1、生物醫學工程生物醫學工程主要內容：一、導論二、生物醫學工程的基本理論三、生物醫學傳感技術四、生物醫生信號處理五、醫學影像技術六、生物/醫學通用技術及儀器介紹七、分子診斷原理（重點）八、癌癥診療新技術及應用（重點）生物醫學工程課件參考書籍：鄧玉林，李勤. 生物醫學工程學. 2007，第一版，科學出版社：北京.馬端. 生物學前沿技術在醫學研究中的應用. 2007，第一版，復旦大學出版社：上海. 生物醫學工程課件相關醫學知識什么是醫學？是處理人健康定義中人的生理處于良好狀態相關問題的一種科學，是以治療預防生理疾病和提高人體生理機體健康為目的。狹義的醫學只是疾病的治療和機體有效功能的極限恢復，廣義的醫

2、學還包括中國養生學和由此衍生的西方的營養學。世界上醫學主要有西方微觀西醫學和東方宏觀中醫學兩大系統體系。醫學的科學性在于應用基礎醫學的理論不斷完善和實踐的驗證，例如生化、生理、微生物學、解剖、病理學、藥理學、統計學、流行病學，中醫學及中醫技能等，來治療疾病與促進健康。 研究領域大方向包括基礎醫學、臨床醫學、法醫學、檢驗醫學、預防醫學、保健醫學、康復醫學、公共衛生等。 相關醫學知識什么是醫學？相關醫學知識病灶：機體上發生病變的部分。如肺的某一部分被結核菌破壞，這部分就是肺結核病灶。 病理：疾病發生的原因、發病原理和疾病過程中發生的細胞、組織和器官的結構、功能和代謝方面的改變及其規律。 藥理：研究

3、藥物與機體相互作用及其規律和作用機制 。如青霉素通過抑制COX-1和COX-2，治療感染和炎癥。相關醫學知識相關醫學知識醫學基礎醫學臨床醫學檢驗醫學預防、公共衛生醫學內科外科中醫/中西醫結合影像、放射、超聲診斷臨床診斷相關醫學知識醫學基礎醫學臨床醫學檢驗醫學預防、公共衛生醫學內第一章 導論生物醫學工程（Biomedical Engineering，BME）：運用現代自然科學和工程技術的原理和方法，從工程學的角度，在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系，揭示其生命現象，為防病、治病提供新的技術手段的一門綜合型、高技術的學科。BME是涉及理、工、醫相結合的邊緣交叉學科。在臨床應用方面涉及診斷、

4、治療、手術材料等多方面。第一章 導論第一章 導論BME在醫療健康保健方面的作用地位1. 現代醫療服務除依賴醫務人員的知識及經驗外，在很大的程度上依賴實驗手段和設備條件。提供先進、快捷、安全有效的儀器設備作為診斷工具，是提高醫療服務質量的物質基礎和先決條件。2. 由BME為主所產生的醫療器械產業，成為新的朝陽企業，全球銷售增長率保持在6%-10%之間。年銷售額在1700億美元以上。第一章 導論第一章 導論BME的特點：1. 大跨度、多學科的綜合性應用學科。2. 依賴于各個相關學科，但其具有自己的獨特方法學，既有基礎理論的交叉也有技術方法的交叉結合。如人工心瓣的研制。3. 其不同于一般的工程學，而

5、是以工程學為主要手段，專門研究和解決醫學問題的一門獨立的學科。如根據某種疾病的發病機制和病灶及治療特點，所開發的醫療器械產品，譬如血管導管。4. 其可提升人體生理、病理等個方面的研究。更好地揭示疾病的發病機制和人體科學。第一章 導論第一章 導論BME發展歷程20世紀50年代，BME逐漸發展并成為一門獨立學科。1947年，首次試驗成功以無線電波傳送活動狀態人體心電和腦電信號的方法；1948年，利用超聲回波技術獲得人體的切面聲像圖，開創臨床B超；1958年，成功植入人體的心臟起搏器；20世紀50年代中期，研制成功用作醫用材料的醫用硅膠、醫用聚氨酯材料；1963年，美國物理學家Corrmark把圖像

6、重建理論應用于放射醫學研究中，由英國電子工程師Hounsfield引入計算機技術于1970年研制成功首臺X射線計算機斷層掃描裝置（X-CT）；MRISPECT-CT.第一章 導論BME發展歷程第一章 導論 BME研究內容：生物物理生物力學生物技術生物工程電生理診斷和監護生物材料生物醫學傳感技術生物醫學影像技術第一章 導論 生物物理：運用物理學理論，技術和方法研究生物體和生命現象中的物質結構、性質和運動規律及各種物理因子對生物體和生命過程影響的學科。應用超導量子干涉儀測量人體中由生物電產生的磁信號，繪制出表現人體磁場隨時間變化關系曲線人體磁圖。生物力學：力學與生物學、醫學等學科之間相互滲透的邊緣

7、學科，試圖從力學的角度來了解生命。利用力學知識解釋生物現象，定量分析生命體的構造關系及功能。如研究血液流變特性與疾病的關系；骨力學與骨折愈合的關系。仿生學。第一章 導論第一章 導論第一章 導論生物技術：通過工程技術手段，利用生物有機體或生物過程，生產有經濟價值的產品的技術科學。如SOD、SAM工程菌的構建。生物工程：包括生物細菌或生物材料的生產以及所需化學轉化的獲得，以細菌、酵母、真菌、植物細胞以及培養的細胞等作為生產過程的材料。如IL-6的懸浮細胞擴培。第一章 導論第一章 導論電生理診斷和監護：運用各種生物電檢測儀器、床邊診斷和監護等，診斷疾病。如心電圖、血壓。生物材料：其主要作用是用來開發

8、能用來代替和修復人體器官和組織，并實現其生理功能的材料。如人造耳郭、導管。第一章 導論第一章 導論生物醫學傳感技術：將生物體各種不同的生命信息轉換為生物測量和醫學儀器可用的器件和裝置。生物醫學檢測技術：其研究領域涉及人機接口技術、低噪聲和抗干擾技術、信號拾取、分析與處理技術等。任何一個生理量、生化量和生物量的檢測方法與技術的新進展。如生化儀、血糖檢測儀。生物醫學影像技術：其主要包含兩大塊內容：成像技術和圖像處理技術。其圖像的獲取、圖像的分析和解釋。如B超、CT。第一章 導論生物醫學傳感技術：第一章 導論生物工程提供診斷方法提供藥物開發靶點和藥物提供診斷試劑和設備提供診斷檢測指標和依據生物技術醫

