4. Зміст теми (тези)

СТРУКТУРНА СХЕМА ДЛЯ ОТРИМАННЯ МБІ

Медико-біологічнге дослідження пов’язане з одержанням та реєстрацією відповідної інформації. Незважаючи на різновиди пристроїв та методів можна вказати їх загальні схеми та принципи дії.

Пристрій Вихідний

Х зйому: Підси- Пере- Прий- вимірювальний Y

електрод лювач датчик мач (реєструючий)

чи датчик пристрій

канал зв’язку

X – деякий параметр, що вимірюється;

Y – вихідна величина

ЕЛЕКТРОДИ, ТА ВИМОГИ ДО НИХ

Електроди – це провідники спеціальної форми, що з’єднують біологічну систему з вимірювальним ланцюгом. Електроди використовують також для фізіотерапії.

До них перед’являються вимоги: повинні швидко фіксуватись і зніматись; мати високу стабільність електричних параметрів; бути міцними; не створювати спотворень; бути біонейтральними.

Електродний метод одержання інформації:

R

_бп

R_вх

R до підсилювача

_бп – джерело біопотенціалів; r - внутрішний опір тканин; R – опір шкіри та електродів; R_вх – вхідний опір підсилювача.

За законом Ома для замкнутого кола маємо:

_бп = Ir + IR + IR_вх = IR_і + IR_вх (R_і = r + R)

Падіння напруги IR_вх можна назвати “корисним”, IR_і – “некорисним”

ДАТЧИКИ МБІ

Датчиком називають пристрій, що перетворює вхідну величину в сигнал, зручний для перетворення або реєстрації. Датчик, до якого безпосередньо підведено величину, що вимірюється називають первинним.

ГЕНЕРАТОРНІ ДАТЧИКИ

Генераторні датчики- це датчики, які під дією сигналу, що вимірюється, безпосередньо генерують напругу чи струм. Явища класифікуються за явищами, що лежать в їх основі:

1. п’єзоелектричні (п’єзоелектричний ефект);

2. термоелектричні (термоелектрика);

3. індукційні (магнітна індукція);

4. фотоелектричні (фотоефект).

ПАРАМЕТРИЧНІ ДАТЧИКИ

Параметричні датчики – це датчики, в яких під дією сигналу, що вимірюється, змінюється якийсь параметр. Де-які параметричні датчики:

1. ємносні, ємність;

2. реостатні, опір;

3. індуктивні, індукція.

ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДАТЧИКІВ

Функція перетворення – функціональна залежність вихідної величини y від вхідної x, яка описується аналітичним виразом y = f(x) або графіком.

Чутливість датчика показує, в якій мірі вихідна величина реагує на зміну вхідної:

z = y/x.

ПОХИБКИ ДАТЧИКІВ

При робті з датчиками потрібно враховувати можливі похибки. Їх причинами можуть бути:

1. температурна залежність функції перетворення;

2. гистерезіс;

3. залежність функції перетворення від часу;

4. дія датчика на біосистему;

5. інерційність датчика;

та ін.

ПЕРЕДАЧА СИГНАЛУ, РАДІОТЕЛЕМЕТРІЯ

Електроди чи датчики, підсилювач та реєструючий пристрій часто конструктивно виконані як один пристрій. Однак вимірювальна частина може знаходитись на відстані від біосистеми, такі вимірювання відносять до телеметрії. Якщо зв’язок між пристроєм зйому та реєструючим пристроєм виконується за допомогою радіосигналу, то такий варіант називають радіотелеметрією.

ЕНДОРАДІОЗОНД

Ендорадіозондом є мініатюрна капсула з радіопередатчиком, яку ковтає хворий. По зміненню частоти передатчика можна вимірювати тиск, ступінь кислотності та лужності, температуру та інші параметри.

Застосовують також багатоканальні пристрої, які дозволяють одержувати, передавати та реєструвати одночасно декілька параметрів.

ПРИСТРОЇ ВІДОБРАЖЕННЯ ТА РЕЄСТРАЦІЇ МБІ

Пристроєм відображення називають пристрої, які відображують інформацію на даний час, при появленні нової інформації попередня інформація зникає. Такими пристроями є наприклад стрілкові пристрої – амперметр, вольтметр, частотометр.

Значно більше застосування отримали пристрої реєстрації, які фіксують інформацію на якому-небудь носії. Це дозволяє зберігати та багаторазово використовувати , обробляти та аналізувати інформацію.

АНАЛОГОВІ, ДИСКРЕТНІ ТА КОМБІНОВАНІ ПРИСТРОЇ.

Пристрої підрозділяють на аналогові – безперервні, дискретні – що показують значення з певного набору та комбіновані, що мають можливості і тих і інших.

Найбільш розповсюджені з аналогових пристроїв – самопишущі пристрої чи самописці, найпростіший з яких – кімограф або електрокімограф. Самописці перетворюють електричний сигнал в механічне зміщення. Важлива характеристика – діапазон частот, які вони встигають реєструвати. Чим більший момент інерції механічної системи, тим гірша частотна характеристика.

СВІТЛОПРОМЕНЕВІ ОСЦИЛОГРАФИ

Основною частиною світлопроменевого осцилографа є шлейфовий гальванометр, який складається з сталого магніта, металічної петлі та дзеркальця. Промінь від освітлювача падає на фотографічний пристрій, що складається з рулона фотоплівки та лентопротяжного механізму.Рівномірне зміщення фотоплівки створює часову розгортку. Такий осцилограф дозволяє реєструвати процеси з частотою від 0 до 10 кГц. Головним недоліком є необхідність проявки фотоплівки.

СТРУКТУРНА СХЕМА ПРИСТРОЇВ, ЩО РЕЄСТРУЮТЬ БІОПОТЕНЦІАЛИ

Структурна схема медичних пристроїв, що реєструють біопотенціали є приватним випадком загальної схеми.

Електричний Електроди Підсилювач Реєструючий

с игнал пристрій

Так як сигнал досить повільно змінюється з часом, то в пристроях застосовують підсилювачі сталого струму.

Біопотенціали в кардіографії мають значення декількох мілівольт, в енцефалографії – декількох мікровольт, тому для їх реєстрації необхідне підсилення в декілька тисяч разів.

Для одночасного визначення кількох параметрів використовують багатоканаьлні пристрої, наприклад, 16-канальний енцефалограф.

Допоміжні пристрої, не зображені в структурній схемі: відмітчик часу, що визначає масштаб по вісі часу t, калібратор напруги, що визначає масштаб по вісі y.