1 вопрос: Особенности биологических систем как объектов исследований. Принципы формирования названий методов.

Особенности биологических систем как объектов исследования

1. Сложность структуры, множество подсистем с многообразными и подвижными связями, функциями.

2. Множество состояний системы при одинаковом функциональном уровне.

3. Качественная неоднородность биологической системы.

4. Множество факторов, активно воздействующих на организм (особенно психофизиологические факторы).

5. Разнообразие одновременно протекающих физиологических, физических и химических процессов.

6. Множество разнотипных медико-биологических показателей, одномоментно зафиксировать которые невозможно.

7. Неоднозначность реакции, ответа на воздействие.

8. Невозможность фиксирования мгновенного состояния и структуры организма.

9. Рефлекторное влияние одних систем организма на другие, из-за чего могут субъективные ощущения не соответствовать объективным данным.

10. Индивидуальный разброс, генетические факторы.

11. Необходимость учета возрастных групп.

Методы всегда выбираются из условия минимальных затрат и максимальной отдачи информации.

1 Метод: Пассивный метод исследования (МИ). Пассивность в медицинской практике понимают, как исследования или наблюдения за БО, без его предварительного или текущего помещения в полезные для исследователя условия, не всегда приятные для самого БО.

Данный метод предусматривает визуальный контроль исследователя (И) или субъективный анализ информации при диалоге с БО (если это человек). 2 Метод: Активный метод исследования. Под активными методами (или вообще термином “активность”) в медицинской практике понимают воздействие на БО или создание определенных условий, благоприятных для процесса исследования или даже необходимых для процесса исследования.

2.Обобщенная схема функциональной системы человека

x(t) – температура, давление, влажность;

y(t) – множество выходных функций (движение, какое-либо действие).

В схеме выделяют два контура управления:

1) внутренний (собственный) контур управления: ЦНС, ЭП, внутренняя среда, РП. Он характеризуется своей постоянной _з, своим коэффициентом передачи, своим коэффициентом обратной связи.

2) внешний – организуется за счет взаимодействия с внешней средой (теплообмен).

3. Обобщенная схема технических средств диагностики.

Человек достаточно сложный БО, и поэтому методов, средств и способов диагностики его состояния большое количество. Однако существующие методы диагностики по своей функциональной направленности не всегда являются универсальными. В этом случае к разработке соответствующих технических средств предъявляются определенные требования, которые инженеры выполняют посредством создания наиболее оптимальных диагностических устройств, основанных на универсальных структурах.

Методы всегда выбираются из условия минимальных затрат и максимальной отдачи информации. Минимальные затраты – в смысле воздействия на БО. Оптимальность состояния БО во время обследования связана с помещением его в такие условия, где не наблюдается его внутренний дискомфорт.

Рассмотрим обобщенную схему взаимодействия БО и внешней среды с возможностью контроля техническими средствами состояния БО в условиях изменения внешней среды.

Как и присутствие внешних условий, в которых находиться БО( Среда) в любой системе предполагается также визуальный контроль исследователя (И) или субъективный анализ информации при диалоге с БО (если это человек), т.е. всегда присутствуют взаимосвязи исследователя с БО для получения информации о состоянии БО или уровнях воздействия на него и его текущие реакции

Применение технических методов и средств диагностики (ТМиСД) диагностики дает объективную информацию о состоянии объекта (число, график, результат, который зависит только от качества исполнения данного технического устройства).Для создания благоприятных условий для процесса исследований не обойтись без воздействия на БО. Для этого существуют т.н. ТМиСВ-технические методы и средства воздействия. Но при наличии этих средств невольно возникает связь между средой и ТМиСВ, учет такой связи и коррекция условий среды привела к созданию

Технические средств задания условий среды (ТСУС), и соответствующей с помощью них управление средой

Биологический объект многофункционален и диагностические исследования направлены на выявление параметров функционирования определенных систем организма, которые выполняют свои специфичные функции.