9、學第一章 導論生物工程提供診斷方法提供藥物開發靶點和藥物提供診第一章 導論生物科學理論研究、找尋機理生物技術基于發病機制、診斷靶點，開發藥物和診斷指標生物工程產業化、中試放大上游下游生物科學、生物技術與生物工程之間的關系第一章 導論生物科學理論研究、找尋機理生物技術基于發病機制、第一章 導論CT檢測肺癌治療效果6 weeks第一章 導論CT檢測肺癌治療效果6 weeks第一章 導論腎結石第一章 導論腎結石第一章 導論肺癌第一章 導論肺癌第一章 導論動脈硬化第一章 導論動脈硬化第一章 導論流式細胞儀檢測強直性脊柱炎第一章 導論流式細胞儀檢測強直性脊柱炎第一章 導論H1N1檢測方法熒光定量PCR第

10、一章 導論H1N1檢測方法熒光定量PCR第一章 導論血培養檢測病菌ELISA檢測乙肝第一章 導論血培養檢測病菌ELISA檢測乙肝血常規血常規第二章 生物醫學工程的基礎理論第二章 生物醫學工程的基礎理論第一節 生物力學第二節 生物電磁學第三節 超聲醫學第四節 生物技術及生物工程第五節 生物光子生物醫學工程課件第一節 生物力學第一節 生物力學第一節 生物力學生物力學是解釋生命及其活動的力學，是力學與醫學、生物學等多種學科相互結合、相互滲透而形成的一門交叉學科。 力學 材料 生物學 醫學生物醫學工程課件分類I：生物固體力學 骨， 口腔， 軟組織等生物流體力學 血液， 組織液等運動生物力學 多剛體，

11、步態等分類II：心血管血流動力學骨及軟組織生物力學口腔生物力學細胞力學康復力學分類I：分類II：生物力學的發展簡史： 生物力學開創者和奠基人：馮元楨 于1966年后開拓生物力學。伽利略. 卡里勒： 用單擺度量人的心率威廉.哈維： 證明血液流動的單向性，提出血液循環的概念雷內.笛卡爾：發現因身體暴露而減輕體重，奠定了新陳代謝研究的基礎羅伯特.虎克：虎克定律萊昂哈德.歐拉：動脈波傳播GA. Borelli: 所著論動物的運動，闡明了肌肉的運動和身體的動力學R. Boyle： 研究肺，闡明魚類的呼吸原理J. Poiseuille: 創造用水銀壓力計測定主動脈血壓的方法。血壓計生物力學的發展簡史： 生

12、物力學的研究方法：分析生物的形態，器官的解剖及組織的結構，了解所研究對象的幾何特點。測定組織和材料的力學性質。分析器官工作的環境和狀況，得到邊界條件。理論研究：質量守恒、動量守恒、能量守恒數值研究：微積分試驗研究： 體外模型試驗 離體試驗 動物試驗 臨床試驗例如：某人體重75kg，手握重5kg的球，而手肘呈90度，二頭肌須出力多少，方可維持前臂平衡？前臂施加多少力于肱骨？ 生物力學的研究方法：骨及軟組織生物力學軟組織力學特點： 柔軟易變形，具有不同程度的抗拉強度，不能抗彎和抗壓。 具備黏彈性： 蠕變：瞬間施加一力到物體，并觀察該物體長度的變化； 應力松弛：瞬間將物體拉伸一長度，而后觀察其力的變

13、化。軟骨：覆在骨骼連接面上，主要成分為膠原蛋白和彈性蛋白。具有各向異性，在周期性受力時有滯后現象。韌帶、腱帶：連接骨骼的為韌帶，連接肌肉和骨骼的為腱帶。主要成分為膠原纖維束。兩者均具滯后現象、黏彈性蠕變、應用松弛。肌肉：由肌動蛋白和肌凝蛋白肌纖之間形成教練鍵結而產生力量。 骨及軟組織生物力學骨的力學特性： 骨是脊椎動物身體的重要組成部分。在神經系統的調節和各系統的配合下，對身體起著支持、保護和運動的作用。人體中共有206塊骨，分為軀干骨、顱骨、四肢骨。按形態分為長骨、短骨、扁骨和不規則骨。骨最大的特點在于其內含有血液循環，血液向骨輸送所需養料，同時帶走代謝廢物。骨具有在拉伸、壓縮和剪切狀態下的

14、極限強度、極限應變計本構關系。骨具有功能適應性，可本能地適應了動物的存在條件，并能適應機體功能需要。生物醫學工程課件血液的流動力學血液是在心臟與血管中循環流動的紅色布透明的黏性液體，包含細胞（紅細胞、白細胞、血小板）與液體（血漿）。血液的黏度：Poiseuille定律：血液流量與壓力差之間的關系。由于血細胞的存在，血液的黏度隨剪應變率的變化而變化。心臟中的血液流動： 心室的充盈和射血。心臟搏動的力學過程：心室充盈期(AB)：心臟舒張，心肌松弛等容收縮期(BC)：心肌收縮，心室內壓力提高，打開主動脈瓣射血期(CD)：血液流入主動脈，心室收縮，主動脈瓣關閉等容舒張期(DA)：心肌松弛，心室壓力下降

15、，二尖瓣打開血液的流動力學血液的流動力學血流對血管壁的影響：血流（特別是形成紊流），對血管壁將施加較高的剪應力和交變的正壓力，引起血管壁的損傷。例：血管粥樣硬化與血管壁的損傷有關。靜脈中的血液流動特點：血液在靜脈中的壓力低于同一高度動脈內壓力；管壁薄，管截面的面積變化大于動脈；靜脈血液流向都是從外周流向心臟；除腔靜脈外，靜脈內有瓣膜，可防止血液倒流血液的流動力學第二節 生物電磁學BIOELECTROMAGNETISM第二節 生物電磁學BIOELECTROMAGNETI生物電磁學定義： 用電磁學理論和方法研究包括電離輻射、靜電場和磁場在內的電磁波與具有電磁結構的生物體相互作用的機理、特性、規律以

