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1 绪论1

1.1 生物医学测量的范围1

1.2 生物医学测量的基本特点2

1.2.1 生物医学测量基本属于弱信号测量2

1.2.2 生物体内的噪声对测量有重要影响2

1.2.3 信息测量中容易引入外界环境的干扰3

1.2.4 生物医学信息的多变性4

1.2.5 生物医学测量的安全要求5

1.3 生物医学测量方法的分类6

1.3.1 按测量对象分：离体测量与在体测量6

1.3.2 按测量条件分：无创测量、有创测量与微创测量7

1.3.3 按测量结果表达形式分：一维信息测量和多维信息测量7

1.4 生物医学测量电极与传感器8

1.4.1 引言8

1.4.2 生物医学传感器的分类9

1.4.3 生物医学传感器的发展10

1.5 生物医学测量仪器12

1.5.1 生物医学测量系统的基本组成12

1.5.2 生物医学测量仪器的种类12

1.5.3 生物医学测量仪器的主要技术指标14

1.6 生物医学测量及其仪器的发展简史和趋势19

1.6.1 生物医学测量及其仪器的发展与现状19

1.6.2 生物医学测量及其仪器的发展趋势21

2 生物电测量及仪器24

2.1 生物电测量电极24

2.2 心电测量及仪器25

2.2.1 心电的产生和心电图25

2.2.2 体表心电图导联27

2.2.3 心电图描记——心电图机29

2.2.4 心电图的自动诊断35

2.2.5 心电向量图37

2.2.6 希氏束电图及其测量40

2.2.7 心室晚电位测量46

2.2.8 高频心电图分析仪49

2.2.9 运动心电图测量51

2.2.10 心电地形图仪——体表心电标测系统51

2.2.11 心电图逆问题54

2.3 脑电测量及仪器55

2.3.1 脑电的产生和脑电图55

2.3.2 脑电图机55

2.3.3 脑电信号分析57

2.3.4 诱发脑电技术60

2.3.5 脑电技术的延伸62

2.4 肌电测量及仪器63

2.4.1 肌细胞中的生物电位63

2.4.2 肌电的引导与记录64

2.4.3 典型肌电图仪的结构与指标65

2.4.4 肌电图检查66

2.5 其他生物电测量及仪器70

2.5.1 视网膜电图、眼电图及眼震电图70

2.5.2 胃电图74

2.6 多道电生理记录仪76

2.7 生物磁测量：心磁图和脑磁图77

3 生理参数测量及仪器81

3.1 生理参数的传感技术81

3.1.1 位移传感器81

3.1.2 压力传感器81

3.1.3 流量传感器81

3.1.4 振动传感器82

3.1.5 温度传感器82

3.1.6 光传感器82

3.2 血压及心输出量测量技术82

3.2.1 引言82

3.2.2 有创血压监测83

3.2.3 无创血压监测92

3.2.4 心输出量测量94

3.3 生物声测量98

3.3.1 引言98

3.3.2 心音测量及仪器98

3.3.3 耳声发射测量100

3.4 血流测量及仪器101

3.4.1 引言101

3.4.2 电磁血流量计104

3.4.3 超声多普勒血流仪106

3.4.4 激光多普勒血流仪108

3.4.5 阻抗式血流图仪112

3.5 体温测量114

3.5.1 引言114

3.5.2 热电偶测量114

3.5.3 PN结测温115

3.5.4 金属丝热电阻和半导体热敏电阻测温116

3.5.5 液晶测温116

3.5.6 石英晶体测温117

3.5.7 深部体温的测量117

3.5.8 非接触式测温和温度分布的测量117

3.6 呼吸功能测量及仪器118

3.6.1 引言118

3.6.2 压差式呼吸流量计121

3.6.3 电阻抗式呼吸监测仪124

3.6.4 肺顺应性的测量125

3.7 血液流变学测量与仪器127

3.7.1 引言127

3.7.2 血液黏度计129

3.7.3 血液流变仪130

3.8 在体无创及微创测量技术132

4 生化参数测量与仪器134

4.1 引言134

4.1.1 生化参数测量的特点134

4.1.2 现行生化参数测量技术134

4.2 血气分析仪136

4.2.1 血氧测定136

4.2.2 血中二氧化碳测定140

4.2.3 血液pH测量142

4.2.4 集成化血气分析电极142

4.2.5 血气分析仪143

4.3 经皮血气监测仪144

4.3.1 经皮血气监测144

4.3.2 电化学电极经皮血气监测145

4.3.3 质谱仪式经皮血气监测147

