Медицинская диагностическая техника. Диагностические приборы

ЭЛЕКТРОННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АППАРАТУРА. 4

ОСНОВЫ УСИЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ.. 4

Классификация электронной медицинской аппаратуры.. 4

Диагностические приборы. Общая структура медицинской измерительной системы.. 4

Электроды, датчики, сенсоры.. 5

Электронные усилители. 9

Усилители биопотенциалов. 13

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ. ЭЛЕКТРОННЫЕ СТИМУЛЯТОРЫ. ЭЛЕКТРОФИЗИОТЕРАПИЯ. 16

Физиологическое действие электрического тока на биологические ткани. 16

Генераторы электрических импульсов. 178

Электронные стимуляторы.. 19

Электрофизиотерапия. 22

Низкочастотная физиотерапия. 23

Высокочастотная физиотерапия. 24

Основы техники безопасности при работе с электрическими приборами. 27

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………………………28

ЭЛЕКТРОННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АППАРАТУРА.

ОСНОВЫ УСИЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Классификация электронной медицинской аппаратуры

Электронные приборы широко используются в различных областях современной медицины, что в значительной степени обуславливает прогресс в диагностике заболеваний, а также в их лечении и профилактике. Научный и технический уровень электронной медицинской аппаратуры неуклонно повышается, а области её применения становятся всё более широкими.

Медицинская электроника – это область науки и техники, которая занимается разработкой, изготовлением и применением специального медицинского оборудования.

Все разнообразное электронное медицинское оборудование можно по назначению разделить на следующие виды приборов:

A) Диагностические приборы, предназначенные для получения информации о тех или иных показателях состояния организма.

Б) Приборы, предназначенные для различных видов лечения, включая физиотерапевтическое оборудование.

В настоящее время значительная часть медицинских электронных приборов, в особенности диагностических, использует компьютеры для регистрации, обработки и хранения информации.

Диагностические приборы. Общая структура медицинской измерительной системы

Любая медицинская измерительная система предназначена для измерения какой-либо определенной физической величины, отражающей показатели жизнедеятельности организма. Эта величина может быть связана с физическими процессами внутри организма (давление крови), на поверхности тела (ЭКГ) или за его пределами (инфракрасное излучение). Примерами таких величин могут служить размеры различных визуализируемых органов, показатели их перемещения (скорость, ускорение). К ним относятся также биопотенциалы, импеданс, давление, температура и т.д.

В общую структуру медицинской измерительной системы (рис.1) входят электроды или сенсоры, которые служат для непосредственного съема информации с тела пациента, усилители, которые необходимы

Рис.1 Обобщённая измерительная система

для увеличения амплитуды отводимых сигналов. Далее – приборы, предназначенные для обработки и регистрации полученной информации: цифровой процессор сигналов, дисплей, записывающее устройство. На рис.1 показана обобщённая измерительная система, применяемая для получения информации о состоянии организма с помощью сенсоров.

Понятием «медицинское диагностическое оборудование» охватывается большой спектр устройств, целью которых является быстрое и реалистичное определение как общего физического состояния здоровья пациентов, так и отдельных органов, и тканей. Речь идет о современных компьютерных томографах, аппаратуре для ультразвуковых исследований, аппаратах, исследующих поражения нервной системы, электрокардиографах и многих других.

Существуют различные виды медицинского диагностического оборудования высочайшего уровня, позволяющие выявлять самые незначительные отклонения в организме человека. С помощью чувствительных приборов функциональной диагностики: сфигмоманометров, энцефалографов и миографов, врач может выявить самые ранние признаки многих заболеваний и назначить адекватную терапию. Диагностическая медицинская техника способна исследовать любые органы пациента, при этом о них будет получена самая достоверная и корректная информация.

Вдобавок к функциональному диагностическому используется ультразвуковое и рентгенологическое оборудование в виде:

• Рентгенографов;
• Компьютерных рентген-томографов;
• УЗ-сканеров.

Большую популярность среди медицинских диагностических приборов получил томограф (мрт) , рассчитанный на проведение детальной диагностики. Он особенно полезен в тех случаях, когда другая аппаратура не может выявить достаточного количества данных для правильного диагноза. Аппарат эффективен и безопасен. Принцип работы основан на взаимодействии магнитного поля с радиоволнами. Специальные датчики считывают сигналы с различных обследуемых участков тела. Персональный компьютер, обработав данные, получает снимок, сделанный в нескольких плоскостях. На основании снимков детально изучаются физиологические особенности органов и срезов мягких тканей. Томографом успешно исследуются:

• Сердце и печень;
• Желудок и кишечный тракт;
• Легкие;
• Суставы и мозг.