16、及應用的學科。 生物電磁性質（產生機制、理化性質和時空變化規律） 電磁場的生物效應生物電磁學定義：生物電： 生物電是生物體所呈現的電現象。不僅是生理現象，也是物理現象，同時與新陳代謝存在著密切聯系。 膜電位（細胞膜內外的電位差），是生物電的基礎。如腦電、心電、肌電等。生物電的發展簡史：1678年，斯威莫爾登用銀絲和銅棒刺激青蛙肌肉，引起肌肉收縮；1791年，伽伐尼在肌肉運動中的電效應中，提出生物體帶電；伏特與伽伐尼的爭執，導致直流電池的產生。生物電：生物電的特征體內電荷形式：離子、離子基團、電偶極子蛋白質構成成分氨基酸在水中離解成離子基團或電偶極子DNA堿基和磷酸酯存在離子基團和電偶極子生物水

17、電偶極子組織液無機離子 K+ Na+ Ca2+ Cl- 等生物醫學工程課件氨基酸靠肽鍵聯結聚合成多肽鏈原子中心不重合使肽鍵呈現極性 蛋白質和DNA的偶極矩蛋白質的偶極矩 （電磁作用靶點）氨基酸靠肽鍵聯結聚合成多肽鏈原子中心不重合使肽鍵呈現極性 蛋帶電原子的相互作用維持空間構型帶電原子的相互作用維持空間構型生物水的電特性水分子具有很強的偶極性；能與其它離子或生物大分子之間以氫鍵相聯系，決定其構象和功能平均壽命1011 s DNA的偶極矩DNA由核苷酸分子構成，核苷酸兩端的基團都是極化的，具有一定的電偶極矩。DNA中每一個堿基都具有一定的電偶極矩.是電磁作用的靶點A-T 5.9DC-G 6.2D生

18、物水的電特性水分子具有很強的偶極性；能與其它離子或生物大分 磷酸頭（親水性）甘油酯尾（疏水）磷脂分子 細胞膜脂雙層1、 細胞靜息電位細胞膜內外存在電位差，稱為膜電位。人體任何細微的活動，都伴隨著生物電的產生和變化生物電是以細胞為單位產生的。 細胞電活動基礎（組織液中的帶電離子） 磷酸頭甘油酯尾磷脂分子 細胞膜脂雙層1、 細胞式中k為玻耳茲曼常數；Z為離子價數。能斯特方程半透膜u 靜息電位KCl式中k為玻耳茲曼常數；Z為離子價數。能斯特方程半透膜u 2、 細胞的動作電位 細胞受到刺激時，膜電位發生突然變化，即動作電位。2、 細胞的動作電位 細胞受到刺激時，膜電位發生突然變跨膜電位差形成的原因：膜

19、內外各種離子分布不均勻不對稱性；膜對各種離子具有不同的通透性選擇通透性；離子間存在靜電相互作用離子濃度和功能不同?？缒る娢徊钚纬傻脑颍盒碾娂靶碾妶D 心臟是血液循環的動力源泉，依靠心臟有節律性的搏動，促使血液循環。心臟在搏動之前，心肌發生興奮，產生微電流隨后經人體組織向各部分傳導，鑒于各部分與心臟的距離不同，進而表現出不同的電位變化。這種心臟內電活動所產生的表面電位與時間的關系稱為心電圖。 心臟活動的兩個主要過程：1. 心房收縮推動血液進入心室，由房室瓣膜控制血液流動方向；2. 心室收縮推動血液進入主動脈和肺動脈，由半月瓣和肺動脈瓣控制。心電電偶極子的產生心電及心電圖心電電偶極子的產生P波：左

20、右心房興奮除極過程所產生的電壓變化；P-R：心房開始除極傳經房室結、希氏束至心室開始除極前的時間；QRS：代表室間隔與左右心室除極過程產生的電壓變化；ST：代表心室除極后慢慢恢復極化過程的電壓變化；T：代表心室肌迅速恢復極化過程的電壓變化；U：代表心肌激動的“負后電位”。P波：左右心房興奮除極過程所產生的電壓變化；腦電和腦電圖 大腦皮層有數以億計的神經元組成，神經元具有生物電活動，大腦皮層經常具有持續的節律性電位的改變，稱為自發腦電活動。 用電極在頭皮上觀察皮層的電位(10100V)變化，記錄到的腦電波稱為腦電圖。 誘發電位：由外界誘發（電、光、聲等刺激）引起腦電位的變化（經頭皮引出010V)

21、。腦電和腦電圖腦電圖波：常見于緊張的精神活動期間；波：常見于安靜、閉眼和覺醒時。波：常見于兒童和成人淺睡過程；波：常見于成人深睡波：常見于由注意或感覺刺激引起的過程。腦電圖波：常見于緊張的精神活動期間；生物電阻抗不同組織導電性能差別大： 人體外層是導電能力很差的皮膚,內部有導電能力較強的體液。各組織的含水量、含離子量和結構特征不同，電阻率不同。 組織電阻率組織電阻率腦脊液血清血液神經肝0.5550.7141.8525.080.0腦脂肪濕皮干皮無膜骨肌肉10710.810238.0 10240.0 10320.0 10590.0人體組織的直流電阻率（ m）生物電阻抗組織電阻率組織電阻率腦脊液0.

22、555腦107人體組2. 人體電阻抗與電流頻率有關： 人體可看成是一個電解質電容器和電阻的并聯電路。直流在細胞間隙流過；交流可通過細胞間隙和細胞。頻率0100Hz10kHz10MHz10GHz電阻率909.17.72.00.8人體肌肉組織電阻率與頻率的關系2. 人體電阻抗與電流頻率有關：頻率0100Hz10kHz1人體中所含元素：碳、氫、氧、氮、硫、磷、氯、鈉、鉀、鈣、鎂、鐵等和一些微量元素。其中多數有順磁性（3d 或 4d 族的過渡離子）。蛋白質、酶和自由基均為順磁性占人體70%的水具有弱抗磁性。極少數材料為鐵磁性 生物材料的磁性 生物磁生物磁學的研究內容包括兩部分：生物機體自身或被誘發產生