4.3.4 气相色谱分析式经皮血气监测147

4.3.5 临床应用148

4.4 电解质分析仪149

4.4.1 临床用离子选择电极149

4.4.2 临床用电解质分析仪152

4.5 自动生化分析仪153

4.5.1 流动式自动生化分析仪154

4.5.2 分立式自动分析仪156

4.5.3 离心式自动分析仪157

4.5.4 反应速度测定仪158

4.6 临床实验室信息系统159

4.7 生化参数测量技术的几个发展方向161

4.7.1 新型化学及生物传感器的开发和应用161

4.7.2 多种检测方法、技术的综合化，实现生化检验的全自动化161

4.7.3 从离体测量向在体测量过渡162

5 病房监护系统163

5.1 概述163

5.2 心电床边监护仪165

5.2.1 引言165

5.2.2 模拟式心电床边监护仪165

5.2.3 波形-字符同屏显示的心电床边监护仪167

5.2.4 心律失常床边监护仪170

5.2.5 多参数床边监护仪181

5.3 中央集中监护183

5.3.1 引言183

5.3.2 心电集中监护系统183

5.3.3 多生理参数集中监护系统195

5.4 动态监护204

5.4.1 动态心电监护204

5.4.2 动态血压监护206

5.4.3 其他209

5.5 其他类型的监护系统209

5.5.1 胎儿监护209

5.5.2 新生儿监护210

5.5.3 高压氧舱监护211

5.5.4 麻醉监护212

5.5.5 睡眠监护215

5.6 临床监护信息系统216

5.7 监护系统的几个发展方向217

5.7.1 多功能监护217

5.7.2 多参数监护218

5.7.3 自动化及闭环控制218

5.7.4 系统化及网络化218

5.7.5 携带式及植入式监护218

6 生理参数的远程传输及监测技术220

6.1 概述220

6.1.1 生物医学遥测分类220

6.1.2 生物医学遥测系统组成220

6.1.3 远程医疗221

6.2 远程传输的几个核心技术221

6.2.1 调制与解调221

6.2.2 编码与解码223

6.2.3 基带传输与频带传输224

6.2.4 多路复用技术225

6.3 无线电遥测监护226

6.3.1 心电图无线遥测226

6.3.2 血压无线遥测228

6.4 生理参数的光遥测231

6.4.1 引言231

6.4.2 多道生理参数的光遥测系统231

6.5 电话线传输监护技术233

6.5.1 引言233

6.5.2 心电图模拟式有线传输监护系统举例235

6.6 基于LAN和WAN的远程诊断237

6.7 利用卫星通信系统实现远程诊断239

6.7.1 引言239

6.7.2 实例242

6.8 前景243

6.8.1 宽带远程网络243

6.8.2 虚拟医院244

6.8.3 标准与立法244

7 医学超声测量与仪器245

7.1 概述245

7.1.1 引言245

7.1.2 医学超声测量技术的分类245

7.1.3 医学超声测量技术的特点246

7.1.4 超声测量技术在临床中的应用246

7.2 医学超声诊断的声学基础247

7.2.1 超声波及其主要声学参量247

7.2.2 超声波在人体组织中的传播249

7.2.3 超声场253

7.3 A型和M型超声测量仪器256

7.3.1 A型超声测量仪器256

7.3.2 M型超声测量仪器258

7.4 B型超声测量仪器259

7.4.1 引言259

7.4.2 机械扇形扫描超声诊断仪260

7.4.3 机械径向扫描超声诊断仪263

7.4.4 电子线阵超声诊断仪265

7.4.5 电子凸阵超声诊断仪270

7.4.6 电子相控阵超声诊断仪271

7.4.7 环阵相控超声诊断仪273

7.4.8 B型超声测量仪器的主要部件及电路设计原则274

7.5 超声彩色血流成像277

7.5.1 超声彩色血流成像特点和临床意义278

7.5.2 彩色血流成像设备结构278

8 植入式测量及仪器280

8.1 植入式电子系统概述280

8.1.1 引言280

8.1.2 典型应用与进展280

8.1.3 植入式电子系统的特点281

8.2 吞服式无线电遥测胶囊282

8.3 植入式无线电遥测系统284

8.3.1 引言284

8.3.2 植入式颅内压遥测285

8.3.3 植入式肌电遥测286

8.3.4 植入式体温遥测287

8.3.5 多道植入式遥测288

