一、课程简介
本课程是生物医学工程专业的一门专业课，其任务是使学生掌握常见的医学电子仪器的原理、结构和设计原则。
掌握了医学仪器的工作原理，结合电子技术、计算机技术、医学参量测量及信息与图像处理的知识，就能设计出具有先进水平的医学仪器，开发新一代的产品。
本课程在第六学期开设，为必修考试课。总学时数72学时，其中理论48学时，3.0学分，实验24学时，理论与实验课比例为2:1。先修课程为《电路原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》。
二、课程目标
（一）基本理论知识
了解医学仪器的组成、特点、要求及其设计原则，掌握生物测量仪器中最基本和最重要的放大电路，用电极提取的生物电信号测量仪器的原理与结构，监护仪器的原理与结构；了解设计和使用医学仪器过程中的电气安全问题。
（二）基本技能
使学生在掌握常见的医学电子仪器的原理、结构和设计原则的基础上，具备设计和开发医学仪器的初步能力。初步树立对常用医疗仪器依法进行计量检出的观念及安全使用仪器的观念。培养学生分析问题和解决问题的能力；培养学生的探索和创新精神。
（三）基本素质
在教学过程中，促成学生思想品德、良好心理素质的形成。在宏观上，引导学生对课程内容的总体把握，使学生能够触类旁通；在微观上，应启发学生能够从数学概念、物理概念及工程概念去分析问题，解决问题。
三、学时分配
单元 |
名称 |
理论学时 |
实验学时 |
1 |
医学仪器概述 |
3 |
|
2 |
生物信息测量中的噪声和干扰 |
6 |
3 |
3 |
信号处理 |
6 |
6 |
4 |
生物电测量仪器 |
6 |
6 |
5 |
血压测量 |
6 |
3 |
6 |
医用监护仪器 |
6 |
3 |
7 |
心脏治疗仪器与高频电刀 |
6 |
3 |
8 |
医用电子仪器的电气安全 |
6 |
|
9 |
医学电子仪器设计 |
3 |
|
合 计 |
48 |
24 |
四、理论教学目标与内容
医学仪器概述
目标
1.掌握 医学仪器的结构和工作方式。
2.熟悉 医学仪器的特性和分类,与医学仪器密切相关的生物信息知识。。
3.了解 生理系统的建模和仪器设计，医学仪器的设计原则和步骤。
内容
1.重点阐述 医学仪器的基本构成和工作方式。
2.详细了解 医学仪器的主要技术特性，典型参数，仪器分类。
3.一般介绍 相关生物信息知识。
生物信息测量中的噪声和干扰
目标
1.掌握 电子仪器测量电磁干扰及抑制干扰的主要措施；测试系统中的噪声类型。
2.熟悉 （1）干扰的引入及耦合途径；（2）描述放大器噪声性能的参数。
内容
1.重点阐述 生物信息测量中干扰和噪声。
2.详细了解 合理接地和屏蔽，抑制噪声的方法。
3.一般介绍 噪声的性质及器件的噪声。
信号处理
目标
1.掌握 生物电放大器前置级原理。
2.熟悉 光电耦合隔离级的设计。
3.了解 生理放大器滤波器设计。
内容
1.重点阐述 前置放大的基本要求，差动放大应用电路。
2.详细了解 提高前置级共模抑制能力的方法。
3.一般介绍 隔离级设计中电磁耦合。
生物电测量仪器
目标
1.掌握 心电图机的结构及原理。
2.熟悉 脑电图机的导联及辅助仪器。
3.了解 脑电图测量的最新技术实现及应用。
内容
1.重点阐述 生物电位的基础知识，医学生物电极;心电图机的结构及原理。
2.详细了解 XD-7100单导心电图机的工作原理。
3.一般介绍 脑电图测量最新技术实现及应用;肌电图机的基本结构和典型电路。
血压测量
目标
1.掌握 血压直接测量法，血压标定方法。
2.掌握 压力放大器，血压间接测量方法。
3.熟悉 血压的自动测量。
内容
1.重点阐述 血压的间接测量方法和直接测量。
2.一般介绍 压力放大器及检测电路和标定方法。
3.一般介绍 血压的直接测量法和自动测量。
医用监护仪器
目标
1.掌握 生理参数的测量及监护仪的主要技术指标。
2.熟悉 常用的病人监护系统及床边监护仪。
3.了解 动态心电图技术及远程监护。
内容
1.重点阐述 监护生理参数的测量方法及监护仪器的主要技术指标。
2.一般介绍 监护仪的意义，常用的病人监护系统。
3.一般介绍 动态心电图技术。
心脏治疗仪器与高频电刀
目标
1.掌握 心脏起搏器与除颤器的工作原理。
2.了解 心脏起搏器与除颤器的作用及分类。
内容
1.重点阐述 心脏起搏器与除颤器的作用、工作原理。
