Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Медицинская электроника. Учебное пособие (практикум)
.pdf
Практическая работа 1
новом аппарате необходимо убедиться в наличии сертификата
по безопасности, безвредности прибора, наличии сертификата
соответствия программного продукта для компьютерного медицинского оборудования. Сертификаты должны быть выданы министерством здравоохранения РФ. В сложных случаях о соответствии сертификатов можно проконсультироваться в комиссии по
лицензированию медицинской деятельности.
Для подтверждения точности проводимых измерений медицинские приборы должны ежегодно проходить поверку. Врач-исследователь, средний медицинский персонал, работающий на
медицинском оборудовании, должен иметь допуск к работе с
электрооборудованием, который осуществляется в работающем
учреждении специальной комиссией после сдачи экзамена. Совместно с инженером по медицинскому оборудованию и инженером по технике безопасности необходимо убедиться в правильном сетевом подключении прибора и его заземлении.
Всю медицинскую аппаратуру необходимо подключать к сети
с помощью трехполюсной вилки европейского стандарта, так как,
кроме фазового и нейтрального провода, в ней имеется третий
заземляющий провод. При возникновении неисправности прибора – пробоя изоляции и появлении напряжения на корпусе аппарата – ток потечет по защитному заземляющему проводу. При
его отсутствии возможно прохождение тока через больного или
исследователя, что может вызвать серьезное поражение. Для
предупреждения поражения пациента током рекомендуется соблюдать следующие правила:
• не подключать прибор к розетке, предназначенной для
двухполюсной вилки,
• ежедневно проверять состояние вилки и розетки для подключения прибора,
• отключение прибора из розетки сети проводить по окончании рабочего дня,
• не передвигать прибор без его обесточивания,
• не включать и не выключать прибор из сети в период проведения исследования и наложенных на пациента электродов,
• не использовать удлинители сетевого провода для подключения к сети электрических медицинских приборов,
• не использовать двухполюсные адапторы (переходники),
- 21 -
Медицинская электроника
• не подключать в диагностическом кабинете бытовые электрические приборы (лампы, приемники, телевизоры и
др.), так как они не имеют заземляющего провода и в случае их неисправности могут оказаться под напряжением,
• размещать заземляющий электрод на теле больного
вблизи стимулирующего электрода.
Вопросы и задания
1. Дать определение медицинскому электронному прибору.
2. Описать области применения медицинских электронных
приборов.
3. Рассказать об основных этапах развития медицинских
электронных приборов.
4. Нарисовать и объяснить структурную схему медицинского
электронного прибора.
5. Назвать основные характеристики медицинского электронного прибора.
6. Привести примеры физиологических переменных.
7. Дать определение и привести примеры преобразователей медицинских электронных приборов.
8. Рассказать об основных принципах безопасности при работе с медицинскими электронными приборами.
Литература
1. Яковлев, В. М. Комплексное компьютерное электрокардиографиче-
ское исследование сердца в практике семейного врача / В. М. Яковлев, Г. Я. Хайт, С. В. Гусев. – Ставрополь, 2007.
2. Яковлев, В. М. Введение в клиническую физиологию / В. М. Яков-
лев, Г. Я. Хайт. – Ставрополь, 2007.
Интернет-ресурсы
3. http://www.rasfd.com. – Официальный сайт ассоциации функцио-
нальной диагностики.
- 22 -
Практическая работа 2
2. ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕМЕННЫХ
Цель – ознакомиться с понятием «физиологическая переменная», основными методами измерения физиологических переменных, а также с различными типами преобразователей первичных физических величин.
Знания и умения, приобретаемые в результате освоения
темы (семинара), формируемые компетенции или их части.
В процессе проведения семинарского занятия должно сформироваться понятие «физиологическая переменная», а также понятие о типах и принципах устройства преобразователей первичных физических величин.
Указанные знания будут способствовать формированию частей компетенций:
• ОК-1 – способность и готовность использовать на прак-
тике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах
профессиональной и социальной деятельности;
• ПК-5 – способность и готовность интерпретировать ре-
зультаты современных диагностических технологий, понимать стратегию нового поколения лечебных и диагностических препаратов, методов диагностики и лечения.
