醫(yī)學(xué)儀器概述

醫(yī)學(xué)儀器概述醫(yī)學(xué)儀器定義國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的定義(一)為下列目的，用于人體的，不論是單獨(dú)使用還是組合使用的，包括使用所需軟件在內(nèi)的任何儀器、設(shè)備、器具、材料、或者其他物品，這些目的是：(1)

疾病的診斷、預(yù)防、監(jiān)護(hù)、治療或緩解；(2)

損傷或殘疾的診斷、監(jiān)護(hù)、治療、緩解或者補(bǔ)償；(3)解剖或生理學(xué)過(guò)程的研究替代或者調(diào)節(jié)。(4)

妊娠控制。(二)其對(duì)于人體體表及體內(nèi)的主要預(yù)防作用不是用藥理學(xué)、免疫學(xué)或代謝的手段獲得，但可能有這些手段參與并起一定輔助作用。此定義闡明了醫(yī)學(xué)儀器的使用對(duì)象、使用方法、功能產(chǎn)品形態(tài)，和具有相同功能和用途的另一產(chǎn)品群——藥品作了區(qū)別界定。此定義目前已被各國(guó)廣泛地等同使用在醫(yī)學(xué)儀器法規(guī)中，可把此定義理解為法規(guī)調(diào)整意義上的醫(yī)學(xué)儀器定義域。中國(guó)現(xiàn)行的醫(yī)學(xué)儀器行政規(guī)章及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均等同采用了此定義。ISO關(guān)于醫(yī)學(xué)儀器定義的意義現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器的發(fā)展1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線RadiographofthehandofR?ntgen’swife，1895.1903年艾薩文創(chuàng)立的肢體標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)的測(cè)量方法，研制成功第一臺(tái)心電圖儀1924年Berger，第一次采用頭皮電極記錄到腦電活動(dòng)1958年，第一臺(tái)商品化的醫(yī)用超聲診斷儀出現(xiàn)。1972 HounsfieldannouncesfindingsatBritishInstituteofRadiology，receiveNobelPrizeinMedicineImportantPrecursors:1917Radon:Characterizedanimagebyitsprojections1961Oldendorf: Rotatedpatientinsteadofgantry1972年，第一臺(tái)CT問(wèn)世1.1醫(yī)療儀器特點(diǎn)高精度、高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量多門類、多品種、多規(guī)格新技術(shù)、新材料、新原理應(yīng)用迅速醫(yī)療儀器基礎(chǔ)1.2醫(yī)療儀器生物電檢測(cè)儀器及非電生理參數(shù)檢測(cè)儀器生物電檢測(cè)儀器(ECG、EEG、EMG等)非電生理參數(shù)檢測(cè)儀器(體溫、血壓等)監(jiān)護(hù)儀器(床旁、中心、手術(shù)、胎兒監(jiān)護(hù)等)

臨床檢驗(yàn)分析儀器(血?dú)?、生化分析儀等)生理功能輔助儀器(呼吸機(jī)、麻醉機(jī))等醫(yī)用光學(xué)醫(yī)學(xué)(眼科光學(xué)儀器、手術(shù)顯微鏡、內(nèi)窺鏡、激光儀器等)治療儀器等(電刺激治療儀、心臟除顫器、高頻電刀、微波熱療儀、射頻熱療儀、超聲治療儀、體外沖擊波碎石機(jī)、體外反搏等)1.2醫(yī)療儀器分類醫(yī)用X線診斷裝置X線計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(X-CT)磁共振成像系統(tǒng)(MRI)核醫(yī)學(xué)診斷儀器及設(shè)備(SPECT、ECT、PET等)放射治療裝置(加速器、鈷60等)……生物醫(yī)學(xué)信號(hào)特點(diǎn)攜帶生物信息的信號(hào)稱為生物信號(hào)。其中生物電信號(hào)如心電、腦電、肌電等。非生物電信號(hào)，如心音、血壓波、呼吸、體溫等。醫(yī)學(xué)中還常通過(guò)在人體上施加一些物理因素的方法來(lái)獲得生物信號(hào)，如各種阻抗圖、超聲波診斷儀器，它向人體發(fā)射脈沖式的超聲波，通過(guò)回波方式獲取生物信號(hào)。另外還有通過(guò)在體外檢測(cè)人體樣品的儀器、生理參數(shù)遙測(cè)儀器和放射性探測(cè)儀器等獲取生物信號(hào)。上述諸多的生物信號(hào)被統(tǒng)稱為生物醫(yī)學(xué)信號(hào)。頻帶在低頻和超低頻范圍內(nèi)；生物電信號(hào)幅度較低，只有mV級(jí)甚至μV級(jí)；工頻干擾：主要是市電50Hz的干擾；信噪比低，噪聲掩蓋了有用信號(hào)。生理參數(shù)測(cè)量?jī)x器人體電生理參數(shù)檢測(cè)儀器人體非電生理參數(shù)檢測(cè)儀器病人監(jiān)護(hù)儀器2.1人體電生理參數(shù)檢測(cè)儀器細(xì)胞是所有生物電的發(fā)生源，生物電或電位是細(xì)胞膜內(nèi)外之間的電位差。生物電是細(xì)胞實(shí)現(xiàn)一些最生要功能的關(guān)鍵因素，是生命現(xiàn)象的表現(xiàn)。因此，通過(guò)研究生物電現(xiàn)象，可以了解生物體的生理活動(dòng)。生物電現(xiàn)象已成為了解生命活動(dòng)、研究生物功能的可靠依據(jù)。進(jìn)行生物電學(xué)研究的第一步，是把生物電信號(hào)拾取出來(lái)，并用儀器記錄。腦電、心電、肌電的記錄，在皮膚表面做間接記錄；視網(wǎng)膜電位、耳蝸電位和鼻電位，分別將電極安放在眼睛角膜表面、耳蝸圓窗表面和鼻粘膜中；感受器電位、神經(jīng)元的動(dòng)作電位和神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的沖動(dòng)電位的記錄，需要將符合尺寸的引導(dǎo)電極插進(jìn)細(xì)胞或纖維中；微電極可以記錄到細(xì)胞的靜息電位和動(dòng)作電位，一般從幾mV至上百mV之間。生物電測(cè)量?jī)x器也經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由功能單一到多功能復(fù)合的發(fā)展過(guò)程。上世紀(jì)20年代，出現(xiàn)了用檢流計(jì)測(cè)定的心電圖機(jī)；60年代以前，心電放大器采用電子管；60年代，晶體管心電圖機(jī)，其體積大大縮??；70年代，浮地式心電放大器，提高了其安全可靠性；目前，心電放大器均由采用IC電路，廣泛采用微機(jī)構(gòu)成的智能化電生理儀器。人體電生理參數(shù)檢測(cè)儀器心電圖機(jī)腦電圖機(jī)誘發(fā)電位儀腦地形圖儀動(dòng)態(tài)腦電記錄分析系統(tǒng)眼震電圖儀肌電圖儀胃電圖儀2.1.1心電圖機(jī)在每一個(gè)心動(dòng)周期中，心臟各部分興奮過(guò)程中出現(xiàn)的電變化的方向、途徑、次序和時(shí)間都有一定的規(guī)律。把測(cè)量電極放置在人體表面的一定部位，記錄心臟電變化曲線即為臨床常規(guī)心電圖ECG(Electrocardiograph)，可用來(lái)診斷心臟疾病。由竇房結(jié)發(fā)出的一次電興奮，按一定的途徑和時(shí)程，依次傳向心房和心室，引起整個(gè)心臟的興奮，使心臟周期性地收縮。心電圖機(jī)主要記錄心臟電活動(dòng)波形圖。自1905年威廉·愛因霍文將心電圖機(jī)用于臨床，已超過(guò)百年；目前數(shù)字化心電機(jī)已在臨床得到廣泛應(yīng)用；心電圖機(jī)的種類很多，從功能上可大至分為：(1)單道自動(dòng)心電圖機(jī)(2)多道全自動(dòng)心電圖機(jī)(3)具有自動(dòng)分析診斷功能的數(shù)字化心電圖機(jī)(4)具有自動(dòng)分析診斷功能的數(shù)字化多功能心電圖機(jī)心電圖機(jī)的基本構(gòu)成