23、的磁場診斷；磁場引起的生物效應治療。人體中所含元素：碳、氫、氧、氮、硫、磷、氯、鈉、鉀、鈣、鎂、 人體磁場生物組織、器官、細胞等存在很微弱的磁場。產生原因：變動磁場：生物電荷運動產生。細胞膜內外的離子運動的生物電流產生的磁場；如心磁場 1011 T ，腦磁場 1012 T定常磁場：自然界含有鐵性成分及某些磁性物質(如Fe3O4 粉塵等）經呼吸道吸入或經消化道食入人體內而形成的磁場；108 T感應磁場：生物磁性材料（如肝、脾）在外磁場的作用下產生的磁場;誘發磁場：在外界刺激下產生誘發電位，引起誘發磁場。如誘發腦磁場1013 T 人體磁場生物醫學工程課件 機體與外磁場的相互作用1、感應電動勢： 生

24、物（帶電）體在磁場中運動所致。 分子極化電荷再分布； 帶電粒子遷移傳導電流；2、洛侖茲力： 磁場中，帶電粒子改變原來的運動方向。 化學物質內部再分布。3、磁化： 具有固有磁矩的永磁偶極子、磁性微粒、正負離子、自由基等受磁場力矩作用產生磁化。 沿外磁場取向（離子轉動、改變分子鍵角）4、磁力： 使具有固有磁矩的微粒產生位移。導致化學物質的擴散和積累。 機體與外磁場的相互作用 磁療利用磁場治病，我國已有兩千多年的歷史。利用磁場的生物效應，已制成多種磁療儀器。簡單的有磁石穴位粘帖膠布、磁化水杯、磁枕、磁性腹帶等。特點：安全、方便、無痛苦。依據：中醫經絡理論，在人體經穴處施加磁場。作用：活血化淤、鎮靜止

25、痛、消腫消炎、安神降壓等。療效：高血壓、神經衰弱、各種疼痛性疾病乳肌勞損、扭挫傷、骨質增生、類風濕關節炎等。磁場類型：恒定磁場、旋轉磁場、脈沖磁場、交變磁場等研究內容：磁場類型、磁場強度、作用部位、治療時間等 磁療利用磁場治病，我國已有兩千多年的歷史。利用磁場的生物 心磁場與心磁圖 (Magnetocardiogram)心肌的興奮心臟電場體外（心）磁場。在體外測定胸部周圍磁場變化，記錄下來就是心磁圖。心磁圖與心電圖一樣，用P波、QRS波群、T波、和ST段命名 心磁場與心磁圖 (Magnetocardiogram)心心磁圖與心電圖比較：心磁圖是非接觸性的記錄法，SQUID磁強計裝置體積大且價格昂

26、貴。心磁圖與心電圖比較：心磁圖是非接觸性的記錄法，SQUID磁強肺磁場多數粉塵具有磁性：肺內積蓄的粉塵在外部強的恒磁場下將被磁化。把外加恒磁場撤去，肺內被磁化的粉塵產生的附加磁場仍然存在，經測定可推測粉塵的量和分布情況。探測方法：用工頻消磁器使肺部污染的強磁性物質去磁，諸點測量作第一張肺磁圖施加一均勻磁場使污染物質磁化，做第二張肺磁圖；兩張肺磁圖對應點數據相減，得第三張肺磁圖即為強磁性污染剩余場在肺中的分布圖。肺磁場多數粉塵具有磁性：肺內積蓄的粉塵在外部強的恒磁場下將被腦電 神經活動聯系著體內復雜的信息處理系統，支配著從運動、體感、聽覺、視覺等基本功能，到語言、情感、思維等高級功能。微弱的電(

27、磁)信號有波形、幅度、能量、頻率、相位、頻譜等特征，與特定的正常和異常生理活動過程相對應。 腦磁圖是腦神經細胞的生物電流產生的磁場，在頭部表面的檢測結果。 測量的是體內神經電流源引發的瞬間磁場。腦磁圖 (Magnetoenceghalogram)腦電 神經活動聯系著體內復雜的信息處理系統，支配著從運動、體 腦磁圖檢測分類：自發性腦磁場： 波；癲癇性棘波。誘發性腦磁場：體感意識、聽覺、視覺等誘發磁場。內因性腦磁場：意識、隨意運動前主觀設想、抽象思維。優點：不受組織電阻的影響；無損傷；對腦內興奮部位推斷有獨特性腦磁圖藍色區為癲癇灶 腦磁圖檢測分類：優點：腦磁圖藍色區為癲癇灶組成：SQID本身被封在

28、一個超導屏蔽的小盒內，可對干擾磁場進行部分屏蔽；檢測線匝，用來探測磁場；杜瓦瓶，內盛液氦。超導量子干涉儀（Superconducting Quantum Interference Device,又稱SQID磁強計) 靈敏度達 10-15 T組成：超導量子干涉儀第三節 超聲醫學第三節 超聲醫學醫學超聲學醫學超聲物理醫學超聲工程醫學超聲學 其研究的內容包括醫學超聲成像系統所涉及的醫學超聲物理、換能器及材料科學、電子學、信息處理技術、生物組織超聲特性與生物效應以及超聲診斷設備設計的新的原理和新方法等。研究超聲波在生物組織中的傳播特性和規律。 應用生物組織中超聲傳播的規律，設計制造用于醫學診斷和治療的

29、超聲設備。 醫學超聲學醫學超聲物理醫學超聲工程醫學超聲學 醫學設備的四大支柱：（4）核醫學及核磁共振設備 （4）MRI（即核磁共振成像）當代四大醫學成像技術：（1）超聲設備（2）生化分析（3）x射線（1）超聲成像（2）X-CT（X射線計算機斷層成像）（3）ECT（同位素發射計算機輔助斷層顯像）醫學設備的四大支柱：（4）核醫學及核磁共振設備 （4）M超聲診斷 主要是根據超聲波在生物組織中傳播時，組織特性、尺寸的差異使超聲波所出現的透射、反射、散射、繞射及干涉等傳播規律和波動現象也不同，從而使接收信號中幅度、頻率、相位、時間等參量發生不同的改變。 超聲在醫學上的應用1、超聲診斷 通過對這些參量進行

30、測量和成像，來辨別這種差異，判別組織，診斷許多器質性和功能性疾病。超聲在醫學上的應用1、超聲診斷 超聲治療當超聲能量作用于生物組織時，通過機械效應、溫熱效應和理化效應使這部分組織的溫度升高，血液循環改善，代謝旺盛，組織軟化，pH值變化，化學反應過程加速，細胞活性增強，這些變化必然對這部分組織的機能狀態產生影響。2、超聲治療 利用生物體吸收超聲的特性，亦即利用超聲波的生物學效能和機理，由此達到治療的目的。 超聲治療當超聲能量作用于生物組織時，通正壓電效應 逆壓電效應 19世紀末至20世紀初 超聲醫學的發展簡史正壓電效應 逆壓電效應 19世紀末至20世紀初 超聲醫學的生物醫學工程課件 在1917年