Актуальность темы. Измерение физиологических показателей
необходимо и при диагностике заболеваний и при наблюдении за
процессом лечения. В любом случае измеренные значения сравнивают с так называемыми нормальными, полученными при тех же
самых измерениях у большого числа здоровых людей. Чтобы физио
логический показатель имел ценность при диагностике конкретного
заболевания, необходимо иметь возможность легко его измерить, не
создавая пациенту значительных неудобств. Одни физиологические
показатели, такие как температура тела и пульс, удовлетворяют этим
требованиям, другие показатели труднее поддаются измерению и
для их изучения необходима сложная электронная аппаратура.
-
Теоретическая часть
Размеры анатомических структур обычно описываются в единицах длины, поверхности и объема. Изменение положений или
смещение описываются в единицах скорости или ускорения. Возрастание объема жидкости, проходящей через сечение сосуда с
различной скоростью, может быть описано в терминах изменения
скорости на данном отрезке сосуда. Смещение определенного
- 23 -
Медицинская электроника
количества крови за единицу времени может быть выражено как
скорость объемного кровотока. Так, например, количество крови, выбрасываемой в аорту левым желудочком в каждую минуту,
представляет собой объемную скорость кровотока и получило название «минутный объем сердца», или «сердечный выброс».
Изменение значения скорости или направления движения крови может быть вызвано действием таких сил, как, например, сила
тяжести или сила сокращающихся мышц. При многих различных
условиях противоположно действующие силы уравновешиваются
и не вызывают никакого движения (рис. 1). Подобно этому ведут
себя силы, которые мы обозначаем терминами «артериальное»
или «венозное давление». Пока давление в цилиндрическом канале остается постоянным, силы, действующие изнутри, уравновешиваются силами растяжения стенок, система остается неподвижной. Если давление колеблется, растяжение стенок меняется,
цилиндр растягивается или пульсирует при каждом повышении
давления. Сокращение левого желудочка создает силу, вызывающую быстрое повышение скорости кровотока в аорте. Величина
действующих сил в каждый момент представлена, как произведение массы выброшенной крови на ее ускорение (рис. 1).
Рис. 1. Физические свойства любой механической системы
определяются несколькими основными показателями, такими как
положение или размеры, время и сила. Взаимоотношения между этими
величинами выражается в терминах изменений смещения, скорости,
ускорения, течения, давления.
- 24 -
Практическая работа 2
Иногда важную информацию можно получить только при измерении физиологического показателя с использованием определенной стимуляции. Стимуляция предполагает создание определенных условий или использование специальной программы
упражнений, или применение некоторых медикаментов. Измерение физиологических показателей при стимуляции являются откликом на стимуляцию.
Рис. 2. Достижения электронной техники дают возможность
производить электрические измерения неэлектрических величин:
давлений, перемещений, размеров и т. д. Эти явления воспринимаются
датчиками, т. е. устройствами, в которых указанные воздействия
вызывают изменение емкости, индуктивности или электрического
сопротивления.
Явления электромагнитной индукции используются также в электромагнитных флоуметрах. Если сосуд с протекающей через него
кровью поместить в магнитное поле, то в токе крови как в движущемся проводнике второго рода возникает разность потенциалов,
пропорциональная скорости течения крови (см. также рис. 2Б).
Емкость конденсаторов, состоящих из двух плоских пластинок, повышается, если пластинки смещаются ближе друг к другу,
и это позволяет регистрировать колебания мембраны манометра,
- 25 -
Медицинская электроника
измеряющего давление (см. рис. 2В). Относительные движения
нагруженных пластинок, ориентированных параллельно друг
другу, вызывают изменения емкости, которые можно измерить
и использовать для определения величины смещений различных
структур.
Пьезоэлектрические кристаллы способствуют появлению
разности потенциалов, когда они смещаются под влиянием давления, что также может быть использовано в специальных типах
датчиков. Они применяются как чувствительные элементы для
измерения внешних сил, вызывающих смещения. Так, например,
очень малые кристаллы, связанные с мембраной, могут регистрировать колебания давления (см. рис. 2В). С другой стороны,
высокочастотная пульсация напряжения электрического тока,
пропущенного через противоположные стороны этого кристалла,
вызывает высокочастотные звуковые колебания (ультразвук), которые сегодня используют для зондирования сердечно-сосудистой системы и других внутренних органов.