2.一般介绍 典型的心脏起搏器与除颤器的一般电路分析。
3.一般介绍 心脏起搏器与除颤器的分类。
医用电子仪器的电器安全
目标
1.掌握 电击的产生因素和防护措施。
2.熟悉 电气安全参数的测试和检验。
3.了解 电流的生理效应及影响因素。
内容
1.重点阐述 产生点击的原因和点击的防护措施。
2.详细了解 电气仪器的测试和电气系统的检验。
3.一般介绍 电流的生理效应。
医学仪器电子设计
目标
1.掌握 低噪声放大器的设计。
2.熟悉 外围保护电路和报警电路的设计。
3.了解 医学仪器的设计原则和使用要求。
内容
1.重点阐述 低噪声放大电路的设计。
2.详细了解 保护电路的设计。
3.一般介绍 医学仪器的设计原则。
五、实验教学目标与内容
每个实验项目3学时。具体内容如下，可根据情况选取8个实验项目。
心电测量
目标
掌握 QRS波群的测量方法。
了解 心电测量的原理和特性;学会人体心电的测量方法。
内容
1.利用信号发生器产生的参考信号调整心电放大电路。
2.连接测量人体心电信号，观察运动对心电的影响。
温度传感器实验
目标
1.了解温度传感器的原理和特性。
2.掌握温度传感器的使用方法。
内容
1.测定温度与电压之间关系。
2.确定温度传感器的特性。
50Hz陷波器
目标
1.掌握 陷波器的工作原理，熟悉有源滤波器的主要技术指标。
2.熟悉 50Hz陷波器的主要技术指标的测试方法。
内容
1.测试闭环增益Kp。
2.计算阻带宽度B值和品质因素Q值。
心电放大器的研究
目标
1.了解高共模抑制比、高输入阻抗差动运算放大器的主要技术指标。
2.掌握放大器的放大倍数、输入阻抗、共模抑制比、噪声的测试方法。
内容
1.根据技术指标要求，设计适当的电路参数。
2.测电路的差模电压放大倍数，共模电压放大倍数,测共模抑制比及频带宽度。
心率显示器
目标
1.掌握心率计数和显示原理。
2.掌握由一位计数器扩大到两位计数器的方法。
3.了解计数、译码、锁存、驱动及显示原理。
内容
1.用低频信号发生器输入方波信号模拟心电信号。
2.双组BCD码同步十进制加法计数器。
3.BCD码七段锁存／译码／驱动器。
QRS波检出器
目标
1.了解用模拟信号处理方法提取信号某些特征值的目的、方法和过程。
2.熟悉信号的限幅、滤波、比较、信号形成等单元电路。
内容
1.自动增益放大电路;带通滤波器，双向检波倍加器。
2.过零检测电路，单稳电路和显示电路。
3.记录QRS波检出器测量的心率，并与脉搏比较。
心电图机技术指标的检定
目标
1.初步树立对常用医疗仪器依法进行计量检出的观念。
2.掌握心电图机各项技术指标的检定方法。
内容
1.国家计量检定规程。
2.心电图机十四项指标测试。
脉搏/心音测量
目标
1.掌握 人体心音波的测量方法。
2.了解 心音与脉搏波及心电波的区别及相互关系。
内容
1.测量心音波的变化情况，同时计算心音频率。
2.比较心音、脉搏、心电波形的不同。
呼吸测量
目标
1.掌握 测量呼吸的气体压力、流速及流量的方法。
2.了解 运动对呼吸的影响。
内容
1.测量呼吸的气体压力、流速及流量。
2.观察运动对呼吸的影响。
六、措施与评价
（一）措施
1.以教学目标的要求和教学大纲来指导教学的各个环节（包括备课、授课、实验、考试等），教师应根据教学目标的要求进行教学活动。
2.适当组织课堂讨论，逐步开展专题讲座，充分应用投影仪、幻灯机、计算机辅助教学(CAI)等电化教学手段，以利于开拓学生的视野，激发学生的学习兴趣。
3.加强课外辅导，指定参考资料，注意培养同学的自学能力、独立思考和独立解决问题的能力及科学思维能力。
4.定期召开学生座谈会，师生交流教学信息，根据反馈情况，进一步改进教学工作，努力提高教学质量。
（二）评价
1.授课质量评价“教师教学质量评价表”，由督导组、同行、学生和教研室予以评定。
2.学生成绩评价依据教学大纲和理论课考试权值分配进行期末理论考试；期末实验考核以操作为主，结合问卷，并参考平时实验操作和实验报告，进行综合评价。学科满分100分，理论成绩和实验成绩分别占70％、30％。
【注】课程使用的教材和主要参考书
教材：《医学电子仪器原理与设计》 余学飞主编 华南理工大学出版社
主要参考书：
《现代生物医学仪器》 宗贤均主编 原子能出版社
《医学电子仪器原理与临床应用》 林强主编 电子工业出版社
《医学仪器原理与设计》 俞仁康主编 上海交通大学出版社
编写 王昌
审校 秦鑫