31、，法國科學家保羅-朗之萬首次使用了主要由石英晶體制成的超聲換能器，并發明了用超聲探測水下目標的“水下定位法”。保羅-朗之萬 在1917年，法國科學家保羅-朗之萬首次使用了主 在20世紀50年代，用脈沖反射法探查疾病獲得了很大成功，同時也為多普勒技術及B超二維成像奠定了基礎。實際上已應用超聲檢查了人體每一個器官。 20世紀30年代，超聲用于醫學治療，從而使超聲治療成為超聲中最先發展的部門。 1942年，Dussik和Fircstone首先把工業超聲探傷原理用于醫學診斷，用連續超聲波診斷顱腦疾病。 1946年，Fircstone等研究應用反射波方法進行醫學超聲診斷，提出了A型超聲診斷技術原理。 在

32、20世紀50年代，用脈沖反射法探查疾病獲得了很 1958年，Hertz等首先用脈沖回聲法診斷心臟疾病，開始出現“超聲心電圖描記法”，現在稱為“超聲心動圖描記法”，亦即“M型超聲心動圖”。同時開始了型兩維成像原理的探索。 1955年Jaffe發現鋯鈦酸鉛（PZT），這種人造壓電材料性能良好，易于制造，極大地促進了工業和醫學用超聲技術的進一步發展。 20世紀50年代末期，連續波和脈沖波Doppler技術以及超聲顯微鏡問世。 1955年Jaffe發現鋯鈦酸鉛（PZT），這種 1967年，實時型超聲成像儀問世，這是型成像技術的重大進步。 20世紀70年代是B型顯像蓬勃發展的年代，超聲成像設備不僅已躋身

33、于主要醫學成像領域，且與X射線系統并駕齊驅，相互補充，成為使用最廣泛的診斷工具。 20世紀60年代末，美、日均研制成功壓電高分子聚合物PVF2（聚偏氟乙烯）換能器。 同時，超聲全息、陣列式換能器、電子聚焦等被廣泛研究，這一期間，多普勒技術被進一步研究，用頻譜分析法研究血流的方式問世。 1967年，實時型超聲成像儀問世，這是型成 20世紀70年代后期，微型計算機在超聲診斷儀器中得到使用。 1980年，在美國，由于投入使用的超聲成像儀數量開始超過X線機，結束了X線統治影像診斷的近百年歷史，而宣稱進入了 “ 超聲醫學年 ” 。 20世紀70年代后期，微型計算機在超聲診斷儀器中 在探頭方面，新型材料、

34、新式換能器不斷推出，如高頻探頭、腔體探頭、高密度探頭相繼問世，進一步提高了超聲診斷設備的檔次與水平。 90年代，醫學超聲影像設備向兩極發展： 一方面是價格低廉的便攜式超聲診斷儀大量進入市場； 另一方面是向綜合化、自動化、定量化和多功能等方向發展，介入超聲、全數字化電腦超聲成像、三維成像及超聲組織定性不斷取得進展，使整個超聲設備和診斷技術呈現出持續發展的熱潮。 在探頭方面，新型材料、新式換能器不斷推出，如 醫學超聲系統的分類兩大方面用途 如扇形掃查型、線性掃查型、凸陣掃查型等； 診斷用治療用一、按獲取信息的空間分類1、一維信息設備2、二維信息設備如型、型、型；3、三維信息設備即立體超聲設備 醫學

35、超聲系統的分類兩大方面用途 如扇形掃 如連續波超聲治療儀、連續波超聲多普勒血流儀等。 二、按超聲波形分類1、連續波超聲設備2、脈沖波超聲設備 如超聲治療儀及A、M和B型超聲診斷儀。 大多數超聲全息系統采用超聲透射方法。三、按利用的物理特性分類1、回波式超聲診斷儀如型、型、型、型等。2、透射式超聲診斷儀二、按超聲波形分類1、連續波超聲設備2、脈沖波超聲設備 顯示器上的橫坐標表示超聲波的傳播時間，即探測深度；縱坐標則表示回波脈沖的幅度（Amplitude），故稱A型。四、按醫學超聲設備的體系分類1、A型超聲診斷儀2、M型超聲診斷儀 將型方法獲取的回波信息，用亮度調制方法（亮度表示回波幅度）加于CR

36、T顯像管陰極（或柵極）上，并在時間軸上加以展開，可獲得一幅各回波目標的活動（Motion）曲線圖，尤其適合于心臟等運動器官的檢查。四、按醫學超聲設備的體系分類1、A型超聲診斷儀2、M型超聲診 它用回波脈沖的幅度調制顯示器亮度，而顯示器的橫坐標和縱坐標則與聲速掃描的位置一一對應，從而形成一幅幅亮度（Brightness）調制的超聲斷面影像。3、B型超聲診斷儀4、D型超聲多普勒診斷儀 利用多普勒（Doppler）效應，檢測出人體內運動組織的信息，主要包括多普勒血流測量和血流成像兩種。3、B型超聲診斷儀4、D型超聲多普勒診斷儀 利用多 型是型的一種曲面形式，由多個切面像構成一個曲面像，近似三維圖像。

37、5、C型和F型超聲成像設備 型顯示的聲像圖與聲束的方向垂直，即相當于線斷層像；6、超聲全息診斷設備 它應用兩束超聲波的干涉和衍射來獲取超聲波振幅和相位的信息，并用激光進行重現出振幅和相位。 型是型的一種曲面形式，由多個切面像構成一個 觀察組織和細胞時，不需染色，對生物體干擾很小，可以觀察它的內部結構和其它生物特性的本來面目。7、超聲顯微鏡反射式 透射式 優點：7、超聲顯微鏡反射式 透射式 優點： 超聲是-理論的移植和發展，用超聲波束代替射線，并由透射數據進行如同-那樣的影像重建。超聲CT至少具有兩方面的優點： 能得到與-及其它超聲方法不同形式的診斷信息。無放射線損傷；8、超聲CT超聲CT至少具

