Общая схема съема, обработки, передачи и регистрации медико-биологической информации

Первичный элемент этой совокупности - чувствительный элемент средства измерений, называемый устройством съема, - непременно контактирует или взаимодействует с самой системой, остальные элементы находятся обычно обособленно от медико-биологической системы, в некоторых случаях части измерительной системы могут быть даже отнесены на значительные расстояния от объекта измерений.

Структурная схема измерительной цепи изображена на рис. 21.1. Эта схема является общей и отражает всевозможные реальные системы, применяемые в медицине для диагностики и исследования. В устройствах медицинской электроники чувствительный элемент либо прямо выдает электрический сигнал, либо изменяет таковой сигнал под воздействием биологической системы. Таким образом, устройство съема преобразует информацию медико-биологического и физиологического содержания в сигнал электронного устройства. В медицинской электронике используются два вида устройств съема: электроды и датчики.

Завершающим элементом измерительной цепи является средство измерений, которое отображает или регистрирует информацию о биологической системе в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Во многих случаях между устройством съема и средством измерений имеются элементы, усиливающие начальный сигнал и передающие его на расстояние.

В структурной схеме X означает некоторый измеряемый параметр биологической системы, например, давление крови. Буквой У обозначена выходная величина, например сила тока (мА) на измерительном приборе или смещение самописчика (мм) на бумаге регистрирующего прибора. Для вычисления должна быть известна зависимость Υ = f(X).

Электроды.

Электроды - это проводники специальной формы, соединяющие измерительную цепь с биологической системой.

В зависимости от назначения, электроды изготавливают из нержавеющей стали, свинца, золота, платины, серебра, палладия и т.д.

Электроды используются для съёма электрической информации и для подведения внешнего электромагнитного воздействия на организм при диагностике, терапии или хирургии (реография, хирургическая диатермия, электростимуляция и т.д.)

Виды электродов для съема биопотенциалов.

Рассмотрим следующие виды электродов.

Электроды для многократного кратковременного использования, например, в виде металлической пластинки, Эти электроды используются в кабинетах функциональной диагностики для съема ЭКГ. После процедур они должны обезжириваться и использоваться снова. В электрокардиографии применяются также электроды-присоски, снабженные резиновым баллончиком для создания небольшого разрежения между телом и электродом. Они позволяют быстро установить электрод в нужной точке тела человека. Электроды многократного использования могут накладываться на тело как непосредственно, так и через марлевые прокладки, смоченные физраствором. Используются также различные проводящие пасты для снижения сопротивления электрод-кожа. Высокое сопротивление электрод - кожа приводит к тому, что большая часть исследуемого потенциала падает на этом сопротивлении, а не подается на устройство регистрации или отображения информации. Это уменьшает регистрируемую величину биопотенциалов.

Для быстрой установки на пациента применяются так же электроды – зажимы.

Электроды для длительного непрерывного наблюдения или регистрации биопотенциалов. Иногда их называют монитродами. Используются в палатах реанимации. Мониторингом или мониторированием называется длительное непрерывное или периодическое наблюдение какого-либо параметра (электрокардиограммы, мониторирование артериального давления, температуры и т.д.).

Электроды для динамического наблюдения в условиях физических нагрузок (например, в спортивной медицине). Применяются игольчатые инъецируемые электроды. 4. Электроды для экстренного применения, рис.3.7, например, в условиях скорой помощи. Это могут быть плоские или овальные электроды, снабженные короткими иглами, высота которых равна высоте эпителия кожи (7-2 мм).

Используются одно- и многоточечные электроды. При прижатии такого электрода к телу происходит прокалывание эпителия, что снижает сопротивление электрод - кожа и повышает качество регистрации сигнала. Немалое значение имеет и быстрота наложения электрода.

Существуют и другие виды электродов, например, электроды дефибрилляторов, реографов, электроретинографов и т.д.

При пользовании электродами возможны поляризационные эффекты: возникновение ЭДС поляризации, выделение под электродами газообразных продуктов реакций, накопление под электродами прижигающих кожу веществ - кислот, щелочей. Но существуют и специальные

неполяризующиеся электроды.

Датчики

Датчик-это устройство, преобразующее измеряемую величину в электрический сигнал, удобный для передачи, преобразования и регистрации.

Метрологические параметры датчиков:

1) Чувствительность - это изменение выходной величины датчика ∆ у при изменении входной ∆ х на единицу.

Чувствительность Z датчика измеряется, например, в микроамперах на нанометр мкА/нм, в милливольтах на Кельвин

мВ/К, в миллиамперах на грамм

мА/г и т.д.

2) Время реакции (инерционность) - минимальный промежуток времени, в течение которого выходная величина принимает значение, соответствующее входной. Дело в том, что процессы в датчиках происходят не мгновенно и это приводит к запаздыванию изменения выходной величины по сравнению с входной. Поэтому регистрация результатов измерений с помощью датчика должна производиться с учетом промежутка времени, соответствующего времени реакции прибора.

3) Точность - основная характеристика любого датчика, определяющая

Погрешность его измерений.

Погрешность измерений - величина максимального расхождения между показаниями реального и идеального датчиков.

⇐ Предыдущая12345678

Поделиться: