医学电子仪器设计PDF电子书下载

第1章 医学电子仪器的特点 1

1.1生物信号的基本特征 1

1.2生物系统建模与仪器设计 3

1.2.1系统建模与模型特点 3

1.2.2建立生物系统模型的基本方法 4

1.3医学电子仪器的基本构成 7

1.3.1生物信号采集系统 8

1.3.2生物信号处理和控制系统 9

1.3.3生物医学信号的记录与显示系统 9

1.3.4电源管理系统 10

1.3.5辅助系统 10

1.3.6医学仪器的工作方式 11

1.4医学仪器的特性与分类 11

1.4.1医学仪器的主要技术指标 11

1.4.2医学仪器的特殊性 15

1.4.3典型医学参数 15

1.4.4医学仪器的分类 16

1.5生物医学仪器的设计原则与步骤 17

1.5.1医学电子仪器的设计原则 17

1.5.2仪器的设计步骤 18

第2章 常用电子元器件 21

2.1电阻器 21

2.1.1电阻器的参数 21

2.1.2阻抗元件标称值和允许偏差的标志法 22

2.1.3电阻器的杂散参数和选用方法 23

2.2电感器的结构与特点 24

2.2.1电感器的作用 24

2.2.2小型固定电感器 24

2.2.3电感器的杂散参数 24

2.3电容器 25

2.3.1电容器的分类和作用 25

2.3.2常用电容器的特点 25

2.3.3电容器的杂散参数 27

2.4显示、键盘及打印技术 29

2.4.1发光二极管显示器 29

2.4.2液晶显示器 31

2.4.3有机发光显示器 36

2.4.4显示器的控制 38

2.4.5常用键盘类型 39

2.4.6常用打印形式 42

2.5微处理器 44

2.5.1单片机的特点与功用 44

2.5.2常用单片机类型及特点 45

2.6常用器件的主要供应商 47

2.7常用芯片资料的阅读方法 48

第3章 医学仪器常用电路 49

3.1运算放大器的类型和技术参数 49

3.1.1运算放大器的类型 49

3.1.2运算放大器的参数 50

3.1.3集成电路的元器件特性 53

3.2信号放大电路 54

3.2.1反相放大电路 54

3.2.2同相放大器 55

3.2.3基本差动放大电路 56

3.2.4高共模抑制比放大电路 60

3.2.5电桥电路 64

3.2.6隔离放大器 65

3.3滤波电路 66

3.3.1滤波器的分类 66

3.3.2滤波器的主要特性指标 67

3.3.3 RC有源滤波电路 68

3.3.4几款常用的滤波器设计软件 69

3.3.5有源滤波器集成电路 69

3.4典型电源电路 69

3.5生物电放大器前置级原理 72

3.5.1高输入阻抗 72

3.5.2高共模抑制比 73

3.5.3低噪声、低漂移 74

3.5.4设置保护电路 74

3.6噪声特性分析 75

3.6.1噪声与干扰的基本特性 75

3.6.2运算放大电路中的噪声分析 77

3.7抗干扰措施 78

3.7.1串模干扰及其抑制 78

3.7.2共模干扰及其抑制 80

3.7.3模拟电路和数字电路的隔离 81

3.7.4接地方法 82

3.7.5软件的抗干扰技术 83

3.7.6自激振荡现象与排除方法 83

3.8便携式仪器的设计特点 84

3.8.1选择CMOs工艺的元器件 84

3.8.2单片机的低功耗设计 85

3.8.3存储器的低功耗设计 86

3.8.4电源的低功耗设计 86

3.8.5使用液晶显示技术 88

3.8.6表面安装技术 89

3.8.7电路集成设计 89

3.8.8减小体积尺寸 90

第4章 心电图机的设计 91

4.1心电信号的产生和特点 91

4.1.1心电信号的产生 91

4.1.2心电信号的电信号特点 93

4.1.3心电信号的常见噪声 94

4.2心电图机的信号采集设计 95

4.2.1心电图机需要实现的功能 95

4.2.2心电图机的主要性能参数 97

4.2.3电极与导联 99

4.2.4信号放大电路 104

4.3单片机控制系统 109

4.3.1单片机型号的选择 109

4.3.2按键控制与编程 113

4.3.3液晶显示电路 116

4.3.4打印机控制电路 118

4.3.5电动机驱动控制 119

