- •153 Загальні відомості про медичну електронну апаратуру Розділ 5. Електронна медична апаратура
- •Загальні відомості про електронну медичну апаратуру (ема)
- •5.1.1.Класифікація електронної медичної апаратури
- •5.1.2.Техніка безпеки
- •5.1.3.Правила безпеки
- •5.1.4.Технічні характеристики ема
- •Семінар “Взаємодія електромагнітного поля з біологічними тканинами”
- •Контрольні питання для підготовки до семінару
- •5.2.1.Основні характеристики емп
- •5.2.2.Основні процеси,які характеризують дію емп на біологічні тканини
- •Виникнення іонних струмів
- •Механізм прогріву різних середовищ
- •Поляризація
- •Резонансне поглинання енергії
- •5.2.3.Теплова дія емп на бт
- •5.2.4.Специфічна дія емп на біологічні тканини
- •Контрольні запитання та задачі
- •Лабораторна робота №1 “Робота з фізіотерапевтичною апаратурою”
- •Контрольні питання для підготовки до лабораторної роботи
- •Додаткова література
- •Додаткові теоретичні відомості
- •5.3.1.Робота з увч-апаратом
- •Завдання до лабораторної роботи
- •Контрольні запитання і задачі
- •5.3.2.Ультразвуковий терапевтичний апарат
- •Завдання до лабораторної роботи
- •Контрольні запитання і задачі
- •5.3.3.Апарат для дарсонвалізації“Іскра-1”
- •Завдання до лабораторної роботи
- •Контрольні завдання та запитання
- •5.4.1.Природа електрокардіограми(екг)
- •5.4.2.Завдання до лабораторної роботи
- •Короткий технічний опис і інструкція по експлуатації електрокардіографа
- •Контрольні питання та задачі
- •Лабораторна робота №3 “робота з реографом ргч-01”
- •Контрольні запитання для підготовки до лабораторної роботи
- •Додаткова література
- •5.5.1.Додаткові теоретичні відомості
- •5.5.2.Стислі технічні характеристики та інструкція з експлуатації реографа ргч-01
- •Підготовка приладу до роботи
- •Контрольні питання та задачі
5.1.3.Правила безпеки
1. При підозрі неполадків під час підготовки приладу до роботи необхідно від’єднати його від мережі. Несправний прилад категорично забороняється використовувати та експлуатувати. Підозра у несправності виникає при нестабільній роботі вимірювальних та індикаційних пристроїв, відсутності або неможливості плавної регуляції приладу, виникненні підозрілих шумів, тріску, запахів тощо.
2. Перешкоди (шуми) не можна усувати, накладаючи додатковий електрод заземлення на пацієнта, оскільки при цьому можливий небезпечний витік струму крізь тіло пацієнта. Ймовірність такої загрози особливо велика при використанні декількох вимірювальних приладів; якщо таке заземлення все ж необхідне, то воно повинно бути єдиним (винятком є заземлення двома нейтральними електродами при діатермії).
3. Заземлення шляхом під’єднання до труб опалення та водопроводу не можна вважати задовільними, оскільки завжди існує ймовірність, що в іншому приміщенні на цю ж трубу заземлено прилад із значним витоком струму, який може поширитися на пацієнта й обслуговуючий персонал.
4. Якщо одночасно використовується декілька приладів, вони повинні мати одну спільну точку заземленя. Не можна під’єднувати прилади до “землі”послідовно, у цьому випадку утворюється “петля заземлення”, по якій циркулюють струми втрат.
5. Заміна патронів, вилок та інших з’єднувачів повинна виконуватись лише фахівцями, хоча на перший погляд ця робота здається досить простою.
6. Забороняється експлуатація приладів за умов, не вказаних в правилах їх використання.
7. Забороняється самостійно змінювати конструкцію апарата без дотримання умов його безпечної експуатації.
5.1.4.Технічні характеристики ема
Нижче розглядаються основні (найбільш загальні) технічні характеристики електронної медичної апаратури. В основному ці характеристики стосуються діагностичної апаратури і містяться у технічній інструкції. З огляду на ці характеристики, можна судити про переваги приладу, можливості його використання для розв’язання клінічних задач.
1. Чутливість Sвизначається мінімальними змінами сигналу, котрі можна незмінно спостерігати і реєструвати. Завдяки електроніці стало можливим вимірювати надто малі значення величин, що нас цікавлять (напругиU= 10–6–10–7B, струмиI= 10–9А, відстаніL= 10–8мтощо). Якщо пристрій має перетворювач (датчик, підсилювач тощо), чутливістьSвизначається відношенням амплітуди вхідного сигналуАвхдо амплітуди сигналуна виході Авих:
S=Авх /Авих.
