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 S визначається мінімальними змінами сигналу, котрі можна незмінне спостерігати і реєструвати. Завдяки електроніці стало можливим вимірювати надто малі значення величин, що нас цікавлять (напруги - В, струми , відстані м тощо). Якщо

пристрій має перетворювач (датчик, підсилювач тощо), чут­ливість визначається відношенням амплітуди вхідного сигналу до амплітуди сигналу на виході

Наприклад, чутливість датчика тиску означає, що при зміні вхідного сигналу (тиску) на на виході генерується сигнал амплітудою в

Багато приладів налагоджені на стандартну чутливість за допомогою регулювачів сигналу на виході. Так, стан­дартна чутливість електрокардіографа (макси­мальна чутливість

2. Лінійність - здатність пристрою зберігати постійну чутливість в усьому діапазоні величини, яка вимірюється або реєструється. Для лінійного перетворювача справедли­ве співвідношення:

де - 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:

Нелінійні спотворення обумовлені наявністю частотно-залежних 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 означає, що амплітуда сиг­налу, який реєструється, відрізняється від істинної затухання на верхніх частотах свідчить, що ці величини відрізняються у 10 разів, оскільки за означенням

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 . Величина мінімального сигна­лу визначається чутливістю приладу, максимального

нелінійними спотвореннями і міцністю конструкції. Частотний динамічний діапазон визначається величиною нелінійних спотворень на граничних частотах.

4. Інерційність - 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 за одиницю часу при незмінному вхідному

сигналів. Величина цього відхилення (дрейф) визначається як відношення:

де - 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% А свого 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, ).

Медичні прилади та пристрої повинні задовольняти певним специфічним 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.

3.2. СЕМІНАР "ВЗАЄМОДІЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ПОЛЯ З БІОЛОГІЧНИМИ ТКАНИНАМИ"

(скорочення в тексті: ЕМП - електромагнітне поле, ЕП -електричне поле, МП - магнітне поле, БТ - біологічні тка­нини)

Контрольні питання для підготовки до семінару

1. Основні характеристики ЕМП.

2. Основні процеси, які обумовлюють дію ЕМП на БТ:

2.1.Виникнення електричних струмів:

а) іонні струми провідності (постійні, змінні: низько - та високо­частотні);

б) індукційні струми;

в) струми зміщення.

2.2. Явища поляризації.

2.3. Резонансне поглинання енергії ЕМП.

3. Основні фізіотерапевтичні методики, які використовують елек­тричні струми; явища поляризації та резонансне поглинання енергії ЕМП з лікувальною метою.

4. Теплова дія ЕМП на БТ:

4.1.Кількість теплоти, яка виділяється при діатермії, індуктотер­мії, УВЧ- і НВЧ- терапії.

4.2. Механізм прогрівання тканин, котрі мають різну електропро­відність (діелектриків, низько - та високоомних провідників).

5. Специфічна дія ЕМП на БТ. Фізичні основи процесів, які викли­кають зміну структури біологічно активних молекул, функцій біологічних мембран, кінетики ферментативних процесів тощо.