- •Предисловие
- •1 Краткие сведения о биотехнических системах
- •2 Общие свойства и принципы синтеза бтс
- •2.1 Элементы общей теории систем
- •2.1.1 Определение системы
- •2.1.2 Классификация систем
- •2.1.3 Способы описания систем
- •2.1.4 Системные аспекты управления
- •2.2 Обобщенная схема функциональной системы организма
- •2.3 Особенности биологических систем
- •2.4 Особенности биологических систем автоматического регулирования
- •2.5 Системный подход при сопряжении элементов живой и неживой природы
- •2.6 Взаимодействие технических и биологических элементов биотехнических систем
- •2.7 Бионика
- •2.8 Принципы синтеза бтс
- •2.9 Метод поэтапного моделирования
- •2.10 Классификация биотехнических систем
- •3 Биотехнические системы медицинского назначения
- •3.1 Измерительно-информационная бтс-м
- •3.2 Медицинские мониторные системы
- •3.2.1 Классификация мониторных систем
- •3.2.2 Примеры мониторных систем
- •3.3 Терапевтические бтс
- •3.3.1 Системы для ультразвуковой ингаляции легких
- •3.3.2 Система для автоматизитованной коррекции калиевого гомеостаза
- •3.3.3 Системы для электрокардиостимуляции
- •3.4 Биотехнические системы замещения утраченных функций
- •3.4.1 Контроль и управление в бтс временной и длительной компенсации утраченных функций организма
- •4 Бтс эргатического типа
- •4.1 Структурная схема бтс эргатического типа
- •4.2 Функции человека-оператора в эргатических бтс
- •5 Биотехнические системы управления поведением целостного организма и популяциями биологических объектов
3.2.2 Примеры мониторных систем
Кардиокомплекс-3. Кардиокомплекс-3 [1] представляет собой кардиологическую мониторную систему для контроля состояния сердечной деятельности четырех больных одновременно. В ее состав входят (рисунок 3.5) четыре ритмокардиометра (Ркм), кардиомонитор (Км4) и двухканальный электрокардиоскоп (Экс). Ритмокардиометр и кардиомонитор-4 обеспечивают: измерение среднего значения частоты сердечных сокращений по электрокардиосигналу непосредственно возле больного и ее контроль как в прикроватных блоках ритмокардиометра, так и в центральном посту на кардиомониторе-4; звуковую, световую и электрическую сигнализацию при выходе частоты за установленные пределы; наблюдение на электрокардиоскопе центрального поста ЭКГ одного из четырех больных по выбору оператора.
Рис. 3.5. Блок-схема кардиологической мониторной системы «Кардиокомплекс-3»
МС общего назначения ДКС-4Т. Блок-схема мониторной системы общего назначения ДКС-4Т [1] показана на рисунке 3.6. Система предназначена для наблюдения за четырьмя больными. Прикроватная часть аппаратуры для одного пациента состоит из электрокардиоскопа (Экс), измерителя сердечной аритмии по ЭКГ (ИАр), ритмовазометра (Рвм) для измерения частоты пульса, ритмоспирометра (Рсм) для измерения частоты дыхания, измерителя температуры тела (Т), блока управления пневмосистемой (БУП) для измерения артериального давления косвенным способом и аналогового индикатора значения этого параметра (ИД).
Рис. 3.6. Блок-схема мониторной системы общего назначения ДКС-4Т
Выходные параметры прикроватного блока поступают в центральный пост на коммутатор пациентов (КП), посредством которого оператор подключает центральный пост к одному из четырех больных. От всех четырех больных ЭКГ в непрерывном режиме поступают на четырехканальный осциллоскоп (Ос4) центрального поста. Кроме коммутатора пациентов и осциллоскопа аппаратура центрального поста включает блок измерений (БИ) с тремя аналоговыми измерительными приборами, отображающими информацию, которая поступает с ритмовазометра, ритмоспирометра и измерителя температуры, блок измерения артериального давления (БИД) с цифровой индикацией значений этого показателя.
Послеоперационная МС MO-01. Мониторная система МО-01 [1] предназначена для контроля и измерения физиологических параметров шести больных в ходе хирургических операций, в послеоперационный период и в реанимационных отделениях. Ее блок-схема изображена на рисунке 3.7. Система состоит из комплекса измерительных приборов: ритмовазометра, ритмоспирометра, измерителя температуры, артериального (ИАД) и венозного (ИВД) давлений прямым способом, пневматопрессовазометра (Ппв) для измерения артериального давления косвенным способом, выходные данные которых через блок коммутации и сигнализации (К-С.) поступают на цифровой индикатор (ЦИ), предназначенный для преобразования и индикации в цифровой форме уровней напряжений, пропорциональных контролируемым физиологическим параметрам. Регистрируемые ЭКГ и ЭЭГ через блок коммутации и сигнализации поступают на кардиоэнцефалоскоп (Кэс), где отображаются в непрерывном режиме. Блок коммутатора и сигнализатора предназначен для подключения того или иного пациента к центральному посту наблюдения по выбору врача и для световой и знаковой сигнализации при поступлении на его вход сигналов тревоги в виде повышения или понижения уровней напряжения постоянного тока от прикроватных измерителей. Последние снабжены аналоговыми стрелочными индикаторами и схемами выработки сигналов тревоги, появляющихся в случае выхода контролируемого показателя за пределы, установленные врачом до начала наблюдения. В системе используется временная задержка до 4 мин сигналов ЭКГ и ЭЭГ, реализованная в виде магнитографа (Мг). Этот блок системы записывает биоэлектрический сигнал человека на «бесконечную» магнитную ленту и обеспечивает автоматическое прекращение регистрации после определенного интервала от момента поступления сигнала тревоги. Временной отрезок сигнала, записанный на кольцо магнитной ленты магнитографа может далее быть переписан на бумажный регистратор или просмотрен на кардиоэнцефалоскопе. Наличие магнитографа в системе дает возможность определить причину выработки сигнала тревоги в случаях, когда это связано с быстрыми и кратковременными патологическими изменениями биоэлектрического сигнала.
Рис. 3.7. Блок-схема послеоперационной мониторной системы МО-01
Компьютерный монитор неонатальный. Монитор предназначен для автоматизированного наблюдения за состоянием, регистрации и документирования процесса лечения неонатальных пациентов, находящихся в терминальном состоянии [8].
Монитор осуществляет контроль за состоянием сердечно-сосудистой системы и системы дыхания травмированных при родах детей. Монитор предназначен для автономного использования или совместно с неонатальным столом.
На функциональной схеме монитора (рисунок 3.8) показаны система измерительных каналов, блок усилителей с датчиками, персональный компьютер, сетевой адаптер. Все измерительные каналы монитора являются аналоговыми и опрашиваются персональным компьютером, в который поступают результаты измерений, преобразованные в код. Сбор информации с датчиков осуществляет программа «Мониторинг», минимальная частота опроса датчиков 200 Гц.
Все измерительные каналы не содержат средств обработки. Задача обработки с целью получения конкретных значений физиологических параметров возможна на персональный компьютер. Такой подход существенно удешевил разработку и изготовление монитора, но это не исключает при необходимости возможность использования в составе монитора функционально законченных измерительных устройств (пульсоксиметров, измерителей артериального давления и т.д.).
Рис. 3.8. Функциональная схема монитора неонатального
