Экзамен – ФОДиТ
.pdf
Экзамен – ФОДиТ
1. Схема сбора и регистрации медико-биологической информации.
Общая схема съёма, передачи и регистрации медико-биологической информации включает следующие основные элементы: 12
1.Устройство съёма. 12 Предназначено для получения информации непосредственно с биообъекта. 2 К устройствам съёма относятся электроды и датчики. 1
2.Усилитель. 12 Электрический сигнал, получаемый от большинства преобразователей, мал, поэтому его следует усилить. Усиление осуществляется с помощью электронных приборов. 1
3.Блок обработки сигналов. Может состоять только из одного простого усилителя, а может включать и много устройств, которые модифицируют или обрабатывают сигнал различными способами. Обычно блоки обработки сигналов встраивают в основной корпус прибора или в стойку системы. 1
4.Дисплей или устройство считывания результатов. Преобразует модифицированный электрический сигнал, появляющийся на выходе блоков обработки сигнала, в форму, удобную для восприятия. Дисплей может иметь вид индикаторной лампы, стрелочного прибора, зуммера сигнала тревоги, устройства записи на бумажную ленту, экрана осциллографа и т. д.. 1
При значительном расстоянии между изучаемым объектом и исследователем используют ещё ряд блоков: передатчик, канал связи и приёмник. 2
1. Общая схема съема, передачи и регистрации (отображения) медико–биологической информации.
Любое медико–биологическое исследование связано с получением и регистрацией соответствующей информации. Несмотря на разнообразие устройств и методов, употребляемых для этой цели, можно указать их общие схемы и принципы действия.
Первичный элемент этой совокупности – чувствительный элемент средства измерений, называемый устройством съема, – непременно контактирует или взаимодействует с самой системой, остальные элементы находятся обычно обособленно от медико-биологической системы, в некоторых случаях части измерительной системы могут быть даже отнесены на значительные расстояния от объекта измерений.
Завершающим элементом измерительной цепи является средство измерений, которое отображает или регистрирует информацию о биологической системе в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
2. Определение и требования к медицинским электродам. Примеры их использования в медицинских устройствах.
3. Назначение электродов. Требования к электродам.
Определение
Электроды – это проводники особой формы (пластинчатые и игольчатые), соединяющие измерительную цепь с биологической системой.
Электроды используются:
для съема биопотенциалов;
для электромагнитного воздействия на объект (в реографии электроды могут подводить внешний сигнал).
Основные требования к электродам:
1.Высокая стабильность электрических параметров (электроды не должны изменять своих свойств при прохождении электрического тока, их могут изготавливать из золота, платины; хлорсеребряные в электрокардиографии).
2.Прочность.
3.Не должны создавать помех.
4.Не должны оказывать вредного воздействия на биологическую ткань.
5.Должны быстро фиксироваться и быстро сниматься.
По назначению электроды подразделяются:
1.Для кратковременного использования.
2.Для длительного использования (тяжелобольной).
3.Для наблюдения за подвижными объектами (спортивная медицина, космическая медицина).
4. Для экстренного применения (скорая помощь).
Некоторые примеры использования электродов в медицинских устройствах:
Электроды для электрокардиографии (ЭКГ). Используются для регистрации электрической активности сердца. 2
Электроды для холтеровского мониторирования. Позволяют непрерывно записывать ЭКГ у пациента в течение длительного времени. 2
ЭЭГ-электроды. Применяются для записи электрической активности мозга. 2
Физиотерапевтические электроды. Используются при проведении электрофореза, гальванизации и других процедур. 24
Стеклянные микроэлектроды. Позволяют прокалывать мембрану клетки и проводить внутриклеточные исследования. 1
3. Определение и классификация датчиков медикобиологической информации.
4. Датчики медико–биологической информации. Классификация датчиков. Различие биоуправляемых и энергетических датчиков.
Определение
Датчик – это устройство, преобразующее неэлектрическую величину в электрический сигнал, удобный дальнейшей передачи, регистрации, обработки.
Преимущества электрического сигнала – он удобен для:
измерения;
усиления;
передачи на расстояние;
регистрации сигнала как функции времени;
синхронной записи на одной ленте нескольких процессов.