8.4 植入式超声波遥测系统289

8.5 植入式光遥测系统291

8.6 植入式闭环测控系统292

8.6.1 植入式闭环人工胰292

8.6.2 植入式心脏起搏器和除颤器293

8.7 总结与展望298

9 生物医学光子测量技术300

9.1 生物医学光子学概述300

9.1.1 引言300

9.1.2 生物光子学300

9.1.3 医学光子学301

9.2 生物系统的光子辐射301

9.2.1 引言301

9.2.2 生物系统光子辐射产生的物理机制302

9.2.3 生物系统的自发超弱发光303

9.2.4 生物系统的诱导超弱发光304

9.2.5 生物系统超弱发光的主要检测方法304

9.2.6 生物系统超弱发光技术的应用305

9.3 激光共焦扫描显微技术305

9.3.1 荧光探剂305

9.3.2 激光共焦扫描显微技术306

9.4 组织光学参数的测量方法与技术309

9.4.1 引言309

9.4.2 组织的光学特性参数及其描述309

9.4.3 组织光学参数的测量方法与技术311

9.5 医学光谱技术313

9.5.1 生物组织的自体荧光与药物荧光光谱313

9.5.2 生物组织的喇曼光谱317

9.6 光子成像技术319

9.6.1 引言319

9.6.2 时间分辨成像技术320

9.6.3 相干分辨成像技术（OCT）320

10 细胞和分子层次的检测技术324

10.1 引言：细胞及基因324

10.2 显微镜326

10.2.1 光学及电子显微镜326

10.2.2 扫描隧道显微镜331

10.3 细胞层次的电生理学方法333

10.3.1 微电极及其应用333

10.3.2 膜片钳技术334

10.4 DNA测序仪336

10.4.1 DNA测序的意义336

10.4.2 DNA测序的原理、方法及仪器336

10.5 PCR技术340

10.5.1 PCR技术的基本原理340

10.5.2 典型的PCR仪340

10.5.3 PCR反应的特点341

10.5.4 PCR技术的应用举例342

10.6 生物芯片及其应用342

10.6.1 生物芯片的加工制备343

10.6.2 生物芯片的种类343

10.6.3 生物芯片的应用举例344

10.7 毛细管电泳仪345

10.8 X线衍射仪346

10.9 流式细胞仪347

10.10 细胞信号转导348

10.11 示踪技术348

10.12 纳米技术及应用349

10.13 前景350

11 医学成像及图像引导下的诊疗技术352

11.1 引言352

11.1.1 成像方法及系统组成352

11.1.2 图像处理、测量和分析技术353

11.2 X线成像354

11.2.1 X线及其形成：X线管354

11.2.2 常规X线诊断装置357

11.2.3 X线电视系统360

11.2.4 数字式X线机361

11.2.5 数字减影364

11.3 X线计算机断层成像系统366

11.3.1 X-CT成像的数理基础366

11.3.2 X-CT的成像过程368

11.3.3 X-CT扫描装置的组成369

11.3.4 X-CT的演进370

11.3.5 X-CT的主要技术指标374

11.4 磁共振成像374

11.4.1 引言374

11.4.2 磁共振成像的基本原理374

11.4.3 MRI系统组成及分类376

11.4.4 磁共振造影成像378

11.4.5 功能磁共振成像381

11.5 核医学成像383

11.5.1 引言383

11.5.2 γ照相机384

11.5.3 单光子发射型计算机断层成像（SPECT）386

11.5.4 正电子发射型计算机断层成像（PET）387

11.5.5 图像的融合：SPECT/MRI,PET/CT391

11.6 电阻抗成像391

11.7 医学图像的存储与传输394

11.7.1 引言394

11.7.2 PACS的主要组成部分395

11.7.3 DICOM标准397

11.7.4 RIS、HIS、PACS的关系398

11.8 几种成像系统的比较398

11.9 图像引导下的诊断与治疗技术400

11.9.1 图像引导下的计算机辅助诊断400

11.9.2 图像引导下的心脏射频消融技术400

11.9.3 图像引导下的外科手术403

11.9.4 基于放疗的图像技术403

11.9.5 高强度聚焦超声治疗404

参考文献408

附录一 医学仪器的性能检测及质量评估410

附录二 常用专业名词缩略语及英汉对照420