Датчики медико-биологической информации — раздел Физика, Занятия по физике Датчики Медико-Биологической Информации Преобразуют Биофизиче…
Датчики медико-биологической информации преобразуют биофизические и биохимические величины в электрические сигналы, «переводят» информацию с «физиологического языка» организма на язык, понятный электронным устройствам.
Датчики медико-биологической информации подразделяются на две группы: биоуправляемые и энергетические.
Биоуправляемые датчики, Энергетические датчики
Медико-биологические датчики подразделяются на датчики температуры, датчики системы дыхания, датчики сердечно-сосудистой системы, датчики опорно-двигательной системы и т.д.
Датчики температуры, Датчики системы дыхания
Например, датчик контроля частоты дыхания представляет собой термистор, вмонтированный в специальную клипсу. Клипса прикрепляется на крыло носа и обдувается потоком воздуха. При этом сопротивление термистора изменяется с частотой дыхания вследствие изменения температуры вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. На выходе датчика снимается последовательность импульсов тока с частотой, соответствующей частоте дыхания.
Контроль эффективности дыхания можно осуществить путем фотометрического измерения процентного содержания гемоглобина в периферической артериальной крови. Содержание гемоглобина определяется оксигемометром — фотоэлектрическим датчиком, который в виде клипсы надевается на мочку уха. Чувствительным элементом такого датчика является фотосопротивление, располагаемое по одну сторону мочки и освещаемое лампочкой осветителя, находящегося по другую сторону мочки. Плотность светового потока,прходящего через мочку, зависит от количества гемоглобина в крови.
Датчики сердечно-сосудистой системы
сфигмограммой.
При исследовании тонов и шумов сердца, Для измерения артериального давления
Для измерения давления крови непосредственно внутри сосуда используются тензорезистивные датчики. Широкому применению тензорезисторов в медицине способствуют их очень малые размеры и масса, благодаря чему возможно создание миниатюрных датчиков, которые располагают на конце тонкого гибкого катетера; с его помощью датчики вводятся в сосуды, а по сосудам — в полости сердца.
Различают проволочные, фольговые и полупроводниковые тензорезисторы. Проволочный тензодатчик для измерения внутрисосудистого давления представляет собой тонкую кремнийорганическую диафрагму, закрепленную в металлическом кольце на конце катетера. На поверхности диафрагмы расположены тензосопротивления, соединенные по мостиковой схеме, подводящие провода которой проходят внутри катетера. В цепь датчика включен измерительный прибор, проградуированный в единицах давления, и источник постоянного тока. Кровь давит на диафрагму, деформирует тензорезисторы, что приводит к соответствующим изменениям сопротивления цепи и силы тока в ней.
Изучение кровотока осуществляется с помощью электромагнитных и ультразвуковых датчиков. Электромагнитные датчики измерения скорости кровотока основаны на эффекте Холла. Ультразвуковые датчики скорости кровотока работают на эффекте Доплера. Конструктивно такой датчик состоит из двух пьезоэлектрических пластинок. Одна из пластин служит приемником, а другая — источником ультразвуковой волны.
Ультразвуковая волна с частотой n 0 , испускаемая источником, отражается движущимся объектом (эритроцитом) в сторону приемника. Приемник воспринимает волну с частотой n. Расчеты показывают, что разность частот Dn=n-n0 , называемая доплеровским сдвигом частоты, определяется соотношением
где V — скорость движущегося объекта (скорость кровотока), U — скорость ультразвуковой волны. Так как скорость распространения ультразвука в крови значительно больше скорости движущегося объекта (U »V ), то последнюю формулу можно записать в виде откуда для скорости кровотока получаем выражение Доплеровские датчики используют также для определения скорости движения клапанов и стенок сердца (доплеровская эхокардиография).
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Все темы данного раздела:
Пусть проведено n измерений некоторой величины Х. В результате получен ряд значений этой величины: Наиболее вероятным
Пусть искомая величина Z является функцией двух переменных: X и Y, т.е Z=f(x, y).
Установлено, что абсолютная ошибка функции y=f(x) равна произв
Рис.3 Прибор для измерения линейных
Физический маятник (рис.2) состоит из металлического тела прямоугольной формы с вырезами. Осью вращения служит ребро приз
Методы определения механических свойств у биологических тканей аналогичны методам определения этих свойств у технических материалов. При экспериментальных исследованиях упругих свойств костной ткан
ТЕОРИЯ Линии и трубки тока. Уравнение неразрывности струи Гидродинамика – раздел гидроаэромеханики, в котором изучается движение несжимаем
Вязкость – одно из важнейших явлений, наблюдающихся при движении реальной жидкости. Всем реальным жидкостям (и газам) в той или иной степени присуща вязкость, или внутреннее трение.
