傳感器必須與人體的化學成分相容,既不會腐蝕也不會給人體帶來毒性。傳感器的形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)應與待測部位的解剖結(jié)構(gòu)相適應,對被測對象的影響要小,使用時應不損傷組織。
(5)電氣安全性好。傳感器要與人體有足夠的電絕緣,即使在傳感器損傷的情況下,人體收到的電擊也應在安全之下。
(6)操作性好。傳感器應操作簡單、維護方便、便于消毒。
生物醫(yī)學傳感器的意義
隨著生物傳感技術的不斷發(fā)展,生物傳感器必將在醫(yī)學領域掀起一股熱潮。
(1)生物傳感器采用固定化生物活性物質(zhì)作催化劑,價值昂貴的試劑可以重復多次使用,克服了過去酶法分析試劑費用高和化學分析繁瑣復雜的缺點。因此,這一技成本低,在連續(xù)使用時,每例測定僅需要幾分錢人民幣,術在很大程度上減輕病患醫(yī)療費用上的負擔。
(2)生物傳感器專一性強,只對特定的底物起反應,而且不受顏色、濁度的影響,準確度高,一般相對誤差可以達到1%;分析速度快,可以在一分鐘得到結(jié)果。因此,這一技術應用于醫(yī)學上不僅提高了檢測結(jié)果的準確性,更是縮短了整個過程所需的時間,進一步提供了救治病人的先機。
(3)操作系統(tǒng)比較簡單,容易實現(xiàn)自動分析。在臨床中,許多操作對于病患來說是痛苦的,若能很好的利用生物傳感器的這一特點,我相信將為他們減少很多的痛苦。
當前各種利用生物傳感技術開發(fā)的儀器也已問世,但是在應用上還有許多技術需要深入研究。診斷各種疾病的醫(yī)用傳感器,還有待于引深研發(fā),例如谷氨酸傳感器是一種穩(wěn)定的脫氫酶、轉(zhuǎn)氨酶、血氨的指示性傳感器,它在臨床急癥室等許多場合可取代光度法測定,有潛在應用前景;測定胸外科病人乳酸指標的生物傳感器也已開始應用,與腎透析聯(lián)用的幾種生物傳感器也有產(chǎn)業(yè)化開發(fā)價值。今后這些生物傳感器將逐漸得到普及,給廣大病患帶來更多的福音。
生物醫(yī)學信號
生物醫(yī)學信號有一維、二維之分一般而言,將一維信號稱為信號,二維信號稱為圖像自然界廣泛存在的生物醫(yī)學信號是連續(xù)的,由于計算機巨大的計算能力,一般先用轉(zhuǎn)換器將連續(xù)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,然后在計算機內(nèi)用各種方法編制成的軟件進行分析處理限于篇幅,這里只論一維生物醫(yī)學信號的處理方法。
信號處理的領域是相當廣泛而又深人的,已在不同程度上滲透到幾乎所有的醫(yī)療衛(wèi)生領域從預防醫(yī)學、基礎醫(yī)學到臨床醫(yī)學,從醫(yī)療、科研到健康普查,都已有許多成功的例子如心電圖分析,腦電圖分析,視網(wǎng)膜電圖分析,光片處理,圖像重建,健康普查的醫(yī)學統(tǒng)計,疾病的自動診斷,細胞、染色體顯微圖像處理,血流速度測定,生物信號的混沌測量等等。
生物醫(yī)學信號特點
(1)信號弱:直接從人體中檢測到的生理電信號其幅值一般比較小。如從母體腹部取到的胎兒心電信號僅為10~50μV,腦干聽覺誘發(fā)響應信號小于1μV,自發(fā)腦電信號約5~150μV,體表心電信號相對較大,最大可達5mV。因此,在處理各種生理信號之前要配置各種高性能的放大器。
(2)噪聲強:噪聲是指其它信號對所研究對象信號的干擾。如電生理信號總是伴隨著由于肢體動作、精神緊張等帶來的干擾,而且?;煊休^強的工頻干擾;誘發(fā)腦電信號中總是伴隨著較強的自發(fā)腦電;從母腹取到的胎兒心電信號常被較強的母親心電所淹沒。這給信號的檢測與處理帶來了困難。因此要求采用一系列的有效的去除噪聲的算法。
(3)頻率范圍一般較低:經(jīng)頻譜分析可知,除聲音信號(如心音)頻譜成分較高外,其它電生理信號的頻譜一般較低。如心電的頻譜為0.01~35Hz,腦電的頻譜分布在l~30Hz之間。因此在信號的獲取、放大、處理時要充分考慮對信號的頻率響應特性。