В таблице кратко приведены основные методы преобразования первичных физических величин.
Таблица
Методы преобразования
некоторых первичных физических величин
Величина Физический эффект Примеры и разъяснения
Термоэлектрический Термопара
Термоемкостный Изменение емкости
Термосопротивление
Тепловое расширение
Температура
Радиация
Термохимический
Пироэлектрический
Термисторы, термометр, основан
ный на изменении сопротивления
платиновой проволочки
Стеклянный термометр, биметаллическая пластинка, кварцевый кристаллический пальцевой
термометр
Термистор, полупроводниковые
фотоэлементы и фотосопротивления
Жидкие кристаллы (химические
изменения, возникающие при
изменении температуры)
Проводники из цирконата-титоната (поляризация меняется тем
больше, чем выше температура)
- 26 -
-
Практическая работа 2
Величина Физический эффект Примеры и разъяснения
Смещение Резистивные
Емкостные Изменение емкости
Индуктивные Изменение индуктивности
Типы с низким
сопротивлением
Типы с высоким
сопротивлением
Скорость
Ускорение
Сила
Давление
(сила / единица
площади)
Кровоток
Электромагнитные
Оптические
Ультразвуковые Время прохождения пульсации
Пьезорезистивные Полупроводниковые тензометры
Механорезистивные
dx / dt
Магнитная индукция
Допплеровский
эффект
dv / dt
F = m · a
Эластическое сме
щение
Пьезосопротивление
Пьезоэлектрический
Равновесие Равновесие электромагнитных сил
Электрическое сме
щение
Разность давлений
Механический
Потенциометр вращения, или
линейное смещение
Движение катушки в магнитном
поле
Интерферометрия, изменение
отражения
Проволочные или ртутные рези
сторы, металлическая фольга
Дифференциация выброса при помощи преобразователя смещения
Движение катушки дает выброс
пропорционально скорости
Ультразвуковой или оптический
преобразователь частот
Дифференцирование выброса из
преобразователя скорости
Измерение сил, вызывающих движение определенной массы (так,
например, пьезоэлектрические,
магнитостриктивные, механорезистивные преобразователи)
-
Первичное смещение эластической камеры
Полупроводник (например, сили
кон)
Титанат бария (ферроэлектрическая керамика)
Смещение диафрагмы, трубка Бур
дона, преобразователи, определя-
ющие смещение
Дифференциальный манометр с
отверстием
Ротаметр, преобразователь с элек
тромагнитным генератором
-
-
-
-
- 27 -
Медицинская электроника
Величина Физический эффект Примеры и разъяснения
Перенос тепла от нагреваемого
элемента (например, самонагревающийся термистор)
Электромагнитный флоуметр, ге
нерирующий э.д.с. при протекании
жидкости в магнитном поле
Лазерный допплеровский флоуметр
Разведение красок, термодилюция, изменение электропроводности
Измерение скорости прохождения
маленьких пузырьков или других
маркируемых частиц, вводимых в
кровяное русло
Кровоток
Термический
Электромагнитный
Ультразвуковой Импульсный преобразователь
Оптический
Индикаторный
Время прохождения
Вопросы и задания
1. Нарисовать и объяснить структурную схему медицинского
электронного прибора.
2. Назвать основные характеристики медицинского электронного прибора.
3. Привести примеры физиологических переменных.
4. Дать определение и привести примеры преобразователей медицинских электронных приборов.
-
Литература
1. Соколова, А. А. Оценка точности воспроизведения кардиосигнала
в процессе синхронного накопления / А. А. Соколова, А. С. Красичков // Известия вузов России. Радиоэлектроника. – 2010. –
№ 3. – С. 48–53.
2. Соколова А. А. Алгоритм определения эпизодов желудочковой
экстрасистолии / А. А. Соколова, А. С. Красичков // Биомедицинская радиоэлектроника. – 2010. – № 11. – С. 21–26.
3. Волосатова, Т. М. Автоматизированная система анализа и интер-
претации электрокардиосигнала / Т. М. Волосатова, А. Ю. Спасёнов, А. О. Логунова // Радиостроение. – 2016. – № 1. – С. 1–18.
- 28 -
Практическая работа 3
3. НАРУШЕНИЯ СЕРДЕЧНОГО РИТМА.
МЕТОДЫ ИХ КОРРЕКЦИИ
Нарушения сердечного ритма. Методы регистрации. Дефибрилляторы.
Электрокардиостимуляторы. Другие медицинские генераторы импульсов.
Цель – ознакомиться с основными нарушениями сердечного
ритма и проводимости, методами их инструментальной коррекции.
Знания и умения, приобретаемые в результате освоения
темы (семинара), формируемые компетенции или их части.
В процессе проведения семинарского занятия должно сформироваться представление о механизмах возникновения нарушений сердечного ритма и проводимости и методах их коррекции;
механизме действия медицинских электронных приборов (дефибриллятора, кардиостимулятора), их применении в медицине.
Указанные знания будут способствовать формированию частей компетенций:
• ОК-1 – способность и готовность использовать на прак-
тике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах
профессиональной и социальной деятельности;
• ПК-5 – способность и готовность интерпретировать ре-
зультаты современных диагностических технологий, понимать стратегию нового поколения лечебных и диагностических препаратов, методов диагностики и лечения.
Актуальность темы. Понимание механизмов нарушений сердечного ритма и проводимости позволит решать вопрос о выборе
метода оказания неотложной помощи пациентам с нарушениями
сердечного ритма, а также освоить методику применения дефибриллятора.
Теоретическая часть
Под нарушением сердечного ритма понимают любой сердечный ритм, отличающийся от нормального частотой, регулярностью и источником возбуждения сердца, а также нарушением
связи или последовательности между активацией предсердий и
желудочков.
- 29 -
Медицинская электроника
КЛАССИФИКАЦИЯ НАРУШЕНИЙ СЕРДЕЧНОГО РИТМА
И ПРОВОДИМОСТИ
1. Нарушение образования импульса
1.1. Нарушение автоматизма синусового узла.
1.1.1. Синусовая тахикардия.
1.1.2. Синусовая брадикардия.
1.1.3. Синусовая аритмия.
1.1.4. Синдром слабости синусового узла
1.2. Эктопические комплексы или ритмы вследствие относительного или абсолютного преобладания автоматизма подчиненных центров
1.3. Эктопические ритмы, преимущественно не связанные с нарушением автоматизма.
1.3.1. Экстрасистолия.
1.3.1.1. Предсердная экстрасистолия.
1.3.1.2. Экстрасистолия из АВ-соединения.
1.3.1.3. Желудочковая экстрасистолия.
1.3.2. Пароксизмальные тахикардии.
1.3.2.1. Суправентрикулярная пароксизмальная
тахикардия.
1.3.2.2. Желудочковая пароксизмальная
тахикардия.
1.3.3. Фибрилляция и трепетание предсердий
2. Нарушения проводимости
2.1. Синоаурикулярная блокада
2.2. Межпредсердная блокада
2.3. Атриовентрикулярная блокада.
2.3.1. Атриовентрикулярная блокада I степени.
2.3.2. Атриовентрикулярная блокада II степени.
2.3.3. Атриовентрикулярная блокада III степени.
2.4. Блокада ножек пучка Гиса.
2.4.1. Блокада правой ножки пучка Гиса.
2.4.1.1. Неполная блокада правой ножки пучка Гиса.
2.4.1.2. Полная блокада правой ножки пучка Гиса.
2.4.2. Блокада левой ножки пучка Гиса.
2.4.2.1. Неполная блокада левой ножки пучка Гиса.
2.4.2.2. Полная блокада левой ножки пучка Гиса.
2.4.2.3. Блокада передне-верхнего разветвления
2.4.2.4. Блокада задне-нижнего разветвления
- 30 -
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]