medicinskaya_elektronika

39

Всветолучевых регистраторах на рамку наклеивают легкое зеркальце. На зеркальце посылается луч света. Отраженный луч вычерчивает на движущейся фотопленке или фотобумаге график изменения во времени регистрируемой величины. Этот вид регистраторов имеет наименьшую из аналоговых инерционность и используется для регистрации быстроменяющихся параметров.

Всамописцах рамка соединяется со специальным пером, которое вычерчивает на движущейся бумаге развернутую диаграмму контролируемой величины.

-в перьевых самописцах перо представляет стержень, заполненный чернилами (можно использовать стержень авторучки);

-в струйных самописцах перо не касается бумаги, чернила выбрасываются под давлением из специального отверстия.

-при тепловой и электрохимической регистрации пером служит заостренный металлический стержень. В этих видах записи используется специальное покрытие бумаги, которое разлагается и меняет цвет по следу, в тепловых в результате трения пера о бумагу, в электрохимических под действием напряжения, приложенного между пером и бумагой.

Вдискретных УОРМИ измеряемый параметр регистрируется в буквенном или цифровом виде не непрерывно, а через определенные промежутки времени.

Вцифропечатающих устройствах буквы или цифры отображаются на обычной бумаге. При последовательной печати печатание каждого знака требует одного механического перемещения литеры. При параллельной печати при однократном механическом перемещении может печататься слово, строка, абзац, лист, что значительно сокращает время печати.

Цифровые индикаторы отображают цифры, буквы, знаки на экра-

не.

-оптические регистраторы отображают информацию на обычном стекле путем просвечивания через трафарет (в современных приборах практически не используются);

-газоразрядные индикаторы основаны на принципе свечения разряженных газов вокруг проводника, на который подается достаточно высокое постоянное напряжение. Проводником является обычная проволока, изогнутая по форме буквы или цифры;

-наиболее часто в современных регистраторах используется люминесцентная индикация. Экран такого индикатора представляет совокупность кристалликов, которые меняют цвет или контрастность, если на них подается постоянное напряжение. Совокупность таких контрастных кристалликов и создает изображение буквы или цифры.

Вкомбинированных УОРМИ информация может отображаться как непрерывно, так и дискретно.

Электронно - лучевая трубка используется для отображения информации в электронных осцилографах и видеоприемниках. Принцип

40

действия их достаточно хорошо известен. Основным достоинством этих регистраторов является их малая инерционность, они способны регистрировать самые быстро меняющиеся процессы.

Принцип магнитной записи основан на том, что записывающая головка создает переменное магнитное поле пропорциональное величине регистрируемого сигнала. Магнитное поле соответственно меняет состояние магнитного порошка на магнитной ленте или диске. Магнитная запись это единственное УОРМИ, которое не требует преобразования регистрируемой информации для дальнейшей передачи и обработки информации на ЭВМ.

Системы дистанционной передачи медицинской информации (СДПМИ) и системы обработки медицинской информации (СОМИ), которые входят в классификацию диагностических электронных систем, описаны ниже в разделе III.

В заключение следует отметить, что в современных диагностических системах используются в комплексе все виды рассмотренных электронных устройств, начиная от УСМИ и кончая СОМИ. Примером может служить УЗИ, компьютерная томография, видеомониторинговые системы.

Лечебные электронные системы.

Одним из наиболее широко распространенных методов лечения и профилактики заболеваний являются методы высокочастотной терапии. Это воздействие на ткани и органы высокочастотных электромагнитных

магнитных колебаний. Изменение этих факторов в идеальном колебательном контуре происходит по гармоническому закону. Период колебаний в контуре определяется емкостью конденсатора и индуктивностью ка-

тушки по известной формуле Томсона T 2 LC .

В реальном колебательном контуре присутствует активное сопротивление, поэтому колебания в нем будут затухающими. Если периодически заряжать конденсатор контура, то после каждой зарядки в нем будет возникать залп высокочастотных затухающих колебаний. Воздействие на

41

ткани и органы человека затухающими колебаниями тока называется местной дарсонвализацией. Аппарат для воздействия носит название генератор Д”Арсонваля. Схема аппарата представлена на рис.1.3.11. Периодическая зарядка конденсатора контура с ударным возбуждением осуществляется с помощью генератора прямоугольных импульсов. Частота повторения прямоугольных импульсов 50 Гц. Частота высокочастотных колебаний тока в контуре 110 кГц. Во вторичной катушке наводится ЭДС индукции напряжением 20 - 30 кВ. Воздействие осуществляется стеклянным электродом, заполненым воздухом при давлении 0,1 - 0,5 мм. рт. ст. Второго электрода нет, однако цепь замкнута через воздушную среду, которую можно представить в виде конденсатора (пунктирные линии). Действующим фактором является высокочастотный разряд (ток), возникающий между электродом и поверхностью тела пациента. Интенсивность высокочастотного разряда меняется от “тихого”, вызывающего тонизирующее действие на нервные рецепторы кожи и слизистой, до слабого искрового, оказывающего уже раздражающее, а в отдельных случаях легкое прижигающее действие.