心電圖儀由電極、前置放大器和主放大器、示波器波形顯示及描記器等組成。心電圖機(jī)的關(guān)鍵是前置放大器，對(duì)心電放大器的要求是放大倍數(shù)高(約5000倍)，輸入阻抗高(>10MΩ)，共模抑制比CMRR大(80~100dB)，頻率響應(yīng)足夠?qū)?0.05Hz~100Hz)，以及良好的電氣安全技術(shù)，現(xiàn)都采用浮地電源和光電隔離放大器。心電圖機(jī)的關(guān)鍵是前置放大器，對(duì)心電放大器的要求是放大倍數(shù)高(約5000倍)，輸入阻抗高(>10MΩ)，共模抑制比CMRR大(80~100dB)，頻率響應(yīng)足夠?qū)?0.05Hz~100Hz)，以及良好的電氣安全技術(shù)，現(xiàn)都采用浮地電源和光電隔離放大器。具有導(dǎo)聯(lián)自動(dòng)轉(zhuǎn)換及光電隔離放大器的心電圖機(jī)框圖導(dǎo)聯(lián)選擇器前置放大器光電隔離主放大器描記器光電隔離浮地電源主電源微機(jī)按鍵液晶顯示1mV定標(biāo)器2.1.2腦電圖機(jī)大腦皮層的神經(jīng)元具有自發(fā)生物電活動(dòng)，具有持續(xù)的節(jié)律性電位改變，稱為自發(fā)腦電活動(dòng)。在頭皮上觀察大腦皮層的電位變化而記錄到的腦電波稱為腦電圖EEG(electroencephalography)。腦電圖機(jī)有8通道或16通道或更多道，同時(shí)測(cè)量和描記8道或16道腦電波形，用8筆或16筆的墨水筆記錄儀描記。現(xiàn)代腦電圖機(jī)還有64道、128道及256道。腦電圖機(jī)框圖前置放大器采用浮地電源及光電隔離技術(shù)從頭皮描記的腦電波強(qiáng)度很小，一般為10~50μV，頻率范圍為0.5~100Hz。將腦電波按波的重復(fù)節(jié)律不同分類，統(tǒng)一為以下四個(gè)頻段：α波：8~13Hzβ波：13~40Hzθ波：4~<8Hzδ波：0.5~<4Hz這四種波是否出現(xiàn)、出現(xiàn)頻繁程度等均與生理病理狀態(tài)有關(guān)。臨床常用來(lái)診斷癲癇等神經(jīng)性疾病和腦腫瘤。2.1.3誘發(fā)電位儀除了自發(fā)腦電波外，采用刺激的方法還能夠引起大腦皮層局部區(qū)域的電活動(dòng)，稱為腦誘發(fā)電位EP(EvokedPotential)。刺激方式：視覺刺激、聽覺刺激和體感刺激，分別稱為視覺誘發(fā)電位

VEP(VisualEvokedPotential)、聽覺誘發(fā)電位AEP(AuditoryEvokedPotential)和體感誘發(fā)電位SEP(SomaticEvokedPotential)。誘發(fā)電位的測(cè)量部位及臨床價(jià)值類型刺激方法測(cè)量部位臨床診斷價(jià)值VEP閃光或視覺圖形刺激頭皮枕葉部多發(fā)性腦硬化外周神經(jīng)傷害神經(jīng)病SEP電流刺激感知皮層上外周神經(jīng)纖維和皮層之間脊柱通路的疾病AEP聲音(咔嗒聲、爆發(fā)聲、白噪聲)腦干上聽覺通路缺陷疾病視覺誘發(fā)電位曲線，幅度范圍為1~20μV，帶寬1~300Hz，持續(xù)時(shí)間為200ms由于誘發(fā)電位幅度極小，埋沒在自發(fā)腦電及噪聲中，所以常用迭加平均方法將多次刺激(多達(dá)1000次以上)的誘發(fā)電位迭加，去除噪聲后，才能獲得誘發(fā)電位。二通道誘發(fā)電位儀的方框圖。全浮地前置放大器，高速A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，微機(jī)控制，并配有高速數(shù)字處理器進(jìn)行迭加平均運(yùn)算。由電視監(jiān)視器實(shí)時(shí)顯示波形，具備測(cè)量功能，由X-Y繪圖儀繪制波形圖。2.1.4肌電圖儀肌電圖EMG(Electromyogram)是肌肉產(chǎn)生的生理電信號(hào)的記錄。通過(guò)放置在皮膚表面上的電極來(lái)測(cè)量，也可用針電極經(jīng)皮膚插入肌肉來(lái)測(cè)量。EMG的幅度與電極放置部位有關(guān)，范圍大約為50μV~5mV，帶寬為2~500Hz。