4.4电源电路的设计 120

4.4.1电源管理总体结构图 120

4.4.2交流供电及电池充电电路 120

4.4.3实地稳压供电电路与浮地隔离电路 123

4.5单片机软件的结构 123

4.5.1前后台程序结构 123

4.5.2前后台程序的编写原则 124

4.5.3任务实时性分析 125

4.5.4心电图机中的程序结构 126

4.5.5前后台程序结构的特点 127

第5章 脉搏血氧仪设计 130

5.1脉搏血氧测量的意义 130

5.2脉搏血氧法基本测量原理 131

5.3脉搏血氧仪的硬件结构 134

5.3.1总体设计方案与系统构成 134

5.3.2光源及其驱动电路的设计 136

5.3.3数据采集电路 138

5.3.4显示器模块及其驱动电路设计 140

5.3.5外接存储设备设计 143

5.4基于MSP430的主控系统设计 143

5.4.1 MSP430的特点 143

5.4.2单片机需要完成的任务和设计过程 144

5.4.3系统软件设计 146

5.5低功耗电源设计 148

5.5.1电源芯片技术现状 148

5.5.2锂电池充电管理设计 149

5.6脉搏血氧仪的校正方法 150

5.6.1脉搏血氧仪的标定方法 150

5.6.2脉搏血氧仪的噪声分析 151

第6章 血压测量仪器设计 153

6.1血压的监测意义 153

6.2血压的直接测量方法 153

6.3血压的间接测量方法 155

6.3.1柯氏音法 156

6.3.2测振法 156

6.4电子血压计的电路设计 157

6.4.1血压信号提取过程 157

6.4.2传感器及模拟信号电路 158

6.5单片机控制系统设计 160

6.5.1单片机资源分析 160

6.5.2单片机软件的工作流程 163

6.5.3调整方法 166

6.6动态血压监测 167

6.6.1动态血压的测量意义和内容 167

6.6.2仪器结构 168

6.6.3单片机控制系统 168

6.6.4单片机软件的工作流程 169

6.6.5 PCB设计 171

6.6.6液晶显示控制 171

6.6.7电源模块及其相关电路设计 171

6.7影响动态血压监测的因素 172

第7章 半自动生化分析仪设计 173

7.1生化分析仪概述 173

7.1.1生化分析过程 173

7.1.2生化分析仪的分类 174

7.2生化分析测量原理 174

7.2.1基本原理 174

7.2.2信号采集方法 175

7.2.3葡萄糖氧化酶法测量原理 176

7.2.4生化分析仪总体结构 177

7.3测量光路设计 178

7.3.1光源选择 178

7.3.2光电探测器 179

7.3.3分光方法选择 180

7.3.4光学系统设计 181

7.4生化分析仪电路的设计 182

7.4.1信号采集和处理模块 182

7.4.2中央控制系统设计 184

第8章 多参数监护仪设计 190

8.1监护仪概述 190

8.1.1监护仪的意义和作用 191

8.1.2监护仪的分类 191

8.1.3监护仪的测量内容 191

8.2信号采集硬件 193

8.2.1监护仪的基本结构 193

8.2.2多参数监护仪的参数测量方法 193

8.3核心控制系统设计 200

8.3.1芯片选择 200

8.3.2系统硬件电路设计 201

8.3.3系统软件设计 204

8.4心率检测算法设计 206

8.4.1 R波检测技术 206

8.4.2心律失常的判别 209

8.5多参数监护仪的设计特点 210

8.6动态心电监护仪设计 211

8.6.1动态心电图设计需求 211

8.6.2动态心电图设计原理 211

8.6.3动态心电监护仪的特色设计 212

第9章 常规治疗仪器设计 214

9.1除颤器 214

9.1.1除颤器电路原理 215

9.1.2除颤电极 216

9.1.3同步除颤 217

9.1.4自动除颤 218

9.1.5除颤器的测试 218

9.2电外科器械 219

9.2.1电刀切割止血的机制 220

9.2.2电极与工作方式 221

9.2.3输出波形和发生器 223

9.2.4电外科的拓展技术 224

参考文献 227