38、有兩方面的優點： 能得到與-及 它主要是利用了組織吸收超聲波能量等特性，即溫熱效應、機械效應和化學效應，達到治療的目的。高強超聲聚焦刀 9、超聲治療設備高強超聲聚焦刀 9、超聲治療設備 超聲外科學是繼超聲治療和診斷之后，出現的一個醫用超聲領域。如用較強的超聲波粉碎腎部等部位的病變組織并排出，達到實施超聲外科手術的目的。超聲波體外碎石機 10、超聲外科設備超聲波體外碎石機 10、超聲外科設備比較內容X-CTMRIUSPET信息載體X線電磁波超聲波射線檢測信號透過的X線磁共振信號反射回波511keV湮沒光子獲得信息吸收系數核密度，T1T2，血流速密度，傳導率RI分布結構變化物體組成和密度不同，電子

39、密度不同物體組成，生理、生化變化人體組織彈性和密度改變標志物的不同濃度影像顯示器官大小與形狀（二維）人體組織中形態、生理生化狀態變化（二、三維）器官大小與形狀（二維）示蹤物的流動與代謝（三維）成像平面橫向任何平面任何平面橫向成像范圍斷面（方向）有限全身斷面（方向）自由全身1.4 醫學超聲與其它成像方式的比較比較內容X-CTMRIUSPET信息載體X線電磁波超聲波射空間分辨率1MM1MM2MM10MM，3MM影像特點形態學形態學線性動態生理學信號源X線管質子壓電換能器攝取標志物探測器X線探測器射頻接收線圈壓電換能器閃爍計數器典型用途檢測腫瘤腦腫瘤成像胎兒生長、檢測腫瘤、心臟病腦中葡萄代謝圖對病人

40、侵襲有造影劑侵襲無造影劑侵襲無造影無侵襲RI注射安全性輻射危險無輻射危險、有強磁場吸引力安全輻射危險價格高高低高比較內容X-CTMRIUSPET空間分辨率1MM1MM2MM10MM，3MM影像特點形態對人體無損傷，這也是與線診斷最主要的區別，因此特別適合于產科與嬰幼兒的檢查；能方便地進行動態連續實時觀察。 醫學超聲成像的突出特點是： 在中檔以上的超聲診斷儀，多留有影像輸出接口，使影像易于采用多種形式（錄像、打印、感光成像、計算機存儲等）留存及傳輸與交流；對人體無損傷，這也是與線診斷最主要的區別，因此特別適合于從信息量的對比上看，超聲診斷儀采用的是計算機數字影像處理，目前較線膠片記錄的影像信息量

41、和清晰度稍低。 由于它可以采用超聲脈沖回聲方法進行探查，所以特別適用于腹部臟器、心臟、眼科和婦產科的診斷， 而對骨骼或含氣體的臟器組織如肺部，則不能較好地成像，這與常規線的診斷特點恰恰可以互相彌補；從信息量的對比上看，超聲診斷儀采用的是計算機數字影像處理，卵巢囊性腫物臀部深部膿腫卵巢囊性腫物臀部深部膿腫胎兒兔唇超聲圖片 彩超 嬰兒唇腭裂胎兒兔唇超聲圖片 彩超 嬰兒唇腭裂第三章 生物醫學傳感技術第三章 生物醫學傳感技術生物醫學傳感器是構成各種醫療設備和檢測儀器的關鍵組成部分。生物醫學傳感技術是獲取人體乃至自然界生物信息的關鍵技術，它綜合了生物醫學、電子信息、材料、物理等多學科的技術，是生物醫學領

42、域最重要的學科之一。生物醫學傳感器是構成各種醫療設備和檢測儀器的關鍵組成部分。生從傳感器的作用來看，實質上就是代替人體的5種感覺(視、聽、觸、嗅、味)器官的裝置。人們把外界信息通過五官接收進來，傳遞給大腦，在大腦中處理信息，作出一個“結果”，發出指令。在電子設備中完成這一過程時，電子計算機相當于大腦，傳感器作為電腦的五官，就象人的眼、耳、鼻、舌、皮膚那樣可以收集各種信息，這些信息送入電腦后，由電腦進行判斷處理，并發出各種控制信號去控制執行機構，從而滿足各種社會需要。從傳感器的作用來看，實質上就是代替人體的5種感覺(視、聽、觸 能感受規定的被測量并按一定規律將其轉換成有用信號輸出的器件或裝置，稱

43、為傳感器（Sensors） 。傳感器是測量裝置，能完成檢測任務；輸入量是某一被測量，可能是物理量，也可能是化學量、生物量等；輸出量是某種物理量，便于傳輸、轉換、處理、顯示等，可以是氣、光、電物理量，主要是電物理量；輸出輸入有對應關系，且應有一定的精確程度。 傳感器名稱：換能器、發送器、傳送器、變送器、檢測等 能感受規定的被測量并按一定規律將其轉換成有用信 傳感器是檢測系統的第一個環節。它是以一定的精度把被測量轉換成與之有確定關系的、便于應用的某種量值的測量裝置。 根據傳感器的功能要求，它一般應由三部分組成， 即：敏感元件、轉換元件、電子線路傳感器的物理定義: 傳感器是指能將各種非電量轉換成電信

44、號的部件，這是因為電信號是最適合于處理、傳輸、轉換和定量運算。 傳感器是檢測系統的第一個環節。它是以一定的精度把敏感元件，是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分；輔助電源敏感元件轉換元件電子線路被測量電量敏感元件，是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分；輔助電源轉換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應的被測量轉換成適于傳輸或測量的電信號部分。 如：金屬或半導體應變片，能感受壓力的大小而引起形變，形變程度就是對壓力大小的響應，所以金屬或半導體應變片，就是一種壓力敏感元件； 鉑電阻能感受溫度的升降而改變其阻值，阻值的變化就是對溫度升降的響應，所以鉑電阻就是一種溫度敏感元件。轉換元件是指傳感器

45、中能將敏感元件感受或響應的被測量轉換成適于電子線路，由于傳感器輸出信號一般都很微弱，需要有信號調理與轉換電路，進行放大、運算、調制等。 其中有許多敏感元件亦可兼做轉換元件。轉換元件實際上就是將敏感元件感受的被測量轉換成電學參數的元件。如果敏感元件本身就能直接將被測量變成電學參數，那么，該敏感元件就是具有了敏感和轉換兩個功能。如熱敏電阻，它不僅能直接感受溫度的變化，而且能將溫度變化轉換成電阻的變化，也就是將非電學參數（溫度）直接變成了電學參數（電阻）。電子線路，由于傳感器輸出信號一般都很微弱，需要有信號調理與轉傳感器的發展方向 可利用一個傳感器同時檢測幾種被測量，并分別轉換成相應的電信號。1、發