肌電圖儀由電極、前置放大器和主放大器、示波器波形顯示及描記器組成。現(xiàn)代肌電圖儀常與誘發(fā)電位儀合為一體，由微機(jī)控制。肌電圖檢測(cè)在神經(jīng)源性和肌源性疾病的鑒別診斷方面，以及對(duì)神經(jīng)病變的定位，損害程度和預(yù)后判斷方面有重要價(jià)值。⑴神經(jīng)源性疾?。褐車窠?jīng)病損(包括糖尿病、酒精中毒、尿毒癥等)頸椎病、單癱運(yùn)動(dòng)元性病、面神經(jīng)麻痹、多發(fā)性神經(jīng)炎、脊髓前角病損、脫髓鞘病、交叉癱以及神經(jīng)源性性功能障礙的診斷等。⑵肌源性疾?。杭I(yíng)養(yǎng)不良癥、肌萎縮、周期性麻痹、重癥肌無(wú)力、肌強(qiáng)直綜合征、神經(jīng)與肌肉接頭病等。⑶結(jié)締組織?。憾喟l(fā)性肌炎、皮肌炎、多發(fā)性硬化病、紅斑狼瘡病、廢用性肌萎縮、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等病。用微電極插入單個(gè)肌纖維測(cè)量動(dòng)作電位可獲得分辨率更高的單纖維肌電圖。用同心針電極可以測(cè)得它的動(dòng)作電位稱為運(yùn)動(dòng)單元?jiǎng)幼麟娢?MVAP)。MVAP的持續(xù)時(shí)間約為2ms~10ms，幅度100μV~2mV，頻帶寬度5Hz~10kHz。2.2人體非電生理參數(shù)檢測(cè)技術(shù)及儀器人體非電生理參數(shù)主要有血壓、心音、體溫、脈搏、呼吸、血氧飽和度等。隨著傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，非生理參數(shù)的電子測(cè)量?jī)x器相繼出現(xiàn)，如電子血壓計(jì)、電子體溫計(jì)、光電心率計(jì)等，逐步進(jìn)入家庭。光電無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是非電生理參數(shù)測(cè)量的發(fā)展方向，特別是血壓及血氧飽和度的光電無(wú)損檢測(cè)，是當(dāng)前研究的熱門課題。非電生理參數(shù)也是病人監(jiān)護(hù)儀中監(jiān)護(hù)的主要內(nèi)容。如在多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中，除監(jiān)護(hù)心電外，還監(jiān)護(hù)血壓、體溫、呼吸、血氧飽和度等。將測(cè)量心電、血壓、心音、脈搏等電生理和非電生理參數(shù)的電路做成模塊，就可以組成多道生理信號(hào)記錄儀。非電生理參數(shù)檢測(cè)血壓檢測(cè)體溫檢測(cè)呼吸檢測(cè)血氧飽和度檢測(cè)2.2.1血壓檢測(cè)測(cè)量血壓可進(jìn)行有創(chuàng)檢測(cè)和無(wú)創(chuàng)檢測(cè)。有創(chuàng)檢測(cè)采用的方法為動(dòng)脈插管接壓力計(jì)或壓力傳感器，這種方法測(cè)量準(zhǔn)確，但給病人造成痛苦，因此只在心血管手術(shù)時(shí)運(yùn)用。無(wú)創(chuàng)檢測(cè)的傳統(tǒng)方法是聽診法，又稱柯氏音法，這種方法是俄國(guó)醫(yī)生Korotkoff于1905年發(fā)明的?？率弦舴ㄊ怯靡粋€(gè)袖帶纏于上臂中部，輸出管連于水銀壓力計(jì)，氣袖下方肱動(dòng)脈搏動(dòng)處放置聽診器。用橡皮球向氣袖打氣，當(dāng)袖內(nèi)壓大于收縮壓(PS，即所謂“高壓”)時(shí)，動(dòng)脈被壓閉。然后放氣，并監(jiān)聽柯氏音?？率弦羰茄魍ㄟ^(guò)被壓閉又逐漸開啟的動(dòng)脈血管時(shí)產(chǎn)生的斷續(xù)聲音?？率弦舴譃槲逑啵谝幌鄬?duì)應(yīng)著袖內(nèi)壓剛剛低于收縮壓，血管內(nèi)開始出現(xiàn)斷續(xù)的血流時(shí)產(chǎn)生的，因此此時(shí)水銀壓力計(jì)的指示的就是收縮壓；第五相對(duì)應(yīng)著袖內(nèi)壓剛剛低于舒張壓(PD，即所謂“低壓”)，血流在血管內(nèi)開始連續(xù)通過(guò)，柯氏音由減弱變?yōu)橄?，此時(shí)水銀壓力計(jì)的指示就是舒張壓。20世紀(jì)70年代以來(lái)，出現(xiàn)了多種柯氏音法電子血壓計(jì)，由微處理器控制，手動(dòng)或用氣泵自動(dòng)打氣，手動(dòng)或用電磁閥自動(dòng)放氣，通過(guò)微音器自動(dòng)監(jiān)測(cè)柯氏音，并由微處理器自動(dòng)判斷及自動(dòng)測(cè)量，由液晶數(shù)字顯示收縮壓、舒張壓、平均壓及心率等?？率弦舴ǖ年P(guān)鍵在于辨別血流的聲音信號(hào)，以聲音變化為依據(jù)。其優(yōu)點(diǎn)為同一般臨床應(yīng)用相一致，容易被醫(yī)生們認(rèn)同。其缺點(diǎn)為電子器件的拾音器易受外界噪聲干擾，結(jié)果偏差較大，不能直接測(cè)量動(dòng)脈平均壓。因此在血壓測(cè)量的技術(shù)中，漸漸被振蕩法所代替。振蕩法是70年代發(fā)展起來(lái)的測(cè)量血壓的新方法。這種方法也象傳統(tǒng)的柯氏音法那樣需要用袖帶阻斷動(dòng)脈血流。但在放氣過(guò)程中，不是檢測(cè)柯氏音，而是通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)袖內(nèi)氣體的振蕩波。這些振蕩波起源于動(dòng)脈血管壁的振動(dòng)。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)證明，這種振蕩波與動(dòng)脈壁收縮壓、舒張壓、平均壓均有一定的函數(shù)關(guān)系。通過(guò)將振蕩波放大、濾波后，將包絡(luò)線檢出，再用一定的判據(jù)判斷包絡(luò)線與收縮壓、舒張壓的時(shí)相對(duì)應(yīng)關(guān)系。該方法不受操作者主觀影響，避免了柯氏音法易受環(huán)境干擾的缺點(diǎn)，能精確地測(cè)出平均壓。其缺點(diǎn)是測(cè)量時(shí)要避免上肢肌肉收縮、心房纖顫時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。血壓檢測(cè)為診斷高血壓病帶來(lái)了極大的便利，但僅靠數(shù)次隨測(cè)血壓值常過(guò)多地診斷和過(guò)高地估計(jì)高血壓病。需要一種能監(jiān)測(cè)24小時(shí)血壓水平的技術(shù)。無(wú)創(chuàng)動(dòng)態(tài)血壓監(jiān)護(hù)技術(shù)也即應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)創(chuàng)動(dòng)態(tài)血壓監(jiān)測(cè)使用一種動(dòng)態(tài)血壓監(jiān)測(cè)儀。受試者佩帶這種儀器后可以離開醫(yī)院自由活動(dòng)，回到日常生活環(huán)境中。儀器按醫(yī)生事先設(shè)定的規(guī)則自動(dòng)測(cè)量出血壓，并將結(jié)果保存在該儀器中。24小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間后，再把結(jié)果顯示出來(lái)或打印出來(lái)。這樣可以提供正常生活中受檢者24小時(shí)血壓數(shù)據(jù)，一般由幾十個(gè)或上百個(gè)數(shù)據(jù)組成，用以觀察受檢者一日之內(nèi)的血壓變化。2.2.2體溫檢測(cè)傳統(tǒng)的體溫測(cè)量方法是用水銀體溫計(jì)，根據(jù)熱膨脹原理進(jìn)行測(cè)量。而電子測(cè)體溫使用溫度傳感器，常用的有熱敏電阻和半導(dǎo)體溫敏器件等。熱敏電阻的阻值隨溫度而變化，呈非線性關(guān)系。在測(cè)量電路中，可將熱敏電阻作為電橋的一個(gè)臂，經(jīng)電阻網(wǎng)絡(luò)校正后的輸出電壓由差動(dòng)放大器放大后由電壓表(用溫度刻度)讀出，或經(jīng)A/D變換后送計(jì)算機(jī)處理，進(jìn)行數(shù)字顯示，叫電子體溫計(jì)，其測(cè)量精度可達(dá)0.1~0.01℃。半導(dǎo)體溫敏器件有溫敏二極管、溫敏三極管等，這類測(cè)溫器件是利用PN結(jié)的結(jié)電壓隨溫度成線性變化這一原理進(jìn)行測(cè)溫，其測(cè)量電路也常采用電橋式及差動(dòng)放大電路。2.2.3呼吸檢測(cè)呼吸檢測(cè)主要用于呼吸監(jiān)護(hù)。呼吸監(jiān)護(hù)包括呼吸波形、呼吸率(次/分鐘)及潮氣量(每次或每分鐘吸入氣體體積)。呼吸檢測(cè)的常用方法是阻抗法，即：把人體胸部當(dāng)作一段導(dǎo)體，呼吸時(shí)由于胸部的擴(kuò)張使胸部阻抗發(fā)生變化，且這種阻抗變化與呼吸活動(dòng)呈線性關(guān)系。因此，測(cè)量胸阻抗的變化就可以間接測(cè)量呼吸活動(dòng)。胸阻抗包括感抗、容抗和電阻，但當(dāng)胸部通以50kHz~100kHz(如62.5kHz)的高頻電流時(shí)，胸阻抗可等效為一純電阻，因此，可以通過(guò)胸電阻的變化來(lái)檢測(cè)呼吸。具體方法是：在胸前鎖骨下放置兩對(duì)電極，一對(duì)通以62.5kHz的高頻電流，另一對(duì)測(cè)量電壓信號(hào)。將此電壓信號(hào)經(jīng)前置放大、解調(diào)、濾波及放大后就得到呼吸波。將呼吸波經(jīng)A/D變換并經(jīng)計(jì)算機(jī)數(shù)字處理，就可以計(jì)算出呼吸率。如果用呼吸流量計(jì)定標(biāo)后，還可以用呼吸波定量計(jì)算出潮氣量。在監(jiān)護(hù)儀中，呼吸檢測(cè)與心電檢測(cè)共同用一對(duì)電極。呼吸檢測(cè)方法還有鼻腔安放熱敏電阻法、微波多普勒法等。2.2.4血氧飽和度檢測(cè)通過(guò)肺循環(huán)，紅細(xì)胞中的血紅蛋白與氧結(jié)合成氧合血紅蛋白，然后通過(guò)動(dòng)脈血流輸送到人體的各個(gè)部分。血氧飽和度是指100ml血液中，血紅蛋白實(shí)際結(jié)合的氧與能夠結(jié)合的氧的最大量的比值，該指標(biāo)是衡量呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)是否正常的重要臨床指標(biāo)。傳統(tǒng)的測(cè)量血氧飽和度的方法是使用分光光度計(jì)進(jìn)行抽血化驗(yàn)。20世紀(jì)80年代末發(fā)展起來(lái)了基于雙波長(zhǎng)的朗伯比爾定律的光電法無(wú)損檢測(cè)血氧飽和度的方法。其原理為：設(shè)溶液中含有兩種物質(zhì)(如氧合血紅蛋白和不含氧血紅蛋白)，濃度分別為C1和C2，分別用兩種波長(zhǎng)(如λ1=650nm，λ2=805nm)的光穿過(guò)溶液，測(cè)得光密度分別為D1和D2。根據(jù)雙波長(zhǎng)朗伯比爾定律，有：D1=ε11C1+ε12C2D2=ε21C1+ε22C2其中ε11、ε12和ε21、ε22是常數(shù)，分別為物質(zhì)1和物質(zhì)2對(duì)波長(zhǎng)λ1、λ2的吸收系數(shù)。解這兩式組成的聯(lián)立方程，可求出C1和C2。通過(guò)下式就可計(jì)算出血氧飽和度：光電法無(wú)損檢測(cè)血氧飽和度的具體方法是：在搏動(dòng)的動(dòng)脈血管(例如指端)兩側(cè)分別安放白光源和兩個(gè)具有特定波長(zhǎng)(650nm和805nm)響應(yīng)的光探測(cè)器，光探測(cè)器將透過(guò)光變成電信號(hào)，經(jīng)放大及A/D轉(zhuǎn)換器后，由計(jì)算機(jī)處理，計(jì)算出血氧飽和度。2.3病人監(jiān)護(hù)儀器(PatientMonitor)監(jiān)護(hù)的意義有兩個(gè)：一是危重病人必須對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，立即報(bào)警，通知醫(yī)生及時(shí)進(jìn)行搶救；二是某些病癥現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)間短暫，需作較長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量(例如24小時(shí))才能記錄到異?，F(xiàn)象。臨床上廣泛應(yīng)用的有：床旁心電監(jiān)護(hù)儀、多參數(shù)病人監(jiān)護(hù)儀、四床位或八床位中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，此外還有用于手術(shù)室中抗高頻電刀干擾的手術(shù)監(jiān)護(hù)儀及用于婦產(chǎn)科的新生兒監(jiān)護(hù)儀和胎兒分娩監(jiān)護(hù)儀；遙測(cè)心電監(jiān)護(hù)儀和Holter系統(tǒng)等。監(jiān)護(hù)儀的組成包括：⑴信號(hào)檢測(cè)部分(如傳感器和電極等)；⑵信息處理部分(如模擬通道濾波、放大、信號(hào)變換、數(shù)字信號(hào)處理等)；⑶終端顯示部分(如數(shù)據(jù)量顯示、報(bào)警顯示、模擬量顯示等)。常用病人監(jiān)護(hù)儀器床旁心電監(jiān)護(hù)儀多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)胎兒心電心率監(jiān)護(hù)儀遙測(cè)心電監(jiān)護(hù)儀動(dòng)態(tài)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)(Holter系統(tǒng))

