(xí)題(118)
第五章 面向通訊與網(wǎng)絡(luò)的接口技術(shù)——遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)(119)
5.1 概述(119)
5.2 醫(yī)學(xué)儀器通信接口設(shè)計(jì)(120)
5.2.1 串行通信接口設(shè)計(jì)(121)
5.2.2 無線局域網(wǎng)通信接口設(shè)計(jì)(128)
5.2.3 藍(lán)牙技術(shù)與通信接口設(shè)計(jì)(131)
5.2.4 紅外通信接口設(shè)計(jì)(135)
5.2.5 其他短程通信技術(shù)(138)
5.2.6 遠(yuǎn)程通信技術(shù)(139)
5.2.7 醫(yī)學(xué)影像通信的標(biāo)準(zhǔn)接口(141)
5.3 醫(yī)學(xué)數(shù)字信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)(142)
5.3.1 醫(yī)學(xué)影像信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式(143)
5.3.2 醫(yī)學(xué)生理信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式(145)
5.4 遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)實(shí)例(149)
5.4.1 社區(qū)醫(yī)療監(jiān)護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(149)
5.4.2 移動(dòng)條件下的生理監(jiān)測設(shè)計(jì)(150)
習(xí)題(155)
第六章 生理類儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(156)
6.1 概述(156)
6.2 生理信號(hào)測量的前置級(jí)設(shè)計(jì)(159)
6.2.1 生理信號(hào)的基本特征(159)
6.2.2 電磁干擾與系統(tǒng)噪聲(160)
6.2.3 前置放大器電路設(shè)計(jì)(161)
6.2.4 生理放大器濾波電路設(shè)計(jì)(180)
6.3 電生理信號(hào)測量(185)
6.3.1 概述(185)
6.3.2 生理電磁信號(hào)的電學(xué)特征(185)
6.3.3 電極電位與電極的極化(187)
6.3.4 多功能電生理信號(hào)測量儀設(shè)計(jì)實(shí)例(195)
6.4 生理壓力量測量(217)
6.4.1 人體重要部位壓力量的測量范圍(217)
6.4.2 生理壓力量測量的參考點(diǎn)(220)
6.4.3 生理壓力量的直接測量(222)
6.4.4 生理壓力量的間接(無創(chuàng))測量(224)
6.5 生理流體量的測量(231)
6.5.1 體內(nèi)流體量的測量范圍(231)
6.5.2 血管中的血流速度測量(234)
6.5.3 人體組織中的血流測量(249)
6.5.4 呼吸測量(254)
6.6 人體的溫度測量(262)
6.6.1 溫度測量的生理學(xué)基礎(chǔ)(262)
6.6.2 常用溫度傳感器的選用與設(shè)計(jì)(263)
6.6.3 強(qiáng)電磁場下的溫度傳感器(269)
6.6.4 非接觸式溫度測量(270)
6.6.5 監(jiān)護(hù)用多路數(shù)字體溫計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)例(274)
習(xí)題(278)
第七章 醫(yī)學(xué)成像類儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(279)
7.1 概述(279)
7.2 X射線透射成像(280)
7.2.1 電子、X射線與物質(zhì)的相互作用(281)
7.2.2 X射線的成像原理(284)
7.2.3 成像質(zhì)量的評(píng)價(jià)(285)
7.2.4 X射線球管(289)
7.2.5 X射線影像接收器(290)
7.2.6 X射線影像增強(qiáng)器(292)
7.2.7 數(shù)字X射線成像(293)
7.3 X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描成像(295)
7.3.1 CT的基本原理(295)
7.3.2 CT掃描技術(shù)的發(fā)展(296)
7.3.3 CT成像的一般問題(299)
7.3.4 反投影重建法(301)
7.3.5 迭代重建法(302)
7.3.6 重建分析法(305)
7.3.7 濾波反投影法(307)
7.4 超聲成像(309)
7.4.1 超聲傳播的物理學(xué)基礎(chǔ)(309)
7.4.2 超聲波的產(chǎn)生與接收(313)
7.4.3 超聲波束的聚集(318)
7.4.4 脈沖回波成像(320)
7.4.5 超聲多普勒成像(322)
7.4.6 超聲功率測量(327)
7.5 磁共振成像(329)
7.5.1 概述(329)
7.5.2 核磁共振的物理學(xué)基礎(chǔ)(331)
7.5.3 核磁共振波譜儀設(shè)計(jì)原理(337)
7.5.4 磁共振成像儀設(shè)計(jì)原理(341)
7.5.5 磁共振血管造影(350)
7.6 放射性同位素成像(351)
7.6.1 概述(351)
7.6.2 放射性及放射性衰變(353)
7.6.3 放射性核素的產(chǎn)生(356)
7.6.4 放射探測器(357)
7.6.5 放射性同位素成像基礎(chǔ)(359)
7.6.6 放射性化學(xué)藥物與制備(362)
7.6.7 正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(365)
