9

Лекция 8

Медицинская физика.

Медицинская электроника. Основные группы медицинских электронных приборов и аппаратов

Физика, как и любая другая наука, развивалась и развивается в связи с потребностями общества, ее прогресс стимулируется практическими задачами. В свою очередь, развитие физики спо­собствует решению практических, в том числе и технических, проблем. Так, например, в результате достижений в области ис­следований электромагнитных явлений получили бурное разви­тие соответствующие отрасли техники: электро- и радиотехника. Постепенно многие разделы радиотехники стали именовать ра­диоэлектроникой, или электроникой.

Термин «электроника» в значительной степени условный, ему трудно дать четкое определение. Правильнее всего, вероятно, под электроникой понимать область науки и техники, в которой рассматриваются работа и применение электровакуумных, ионных и полупроводниковых устройств (приборов).

Электронику в широком смысле слова (общую электронику) можно подразделить на группы либо по области применения, ли­бо по классу используемых устройств, либо по категории теорети­ческих вопросов. Так выделяют физическую электронику, имея в виду раздел физики, рассматривающий электропроводимость тел, контактные и термоэлектронные явления; под технической электроникой понимают те ее разделы, в которых описываются устройства приборов и аппаратов и схемы их включения; полу­проводниковой электроникой называют то, что относится к при­менению полупроводниковых приборов, и т. п.

Иногда всю электронику подразделяют на три крупные облас­ти: вакуумная электроника, которая охватывает вопросы созда­ния и применения электровакуумных приборов (электронные лампы, фотоэлектронные устройства, рентгеновские трубки)¹: твердотельная электроника, которая охватывает вопросы созда­ния и применения полупроводниковых приборов, в том числе и интегральных схем, квантовая электроника — специфический раздел электроники, имеющий отношение к лазерам и мазерам.

Все эти примеры, с одной стороны, дают представление о со­держании электроники, с другой стороны, лишний раз отмечают неопределенность ее границ.

Электроника — прикладная отрасль знаний. Одно из распрост­раненных применений электронных устройств связано с диагнос­тикой и лечением заболеваний. Разделы электроники, в которых рассматриваются особенности применения электронных систем для решения медико-биологических задач, а также устройство со­ответствующей аппаратуры, получили название медицинской электроники.

Медицинская электроника основывается на сведениях из фи­зики, математики, техники, медицины, биологии, физиологии и других наук, она включает в себя биологическую и физиологиче­скую электронику.

Применения электроники в медицине многообразны, ибо это постоянно расширяющаяся область. В настоящее время многие традиционно «неэлектрические» характеристики — температуру, смещение тела, биохимические показатели и др. — при измерени­ях преобразуют в электрический сигнал. Информацию, представ­ленную электрическим сигналом, удобно передавать на расстоя­ние и надежно регистрировать. Можно выделить следующие ос­новные группы электронных приборов и аппаратов, используемых для медико-биологических целей.

Устройства для получения (съема), передачи и регистра ни медико-биологической информации. Такая информация может быть не только о процессах, происходящих в организме (биологи­ческих тканях, органах, системах), но и о состоянии окружаю­щей среды (санитарно-гигиеническое назначение), о процессах, происходящих в протезах, и т. д. Сюда относится большая часть диагностической аппаратуры: баллистокардиографы, фонокардиографы, реографы и др.

Для подавляющего большинства этих приборов в радиотехническом отношении характерно наличие усилителей электрических сигналов.

К этой группе можно отнести и электромедицинскую аппара­туру для лабораторных исследований, например рН-метр.

Электронные устройства, обеспечивающие дозирующее воздей­ствие на организм различными физическими факторами (ультра­звук, электрический ток, электромагнитные поля и др.) с целью ле­чения: аппараты микроволновой терапии, аппараты для электрохи­рургии, кардиостимуляторы и др. С физической точки зрения эти устройства являются генераторами различных электрических сиг­налов.

Кибернетические электронные устройства: а) электронные вы­числительные машины для переработки, хранения и автоматиче­ского анализа медико-биологической информации; б) устройства для управления процессами жизнедеятельности и автоматического регулирования состоянием окружающей человека среды; в) элек­тронные модели биологических процессов и др.

Применение электронных медицинских приборов и аппаратов повышает эффективность диагностики и лечения и увеличивает производительность труда медицинского персонала.