智能Holter系統(tǒng)臨床檢測(cè)分析儀器現(xiàn)代臨床檢驗(yàn)儀器是觀察臨床中各標(biāo)本組分的改變、物理性狀的變化、分析其化學(xué)成分及其結(jié)構(gòu)的重要工具。結(jié)果可為臨床診斷、了解病情變化、設(shè)計(jì)治療方案、觀察療效和預(yù)后估計(jì)提供重要依據(jù)。隨著酶學(xué)、免疫化學(xué)、分子生物學(xué)、分析化學(xué)、化學(xué)儀器、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等的發(fā)展，臨床檢驗(yàn)學(xué)在分析技術(shù)和儀器方面都有很大的進(jìn)步，多指標(biāo)分析、數(shù)字處理及全自動(dòng)化是臨床檢測(cè)分析儀器的發(fā)展方向。臨床檢驗(yàn)所使用的常規(guī)儀器

電解質(zhì)分析儀血液學(xué)分析儀血?dú)夥治鰞x尿液分析儀生化自動(dòng)分析儀3.1電解質(zhì)分析儀正常人體液中的鉀(K)、鈉(Na)、氯(Cl)、鈣(Ca)、鋰(Li)等電解質(zhì)都有一定的含量范圍。電解質(zhì)對(duì)于保持體液的酸堿平衡、維持滲透壓等起著重要作用。在人體發(fā)生病變時(shí)，如糖尿病、腎衰竭、嚴(yán)重嘔吐、腹瀉、滲出性胸膜炎或腹膜炎等，都會(huì)引起電解質(zhì)偏離正常范圍，嚴(yán)重時(shí)，甚至危及生命。為了搶救、治療這類病人，必須及時(shí)了解病人電解質(zhì)的平衡情況。測(cè)定電解質(zhì)的方法很多，有化學(xué)法、火焰光度法、原子吸收法、離子選擇性電極法等。火焰光度法因其靈敏度較高、設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，曾經(jīng)被普遍采用。一般只能測(cè)定K+、Na+二種離子的濃度。此外，該法需要燃?xì)?，產(chǎn)生二氧化碳，稀釋樣品步驟還會(huì)降低分析的精密度等，現(xiàn)已較少應(yīng)用。目前的電解質(zhì)分析儀(electrolyteanalyzer)多采用離子選擇性電極法測(cè)量溶液中的離子濃度?？煽焖倬_地同時(shí)測(cè)定生物樣品中的鉀、鈉、氯、鈣、鋰、pH等多項(xiàng)指標(biāo)，其不足之處一是電極的壽命不夠長(zhǎng)，長(zhǎng)者一年左右，短者只有幾個(gè)月；二是分析所使用的試劑及各種標(biāo)準(zhǔn)液均需購(gòu)自專門生產(chǎn)廠家，使其測(cè)試成本比火焰光度法高。電解質(zhì)分析分類：電解質(zhì)分析儀按測(cè)試項(xiàng)目可分為2項(xiàng)分析儀、3項(xiàng)分析儀、4項(xiàng)分析儀和多項(xiàng)分析儀；按自動(dòng)化程度可分為半自動(dòng)電解質(zhì)分析儀和全自動(dòng)電解質(zhì)分析儀。按工作方式可分為濕式電解質(zhì)分析儀和干式電解質(zhì)分析儀。濕式電解質(zhì)分析儀最常用，它將被測(cè)樣品作為電池的一部分，然后將離子選擇性電極和參比電極插入其中組成電池，通過(guò)測(cè)量原電池電動(dòng)勢(shì)來(lái)進(jìn)行測(cè)試分析。3.2血液學(xué)分析儀血液是維持人體正常生理活動(dòng)的重要物質(zhì)。肌體生理和病理的變化，必將會(huì)引起血液組分的改變和血液物理性狀的改變。血液學(xué)分析儀就是了解這些變化的最常用的分析儀器，主要包括血細(xì)胞分析儀、凝血分析儀、血液流變學(xué)分析儀等。廣泛應(yīng)用于昏迷、休克、嚴(yán)重外傷等危急病人的臨床搶救、外科手術(shù)的監(jiān)控、臨床療效的觀察等。是肺心病、肺氣腫、氣管炎、糖尿病、嘔吐、中毒等病癥的治療和診斷中必備的儀器。由于該儀器分析快速、準(zhǔn)確、可靠，已成為醫(yī)院中不可缺少的重要醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備。血細(xì)胞分析儀血細(xì)胞分析儀是指對(duì)一定體積內(nèi)血細(xì)胞數(shù)量及異質(zhì)性進(jìn)行分析的儀器，包括血細(xì)胞計(jì)數(shù)與分類、血紅蛋白測(cè)定等眾多分析項(xiàng)目，是臨床檢驗(yàn)工作中最常用的儀器之一。按自動(dòng)化程度可分為半自動(dòng)血細(xì)胞分析儀(基本淘汰)和全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀。全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀自動(dòng)進(jìn)行條碼閱讀，自動(dòng)吸取樣品，自動(dòng)稀釋樣品，效率高，檢測(cè)量準(zhǔn)確，有利于質(zhì)控，減少了操作者實(shí)驗(yàn)室感染的幾率。3.3血?dú)夥治鰞x血?dú)夥治鰞x(bloodgasanalyzer)是用來(lái)測(cè)量人體血液中的酸堿度(pH)、二氧化碳分壓(PCO2)和氧分壓(PO2)的儀器。根據(jù)上述幾個(gè)參數(shù)，求出血液中的其它參數(shù)，如血液中的碳酸氫根的濃度AB、標(biāo)準(zhǔn)碳酸氫根濃度SB、血液緩沖堿BB、血漿二氧化碳總量TCO2、血液堿超BE等。通過(guò)這些參數(shù)可以了解人體血液的酸堿平衡情況和輸氧狀態(tài)，為疾病的診斷提供依據(jù)。3.4尿液分析儀尿液分析是泌尿系統(tǒng)疾病診斷的重要措施之一，通過(guò)對(duì)尿液物理學(xué)、化學(xué)檢查，可觀察尿液物理性狀和化學(xué)成分的變化。在尿沉渣檢查中能夠看到的有形成分為紅細(xì)胞、白細(xì)胞、上皮細(xì)胞、管型、巨噬細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、細(xì)菌、精子以及由尿液中沉析出來(lái)的各種結(jié)晶(包括藥物結(jié)晶)等，對(duì)腎和尿路疾患的診斷、鑒別診斷以及疾病的嚴(yán)重程度和預(yù)后的判斷，都有極重要的意義。尿液分析儀的分類

