Лек №3 МБФ. Лекция 3 Классификация медицинских приборов и методы лечения. Классификация датчиков и электродов Кафедра Информационнокоммуникационных технологий
 Скачать 1.9 Mb.
|
|
medkrmu.kz Лекция №3 Классификация медицинских приборов и методы лечения. Классификация датчиков и электродов Кафедра «Информационно-коммуникационных технологий» medkrmu.kz Медицинская биофизика Классификация медицинских приборов и методы лечения. Классификация датчиков и электродов План: Медицинская электроника Терапевтическая диатермия УВЧ-терапия Датчики и электроды При пропускании постоянного тока через живые клетки и ткани было установлено, что сила тока не остается постоянной, а сразу же после наложения потенциала начинает непрерывно падать и, наконец, устанавливается на уровне, который во много раз ниже, чем исходный. Это объясняется тем, что при прохождении постоянного тока через биологическую систему в ней возникает нарастающая до некоторого предела электродвижущая сила противоположного направления. С возникновением встречной э.д.с. связано видимое отклонение от закона Ома medkrmu.kz Наблюдаемое явление аналогично тому, что происходит в растворах электролитов. Для них характерно явление поляризации, т.е. образование при прохождении постоянного тока дополнительных зарядов за счет накопления ионов обратного знака. Изменение силы тока в биологических системах свидетельствует о том, что они также обладают способностью поляризовать ток. Наличие примесей в металлическом проводнике увеличивает его удельное сопротивление. Поскольку при нагревании вещества хаотическое движение его частиц становится интенсивнее, возрастает противодействие направленному движению носителей тока. В широком интервале температур приращение удельного сопротивления металла прямо пропорционально приращению температуры medkrmu.kz medkrmu.kz Медицинская электроника Электроника - учение об электрических явлениях, происходящих в проводниках и полупроводниках, о методах практического их применения. В медицинскую электронику входят разработка, производство и применение электронных приборов, аппаратов и систем. Классификация медицинской техники Изделия медицинской техники (медицинская техника) Медицинская аппаратура Медицинские инструменты Медицинское оборудование Медицинские системы Медицинские приборы Медицинские аппараты Медицинские комплексы Изделия медицинской техники •изделия, предназначенные для диагностики, лечения, профилактики организма человека и (или) обеспечения этих процессов Медицинская аппаратура (МПАСиК) •обеспечивает в той или иной степени самостоятельный, автоматизированный процесс взаимодействия с пациентом. Это наиболее сложная, интенсивно развивающаяся область медицинской техники. Большую часть медицинской аппаратуры составляют электромедицинские приборы и аппараты, представляющие собой электротехнические или электронные устройства, которые основаны на использовании электрической энергии. Имеется также аппаратура, использующая механическую энергию: •твердого тела (обычно ее называют просто механической) – аппараты для вытяжения костей, для механотерапии и др; •жидкости (гидравлическая) - водолечебные установки; •газа (газовая) – наркозные аппараты для ИВЛ и др. Медицинское оборудование •изделия медицинской техники, предназначенные для обеспечения необходимых условий для пациента и медицинского персонала при диагностических, лечебных и профилактических мероприятиях, а также при уходе за больными Медицинские инструменты •действуют на пациента в сочетании с рукой человека, являясь как бы ее продолжением Медицинские приборы •изделия медицинской техники, предназначенные для получения, накопления и (или) анализа информации о состоянии организма человека с диагностической или профилактической целью Медицинские аппараты •изделия медицинской техники, предназначенные для лечебного или профилактического воздействия на организм человека либо для замещения или коррекции функции органов и систем организма Медицинские комплексы •совокупность изделий медицинской техники, каждое из которых выполняет определенную частную функцию в системе сложного диагностического, лечебного или профилактического мероприятия Лапароскопический комплекс Медицинские системы •совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств, для получения медицинской измерительной информации, ее преобразования, обработки с целью представления потребителю в требуемом виде, либо автоматического осуществления контроля, диагностики, идентификации. Сбор и преобразование данных, измерение, контроль, анализ данных, принятие решения, вывод информации •Имеют вычислительное ядро •Многоядерные системы •Микрокомпьютерные системы Системы поддержки принятия решений Систе́ма подде́ржки приня́тия реше́ний (СППР) (англ. Decision Support System, DSS) — компьютерная автоматизированная система, целью которой является помощь