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第1章 生物电放大器1

1.1 弱极化体表电极4

1.2 单端生物电放大器6

1.3 电极的超高输入阻抗缓冲器阵列8

1.4 不用导电膏的生物电测量电极11

1.5 单端生物电放大器阵列17

1.6 人体电压驱动法20

1.7 差动放大器24

1.7.1 简单生物电差动放大器25

1.8 仪表放大器29

1.8.1 普通生物电仪表放大器30

1.8.2 开关电容生物电仪表放大器33

参考文献43

第2章 生物电放大器通频带的选择44

2.1 宽带生物电放大器46

2.2 去直流生物电放大器49

2.3 交流耦合生物电前置放大器51

2.4 自举式交流耦合生物电仪表放大器52

2.5 无源滤波器54

2.6 有源滤波器63

2.7 50/60Hz陷波滤波器74

2.8 消谐器77

2.9 开关电容滤波器81

2.10 斜率限制器86

2.11 具备起搏脉冲检测和伪迹去除功能的心电图放大器89

2.12 带过载检测电路的放大器93

参考文献101

第3章 医疗仪器的安全性设计102

3.1 电击的防护标准102

3.2 漏电流106

3.3 差动心电图隔离放大器设计实例107

3.4 独立的模拟信号隔离器111

3.5 三端隔离放大器114

3.6 光耦式模拟信号隔离器116

3.7 光耦式线性模拟信号隔离器120

3.8 数字信号隔离器125

3.9 隔离式模数转换器的控制软件128

3.10 隔离式模拟信号多路切换器130

3.11 电源133

3.12 其他安全防护措施134

3.13 符合性测试135

3.13.1 接地完整性136

3.13.2 漏电流和人体附属电流的测量138

3.13.3 万能微安表141

3.13.4 耐压测试147

3.13.5 其他危险性测试152

3.14 结束语153

参考文献153

第4章 电磁兼容性与医疗仪器154

4.1 医疗仪器发射的干扰155

4.2 数字电路的辐射发射156

4.3 电磁场161

4.4 电场和磁场的近场区探测166

4.5 自制频谱分析仪168

4.6 传导发射175

4.7 电磁干扰的敏感性测试178

4.7.1 静电放电的敏感性测试180

4.7.2 辐射性电磁干扰的敏感性测试185

4.7.3 传导性电磁干扰的敏感性测试190

4.7.4 电力线快速瞬变干扰的敏感性测试191

4.7.5 电力线高能瞬变干扰的敏感性测试192

4.7.6 电力线电压暂降、中断和变化的敏感性测试194

4.7.7 磁场的敏感性测试195

4.8 设计经验和补救措施197

4.8.1 屏蔽198

4.8.2 信号线的实际带宽199

4.8.3 PCB布局的注意事项201

4.8.4 PCB走线的传输线模型202

4.8.5 脉冲反射与终端匹配技术203

4.8.6 并行传输的时序偏差与走线的等长要求205

4.8.7 串扰及其易感通路206

4.8.8 电路板性能分析207

4.8.9 测试时的补救措施208

4.9 结束语210

参考文献211

第5章 信号调理、数据采集与频谱分析213

5.1 通用型传感器接口214

5.1.1 A/D转换器217

5.1.2 信号调理222

5.1.3 D/A转换器224

5.1.4 电流源226

5.1.5 数字I/O口228

5.1.6 通用传感器接口的制作228

5.1.7 通用传感器接口的软件228

5.1.8 传感器信号调理231

5.2 采样率与奈奎斯特定理234

5.3 PC的数据采集卡237

5.3.1 将声卡变成直流耦合精密A/D转换器239

5.4 频谱分析246

5.4.1 FFT与功率谱密度247

5.4.2 FFT隐含的缺陷247

5.4.3 补零FFT250

5.4.4 经典谱估计方法250

5.4.5 高分辨率谱估计方法251

5.4.6 谱估计算法的实现254

5.4.7 阵列信号的处理方法255

5.4.8 有关谱估计的补充说明258

参考文献260

第6章 用于刺激、测试和校准的各种信号源261

6.1 任意波形模拟信号发生器264

6.2 模拟信号波形的数字发生器268

6.2.1 直接数字合成器268

6.3 数字化任意波形发生器的基本原理272

6.3.1 PC可编程的任意波形发生器274

6.3.2 任意波形数据的创建280

6.3.3 利用PC的声卡制作任意波形发生器（ARB）285

6.3.4 将声卡变成精密直流耦合任意波形发生器（ARB）287

6.4 自适应模拟器291

6.4.1 心脏仿真器的固件302

6.4.2 无线电发射装置引发的问题304

6.4.3 物理仿真模型308

6.5 逼真的生理信号发生源318

参考文献319

第7章 可兴奋组织的刺激321

7.1 细胞外刺激324

7.2 电刺激的临床应用328

7.3 神经和肌肉的直接电刺激334

7.3.1 电容放电刺激器334

7.3.2 恒流源刺激器337

7.3.3 运算放大器桥接电路刺激器341

7.3.4 植入式电极的电荷传输344

7.3.5 神经肌肉电刺激351

7.3.6 经皮神经电刺激355

7.3.7 干扰刺激359

7.3.8 经皮电刺激的常规安全措施及禁忌362

7.4 磁刺激363

7.4.1 磁刺激的感应电场365

7.4.2 磁刺激器的设计365

7.4.3 磁刺激器刺激线圈的设计371

7.4.4 磁刺激器产品及其应用372

7.4.5 磁刺激的安全性374

7.5 其他临床电刺激应用374

7.5.1 电刀和射频消融374

7.5.2 离子电渗疗法376

7.5.3 心脏收缩调节377

7.5.4 骨生长刺激器378

7.5.5 慢性创口愈合的电刺激治疗379

7.5.6 电穿孔疗法380

7.5.7 电化学疗法381

7.5.8 利用纳秒脉冲电场诱导细胞凋亡382

7.5.9 栓塞治疗法383

7.5.10 微电流刺激和其他能量疗法383

参考文献384

第8章 心脏起搏与除颤387

8.1 心动过缓389

8.2 早期的心脏起搏器390

8.2.1 起搏器的状态机391

8.3 可编程心脏起搏器396

8.4 植入器械的通信方式398

8.5 体外VVI起搏器399

8.5.1 VVI心脏起搏器的固件404

8.6 器件的功耗409

8.7 软件测试410

8.8 频率适应性起搏411

8.9 阻抗测量技术412

8.10 心内阻抗传感器420

8.11 经皮起搏432

8.12 室性心律失常433

8.13 除颤434

8.13.1 基本除颤器434

8.13.2 植入式心律转复除颤器437

8.14 除颤器样机设计439

8.14.1 电源电路443

8.14.2 高压电容充电器445

8.14.3 储能电容447

8.14.4 开关器件447

8.14.5 隔离放大器449

8.14.6 除颤器样机的微处理器451

8.14.7 D/A转换器和A/D转换器454

8.14.8 电气隔离的手动模式按钮455

8.14.9 导联阻抗的测量电路455

8.14.10 除颤器样机的固件459

8.15 心脏颤动仪462

8.16 结束语464

参考文献465

后记466

附录473

附录A 材料及元器件供应商的联系方式和网址473

附录B 本书ftp网站上提供的软件477