Достаточно распространенным аппаратом у медиков становится гамма-камера. С ее помощью отслеживают самые разные болезни, в том числе рак и сердечно-сосудистые заболевания на самых ранних этапах развития. Посредством вырабатываемых прибором вспышек-фотонов просвечиваются внутренние органы, в которые заранее вносится незначительное количество радиоактивных веществ. Происходит невредное для здоровья гамма-излучение. В результате исследования будет получено двухмерное изображение внутренних органов. Результат фиксируется спирометром или отображается на мониторе компьютера.

В настоящее время диагностическое медицинское оборудование является одной из основных составляющих современной медицины и обеспечения человека медицинскими услугами на должном уровне. Современное медицинское оборудование для диагностики дает возможность выявлять опасные заболевания на ранних стадиях, что способствует успешному излечению от болезней, которые раньше не поддавались лечению. Те заболевания, которые приводили ранее к летальному исходу, сейчас удается диагностировать и проводить лечение благодаря ультрасовременным средствам диагностики, существующими в настоящее время.

Для функциональной диагностики используется , принцип работы которого основан на рентгенографии, доплерографии, стабилометрии, кардиографии, электрофизиологических методах (электроэнцефалограмме, электрокардиографии, электрогастрографии, ацидогастрометрии). Для диагностики и лечения внутриполостных, внутриартериальных областей организма используются эндохирургические лапароскопические видеокомплексы. А холтеровские системы, электрокардиографы, ультразвуковые сканеры, томографы и рентгеновское оборудование различного назначения расширили возможности по выявлению заболеваний и сделали большой шаг в борьбе с ними.

В настоящее время в каждой из отдельных областей медицины используется медицинское диагностическое оборудование различного назначения. Специалисты компании «Николанта» предложат вам максимально возможный спектр медицинского оборудования отечественных производителей и ведущих компаний мира, отличающийся высоким качеством и приемлемой стоимостью.

Ультразвуковые аппараты Отличным способом диагностики организма является медицинское обследование с помощью ультразвукового сканера. Представляя из себя абсолютно безопасный, безболезненный и высокоинформативный метод обследования, он с легкостью переносится как взрослыми пациентами, так и детьми. Обычно обследования при помощи УЗИ аппаратов - это решающий фактор постановки диагноза для дальнейшего выбора тактики излечения от различных болезней. Диагностика с помощью УЗИ оборудования делает возможным выявление заболеваний на ранних стадиях, что очень важно в отношении, например, онкологических заболеваний. Она помогает установлению диагноза при неясности клинической картины и своевременному назначению лечения, а также дает возможность контролировать ход лечения.

Холтеровские системы (суточные мониторы артериального давления) Холтеровские системы, широко распространенные для проведенич функциональной диагностики, применяются в клинической практике для того, чтобы выявлять нарушения ритма cердца, ишемические изменения электрокадиограммы, для контролирования антиангинальной и антиаритмичеcкой терапии. Являясь одним из наиболее популярных методов диагноcтирования нарушений cердечного ритма, холтеровcкое мониторирование ЭКГ показано пациентам, имеющих перебои в работе cердца и жалобы на cердцебиение, с неяcными обмороками и чаcтично для региcтрирования «немой» ишемии миокарда, а также используется для оценивания различных параметров при работе электрокардиоcтимулятора.

Электрокардиографы Электрокардиография занимается регистрированием и исследованием электрических полей, образующихся при работе сердца, прямым результатом применения которой является электрокардиограмма (ЭКГ) - графичное представление электрического напряжения, возникающего при работе сердца. Это сравнительно недорогой и очень ценный метод диагностики при кардиологических обследованиях. Электрокардиографы - это медицинские приборы, записывающие различные параметры работы сердца. Современные электрокардиографы компактны, они способны сохранять ЭКГ в персональном компьютере, а гарантия безопасности и защита от помех делает исследование сердца наиболее эффективным.

Практическое занятие № 6

Понятием «медицинское диагностическое оборудование» охватывается большой спектр устройств, целью которых является быстрое и реалистичное определение как общего физического состояния здоровья пациентов, так и отдельных органов, и тканей. Речь идет о современных компьютерных томографах, аппаратуре для ультразвуковых исследований, аппаратах, исследующих поражения нервной системы, электрокардиографах и многих других.

Существуют различные виды медицинского диагностического оборудования высочайшего уровня, позволяющие выявлять самые незначительные отклонения в организме человека.