людям, принимающим решение в сложных условиях для полного и объективного анализа предметной деятельности. СППР возникли в результате слияния управленческих информационных систем и систем управления базами данных. Для анализа и выработок предложений в СППР используются разные методы. Это могут быть: информационный поиск, интеллектуальный анализ данных, поиск знаний в базах данных, рассуждение на основе прецедентов, имитационное моделирование, эволюционные вычисления и генетические алгоритмы, нейронные сети, ситуационный анализ, когнитивное моделирование и др. Некоторые из этих методов были разработаны в рамках искусственного интеллекта. Если в основе работы СППР лежат методы искусственного интеллекта, то говорят об интеллектуальной СППР, или ИСППР. Близкие к СППР классы систем — это экспертные системы и автоматизированные системы управления. В процессе функционирования аппаратура оказывается определенным образом связанной с пациентом. При этом в системе аппаратура-пациент устанавливается движение энергии от аппаратуры к пациенту или наоборот. В зависимости от направления потока энергии всю электромедицинскую аппаратуру можно разделить на две части - аппаратуру воздействующую и аппаратуру воспринимающую. В то же время электромедицинская аппаратура по функциональному признаку, т.е. в зависимости от целей, для которых она используется, может быть разделена на терапевтическую и диагностическую. Изделия терапевтической аппаратуры принято называть аппаратами, изделия диагностической аппаратуры - приборами. Терапевтические аппараты воздействуют на пациента с целью вызвать желаемые изменения в его организме - перестройку патологического процесса в сторону нормализации. Хирургические аппараты, являющиеся частью терапевтических, предназначены для осуществления радикальных изменений в структуре органов и тканей. Таким образом, терапевтические и хирургические аппараты являются воздействующими. •Диагностические приборы предназначены для исследования характеристик живого организма с тем, чтобы установить возможные отклонения от нормы и вызвавшие их причины. Диагностические приборы могут быть как воздействующими (вернее воздействующее-воспринимающими), так и воспринимающими. Воздействующие диагностические приборы дают необходимую информацию по реакции пациента на определенное воздействие (например, диагностические электростимуляторы) либо по внесенному телом пациента возмущению в поток энергии (рентгеновское просвечивание, ультразвуковая эхография и т.п.). При диагностике воздействующими приборами стремятся, как правило, снизить до минимально возможного уровня энергию воздействия, чтобы исключить побочные вредные для организма эффекты. Предел такому снижению кладет чувствительность организма к воздействию либо чувствительность метода регистрации внесенных возмущений. Воспринимающие диагностические приборы дают информацию о различных процессах в организме –генерируемых тканями и органами биопотенциалах, звуковых тонах сердца, температуре тела и др. Воспринимающие диагностические приборы аналогично любым другим измерительным приборам должны оказывать минимальное влияние на исследуемый процесс и передавать информацию с наименьшими искажениями. Воздействующие терапевтические аппараты и диагностические приборы в зависимости от формы, в которой используется энергия, направленная на пациента, делятся на •воздействующие электрической энергией; •воздействующие механической энергией. По сложившейся терминологии многие диагностические воздействующие приборы принято называть аппаратами, например, рентгеновские, для электродиагностики и др.). Аппаратуру, использующую для воздействия механическую энергию, можно разделить по агрегатному состоянию рабочего тела, т.е. тела непосредственно соприкасающегося с пациентом. Рабочее тело может быть твердым, жидким и газообразным. Соответственно можно выделить электромедицинские механические, гидравлические и газовые аппараты и приборы. К первым относятся ультразвуковые терапевтические аппараты и диагностические приборы, аудиометры, вибромассажиные аппараты и др., ко вторым -аэрозольные аппараты с центробежными и ультразвуковыми распылителями, к третьим аппараты для искусственной вентиляции легких с электроприводом. Аппаратура, воздействующая электрической энергией соответственно используемой части спектра электромагнитных колебаний, включает в себя аппараты и приборы низко частотные, высокочастотные, светооптические, рентгеновские и радиологические. Классификация диагностических воспринимающих приборов основана на форме энергии, передаваемой от пациента к прибору. При диагностике может восприниматься электрическая, механическая, тепловая, химическая энергия. • Электрическая энергия воспринимается в виде биопотенциалов различных тканей и органов (сердца, мышц, мозга, желудка и др.). • Механическая энергия передается от организма к прибору в виде акустических тонов сердца (фонокардиография), незначительных движений всего тела в результате толчков крови в сердце и крупных сосудах (баллистокардиография), перемещений участков тела в результате сокращения желудка, матки (гистерография) и т.