导图社区 医学仪器简介
这是一篇关于医学仪器简介的思维导图，主要内容有第一节:医学仪器的定义和分类、第二节:生物电检测仪器、第三节:血压检测仪器等。
这是一篇关于基础化学-缓冲体系的思维导图，主要内容有缓冲溶液的组成及缓冲机制、缓冲溶液pH的计算、缓冲容量和缓冲范围、缓冲溶液的配制。
这是一篇关于基础化学-电解质溶液的思维导图，主要内容有强电解质溶液理论、酸碱理论、水溶液中的酸碱平衡及计算、难溶强电解质的沉淀溶解平衡。
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医学仪器简介
第一节：医学仪器的定义和分类
使用范围分类
诊断监护
•X射线诊断仪器
• 超声诊断仪器
• 功能检查仪器
• 内镜检查仪器
• 核医学仪器
• 磁共振成像仪器
• 实验室诊断仪器
• 五官科检查仪器
• 病理诊断设备
发展趋势
诊断仪器的发展更注重结构与功能信息的同步获取，获得 高时空分辨率诊断结果，并希望能深入揭示细胞、分子级信息
高通量诊断新技术
多模态成像
光相干断层成像（optical coherence tomography，OCT）、高光谱与荧光成像、血管内超声成像、光声成像等技术
设备小型化
诊断信息的精准实时化采集与处理方法的进步
治疗康复
• 放射治疗设备
• 核医学治疗仪器
• 理化治疗仪器
• 急救设备
• 激光治疗仪器
• 人工器官或器官辅助仪器
• 其他专用治疗设备
手术治疗方式由传统外科、显微外科逐渐过渡到微创外科手术，手术器械的提升以及新的手术辅助设备相比于传统的手术刀有着极大的优势，让治疗器械逐渐走出“冷兵器”时代，极大地提升了手术的精确性。
诊疗一体化
光动力治疗
微创和非侵入式手术
基础辅助
• 病房护理设备
• 手术设备
• 消毒灭菌设备
• 数字化医疗系统
面对人口老龄化、医患资源分布不均衡等社会问题，在医疗大数据信息量的不断累积、医疗设备的逐渐丰富以及数据信息分析技术持续进步的今天，传统医疗中医护人员、医疗资源与患者三者间存在的“时间”“空间”和“功能”的屏障将有望被逐步打破，实现“全时间”“跨空间”“多功能”的智能精准医疗。
大数据的智能医疗决策拥有了更高的准确性 与可靠性。
网络互联技术
随着医学仪器的发展，其相互间的融合与交叉也愈发深入，在一个仪器中整合了多模式的诊断或治疗模式，使医学检验、诊断、治疗等操作不再是独立分离，而呈现出一体化的趋势，为提高诊疗效率、精度，实现多种医学技术间的优势互补作出贡献。
风险分类
美国
监管部门
美国食品药品监督管理总局（Food and Drug Administration，FDA）
分类等级
Ⅰ类：风险度较低
Ⅱ类：风险度中等
Ⅲ类：风险度较高
欧盟
认证部门
第三方认证机构（Notified Bodies）
Ⅰ类： 风险度低
Ⅱa类：风险度中低
Ⅱb类：风险度中高
Ⅲ类： 风险度高
中国
国务院食品药品监督管理部门
第Ⅰ类是风险程度低，实行常规管理可以保证其安全、有效的医疗器械。
第Ⅱ类是具有中度风险，需要严格控制管理以保证其安全、有效的医疗器械。
第Ⅲ类是具有较高风险，需要采取特别措施严格控制管理以保证其安全、有效的医疗器械。
第二节：生物电检测仪器
生物电
本质是离子的跨膜流动
静息电位，RP
细胞安静状态下的电位差，由细胞两侧钾钠离子分布不均而来，静息电位又称为极化状态
动作电位，AP
细胞受到外界刺激时，大量钠离子进入细胞内，胞内电位迅速提升。包含去极化和复极化两个过程
临床常见电信号
心电——心电图
脑电——脑电图
肌电——肌电图
胃电——胃电图
视网膜电——视网膜电图
心电信号——心电图
（一）心电信号的基本知识
窦房结和房室结产生电信号控制心脏
P波：左右心房除极的电位和时间变化； P-R间期：心房开始除极至心室开始除极的间隔时间； P-R段：心房除极结束到心室除极开始的一段时间； QRS波群：左右心室除极的电位和时间变化； ST段：心室早期复极的电位和时间变化； T波：心室晚期复极电位的变化； Q-T间期：心室除极和心室复极的总时间； U波：代表心室肌的激动后电位。