⑴按工作方式可分為濕式尿液分析儀和干式尿液分析儀，后者因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，在臨床上得到普遍應(yīng)用。⑵按測(cè)試項(xiàng)目可分為：8項(xiàng)尿液分析儀，檢測(cè)項(xiàng)目包括尿蛋白、尿葡萄糖、尿pH、尿酮體、尿膽紅質(zhì)、尿膽原、尿潛血和亞硝酸鹽；9項(xiàng)尿液分析儀，可檢測(cè)尿白細(xì)胞；10項(xiàng)尿液分析儀，可以檢測(cè)尿比重；11項(xiàng)尿液分析儀，可進(jìn)一步檢測(cè)尿顏色或維生素C。⑶按自動(dòng)化程度可分為：半自動(dòng)尿液分析儀，檢測(cè)項(xiàng)目主要包括尿8項(xiàng)、尿9項(xiàng)、尿10項(xiàng)或尿11項(xiàng)；全自動(dòng)尿液分析儀，檢測(cè)項(xiàng)目包括尿10項(xiàng)或尿11項(xiàng)。3.5自動(dòng)生化分析儀自動(dòng)生化分析儀(autoanalyzer)是將生化分析中的取樣、加試劑、去干擾、混合、恒溫、反應(yīng)、檢測(cè)、結(jié)果處理以及清洗等過(guò)程中的部分或全部步驟進(jìn)行自動(dòng)化操作的儀器。它完全模仿并代替了手工操作，已成為大中型實(shí)驗(yàn)室不可缺少的儀器，使臨床生化檢驗(yàn)中的主要操作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。3.5.1基本結(jié)構(gòu)和原理自動(dòng)生化分析儀的結(jié)構(gòu)分為分析部分和操作部分，二者可分為兩個(gè)獨(dú)立的單元，也可組合為一體機(jī)。分析部分主要由檢測(cè)系統(tǒng)、樣品和試劑處理系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)和清洗系統(tǒng)等組成；操作部分就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，貯存所有的系統(tǒng)軟件，控制儀器的運(yùn)行和操作以及進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。3.5.2自動(dòng)生化分析儀的分類按自動(dòng)化程度的高低可分為全自動(dòng)和半自動(dòng)兩種；按反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)原理，可分為連續(xù)流動(dòng)式、分立式、離心式、袋式和干式五類；按同時(shí)可測(cè)項(xiàng)目的數(shù)量分為單通道和多通道，單通道每次只能檢查一個(gè)項(xiàng)目，但項(xiàng)目可換，多通道每次可同時(shí)檢測(cè)多個(gè)項(xiàng)目；按反應(yīng)方式可分為普通液體型和干片式生化分析儀；按選擇方式又有隨機(jī)任選式和固定項(xiàng)目式之分。隨機(jī)任選式就是多通道分析儀。生理功能輔助儀器生理功能輔助儀器有呼吸機(jī)、麻醉機(jī)、心臟起搏器、人工心肺機(jī)和血液透析機(jī)等。這類儀器在人的某種生理功能衰竭或喪失時(shí)，起到輔助完成生理功能及治療的作用，又被稱為生命支持系統(tǒng)。其中人工心肺機(jī)又稱人工肺，血液透析機(jī)又稱人工腎。這里只介紹呼吸機(jī)和麻醉機(jī)。4.1呼吸機(jī)呼吸機(jī)是一種用于搶救呼吸衰竭患者的裝置，常置于危重病人監(jiān)護(hù)中心(ICU)，對(duì)術(shù)后患者進(jìn)行輔助呼吸。1934年Frenkner研制出第一臺(tái)氣動(dòng)限壓呼吸機(jī)——“Spiropulsator”，氣源來(lái)自鋼筒，氣體經(jīng)兩只減壓閥，產(chǎn)生50cm水柱的壓力。呼氣時(shí)通過(guò)平衡器取得足夠的氣流，吸氣時(shí)間由開關(guān)來(lái)控制，氣流經(jīng)吸入管入肺，當(dāng)內(nèi)壓力升至預(yù)計(jì)要求時(shí)，閥門關(guān)閉，呼吸停止。1940年，在“Spiropulsator”的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使之能與環(huán)丙烷同時(shí)使用，成為第一臺(tái)麻醉呼吸機(jī)。1948年美國(guó)工程師Bennett研制成功間歇正壓呼吸機(jī)TV-2P，以治療急、慢性呼吸衰竭。1951年瑞典的EngstromMedical公司生產(chǎn)出第一臺(tái)定容呼吸機(jī)Engstrom100，取代了當(dāng)時(shí)的“鐵肺”，救治了大量的由流行性小兒麻痹引起的呼吸衰竭病人。1964年Emerson的術(shù)后呼吸機(jī)，是一臺(tái)電動(dòng)控制呼吸機(jī)，呼吸時(shí)間能隨意調(diào)節(jié)，配備壓縮空氣泵，各種功能均自動(dòng)調(diào)節(jié)。1970年利用射流原理的射流控制的氣動(dòng)呼吸機(jī)研制成功。全部傳感器、邏輯元件、放大器和調(diào)節(jié)功能都是采用射流原理，而無(wú)任何活動(dòng)的部件，但具有與電路相同的效應(yīng)。80年代后計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，新一代多功能電腦型呼吸機(jī)具備了以往不可能實(shí)現(xiàn)的功能，如監(jiān)測(cè)、報(bào)警、記錄等。90年代以后，呼吸機(jī)不斷向智能化發(fā)展。呼吸機(jī)按其工作方式可分為氣動(dòng)—手動(dòng)、電動(dòng)—電控(電子控制或計(jì)算機(jī)控制)、氣動(dòng)—電控等，現(xiàn)代呼吸機(jī)大都采用氣動(dòng)—電控方式。按其應(yīng)用范圍又可分為成人、小兒及新生兒呼吸機(jī)，最先進(jìn)的呼吸機(jī)可一機(jī)多用，適合各種不同的患者。呼吸機(jī)的組成可分為氣路系統(tǒng)和電路系統(tǒng)兩大部分。呼吸氣體用的是空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣，有的呼吸機(jī)還可將氧氣通過(guò)氧氣管道與壓縮空氣混合。儲(chǔ)氣室中的壓縮空氣經(jīng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入脈動(dòng)緩沖室。患者氣道出口是一個(gè)三通管，一路是吸氣通道，一路是氣道壓力測(cè)量通道，一路是呼氣通道。當(dāng)呼氣時(shí)，吸氣單向閥自動(dòng)關(guān)閉，呼氣單向閥自動(dòng)打開，呼出的氣體經(jīng)呼氣控制閥、呼氣流量傳感器及呼氣單向閥排入大氣。呼吸機(jī)氣路系統(tǒng)組成框圖SCS系統(tǒng)壓力傳感器空氣過(guò)濾器空氣壓縮機(jī)吸氣流量傳感器呼氣流量傳感器氣道壓力傳感器呼氣控制電磁閥緩沖室儲(chǔ)氣室流量閥單向閥單向閥SCSSCSSCSSCSSCS大氣病人氣道(SCS：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制系統(tǒng))