46、展多功能傳感器 如一種多功能氣體傳感器它可以同時測量氣體的溫度和濕度。此種傳感器是在(BaSr)TiO3(鈣鈦礦)上填加對濕度敏感的MgCr2O4尖晶石)的復合多孔質燒結體作為傳感元件。溫度變化引起傳感器電容量的變化，濕度變化引起傳感器電阻的改變，因此傳感器的電阻值和電容量的變化，分別表示氣體溫度和濕度的變化。傳感器的發展方向 可利用一個傳感器同時檢測幾種被多功能化另一層含義：即將傳感器與放大、運算以及溫度補償等環節一體化，組裝成一個器件。把多個功能不同的傳感元件集成在一起，除可同時進行多種參數的測量外，還可對這些參數的測量結果進行綜合處理和評價，可反映出被測系統的整體狀態。 同一功能的多元件

47、并列化，即將同一類型的單個傳感元件用集成工藝在同一平面上排列起來，如CCD圖像傳感器。多功能化另一層含義：即將傳感器與放大、運算以及溫度補償等環節2、發展圖像傳感器 圖像傳感器可以提高人眼的視覺范圍，使人們看到肉眼無法看到的微觀世界和宏觀世界，看到超出肉眼視覺范圍的各種物理、化學變化過程，生命、生理、病變的發生發展過程等。獲取一個被測源的全部信息 (傳“像”）獲取一個點的信息因此，要求傳感器能將物體具有二維、三維或四維（包括時序）的圖像轉換成電信號，即所謂的“圖像傳感器”2、發展圖像傳感器 圖像傳感器可以提高人眼的視覺范圍，如：紅外成像技術（熱圖像）、超聲成像技術（聲成像）、X射線成像技術（光

48、成像） 目前醫學中用的x射線計算機斷層攝影裝置(xCT)、超聲計算機斷層攝影(UCT)、放射性核素計算機斷層攝影裝置(RCT)以及核磁共振成像裝置(NMRCT) 。 目前固體圖象傳感器發展突出，正取代攝象管。它具有體積小、重量輕、壽命長、分辨串高、功耗低、殘留圖象少、圖象不變形，不易受電磁場干擾、信號易處理等優點。如：紅外成像技術（熱圖像）、超聲成像技術（聲成像）、X射線成3、發展智能傳感器 智能傳感器是具有信息處理功能的傳感器，帶有微處理機，具有采集、處理、交換信息的能力，是傳感器集成化與微處理機相結合的產物。 智能傳感器是傳感器技術與大規模集成電路技術相結合的產物，它的實現取決于傳感技術與

49、半導體集成化工藝水平的提高與發展。這類傳感器具有多功能、高性能、體積小、適宜大批量生產和使用方便等優點，是傳感器重要的發展方向之一。3、發展智能傳感器 智能傳感器是具有信息處理功能的傳感器智能傳感器的主要功能有： (1) 具有自校零、 自標定、 自校正功能； (2) 具有自動補償功能； (3) 能夠自動采集數據， 并對數據進行預處理； (4) 能夠自動進行檢驗、 自選量程、 自尋故障； (5) 具有數據存儲、記憶與信息處理功能； (6) 具有雙向通訊、標準化數字輸出或者符號輸出功能； (7) 具有判斷、決策處理功能。 智能傳感器的特點是： 1. 精度高 2. 高可靠性與高穩定性 3. 高信噪比

50、與高的分辨力 4. 強的自適應性 5. 低的價格性能比 智能傳感器的主要功能有： 智能傳感器的特點是：4、發展化學傳感器和生物傳感器 化學傳感器是以化學物質成分為檢測參數的傳感器，主要是利用敏感材料與被測物質中分子、離子相互接觸時引起材料表面電勢、電極電勢、表面化學反應直接或間接地轉化為電信號。如：氣體傳感器、濕度傳感器、離子傳感器 。 生物傳感器是以固定化生物成分或生物體作為敏感元件的傳感器，可檢測生物體內高分子化學成分。主要由分子識別部分（敏感元件）和轉換部分（換能器）構成，以分子識別部分去識別被測目標，是可以引起某種物理變化或化學變化的主要功能元件。分子識別部分是生物傳感器選擇性測定的基

51、礎。可選擇性地分辯特定物質的物質有酶、抗體、組織、細胞等。 如：酶傳感器、組織傳感器、細胞傳感器、免疫傳感器等4、發展化學傳感器和生物傳感器 化學傳感器是以化學物質成三、開發新型傳感器的途徑 隨著科技的交叉發展、相互滲透，對傳感器的質量、品種和數量提出了新的要求，因此必須開發新型傳感器。開發新型傳感器主要從新原理、新材料以及新加工技術等三個方面尋找途徑。采用新原理傳感器的工作機理是基于各種效應和定律，由此啟發人們進一步探索具有新效應的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型傳感器件，這是發展高性能、多功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。 如：約瑟夫遜效應開發的磁場傳感器-微弱磁場的測

52、量2008年日本開發固體電解質新原理氫氣傳感器三、開發新型傳感器的途徑 隨著科技的交叉發展、相互滲透， 由于材料科學的進步，人們在制造時，可任意控制它們的成分，從而設計制造出用于各種傳感器的功能材料。用復雜材料來制造性能更加良好的傳感器是今后的發展方向之一。（1）半導體敏感材料（2）陶瓷材料 （3）磁性材料 （4）智能材料如，半導體氧化物可以制造各種氣體傳感器，而陶瓷傳感器工作溫度遠高于半導體，光導纖維的應用是傳感器材料的重大突破，用它研制的傳感器與傳統的相比有突出的特點。有機材料作為傳感器材料的研究，引起國內外工程應用的極大興趣。2.采用新材料 由于材料科學的進步，人們在制造時，可任意控納米

