生物医学传感与检测原理

本书围绕生物医学传感原理及其医疗健康检测应用，首先介绍了传感器原理及其基本理论，针对生物医学检测中常见生理参数的物理特征，从传感检测原理及其生物医学应用方面分别介绍了医用电极与生物电效应测量、生物力效应的传感变换与生理信号检测、生物热效应的热电式生物医学传感检测、光电传感与生物光效应检测、生物医学的化学效应传感与检测，最后还介绍了生物标志物的新型传感检测原理与技术方法。

第1章 绪论 1
1.1 生物医学传感与检测概述 1
1.2 生物医学传感技术 3
1.3 生物医学传感检测系统 7
第2章 生物医学传感器基本知识 9
2.1 传感器的静态特性 9
2.1.1 静态特性的基本概念 9
2.1.2 衡量传感器静态特性的指标 10
2.2 传感器的动态特性 13
2.2.1 动态特性的一般数学模型 13
2.2.2 传递函数 16
2.2.3 动态响应 17
2.3 常用敏感材料 24
2.4 传感器的干扰与噪声 31
2.4.1 传感器的常见干扰 32
2.4.2 传感器的噪声 33
2.5 测量误差 34
2.6 生物医学传感器的标定 35
2.7 生物医学传感器及其测量的安全性 36
习题 39
第3章 医用电极与生物电效应测量 40
3.1 生物电效应概述 40
3.2 生物电信号的医用电极测量原理 43
3.2.1 医用检测电极 43
3.2.2 电极-生物组织界面 46
3.2.3 医用电极的测量电路 48
3.2.4 微电极 50
3.2.5 生物电检测的干扰 53
3.3 医用电极的电生理信号检测 55
3.3.1 心电信号检测 55
3.3.2 脑神经电信号检测 57
3.3.3 肌电信号检测 58
3.3.4 其他电生理信号的表面电极检测 61
习题 63
第4章 生物力学效应的传感与生理信号检测 64
4.1 生理活动的生物力学效应 64
4.2 电阻式传感器及其生物力学效应的生理参数测量 65
4.2.1 电阻式传感器原理 65
4.2.2 电阻式传感器的测量电路 75
4.2.3 电阻式传感器的生物力学效应生理参数测量 78
4.3 电容式传感器及其生物力学效应生理参数测量 81
4.3.1 电容式传感器原理 81
4.3.2 电容式传感器测量电路 85
4.3.3 电容式传感器的生物力学效应生理参数测量 90
4.4 压电式传感器及其生物力学效应生理参数测量 93
4.4.1 压电式传感器原理 93
4.4.2 压电式传感器的测量电路 100
4.4.3 压电式传感器的生物力学效应生理参数测量 105
习题 109
第5章 生物热效应的热电式生物医学传感与检测 112
5.1 生理热效应与体温概述 112
5.2 温度传感器原理 114
5.2.1 热电阻式温度测量原理 114
5.2.2 热电偶温度测量原理 118
5.2.3 半导体温度传感器 122
5.2.4 液晶测温 129
5.3 红外温度测量 131
5.4 热电式温度传感器的生物医学测量 133
5.4.1 接触式体温测量 133
5.4.2 基于温度变化的血流、呼吸气流生理参数测量 134
5.4.3 红外非接触式温度测量 136
5.4.4 人体基础体温测量 137
习题 139
第6章 光电传感与生物光效应检测 140
6.1 生物组织的光学效应 140
6.2 光电传感器及其检测原理 142
6.2.1 光电传感器基本原理 142
6.2.2 光电器件与光电传感器的主要类型 143
6.3 光纤与光谱传感器件 153
6.3.1 光纤传感器的基本原理 154
6.3.2 光谱检测传感技术 157
6.3.3 颜色传感器 159
6.4 光效应传感器在生物医学测量中的应用 160
习题 167
第7章 生物医学中的化学传感与检测 168
7.1 生理与代谢的生物化学过程 168
7.2 化学传感与检测原理 169
7.2.1 电化学基本概念 170
7.2.2 离子传感器 173
7.2.3 气体传感器 177
7.3 生物敏感膜电化学传感与检测 180
7.3.1 生物敏感膜的固定化技术 180
7.3.2 酶传感器 181
7.3.3 生物组织与细胞传感器 182
7.3.4 微生物传感器 184
7.3.5 电化学免疫传感器 185
7.4 化学与生物传感的医学检测应用 186
7.4.1 血液样品检测 186
7.4.2 连续性监测 188
习题 190
第8章 生物标志物的传感检测新技术 191
8.1 免疫传感器 191
8.1.1 抗原与抗体及其固定 191
8.1.2 光学免疫传感器 193
8.1.3 压电晶体免疫传感器 195
8.2 生物芯片与生物分子检测 196
8.2.1 生物分子传感技术 196
8.2.3 生物芯片 199
8.3 仿生传感器 202
8.3.1 嗅觉与味觉的生物学原理 202
8.3.2 仿生化学传感器技术 203
8.3.3 仿生传感器感觉辨识模型 204
8.3.4 仿生味觉嗅觉系统 206
8.4 微流控芯片系统在生物医学传感与检测中的应用 207
8.4.1 微流控技术概述 207
8.4.2 微液滴操控的微流控芯片系统 211
8.4.3 器官芯片微流控系统 214
习题 216
参考文献 217