Медико-биологиялық ақпаратты алу, тіркеу және жеткізудің құрылымдық сызба кестесі

Сыйымдылық электроды  дегеніміз диэлектриктің жұқа қабаты себілген металлдан тұратын пластина. Бірінші электродтар анодтырылған аллюминийден жасалған. Бұл типті  электродтардың ең жақсысы анодтылған танталдан жасалады.

Резистивті-сыйымдылық электродтардың  сыйымдылық электродтарынан айырмашылығы – сыйымдылықты құрастыратын диэлектригінің өткізгіштігі төмен. Оның эквивалентті электір схемасы келесі суретте келтірілген:

Диэлектриктің өткізгіштігі өте төмен болғандықтан ондай  электродтар интактты және полярлық потенциалдарды азайтады және потенциалдардың  бүкіл инфратөменжиілік спектрін тіркейді.

 

Медико-биологиялық  ақпараттардың датчиктері.

Көптеген медико-биологиялық  ақпараттар электрлік емес болып  табылады,яғни қанның қысымы,температура,пульс.Осы  электрлік емес сигналдарды электрлік  сигналдарға айналдыру үшін арнайы датчиктер қолданылады.

Датчиктер сыртқы әсерлерден өздерінің электрлік параметрлерін  яғни кедергілерін сыйымдылығын индуктивтілігін  өзгертеді де тізбектегі ток пен  кернеудің шамасына да әсер етеді. Сол  себепті датчиктер электрлік  емес сигналдарды электрлік 

 

сигналдарға түрлендіреді. Осыдан пайда болған электрлік шамаларды күшейтуге тіркеуге қолдануға болады. Сондықтан датчиктерді кей кездері түрлендіргіштер деп те атайды.

Датчик типтері, конструкциялық ерекшеліктері сол датчик арқылы түрленетін сигнал түріне, кірістегі  электрлік емес сигналдардың физикалық  параметрлерін және шығыстағы электрлік  сигналдардың пішіндері мен амплитудаларына  тәуелді болады.

Датчиктерге берілетін электрлік  емес сигналдар:

• механикалық шамалар-сызықтық және айнымалы қозғалыс, жылдамдық, үдеу, қысым, тербеліс жиілігі;
• физикалық шамалар-температура, жарықталу, ылғалдылық;
• химиялық шамалар-заттың ерітіндідегі таралымы, құрамы;
• физиологиялық шамалар-тіннің қанмен қамтамасыз етілуі, тыныс алу көлемі, қанның пульстық көлемі және т.б.

Датчиктер өзі 2–ге бөлінеді:

1. Активті (генераторлық)
2. Пассивті (параметрлік)

Активті датчиктерде кірістегі  электрлік емес сигналдардың әсерінен шығыста электрлік сигналдар  пайда болады. Сыртқы әсердің салдарынан активті датчиктер өздері электрлік  сигналдардын қорытып шығарады. Сол  себептен оларды генераторлық деп те атайды. Ол сигналдардың жиілігі мен  амплитудасы кірістегі электрлік  емес сигналдардың жиілігі мен амплитудасына  сәйкес келеді. Ондай датчиктерге  пьезоэлектрлік индукциялық датчиктер  және термоэлементтер жатады.

Пассивті датчиктер кірістегі  электрлік емес сигналдардың әсерінен өздерінің электрлік параметрлерін  өзгертеді. Электрлік параметрлеріне олардың кедергілері,

сыйымдылықтары және индуктивтілігі жатады. Сондықтан ондай датчиктері параметрлік датчиктер деп те атайды. Пассивті датчиктер сыртқы ток көзі бар электрлік тізбегіне қосылады.

Резистивті датчиктерді  тыныс алу жиілігін анықтау үшін қолданады. Резина түтік көмір ұнтағымен  толтырылған болады. Датчиктің 2 басын  адамның кеудесіне бекітеді.Датчик ток көзіне өткізгішпен және электродпен қосылады. Тыныс алу кезінде резина түтік созылады.Сол кезде оның көлденең қимасының ауданы кішірейеді.

Резистивті датчиктің  тағы бір түрінде электр тогының  өзгерісін сезгіш ретінде ток  өткізетін резина қолданылады. Оның жұмыс принципі алдындағы датчиктікіне ұқсас болады.

Қазіргі кезде клиникалық практикаларда қан тамырының  ішіндегі  және жүрек қуысындағы қанның қысымын анықтауда электрлік  тензо-датчиктерді қолданады.Олардың  жұмыс принциптері кейбір материалдардың механикалық деформация әсерінен кедергілердің  өзгеруіне негізделген. Ондай заттарға селикон, смола т.б жатады.

