Краткая теория. Любое медико - биологическое исследование связано с получением и регистрацией соответствующей информации
Любое медико - биологическое исследование связано с получением и регистрацией соответствующей информации. Это может быть регистрация биологических потенциалов, регистрация неэлектрических величин: температура, давление, скорость движения крови в кровеносной системе. Начальным элементом любой технической системы, воспринимающей информацию, является датчик.
Существуют датчики генераторные и параметрические. Генераторные датчики - это такие преобразователи, которые под действием измеряемого сигнала непосредственно генерируют напряжение или ток К таким датчикам относятся пъезоэлектрические датчики и т. д. Параметрические датчики - это датчики, в которых под действием измеряемого сигнала изменяется какой-нибудь параметр в электрической цепи. К таковым относятся: ёмкостные, реостатные, индуктивные датчики. Итак, датчики -- это устройство съёма информации, реагирующее своим чувствительным элементом на воздействие измеряемой величины, а так же осуществляющей преобразование этого воздействия в форму удобную для последующего усиления, регистрации, обработок и Т.д.
Тип и конструкция датчика зависит от вида необходимого преобразователя, т. е. определяется конкретными физическими представлениями входного неэлектрического сигнала и выходного электрического сигнала, а так же зависит от условий работы датчика.
Входными неэлектрическими величинами датчиков могут быть механические величины (линейные и угловые перемещения, скорость, ускорение, давление, частота колебаний и т.д.), физические (температура, освещенность, влажность), химические (концентрация, состав вещества), непосредственно физиологические (наполнение тканей кровью, сокращение мышц).
Выходными электрическими величинами обычно служат: ток, напряжение, сопротивление, полное сопротивление (импеданс), частота или фаза переменного тока или импульсивных сигналов.
Датчики медико-биологической информации можно разделить на две группы: биоуправляемые и энергетические. К биоуправляемым можно отнести генераторные и параметрические датчики, о которых говорилось выше. Энергетические датчики в отличие от биоуправляемых, воздействуя на органы и ткани нуждаются в дополнительном источнике энергии для воздействия на объект. Из датчиков такого типа можно указать к примеру фотоэлектрические и ультразвуковые датчики. Каждый датчик характеризуется определёнными метрологическими показателями.
Важнейшими из них являются:
1. Чувствительность- минимальное изменение снимаемого параметра, которое можно устойчиво обнаружить с помощью данного преобразования.
2. Динамический диапазон- диапазон входных величин, измерение которых производится без заметных искажений от максимальной предельной величины до минимальной ограниченной порогом чувствительности или уровнем помех.
3. Погрешность- максимальная разность между получаемой и номинальной выходными величинами.
4. Время реакции- минимальный промежуток времени, в течение
которого происходит установка выходной величины на уровень, соответствующей изменённому уровню входной величины.
Рассмотрим устройство и принцип действия датчиков некоторых систем.