д. • • Тепловая энергия тела воспринимается при измерении температуры контактным (электрические термометры) или бесконтактным (термография) методом, использующим инфракрасное излучение тела. • Химическая энергия используется при измерении концентрации кислорода, водорода в крови с помощью контактных электродов. medkrmu.kz Медицинская электроника Наряду с регистрацей, передачей, обработкой и отображением информации, медицинская электротехника применяется для активного воздействия на организм человека (физиотерапия, электрохирургия и т.д.) https://youtu.be/dGdK_VbbvJw medkrmu.kz Дарсонвализация Первыми методами высокочастотной терапии, были дарсонвализация (предложена французским физиологом и врачом Дарсонвальем) и диатермия. При дарсонвализации, используется воздействие через кожу и доступные слизистые оболочки слабым высокочастотным разрядом, который образуется между поверхностью тела и специальным электродом в виде фигурного стеклянного баллона с разреженным воздухом. medkrmu.kz Терапевтическая диатермия (сквозное прогревание) Получение теплового эффекта в глубоко лежащих тканях, который достигается прохождением через ткани организма высокочастотного тока, в которых и выделяется джоулево тепло. medkrmu.kz Хирургическая диатермия Теплота, выделяющаяся при прохождении по тканям организма высокочастотного тока, применяется также для разрушения тканей, подлежащих удалению из организма. medkrmu.kz Хирургическая диатермия Относятся диатермокоагуляция, или свертывание (сваривание) тканей с помощью тепла, образующегося под точечным электродом. Электротомия, или рассечение тканей искрой при помощи электрода в форме лезвия. medkrmu.kz УВЧ-терапия (40-50 МГц) Соответствующая область тела помещается между двумя плоскими изолированными электродами , образующими конденсатор и подключенными к выводам терапевтического контура аппарата. При этом она подвергается действию высокочастотного электрического поля, образующегося между электродами. medkrmu.kz УВЧ-терапия Соотношение между количествами теплоты, выделяющимися в растворе электролита и в диэлектрике при действии высокочастотного электрического поля, зависит как от их природы, так и от частоты поля. В тканях-диэлектриках нагревание происходит более интенсивно, чем токопроводящих тканей. Этим, тепловой эффект при УВЧ-терапии отличается от индуктотермии. medkrmu.kz Датчики В медицинской электронике используются два вида устройства съема : Датчики и электроды Датчиком называют устройство, преобразующее измеряемую или контролируемую величину в сигнал, удобный для передачи и дальнейшего преобразования или регистрации. https://youtu.be/jP0vp1dY374 https://youtu.be/Sn40hmaDg0s medkrmu.kz Основные входные неэлектрические величины датчиков механические величины - линейное и угловое перемещение, скорость, ускорение, давление, частота колебаний; физические - температура, освещенность, влажность; химические - концентрация вещества, состав; физиологические — наполнение тканей кровью, объем дыхания, ударный объем крови. medkrmu.kz Основные виды датчиков В зависимости от характера преобразования входных сигналов, датчики медико-биологической информации разделяются на две группы — биоуправляемые и энергетические. Биоуправляемые датчики изменяют свои параметры непосредственно под влиянием медико-биологической информации и разделяются на активные (генераторные) и пассивные (параметрические). medkrmu.kz Основные виды датчиков Генераторные датчики это датчики, которые под воздействием измеряемого сигнала непосредственно генерируют напряжение или ток. а) пьезоэлектрические б) термоэлектрические в) индукционные с) фотоэлектрические Параметрические датчики это датчик, в которых под воздействием измеряемого сигнала изменяется какой-либо параметр. а) емкостные б) реостатные в) индуктивные medkrmu.kz Датчики характеризуются Датчики характеризуются функцией преобразования – функциональной зависимостью выходной величины у от входной х , которая описывается выражением или графиком ) (x f у medkrmu.kz Электроды Электроды – это проводники специальной формы соединящие биологического обьекта с измерительными приборами Электроды применяются в слеующих целях: 1. Диагностических 2. Лечебных medkrmu.kz Условия поставленные для электродов 1. Прорчность 2. Скорость (быстрота регитрации сигналов) 3. Не изменеие сигналов (форма, сопротивление и пр.) 4. Не раздрожимость биологических тканей medkrmu.kz Классификация электродов по применению facebook.com/medkrmu @medkrmu @medkrmu vk.com/medkrmu medkrmu.kz Электронная почта: СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! |