1、功能、主要生产厂家）（类型、产品图片、产品功能、主要生产厂家） 35 本节小结 1. 医学仪器的基本结构： 信息检测系统信息检测系统信息处理系统信息处理系统记录显示系统记录显示系统 辅助系统辅助系统 36 本节小结 2. 医学传感器的作用： 将反映人体机能状态信息的物理量或化学物质将反映人体机能状态信息的物理量或化学物质 转变为电（或电磁）信号转变为电（或电磁）信号 3. 医学仪器的信息处理系统的作用： 对信息检测系统传送过来的信息进行处理，包对信息检测系统传送过来的信息进行处理，包 括放大、识别（滤波）、变换、运算等各种处括放大、识别（滤波）、变换、运算等各种处 理和分析。是医学仪器的核心。
2、理和分析。是医学仪器的核心。 37 生物医学仪器的发展与展望 一. 21世纪生物医学仪器的发展 由于各学科的新成果不断融入 ，现代电 子技术、计算机技术、信号与信息处理技术 已是现代生物医学工程技术与医疗仪器设备 的核心技术，特别是当代生命科学和信息科 学两大前沿学科的发展 ，为生物医学工程和 医疗器械的未来展现了更为广阔的前景。 当代生物医学工程技术中最具代表性的技 术是：数字医学影象技术；物理外科手术技 术；电生理参数检测与监护技术；临床检验 、分析与分子生物学技术；医学网络与信息 系统。 38 21世纪生物医疗仪器的发展 1、数字医学影像技术： 主要有CT、MRI、PET、DR、Ultr
3、o-S等。 是根据人体组织对 外源性X线的不同吸收 程度，来判断人体组织 器官结构变化的成像设 备。 （1）计算断层摄影 （ Computed Tomography ）诊断，简称CT ： 39 CTCT的主要结构包括两大部分：的主要结构包括两大部分： X X线体层扫描装置：线体层扫描装置：产生产生X X线束的发生器和球管，线束的发生器和球管， 接收和检测接收和检测X X线的探测器线的探测器 计算机系统：计算机系统：数据采集系统、中央处理系统、磁数据采集系统、中央处理系统、磁 带机、操作台等。带机、操作台等。 40 CT 胃胃 胰腺胰腺 肠肠 胆囊胆囊 肝脏肝脏 右肾右肾 左肾上腺左肾上腺 主动
4、脉主动脉 脊椎脊椎 肋骨肋骨 41 4层、8层、16层、32层 、64层图像的螺旋CT 机 CTCT发展现状：发展现状： Philips(飞利浦） toshiba(东芝） 岛津 siemens(西门子） 日立 GE(美国通用） 主要生产厂家：主要生产厂家： 42 （2）磁共振造影术 (Magnetic Resonance Imaging），简称MRI： 利用人体中的遍布全身的利用人体中的遍布全身的 氢原子在外加的强磁场内氢原子在外加的强磁场内 受到射频脉冲的激发，产受到射频脉冲的激发，产 生核磁共振现象，经过空生核磁共振现象，经过空 间编码技术，用探测器检间编码技术，用探测器检 测并接受以电磁
5、形式放出测并接受以电磁形式放出 的核磁共振信号。的核磁共振信号。 43 MRIMRI工作原理图工作原理图 44 MRIMRI扫描的梯度磁场扫描的梯度磁场 收发器收发器 患者患者 Z Z轴线圈轴线圈 X X轴线圈轴线圈 Y Y轴线圈轴线圈 恒定静磁场恒定静磁场 45 MRI 之一 46 MRI 之二 47 MRI 之三 48 MRI 之四 49 CT 与 MRI 這是出血第三天的影像。左邊是這是出血第三天的影像。左邊是 CTCT，右邊是，右邊是 MRI MRI 50 医用医用MRIMRI系统分类：系统分类： u 根据磁体不同可以分为： 常导型、永磁型和超导型。 u 根据磁体的主磁场大小可以分为：
6、 低场（1.0T) 目前临床应用的达到3.0T 主要生产厂家：主要生产厂家： GE 、飞利浦、西门子等 51 21世纪生物医疗仪器的发展 （3）正电子发射断层扫描成像(Positron Emission Tomography)，简称 PET 1 1、数字医学影象技术：、数字医学影象技术： 利用回旋加速器加速带电粒子利用回旋加速器加速带电粒子 轰击靶核，通过核反应产生带轰击靶核，通过核反应产生带 正电子的放射性核素，并合成正电子的放射性核素，并合成 显像剂显像剂 。 在衰变过程中发射带正电荷的在衰变过程中发射带正电荷的 电子，这种正电子在组织中运电子，这种正电子在组织中运 行很短距离后，即与周围