Ультразвуковые аппараты Отличным способом диагностики организма является медицинское обследование с помощью ультразвукового сканера. Представляя из себя абсолютно безопасный, безболезненный и высокоинформативный метод обследования, он с легкостью переносится как взрослыми пациентами, так и детьми. Обычно обследования при помощи УЗИ аппаратов - это решающий фактор постановки диагноза для дальнейшего выбора тактики излечения от различных болезней. Диагностика с помощью УЗИ оборудования делает возможным выявление заболеваний на ранних стадиях, что очень важно в отношении, например, онкологических заболеваний.

Холтеровские системы (суточные мониторы артериального давления) Холтеровские системы, широко распространенные для проведения функциональной диагностики, применяются в, для того, чтобы выявлять нарушения ритма cердца, ишемические изменения электрокадиограммы, для контролирования а антиаритмичеcкой терапии. Являясь одним из наиболее популярных методов диагноcтирования нарушений cердечного ритма, холтеровcкое мониторирование ЭКГ показано пациентам, имеющих перебои в работе cердца и жалобы на cердцебиение, с неяcными обмороками, а также используется для оценивания различных параметров при работе электрокардиоcтимулятора.

Электрокардиографы Электрокардиография занимается регистрированием и исследованием электрических полей, образующихся при работе сердца, прямым результатом применения которой является электрокардиограмма (ЭКГ) - графичное представление электрического напряжения, возникающего при работе сердца. Это очень ценный метод диагностики при кардиологических обследованиях. Современные электрокардиографы компактны, они способны сохранять ЭКГ в персональном компьютере.

Компьютерная томография (КТ) - современный метод лучевой диагностики, позволяющий получить послойное изображение любой области человека толщиной среза от 0,5мм до 10мм, оценить состояние исследуемых органов и тканей, локализацию и патологического процесса. Принцип работы рентгеновского компьютерного томографа основывается на круговом просвечивании исследуемой области тонким пучком рентгеновских лучей перпендикулярным оси тела, регистрации ослабленного излучения с противоположной стороны системой детекторов и преобразование его в электрические сигналы

Магнитно-резонансная томография (МРТ) - современный безопасный (без ионизирующего излучения) неинвазивный диагностический метод, обеспечивающий визуализацию глубоко расположенных биологических тканей, широко применяемый в медицинской практике, в частности в неврологии и нейрохирургии.

Позитронно-эмиссионная томография - это новый точный и современный способ ранней дигностики онкологических, кардиологических и неврологических заболеваний. Позволяет получить информацию об обмене веществ на клеточном уровне
и выявляет признаки рака на самой ранней стадии. Основан на введение в организм радиофармпрепарата. Доза облучения при этом сравнима с дозой облучения при рентгене и компьютерной томографии

Похожая информация:

1. E) Не использование в решении суда первой инстанции рекомендаций постановлении Пленума Верховного суда РК.
2. VI. Переведите на английский язык предложения с использованием форм простого будущего времени, либо других способов выражения будущего.

Тема-1. Введение. Использования технических средств в условиях медико-биологических организаций. Техническое обеспечение лечебно-диагностического процесса. Классификация медицинских электронных приборов, аппаратов и систем.

В наше время медицинская практика немыслима без исполь­зования лечебно-диагностических приборов. Врач, лишенный возможности пользоваться такими приборами даже в течение всего лишь суток, оказался бы в весьма затруднительном по­ложении. Это объясняется тем, что диагностическая и лечеб­ная тактика современного врача в значительной мере опреде­ляется теми данными, которые могут быть получены с помощью различных приборов. Поэтому, прежде чем приступить к опи­санию таких приборов, рассмотрим некоторые аспекты лечеб­но-диагностического процесса и попытаемся выяснить, в какой степени и почему его эффективность стала зависеть от приме­нения соответствующих приборов и аппаратов.

Медицинскую практику можно представить как многоэтап­ный многократно повторяющийся лечебно-диагностический про­цесс, целью которого является выявление симптомов заболева­ния и устранение их причин. Обычно такой процесс осуществля­ется специалистом или группой специалистов и включает сле­дующие этапы: сбор данных, анализ данных, принятие реше­ний, лечение и повторение всех или только некоторых этапов в зависимости от обстоятельств. Без использования технических средств в условиях медико-биологических организаций и техническое обеспечение лечебно-диагностического процесса невозможно проведение качественного лечения.

Классификация медицинских электронных приборов, аппаратов и систем.

Всю медицинскую технику можно разделить с точки зрения задачи, решаемой в медицинском технологическом процессе, на три большие группы: аппаратуру, инструменты и оборудование.

