Вопрос 80. Классификация медицинских параметров.

Интенсивные параметры непосредственно воспринимаются от организма, например, скорость, ускорение, температура, давление и т.д.

Экстенсивные параметры являются функцией изменения, какого-то параметра живого организма, например, при реографии измеря­ется импеданс некоторого участка организма, который определяется кровенаполнением данного органа или ткани. В данном случае крове­наполнение является экстенсивным параметром.

К механическим параметрам можно отнести: скорость, ускорение, давление, частоту и т.д.

К химическим параметрам относятся: химический состав вещест­ва, концентрация и т.д.

К физическим параметрам относятся: температура, влажность и т.д.

К физиологическим параметрам относятся: МОД - минутный объ­ём дыхания, МОК - минутный объем крови. Таким образом, устройства съёма медицинской информации яв­ляются своего рода переводчиками информации с «физиологического языка» на язык электронных устройств. Без этого невозможны все по­следующие этапы преобразования исходной информации.

Литература: лекции.

Вопрос 81. Электроды. Основные требования к электродам. Классификация.

Электроды - это средства съема электрической информации. Рассмотрим основные требования, предъявляемые к электродам:

1. Низкое переходное сопротивление «электрод-кожа». Для сухой кожи это сопротивление составляет порядка 100 КОм. Покажем, что при уменьшении данного сопротивления увеличивается сигнал, кото­рый подается на усилитель биопотенциалов. С этой целью рассмот­рим эквивалентную схему входной цепи диагностического прибора:

Е - ЭДС источника биопотенциалов;

R_э-к - переходное сопротивление электрод-кожа;

R_вх - входное сопротивление усилителя биопотенциалов;

I_вх - величина входного тока, обусловленного напряжением входного сигнала Е;

U_вх - величина входного напряжения УБП.

По закону Ома: I_вх =E / (R_э-к + R_вх). Тогда: U_вх = I_вх  R_вх = E R_вх / (R_э-к + R_вх).

Значит, если уменьшается R_э-к , то U_вх растет до E. Для сухой кожи человека R_э-к =100 КОм.

Существует несколько способов уменьшения сопротивления элек­трод-кожа:

• Подбор материала электрода. При этом используют благо­родные металлы: золото, платину, серебро и т.д., которые плохо окисляются. Окислы металлов являются диэлектрика­ми. Поэтому электроды из хорошо окисляющихся металлов стараются не использовать.

• Использование специальных прокладок между электродами и кожей, смоченных токопроводящими пастами или шампу­нями.

• Увеличение поверхности электродов, так как R =  l / S, где  - удельное сопротивление, 1 - длина электрода, S - площадь соприкосновения с кожей, и при увеличении площади соприкосновения R будет уменьшаться.

Однако следует отметить, что увеличение площади электродов ведет к ухудшению помехозащищенности электродов и к снижению их ин­формативности, так как увеличивается площадь, с которой снимается электрический сигнал.

2. Электроды должны иметь минимальные размеры, так как в противном случае они будут ухудшать информативность сигна­ла и его помехозащищенность.

3. Отсутствие поляризации электродов. Поляризация в этом слу­чае - возникновение разности потенциалов между электродом и электролитом. Лучшими в этом случае являются неполяризующиеся (Аg+АgСl) электроды.

4. Низкая стоимость электродов.

5. Возможность быстрой фиксации и съема.

Классификация электродов

1. Электроды, для кратковременного применения. Эти электро­ды используются в кабинетах функциональной диагностики:

а) плоский электрод: эти электроды предназначены для от­ведения биоэлектрических сигналов с поверхности кожи и требуют ее предварительной обработки физиологическим раствором или токопроводящим шампунем. Конструктивно такие электроды выполняют­ся в виде металлических пластин, поверхность которых покрыта тон­ким слоем золота или хлористого серебра.

б) электрод-присоска: конструктивно этот электрод снабжен резиновым баллончиком, который дает возможность просто и доста­точно надежно крепить собственно электрод в нужном месте грудной клетки. Однако такой электрод нельзя использовать для длительной регистрации из-за недостаточной герметичности, потери присасы­вающей силы резинового баллончика и возможных кровоизлияний в кожу и подкожную клетчатку.

в) пищеводный электрод: конструктивно данный электрод выполняется в виде оливы на конце резинового или пластмассового катетера. Такие электроды могут иметь различный диаметр.

г) инъекционный (коаксиальный) электрод: конструктив­но такие электроды выполняются из тонкой платиновой проволочки, внедренной в инъекционную иглу. Они просты в применении и не раздражают кожу. Однако их использование связано с нарушением кожного покрова и возможностью проникновения инфекции в канал электрода, хотя практически инфицирование происходит крайне ред­ко.

2. Электроды для длительного применения (монитроды). Эти электроды применяются в специализированных отделениях: палатах реанимации, палатах реабилитации и т.д.:

а) чашеобразный электрод:

1 - корпус; 2 - сетка, из хлористого серебра; 3 - пленка на клеевой основе; 4 - электродная песта.

б) игольчатый электрод: конструктивно данный электрод выполнен в виде иглы из платины длиной порядка 10 мм, которая вводится под кожу пациента. Хороший электрический контакт дости­гается за счет того, что лимфа и кровь являются хорошими провод­никами электрического тока.

1- электрод; 2 - кожа.

в) винтовой электрод: конструктивно такой электрод изго­тавливается из стали высоких сортов, и располагается в инъекцион­ной игле. После прокола игла вынимается, оставляя электрод под кожей.

1 - инъекционная игла; 2 - электрод из нержавеющей стали.

г) электрод из стеклообразного углерода: конструктивно электрод выполнен в виде катушки высотой 5 мм с диаметром щечек 4 мм и диаметром осевого цилиндра 2,5 мм. Материал имеет высокую электропроводность и химически более инертен, чем другие извест­ные формы углерода.

1 – электрод, 2 – кожа.

д) электрод из токопроводящей эмульсии: конструктивно та­кой электрод получаю следующим образом - при помощи инъекцион­ной иглы под кожу вводится токопроводящая эмульсия, где она за­стывает. Для получения электрического контакта на поверхность ко­жи накладывают серебряную пластинку.

1 – кожа, 2 - серебряная пластина, 3 – токопроводящая паста.

3. Электроды для экстренного применения. Эти электроды применяются в условиях неотложной тера­пии, скорой помощи:

а) многоточечный электрод: конструктивно такой электрод является модификацией плоского овального электрода, к нижней по­верхности которого прикрепляются несколько небольших игл. Высота игл примерно равна толщине верхних слоев эпителия. Электроды та­кого типа имеют небольшое переходное сопротивление. Наложение такого электрода сопровождается раздражением кожи, что ведет к значительному увеличению кровотока в коже, что в свою очередь способствует еще большему снижению переходного сопротивления.

1 - кожа, 2 -электрод.

б) электрод-присоска: это тот же электрод, который исполь­зуется и для кратковременного применения.

4.Электроды для динамического наблюдения. Эти электроды используются в условиях физических нагру­зок в палатах реабилитации, в спортивной медицине. Данные элек­троды представляют собой те же самые монитроды, которые крепятся в тех местах организма человека, где отсутствуют мышцы.

Литература: Ремизов А.Н., Медбиофизика,-1987, с.368-370; лек­ции.