生物医学工程学的基础理论.pptx

生物医学工程学的基础理论内容目录生物医学工程学的基础理论生物医学工程学理论基础生物电磁学生物电磁学早期研究生物电磁学定义生物电磁学研究范围生物电磁现象心电生物医学工程学的基础理论心脏在搏动之前，心肌首先发生兴奋，在兴奋过程中产生微弱电流，该电流经人体组织向各个别传导。因为身体各个别组织不一样，各个别与心脏间距离不一样，所以在人体体表各部位，表现出不一样电位改变，这种人体心脏内电活动所产生表面电位与时间关系称为心电图，也称体表心电图。心电活动信息能够经过固定在皮肤上电极取得。依据电极放置位置不一样可组成各种导联。在实用上为了统一标准方便进行对比分析，国际上均采取标准12导联。生物医学工程学的基础理论生物医学工程学的基础理论心电基础理论研究心电正问题正常心脏状态下，窦房结周期性产生兴奋按心房肌、房室结、His束、左右束支、浦肯野氏纤维网和心室肌这么一个次序传输。心电仿真首先按某一仿真算法模拟这个兴奋传输过程，然后由心动周期中某一时刻各兴奋心肌所产生动作电位求出该时刻心电源大小，再用边界元法等数值算法求出心电源在体表产生电位。有了心电仿真模型，经过设置其模型参数能够仿真各种心脏病。比如，经过去除心脏模型中某一区域心肌单元能够仿真心肌梗塞；经过减慢束支兴奋传导速度能够仿真束支传导阻滞；经过设置预激点能够仿真预激综合征；经过增加心室心肌单元能够仿真心室肥大等等。只要你有充分想象力，你能够利专心电仿真模型来研究任意心脏生理病理状态下电兴奋传输过程及其在体表面产生电位分布。应专心电仿真模型还能够研究许多心脏病形成机理。比如引发心律失常折返形成机理是什么?在什么样情况下才能建立起折返?心肌兴奋传输速度对心律失常有何影响？心肌缺血到达何种程度才能在心电图上有所反应？…这些对心脏病诊疗尤其是定量诊疗方面有主要意义。心电逆问题心电正问题：经过设置心电仿真模型模型参数，能够研究不一样心脏生理病理状态下体表电位分布情况。心电逆问题：假如能从体表电位逆推出心电仿真模型模型参数，那么由这些模型参数就可确定心脏所处状态。利专心电逆问题解反应出病变心肌位置、大小及病变程度等定量信息。脑电脑电图医学应用脑功效临床诊疗和神经生理研究诸如诊疗颅内占位性病变、癫痫、针麻观察及航空神经生理研究等。脑电图统计方法电极在头皮上安放方法通常采取国际标准10/20电极位置系统。和心电图相同，脑电图电极连接可采取单极或双极导联方式。生物医学工程学的基础理论生物医学工程学的基础理论自发脑电图（EEG）产生基础原理脑神经细胞生物电活动。同时化作用通常被认为受脑干（皮下层中枢）控制。所以，大脑皮层含有连续、广泛而有节律电位改变，这种不受外界刺激脑电改变称为自发脑电位。诱发脑电位（EP）脑自发电活动（脑电）能够为直接或外界确实定性刺激（电、光、声等刺激）所影响，产生另一个局部化电位改变称为诱发脑电位。生物医学工程学的基础理论脑电图特点脑电图是一个随机性很强生理信号，其规律性不如心电图明确，通常将脑电图振幅和频率成份作为脑电诊疗时主要依据，而频率成份显得尤为主要，因为大脑活动程度与脑电图平均频率之间有亲密关系。在国际上，普通将正常脑电活动相关脑电波频率范围划分成五种类型，频率由高到低依次为γ波、β波、α波、θ波、δ波。α波通常在觉醒、平静和闭眼时出现在枕叶。β波含有较高频率，常见于担心精神活动期间。θ波主要见于儿童和成人浅睡时，出现在顶部和颞部。δ波出现于成人深睡时，以及早产婴儿和幼儿。成人极度疲劳和麻醉时也出现δ波。γ波是由注意或感觉刺激引发一个低幅高频波。自发脑电活动通常以一个占优势频率为其标志。自发脑电信号较弱，在正常情况下，从波峰到波谷（幅值）为10-100μV，其频率范围为1~50Hz。波形因不一样脑部位置而异，并与觉醒和睡眠水平相关，且存在很大个体差异。也就是说脑电波在不一样正常人中也存在着不一样表现。脑电图波能够因大脑皮层和脑干病理所改变。比如皮层中电活动消失或阻尼可能是因为肿瘤压迫在神经元上并使其损伤，也可能是因为循环障碍引发缺氧，出血或栓塞。脑电图波形也受影响意识水平脑干中病理过程所影响。脑电图是诊疗一些精神疾患主要依据。比如在临床上可检验疑似癫痫和脑肿瘤病人，还能够用于测定意识水平和确定大脑死亡。采取诱发电位研究感觉系统投射部位及大脑皮层功效有主要作用。诱发电位可在脑皮层和中枢神经系统其它部位（如丘脑、中脑等）引出。可从一个角度说明中枢神经系统各个别之间、大脑皮层各个别以及皮层下不一样细胞成份相互作用机制。人精神状态对脑电活动有极大影响，所以，脑电图对高级神经活动尤其是心理活动含有主要意义，这对于模拟大脑功效及认知研究、人工智能研究等都含有非常主要意义。肌电兴奋和收缩是骨骼肌最基础机能，也是肌电图形成基础。肌电图是不一样机能状态下骨骼肌电位改变统计，这种电位改变与肌肉结