Классификация датчиков (по принципу действия):
биоуправляемые:
генераторные (активные):
параметрические (пассивные):
Exactly 
Биоуправляемые датчики изменяют свои характеристики под влиянием медико-биологической информации, поступающей от объекта измерения. В свою очередь они делятся на активные и пассивные:
Активные датчики преобразуют измеряемый параметр в электрический сигнал под воздействием измеряемой величины, то есть сами вырабатывают электрические сигналы. К ним относятся пьезоэлектрические, индукционные датчики и пьезоэлементы. 1
Пассивные датчики под воздействием биомедицинского сигнала изменяют свои электрические параметры, например сопротивление, ёмкость или индуктивность. 1
энергетические.
Exactly 
Энергетические датчики в отличие от биоуправляемых активно воздействуют на органы и ткани организма. Они создают немодулированный энергетический поток со строго постоянными во времени характеристиками. Измеряемый параметр воздействует на характеристики данного потока и модулирует его пропорционально изменениям самого биомедицинского параметра. Энергетические датчики всегда нуждаются во внешнем источнике энергии для воздействия на биообъект. К ним относятся фотоэлектрические датчики, ультразвуковые датчики, датчики ангиографов и другие. 1
Классификация датчиков (от характера преобразуемой энергии):
механические,
акустические,
температурные,
оптические и др.
4. Типы биоуправляемых датчиков медико-биологической информации.
5. Устройство и принципы работы различных датчиков.
Определение
Генераторные датчики – это датчики, в которых под действием измеряемого неэлектрического сигнала вырабатывается (генерируется) электрический сигнал (ток или напряжение), т. е. генерируется ЭДС.
К генераторным датчикам относятся:
индукционные (в основе – явление электромагнитной индукции, используются для записи баллистокардиограммы, фонокардиограммы – ФКГ);
пьезоэлектрические (в основе – прямой пьезоэффект, используются для измерения переменных сил, давления, ускорения);
термоэлектрические (в основе – преобразование температуры в электрический сигнал).
Определение
Параметрические датчики – датчики, в которых под воздействием измеряемого неэлектрического сигнала изменяется какой–либо электрический параметр (сопротивление, электроемкость, индуктивность). Содержат внешний источник электрического тока.
К параметрическим датчикам относятся:
емкостные – под воздействием измеряемой величины изменяется емкость датчика.
индуктивные – под воздействием измеряемой величины изменяется индуктивность датчика.
резисторные (реостатный, потенциометрический, терморезисторы и т. д.) – под воздействием измеряемой величины изменяется сопротивление датчика.
Определение
Энергетические датчики – это датчики, в которых под воздействием измеряемой величины модулируется поток энергии (рис. 2.3).
Эти датчики создают в исследуемом органе световой, ультразвуковой и т.п. потоки. Для этого нужен дополнительный источник питания.
Например
В фотооксигемометре используется фотоэлектрический датчик, в котором поток световой энергии модулируется концентрацией кислорода в крови.
Важным требованием к энергетическим датчикам является постоянство потока энергии.
6. Характеристики датчиков: функция преобразования, чувствительность, динамический диапазон, погрешность преобразования, время реакции.
Характеристики датчиков:
1.Функция преобразования – статическая характеристика датчика. Это Y=f(X) – зависимость выходной (электрической) величины Y от входной (неэлектрической) величины Х. Датчики, имеющие линейную зависимость, не искажают информацию.
2.Чувствительность датчика показывает, насколько изменилась выходная
величина Y при изменении входной величины Х на единицу:
Единицы измерения различны: мВ/К, Ом/мм и т.п.
3.Динамический диапазон – определяет область изменений входных величин, которые преобразовываются датчиком без заметных искажений.
4.Время реакции – это минимальный промежуток времени, в течение которого выходная величина достигает уровня, обусловленного входным сигналом.
5.Погрешность преобразования одной величины в другую – это отклонение выходного сигнала от его номинального значения, определяемого по функции преобразования для данного значения входной величины.
5. Энергетические датчики в медицине с примерами диагностических приборов.
Энергетические датчики в медицине активно воздействуют на органы и ткани, создавая в исследуемом органе немодулированный энергетический поток со строго определёнными, постоянными во времени характеристиками. Измеряемый параметр воздействует на характеристики этого потока и модулирует его пропорционально изменениям самого параметра. 46
Примеры энергетических датчиков в медицинских диагностических приборах:
УЗИ-датчик. С его помощью исследуют отражение звуковых волн от исследуемого объекта. 1
Фотоэлектрические датчики. 48
Датчики ангиографов. 8
Один из примеров диагностического прибора с энергетическими датчиками — электросоматограф. С его помощью оценивают состояние организма в целом, а также выявляют нарушения в конкретных органах и системах. 2
7. Регистрирующие устройства, используемые в медицинской аппаратуре.