Для получения незатухающих колебаний необходимо периодически пополнять энергию контура от постороннего источника напряжения. Для этих целей используется генератор электрических колебаний, схема которого представлена на рис. 1.3.12.

Генератор состоит из:

1.Колебательного контура;

2.Триода с катушкой обратной связи;

3.Источника постоянного электрического напряжения.

При подключении источника питания конденсатор контура заряжается до определенного напряжения и в контуре возникает ток, изменяющийся по гармоническому закону. В первой четверти периода ток в контуре возрастет от 0 до Jmax. В этот период времени в катушке связи индуцируется ЭДС, приложенная “+” к сетке, лампа открыта, происходит пополнение энергии контура. Во второй четверти периода ток уменьшается от Jmax. до 0. В катушке связи возникает ЭДС, приложенная “-” к сетке, лампа закрыта. Далее процесс повторяется. Таким образом, за период лампа дважды бывает открыта, в это время и происходит пополнение энергии контура и в нем возникают незатухающие электромагнитные колебания. Лампа с катушкой обратной связи играет роль своеобразного ключа, только в определенные моменты, открывающего доступ энергии от источника питания к контуру, они играют роль механизма обратной связи. В генераторах, используемых в медицинских целях, к контуру генератора индуктивно подключается терапевтический контур. В нем возникают вынужденные колебания, частота которых определяется контуром автогенератора. Терапевтический контур и контур автогенератора настроены в резонанс. Описанный генератор используется в следующих методах высокочастотной терапии: диатермия, индуктотермия, УВЧ-терапия, микроволновая и ДВЦтерапия.

42

Диатермия - это метод воздействия на ткани организма высокочастотного электрического тока. Терапевтический контур для диатермии представ-

Lсв

43

ется). Этот эффект используется в методе хирургической диатермии. При “электрическом” разрезе одновременно происходит коагуляция кровеносных сосудов, поэтому метод хирургической диатермии называют диатермокоагуляция.

Воздействие на ткани организма переменным высокочастотным магнитным полем называется индуктотермией. Терапевтический контур для индуктотермии представлен на рис. 1.3.14. Катушка Lв в зависимости от области воздействия может иметь различную форму и размеры. Магнитное поле, создаваемое в этой катушке наводит в проводящих тканях организма высокочастотные замкнутые вихревые токи. Эти токи и вызывают эффект теплообразования. Количество выделенной теплоты определяется формулой

Q k 2B2

Этот метод лечения используется для воздействия на хорошо проводящие ткани (мышечная, нервная ткань, кровеносные сосуды). При индуктотермии используется частота 10 - 15 МГц.

При УВЧ - терапии происходит воздействие переменным высоко-

частотным электрическим полем, частотой 40 - 50 МГц. Терапевтический контур представлен на рис. 1.3.15. При воздействии такого поля в проводящих тканях усиливается колебательное движение ионов, в непроводящих - вращательное движение дипольных молекул, в результате чего выделяется теплота. Формулы теплообразования:

для проводящих тканей:

Q kE2 , Е - напряженность электрического поля, для диэлектрических тканей:

Q k 0 E2tg , 0 - диэлектрическая постоянная, - относительная

диэлектрическая проницаемость, - частота, - так называемый угол потерь, он определяет отставание по фазе вращения дипольных молекул от изменения электрического поля.

В микроволновой и ДЦВ-терапии используется открытый колебательный контур. В простейшем виде это обычный прямой проводник (антенна). Такой контур способен излучать направленный поток электромаг-

44

нитных волн (рис. 1.3.18). Используемая частота 460 МГц , 2375 МГц. Эффект воздействия тепловой. Способ воздействия безконтактный

В современной физиотерапии все большее значение приобретает

r1 r2

рис. 1.3.16

J

применение импульсных токов. Импульсы прямоугольной формы получают с помощью импульсных генераторов - мультивибраторов. Его схема дана на рис. 1.3.16. Он состоит из двух одинаковых триодов. За счет обратной связи анодов с сетками противоположных триодов, ток в этих триодах “мгновенно” увеличивается до Jmax, а затем также быстро уменьшается до 0. Импульсы прямоугольной формы возникают на обоих триодах, но они противофазны.

Основными характеристиками импульсных токов являются

(рис.1.3.17):

а. Амплиитуда тока - А, б. Период импульса - Т,

в. Длительность импульса - t,

г. Частота повторения импульсов - = 1/T,

д. Длительность паузы между импульсами - t0 ,

е. Скважность - это отношение периода импульса к его длительности

Tt ;

45

Для получения импульсов других форм используются дифференцирующие и интегрирующие цепочки (рис.1.3.19). Это последовательно соединенные конденсатор и активное сопротивление. Цепочки характеризуются постоянной = R C. Величина этой константы и определяет форму импульса.

Физиологический эффект воздействия импульсов тока состоит в том, что на каждый отдельный импульс ткань отвечает адекватным ответом (раздражением). Для каждой ткани в координатах амплитуда - длительность импульса определяют границу раздражения (рис. 1.3.20). Выше кривой существует адекватный ответ, ниже ткань не раздражается. С этой точки зрения существуют физиологические параметры раздражения: