前言

反映生命活动、生理过程的生物医学信息是临床诊疗决策和健康管理的重要依据，已被广泛用于疾病诊断、生理状态监测（监护）、健康管理与生物医学控制。生物医学传感与检测技术方法是获取生物医学信息的关键，生物医学传感检测一直是生物医学工程学科和人才培养知识结构的重要内容。

生命在于运动，生命活动表现为生物机体的分子、细胞、组织、器官、系统等不同尺度的物质代谢和生理过程，既包括生物力学、生物电等物理特征及其变化，也包括血氧浓度、神经递质水平等化学物质含量，还存在于基因序列、蛋白表达等生物学特征。于是，针对不同类别的生物医学信息测量，需要有与其适应的生物医学传感技术方法，如物理传感器可用于测量生物力学、生物电、生物光特性等物理信号，电化学传感器可用于检测体液（如血液、尿液、唾液等）的化学物质成分。虽然在生命活动过程中每时每刻都会产生生物医学信息，但不同的应用场景也需要选用不同的传感检测方法，以心电信号为例，常规身体检查只需要用心电图仪器记录静止、平卧、安静状态下的短时心电信号，但对于监测心功能异常活动就需要佩戴动态心电记录仪（如Holter）长时程记录分析心电信号。生物医学传感检测技术的应用也从原有的临床医疗不断拓展到日常健康监测管理，传感检测装置也由专业的医疗设备发展为大量可用于日常生活的消费类电子产品，其应用场景越来越广泛。

在生物医学传感检测方法与原理的知识学习和教学方面，国内先后出版多本教材，如由重庆大学彭承琳教授主编的《生物医学传感器原理与应用》《生物医学传感器原理及应用》，由浙江大学王平教授主编的《生物医学传感技术》《生物医学传感与检测》，以及由重庆大学侯文生教授主编的《生物医学传感与检测原理》等。教材内容在引入新的传感检测技术原理的同时，也不断增加面向医疗健康应用场景的生物医学传感检测实例，从而将传感器原理的理论知识和医疗健康信息检测应用有机结合。

长期的教学实践让我们意识到案例在生物医学传感检测相关课程教学中的重要意义。生物医学传感与检测案例在教学中的作用和价值主要体现在以下三方面：①知识整合应用的传感检测系统工程设计，即以传感检测技术实现将传感器原理、信号调理电路、微控制器与计算机接口、软件编程等专业基础知识有机结合，让书本知识在形成可以实现特定功能的生物医学工程技术中得到应用；②医工交叉的跨学科知识融合，即通过设置医疗健康应用场景，以传感检测技术将生命活动、生理过程中的能量、物质变化转换为服务于临床诊疗和健康管理的生物医学信息，实现医疗电子、计算机信息、传感检测等工程技术与生理解剖、医学诊断的交叉融合；③问题和需求驱动的知识运用能力培养，即通过案例提出医疗健康应用需求及其要解决的生物医学信息检测技术问题，在技术方案选择过程中充分体现与功能需求、技术指标之间的匹配，在案例学习中理解以满足需求为主要目标的适宜技术选择，同时还要结合实验测试对功能和技术指标的达成度，培养和训练医学工程设计的思维方法和实践能力。

生物医学传感检测应用场景广泛，不同医疗健康应用对传感检测技术及其信号/信息分析处理、输出方式也有差异化要求。从待检测医疗健康信息的应用模式上，将生物医学传感检测应用归为三种应用场景：①生物医学传感检测装置与系统设计，主要体现在获取生物医学信息的传感检测技术实现；②生物医学信息检测及特征分析，主要体现在获取生物医学信号基础上，分析其特征参数并探索研究其规律；③生物医学信息传感检测与控制，主要体现在将医疗健康信息传感检测与生物医学控制应用相结合。为此，本书围绕康复工程、临床诊断中的医疗健康信息检测，选择了15个生物医学传感检测教学案例，主要包括神经肌肉与运动生理、心脑血管系统生理活动与代谢过程的医疗健康信息检测。

本书是在彭承琳教授、郑小林教授的指导和鼓励下，由侯文生教授组织重庆大学生物医学工程系的生物医学传感与检测课程组、神经工程与康复技术研究团队、心脑血管生理参数无创检测研究团队、生物医学微系统技术研究团队共同编写完成，胡宁教授、吴小鹰教授、陈琳研究员、廖彦剑副教授、邓吉楠副教授、王星副教授、叶东海副教授、赵晓明老师承担了本书的部分案例设计与实现技术指导、教学案例编写工作。本书的生物医学传感检测案例来自生物医学工程、智能医学工程专业的课程教学和课外创新实践、研究生培养。本书编写得到了重庆市专业学位研究生教学案例库建设项目的支持，同时也特别感谢国家自然科学基金、国家重点研发计划项目对本书案例所涉及的生物医学传感检测技术与系统实现的支持。

本书针对所涉及的生物医学传感检测案例提供了教学应用建议方案，可作为生物医学工程、智能医学工程等相关专业的本科、研究生教学用书，与《生物医学传感器原理及应用》《生物医学传感与检测原理》等教材配套使用，也可单独使用。

随着技术的发展和进步，生物医学传感检测技术方法也在不断创新，本书提供的技术解决方案不具有唯一性，仅作为学习掌握生物医学传感检测课程知识的一种可选方案。由于作者水平有限，书中疏漏和技术缺陷在所难免，希望读者多提宝贵意见。

编者
2023年2月