7.6.8 單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(368)
習(xí)題(370)
第八章 醫(yī)用化學(xué)分析類儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(371)
8.1 概述(371)
8.1.1 醫(yī)學(xué)化學(xué)測量的基本要求(371)
8.1.2 醫(yī)學(xué)化學(xué)量的取樣(371)
8.2 醫(yī)學(xué)化學(xué)量傳感器設(shè)計(jì)原理(373)
8.2.1 電化學(xué)傳感器(373)
8.2.2 基于光學(xué)的化學(xué)量傳感器(386)
8.2.3 基于聲學(xué)和熱學(xué)的化學(xué)量傳感器(390)
8.2.4 生物傳感器(392)
8.3 醫(yī)用化學(xué)分析儀器設(shè)計(jì)原理(397)
8.3.1 質(zhì)譜測量儀(397)
8.3.2 色譜儀(400)
8.3.3 電泳儀(401)
8.3.4 磁共振波譜儀(402)
8.3.5 針對(duì)化學(xué)量物理特性的分析儀(404)
8.4 醫(yī)學(xué)化學(xué)量的連續(xù)測量(406)
8.4.1 植入式傳感器的測量(406)
8.4.2 體外測量和顯微透析測量(410)
8.4.3 經(jīng)皮測量(414)
8.5 呼吸氣體測量與分析(418)
8.5.1 通氣監(jiān)測(418)
8.5.2 新陳代謝率的評(píng)估(420)
8.5.3 電子鼻(421)
習(xí)題(422)
第九章 治療類儀器設(shè)計(jì)原理(423)
9.1 概述(423)
9.2 電治療類儀器設(shè)計(jì)原理(424)
9.2.1 電刺激方式與效應(yīng)(425)
9.2.2 植入式電刺激器的基本要求(429)
9.2.3 植入式神經(jīng)肌肉刺激器(431)
9.2.4 人工心臟起搏器(433)
9.2.5 心臟除顫器(435)
9.2.6 高頻電刀(442)
9.2.7 膈肌起搏器設(shè)計(jì)實(shí)例(448)
9.3 激光治療儀(453)
9.3.1 激光產(chǎn)生原理(453)
9.3.2 激光的基本特性(455)
9.3.3 激光器的類型和基本組成(455)
9.3.4 生物醫(yī)學(xué)激光束的傳輸(456)
9.3.5 激光的生物效應(yīng)(458)
9.3.6 不同類型激光對(duì)生物組織的作用(460)
9.3.7 臨床常用的生物醫(yī)學(xué)激光的特點(diǎn)(463)
9.4 微波治療儀(464)
9.4.1 微波的特點(diǎn)(464)
9.4.2 微波的產(chǎn)生(465)
9.4.3 微波的傳輸(468)
9.4.4 微波的輻射(471)
9.4.5 微波的生物效應(yīng)(475)
9.4.6 微波治療儀在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用(477)
9.4.7 微波的安全防護(hù)(478)
9.5 超聲治療儀(479)
9.5.1 概述(479)
9.5.2 超聲波的產(chǎn)生與發(fā)射(480)
9.5.3 超聲手術(shù)(484)
9.5.4 超聲碎石(485)
9.5.5 超聲治癌(486)
9.5.6 超聲波的生物效應(yīng)與作用機(jī)制(486)
9.5.7 超聲治療的安全劑量(490)
習(xí)題(491)
第十章 醫(yī)學(xué)儀器的認(rèn)證(492)
10.1 我國醫(yī)學(xué)儀器的監(jiān)管和認(rèn)證(492)
10.1.1 引言(492)
10.1.2 醫(yī)療儀器新產(chǎn)品的審批(493)
10.1.3 醫(yī)療儀器的注冊(cè)管理(494)
10.2 美國醫(yī)學(xué)儀器的監(jiān)管和FDA認(rèn)證(495)
10.2.1 醫(yī)療器械管理機(jī)構(gòu)及職責(zé)(496)
10.2.2 醫(yī)療器械管理法規(guī)(497)
10.2.3 FDA的審批流程(499)
10.3 醫(yī)學(xué)儀器的電器安全評(píng)估(500)
10.3.1 國際安全標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展簡況(500)
10.3.2 國內(nèi)安全標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展簡況(502)
10.3.3 我國醫(yī)用電氣設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)(502)
10.4 醫(yī)學(xué)儀器的生物安全評(píng)估(504)
10.4.1 ISO提出的生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)(504)
10.4.2 我國衛(wèi)生部提出的生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)(504)
10.5 醫(yī)學(xué)儀器的臨床研究管理(506)
10.5.1 我國的臨床研究標(biāo)準(zhǔn)(506)
10.5.2 美國的臨床研究法規(guī)(507)
10.5.3 美國和歐共體有關(guān)臨床研究管理的對(duì)比(509)
習(xí)題(510)
附錄A 人體生理參數(shù)測量簡表(511)
附錄B 醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域法定計(jì)量單位(513)
附錄C 我國醫(yī)學(xué)儀器的重要標(biāo)準(zhǔn)(523)
參考文獻(xiàn)(527)