Датчики параметров сердечно - сосуд. системы.

Для оценки деятельности сердечн-сосуд. сис. использ. такие хар-ки: частота сокращений серд. мышцы, давление, тоны, шумы сердца, импенданс тканей и др. Для регистрации частоты периодического пульса используются пьезоэлектрические преобразователи, использ. пьезо-эффект. Пьезоэффект состоит в возникновении эл. зарядов разных знаков на противопол. поверхностях некоторых кристал. тел при их механ. деформациях (растяжении, изгибе). Датчики, работающие на основе пьезоэл. эффекта→актив. биоуправляемые датчики. Для исследования токов и шумов сердца и записи фонокардиограмм→электродинамич. и пьезоэлектрич. микрофоны. Принцип работы: акустические колебания воздействуют на эластичную мембрану, кот. крепится к корпусу микрофона на жестком основании - цилиндре, крепятся витки провода катушки. Под действием звук. волны катушка движется в сильном магнит. поле, образованным кольцевым магнит. сердечником. В результ. такого движения в катушке индуцируется ЭДС звук. частоты. Для измерения абсолют. давления использ. емкостные и индуктивные датчики. Индуктив. датчик содержит: 1. Кольцо; 2. Внутри в эластичной основе расположена катушка индуктивности; 3.на одной поверхность кольца → отверстие, в кот. помещается сердечник.

63.Принцип работы мед. приборов, регистр. биопо-тенциалы. Биоэл. потенц.→существенные диагност. показатели многих заболеваний. Важно:1.правильно регистрировать потенциалы; 2.уметь извлекать мед. информ. Схема: эл. сигнал→электроды→усилитель →регистрир. устройст. В практике биопотенц. отводят поверхностными накожными электродами, запись осуществ. аналоговыми регистрир.устройствами. В приборах обычно используют усилители постоян. тока (т.к. биопотенц. медленно изменяются со временем). Биопотенц., применяемые в электрокардиографии, имеют величины ≈ нескольких милливольт, в электроэнцефалографии – микровольт, поэтому необходимо их усиление для регистрации. При снятии и регистрации биопотенц. используют и вспомогат. устройства (отметчики времени, которые определяют масштаб оси t). Если лентопротяжный механизм обеспеч. строгое постоянство скорости перемещения носителя, необходимости в отметчике времени нет.

64.Амплитудная хар-ка усилителя. Ампл-ые иска-жения и их предупреждение. Рассмотрим усиление гармон. сигнала. Для того чтобы форма сигнала при усилении не изменялась, коэф-ент усиления должен быть равным для разных напряжений в пределах изменения вход. сигнала. В этом случае U_{вых m} =(U _{вх m}), называемая амплитудной хар-кой усилителя, имеет линейный вид U _{вых m} = k U _{вх m.} На самом деле линейная зависимость выполн. в огранич. области изменения вход. Напряж., при выходе за ее пределы линейность наруш. (штрих. линия). Если вход.гармон. сигнал выйдет за пределы линейной части амплитуд. хар-ки, то выход. сигнал не будет гармон. (возникнут амплит. искажения).При нелинейной хар-ке выход. сигнал периодический, но не синусоидальный→ происходит искажение сигнала при усилении. Период. сигнал может быть представлен суммой гармоник. Чем больше гармоник, чем выше их амплитуда, тем силене линейные искажения.

57. Пъезоэффект (пэ) – явление, когда поляризация может возникнуть при отсутствии эл. поля при деформации. 2 типа: поперечный и продольный. Обусловлен деформацией кристалич. ячеек и сдвигом подрешеток относительно друг друга при мех. деформ. Поляризованность при небольших мех. деформ. пропорциональна их велич. К кристаллу К прилож. металлич. пластинки М, которые замкнуты через неоновую лампу Н. При ударе по кристаллу появляется напряжение на его гранях и на металлич. пластинах и неоновая лампа вспыхивает. Обратный ПЭ - явление, когда при наложении на кристаллы электрич. поля последние деформируются. ПЭ применяется,когда надо преобраз. механич. велич. в электрическую.Прямой ПЭ–в датчиках для регистр. пульса,в адаптерах, микрофонах. ПЭ возникает в костной ткани при наличии сдвиговой деформации.

