生物电子学 第三章生物(医学)信息的获取
生物电子学 第三章 生物（医学）信息的获取
31工程技术对医学的影响 第一阶段:萌芽阶段 时间:17世纪—19世纪 ●标志:出现了听诊器、体温计和血压计 第二阶段:渗入阶段 时间:19世纪末以后 标志:两件大事 ·1895年11月8日,伦琴发现了X射线。1895年12月22日,伦琴为 其夫人拍摄第一张Ⅹ光片 电技术出现,导致心电图、脑电图的测量和研究 1895年,荷兰医生 inthoven首次得到心电图 1903年,用电流计记录了心电图 1947年,脑的A型超声 1953年,二维超声实时成像 生物(医学)电子学
生物（医学）电子学 2 3.1 工程技术对医学的影响 第一阶段：萌芽阶段 时间：17世纪—19世纪 标志：出现了听诊器、体温计和血压计 第二阶段：渗入阶段 时间：19世纪末以后 标志：两件大事 1895年11月8日，伦琴发现了X射线。1895年12月22日，伦琴为 其夫人拍摄第一张X光片 电技术出现，导致心电图、脑电图的测量和研究 1895年，荷兰医生Einthoven首次得到心电图 1903年，用电流计记录了心电图 1947年，脑的A型超声 1953年，二维超声实时成像
第三阶段:冲击阶段 时间:20世纪60年代以后 动力:微电技术、计算机技术 例:心电的进展 1961年, Holter完成磁带记录24小时监测、回放,准确 率66% 70年代,计算机识别QRs波,准确率97% 例:CT技术 1971年, Hounsfield(英国工程师) 获得诺贝尔奖 目前,各种CT,包括:XCT,超高速X-CT,单光子发射 CT,正电子发射CT,核磁共振CT等 生物(医学)电子学
生物（医学）电子学 3 第三阶段：冲击阶段 时间：20世纪60年代以后 动力：微电技术、计算机技术 例：心电的进展 1961年，Holter完成磁带记录24小时监测、回放，准确 率66% 70年代，计算机识别QRS波，准确率97% 例：CT技术 1971年，Hounsfield（英国工程师） 获得诺贝尔奖 目前，各种CT，包括：X-CT，超高速X-CT，单光子发射 CT，正电子发射CT，核磁共振CT等
第四阶段:融合 时间:20世纪80年代以后 标志:医疗仪器的全面计算机化 医疗技术的植入化、远程化和介入治疗 例:植入化 心脏起博器,30年前180克,现在16克 胃电装置(减肥、食欲) 视网膜显示器:调节二极管发出的光子流,使其略过视网膜, 形成扫描,使振动色彩图像被大脑接收,可以使白内障患者 看见东西。 纳米技术:进入血管检查,把数据送回监视器 远程化:与网络通信技术相结合 ●计算机辅助治疗兴起 多功能医疗手段出现 临床信息系统一 生物(医学)电子学
生物（医学）电子学 4 第四阶段：融合 时间：20世纪80年代以后 标志：医疗仪器的全面计算机化 医疗技术的植入化、远程化和介入治疗 例：植入化 心脏起博器，30年前180克，现在16克 胃电装置（减肥、食欲） 视网膜显示器：调节二极管发出的光子流，使其略过视网膜， 形成扫描，使振动色彩图像被大脑接收，可以使白内障患者 看见东西。 纳米技术：进入血管检查，把数据送回监视器 远程化：与网络通信技术相结合 计算机辅助治疗兴起 多功能医疗手段出现 临床信息系统
32生物电位电极 生物电引导电极的概念 完成人体(或其它生物体)和测量系统之间 的界面作用,把离子电流变为电子电流。 在人体内,离子导电 在测量系统内,电子导电 生物(医学)电子学
生物（医学）电子学 5 3.2 生物电位电极 生物电引导电极的概念 完成人体（或其它生物体）和测量系统之间 的界面作用，把离子电流变为电子电流。 在人体内，离子导电 在测量系统内，电子导电
1.电极的极化电压 构成:引导电极是经过一定处理的金属板、 金属丝或金属网; 与电极直接接触的是电解质溶液;(导电膏, 人体汗液、人体组织液、电极插入、埋藏式 等) 形成一个金属—电解质溶液界面 生物(医学)电子学
生物（医学）电子学 6 1. 电极的极化电压 构成：引导电极是经过一定处理的金属板、 金属丝或金属网； 与电极直接接触的是电解质溶液；（导电膏， 人体汗液、人体组织液、电极插入、埋藏式 等） 形成一个金属—电解质溶液界面
电化学知识 了当金属放入水溶液时,因 极性水分子的作用 ●金属离子离开金属进入水 中,在金属上留下相应数 量的自由电子,金属呈负 电; 金属(带-电)与水中的+ 离子相互吸引,导致动态 平衡; 金属与水溶液之间形成电 荷分布一双电层。产生 定的电位差。 生物(医学)电子学
生物（医学）电子学 7 电化学知识 当金属放入水溶液时，因 极性水分子的作用： 金属离子离开金属进入水 中，在金属上留下相应数 量的自由电子，金属呈负 电； 金属（带-电）与水中的+ 离子相互吸引，导致动态 平衡； 金属与水溶液之间形成电 荷分布—双电层。产生一 定的电位差。 + + + -
电极的概念 了电极:由金属浸在含有该金属离子溶液中所构 成的体系称为电极。 电极电位:金属与溶液之间的界面的电位差称 为电极电位。 电极电位的定义:E=RhnC f K CR_气体常数,8314/ mol. k: F法拉弟常数,96487库伦; T绝对温度; n离子价数; C金属离子的有效浓度(mo/L);K一与金属特性有关的常数 生物(医学)电子学
生物（医学）电子学 8 电极的概念 电极：由金属浸在含有该金属离子溶液中所构 成的体系称为电极。 电极电位：金属与溶液之间的界面的电位差称 为电极电位。 电极电位的定义： R—气体常数，8.314J/mol.K; F—法拉弟常数，96487库伦； T—绝对温度； n—离子价数； C—金属离子的有效浓度(mol/L); K—与金属特性有关的常数 K C nF RT E = ln
c在室温下: E0.0591,C lgk 当C=1时,E1=210421gk 生物(医学)电子学
生物（医学）电子学 9 在室温下： 当C=1时， K C n E lg 0.0591 = k n T E 2 10 lg 4 0 − = −
电极的极化 电极的极化 ●指电极与电解质溶液界面形成双电层; 在有电流通过时,电极—电解质溶液界面的电位发生 变化(高度极化、不极化) 在生物医学工程领域,记录直流或缓慢变化的生物电 位,需用不极化的电极。 例:用双极导联记录心电、脑电,所记录的是信号两 点的电位差,若两电极本身电位不同,则造成伪差。 电极电位漂移的原因: 材料的细微差别 电极表面受到污染 移动 生物(医学)电子学
生物（医学）电子学 10 电极的极化 电极的极化 指电极与电解质溶液界面形成双电层； 在有电流通过时，电极—电解质溶液界面的电位发生 变化（高度极化、不极化） 在生物医学工程领域，记录直流或缓慢变化的生物电 位，需用不极化的电极。 例：用双极导联记录心电、脑电，所记录的是信号两 点的电位差，若两电极本身电位不同，则造成伪差。 电极电位漂移的原因： 材料的细微差别 电极表面受到污染 移动