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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：无创测量与有创测量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47

2.2.8 高频心电图分析仪50

2.2.9 运动心电图测量52

2.2.10 心电地形图仪——体表心电标测系统52

2.2.11 心电图逆问题55

2.3 脑电测量及仪器56

2.3.1 脑电的产生和脑电图56

2.3.2 脑电图机56

2.3.3 脑电信号分析59

2.3.4 诱发脑电技术61

2.3.5 脑电技术的延伸63

2.4 肌电测量及仪器64

2.4.1 肌细胞中的生物电位64

2.4.2 肌电的引导与记录65

2.4.3 典型肌电图仪的结构与指标66

2.4.4 肌电图检查68

2.5 其他生物电测量及仪器71

2.5.1 视网膜电图、眼电图及眼震电图71

2.5.2 胃电图75

2.6 多道电生理记录仪78

2.7 生物磁测量：心磁图和脑磁图79

3 生理参数测量及仪器83

3.1 生理参数的传感技术83

3.1.1 位移传感器83

3.1.2 压力传感器83

3.1.3 流量传感器83

3.1.4 振动传感器84

3.1.5 温度传感器84

3.1.6 光传感器84

3.2 血压及心输出量测量技术84

3.2.1 引言84

3.2.2 有创血压监测85

3.2.3无创血压监测95

3.2.4 心输出量测量97

3.3 生物声测量101

3.3.1 引言101

3.3.2心音测量及仪器101

3.3.3 耳声发射测量103

3.4 血流测量及仪器104

3.4.1 引言104

3.4.2 电磁血流量计108

3.4.3 超声多普勒血流仪109

3.4.4 激光多普勒血流仪112

3.4.5 阻抗式血流图仪115

3.5 体温测量118

3.5.1 引言118

3.5.2 热电偶测量118

3.5.3 PN结测温119

3.5.4 金属丝热电阻和半导体热敏电阻测温119

3.5.5 液晶测温120

3.5.6 石英晶体测温121

3.5.7 深部体温的测量121

3.5.8 非接触式测温和温度分布的测量121

3.6 呼吸功能测量及仪器121

3.6.1 引言121

3.6.2 压差式呼吸流量计124

3.6.3 电阻抗式呼吸监测仪128

3.6.4 肺顺应性的测量129

3.7 血液流变学测量与仪器131

3.7.1 引言131

3.7.2 血液黏度计132

3.7.3 血液流变仪134

3.8 在体无创及微创测量技术136

4 生化参数测量与仪器138

4.1 引言138

4.1.1 生化参数测量的特点138

4.1.2 现行生化参数测量技术138

4.2 血气分析仪140

4.2.1 血氧测定140

4.2.2 血中二氧化碳测定144

4.2.3 血液pH测量146

4.2.4 集成化血气分析电极146

4.2.5 血气分析仪147

4.3 经皮血气监测仪148

4.3.1 经皮血气监测148

4.3.2 电化学电极经皮血气监测149

4.3.3 质谱仪式经皮血气监测151

4.3.4 气相色谱分析式经皮血气监测151

4.3.5 临床应用152

4.4 电解质分析仪153

4.4.1 临床用离子选择电极153

4.4.2 临床用电解质分析仪156

4.5 自动生化分析仪157

4.5.1 流动式自动生化分析仪158

4.5.2 分立式自动分析仪160

4.5.3 离心式自动分析仪161

4.5.4 反应速度测定仪162

4.6 生化参数测量技术的几个发展方向163

4.6.1 新型化学及生物传感器的开发和应用163

4.6.2 多种检测方法、技术的综合化，实现生化检验的全自动化164

4.6.3 从离体测量向在体测量过渡164

5 病房监护系统166

5.1 概述166

5.2 心电床边监护仪168

5.2.1 引言168

5.2.2 模拟式心电床边监护仪168

5.2.3 波形－字符同屏显示的心电床边监护仪170

5.2.4 心律失常床边监护仪173

5.2.5 多参数床边监护仪184

5.3 中央集中监护186

5.3.1 引言186

5.3.2 心电集中监护系统186

5.3.3 多生理参数集中监护系统198

5.4 动态监护207

5.4.1 动态心电监护207

5.4.2 动态血压监护209

5.4.3 其他212

5.5 胎儿监护仪212

5.6 监护系统的几个发展方向213

5.6.1 多功能监护213

5.6.2 多参数监护214

5.6.3 自动化及闭环控制214

5.6.4 系统化及网络化214

5.6.5 携带式及植入式监护215

6 生理参数的远程传输及监测技术216

6.1 概述216

6.1.1 生物医学遥测分类216

6.1.2 生物医学遥测系统组成216

6.1.3 远程医疗217

6.2 远程传输的几个核心技术217