53、技術的進步納米功能材料-納米傳感器各納米尺度生物傳感器表面效應、微尺寸效應、量子效應等 納米技術的進步納米功能材料-納米傳感器各納米尺度生物3.采用的加工技術 新型傳感器的開發離不開新加工技術采用。特別是與新型傳感器聯系密切的微細加工技術，又稱為微電子機械加工技術（MEMS），包括濺射、光刻、等離子刻蝕、CVD、外延、擴散等，已越來越多應用于傳感器領域，把傳感器的微型化、集成化、多功能化和可靠性水平提高到新的高度。 如：利用半導體技術制造出壓阻式傳感器，利用薄膜工藝制造出快速響應的氣敏、濕敏傳感器，日本橫河公司利用各向異性腐蝕技術進行高精度三維加工，在硅片上構成孔、溝棱錐、半球等各種開頭，制作

54、出全硅諧振式壓力傳感器。3.采用的加工技術 新型傳感器的開發離不開新加工生物醫學工程課件傳感器的主要應用 傳感器已滲透到諸如工業生產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其廣泛的領域。從茫茫的太空到浩瀚的海洋，以至各種復雜的工程系統，幾乎每一個現代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。 傳感器是信息采集系統的首要部件，是實現現代化測量和自動控制（包括遙感、遙測、遙控）的主要環節，是現代信息產業的源頭，又是信息社會賴以存在和發展的物質與技術基礎?，F在，傳感技術與信息技術、計算機技術并列成為支撐整個現代信息產業的三大支柱。傳感器的主要應用 傳感器已滲透到諸如工

55、業生產、宇宙 在電力、冶金、石化、化工等流程工業中，生產線上設備運行狀態關系到整個生產線流程。通常建立24小時在線監測系統。 1、自動檢測與自動控制系統 在電力、冶金、石化、化工等流程工業中，生產線上石化企業輸油管道、儲油罐等壓力容器的破損和泄露檢測。石化企業輸油管道、儲油罐等壓力容器的破損和泄露檢測。汽車與傳感器 高級轎車需要用傳感器對溫度、壓力、位置、距離、轉速、加速度、濕度、電磁、光電、振動等進行實時準確的測量，一般需要301 00種傳感器。汽車與傳感器 高級轎車需要用傳感器對溫度、壓力、位傳感器與家用電器自動電飯鍋、吸塵器、空調器、電子熱水器、風干器、電熨斗、電風扇、洗衣機、洗碗機、照

56、相機、電冰箱、電視機、錄像機、家庭影院等。 全自動洗衣機全自動洗衣機中的傳感器：衣物重量傳感器、衣質傳感器、水溫傳感器、水質傳感器、透光率光傳感器(洗凈度)、 液位傳感器、電阻傳感器(衣物烘干檢測)。傳感器與家用電器自動電飯鍋、吸塵器、空調器、電子熱水器、風干傳感器與航空及航天飛行器：控制在預定軌道上速度、加速度、飛行距離測量周圍環境、內部設備監控、本身狀態陀螺儀、陽光傳感器、星光傳感器、地磁傳感器航天傳感器與航空及航天飛行器：控制在預定軌道上速度、加速度、飛行傳感器與環境保護 保護環境和生態平衡，實現可持續發展，必須進行大氣監測和江河湖海水質檢測，需要大量用于污水流量、PH值、電導、濁度、C

57、OD、BOD、TP、TN、礦物油、氰化物、氨氮、總氮、總磷、金屬離子濃度特別是重金屬離子濃度以及風向、風速、溫度、濕度、工業粉塵、煙塵、煙氣、SO2、NO、O3、CO等參數測量的傳感器，這些傳感器中大多數亟待開發。 傳感器與環境保護 保護環境和生態平衡，實現可持續NOX NO + NO2dust sootH2SH2OHC C-totalCO2 COO2 HCN HCl HF NH3 SO2 煙塵濁度測量NOX dust H2SH2OHC CO2 COO2 HCN傳感器與遙感技術飛機及航天飛行器：近紫外線、可見光、遠紅外線、微波、船舶：超聲波傳感器微波紅外接收傳感器紅外線分布差異礦藏埋藏地區地

58、面傳感器與遙感技術飛機及航天飛行器：近紫外線、可見光、遠紅外線傳感器在軍事技術領域的應用 先進的科學技術總是最先被應用于戰爭。 以坦克、飛機、軍艦為標志的作戰平臺是傳統的主戰兵器，各類傳感器不過是配屬的保障設施。 而當前由信息技術發展推動的軍事革命把重點從作戰平臺轉向如何觀察戰場、怎樣傳遞所觀察到的戰場情況、怎樣運用那些性能優越的精確武器的問題上來，從重視軍艦、坦克和飛機轉為重視信息獲取技術和信息獲取裝置的作用，傳感器、通信以及精確制導武器等已在戰爭中至關重要的作用。傳感器在軍事技術領域的應用 先進的科學技術總是 21世紀的農業將是知識密集、技術密集的產業，設施農業可以有效提高農業生產效益和增

59、強抗災能力，借助溫室及其配套裝置來調節和控制作物生產環境條件，擺脫自然制約，以達到高產、高效、優質。 信息獲取手段是實現高水平設施農業的關鍵技術之一，設施農業用傳感器的品種較多，主要用于溫度、濕度、土壤干燥度、CO2、光照度、土壤養分等參數的測量。信息獲取技術還在農田和果園生產、農業生物學研究、農藥殘留量檢測等方面得到了廣泛的應用。 傳感器與農業農業 21世紀的農業將是知識傳感器與農業農業傳感器在生物醫學上的應用 對人體的健康狀況進行診斷需要進行多種生理參數的測量。 國內已經成功地開發出了用于測量近紅外組織血氧參數的檢測儀器。人類基因組計劃的研究也大大促進了對酶、免疫、微生物、細胞、DNA、R

60、NA、蛋白質、嗅覺、味覺和體液組份以及血氣、血壓、血流量、脈搏等傳感器的研究。 醫學傳感器在生物醫學上的應用 對人體的健康狀況醫學光纖流速傳感器熒光材料制作的電子鼻傳感器生物酶血樣分析傳感器熱/光電量光纖流速傳感器熒光材料制作的電子鼻傳感器生物酶血樣分析傳感器 生物醫學傳感器（Biomedical Sensors）顧名思義，它是應用于生物醫學領域的那一部分傳感器，是將被測的生物體內各種生理的、生化的和病理的信息轉換為與之相應的電學量輸出，以滿足生物醫學基礎和臨床診斷的研究與分析所需的數據和圖象，對于化驗、診斷、監護、控制、治療和保健等都有重要作用。生物醫學傳感器的地位和用途 醫學研究和進行疾病