生物醫(yī)學(xué)傳感檢測與儀器設(shè)計實驗指導(dǎo)
定 價:69 元
叢書名:全國高等院校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)“十三五”規(guī)劃教材
- 作者:張日欣 著
- 出版時間:2021/4/1
- ISBN:9787568068819
- 出 版 社:華中科技大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TP212.3-33
- 頁碼:320
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
本教材內(nèi)容依據(jù)*新生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)編寫。全書內(nèi)容以醫(yī)學(xué)儀器典型結(jié)構(gòu)為主線,突出工程實用、實訓(xùn)、趣味特點,在每個實驗項目中通過對原理的分析和相關(guān)文獻資料的提供,使讀者在*基礎(chǔ)的實驗條件下就可以學(xué)習(xí)掌握生物醫(yī)學(xué)信號的獲得、檢測、調(diào)理、轉(zhuǎn)換、計算、擴展等過程的基礎(chǔ)技術(shù)和技能,通過對各實驗?zāi)K的適當(dāng)組合、擴展就能夠構(gòu)成一臺具有一定功能的生物醫(yī)學(xué)信號采集處理儀器。在編排上采用單元基礎(chǔ)實驗項目和綜合設(shè)計實驗訓(xùn)練項目分開編寫,覆蓋《生物醫(yī)學(xué)傳感檢測與儀器實驗》、《微機式醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計實驗》、《醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計課程設(shè)計》等課程,各課程根據(jù)所涉及教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時進行選擇開設(shè),也可以作為學(xué)生二課實訓(xùn)、各項設(shè)計制作比賽的參考資料,還可為從事醫(yī)療儀器設(shè)計和制造的工程師、銷售和維修人員提供參考。
1. 實際實驗與仿真實驗相結(jié)合硬件實驗和軟件仿真相結(jié)合是本教材的特點,通過軟硬件結(jié)合的方式,一方面可以提高學(xué)生的電路設(shè)計技能,另一方面可以使學(xué)生對比理論計算結(jié)果與實際硬件實驗調(diào)試過程中的異同,加深學(xué)習(xí)印象,同時可以運用理論原理對實際硬件實驗加以指導(dǎo),有助于培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。
2. 本書采用自建平臺,參考資料充實。一般傳感器實驗教材實驗內(nèi)容對實驗平臺都有針對性要求,本教材采用可自制的實驗平臺,教學(xué)門檻低,使學(xué)生能夠從基礎(chǔ)項目開始,充分利用有限的實驗課時和基礎(chǔ)實驗條件,完成實驗,達到學(xué)習(xí)目標(biāo)。在教材中提供充實詳盡的參考資料,包括相關(guān)測量方法、元器件特性參數(shù)、主要應(yīng)用范圍等,在每個實驗內(nèi)容中都給出可擴展的思考題供讀者學(xué)習(xí)思考。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計主要涉及前端信號的獲得、處理、數(shù)字化和對數(shù)字信息的分析與控制,是多學(xué)科知識理論的交叉體,內(nèi)容涉及工程生理學(xué)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)傳感器和檢測技術(shù)、計算機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計等方面,可實踐性很強。實驗是將理論變?yōu)楝F(xiàn)實的學(xué)習(xí)過程。
本教材為醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計的入門實驗教材,在具有模電、數(shù)電、計算機原理等基礎(chǔ)后,可使用此教材將基礎(chǔ)理論與基本應(yīng)用建立聯(lián)系,學(xué)習(xí)掌握基本實驗方法和系統(tǒng)調(diào)試技巧。
教材特點:
(1)注重實驗的趣味性。以常用的器件完成看似復(fù)雜的功能,從而引導(dǎo)、掌握和鞏固生物醫(yī)學(xué)測量的基本原理,培養(yǎng)初學(xué)者興趣。
(2)注重個人可完成性。以*小的硬軟件需求,即可完成實驗內(nèi)容,不需要復(fù)雜而龐大的實驗環(huán)境,方便初學(xué)者獨立完成實驗,通過成功的實踐提高學(xué)習(xí)者的熱情。
(3)注重實驗資料的完整性。每個實驗內(nèi)容的技術(shù)資料相對獨立而完整,且給出必要的拓展資料,以供引導(dǎo)深入實驗。
(4)實驗內(nèi)容和方法的可拓展性。每個實驗都針對儀器設(shè)計或原理的某一環(huán)節(jié),以具體器件和電路為實例完成基本功能,其實現(xiàn)方法、調(diào)試技術(shù)可以拓展到使用不同器件、不同系統(tǒng)中運用,提供舉一反三的拓展空間。
本教材共二十七個實驗項目,分為兩大部分:PART I 單元實驗和PART II 綜合設(shè)計部分。
實驗一至實驗二十二為PART I單元實驗部分。單元實驗是從人體對電流的感受實驗開始,以一臺多參數(shù)監(jiān)護儀為原型,將其中的某一單元電路的實現(xiàn)方法為實驗方案,實驗內(nèi)容涵蓋生物醫(yī)學(xué)傳感器特性及信號獲得、模擬信號的處理、安全保障措施設(shè)計、A/D轉(zhuǎn)換,*小計算機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計,數(shù)字信號實時處理,波形顯示方法等內(nèi)容。按照每個實驗4學(xué)時的學(xué)習(xí)量設(shè)計,循序漸進,讓讀者能夠在有限的時間里深入原理,積累經(jīng)驗,獲得結(jié)果。
