spContent=随着时代的发展,医学的发展越来越依靠医疗仪器的发展,现代医学仪器通常是集电子和机械于一体的复杂装置,其精密性、可靠性和安全性要求极高。本课程将围绕医学仪器功能、设计原则、电路结构、原理等展开,带领大家走进医学仪器的世界。
随着时代的发展,医学的发展越来越依靠医疗仪器的发展,现代医学仪器通常是集电子和机械于一体的复杂装置,其精密性、可靠性和安全性要求极高。本课程将围绕医学仪器功能、设计原则、电路结构、原理等展开,带领大家走进医学仪器的世界。
—— 课程团队
课程概述
本课程是生物医学工程专业的专业必修课。
适宜对象:本课程可作为高等院校生物医学工程本科的专业课学习视频,也可供从事医学电子仪器设计、使用和维修的工程技术人员参考。
本课程主要阐述常见医学电子仪器的原理、结构和设计原则:分别介绍生理系统建模在仪器设计中的应用、医学电子 仪器设计原则,生物信号测量中的干扰和噪声,信号放大电路及抗干扰和隔离技术,心电测量仪器,心脏治疗仪器(心脏起搏器与除颤器),脑电测量仪器。
课程主要模块:
1、课程分为“医学仪器概述”、“生物信息测量中的噪声和干扰”、“信号处理”、“心电仪器”和“脑电图机”五大模块。
2、其中“生物信息测量中的噪声和干扰”、“信号处理”、“心电仪器”是最基本、最核心的内容。
讲授特色:
1、课程讲授主线脉络清晰、知识要点逻辑连贯;
2、课程教学线上线下互动,更便于学习者熟练准确掌握本课程的知识要点。
授课目标
生物医学工程是医学和工程结合的产物,是利用工程学的方法解决医学问题的一门综合性学科。生物医学工程的大部分研究成果最后的体现形式就是医学仪器,医学仪器是生物医学工程的重要组成部分。
本课程的教学目标是:通过本课程的学习,学习者要掌握医学仪器原理和设计原则,掌握常用医学仪器的基本原理、结构和电路,初步具有运用电子技术、计算机技术、医学信号测量的知识来设计和维护医学仪器的能力,为进一步的专业学习打下基础。
成绩要求
考核方式包括平时考核与期末考核。
平时考核:通过单元测验成绩、单元作业(互评作业)、学生对问题讨论参与程度进行评分;
期末考核:通过期末考试成绩进行评分。
单元测验、单元作业、论坛讨论和期末考试评分比例分别是30%、30%、10%、30%。
课程成绩60~84分为合格,85~100分为优秀。
备注:目前本在线开放课程暂无证书。
课程大纲
医学仪器概述
课时目标:了解医学仪器发展历程、医学仪器的发展对社会发展的影响;熟悉医学仪器的总体分类和仪器基本结构;了解生物医学仪器的特点和设计原则;医学仪器开发准则和安全性要求;了解医学仪器原理课程学习方法、课程主要参考书。
(1)知识点一:生物仪器概述
(2)知识点二:医学仪器的结构和工作方式
(3)知识点三:医学仪器的特性与分类
(4)知识点四:生理系统的建模与仪器设计
(5)知识点五:生物医学仪器的设计原则与步骤
生物信息测量中的噪声和干扰
课时目标:了解人体电子测量中的电磁干扰以及抑制干扰的措施,了解生物医学测量系统中的主要噪声类型以及低噪声放大器的设计。
(1)知识点一:人体电子测量中的电磁干扰
(1.干扰的引入)
(2.合理接地)
(3.屏蔽)
(2)知识点二:测试系统的噪声
(1.噪声的一般性质与生物医学测量中主要噪声类型)
(2.放大器噪声性能参数)
(3.器件的噪声)
(3)知识点三:低噪声放大器设计
信号处理
课时目标:掌握生物电放大器前置级原理,掌握隔离级设计方法,了解生理放大器滤波电路设计。
(1)知识点一:生物电放大器前置级原理
(2)知识点二:隔离级设计
(3)知识点三:生理放大器滤波电路设计
心电仪器
课时目标:了解生物电位和生物电极,掌握心电图的导联连接方法和基本结构,学习分析心电图机的具体电路,了解心脏起搏器、除颤器与心脏复律器。
(1)知识点一:生物电位和生物电极
(2)知识点二:心电图基础知识
(3)知识点三:心电图的导联
(4)知识点四:心电图机的结构
(5)知识点五:心电图机电路分析
(6)知识点六:心脏起搏器
(7)知识点七:心脏除颤器
脑电图机
课时目标:了解脑电图的电生理,掌握脑电图机的导联连接方法和脑电图机工作原理。
(1)知识点一:脑电图基础知识
(2)知识点二:脑电图机的导联方法
(3)知识点三:脑电图机的工作原理
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预备知识
先修课程:《模拟电子技术》、《数字电路与逻辑设计》、《微机原理及其在医学中的应用》。
参考资料
1.教材
1) 《现代医学电子仪器原理与设计(第四版)》,余学飞等,华南理工大学出版社,2018年。
2.主要参考书
1) 《现代医学仪器设计原理》,邓亲恺等,科学出版社,2004年。
2) 《现代医学电子仪器原理与设计(第三版)》,余学飞等,华南理工大学出版社,2013年。