导联
将电极放在体表的两点并分别连接到心电图机的正负 输入端，构成一个测量回路，这种连接方式就称为导联。
标准为12导联
（二）心电图机的原理
( 1 )心电信号的基本参数
频率范围：0.05～100Hz 幅值范围：10V（胎儿）至5mV（成人）
( 2 )心电信号检测中的主要干扰和限制
干扰
电流噪声
50Hz泄漏电流干扰
高频干扰
其他医疗器械干扰
电子器件的噪声
限制
安全性限制：电气安全
避免创伤和对人体的损坏
其他有害于被检测者的限制
( 3 ) 心电图机的基本要求
1）输入阻抗：单端输入阻抗不小于2.5M。
2）输入回路电流：各输入回路电流不大于0.1A。
3）定标电压：有（1±0.05）mV的标准电压，用于对心电图机增益进行校准。
4）灵敏度线性： 灵敏度控制：至少有三个固定增益：5、10和20mm/mV，转换误差范围为±5％。 耐极化电压：加±300mV直流极化电压，灵敏度的变化范围±5％。 最小检测信号：能检测10Hz、20V（峰值）的信号。
5）噪声水平：所有折算到输入端的噪声应小于35µV。
6）频率特性
7）抗干扰能力：共模抑制比KCMR 60dB以上。
8）50Hz干扰抑制滤波器： 20dB。
9）记录速度：记录速度有25×（1±0.05）mm/s、50×（1±0.05）mm/s两档。
10）其他： 医学仪器除了与其他仪器一样能满足环境实验的要求外，还有严格的安全性要求，这些由国标GB10793-2000专门来规定。
（三）心电图机的型式与结构
单道心电图机
多道心电图机
心电工作站
特殊心电图机
动态心电图
长时间连续记录并编辑分析人体心脏在活动与安静状态下的心电信号
运动负荷心电图
通过一定量运动加大患者心脏负荷
胸前体表标测心电图
穿戴式心电图
（四）心电图机的发展趋势
高分辨，高采样率
多通道
配合其他生理参数
长期动态大容量存储心电图系统
连接网络或云计算
便捷
脑电信号——脑电图
（一）脑电图的基本知识
电极的连接方法
单极导联法
双极导联法
（二）脑电图机的原理
1.脑电基本参数
频率范围：DC至100Hz；诊断的主要成分在0.5～60Hz范围。
信号幅值范围：5～100μV。
2. 脑电信号检测中的主要干扰和噪声
（1） 非脑源性生物电流伪差
① 眼电产生的伪差
② 心电产生的伪差
③头颈部肌电的伪差
（2）非生物电流伪差
①眼部运动产生的伪差
②体动产生的伪差
③脉搏波伪差
④呼吸动作伪差
⑤出汗性伪差
⑥静电伪差
⑦来自金属义齿的伪差
（3）来自脑电图机的伪差：导线断裂、电极接触不良等。
（4）工频交流电伪差（出现50Hz）。
（5）电磁感应、高频噪声。
（6）人体静电感应：在脑电图记录过程中，受试者附近有人走动，尤其是穿 毛料或尼龙等人造纤维衣裤时容易产生。
3. 脑电图机的基本参数
（1）幅频特性：1～60Hz，最大允许相对偏差 +5%～-10%。
（2）噪声：不大于3V。
（3）共模抑制比：各通道不小于1104（80dB）。
（4）耐极化电压：加300mV的直流极化电压，幅度最大允许相对偏差5%。
（5）输入阻抗：不小于1M。
（三）脑电图机的主要类型
常规脑电图机
（1）癫痫
（2）精神性疾病
（3）其他疾病
动态脑电图机
由患者携带的一种微型、大容量脑电图记录装置，可在患者处于正常环境下，从事日常活动的过程中，长时间实时的记录患者的全部脑电活动。并将脑电信号通过差分前置放大器记录在磁带上，通过回放，重现原来录制的脑电图图像。
视频脑电图机
视频脑电图就是脑电图和视频的结合
脑电地形图机
脑电地形图（BEAM）是指将脑电信号输入电子计算机进行处理，对各导联各频段的脑电波功率值分析后，用不同的颜色图像进行显示的一项崭新的检查技术，可以对脑电信号进行时间和空间的定量分析，也称为脑电位分布图，是定量脑电图的分析技术之一。
（四）脑电图机的发展趋势
多导联
