生物医学传感器 (Biomedical Sensors)

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生物医学传感器 (Biomedical Sensors) 张会生 0755-83376489

4.1 引言(Introduction) 一生物医学仪器(Biomedical Instrumentation) 二生物医学传感器 影像类:磁共振 、 B超、CT 监护类:心电监护、心电图机 检验类:生化、血细胞、电解质、免疫、尿液 治疗类: 其它: 二生物医学传感器 生物医学传感器用于将人体内的一些特征参数转换成可测量的信号(如电阻、电压、电流等)的一类元件。类似如人的眼睛、耳、鼻 0755-83376489

体内(in vivo)监测: 体外(In vitro)诊断 侵入式(Invasive) 非侵入式(Noninvasive) 监测参数:心电、呼吸、无创血压、双体温、血氧饱和度、脉搏、双有创压、心输出量 体外(In vitro)诊断 如电解质、生化、免疫 0755-83376489

生物医学传感器的重要指标 In vitro: In vivo 准确(accuracy) 精密(precision) 范围(range) 响应时间(response time) 漂移(drift) In vivo 可靠(Reliable) 安全(safe) 0755-83376489

生物医学传感器的分类 根据指标分类: 根据测量类别 1生物电: 2物理 3电解质、血气和pH 物理、电、化学 ECG(electrocardiogram)、 EEG(electroencephalogram) 2物理 温度、流量 3电解质、血气和pH 0755-83376489

4.2 温度的测量 1 温度测量的意义 2 温度传感器的种类 3 热敏电阻(NTC) Rt=R0*exp(β*(1/T-1/T0) 热敏电阻(PTC、NTC)、热点偶、热敏二极管 3 热敏电阻(NTC) Rt=R0*exp(β*(1/T-1/T0) 0755-83376489

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R0 B对某一个传感器是常数,但不同传感器之间有离散性。 4 温度测量的标定 Rt=R0*exp(B*(1/T-1/T0) R0 B对某一个传感器是常数,但不同传感器之间有离散性。 0755-83376489

4.3 电解质、血气、pH的测量 0 半电池电位 0755-83376489

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1 pH电极的原理/ISE原理 被测离子的浓度C和电极电位E之间的关系可用Nernst方程表示: EX = E0 + SlogCx (1) S为电极电位,与温度、ISE的活性材料、表面蛋白质吸附等因素有关。 0755-83376489

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2 电解质的测量原理 1 定标 2 测量 EX = E0 + SlogCx EA = E0 + SlgCA (1) EB = E0 + Slg CB (2) S =( EB - EA )/lg(CB / CA ) (3) 2 测量 EX = E0 + Slg CX (4) CX = CA * 10(EX - EA)/S (5) 0755-83376489

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3 血气测量原理 pO2 pCO2 0755-83376489

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课堂练习题 1 简述一般传感器为什么要进行标定 2 简述ISE标定及测量样品的过程,并写出计算公式。 0755-83376489