6.2.1 调制与解调217

6.2.2 编码与解码219

6.2.3 基带传输与频带传输220

6.2.4 多路复用技术221

6.3 无线电遥测监护222

6.3.1 心电图无线遥测222

6.3.2 血压无线遥测224

6.4 生理参数的光遥测227

6.4.1 引言227

6.4.2 多道生理参数的光遥测系统227

6.5 电话线传输监护技术229

6.5.1 引言229

6.5.2 心电图模拟式有线传输监护系统举例231

6.6 基于LAN和WAN的远程诊断233

6.7 利用卫星通信系统实现远程诊断234

6.7.1 引言234

6.7.2 实例237

6.8 前景238

6.8.1 宽带远程网络238

6.8.2 虚拟医院238

6.8.3 标准与立法239

7 医学超声测量与仪器240

7.1 概述240

7.1.1 引言240

7.1.2 医学超声测量技术的分类240

7.1.3 医学超声测量技术的特点241

7.1.4 超声测量技术在临床中的应用241

7.2 医学超声诊断的声学基础242

7.2.1 超声波及其主要声学参量242

7.2.2 超声波在人体组织中的传播244

7.2.3 超声场248

7.3 A型和M型超声测量仪器251

7.3.1 A型超声测量仪器251

7.3.2 M型超声测量仪器253

7.4 B型超声测量仪器254

7.4.1 引言254

7.4.2 机械扇形扫描超声诊断仪255

7.4.3 机械径向扫描超声诊断仪258

7.4.4 电子线阵超声诊断仪260

7.4.5 电子凸阵超声诊断仪265

7.4.6 电子相控阵超声诊断仪266

7.4.7 环阵相控超声诊断仪268

7.4.8 B型超声测量仪器的主要部件及电路设计原则269

7.5 超声彩色血流成像272

7.5.1 超声彩色血流成像特点和临床意义273

7.5.2 彩色血流成像设备结构273

8 植入式测量及仪器275

8.1 植入式电子系统概述275

8.1.1 引言275

8.1.2 典型应用与进展275

8.1.3 植入式电子系统的特点276

8.2 吞服式无线电遥测胶囊277

8.3 植入式无线电遥测系统279

8.3.1 引言279

8.3.2 植入式颅内压遥测280

8.3.3 植入式肌电遥测281

8.3.4 植入式体温遥测282

8.3.5 多道植入式遥测283

8.4 植入式超声波遥测系统284

8.5 植入式光遥测系统286

8.6 植入式闭环测控系统287

8.6.1 植入式闭环人工胰287

8.6.2 植入式自动除颤器288

8.7 展望290

9 生物医学光子测量技术292

9.1 生物医学光子学概述292

9.1.1 引言292

9.1.2 生物光子学292

9.1.3 医学光子学293

9.2 生物系统的光子辐射293

9.2.1 引言293

9.2.2 生物系统光子辐射产生的物理机制294

9.2.3 生物系统的自发超弱发光295

9.2.4 生物系统的诱导超弱发光296

9.2.5 生物系统超弱发光的主要检测方法296

9.2.6 生物系统超弱发光技术的应用297

9.3 激光共焦扫描显微技术297

9.3.1 荧光探剂297

9.3.2 激光共焦扫描显微技术298

9.4 组织光学参数的测量方法与技术301

9.4.1 引言301

9.4.2 组织的光学特性参数及其描述301

9.4.3 组织光学参数的测量方法与技术303

9.5 医学光谱技术305

9.5.1 生物组织的自体荧光与药物荧光光谱305

9.5.2 生物组织的喇曼光谱309

9.6 光子成像技术311

9.6.1 引言311

9.6.2 时间分辨成像技术312

9.6.3 相干分辨成像技术（OCT）312

10 细胞和分子层次的检测技术316

10.1 引言316

10.2 扫描隧道显微镜317

10.2.1 扫描隧道显微镜的成像原理317

10.2.2 扫描隧道显微镜的结构318

10.2.3 扫描隧道显微镜的应用318

10.3 细胞层次的电生理学方法318

10.3.1 微电极及其应用319

10.3.2 膜片钳技术320

10.4 DNA测序仪322

10.4.1 DNA测序的意义322

10.4.2 DNA测序的原理、方法及仪器322

10.5 PCR技术326

10.5.1 PCR技术的基本原理326

10.5.2 PCR反应的特点326

10.5.3 PCR技术的应用举例327

10.6 生物芯片及其应用327

10.6.1 生物芯片的加工制备328

10.6.2 生物芯片的种类328

10.6.3 生物芯片的应用举例329

10.7 毛细管电泳仪330

10.8 X射线衍射仪331

10.9 正电子发射型计算机断层成像及其应用332

10.9.1 PECT的原理332

10.9.2 PECT的应用举例333

10.10 细胞信号转导334

10.11 示踪技术335

10.12 纳米技术及应用336

10.13 前景337

参考文献339

附录 常用名词缩写及英汉对照341