氣路系統(tǒng)是由電路系統(tǒng)(計(jì)算機(jī)控制、監(jiān)測(cè)、顯示及報(bào)警系統(tǒng))控制的?？刂茖?duì)象有：2個(gè)控制閥門(進(jìn)氣流量控制閥和呼氣控制閥)2個(gè)流量測(cè)量傳感器(吸氣、吸氣流量傳感器)3個(gè)壓力測(cè)量傳感器(系統(tǒng)壓力、進(jìn)氣壓力和氣道壓力傳感器)。傳感器的輸出經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，通過(guò)接口驅(qū)動(dòng)電路，控制吸氣流量控制閥的開啟程度及呼氣控制閥的通斷。呼吸機(jī)能根據(jù)設(shè)定值，由微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)及自動(dòng)控制。老式的呼吸機(jī)多采用開環(huán)控制，現(xiàn)代呼吸機(jī)則采用閉環(huán)控制。主要控制的通氣方式有以下4種：⑴間歇式正壓通氣方式(IPPV)。⑵同步間歇式強(qiáng)制通氣方式(SIMV)。⑶潮氣量支持通氣方式(PSV)。⑷可調(diào)壓潮氣量控制通氣方式(PCV)。計(jì)算機(jī)可對(duì)壓力、流量等參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)及顯示，有的呼吸機(jī)還實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示壓力波形、流量波形及潮氣量波形。還可自動(dòng)測(cè)量峰值壓力、平均壓力、呼氣末壓力、自主呼吸同步控制方式時(shí)的呼吸率、吸氣呼氣時(shí)間比、吸氣容量、呼氣容量、呼氣每分鐘容量等。對(duì)某些重要參數(shù)(如氣道壓力、潮氣量、每分鐘通氣量、供氧濃度等)可進(jìn)行上、下限越限報(bào)警。4.2麻醉機(jī)麻醉機(jī)是手術(shù)室必備的設(shè)備，主要功能有：一是實(shí)施全身麻醉，即麻醉氣體或蒸氣(氧化亞氮、氟烷、安氟醚和異氟醚等多種麻醉劑)與氧氣混合后輸入通氣系統(tǒng)；二是供氧和進(jìn)行輔助或控制呼吸。第一臺(tái)麻醉機(jī)是1846年發(fā)明的，實(shí)際上是一個(gè)裝有乙醚的球形玻璃蒸發(fā)器。經(jīng)過(guò)一百多年的不斷改進(jìn)，到20世紀(jì)80年代末，出現(xiàn)了由微機(jī)控制的具有麻醉、呼吸及監(jiān)測(cè)功能的全能型麻醉機(jī)。麻醉機(jī)由四個(gè)部分構(gòu)成：1.氣路系統(tǒng)氣路系統(tǒng)是麻醉氣體吸入和呼出的控制通道，由氣源、內(nèi)氣路和外氣路構(gòu)成。氣源是裝有麻醉氣體的貯氣筒和氧氣的貯氣筒。內(nèi)氣路由減壓裝置、氣動(dòng)截?cái)嚅y和流量計(jì)等部件組成，外氣路由單向活瓣(吸氣活瓣和呼氣活瓣)、貯氣囊和二氧化碳吸收器等部件組成。2.蒸發(fā)器蒸發(fā)器是麻醉機(jī)的關(guān)鍵部件，它既能有效地蒸發(fā)麻醉藥液，又能精確地控制麻醉蒸氣的濃度。麻醉蒸氣通過(guò)截?cái)嚅y和精密流量計(jì)后，與從減壓閥來(lái)的壓縮空氣在貯氣囊混合，然后通過(guò)吸氣活瓣進(jìn)入氣道，呼氣時(shí)吸氣活瓣關(guān)閉，呼氣活瓣打開，呼出的氣體通過(guò)呼氣活瓣進(jìn)入二氧化碳吸收器，再回到貯氣囊，周而復(fù)始，形成封閉式環(huán)流系統(tǒng)。二氧化碳吸收器盛滿鈉石灰或鋇石灰，用于吸收二氧化碳。3.呼吸器呼吸器是用于麻醉過(guò)程中控制/輔助病人呼吸，并全面監(jiān)測(cè)病人狀況。根據(jù)其驅(qū)動(dòng)方式可分為電動(dòng)和氣動(dòng)兩種，現(xiàn)代麻醉機(jī)多采用氣動(dòng)呼吸器。氣動(dòng)呼吸器用壓縮氣體驅(qū)動(dòng)，靠控制對(duì)氣容的充氣時(shí)間，或氣道壓力信號(hào)的傳遞來(lái)控制呼吸頻率和呼吸比，潮氣量、通氣量、呼吸頻率、呼吸比等參數(shù)均可調(diào)節(jié)。4.監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)麻醉機(jī)各部分的工作情況、病人的通氣情況與生命體征，異常時(shí)報(bào)警。主要監(jiān)測(cè)的：⑴氣道壓力，⑵潮氣量及每分鐘通氣量，⑶氧濃度，⑷呼氣末CO2濃度，⑸血氧飽和度(SaO2)，⑹麻醉氣體濃度，⑺病人的心電和血壓，⑻其他呼吸參數(shù)(如死腔氣與潮氣量之比、氣道阻力及胸肺順應(yīng)性等)。現(xiàn)代麻醉機(jī)采用計(jì)算機(jī)控制，具有先進(jìn)的傳感系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、病人信息反饋系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、多參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、顯示及報(bào)警等功能。醫(yī)用光學(xué)儀器醫(yī)用光學(xué)儀器主要有眼科光學(xué)儀器、手術(shù)顯微鏡、醫(yī)用內(nèi)窺鏡和醫(yī)用激光儀器四大類。眼科光學(xué)儀器主要有眼前部、眼壓、眼底、視野等多種檢查儀器。手術(shù)顯微鏡有單人雙目和雙人雙目?jī)煞N形式，常配備電視圖像系統(tǒng)，稱為顯微外科電視系統(tǒng)。醫(yī)用內(nèi)窺鏡是隨著光導(dǎo)纖維的出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的，廣泛應(yīng)用于消化道、泌尿科、肺科、婦科、五官科、骨科中的診斷和治療。裝有CCD攝像機(jī)及電視圖像系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡又稱電子內(nèi)窺鏡，可實(shí)時(shí)地顯示臟器內(nèi)的黑白或真彩色圖像。醫(yī)用激光儀器主要有CO2、氦氖、YAG及新發(fā)展起來(lái)的半導(dǎo)體激光器四大類型。