Наприклад, чутливість датчика тиску S= 20мкВ/мм Нg означає, що при зміні вхідного сигналу (тиску) на 1ммНg на виході генерується сигнал амплітудою в 20мкВ.
Багато приладів налагоджені на стандартну чутливість за допомогою регулювачів сигналу на виході. Так, стандартна чутливість електрокардіографа 10 мм/мВ(максимальна чутливість 15–20мм/мВ).
2. Лінійність– здатність пристрою зберігати постійну чутливість в усьому діапазоні величини, яка вимірюється або реєструється. Для лінійного перетворювача справедливе співвідношення:
Авих =S·Авх,
де S– постійна чутливість пристрою.
Якщо чутливість пристрою залежить від параметрів вхідного сигналу (наприклад, амплітуди або частоти), то виникають нелінійні спотворення при утворенні сигналу. Для нелінійного перетворювача характерною є така залежність:
Авих = S(Авх)·Авх.
Нелінійні спотворення обумовлені наявністю частотнозалежних опорів у ланцюгу пристрою (опори ємності, індуктивності), а також нелінійністю робочих характеристик перетворювачів та функціональних елементів (транзисторів, електронних ламп тощо).
У технічних характеристиках ЕМА лінійність оцінюється за частотною характеристикою приладів, а також за величиною амплітуди сигналу, який реєструється без спотворення. Відхилення від лінійної характеристики подають у процентах або у децибелах. Наприклад, “завал”на граничних частотах не більше 10% означає, що амплітуда сигналу, який реєструється, відрізняється від істинноїАвхна ΔА = 0.1 Авх; затухання на верхніх частотах 10дБ(або 1 Б) свідчить, що ці величини відрізняються у 10 разів, оскільки за означенням 1Б= lg (А2 /А1), приА2 = 10 А1.
Амплітудні спотворення визначають ефективну ширину запису сигналу пристроєм, який записує цей сигнал. У технічних даних приладу, як правило, вказані ефективні значення і процент нелінійних спотворень.
3. Динамічний діапазон– визначається межами вимірюваної величини (Аmin – Аmax). Величина мінімального сигналу (Аmin)визначається чутливістю приладу, максимального (Аmax)– нелінійними спотвореннями і міцністю конструкції. Частотний динамічний діапазон визначається величиною нелінійних спотворень на граничних частотах.
4. Iнерційність– визначається здатністю чутливого елемента перетворювача стежити за змінами вхідної величини. Перетворювач, що має більшу інерційність, не здатний реагувати на сигнал, що швидко змінюється; нелінійні спотворення у цьому випадку перевищують припустимі значення. Наприклад, на першому записуючому пристрої кардіографу неможливо здійснити без спотворення запис фонокардіограми (ФКГ), оскільки рухлива головка пристрою, що записує, не встигає слідкувати за швидкозмінними сигналами ФКГ.
5. Точність– визначається похибками вимірювань, реєстрації, перетворень. Клас точності вимірювальної медичної апаратури визначають величиною відносної похибки у відсотках. Наприклад, клас точності реографа 2.0 означає, що похибка вимірювань не перевищує 2%.
6. Стабільність роботи– визначається здатністю пристрою зберігати під час роботи свої характеристики постійними. Стабільність оцінюється зміною фізичної величини на виході ΔАза одиницю часу при незмінному вхідному сигналіА. Величина цього відхилення (дрейф) визначається як відношення:
,
де t – проміжок часу.
Наприклад, дрейф підсилювача постійного струму не перевищує 0.5% за хвилину.Це означає, що для даного підсилювача протягом хвилини сигнал на виході може змінитися на 0.5% Асвого значення за рахунок нестабільної роботи елементів підсилювача. Дрейф може суттєво збільшитись при зміні умов роботи приладу (температури, тиску, вологості). У цьому випадку в паспортних даних приладу приводиться величина дрейфу, віднесена до величини зміни зовнішнього фактора (наприклад,D= 0.3%/C).
Медичні прилади та пристрої повинні задовольняти певнимспецифічним вимогам, які зумовлені особливостями їх експлуатації у клінічній практиці:
а) атравматизм (безпечність експлуатації, особливо при введенні апаратів або їх частин всередину організму);
б) обмеженість лінійних розмірів пристроїв, які використовуються для отримання даних під час досліджень (особливо внутрішньоорганних та порожнинних);
в) можливість багаторазової стерилізації окремих частин апарата;
г) підвищена надійність, безвідмовність роботи в умовах інтенсивної експлуатації тощо.