醫學電子儀器設計（簡體書）

《醫學電子儀器設計》首先介紹了醫學電子儀器常用的元器件和電路，然后以設計任務為核心，逐級分解設計任務，選擇解決方案，說明各部分模塊的實現方法，結合不同類型的醫學電子儀器說明了設計方法和流程。
本書既概括了醫學電子儀器的通用設計方法（包括通用的流程、通用的元器件、通用的電路），又說明了不同類型儀器的設計特點，無論從設計思路還是實際內容上都有很強的指導和參考作用。本書還有重點地對現階段技術條件下的模擬電路的核心（運算放大器）和數字電路的核心（單片機）進行非常詳細的說明，對于如何設計高性能運算放大電路和以單片機為核心的控制電路重點加以闡述。本書介紹的內容都是公司研發中實際應用的，這就保證了本書技術的先進性。
本書可作為高等院校生物醫學工程專業本科的專業課教材，也可供從事醫學電子儀器設計、使用和維修的工程技術人員參考。

前言
第1章醫學電子儀器的特點1
1.1生物信號的基本特征1
1.2生物系統建模與儀器設計3
1.2.1系統建模與模型特點3
1.2.2建立生物系統模型的基本方法4
1.3醫學電子儀器的基本構成7
1.3.1生物信號采集系統8
1.3.2生物信號處理和控制系統9
1.3.3生物醫學信號的記錄與顯示系統9
1.3.4電源管理系統10
1.3.5輔助系統10
1.3.6醫學儀器的工作方式11
1.4醫學儀器的特性與分類11
1.4.1醫學儀器的主要技術指標11
1.4.2醫學儀器的特殊性15
1.4.3典型醫學參數15
1.4.4醫學儀器的分類16
1.5生物醫學儀器的設計原則與步驟17
1.5.1醫學電子儀器的設計原則17
1.5.2儀器的設計步驟18
第2章常用電子元器件21
2.1電阻器21
2.1.1電阻器的參數21
2.1.2阻抗元件標稱值和允許偏差的標志法22
2.1.3電阻器的雜散參數和選用方法23
2.2電感器的結構與特點24
2.2.1電感器的作用24
2.2.2小型固定電感器24
2.2.3電感器的雜散參數24
2.3電容器25
2.3.1電容器的分類和作用25
2.3.2常用電容器的特點25
2.3.3電容器的雜散參數27
2.4顯示、鍵盤及打印技術29
2.4.1發光二極管顯示器29
2.4.2液晶顯示器31
2.4.3有機發光顯示器36
2.4.4顯示器的控制38
2.4.5常用鍵盤類型39
2.4.6常用打印形式42
2.5微處理器44
2.5.1單片機的特點與功用44
2.5.2常用單片機類型及特點45
2.6常用器件的主要供應商47
2.7常用芯片資料的閱讀方法48
第3章醫學儀器常用電路49
3.1運算放大器的類型和技術參數49
3.1.1運算放大器的類型49
3.1.2運算放大器的參數50
3.1.3集成電路的元器件特性53
3.2信號放大電路54
3.2.1反相放大電路54
3.2.2同相放大器55
3.2.3基本差動放大電路56
3.2.4高共模抑制比放大電路60
3.2.5電橋電路64
3.2.6隔離放大器65
3.3濾波電路66
3.3.1濾波器的分類66
3.3.2濾波器的主要特性指標67
3.3.3RC有源濾波電路68
3.3.4幾款常用的濾波器設計軟件69
3.3.5有源濾波器集成電路69
3.4典型電源電路69
3.5生物電放大器前置級原理72
3.5.1高輸入阻抗72
3.5.2高共模抑制比73
3.5.3低噪聲、低漂移74
3.5.4設置保護電路74
3.6噪聲特性分析75
3.6.1噪聲與干擾的基本特性75
3.6.2運算放大電路中的噪聲分析77
3.7抗干擾措施78
3.7.1串模干擾及其抑制78
3.7.2共模干擾及其抑制80
3.7.3模擬電路和數字電路的隔離81
3.7.4接地方法82
3.7.5軟件的抗干擾技術83
3.7.6自激振蕩現象與排除方法83
3.8便攜式儀器的設計特點84
3.8.1選擇CMOS工藝的元器件84
3.8.2單片機的低功耗設計85
3.8.3存儲器的低功耗設計86
3.8.4電源的低功耗設計86
3.8.5使用液晶顯示技術88
3.8.6表面安裝技術89
3.8.7電路集成設計89
3.8.8減小體積尺寸90
第4章心電圖機的設計91
4.1心電信號的產生和特點91
4.1.1心電信號的產生91
4.1.2心電信號的電信號特點93
4.1.3心電信號的常見噪聲94
4.2心電圖機的信號采集設計95
4.2.1心電圖機需要實現的功能95
4.2.2心電圖機的主要性能參數97
4.2.3電極與導聯99
4.2.4信號放大電路104
4.3單片機控制系統109
4.3.1單片機型號的選擇109
4.3.2按鍵控制與編程113
4.3.3液晶顯示電路116
4.3.4打印機控制電路118
4.3.5電動機驅動控制119
4.4電源電路的設計120
4.4.1電源管理總體結構圖120
4.4.2交流供電及電池充電電路120
4.4.3實地穩壓供電電路與浮地隔離電路123
4.5單片機軟件的結構123
4.5.1前后臺程序結構123
4.5.2前后臺程序的編寫原則124
4.5.3任務實時性分析125
4.5.4心電圖機中的程序結構126
4.5.5前后臺程序結構的特點127
第5章脈搏血氧儀設計130
5.1脈搏血氧測量的意義130
5.2脈搏血氧法基本測量原理131
5.3脈搏血氧儀的硬件結構134
5.3.1總體設計方案與系統構成134
5.3.2光源及其驅動電路的設計136
5.3.3數據采集電路138
5.3.4顯示器模塊及其驅動電路設計140
5.3.5外接存儲設備設計143
5.4基于MSP430的主控系統設計143
5.4.1MSP430的特點143
5.4.2單片機需要完成的任務和設計過程144
5.4.3系統軟件設計146
5.5低功耗電源設計148
5.5.1電源芯片技術現狀148
5.5.2鋰電池充電管理設計149
5.6脈搏血氧儀的校正方法150
5.6.1脈搏血氧儀的標定方法150
5.6.2脈搏血氧儀的噪聲分析151
第6章血壓測量儀器設計153
6.1血壓的監測意義153
6.2血壓的直接測量方法153
6.3血壓的間接測量方法155
6.3.1柯氏音法156
6.3.2測振法156
6.4電子血壓計的電路設計157
6.4.1血壓信號提取過程157
6.4.2傳感器及模擬信號電路158
6.5單片機控制系統設計160
6.5.1單片機資源分析160
6.5.2單片機軟件的工作流程163
6.5.3調整方法166
6.6動態血壓監測167
6.6.1動態血壓的測量意義和內容167
6.6.2儀器結構168
6.6.3單片機控制系統168
6.6.4單片機軟件的工作流程169
6.6.5PCB設計171
6.6.6液晶顯示控制171
6.6.7電源模塊及其相關電路設計171
6.7影響動態血壓監測的因素172
第7章半自動生化分析儀設計173
7.1生化分析儀概述173
7.1.1生化分析過程173
7.1.2生化分析儀的分類174
7.2生化分析測量原理174
7.2.1基本原理174
7.2.2信號采集方法175
7.2.3葡萄糖氧化酶法測量原理176
7.2.4生化分析儀總體結構177
7.3測量光路設計178
7.3.1光源選擇178
7.3.2光電探測器179
7.3.3分光方法選擇180
7.3.4光學系統設計181
7.4生化分析儀電路的設計182
7.4.1信號采集和處理模塊182
7.4.2中央控制系統設計184
第8章多參數監護儀設計190
8.1監護儀概述190
8.1.1監護儀的意義和作用191
8.1.2監護儀的分類191
8.1.3監護儀的測量內容191
8.2信號采集硬件193
8.2.1監護儀的基本結構193
8.2.2多參數監護儀的參數測量方法193
8.3核心控制系統設計200
8.3.1芯片選擇200
8.3.2系統硬件電路設計201
8.3.3系統軟件設計204
8.4心率檢測算法設計206
8.4.1R波檢測技術206
8.4.2心律失常的判別209
8.5多參數監護儀的設計特點210
8.6動態心電監護儀設計211
8.6.1動態心電圖設計需求211
8.6.2動態心電圖設計原理211
8.6.3動態心電監護儀的特色設計212
第9章常規治療儀器設計214
9.1除顫器214
9.1.1除顫器電路原理215
9.1.2除顫電極216
9.1.3同步除顫217
9.1.4自動除顫218
9.1.5除顫器的測試218
9.2電外科器械219
9.2.1電刀切割止血的機制220
9.2.2電極與工作方式221
9.2.3輸出波形和發生器223
9.2.4電外科的拓展技術224
參考文獻227