高分辨率和采样率
穿戴式装置、大容量存储、网络传输与云计算
肌电信号——肌电图
（一）肌电图的基本知识
肌电图（electromyogram，EMG）：通过测定运动单位电位的时限、波幅，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，可区别神经源性损害和肌源性损害，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）。
（二）肌电图机的原理
1. 肌电信号的基本参数
频率范围：10～2000Hz
正常信号幅值：10μv～100mv
脉冲持续时间：0.6～20ms
2. 肌电信号检测中的主要干扰和限制
（1）50Hz工频干扰：市电的供电电压频率为50Hz，它常以电磁波的辐射形式，这种干扰就称为工频干扰，只要在使用交流电源的场所就难以避免这种干扰的存在，而且是强度最大的干扰（源）。
（2）极化电压：由电极和导电膏构成的半电池所出现的极化电压，其幅值可达300mV，是直流电压或频率极低的信号。
（3）电极与人体安装部位的相对运动导致的运动伪迹：常见于运动中的肌电 测量中。
（4）高频噪声：高频噪声来源于无线电设备、其他仪器设备等。
（5）心电或其他非被测肌群的肌电干扰：当采集肌电信号时，除了被采集的肌 电信号以外，其他所有信号（如脑电信号、心电信号）都是干扰信号。
（6）刺激伪迹：刺激伪迹是给与神经细胞刺激时由于刺激的机械作用引起的膜 电势的变化，尤其当刺激强度较大或者电极比较靠近记录部位时将出现很强的 干扰。
3. 肌电图机的基本参数
（1）电压灵敏度：一般为0.05V/div到10mV/div，可分档控制
（2）等效输入噪声：≤1V RMS，更低者可≤0.5V RMS
（3）共模抑制比：≥80dB，高者可达110dB
（4）分辨率：12bit，高者可达24bit
（5）幅值（电压）误差：+5%～-15%
（6）频带：5Hz～1kHz，更优者可达 0.5Hz～10kHz
（7）声刺激强度：可达125dB
（8）刺激恒流源：最大电流脉冲输出强度：100mA（安全上限）
（三）肌电图机的发展趋势
（1）高精度：主要体现在肌电数据采集的高分辨率和高采样率，分别达到16～ 24bit和10kHz以上。
（2）无线和穿戴式：放大器做得越来越轻巧，甚至与电极集成在一起，测量肌电 时做到“无感”。
（3）多功能：与脑电结合，或与加速度、压力传感器等传感器结合并同步实现数 据采集。
第三节：血压检测仪器
一、血压的基础知识
（一）血压的形成
（二）血压的临床意义
二、血压检测的基本原理
直接检测法
间接检测法
（一）柯氏音法
（二）示波测量
三、血压计的应用种类
（一）门诊和家用血压计
（二）自主检测血压计
（三）手术与重症监护用血压计
（四）动态血压监测记录仪
（五）穿戴式血压计
四、血压检测的发展趋势
单片集成化
微小型化
智能化
微功耗及无源化
新方法
动脉张力法
容积补偿法
脉搏波速法
脉搏波特征参数测定法
逆向式测量技术
第四节：血氧饱和度检测仪器
一、血氧饱和度的基础知识
血液中被氧结合的氧合血红蛋白（HbO2）的容量占全部可结合的血红蛋白（hemoglobin，Hb）容量的百分比，即血液中血氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数。而功能性氧饱和度为HbO2浓度与HbO2+Hb浓度之比，有别于氧合血红蛋白所占百分数。因此，监测动脉血氧饱和度可以对肺的氧合和血红蛋白携氧能力进行估计。正常人体动脉血的血氧饱和度为98%，静脉血为75%。人体的新陈代谢过程是生物氧化过程，而新陈代谢过程中所需要的氧，是通过呼吸系统进入人体血液，与血液红细胞中的血红蛋白（Hb），结合成氧合血红蛋白（HbO2），再输送到人体各部分组织细胞中去。血液携带输送氧气的能力即用血氧饱和度来衡量。
二、血氧饱和度检测原理
当入射光透射过某种均匀、无散射溶液时，其光吸收特性遵从Lambert-beer定律
