01 / 導讀
導讀
引用
Cobbold, R. S. C. (1974). Transducers for Biomedical Measurements: Principles and Applications. Wiley.
章節概要
這是一部單一作者的專著，共 xiv + 486 頁，由 Wiley 在紐約出版，屬 Wiley-Interscience 叢書，隸屬“生物醫學工程與衛生系統”系列。圖書館目錄將其歸入生物醫學換能器，並註明含有參考文獻。書名點明瞭它的兩部分：換能器工作的原理，以及它們在生命系統測量中的應用。下面各節依據本書公開的前置內容和主題詞所指向的主題領域，而不是章節目錄。
測量中的信號與系統
開篇內容關乎生物醫學測量必須捕捉的信號，以及傳遞這些信號的系統。這是全書其餘部分依賴的語言，即信號與系統的特性，它讓讀者能夠判斷一條測量鏈對人體所產生信號的還原有多忠實。
無誤差測量的準則
除信號特性之外，本書前部提出測量要不含誤差所必須滿足的準則。對讀者而言，這是追問任何傳感器的輸出是否可信的框架：被記錄的量在多大程度上跟隨生理量，又是什麼造成了失真。
輸入換能器的一般性質
接著本書轉向換能器本身，即把體內的物理或化學量轉換為儀器可以處理的信號的元件。書中先討論輸入換能器的一般性質，再講具體器件，使物理原理不同的器件能在共同的基準上比較。
換能器及其應用
據書名和主題詞（生物醫學換能器、生物醫學工程），其餘篇幅涉及具體類型的換能器及其在測量生理量中的使用。全書圍繞測量器件組織，而不是圍繞臨床專科。
核心概念
信號與測量品質
- 信號與系統特性：生理信號及傳遞它們的系統的性質，決定了測量能分辨什麼。
- 無誤差測量準則：記錄的信號忠實反映生理量所需滿足的條件。
換能器
- 輸入換能器：測量系統最前端的器件，把物理或化學量轉換成電信號或其他可用信號。
- 換能器的一般性質：所有輸入換能器共有的特性，用於比較不同器件。
評析
優點
- 全書專注一個主題，即換能器，它是每條生物醫學測量鏈的第一個環節。想要把傳感器層面講透的讀者不會被引向放大器、顯示器或臨床系統。
- 書中所述結構從一般性概念（信號與系統、測量準則、換能器的一般性質）出發，再到具體器件。這個順序適合想弄懂換能器為何如此表現的讀者，而不只是查類型。
- 出自一位作者之手，往往使全書處理方式和記號一致。
- Wiley-Interscience 出版並附參考文獻，便於追溯當時的文獻。
侷限
- 成書於 1974 年，此後器件、材料和電子技術已發生巨大變化。它可以解釋長期有效的原理，但不能作為當前實踐的依據。
- 它聚焦於換能器。需要放大器、信號調理、資料採集、安全標準和病人監護的讀者要另找其他書。
- 近 500 頁的篇幅都用於測量鏈的單一環節，對只需概覽的讀者來說讀起來較慢。
在課程中的定位
在醫學儀器這一組書中，這是最老也最專的一本。韋布的《生物醫學儀器原理》逐步講解醫療儀器的設計，從傳感器經放大、濾波、數字化到安全。克里斯蒂的《生物醫學儀器導論》從維護者的角度介紹醫院裡的設備。韋伯斯特與尼姆納卡的《醫學儀器：應用與設計》是涵蓋傳感器、信號調理和臨床測量的標準工程教材。外川、田村與奧伯格的《生物醫學傳感器與儀器》按被測量的物理量組織。諾思羅普的教材講傳感器與數字化器之間的模擬電子電路。科博爾德的專著則自成一類，是對傳感器環節的專注而帶有歷史性的論述，最好在一本現行教材交代了整套儀器之後再讀。
如何使用本書
本書適合已修完儀器入門課、想更深入瞭解換能器如何工作的學生，也適合對 1970 年代初該領域基礎感興趣的讀者。合理的準備是微積分、電路和基礎生理學。
實用的安排是先讀一本現行儀器教材瞭解整個測量鏈，再把科博爾德書中關於信號、系統、測量準則和換能器一般性質的前部內容當作概念框架來讀。把後面針對具體器件的內容當作瞭解某種傳感器物理原理的來源，而當前的器件、精度資料和安全規則，則要對照現行書籍或廠商文檔。由於本書是圖書館館藏的經典，而不是現行課程教材，它最適合作為指定教材的補充參考，其參考文獻可作為通向原始文獻的路徑。