5.1眼科光學(xué)儀器眼科光學(xué)儀器主要有眼底照相機(jī)、視野儀、驗(yàn)光儀、眼壓儀、角膜曲率儀、裂隙燈顯微鏡等。在傳統(tǒng)的光學(xué)儀器系統(tǒng)基礎(chǔ)上加上電視攝像及微機(jī)自動(dòng)控制、處理系統(tǒng)，能進(jìn)行自動(dòng)控制、圖像處理與顯示、數(shù)據(jù)測(cè)算及分析、打印報(bào)告與資料存檔等功能一些新型的光學(xué)儀器也不斷出現(xiàn)，如利用共焦掃描激光技術(shù)對(duì)眼底成像的"激光眼底掃描照機(jī)"。5.1.1眼底照相機(jī)(1)眼球(2)接目物鏡(3)中空反射鏡(4)補(bǔ)償透鏡組(5)成像物鏡組(6)分光棱鏡(7)照相機(jī)膠片(8)反射鏡(9)分劃板(10)目鏡(11)觀察者或電視攝像機(jī)(12)集光鏡(13)環(huán)形光闌(14)觀察照明白熾燈(15)聚光鏡(16)聚光鏡(17)照相閃光燈眼底照相機(jī)是用來(lái)觀察和記錄眼底——視網(wǎng)膜狀況的光學(xué)儀器，它將眼底以黑白或彩色照片的形式保存下來(lái)，是眼科醫(yī)生的主要診斷工具?，F(xiàn)代眼底照相機(jī)裝有微機(jī)及電視圖像系統(tǒng)，可在電視監(jiān)視器上顯示眼底圖像，供多人同時(shí)觀察及動(dòng)態(tài)記錄(錄像)。(1)照相系統(tǒng)：由接目物鏡、補(bǔ)償透鏡組、成像系統(tǒng)、分光棱鏡及照相機(jī)組成。(2)觀察瞄準(zhǔn)系統(tǒng)：由分光棱鏡、反射鏡、分劃板及觀察目鏡組成的光路。(3)照明系統(tǒng)。(4)機(jī)架、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及操縱手柄。(5)電視圖像系統(tǒng)及電腦系統(tǒng)，在觀察目鏡位置裝有CCD攝像機(jī)，監(jiān)視器顯示圖像。微電腦系統(tǒng)可在屏幕上完成測(cè)算功能。此外微電腦還能自動(dòng)決定攝影條件，在熒光攝影時(shí)能自動(dòng)插入濾色鏡。利用眼底照相機(jī)可獲得眼底血管熒光造影像。由前肘靜脈注射熒光素鈉造影劑10~15秒之后，眼底血管即可依照先動(dòng)脈，后靜脈，而后脈絡(luò)膜血管的順序顯示熒光。用連續(xù)攝影機(jī)拍攝其過(guò)程，從而對(duì)眼底血管性狀、眼底視網(wǎng)膜病變做出診斷。5.1.2激光眼底掃描成像該系統(tǒng)采用共焦掃描激光(ConfocalScanningLaser)技術(shù)對(duì)眼底進(jìn)行成像，通過(guò)計(jì)算機(jī)分析，繪制出視盤表面的三維地形圖。所以，此類儀器又叫掃描激光眼底地形圖儀、視網(wǎng)膜層面分析儀、視神經(jīng)圖像處理系統(tǒng)等。視盤的改變是青光眼早期診斷唯一的客觀指標(biāo)。近年又出現(xiàn)了利用相交的激光偏振光掃描視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層的視神經(jīng)纖維分析儀，對(duì)于青光眼的早期診斷更有用。5.1.3視野儀視野儀用以測(cè)定視區(qū)范圍及某視區(qū)有無(wú)功能損害。視野儀已由早期的弧形動(dòng)態(tài)視野儀而發(fā)展成為微機(jī)程序控制靜態(tài)自動(dòng)視野儀。電腦視野儀在球形屏幕積分球的白色背景上，分布有不同亮度梯度的光刺激點(diǎn)。這些光刺激點(diǎn)用發(fā)光二極管或?qū)Ч饫w維制作，在微機(jī)控制下顯示不同的亮度梯度，給眼以刺激。根據(jù)病人分辨這些刺激點(diǎn)的多少及亮度梯度，可自動(dòng)打印出視野范圍的大小、功能缺損的部位及缺損的程度，定量顯示出二維視野狀態(tài)，三維定量顯示視野改變的結(jié)果。5.1.4角膜曲率儀角膜的曲率是影響眼屈光狀態(tài)的重要因素。配戴角膜接觸鏡、白內(nèi)障術(shù)后置入人工晶體的度數(shù)的選擇，以及近視眼手術(shù)放射狀角膜切開等都需要測(cè)定角膜曲率?，F(xiàn)代角膜曲率儀也是一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的電視圖像系統(tǒng)。它是以100%黑白對(duì)比度的多個(gè)同心圓環(huán)(Placido氏盤)在角膜上顯示的影像，以計(jì)算機(jī)偽彩色處理和顯示整個(gè)角膜各子午線的曲率，并可自正面及各不同側(cè)面顯示角膜曲率狀態(tài)，或以彩色顯示角膜表面的地形圖，并打印出角膜圖形、屈率及屈光度等參數(shù)。5.1.5眼壓儀老式眼壓儀是一種帶有儀表指示的機(jī)械裝置?，F(xiàn)代眼壓儀由微機(jī)控制，測(cè)量探頭上帶有壓力傳感器，壓力信號(hào)經(jīng)放大由A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，微機(jī)處理后顯示眼壓變化曲線，依據(jù)此曲線可判定房水生成、排出量以及眼壓的水平，用以判定有無(wú)早期青光眼。眼內(nèi)房水循環(huán)失調(diào)則導(dǎo)致眼內(nèi)壓異常，從而發(fā)生青光眼。5.2手術(shù)顯微鏡(顯微外科電視系統(tǒng))顯微外科應(yīng)用手術(shù)顯微鏡進(jìn)行精細(xì)的手術(shù)，廣泛用于眼科、耳鼻喉科、外科、婦科、整形外科等。傳統(tǒng)的手術(shù)顯微鏡是雙目立體顯微鏡，觀察時(shí)有立體感，以保證手術(shù)精確。放大倍數(shù)1.6~80倍可變，有足夠大的工作距離(9cm~40cm)，物鏡視場(chǎng)較大(通常l5mm~40mm)?，F(xiàn)代手術(shù)顯微鏡上裝有電視圖像系統(tǒng)。5.3醫(yī)用內(nèi)窺鏡醫(yī)用內(nèi)窺鏡可插入人體內(nèi)臟器官，從體外直接觀察體內(nèi)臟器官的組織形態(tài)。按結(jié)構(gòu)可分為四類：1.硬性內(nèi)窺鏡在1795年Bozzine首次制造出一個(gè)以燭光為光源的硬件內(nèi)窺鏡，可觀察到直腸和子宮內(nèi)腔。硬性內(nèi)窺鏡以金屬管為外殼，內(nèi)裝有物鏡、目鏡、棱鏡、反光鏡等光學(xué)元件的硬性直管性內(nèi)窺鏡。其種類主要有腹腔鏡、宮腔鏡、尿道膀恍鏡、關(guān)節(jié)鏡、胸腔鏡、腦顱鏡、直腸鏡、鼻竇鏡等。2.軟性內(nèi)窺鏡軟性內(nèi)窺鏡出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代光纖出現(xiàn)以后，它以柔韌的光纖傳導(dǎo)光源和影像，稱為光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡。主要種類有胃腸鏡、肺鏡、腎結(jié)石鏡等。3.電子內(nèi)窺鏡電子內(nèi)窺鏡是1983年由美國(guó)Welch-Allyn公司首次推出的，被稱為第三代內(nèi)窺鏡。由光源、視頻圖像系統(tǒng)及外科工作鉗道組成。電子內(nèi)窺鏡是在光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡的基礎(chǔ)上加視頻圖像系統(tǒng)組成的，但它不需要傳像束和目鏡，而是在物鏡后裝一個(gè)CCD攝像頭，由導(dǎo)線引出電信號(hào)，傳送到視頻處理器經(jīng)處理后，顯示監(jiān)視器上。屏幕上的圖像還可以記錄在錄像機(jī)上，或打印，或存儲(chǔ)在磁盤上。

4.超聲內(nèi)窺鏡超聲內(nèi)窺鏡于20世紀(jì)80年代初問(wèn)世。將超聲探頭(線陣和扇形)裝入內(nèi)窺鏡中，在內(nèi)窺鏡導(dǎo)引下，將超聲探頭插入體內(nèi)進(jìn)行掃描，通過(guò)此方式得到的信息要比在體表上獲得的掃描信息詳細(xì)。此外，激光內(nèi)窺鏡、三維內(nèi)窺鏡和檢查腸彎曲部?jī)?nèi)窺鏡也在發(fā)展之中。激光內(nèi)窺鏡是內(nèi)窺鏡診斷和激光治療結(jié)合在一起的新一代內(nèi)窺鏡。三維內(nèi)窺鏡將三臺(tái)電子內(nèi)窺鏡結(jié)合可提供三維圖像，能使許多高難度的手術(shù)得以順利進(jìn)行。醫(yī)用內(nèi)窺鏡若以臨床應(yīng)用范圍分類，可分為：⑴胃腸內(nèi)窺鏡，⑵腹腔內(nèi)窺鏡，⑶脊柱內(nèi)窺鏡，⑷顱內(nèi)內(nèi)窺鏡，⑸關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡，⑹泌尿系統(tǒng)內(nèi)窺鏡(膀恍鏡、前列腺鏡、腎鏡、輸尿管鏡)，⑺婦產(chǎn)科內(nèi)窺鏡，⑻內(nèi)窺鏡視頻攝像機(jī)。醫(yī)用內(nèi)窺鏡朝著超細(xì)徑化(胃腸窺鏡的直徑為7.9~12.8mm，而近年出現(xiàn)可觀察深部栓塞及腎結(jié)石的內(nèi)窺鏡，直徑為0.19mm)、配各種傳感器以檢測(cè)各種參數(shù)、裝配機(jī)械式治療裝置及激光、微波、高頻電灼、電氣水壓等先進(jìn)技術(shù)的治療裝置、裝配超小型攝像機(jī)及計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)等方向發(fā)展。5.4醫(yī)用激光儀器激光器是利用受激輻射放大電磁波的原理，在可見光、紅外以及紫外區(qū)產(chǎn)生激光輻射的器件。根據(jù)受激工作物質(zhì)的不同，激光器可分為固體激光器(紅寶石、釹玻璃、釔鋁石榴石(YAG))、氣體激光器(二氧化碳(CO2)、氦氖(He-Ne)、氬(Ar+)等)、半導(dǎo)體激光器和液體激光器。激光的特點(diǎn)是具有極高的亮度、方向性高度集中、高單色性和具有良好的相干性。在工業(yè)上用于打孔、切割、焊接高熔點(diǎn)材料，在醫(yī)學(xué)上主要用于治療。激光對(duì)人體組織有熱效應(yīng)、電離效應(yīng)和光化學(xué)效應(yīng)。激光照射后組織吸收光能轉(zhuǎn)換為熱量，使組織局部溫度升高，引起組織內(nèi)蛋白質(zhì)變性而發(fā)生凝固，稱為光凝作用；組織接受更強(qiáng)的激光照射，細(xì)胞內(nèi)外的水會(huì)汽化變成水蒸汽，同時(shí)產(chǎn)生電離效應(yīng)，使細(xì)胞膨脹破裂，從而達(dá)到切割組織的作用；組織達(dá)到汽化后如再持續(xù)照射，可使組織達(dá)到碳化的程度，用來(lái)切割骨組織。醫(yī)用激光儀器主要使用CO2、YAG、Ar+