由于人体动脉的搏动能够造成测试部位血液容量的波动，从而引起光吸 收量的变化，而非血液组织（皮肤、肌肉等）的光吸收量是恒定不变的。 脉搏式SaO2测量技术就是利用这个特点，通过检测血液容量波动引起的光 吸收量变化（如图），消除非血液组织的影响，求得SaO2。
三、血氧饱和度检测的发展趋势
（一）大幅度提高ADC的分辨率和采样速度，以获得更加准确的数据。
（二）需求更稳健的模型，以解决个体差异（包括种族差异）带来的误差。
（三）研发高性能SoC芯片，目前已经出现多款脉搏血氧计的SoC芯片，不仅大幅度降低功耗和减少体积，测量精度和稳定性也有显著地提高。
第五节：呼吸检测仪器
一、呼吸检测的基本指标
（一）仅仅是呼吸次数（速率）的检测
（二）有关呼吸的综合参数的检测。又包括两大类指标
1.通气功能
静态肺容量
动态肺容量
小气道功能检测
死腔率（dead space fraction，VD/VT）
动脉血二氧化碳分压（PaCO2）
呼气末二氧化碳（PETCO2）
潮气量（tidal volume，VT）
补吸气量（inspiratory reserve volume，IRV）
补呼气量（expiratory reserve volume，ERV）
残气量（residual volume，RV）
深吸气量（inspiratory capacity ，IC）
功能残气量（functional residual capacity，FRC）
肺活量（vital capacity，VC）
肺总量（total lung capacity ，TLC）
2.换气功能监测
一氧化碳弥散量（DLCO）
肺泡动脉氧分压差（A-aDO2）
肺内分流量（Qs）和分流率（shunt fraction，Qs/QT）
动脉氧分压（PaO2）与氧合指数（PaO2/FiO2）
脉搏血氧饱和度（pulse oxygen saturation, SPO2）
二、呼吸检测的基本原理
（一）热敏电阻法
（二）呼吸感应体积描述法
（三）呼吸压力测量法
（四）生物阻抗法
三、阻抗法呼吸检测仪的结构
四、呼吸检测仪器与技术的发展趋势
（一）单片化和微型化
（二）非接触检测
（三）从其他生理参数检测中提取
（四）家用和穿戴式
第六节：多参数监护仪器
一、仪器的分类
1.根据结构分类
（1） 便携式监护仪：便携机比较小携带方便，结构简单，性能稳定，可以随身携带，可由电池供电，可以使用时间在几小时至几十小时，一般用于非监护室及外出抢救病人的监护。
（2）一般监护仪：一般监护仪通常指床边监护仪，这种机型比较普遍，在医院重症监护室和冠心病监护室得以广泛的应用。它设置在床边与病人连接起来对病人的某些状态（如心率、呼吸率、体温、血压等）进行监视，并显示出参数。它往往与中央监护仪构成一个系统进行监护。
（3）遥测监护仪：遥测方式适合于能走动的病人，属于无线方式。
2.根据功能分类
（1）床边监护仪：它是设置在病床边与病人联结在一起的仪器，能够对病人的各种生理参数或某些状态进行连续的检测，予以显示报警或记录，它也可以与中央监护仪构成一个整体来进行工作。
（2）中央监护仪：又可称为中央监护系统，它是有主监护仪和若干床边监护仪组成的，通过主监护仪可以控制各床边监护仪的工作，对多个被监护对象的情况进行同时监护，它的一个重要任务是完成对各种异常的生理参数的自动记录。
（3）离院监护仪：一般是病人可以随身携带的小型电子监护仪，可以在医院内外对病人的某种生理参数进行连续监护，供医生进行非实时性的检查。
二、多参数监护仪的主要监护参数与功能
三、现代参数监护仪的特点及要求
插件式
积木式
实用性
小型化
可靠性
安全性
四、多参数监护仪中的心电检测
抗高频电刀
抗除颤
抗肌电和运动伪迹
五、多参数监护仪的结构
（一）被检测的参数多，且同步检测。
（二）可靠性高、操作便捷。
（三）模块化、板卡化结构。
六、多参数监护仪的发展趋势
微型化
无线化，网络化
家庭应用和穿戴式