7、物质行很短距离后，即与周围物质 中的电子相互作用，发生湮没中的电子相互作用，发生湮没 辐射，发射出方向相反，能量辐射，发射出方向相反，能量 相等的两光子相等的两光子 。 52 比例符合计算单元比例符合计算单元 图像重构图像重构 光电转换数据光电转换数据 正电子湮灭正电子湮灭 53 54 21世纪生物医疗仪器的发展 （4）US(ultrasound)：代表当前水平的产品是全数 字化多功能彩超，融入了宽带、高密度探测、全 程动态聚焦、谐波成象、快速三维重构等新技术 。由于其无创、实时，被广泛用于体检普查、临 床诊断、定位以及手术导航等。 1 1、数字医学影象技术：、数字医学影象技术： 55 全数字
8、化多功能彩色多普勒超声诊断仪 56 21世纪生物医疗仪器的发展 （5） DR(Digital Radiography) 直接数字化X射线 摄影系统 ： 是直接将X线光子通过电子暗盒转换为数字化图 像，它利用硒作为X线检测器，由电子暗盒、扫 描控制器、系统控制器、影像监示器等组成。 辐射剂量低（可下降30%-70%），分辨率高，可 数字化传输、存储实现无胶片化。 1 1、数字医学影象技术：、数字医学影象技术： 57 D D R R 的的 成成 像像 原原 理理 58 DR（X-RAY） 59 DR（X-RAY） 60 21世纪生物医疗仪器的发展 （6）医学影像的后处理技术： CT、MRI、DSA
9、、SPECT、PET和超声等 产生的数字化图像，经计算机技术对其进行再加 工并从定性到定量对图像进行分析的过程称为医 学图像后处理技术。 如：图象滤噪、图象分割、三维重构等技术 ； 图象配准和融合技术； 图象无损压缩技术； 虚拟人体可视化技术等等 。 1 1、数字医学影象技术：、数字医学影象技术： 61 21世纪生物医疗仪器的发展 2、高能物理治疗技术： （1）放疗与立体定向放射外科手术： 刀；X刀；粒子刀 （2）超声治疗技术：其代表性的进展表现在超声 外科手术刀（2030kHz），超声体外碎石机（1 2MHz）、无创性高强聚焦超声外科（0.5- 4.5MHz）等方面。 （3）电磁波热疗技术
10、：主要是利用微波（2450、 915、433MHz）、高频（几MHz到几十MHz）、射 频（100-1000KHz）的生物热效应，在生物组织 产生高温达到治疗目的。 （4）高能肿瘤热疗技术 62 高高 能能 聚聚 焦焦 超超 声声 热热 疗疗 仪仪 63 放射治疗 64 21世纪生物医疗仪器的发展 3、高度发展的电生理检测设备与监护技术 ： （1）以微机为核心的数字化电生理检测设备，正 在逐步取代传统的模拟设备。数字化与检测、分 析相结合是现代化电生理检测仪器发展的重要趋 势。 （2）监护仪是一种需求日益增长的、临床急需的 设备。目前，常用的监护仪有：多导生理监护仪 （血压、血氧、心电、心率、
11、阻抗呼吸、体温） ，24小时动态监护仪（心电、脑电），手术监护 设备，母婴监护仪，胎儿监护仪，睡眠监护仪等 。 65 21世纪生物医疗仪器的发展 4、整体优化的TMS方案 ： TMS（Total Medical Solutions）方案，是围绕一个 医疗目标，将分散、独立工作的相关设备，优化组合构成 一个仪器系统。目的在于把需要的诊断、治疗技术进行整 合，构架成一个完整体系，以获得最佳医疗效果。 例如心脏病学科TMS方案包括12导心电图机、运动负荷测 试系统、动态心电诊断系统、CCU中央监护系统，由中央 心电管理系统进行统一管理；以及由肺功能测定仪、动态 血压诊断系统、脉氧仪、除颤起搏监护仪等
12、构成的日常检 测、救护仪器系统。 66 21世纪生物医疗仪器的发展 5、医学信息系统： （1）PACS-DICOM-IHE： PACS(Picture Archiving and Communication System)数字图象归档与通信系统，是一个建立 在计算机、网络、信息等技术基础上的管理医学 图象的综合系统。 DICOM3.0 ( Digital Imaging and Communication in Medicine,3.0) 是为解决不 同厂商生产的医学影象设备能上网互连而推出的 医学数字图象通信标准 IHE(Integrating the Healthcare Enterprise) 集成医疗机构，目的在于对医院各种医疗设备和 系统进行集成，实现信息资源整合和综合利用。 67 PACSPACS系统结构图系统结构图 68 21世纪生物医疗仪器的发展 5、医学信息系统： （2）远程医疗 ： 远程医疗主要解决跨地区的医学信息资源最 佳整合与利用，以及边远地区的诊疗问题。能使 医生实时、在线的对异地病人进行会诊、监护、 咨询、指导治疗，可在自己的计算机上直接对异 地病人资料进行采集、查阅、编辑，并可以通过 计算机，与二位以上的同行对同一记录资料进行 讨论研究，作出判断，提出医疗指导性建议。
