Датчиктер мен электродтардың конструкциялары, олардың негізгі сипаттамалары. Орындаған: З. Бақыт Топ:023-1

Қолданылу түріне қарай медициналық құралдар мен аппараттар диагностикалық - терапевтік

Медициналық – биологиялық, есептерді шығарудың, сәйкес аспаптардың құрылудың, электр бөлімі медициналық электроника деп аталады. Медициналық электроника физика математика, биология, физиология т.б. ғылымдар мағлұматтардың негізінде құралады, ол биологиялық және физиологиялық электрониканы өзіне қосады.

Медицинада қолданылатын құралдар мен аппараттардың негізін медициналық электроника құрайды. Электроника - өткізгіштерде және жартылай өткізгіштерде өтетін электрлік құбылыстар туралы ілім. Медициналық электроникаға электрондық құралдарды аппараттарды және жүйелерді жасау және оларды медицинада қолдану мәселелері кіреді

Медициналық электрондық техника медико-биологиялық ақпаратты алуға, тіркеуге және таратуға қолдануымен қатар адам ағзасына әсер ету үшін де (физиотерапияда және электрохирургияда) кеңінен қолданылады.

Қолдану бағытына байланысты электрондық- медициналық аппараттарды шартты түрде мынандай 3 топқа бөлуге болады: функционалдык диагностика, емдеу мақсатында адам ағзасына әсер ету (физиотерпия және электрохирургия), электрондық-есептеуіш машиналар жүйесі. Қолдану бағытына байланысты электрондық- медициналық аппараттарды шартты түрде мынандай 3 топқа бөлуге болады: функционалдык диагностика, емдеу мақсатында адам ағзасына әсер ету (физиотерпия және электрохирургия), электрондық-есептеуіш машиналар жүйесі.

Медико-биологиялық ақпаратты алуға арналған қондырғыларға қойылатын басты талаптар: адам ағзасынан алынатын биопотенциалдардың және басқадай медико- биологиялық ақпараттардың пішінінде ақаудың мейлінше аз болуы; алынатын ақпаратты қоршаған ортаның зиянды әсерінен қорғау; ағзаға зиянсыз болуы; зарарсыздауға (стерильдеуге) қолайлы және бірнеше рет қолданатындай болуы керек. адам ағзасынан алынатын биопотенциалдардың және басқадай медико- биологиялық ақпараттардың пішінінде ақаудың мейлінше аз болуы; алынатын ақпаратты қоршаған ортаның зиянды әсерінен қорғау; ағзаға зиянсыз болуы; зарарсыздауға (стерильдеуге) қолайлы және бірнеше рет қолданатындай болуы керек.

Медициналық электроникада тіркеу құрылғысы Электродтар деп электр тізбегінің бір нүктесін сол тізбектің екінші нүктесімен қосуға арналған арнайы пішінді өткізгішті айтады. Датчиктер – өлщенетін шаманы тіркеуге және тасымалдауға ыңғайлы сигналға айналдыратын құрал Электродтар адам ағзасында пайда болған биопотенциалдарды алу үшін, ал датчиктер адам ағзасында өтетін электрлік сигналдарына түрлендіру үшін қолданылады.

ЭЛЕКТРОДТАР Электродтар медицинада мынадай 3 бағытта қолданылады: 1. Адам ағзасындағы биопотенциалдарды тіркеп оны диагностикада қолдану; 2. Адам ағзасына үздікті электр сигналдарымен әсер ету. Сол арқылы жүйенің функционалдық қабілетін арттыру (электростимуляция); 3. Адам ағзасына түрліше пішінді (үздікті) сигналдармен әсер етіп, олардың өзгерісін диагностикада қолдану (электродиагностика). ЭЛЕКТРОДТАР Электродтар медицинада мынадай 3 бағытта қолданылады: 1. Адам ағзасындағы биопотенциалдарды тіркеп оны диагностикада қолдану; 2. Адам ағзасына үздікті электр сигналдарымен әсер ету. Сол арқылы жүйенің функционалдық қабілетін арттыру (электростимуляция); 3. Адам ағзасына түрліше пішінді (үздікті) сигналдармен әсер етіп, олардың өзгерісін диагностикада қолдану (электродиагностика).

Электродтарға қойылатын талаптар: o Мықтылық (төзімділік - прочность) o Жылдамдық (тез арада алып тіркеу) o Сигналдың бұзылауы (формасын өзгертпеуі, кедергі жасамауы, яғни параметрлердің тұрақтылығын қамтамасыз ету - искажения) o Биологиялық ұлпаны тітіркендірмеуі o Кедергіні азайтудың 2 жолы: o Тер мен электрод арасына қойылған дәке (салфетка) физиологиялық ерітіндіге малынуы тиіс o Арнайы электр өткізгіш пастаны қолдану

Электрод 4 топқа бөлінеді: Уақытша қолданылады (УЗИ каб.) Ұзақ уақыт бойынша үздіксіз (кома, реанимация) Қозғалыс жағдайында (спорттық және космостық медицинада) Қауырт және жәрдем жағдайында (жүрек тоқтағанда)

ДАТЧИКТЕР Датчиктер сырткы әсердің салдарынан өздерінің электрлік параметрлерін (кедергісін, сыйымдылығын, индуктивтілігін) өзгертіп тізбектегі ток пен кернеудің шамасына әсер етеді. Сондықтан олар өлшенетін электрлік емес сигналдарды электрлік сигналға түрлендіреді. Пайда болған электрлік шамаларды күшейтуге, тіркеуге қолдануға болады. Сондықтан датчиктерді түрлендіргіштер деп те атайды.

