Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
|
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (МГТУ им. Н.Э. Баумана) |
ФАКУЛЬТЕТ БИОМЕДИЦИНСКАЯ ТЕХНИКА___________________
КАФЕДРА ___ МЕДИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ _____
Расчётно-пояснительная записка к курсовой работе на тему:
____________________Разработка и расчет реокардиографической системы___________________
Студент ___________________________ _________Имшенецкая А.Г.____________
(Подпись, дата) (И.О.Фамилия)
Руководитель курсовой работы _______________________ _______Тихомиров А.Н.______
(Подпись, дата) (И.О.Фамилия)
Москва, 2014
Содержание
1. Обзор методов неинвазивной оценки параметров гемодинамики…………………3
2. Биофизические основы метода реографии …………………………………………..6
3. Обзор существующих приборов и систем для реографии….……………………….11
4. Разработка медико-технических требований на реограф………………………….15
5. Разработка структурно-функциональной схемы реографа………………………..23
6. Расчет основных элементов принципиальной схемы биоусилителя……………..25
6.1 Выбор инструментального усилителя………………………………………25
6.2 Детектор……………………………………………………………………….27
6.3 АЦП…..……………………………………………………………………….28
6.3 Расчет и моделирование фильтров………………………………….………29
7. Выводы…………………………………………………………………………….….35
8. Список используемой литературы……………………………………………..……36
1. Обзор методов неинвазивной оценки параметров гемодинамики.
Распространённость сердечно-сосудистых заболеваний определяет актуальность разработки новых и эффективных компьютерных технологий для их диагностики, лечения и прогнозирования, т.е. для оценки функционального состояния системной гемодинамики и жидких сред организма. Разработка новых методов исследований, обеспечивающих диагностику функционального состояния сердечно-сосудистой системы, заключается в поиске доступных для широкого применения новых методов и показателей количественного определения интенсивности кровоснабжения. В настоящее время функциональная диагностика располагает достаточно информативными прямыми и косвенными методами оценки состояния сердечно-сосудистой системы.
Прямые (инвазивные) методы обладают достаточно высокой точностью измерения, однако оказывают в первую очередь травматическое воздействие на пациента. Практически невозможен длительный выборочный контроль и мониторное наблюдение.
Косвенные (неинвазивные) методы исследования характеризуются менее высокой точностью, но обычно позволяют осуществлять длительный и непрерывный контроль параметров кровоснабжения в динамике.
В медицинской практике используются такие косвенные методы, как:
электрокардиография (ЭКГ);
фонокардиография (ФКГ);
фотоплетизмография (ФПГ);
измерение и мониторирование артериального давления (АД);
ультразвуковые методы (УЗИ);
магнитно-резонансная томография (МРТ);
реоплетизмографический (РПГ) или биоимпедансный метод (БИМ).
Наиболее распространенным инструментальным методом изучения сердца является электрокардиография, основанная на принципе измерения потенциалов с поверхности тела человека при помощи электродов. Помимо точности, надежности и достоверности измерений, оперативности получения данных, преимуществом электрокардиографии является то, что, не смотря на свою сложность, электрокардиограф прост в обращении, и медицинский работник соответствующей квалификации без труда умеет с ним обращаться и при необходимости может быстро освоить и другую медицинскую технику.
Фонокардиография - это широко известный метод исследования сердечно-сосудистой системы, заключающийся в графической регистрации звуковых явлений (тонов и шумов), возникающих при сердечной деятельности. С помощью фонокардиографии врач также может проводить аускультацию (выслушивание) грудной клетки. Звуковые колебания, возникающие при работе сердца, распространяются в направлении тока крови. Сравнивая различную интенсивность этих звуков в общепринятых точках аускультации сердца, можно определить, какие нарушения в работе сердца вызвали появление шумов, изменение тонов и т.д.
Фотоплетизмография – метод, основанный на измерении оптической плотности; производят непрерывную графическую регистрацию изменений объёма, отражающих динамику кровенаполнения сосудов исследуемых органов, части тела человека или животного
Для измерения артериального давления в настоящее время применяются механические (анероидные) и электронные измерители. Механические измерители, основанные на использовании метода Короткова (метод заключается в полном пережатии манжетой плечевой артерии и выслушивании тонов, возникающих при медленном выпускании воздуха из манжеты), в основном применяются в профессиональной медицине, так как без специального обучения допускаются погрешности в показателях. Для домашнего использования наиболее подходят полуавтоматические и автоматические электронные тонометры. При этом используется осциллометрический метод. Он основан на регистрации тонометром пульсаций давления воздуха, возникающих в манжете при прохождении крови через сдавленный участок артерии.
Ультразвуковые методы. Наибольшее распространение в клинической практике нашли три метода ультразвуковой диагностики: одномерное исследование (эхография), двухмерное исследование (сканирование, сонография) и допплерография. Все они основаны на регистрации отраженных от объекта эхосигналов.
Магнитно-резонансная томография — томографический метод исследования внутренних органов и тканей с использованием физического явления ядерного магнитного резонанса — метод основан на измерении электромагнитного отклика ядер атомов водорода на возбуждение их определённой комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряжённости.
Биоимпедансный метод, наиболее известный как реографический, является одним из наиболее удобных и перспективных методов мониторного контроля гемодинамики. Биоимпедансные методики отличаются безвредностью, технической простотой, удовлетворительной биофизической обоснованностью и достоверностью, хорошей воспроизводимостью результатов, пригодностью для частого повторного применения. Они используются не только для обследований в естественных, нормальных для человека условиях, но и при мониторинге в нагрузочных и экстремальных состояниях.
Методики реографических исследований.
Реоэнцефалография – неинвазивный метод исследования сосудистой системы головного мозга. Реоэнцефалографическое исследование позволяет получать объективную информацию о тонусе, эластичности стенки и реактивности сосудов мозга, периферическом сосудистом сопротивлении, величине пульсового кровенаполнения. Достоинства метода – его относительная простота, возможность проведения исследований практически в любых условиях и в течение длительного времени, получение раздельной информации о состоянии артериальной и венозной систем мозга и о внутримозговых сосудах различного диаметра.
Реопульмонография – заключается в регистрации электрического сопротивления тканей легких, применяется при бронхолегочной патологии. Особое значение имеет в хирургии, так как реопульмонограмма может быть снята с любого участка легкого непосредственно во время операции. Это необходимо в случаях, когда дооперационное обследование не позволяет с достаточной точностью дать заключение о состоянии сегментов легкого, пограничных с пораженными, и надо уточнить предполагаемый объем резекции.
Реовазография – метод исследования интенсивности периферического кровообращения, оценки состояния сосудистого тонуса, выраженности коллатерального кровообращения, оценки состояния венозной системы.
Метод грудной (трансторакальной) реографии используется для косвенного неинвазивного определения основных показателей центральной гемодинамики – ударного и минутного объемов и общего периферического сопротивления. До сих пор для определения ударного и минутного объемов применялись инвазивные методы. Одна из наиболее актуальных областей применения грудной (трансторакальной) реографии – оперативная диагностика центральной гемодинамики в отделениях реанимации и интенсивной терапии.