Аппаратура обеспечивает в той или иной степени самостоятельный, автомати­зированный процесс взаимодействия с пациентом; инструмент действует на паци­ента в сочетании с рукой человека, являясь как бы ее продолжением; оборудова­ние-вспомогательные устройства для обслуживания пациента и обеспечения ме­дицинского технологического процесса.

Медицинская аппаратура - 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, аппараты для искусственной вентиляции легких и др.

В процессе функционирования аппаратуры она 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, то есть 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.

Рис. 1. Общая классификация медицинской техники.

Терапевтические аппараты воздействуют на пациента с целью вызвать жела­емые сдвиги в его организме-перестройку патологического процесса в сторону нормализации. Хирургические аппараты, являющиеся частью терапевтических, предназначены для осуществления радикальных изменений в структуре органов, тканей. Таким образом, терапевтические 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, 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.

Рис. 2. Классификация низкочастотной электротерапевтической аппаратуры.

Воздействующие терапевтические аппараты и диагностические приборы в за­висимости от формы, в которой используется энергия, направленная на пациента, делятся на воздействующие электрической энергией и 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 или газообразным. Соответственно можно выделить электро­медицинские механические, гидравлические и газовые аппараты и приборы. К первым относятся ультразвуковые терапевтические аппараты и диагностические приборы, аудиометры, вибромассажные 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 низкочастотные, высокочастотные, светооптические, рентгеновские и радиологические.

Низкочастотные терапевтические аппараты (рис. 2) делятся на две группы, в зависимости от формы воздействующей электрической энергии (ток, поле). Среди аппаратов, воздействующих током, можно выделить три группы соответственно виду тока (постоянный, переменный или импульсный). Дальнейшее деление этих аппаратов производится по функциональному признаку и включает в себя на­звания медицинских методик.

Аппараты, воздействующие низкочастотным полем, делятся в зависимости от рода поля, т. е. используемой составляющей поля индукции (электрическое, маг­нитное). Следующая ступень классификации определяется видом поля (постоянное, переменное, импульсное). Дальнейшее деление - по медицинским методикам.

Рис. 3. Классификация высокочастотной электротерапевтической аппаратуры.

Высокочастотные терапевтические аппараты (рис. 3) составляют две группы в

соответствии с формой используемой энергии (ток, поле).

Аппараты, воздействующие полем, делятся на три группы в зависимости от используемой составляющей электромагнитного поля (электрическое, магнитное, электромагнитное). Дальнейшее деление аппаратов воздействующих как током, так и полем - в зависимости от режима колебаний (непрерывный, импульсный). Заканчивается классификация высокочастотных терапевтических аппаратов кон­кретными медицинскими методиками.

Диагностические низкочастотные и высокочастотные воздействующие прибо­ры насчитывают всего несколько наименований. Примером низкочастотных при­боров являются приборы для электродиагностики, примером высокочастотных- приборы для импедансной плетизмографии.

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.

Из-за ограниченного объема лекции в ней приведены только основные виды электромедицинской аппаратуры и их наиболее распространенные предста­вители. При этом следует учитывать, что некоторые виды приборов и аппаратов выделились в самостоятельные обособленные разделы медицинской техники, как, например, рентгеновские и радиологические и рассматриваются в отдельных кур­сах.

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЕМ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ

Пахарьков Г.Н., Попечителев Е.П., Афонин П.Н. Медицинские измерительные преобразователи и электроды: Учебное пособие. М. Высшая школа, 2001.

Ливенсон А.Р. Электромедицинская аппаратура. М., 1981.

Е.П. Попечителев, Н.А. Кореневский /Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника. М., 2002.

Информационно-измерительная техника и технологии/ Под ред. Проф. Г.Г. Раннева, ФГУП Высшая школа, 2002. С453.

Федосеев В.Н. Биоимпедансная томография. Обзор//Тс-10 Медицинские приборы, оборудование и инструменты. М., 1989, вып. 5.

Аппаратура и методы клинического мониторинга /Л.И. Калакутский, Э.С. Манелис. Самара, 1999.

Попечителев Е.П. Методы медико-биологичеких исследований. Системные аспекты. Житомир. ЖТИ. 1997.

Клячкин Л.М., Виноградова М.Н. Физиотерапия. М., 1988.

Справочник по лазерной технике. М.: Энергоатомиздат, 1991.

Е.П. Попечителев, Н.А. Кореневский /Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника. М., 2002. С.469.

Ткаченко Ф.А. Техническая электроника: Учеб. Пособие для вузов. Мн: Дизайн ПРО, 2001.