及半導(dǎo)體激光器。在臨床上，激光已廣泛的應(yīng)用到眼科、皮膚科、腫瘤科、外科、內(nèi)科、婦產(chǎn)科、神經(jīng)科、耳鼻喉科、口腔科和泌尿外科等。1.對(duì)組織進(jìn)行切割和分離激光對(duì)組織進(jìn)行切割和分離時(shí)，由于激光束聚焦后的光點(diǎn)非常小，能量高度集中，作用時(shí)間又短，因而它對(duì)組織的破壞最小，并且其創(chuàng)面或器官表面如遇出血或附著粘液時(shí)，就會(huì)阻礙進(jìn)一步照射。臨床表明，用激光進(jìn)行分離和切割，操作簡(jiǎn)便，防護(hù)措施簡(jiǎn)單，出血較少，切口愈合平滑、整齊。2.對(duì)組織進(jìn)行汽化和融解高功率的CO2激光器，其光點(diǎn)溫度可達(dá)200℃以上，并具有一定的壓強(qiáng)，它不僅能熔融組織，而且具有很強(qiáng)的穿透破壞作用。臨床表明，激光對(duì)機(jī)體皮膚粘膜的淺表病變以及通過(guò)手術(shù)暴露的深部腫瘤，經(jīng)過(guò)照射治療，其病變的表層將立即汽化，而周圍的健康組織界限清楚，若進(jìn)行反復(fù)汽化融解，可使大塊實(shí)體組織蒸發(fā)消融。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)便，治療愈合快，周圍組織反應(yīng)小。3.對(duì)組織進(jìn)行燒灼和止血因?yàn)榧す夤恻c(diǎn)具有高溫，可使組織凝固，脫水和細(xì)胞破壞。臨床上已成為一種很好的燒灼工具。若用于止血，其失血量和止血速度都比目前所應(yīng)用的電烙法效果好。4.對(duì)組織進(jìn)行凝固和封閉激光的凝結(jié)作用，可使組織結(jié)疤，阻塞和封閉血管及淋巴管，還可以引起組織萎縮。利用這一特點(diǎn)可用于治療上唇血管瘤和淋巴管瘤以及背部血管瘤。5.對(duì)組織進(jìn)行離焦照射若將激光不予聚焦，而進(jìn)行散射。當(dāng)散射到適當(dāng)距離時(shí)，再進(jìn)行照射，這種方法適用于治療下肢潰瘍，慢性鼻炎等。6.對(duì)穴位進(jìn)行照射利用激光進(jìn)行穴位照射，一方面給穴位以刺激，另一方面給穴位也輸入一定的能量，具有針炙的作用。7.眼科治療激光在治療方面首先應(yīng)用于眼科。如眼科中治療眼底病、屈光不正(近視、遠(yuǎn)視、角膜切除、角膜成形)、白內(nèi)障、青光眼等。除上述應(yīng)用外外，激光還可以治療眼內(nèi)炎、眼底血管瘤、凝固睫狀體、前房玻璃體出血和虹膜切開術(shù)等多種眼科疾病。利用激光治療眼病，其優(yōu)點(diǎn)是能量集中、作用時(shí)間只幾毫秒、無(wú)疼感，凝固面小、愈合快等。8.耳鼻喉科治療已采用激光治療聲帶原位的結(jié)節(jié)和息肉、乳頭瘤、角化病和癌癥。9.婦科治療用CO2激光器照射治療子宮頸糜蘭，可減少感染、分泌增多和由于手術(shù)后形成痂而致出血的危險(xiǎn)性。治療電子儀器藥物治療和手術(shù)治療之外的各種新的物理治療方法及相應(yīng)的儀器現(xiàn)正發(fā)揮著日益重要的作用。物理治療就是利用熱、光(包括輻射)、電、磁、聲、機(jī)械等物理能量作用于人體，達(dá)到治療疾病或緩解病痛的目的。中醫(yī)中的針炙、按摩、拔火罐、熱療、磁療等治療方法至今仍在使用?，F(xiàn)代理療技術(shù)，是伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而興起的，一方面利用靜電、交直流電、微波、射頻電磁波、激光、紅外、紫外、超聲波、高能粒子等效應(yīng)的新型物理治療手段和方法；另一方面給傳統(tǒng)的理療方法注入新的內(nèi)容。簡(jiǎn)要介紹利用電、微波、射頻電磁波、超聲波等物理能量的治療用電子儀器。治療用電子儀器

電刺激治療儀心臟除顫器高頻電刀微波熱療治癌儀

射頻熱療儀超聲治療儀體外沖擊波碎石機(jī)體外反搏裝置電化學(xué)治癌儀遠(yuǎn)紅外理療儀6.1電刺激治療儀電刺激治療儀利用低頻率、小電流及低電壓的脈沖電流來(lái)治療某些類型的疾病。

醫(yī)學(xué)上把頻率從0~1000Hz的脈沖電流稱為低頻電流，常用的低頻電流波形有三角波、方波(單向脈沖)、梯形波、正弦波、雙向非對(duì)稱脈沖和雙向?qū)ΨQ脈沖。低頻脈沖電流具有興奮神經(jīng)肌肉組織、促進(jìn)局部血液循環(huán)、鎮(zhèn)痛和消炎等多種生理作用，在臨床理療上用來(lái)治療周圍神經(jīng)麻痹、肌肉萎縮、關(guān)節(jié)腫痛、肩周炎、偏癱、肌肉勞損、軟組織損傷、神經(jīng)痛等疾病。電刺激治療儀的電路結(jié)構(gòu)形式很多，采用微機(jī)控制，由可編程波形發(fā)生器產(chǎn)生各種刺激波形，刺激脈沖的寬度、頻率、幅度以及刺激的起始時(shí)間及持續(xù)時(shí)間等也都用微機(jī)控制。6.2心臟除顫器心臟除顫器是一種能將脈沖電流輸入心臟，以消除心臟顫動(dòng)，使之恢復(fù)竇性心律的醫(yī)療電子儀器。心臟發(fā)生纖維性顫動(dòng)(房顫和室顫)，特別是發(fā)生室顫時(shí)非常危險(xiǎn)，不及時(shí)搶救就會(huì)死亡。一種有效的搶救方法就是對(duì)心臟進(jìn)行電除顫(defibrillation)。心臟起搏與心臟除顫的區(qū)別是：后者除顫時(shí)將一次瞬時(shí)高能脈沖作用于心臟，一般持續(xù)時(shí)間是4~10ms，電能在40~400焦耳(瓦·秒)內(nèi)。現(xiàn)除顫器上還有心電監(jiān)護(hù)儀部分，心電測(cè)量電極與除顫電極共用，心室除顫后立刻可以看到心電波形，判斷病人是否轉(zhuǎn)復(fù)。心電監(jiān)護(hù)的另一個(gè)用途是使除顫脈沖的釋放與心電R波同步，以保證除顫的安全和療效。6.3高頻電刀高頻電刀(High-FrequencyElectrotome)，一種取代機(jī)械手術(shù)刀進(jìn)行組織切割的電外科器械。它通過(guò)電極(電刀和電極板)將高頻電流送入人體，在電刀下的局部組織中形成高密度電流，從而使局部產(chǎn)生高熱而達(dá)到切割和凝結(jié)兩種電外科效果。使用高頻電刀切口小，可以減少流血甚至做到不流血，目前已得到廣泛應(yīng)用。微機(jī)控制的高頻電刀，實(shí)施了對(duì)各種功能下功率波形、電壓、電流的自動(dòng)調(diào)節(jié)，各種安全指標(biāo)的檢測(cè)，以及程序化控制和故障的檢測(cè)及指示。因而大大提高了設(shè)備本身的安全性和可靠性，簡(jiǎn)化了醫(yī)生的操作過(guò)程。高頻電刀由主機(jī)和電極(電刀、電極板)兩部分組成。高頻電刀具有電切、電灼、電凝(單極電凝、雙極電凝)等功能。根據(jù)不同的手術(shù)需要，設(shè)定不同的輸出功率。適用于普通外科、心臟外科、泌尿外科、婦科等手術(shù)。6.4微波熱療治癌儀手術(shù)、放療、化療是常用的治療惡性腫瘤的三種方法，20世紀(jì)90年代以來(lái)，又有了一種新的治療方法——熱療，是腫瘤治療的一種輔助方法。熱療有多種透熱方法，有射頻療法、激光療法、超聲波療法以及微波療法等。目前在我國(guó)使用較多的是微波療法。加熱治癌的機(jī)理為：微波等各種輻射波都具有穿透能力。癌細(xì)胞富含水分，微波等各種輻射波照射到