Датчиктерге берілетін электрлік емес сигналдардың басты түрлері механикалық шамалар сызықтық және айнымалы қозғалыс, жылдамдық, үдеу, кысым, тербеліс жиілігі; физикалық шамалар - температура, жарыкталу, ылғалдылык; химиялық шамалар - заттың ерітіндідегі таралымы, құрамы; физиологиялық шамалар тіннін канмен камтамасыз етілуі, тыныс алу көлемі, канның пульстық көлемі және т.б.

Кіріс сигналдарын түрлендіру сипаттамасына қарай датчиктер биологиялық жүйелерде қолданылатын және энергетикалық болып екі топқа бөлінеді. МБ ақпарат әсерінен параметрлерін тікелей өзгертетін биологиялық жүйелерде қолданылатын датчиктер активті (генераторлық) және пассивті (параметрлік) болып бөлінеді.

Датчиктер биологиялық жүйелерде қолданылатын энергетикалық активті (генераторлық) пассивті (параметрлік)

Генераторлық датчиктер- кіретін шаманың әсерінен сигнал кернеуге немесе токқа айналады. Генераторлық датчиктерге жататын бірнеше типтер: Пьезоэлектрлі датчик (поляризация) Термоэлектрлі датчик (жылу) Индукциялық датчик (электромагниттік индукцияға (э.қ.к) негізделген) Фотоэлектрлік датчик (жарық әсері)

Пьезоэлектрлік датчик Пьезоэлектрлік датчиктің жұмыс істеу принципі кристалл диэлектриктерді деформациялау кезіндегі поляризация құбылысына негізделген. Осы датчиктердің кіріс шамасы- қысым, механикалық кернеу, ығысу болса шығыс шамасы -электрлік кернеу. Медицинада пьезодатчиктер кеңінен артериялық қысымды және артерия пульсін тіркеуге қолданылады.

Индукциялық датчик Индукциялық датчиктің жұмыс істеу принципі тұрақты магниттегі катушканың ЭҚК негізделген. Индукциялық датчиктің кіріс шамасы механикалық орын ауыстыру, сондықтан оларды (индукциялық датчиктерді) жылдамдық өлшейтін құралдарда пайдаланады. Мысалы, өкпенің вентиляциясын тіркеу аппаратында.

Параметрлік датчиктер - кіретін шаманың әсерінен параметрлері өзгереді (кедергі, электросыйымдылық, индуктивтік т.б.) Параметрлік датчиктерге: Реостаттық (омдық кедергіге негізделген) Сыйымдылық (сыйымдылыққа негізделген) Индуктивті (индуктивтілік немес өзара индуктивтілікке негізделген) Параметрлік датчиктер - кіретін шаманың әсерінен параметрлері өзгереді (кедергі, электросыйымдылық, индуктивтік т.б.) Параметрлік датчиктерге: Реостаттық (омдық кедергіге негізделген) Сыйымдылық (сыйымдылыққа негізделген) Индуктивті (индуктивтілік немес өзара индуктивтілікке негізделген)

Датчиктер У шығатын шаманың Х кіретін шамаға функциональды тәуелділік түрлендіру фунциясымен сипатталады.

Х У dУdУ dУdУ dX

Тензодатчик Тензодатчиктің жұмыс істеу принципі механикалық деформация нәтижесінде өткізгіштің активті кедергілерінің өзгеруі - тензоэффектіге негізделген. Медициналық техникада пневмограмманы тіркеуде, кеуде қуысының жасушаларының периметрлерінің, дем алу жиілігін анықтауда қолданылады.Тензодатчиктер жилет түрінде созылмалы болып келеді.

Термисторды градуирлеу және дененің температурасын анықтау Термометр құрылысында температураның өзгеруімен өзінің кедергілерін өзгертетін металдар мен жартылай өткізгіштердің қасиеті қолданылады. Металдарда температура жоғарылаған сайын кедергі көбейеді, ал жартылай өткізгіштерде азаяды. Медицинада термисторлар электротермометрлер ретінде қолданылады. Өзінің өте аз жылулық инерциясына байланысты олар өте аз уақыт мезетінде температураны өлшеуге мүмкіндік береді, термисторлар кішкене моншақ түрінде жасалып, автоқалам сияқты корпустың ұшына бекітіледі де сол арқылы Уитстон көпіріне қосылады. Термометр құрылысында температураның өзгеруімен өзінің кедергілерін өзгертетін металдар мен жартылай өткізгіштердің қасиеті қолданылады. Металдарда температура жоғарылаған сайын кедергі көбейеді, ал жартылай өткізгіштерде азаяды. Медицинада термисторлар электротермометрлер ретінде қолданылады. Өзінің өте аз жылулық инерциясына байланысты олар өте аз уақыт мезетінде температураны өлшеуге мүмкіндік береді, термисторлар кішкене моншақ түрінде жасалып, автоқалам сияқты корпустың ұшына бекітіледі де сол арқылы Уитстон көпіріне қосылады.