58.Датчик – устройство, кот. преобраз. измеряемую или контролируемую величину в сигнал, удобный для передачи, дальнейш. преобразования или регистрации. Первичный датчик – к котор. подведена измерительная величина. 2 группы: генераторные и параметрические. Генераторные–генерируют напряж. или ток (типы: пъезоэлектрические, термоэлектрич., индукционные, фотоэлектрич.). Параметрические – изменяется сигнал (типы: емкостные, реостатные, индуктивные). Датчики характеризуются: функцией преобразования – функциональная зависимость выходной величины у от входной х, кот. описыв. аналитическим выражением у=f(х) или графиком. Чувствительность датчика – в какой мере выходная величина реагирует на изменение входной: z= y\х (Ом\мм или мВ\К). Временная хар-ка – физические процессы в датчиках не происходят мгновенно, это приводит к запаздыванию изменения входной велич. по сравнению с изменением выходной.

59. Измеряют температуру ядра или сердцевины тела и температуру поверхности кожи человека. Для измер. температуры человеч. тела - проволочные и полупроводниковые терморезисторы и термоэлементы. В основу работы проволочных и полупроводниковых резисторов положено их св-во изменять сопротивление при изменении температуры. Изменение температуры оценивается изменением ТКС. >0 - R возрастает и ТКС<0 – уменьшается - пассивные биоуправляемые датчики. В основу работы термоэлектрических датчиков положен принцип работы термогенератора. Хар-ки датчиков: а) линейность зависимости R от Т и Е; б) время р-ции;в) стабильность параметров.

60.Резистивный датчик частоты дыхания-из резиновой эластичной трубки, наполненной угольным порошком, в торцах трубки выставлены электроды. К концам трубки охват. опоясывающий грудную клетку ремень. При вдохе - растягивается, контакт между частичками угля ухудшается, сопротивление цепи меняется и ток изменяется, по изменению тока судят о частоте дыхания. В другом резистивном датчике использ. токопроводящая резина. Растяжение резины при вдохе приводит к ↑ сопротив., кот. преобраз-ся в импульсы тока. Пневматический датчик частоты дых. представляет гофрированную трубку из резины герметично закрытую с торцов. При растяжении объем трубки ↑ и давление воздуха внутри падает. Изменение давления внутри фиксирует датчик. Объем вдых. и выдых. воздуха позволяет определять турбинный датчик. Это полный цилиндр, изготовлен. из оргстекла с фланцами для крепления к дыхательной маске и к трубке подачи газовой смеси. Контроль эффективности дыхания осуществ. путем фотометрич. измерения процентного содерж. оксигемогл. в периферич артериальной крови. Метод измерения основан на отличии спектральных хар-тик поглощения света восстановительным гемоглобином - Нв и оксигемоглобином НвО₂.Для l=620-680нм коэф-ент поглощения для Нв в несколько раз выше чем НвО₂.

41. Электрический импульс(И) и импульсный ток

Электр. И - кратковременное из­менение электрич. напряжения или силы тока.Различают видео- и радиоимпульсы. Видео- — электр. И тока или напряжения,кот. имеют постоянную составляющую, от­личную от нуля, имеет одну полярность.По форме:а) прямоуг.;б) пилообразные и др.Радиоимпульсы-модулированные электромагнитные колебания. Характерные участки видеоимпульса: /—2 —фронт, 2—3 — вершина, 3—4 — срез, 4 — 5 — хвост. И на рис. схема­тичен. У него четко определены моменты начала t₁ перехода от фронта к вершине t₂ и конца импульса t₅.В реальном И эти времена размыты.Для уменьшения возможной погрешности условились выде­лять моменты времени, при кот. напряжение(или сила то­ка)имеет значения 0,1 U_m и 0,9 U_m, где U_m —амплитуда, т. е. наибольшее значение И. На рис.: т_ф — длительность фронта; т_ср - среза и т_и — импульса. Крутизнафронта: Повторяющиеся И - импульсным током. Он характеризуется периодом Т — средним временем между началами соседних импульсов и частотой f = 1/Т.Скважность следования импульсов:

Величина, обратная скважности, коэффициент заполнения: