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Introduction to Biomedical Instrumentation: The Technology of Patient Care(生醫儀器導論:病人照護的科技) cover

生物醫學工程

生物醫學工程

Introduction to Biomedical Instrumentation: The Technology of Patient Care(生醫儀器導論:病人照護的科技)

Barbara L. Christe

英文原名: Introduction to Biomedical Instrumentation: The Technology of Patient Care

一本從負責維護與管理設備的人員角度,介紹醫院醫療儀器的平易入門書。作者依主要儀器類別說明其臨床用途、在方塊圖層次如何運作,以及如何測試、維持安全並與醫院資訊系統連線。

需要的基礎: 需了解電壓、電流、電阻、類比與數位訊號和感測器的基礎,並具備入門程度的解剖學與生理學。

難度等級
入門
學術層次
大學部
medical instrumentationclinical engineeringpatient monitoringelectrical safetymedical devices

01 / 導讀

導讀

引用

Christe, B. L. (2017). Introduction to Biomedical Instrumentation: The Technology of Patient Care (2nd ed.). Cambridge University Press.

章節概要

第2版是一本約225頁、共18章的精簡讀本。克里斯蒂在序言中說明,本書面向剛進入醫療技術管理(HTM,即在醫院中保障醫療裝置安全、有效和可用的職業)的初級技術人員,旨在幫助他們掌握這一領域的實用詞彙和基礎知識。書中按型別和分類討論裝置,具體廠商只作為例子出現。序言假定讀者具備基礎的解剖學、生理學和醫學術語知識,並瞭解電壓、電流、電阻、阻抗、類比與數位訊號以及感測器。第2版修訂了全部內容,並新增兩章,分別討論裝置測試和電子病歷。每章以「For Further Exploration」(深入探索)一節結尾,其中研究性問題的答案需要在書外尋找;章末習題答案和補充資料線上提供。

第1–5章:HTM職業;患者安全;NFPA及其他指南;裝置測試;在工作場所

開頭一組章節介紹的是職業,而不是裝置。第1章解釋了五花八門的職位名稱(HTM技術員、BMET、「biomeds」、臨床工程師)以及僱主型別:醫院、獨立服務機構和製造商。第2章把裝置按治療、監護和診斷分類,並按風險分級,討論收益與風險的平衡。第3章概述監管格局,從醫療器材促進協會(AAMI)的共識標準到NFPA 99《醫療設施規範》。本版新增的第4章討論驗收檢查、預防性維護和安全檢查。第5章討論職業道德準則(來自生物醫學工程學會和美國臨床工程學會)、個人安全、感染控制和客戶服務。

第6章:電極、感測器、訊號與噪聲

討論患者與機器之間的連結:應變片、熱敏電阻、光敏電阻等無源感測器,壓電晶體、線性可變差動變壓器(LVDT)、熱電偶等有源感測器,以及患者監護中涉及的電極、訊號和噪聲。

第7–11章:心臟;心臟輔助裝置;血壓;呼吸與呼吸治療;大腦及其活動

按人體系統組織的裝置章節。每章先講相關生理(如心臟的傳導通路、收縮壓和舒張壓的含義、外呼吸),再講裝置:心電圖和患者監視器、除顫器及其波形、人工心臟和植入式裝置、無創與有創血壓測量、脈搏血氧測定和二氧化碳描記,以及腦電圖。

第12–13章:重症監護室;手術室

這兩章按臨床場所而非裝置組織。ICU一章描述重症監護的特點(持續監護、依賴呼吸機的患者、眾多管路和導管)以及那裡常用的監護手段;手術室一章介紹手術所用裝置,包括麻醉的型別。

第14–16章:醫學影像;臨床檢驗裝置;輸液泵及其他泵

影像一章從超聲講起,按技術或成像來源對成像方式作大類劃分;臨床檢驗一章解釋自動分析儀背後的原理(如基於阻抗的血細胞計數)以及檢驗科自身的法規;泵一章介紹輸液泵、其泵送機制和報警。

第17–18章:電子病歷與IT;其他裝置與專題

第17章是第二個新增章節,回顧了HITECH法案推動的電子病歷轉型,以及HTM人員越來越需要把裝置接入資訊系統。最後一章彙集了無法歸入其他類別的技術,如兒童醫院的遊戲治療裝置、胎兒監護,以及物理治療師和職能治療師使用的裝置。

核心概念

第1–5章:職業及其規則

  • 醫療技術管理(HTM):把患者安全、醫療技術和財務管理結合起來、保障裝置安全可用的醫院專業領域。
  • 按功能和風險分類裝置:治療、監護和診斷裝置;高、中、低風險技術。
  • 標準與規範:AAMI等機構的自願性共識標準,以及在州政府採納後成為法律要求的NFPA 99等規範。
  • 驗收檢查與預防性維護:在問題影響患者診療之前發現隱患的定期檢查。

第6–11章:訊號與人體系統

  • 無源與有源感測器:電阻、電容或電感隨之變化的感測器,與本身產生電壓或電流的感測器。
  • 心電圖與除顫:記錄心臟電活動,以及透過釋放能量恢復心律;雙相波形如今已是標準。
  • 無創與有創血壓:基於袖帶的聽診法或自動測量,與動脈內直接測量。
  • 脈搏血氧測定與二氧化碳描記:無創評估呼吸有效性的方法。

第12–18章:場所、系統與資訊

  • 診療場所:ICU和手術室作為各有其技術和限制的環境。
  • 輸液泵:按設定速率輸送液體和藥物,並對堵塞和輸注完成發出報警的裝置。
  • 電子病歷整合:把裝置接入醫院資訊系統。

評析

優點

  • 為醫院技術人員而寫。 本書的視角是在臨床中檢驗、維護和支援裝置的人,而不是設計者。關於職業、法規、測試、職場倫理、感染控制和客戶服務的章節,涵蓋了工程教材通常省略的內容。
  • 臨床背景優先。 裝置章節在講技術之前,先交代相關生理和測量的臨床目的;還有兩章描述完整的診療環境(ICU和手術室)。
  • 貼合實踐的更新。 第2版修訂了全部內容,並新增裝置測試和電子病歷兩章,這兩項在HTM工作中日益重要。出版方引用的賓夕法尼亞州立大學特德·盧西迪的評價,稱讚了這次更新以及指向最新資訊的「For Further Exploration」部分。
  • 培養檢索能力。 深入探索的問題有意要求借助外部資料作答,序言把這與一項關鍵職業技能聯絡起來:查詢陌生技術的相關資訊。

局限

  • 描述性而非定量。 裝置只在功能、框圖和實際注意事項的層面上講解,沒有電路分析或設計所需的數學。工科學生需要另一本教材來學習儀器如何設計。
  • 美國的法規框架。 法規內容以美國機構和規則(AAMI、NFPA 99、CLIA、HITECH)為中心,NFPA一章引用的是2012年版規範,而該規範此後已有修訂。其他國家的讀者,或在進一步修訂之後閱讀的讀者,必須核實現行要求。
  • 重廣度輕深度。 約225頁容納18章,許多類裝置只有幾頁篇幅;例如所有成像方式合在一章。

在課程中的定位

在醫學儀器的書單中,克里斯蒂這本書是站在醫院而不是實驗室或設計部門的角度寫成的。同樣易讀的韋伯《Principles of Biomedical Instrumentation》一步步講解儀器設計,從感測器經過放大、濾波和數位化直到安全測試;工科學生應在讀克里斯蒂的同時或之後閱讀它,以瞭解書中描述的裝置是如何製造的。韋伯斯特與尼蒙卡爾的《Medical Instrumentation: Application and Design》是關於感測器、訊號調理和臨床測量的標準工程教材,是進行設計工作的自然下一步。

戶川、田村和厄貝里的《Biomedical Sensors and Instruments》以及科博爾德的《Transducers for Biomedical Measurements》深入討論感測原理,即克里斯蒂第6章的主題。諾思羅普的《Analog Electronic Circuits for Biomedical Instrumentation》是關於感測器與數位化之間電子電路的研究生水平教材。對醫療裝置技術或臨床工程專業的學生,克里斯蒂可以作為主教材;對工科學生,它最適合作為設計類教材的臨床配套讀物。

如何使用本書

本書適合醫療裝置技術和HTM專業的學生、醫院新入職的技術人員,以及想了解裝置在患者診療中如何使用、監管和維護的工科學生。讀者需要具備序言所列的背景:基礎解剖學、生理學和醫學術語,以及到阻抗、訊號和感測器為止的電子學知識。

實用計畫:

  • 核心: 按順序閱讀第1–6章,它們建立了裝置章節所依賴的職業、安全、法規、測試以及患者與裝置連結的基礎。
  • 裝置章節: 由於後面的章節會回溯心臟和血壓的內容,應按順序閱讀第7–11章;然後根據讀者的工作場所閱讀第14–16章。
  • 場所與系統: 第12–13章把各類裝置整合到臨床環境中,宜在裝置章節之後閱讀;需要把裝置接入醫院網路的讀者還應閱讀第17章。
  • 選讀: 第18章。

認真完成「For Further Exploration」中的問題:它們專門設計為藉助外部資料作答,訓練序言所強調的資訊檢索能力。書中引用的每項規範和標準都應與現行版本核對;如有可能,把每個裝置章節與在醫院裝置科的實習,或某類裝置中一臺的廠商維修手冊結合起來學習。