Для получения объективной информации необходимо наличие специальных средств технической диагностики, которые бы регистрировали биоответы на воздействия, эти воздействия могут иметь различную природу и параметры, которые задаются в блоке ТСЗФ (технические средства задания функций.

Универсальная структура взаимодействия БО, внешней среды и исследователя, с набором технических средств, в процессе диагностики выглядит следующим образом:

Технические средства нормализации среды

д

4. Требования к измерительным преобразователям. Источник погрешностей измерительных преобразователей. Погрешность технических средств диагностики.

Требования к измерительным преобразователям:

1. Минимальное вмешательство в БО

2. Отсутствие травмирования и токсических реакций.

3. Повторяемость результатов и приемлемая точность преобразователя.

4. Экономичность.

5. Простота в обращении.

Источники погрешностей ип

1. Нелинейность характеристики преобразования.

2. Нестабильность коэффициента преобразования.

3. Неточность установки датчика.

4. Влияние tº, влажности и других внешних факторов.

Погрешности технических средств исследования

1. Инструментальные.

2. Методические.

Инструментальные зависят от технических средств диагностики (шумы прибора, изменение внутренних механических и электрических параметров в процессе эксплуатации).

Методические зависят от методики проведения эксперимента.

1. Погрешности взаимодействия.

   информ.

БО + возд. → Прибор

Прибор → БО

тип возд.

2. Внутренние шумы.

3. Индивидуальность.

4. Погрешность от процесса подготовки БО к исследованию.

5. Погрешность функциональной связи исследуемого параметра с проявлением, которое не регистрируется.

6. Психофизиологическая погрешность.

12. Механическая плетизмография.

_{Метод регистрации изменений объема органа или части тела, связанных с изменениями его кровенаполнения при помещении их в герметизированный рецептор и нагнетании в нем дополнительного давления до 20 мм рт. ст.}

_{Оценивается окклюзионная составляющая прироста объема, по которой определяют объемную скорость кровотока.}

Метод МПГ используется для функциональной диагностики, оценки тонуса сосудов.

H – изменение объема органа под действием кровенаполнения без внешнего давления.

h – величина, характеризующая изменение объема в период действия дополнительного давления.

Поликардиография (хронокардиография)

Метод синхронной регистрации процессов ЭКГ, ФКГ, СфГ и центрального пульса.

Расчет фазовой структуры сердечного цикла определяет 9 исходных показателей, по которым рассчитываются относительные межфазовые показатели

Исследование электрических проявлений жизнедеятельности

Эти исследования базируются на методах, основанных на исследовании электрических свойств биообъектов.

Различают две основные группы параметров.

1) Параметры, проявляющие пассивные электрические свойства: R, L, C, tgδ, ρ,…

L – индуктивность – свойство преобразовывать электрическую энергию в электромагнитную энергию.

C – емкость – свойство преобразовывать электрическую энергию в энергию электростатического поля.

tgδ – характеристика физических потерь.

2) Параметры, проявляющие активные свойства.

Это электрические сигналы в виде потенциала, тока, электростатических и электродинамических полей.

Активные электрические свойства проявляются в генерировании биообъектом электрических сигналов. Роль средств регистрации биоэлектросигнала выполняют электроды, которые непосредственно контактируют с биологическим объектом.

В качестве материалов для изготовления электродов используются: черное серебро, платина, золото.

Основные виды электродов:

Куполообразный электрод позволяет производить регистрацию при различном внутреннем давлении внутри купола.

Для внутриполостных исследований используют катетеры

Для улучшения контакта между электродом и биологическим органом используют высокопроводящие пасты (изотонический раствор NaCl).

Идеальные условия: Rk = 0.

Реальные условия: Rk = 0 Rk = f(R)

Процессы, возникающие в системе электрод – БО, основаны на явлении поляризации. В связи с этим исследуют активную и реактивную составляющие сопротивления.

Эквивалентная схема рис. 1.

ЭДС

Ut

t

U = IR

Удельная ёмкость поляризации

0,1 – 10 мкФ/см2