8. Медицинская техника

8.1. Решение. Зависимость от времени интенсивности отказов – «лямбда характеристика». «Лямбда характеристика» в общем виде представляет собой зависимость вида:

На участке II λ практически не зависит от времени.

8.2. Решение. Среднее время безотказной работы t_mесть величина обратная интенсивности отказов λ, иначе: λ = 1/t_m . Учтём зависимость от времени интенсивности отказов – «лямбда характеристику». «Лямбда-характеристика» в общем виде представляет собою зависимость вида:

На участке II λ практически не зависит от времени.

В соответствии с определением классической вероятности, вероятность безотказной работы (P_t) есть отношение исправно работающих устройств в момент времени t (N_t) к числу устройств исправных в начале отсчёта времени (N₀).P_t = N_t/ N₀. Получим связь вероятности безотказной работы и интенсивности отказов. Предполагая, что убыль устройств (-dN) пропорциональна числу имеющихся в данный момент работоспособных устройств (N_t), промежутку времени наблюдения (dt) и, взяв за коэффициент пропорциональности интенсивность отказов (λ), получим:;;,

. В полученную расчётную формулу подставим числовые значения, получим окончательный ответ:

8.3. Решение. По определению интенсивность отказов:, где- число изделий, которые вышли из строя за время,- число изделий исправных в момент начала отсчёта времени.

.

8.4. Решение. По требованиям к электробезопасности, медицинская аппаратура делится на типы. По тому, каким образом достигается требуемая безопасность, аппаратура делится на классы. Второй класс (класс II) составляют устройства с двойной изоляцией. Имеется рабочая изоляция, и дополнительная изоляция рабочей части устройства.

Ответ. Аппарат для лечения диадинамическими токами 'ТОНУС' по обеспечению электробезопасности относится к классуII.

8.5. Решение. Рабочее заземление устройств II класса, к которому относится реоплетизмограф, ни как не обеспечивает электробезопасность пациента и врача. Цель рабочего заземления обеспечить экранировку электронной схемы устройства от внешних электрических полей.

8.6. Решение. Электрической эквивалентной схемой человека в данном случае будет активное сопротивление.

По этому сопротивлениюR проходит электрический ток проводимости, сила которого I,требуется найти напряжение U на этом сопротивлении.

Используя закон Ома для однородного участка электрической цепи, получим: .

.

Ответ. .

8.7. Решение. Изобразим эквивалентную электрическую схему, соответствующую условиям задачи.

Рассчитаем силу тока, проходящую по последовательно соединённым сопротивлениям R_ут и R_чел, воспользовавшись законом Ома: . Найдём напряжение, под которым окажется тело медработника:. Учтём, что в условии задачи напряжение в сети задано как эффективное напряжение. Вспомним связь между максимальным (амплитудным) и эффективным напряжениями:. Получим расчётную формулу для максимального значения напряжения. Подставим числовые данные и получим окончательный ответ:,

.

Ответ:.

8.8. Решение. Изобразим эквивалентную электрическую схему, соответствующую условиям задачи.

Рассчитаем силу тока, проходящую по последовательно соединённым сопротивлениям R_утиR_чел, воспользовавшись законом Ома: . Учтём, что в условии задачи напряжение в сети задано как эффективное напряжение. Вспомним связь между максимальным (амплитудным) и эффективным напряжениями:. Получим расчётную формулу для максимального значения силы тока.

Подставим числовые данные и получим окончательный ответ:

.

Ответ:.

8.9. Решение. Устройства съёма медико-биологической информации разделяются на: 1) электроды и на 2) датчики-преобразователи. Электроды используются в тех случаях, когда исходная, отводимая (снимаемая) с тела человека информация уже задана в виде сигналов электрической природы. Датчики-преобразователи используются в том случае, когда исходная информация задана в виде сигналов неэлектрической природы. Артериальное давление с физической точки зрения величина гидромеханическая, следовательно, устройства съёма в данном случае – датчики-преобразователи.

Ответ. Датчики-преобразователи.

8.10. Решение. Устройства съёма медико-биологической информации разделяются на: 1) электроды и на 2) датчики-преобразователи. Электроды используются в тех случаях, когда исходная, отводимая (снимаемая) с тела человека информация уже задана в виде сигналов электрической природы. Датчики-преобразователи используются в том случае, когда исходная информация задана в виде сигналов неэлектрической природы. При электрокардиографии чаще всего с поверхности тела снимаются электрические потенциалы, обусловленные биофизическими процессами в сердце. Электрические потенциалы снимаются (отводятся) от определённых точек тела. Разность потенциалов между данными точками тела называют потенциалами (регистрацией электрокардиограммы в некотором отведении). Электрокардиограмма является записанной зависимостью разности электрических потенциалов от времени. Следовательно, устройства съёма в данном случае – электроды.

Ответ. Электроды.

8.11. Решение. Ситуацию при усилении биопотенциалов можно представить, используя эквивалентную схему:

ЭДС () источника биопотенциалов, его внутреннее сопротивление () (куда включены сопротивления электродов, служащих для съёма потенциалов) и входное сопротивление усилителяобразуют электрическую цепь. В усилитель попадает падение напряжения на входном сопротивлении.Поскольку электрические токи явно квазистационарны, то для мгновенных значений электрических величин можно использовать закон Ома для полной цепи:. Напряжение на входе в усилитель. Из полученного выражения видно, что входное напряжение будет тем больше, чем больше будет входное сопротивление. Входное напряжение будет численно равно ЭДС только, если входное сопротивление окажется бесконечно большим. Т.о. даёт о себе знать проблема согласования сопротивлений при усилении биопотенциалов. Усиление биопотенциалов осуществляется многокаскадным усилением. Первый каскад усилителя служит для согласования сопротивлений, а его коэффициент усиления может оказаться мало отличающимся от единицы. Такие каскады (или усилители) называются поэтому - «повторители». Условие задачи следует понимать так, что входное сопротивление первого каскада усилителя биопотенциалов не должно быть меньше 0,92 от численного значения ЭДС.

, ,

, ,

Ответ..