每個單元實驗內(nèi)容都有明確的實驗?zāi)康暮鸵,闡述實驗原理,列出了比較詳盡的實驗步驟,給出數(shù)據(jù)記錄格式,提出數(shù)據(jù)分析要求,幫助讀者順利進行實驗。通過實驗過程中的思考和練習(xí),引導(dǎo)讀者深入實驗環(huán)節(jié),激發(fā)自主學(xué)習(xí)潛能。搜集整理與實驗過程相關(guān)的知識參考,供讀者在實驗前后進行拓展研究與實踐。
單元實驗內(nèi)容可覆蓋《生物醫(yī)學(xué)傳感檢測與儀器實驗》、《微機式醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計實驗》的課程教學(xué)。
實驗二十三至實驗二十七為PART II 綜合設(shè)計部分。綜合設(shè)計部分以近幾年全國生物醫(yī)學(xué)工程創(chuàng)新設(shè)計大賽題目為藍(lán)本修改,并增加部分設(shè)計項目。綜合設(shè)計部分實驗與單元實驗的要求有所不同,只列出設(shè)計要求、指標(biāo)測量方法和設(shè)計方法提示,但不給出具體步驟和實現(xiàn)方法,要求獨立設(shè)計一套符合題目要求的完整的醫(yī)學(xué)儀器或裝置。讀者需要經(jīng)過查閱資料、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)制作與調(diào)試、系統(tǒng)演示、答辯、整理規(guī)范技術(shù)文檔、撰寫設(shè)計報告等實踐過程,建議此環(huán)節(jié)實行開放式教學(xué),學(xué)生可獨立完成或合作完成。
綜合實驗內(nèi)容包括完整的醫(yī)學(xué)儀器的硬、軟件設(shè)計方案、實現(xiàn)過程等內(nèi)容,是培養(yǎng)和提升學(xué)生綜合運用專業(yè)知識能力和創(chuàng)新能力的過程?捎糜凇夺t(yī)學(xué)儀器課程設(shè)計》等大型實踐教學(xué)過程。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器發(fā)展突飛猛進,各種新器件、新技術(shù)層出不窮,本書的實驗內(nèi)容旨在拋磚引玉,培養(yǎng)專業(yè)興趣,在興趣中求主動,自主學(xué)習(xí)。
特別感謝華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的胡陽老師、楊玉星老師、鄒昂老師的啟發(fā)和幫助。
本書可用于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科實驗教材,也可為相關(guān)專業(yè)研究生提供參考。
由于時間倉促、水平有限,錯誤難免,誠懇希望廣大讀者提出寶貴意見和建議。
張日欣,男,1969年生,高級工程師,華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院實驗中心副主任,研究方向為生物醫(yī)學(xué)電子及計算機與控制系統(tǒng)開發(fā),主講學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)主干實驗課程多門,主持國家和省級課題十余項,已編輯出版英文論文集、中英文專著(章節(jié))6部,在國內(nèi)外權(quán)威期刊以及國際會議上發(fā)表論文10余篇。
PART I 單元實驗 1
實驗一 電子測量儀器使用基礎(chǔ)與電流感知體驗 1
實驗二 心電圖測量原理與儀器使用 18
實驗三 血壓測量實驗 26
實驗四 血氧飽和度的測量和體溫監(jiān)護實驗 31
實驗五 人體成分測量實驗 34
實驗六 熱敏器件及溫度傳感器實驗 38
實驗七 金屬箔式應(yīng)變片全橋壓力測量實驗 45
實驗八 采用氣壓傳感器測量血壓實驗研究 51
實驗九 光電式脈搏探測器實驗 57
實驗十 儀表放大器仿真實驗研究 63
實驗十一 ECG放大器實驗 69
實驗十二 陷波器設(shè)計、仿真、調(diào)試與研究實驗 86
實驗十三 線性隔離放大器仿真、調(diào)試實驗 103
實驗十四 ECG放大器的聯(lián)調(diào)實驗 115
實驗十五 生物阻抗測量信號檢測設(shè)計實驗 134
實驗十六 單片機開發(fā)系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和開發(fā)基礎(chǔ) 149
實驗十七 ECG波形顯示系統(tǒng)設(shè)計實驗 170
實驗十八 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計實驗 198
實驗十九 任意波形發(fā)生器實驗 241
實驗二十 數(shù)據(jù)無線透傳實驗 254
實驗二十一 基于ARM的實時FIR濾波器實驗 284
實驗二十二 PCB板設(shè)計實驗 295
PART II 綜合設(shè)計 305
實驗二十三 多生理信號數(shù)據(jù)采集與參數(shù)計算的監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 305
實驗二十四 具有液面感應(yīng)功能的微量加樣系統(tǒng) 311
實驗二十五 生物阻抗測量系統(tǒng)設(shè)計 316
實驗二十六 生化分析儀光學(xué)檢測系統(tǒng)設(shè)計 320
實驗二十七 基于加速度傳感器的計步器設(shè)計 325
附錄 329
附錄A 實驗報告格式 329
附錄B 設(shè)計報告格式 330