Жидкость, протекающую по цилиндрической трубе радиуса R, можно представить разделенной на концентрические слои (рис.1
Приборы и принадлежности: стеклянный цилиндр с кольцевыми метками, исследуемая жидкость, дробинки, микрометр, секундомер, линейка, термометр. Английским физиком и математиком Стокс
Приборы и принадлежности: вискозиметр Гесса, эталонная жидкость – дистиллированная вода, исследуемая жидкость, вата, спирт. Вискозиметр Гесса позволяет измерить вели
Цель работы:изучить действие постоянного тока на ткани и органы, лечебные методики — гальванизация, лечебный электрофорез, устройство и принцип действия аппарата для галь
Цель работы:определить индуктивность катушки, емкость конденсатора; экспериментально проверить закон Ома для полной цепи переменного тока. Приборы и принадлежност
Активным ( омическим ) сопротивлением в цепях переменного тока называют сопротивление, в котором происходит необратимый процесс превращения электрической энергии в какой-либо иной вид, например, в
Рассмотрим цепь переменного тока, в которую включена катушка индуктивностью L ( Рис.3,а).
Пусть напряжение в цепи изменяется по закону u=Umsi
Рассмотрим цепь переменного тока, в которую включен конденсатор С( Рис.4,а).
и емкостным сопротивлениями Рассмотрим основные соотношения электрических величин в цепи переменного тока с индуктивностью, емкостью и активным сопротивлением, соедине
Ткани организма представляют собой по электрическим свойствам разнородную среду. Органические вещества ( белки, жиры, углеводы и др.), из которых состоят плотные части тканей, являются диэлектрикам
Электронно-лучевая трубка является главным рабочим элементом осциллографа. Она представ
Сила Кулона для отрицательных частиц направлена против вектора напряженности электрического поля, который касателен к силовой линии ! Возможность вылета электрона за пределы модулятора обусловли
Данная система состоит из двух пар взаимно перпендикулярных пластин: YY и XX. Электронный луч, двигаясь в электрическом поле пластин, отклоняется к пластине, потенциал которой положит
Принцип работы генератора пилообразного нап
Одним из основных параметров электронно-лучевых трубок является чувствительность. Чувствительность показывает, на сколько миллиметров перемещается
Включить прибор в сеть (220В), дать ему прогреться в течение 3 минут. 2. Выключить генератор развертки, поставив ручку «Диапазон частот» в положение «0». 3. Сфокусировать электрон
Цель работы:ознакомление с аппаратом низкочастотной терапии, изучение механизма действия его импульсных токов на ткани организма, определение периодов коле
1. Соберите рабочую блок-схему
Метод физиотерапии, в основе которого лежит воздействие переменным высокочастотным магнитным полем (n~107 Гц), Поле вызывает в тканях вихревые электрические токи, энергия
Метод физиотерапии, в основе которого лежит воздействие переменным электрическим полем ультравысокой частоты (n~107 Гц).
Основной эффект- нагревание поверхностных и глубоколежащ
Метод физиотерапии, в основе которого лежит воздействие на ткани организма электромагнитных волн частотой ~108 Гц (СМВ-сантиметровая терапия) и частотой ~109 Гц (ДМВ- дециметр
ПОЛЯ УВЧ НА ЭЛЕКТРОЛИТЫ Под действием электрического поля УВЧ ионы электролита совершают вынужденные колебания с частотой поля. При этом увеличивается ток проводимости, а энергия эл
Рассмотрим диэлектрик в переменном электрическом поле УВЧ. В реальном диэлектрике существует небольшой ток проводимости и ориентационная поляризация молекул. Это приводит к поглощению подводимой эн
Цель работы:1. Изучение тензорезистивного проволочного датчика и получение его характеристик. 2. Изучение датчика температуры — термопары.
В качестве генераторных датчиков рассмотрим термопару, пьезоэлектрический датчик и индукционный датчик. Термопара Термопары относятся к термоэлек
Примерами могут служить емкостные, индуктивные, резистивные датчики. Емкостной датчик В качестве примера может быть использован, например, плоский конденсатор. Емкость C
Проволочный тензорезистор (рис 5.) изготавливается из тонкой константановой пр
В данной работе в качестве датчика температуры используется термопара, изготов
объектива — несколько миллиметров, окуляра — несколько сантиметров. Схема оптической системы микроскопа и ход лучей в нем показаны на рис.1. Соотно
Технически возможно создать оптические микроскопы, объективы и окуляры которых дадут общее увеличение 1500-2000 и больше. Однако это нецелесообразно, так как возможность различить мелкие детали пре
Разрешающая способность глаза характеризуется наименьшим углом зрения, при котором человеческий глаз еще различает раздельно две точки предмета. Она лимитируется дифракцией на зрачке и расстоянием
1. Метод светлого поля в проходящем свете. Наиболее распространенный метод для исследования прозрачных окрашенных и неокрашенных объектов. Объект освещается снизу и выглядит цветным
1. Измерить микрометром толщину проволоки d пять раз. Данные занести в таблицу 1. 2. Вычислить среднее значение диаметра , з
Цель работы: изучить принцип работы электрокардиографа, записи электрокардиограммы и ее анализа. Приборы и принадлежности:электрокардиограф.
1. Заземлить прибор. 2. Установить все органы управления ( тумблеры, кнопки и пр.) в исходное положение. 3. Включить прибор в сеть. 4.