Пьезоэлектрлік датчиктер  активті датчиктер қатарына жатады. Олар жүрек-қанайналым жүйесінің күін, яғни пульст,систолалық және диастолалық  қысым, жүректің тоны,шуын және тыныс  алу жиілігі мен көлемін анықтауға қолданылады.

 

 

Датчик	Механикалық	Акустикалық	Оптикалық	Температуралық
Пьезоэлектрлік	АД	ФКГ	—	—
Термоэлектрлік	—	—	—	Т
Индукционды	БКГ	ФКГ	—	—
Фотоэлектрлік	—	—	огг	—
Емкостной	ФКГ	—	—	—
Реостатный	АД, БКГ	—	—	т
Индуктивті	ДЖ	—	—	—

Анықтамалары:АД-артериальное давление крови,БКГ-баллист кардиограмма, ФКГ-фонокардиограмма,ОГГ-оксигемография, Т-температура, ДЖ-давление в желудочно-кишечном тракте. 

Сигнал күшейткіштері (усилители)

Көптеген медициналық  электронды құрылғылардың құрамына күшейткіштер кіреді. Оларды медико-биологиялық  ақпараттарды тіркеуші системалардың  әлсіз сигналдарының амплитудасын жоғарылату үшін қолданады.Электр сигналдарын  күшейткіш-осындай сигналдарды олардың  ешқандай формасын өзгертусіз күшейтетін құрылғылар.

Мақсатына тәуелді күшейткіштер ток күшінің напряжениесына және күштілігіне байланысты ажыратылады.Болашақта осы анықтамалардың барлығы қосымша күш түсіретін күшейткішке қатысты болады. Мұндай күшейткіштің функционалды схемасы 4-суретте көрсетілген. Күшейткіштің кіреберіс клеммаларына қосымша Uкір күші түсіріледі. Күшейткіштің электронды сызбасы оның сырттан келетін электроэнергияның амплитудасының үлкеюін қамтамасыз етеді. Күшейтілген сигнал Uшығ шығыс клеммалардан шешіледі.

Күшейткіштің электронды сызбасы

            Uкір  Uшығ

Электрлік энергияның

 көзі

 

 

Күшейткіш жеке блок түрінде  жасалуы мүмкін немесе медициналық  аппараттың құрамына кіретін болуы  мүмкін.Соңғы жағдайда сигнал датчиктан  тікелей күшейткішке барады.Күшейтілген  сигнал ары қарай құрылғыға жіберіледі.Ол құрылғыда электрлік сигналды көрінетін ақпарат түріне келтіреді. Мысалға алатын болсақ сұйық кристалды дисплейлар.

 

Қорытынды

Осы жұмыс барысында мен  тірі ағзаларды медико-биологиялық  аппараттар арқылы зерттеуді қарастырдым. Медико-биологиялық ақпаратты жалпы  қалай ненің көмегімен алатыны  жайында қысқаша тоқталдым. Солардың барлығын қорытындылай келсем адам ағзасында  болып жатқан және өтетін параметрлерді  тікелей немесе жанама өлшеуде датчиктер мен электродтар қолданылады. Және ол қндырғыларға бірнеше талаптар қойылады. Соның ішінде қондырғыларға қойылатын басты талаптар:

• адам ағзасынан алынатын биопотенциалдардың және басқадай медико-биологиялық ақпараттардың пішініне ақаудың мейлінше аз болуы;
• алынатын ақпаратты қоршаған ортаның зиянды әсерінен қорғау;
• ағзаға зиянсыз болуы
• залалсыздауға (стерильдеуге) қолайлы және бірнеше рет қолданылатындай болуы керек;

Жалпы медико-биологиялық  ақпаратты тірі ағзаларды зерттеуде, ағзадағы ауруды анықтауда, белгілі  мүшелердің жұмыс жасау қалыпын  тексеру мақсатымен алады.

Қазіргі дамыған заманда  ауру да дамып, жетілуде. Соған орай медицина да бір орында тұрмай белсенді дамуда. Осындай құрылғылардың арқасында  дәрігерлер ауруды анықтап, оны емдеудің жолдарын қарастырады. Сондықтан да осы жұмыста қарастырған электродтар  мен дакчиктердің медико-биологиялық  ақпаратты алудағы маңызы өте  зор және медицинаның дамуына да әсері өте көп деп айтуға болады.

 

Қолданылған әдебиеттер

1.Бират Көшенов «Медициналық  биофизика», Алматы 2008, 155-161 беттер

2.http://chemisk.narod.ru/html/ib01.html

3.Http://bugtraq.ru/library/books/attack/charper03/01.html

4. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика., Высшая школа, 2004. с. 307 – 319.

5.Антонов В.Ф «Практикум по биофизике» М.ВЛАДОС 2011